着色光固化树脂组合物、滤色器和包括其的液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及着色光固化树脂组合物、滤色器和包括所述滤色器的液晶显示装置， 更具体地，涉及一种用于制作着色剂含量高的可高色彩再现的滤色器的着色光固化树脂组 合物。
【背景技术】
[0002] 液晶显示装置中使用的滤色器是通过染色法、印刷法、电沉积法和颜料分散法等 在玻璃等透明基板上形成红色、绿色、蓝色等精细像素的滤色器。其中，最近为了制造用于 液晶显示装置的滤色器，大多使用生产率高、精细加工性优异的颜料分散法，即利用颜料分 散的光固化树脂组合物进行的制造法。该方法为以如下方式进行的方法：将颜料分散的光 固化树脂组合物涂布在玻璃等透明基板上形成涂膜，通过掩模利用射线照射前述涂膜进行 曝光后，通过显影处理除去非曝光部而形成图案。以下，将前述用于制造滤色器的颜料分散 的光固化树脂组合物称为滤色器用光固化树脂组合物。
[0003] 滤色器用光固化树脂组合物通常包含颜料、粘合剂用高分子树脂、光聚合性单体、 光引发剂和溶剂，根据需要，可对其添加表面活性剂、粘合促进剂和残渣减少用化合物等。 最近，随着滤色器逐渐高色度化和高色彩再现化，滤色器用组合物中的颜料浓度变高。然 而，使用着色剂含量高的着色光固化树脂组合物形成像素时，存在以下问题：显影工序期间 在未曝光部的基板上产生显影残渣，或者由于未曝光部以并非完全溶解形式的剥离形式显 影，显影液堵塞滤色器，工序中未溶解而残留的杂质附着在像素和非像素的基板。因此，作 为减少像素的显影残渣的方法要求使用包含赋予酸值的多官能化合物的组合物并提高显 影性的技术。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开第2010-237664号说明书
[0006] 然而，此时，在曝光部形成的像素的固化度不够，存在粘附性降低而造成图案剥 离、涂膜表面不良，耐溶剂性不足的问题。
[0007] 另一方面，日本特开第2010-237664号中公开了一种滤色器用着色组合物，在利 用喷墨法制造滤色器时，为了使像素具有充分的平坦性，甚至具有耐药品性、耐热性和耐水 性，同时使用具有羧基的多官能化合物和三聚氰胺树脂。然而，前述组合物具有显影性不 足、溶解性差的缺点。
【发明内容】
[0008] 本发明为了解决该现有技术中的问题而作出，目的在于：为了制造着色剂含量高 的可高色彩再现的滤色器，提供一种不仅固化度和灵敏度良好，而且减少显影残渣并提高 显影速度的着色光固化树脂组合物。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种着色光固化树脂组合物，其特征在于，包含光 固化化合物（A)、粘合剂树脂（B)、光引发剂（D)和溶剂（E)，所述光固化化合物（A)包含下 述化学式（1)的化合物，所述粘合剂树脂（B)包含下述化学式（2)或下述化学式（3)的单 体。
[0010][化学式⑴]
[0012] [化学式（2)]
[0013]
[0014] 前述化学式（2)中，&、R2、馬和1?4彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0015] [化学式⑶]
[0016]
[0017] 前述化学式（3)中，R5、R6、&和1? 8彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0018] 另外，本发明提供一种用所述着色光固化树脂组合物制造的滤色器。
[0019] 进而，本发明提供一种包括所述滤色器的液晶显示装置。
[0020] 根据本发明中的着色光固化树脂组合物，能够提供显影时间、显影残渣、灵敏度和 耐溶剂性优异的着色光固化树脂组合物，具有能够获得包含该着色光固化树脂组合物的可 高色彩再现的滤色器的优点。
[0021] 此外，本发明中的组合物能够提供具有优异的显影性、固化度高、灵敏度和可靠性 尚的滤色器。
【具体实施方式】
[0022] 以下，详细说明本发明。
[0023] 本发明中的着色光固化树脂组合物包含光固化化合物（A)、粘合剂树脂（B)、光引 发剂（D)和溶剂（E)，所述光固化化合物（A)包含下述化学式（1)的化合物，所述粘合剂树 脂（B)包含下述化学式（2)或下述化学式（3)的单体。
[0025] 前述化学式（2)中，&、R2、馬和1?4彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0026] 前述化学式（3)中，R5、R6、&和1? 8彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0027] 以下，分别详细说明构成本发明的着色树脂组合物的各成分。然而，本发明不限于 这些成分。
[0028] 光固化化合物（A)
[0029] 前述光固化化合物（A)的特征在于包含下述化学式（1)的化合物。化学式（1)的 化合物是分子内具有一个以上羧基和五个以上光固化性乙烯基的化合物。
[0030] 本发明中，光固化化合物可附加包含通过光照射由光引发剂产生的活性基和酸等 可聚合的单体。作为前述单体的具体示例，可列举出：乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙 烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇 丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四 醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、三羟甲 基丙烷三丙烯酸酯、酚醛清漆环氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙 烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、 1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯等。
[0031] 前述光固化化合物相对于光固化树脂组合物中的固体成分以重量比计优选为 5~45重量％，更优选为10~35重量％。在前述光固化化合物的含量以前述基准计在5~ 45重量％的范围内的情况下，像素部的强度、平坦性良好，因此优选。
[0032] 在本发明的光固化化合物中，下述化学式（1)的化合物可为30~100重量％。下 述化学式（1)的化合物在前述范围内时，具有改善显影速度的效果。
[0033] [化学式⑴]
[0035] 粘合剂树脂（B)
[0036] 本发明的粘合剂树脂可为包含下述化学式（2) (B1)或化学式（3) (B2)的单体的共 聚物。优选地，可附加地列举出包含羧基的单体以及与该单体可共聚的其他单体的共聚物。 [0037][化学式⑵]
[0039] 前述化学式（2)中，&、R2、&和1?4彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0040] [化学式⑶]
[0041]
[0042] 前述化学式（3)中，R5、R6、&和1? 8彼此独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~ 20的有机残基（有机残基可含有氧原子）。
[0043] 包含前述化学式⑵的单体的聚合物可通过2-(溴甲基）丙烯酸甲酯（卜'' y 7于公司产品）、三乙胺（卜'、y 7于公司产品）和2-(羟甲基）丙烯酸甲酯（卜'、y 7千公司产品）的聚合而得到。前述聚合使用的溶剂可使用丙二醇甲醚（TCI公司产品） 和2,2'-偶氣二异丁腈（Wako公司广品）。
[0044] 包含前述化学式（3)的单体的共聚物可使用取代或未取代的二氢呋喃等，用与化 学式（2) -样的方法进行聚合。
[0045] 在前述粘合剂树脂中，化学式（2)或化学式（3)的单体含量比例相对于总含量以 重量比计为1~50重量％，优选1~20重量％，更优选1~10重量％。若在前述范围内， 可提高固化度，即使是颜料含量高的组合物在显影时也能够正确地形成图案，因而优选。
[0046] 本发明的粘合剂树脂除了前述化学式（2)或化学式（3)的单体以外，还可包含含 羧基的单体。作为前述含羧基的单体例如可列举出不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、以及不饱 和三羧酸等分子中具有一个以上羧基的不饱和多元羧酸等。
[0047] 前述不饱和单羧酸可列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、a -氯代丙烯酸和 桂皮酸等。
[0048] 前述不饱和二羧酸可列举出例如马来酸、富马酸、衣康酸、宁康酸和中康酸等。
[0049] 前述不饱和多元羧酸可为酸酐，具体可列举出马来酸酐、衣康酸酐和宁康酸酐等。 此外，前述不饱和多元羧酸可为其单（2-甲基丙烯酰氧基烷基）酯，例如琥珀酸单（2-丙烯 酰氧基乙酯）、琥珀酸单（2-甲基丙烯酰氧基乙酯）、邻苯二甲酸单（2-丙烯酰氧基乙酯） 和邻苯二甲酸单（2-甲基丙烯酰氧基乙酯）等。前述不饱和多元羧酸可为其两末端的二羧 基聚合物的单（甲基）丙烯酸酯，例如羧基聚己内酯单丙烯酸酯和羧基聚己内酯 单甲基丙烯酸酯等。
[0050] 前述含羧基的单体可分别单独使用或混合两种以上使用。
[0051] 本发明的粘合剂树脂可包含与前述含羧基的单体可共聚的其他单体。
[0052] 作为与前述含羧基的单体可共聚的其他单体，例如可举出：苯乙烯、a _甲基苯乙 烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基 苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻乙烯基苄基甲基醚、间乙烯基苄基甲基醚、对乙烯基苄基甲基 醚、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚和茚等 芳族乙烯基化合物；丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸 正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸 正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔 丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟 基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯 酸-2-羟基丁酯、甲基丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-3-羟基丁酯、甲基丙烯酸-3-羟基丁 酯、丙烯酸-4-羟基丁酯、甲基丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙 烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯 酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲基丙烯 酸-2-苯氧基乙酯、丙烯酸甲氧基二乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基二乙二醇酯、丙烯酸甲氧 基三乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸甲氧基丙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基 丙二醇酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊二烯酯、甲基丙烯酸二环 戊二烯酯、丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、单丙烯酸 甘油酯和单甲基丙烯酸甘油酯等不饱和羧酸酯类；丙烯酸-2-氨基乙酯、甲基丙烯酸-2-氨 基乙酯、丙烯酸-2-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸-2-二甲基氨基乙酯、丙烯酸-2-氨基丙 酯、甲基丙烯酸-2-氨基丙酯、丙烯酸-2-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸-2-二甲基氨基丙 酯、丙烯酸-3-氨丙酯、甲基丙烯酸-3-氨基丙酯、丙烯酸-3-二甲基氨基丙酯和甲基