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CN101595406A - 着色组合物、滤色器及其制造方法 - Google Patents

着色组合物、滤色器及其制造方法 Download PDF

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CN101595406A CN200880002129.9A CN200880002129A CN101595406A CN 101595406 A CN101595406 A CN 101595406A CN 200880002129 A CN200880002129 A CN 200880002129A CN 101595406 A CN101595406 A CN 101595406A
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Abstract

本发明提供一种滤色器的制造方法，其中将以下的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵，所述工序为：在基板上涂布含有颜料、具有烯属不饱和双键的单体以及光聚合引发剂的着色组合物以形成着色涂膜的工序；对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化的工序；以及，除去上述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序。本发明还提供一种在该滤色器的制造方法中使用的着色组合物，其含有颜料、具有烯属不饱和双键的单体以及光聚合引发剂。

Description

着色组合物、滤色器及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于彩色液晶显示装置及彩色摄像管元件等中的滤色器的制造中使用的着色组合物、使用了该着色组合物的滤色器及其制造方法。
背景技术
构成彩色液晶显示装置或彩色摄像管元件等中使用的滤色器的滤波器节(filter segment)或黑色矩阵是如下形成的：在玻璃基板等上涂布感光性材料，干燥除去剩余的溶剂后，介由用于形成像素的光掩模，通过近接式曝光(紫外光源曝光)等照射活性能量线以进行固化(负型)，或者提高碱溶解度(正型)，用碱性溶液等除去溶解的部分。对各色重复上述操作，由此制作滤色器。
近年来，彩色液晶显示装置作为液晶彩色电视机或车辆行驶用信息系统用途以及液晶显示装置一体型的笔记本个人电脑，形成了较大的市场，作为发挥了省能量、省空间特征的台式个人电脑用的监视器及电视机也得到普及。另外，随着在市场上普遍地普及，对提高颜色再现特性的要求也越来越高。
另外，为了提高对比度，一般在滤色器的各色滤波器节之间配置黑色矩阵，但对于该黑色矩阵的形成材料，近年来从环境问题、低反射化、低成本化的观点出发，着眼于树脂中分散有遮光性色素的树脂制黑色矩阵来代替金属铬制黑色矩阵。但是，对于树脂制黑色矩阵，与金属铬制黑色矩阵相比，存在着遮光性(光学浓度)较低的问题。
为了提高滤色器的颜色再现特性并提高黑色矩阵的遮光性，需要增加感光性着色组合物中色素的含量或者增加膜厚。但是，在将近接式曝光(紫外光源曝光)等作为活性能量源的现有方法中，如果增加色素的含量，则会发生感度降低、显影性、析像性变差等问题。另外，如果增加膜厚，则曝光光线不会到达膜底部，从而发生滤波器节及黑色矩阵的直线性或剖面形状不良等问题。
为了解决这样的问题，需要感光性着色组合物的高感度化，在日本特开2003-156842号公报中公开了：(1)对树脂赋予反应性双键；(2)光聚合引发剂、增感剂的选择或增量；(3)单体的选择或增量等。
另一方面，随着近年来使用滤色器的产品的大型化，用于形成滤波器节及黑色矩阵的光掩模也不得不大型化，从而关系到制造成本的增加。
在日本特开平9-269410号公报中记载了下述内容：作为曝光处理的手段，在照射能量线量为30～2000mJ/cm2的范围内照射紫外线、准分子激光、X射线、γ射线、电子射线等活性能量线。这样照射准分子激光作为活性能量线源以固化着色组合物的概念是存在的，但利用准分子激光来制作滤色器的方法并没有公开过，而且，同样地，与准分子激光匹配的着色组合物也还未得到实用。
在通常使用的近接式曝光法(紫外光源曝光法)中，为了处理大型基板，需要对应于基板尺寸的大尺寸的高价光掩模。因此，如何降低光掩模的成本成为课题。
另外，如果为了提高颜色再现特性及提高遮光性而增加颜料等色素的量，则会阻碍感光性着色组合物的固化。因此，需要增加光聚合引发剂的量、或者添加增感剂等对策，但光聚合引发剂是非常昂贵的材料，因此如何减少其使用量以降低成本成为课题。
此外，对于每种颜色的感光性着色组合物，光聚合引发剂是不同的，这从运送或成本的方面来说是不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供适于利用激光曝光的滤色器制造方法中的着色组合物、使用该着色组合物制造的滤色器、以及可以实现掩模的小型化或不需掩模的利用激光曝光的滤色器制造方法。
根据本发明的第1方式，可以提供一种着色组合物，其用于具备下述工序的滤色器的制造方法中：在基板上涂布着色组合物以形成着色涂膜的工序；对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化的工序；除去上述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；以及，改变着色组合物，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序，所述着色组合物的特征在于，其含有颜料、具有烯属不饱和双键的单体、以及光聚合引发剂。
根据本发明的第2方式，可以提供一种着色组合物，其特征在于，其含有颜料、透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、光聚合引发剂以及多官能硫醇，并能够通过照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光而固化。
根据本发明的第3方式，可以提供一种滤色器，其具备滤波器节和/或黑色矩阵，该滤波器节和/或黑色矩阵是通过对在基板上涂布上述着色组合物而得到的着色涂膜曝光规定的图案并固化，然后除去未固化部分而形成的。
根据本发明的第4方式，可以提供一种滤色器的制造方法，其特征在于，其具备下述工序：在基板上涂布上述的着色组合物以形成着色涂膜的工序；对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化的工序；除去上述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；以及，改变着色组合物的色调，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。
首先，对本发明的各实施方式的着色组合物进行说明。
本发明的第1实施方式的着色组合物用于具备下述工序的滤色器的制造方法中：在基板上涂布着色组合物以形成着色涂膜的工序；对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化的工序；除去上述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；改变着色组合物，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序，所述着色组合物的特征在于，其含有颜料、具有烯属不饱和双键的单体、以及光聚合引发剂。
另外，本发明的第2实施方式的着色组合物的特征在于，其含有颜料、透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、光聚合引发剂以及多官能硫醇，并能够通过照射准分子激光而固化。
通过使用以上的着色组合物，可以以低成本形成具备形状优异的滤波器节和/或黑色矩阵的滤色器。
根据以上的着色组合物，由于通过以低输出功率短时间地照射特定波长的准分子激光而在极短时间内固化，因此可以使用较小的光掩模、或不使用掩模地以低成本形成形状优异的滤波器节及黑色矩阵。另外，由于可以减少着色组合物中的光聚合引发剂的量，因此从着色组合物的价格的观点出发，也可以以低成本形成滤波器节和/或黑色矩阵。
对以上的本发明的第1及第2实施方式的着色组合物的各成分进行说明。
本发明的第1实施方式的着色组合物中含有的成分为颜料、具有烯属不饱和双键的单体、以及光聚合引发剂。
(颜料)
作为本实施方式的着色组合物中含有的颜料，可以使用一般市售的有机颜料，可以根据所形成的滤波器节的色调来并用染料、天然色素、无机颜料。
作为有机颜料，优选使用显色性高、且耐热性、特别是耐热分解性高的颜料。有机颜料可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
另外，有机颜料也可以是通过盐磨法、酸糊法(acid pasting)等而微细化了的物质。
以下以颜料索引(C.I.)号来表示可用于本实施方式的着色组合物中的有机颜料的具体例。
在使用本实施方式的着色组合物形成红色滤波器节时，可以使用C.I.颜料红7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、122、123、146、149、168、177、178、179、184、185、187、192、200、202、208、210、216、220、223、224、226、240、254、255、264、272等红色颜料。在红色着色组合物中可以并用黄色颜料、橙色颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成绿色滤波器节时，可以使用C.I.颜料绿7、10、36、37、58等绿色颜料。在绿色着色组合物中可以并用黄色颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成蓝色滤波器节时，可以使用C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、64、80等蓝色颜料。在蓝色着色组合物中可以并用紫色颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成黄色滤波器节时，可以使用C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214等黄色颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成紫色滤波器节时，可以使用C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成品红色滤波器节时，可以使用C.I.颜料红7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、146、177、178、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272等颜料。在品红色着色组合物中可以并用黄色颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成青色滤波器节时，可以使用C.I.颜料蓝15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、80等颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成橙色滤波器节时，可以使用C.I.颜料橙36、43、51、55、59、61、71、73等颜料。
在使用本实施方式的着色组合物形成黑色矩阵时，可以使用炭黑、苯胺黑、蒽醌系黑色颜料、苝系黑色颜料，具体地可以使用C.I.颜料黑1、6、7、12、20、31等。黑色着色组合物中也可以使用红色颜料、蓝色颜料、绿色颜料的混合物。作为黑色颜料，从价格、遮光性的大小出发，优选炭黑，炭黑也可以用树脂等经过表面处理。另外，为了调整色调，黑色着色组合物中可以并用蓝色颜料或紫色颜料。
为了取得彩度和明度的平衡并确保良好的涂布性、感度、显影性等，着色组合物中可以含有无机颜料。作为无机颜料，可以举出氧化钛、硫酸钡、氧化锌、硫酸铅、铅黄、锌黄、氧化铁红(红色氧化铁(III))、镉红、群青、深蓝、氧化铬绿、钴绿、棕土、钛黑、合成铁黑、炭黑等。无机颜料可以单独使用1种，或者2种以上混合使用。无机颜料可以以颜料的总重量为基准(100重量％)计为0.1～10重量％的量来使用。
另外，为了调色，在本发明实施方式的着色组合物中可以在不降低耐热性的范围内含有染料。染料可以以颜料的总重量为基准(100重量％)计为0.1～10重量％的量来使用。
(具有烯属不饱和双键的单体)
本发明的第1实施方式的着色组合物中使用的具有烯属不饱和双键的单体是通过照射准分子激光而固化的成分。
作为具有烯属不饱和双键的单体的例子，可以列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环氧酯等各种丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈等。
另外，作为具有烯属不饱和双键的单体，也可以使用含有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯。含有羧基的的多官能(甲基)丙烯酸酯与不含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯相比，可以进一步改善滤波器节的直线性或剖面形状，从而更优选。作为含有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯，可以列举出3元以上的多元醇与(甲基)丙烯酸及多元羧酸的酯化物等。含有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯也可以在结构中具有氨基甲酸酯键。作为含有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯的市售品，例如可以列举出东亚合成株式会社制的含有二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的二元酸酐加成物的TO-1382。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂，优选使用308nm下的摩尔吸光系数(ε308)比365nm下的摩尔吸光系数(ε365)大的引发剂。摩尔吸光系数是指下述的值：将光聚合引发剂用乙腈稀释至约1.0×10-5摩尔/ml，将在其波长下的吸收光谱用摩尔浓度进行换算而得到的值。
优选的光聚合引发剂为肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂以及下述式(1)所示的咔唑系光聚合引发剂。
Figure A20088000212900111
(上述式(1)中，R3为氢原子或碳原子数为1～20的烷基，R1及R2为氢原子、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为6～14的芳基，X1为吗啉基。)
作为特别优选的肟酯系光聚合引发剂，可以列举出乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)-1-(O-乙酰基肟)、1，2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-，2-(O-苯甲酰基肟)]。
作为特别优选的酰基膦氧化物系光聚合引发剂，可以列举出2，4，6-三甲基苯甲酰基-联苯基膦氧化物。
作为特别优选的α-氨基烷基苯乙酮系光聚合引发剂，可以列举出2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1、2-(二甲氨基)-2-[(4-甲硫基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮。
作为特别优选的上述式(1)所示的咔唑系光聚合引发剂，可以列举出3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-甲基咔唑、3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-苯甲酰咔唑、3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正丁基咔唑、3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑、3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正十二烷基咔唑。
用于形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的不同颜色的着色组合物中所含有的光聚合引发剂优选在2色以上的着色组合物中是相同的，这从运送方面来说是优选的，关系到降低成本。更优选所有颜色的着色组合物都使用相同的光聚合引发剂。
上述的优选的光聚合引发剂中可以并用除上述以外的肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂以及咔唑系光聚合引发剂。另外，除这些以外，还可以使用4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮等苯乙酮系光聚合引发剂；苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苄基二甲基缩酮等苯偶姻系光聚合引发剂；二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫化物、3，3’，4，4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮等二苯甲酮系光聚合引发剂；噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮等噻吨酮系光聚合引发剂；2，4，6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘-1-基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2，4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪系光聚合引发剂；9，10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌等醌系光聚合引发剂；硼酸盐系光聚合引发剂；咪唑系光聚合引发剂；二茂钛系光聚合引发剂等。
更优选将选自上述的肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、以及咔唑系光聚合引发剂中的至少1种的第1光聚合引发剂、和具有2～4个羟基的α-羟基酮系的第2光聚合引发剂一起使用。
作为只有1个羟基的光聚合引发剂的1-羟基-环己基-苯基-酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮等的固化皮膜与基材的粘附性差，从而不优选。
羟基超过4个的光聚合引发剂由于光聚合引发剂本身的分子量过大，由此使涂膜固化的能力差，会发生局部涂膜剥离，从而不优选。
作为具有2～4个羟基的α-羟基酮系光聚合引发剂，可以列举出1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮、2-羟基-1-[4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]-苯基]-2-甲基-丙-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苯氧基]-苯基}-2-甲基-丙-1-酮、2-羟基-1-(4-{2-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苯基]-乙基}-苯基)-2-甲基-丙-1-酮、2-羟基-1-(4-{1-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苯基]-1，1-二甲基}-苯基)-2-甲基-丙-1-酮等。
选自肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、咔唑系光聚合引发剂中的至少1种的第1光聚合引发剂的重量(a)与具有2～4个羟基的α-羟基酮系的第2光聚合引发剂的重量(b)的比例优选(a)∶(b)＝99∶1～40∶60，如果(b)不足1，则α-羟基酮系光聚合引发剂的缓慢固化的效果难以发挥，如果(b)超过60，则膜的固化不会进行，结果会被碱性显影液除去，因此膜减少率变差。更优选(a)∶(b)＝95∶5～50∶50的比例。
光聚合引发剂可以单独使用1种，或者2种以上混合使用。
光聚合引发剂的含量优选相对于颜料100重量份为0.1～200重量份，更优选为0.1～150重量份。
另外，光聚合引发剂的重量(I)与具有烯属不饱和双键的单体的重量(M)的比值(I/M)优选为0.01～0.45的范围。从由光聚合引发剂的减量带来成本降低的观点出发，比值(I/M)越小越优选，优选为0.30以下，而为了发挥光聚合引发剂的基本作用，优选为0.01以上。
本发明的第2实施方式的着色组合物中含有的成分为颜料、透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、光聚合引发剂以及多官能硫醇。这些成分中，对于颜料及光聚合引发剂，可以使用上述第1实施方式的着色组合物中使用的物质。以下对透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、以及多官能硫醇进行说明。
另外，本发明的第2实施方式中，光聚合引发剂的含量可以以相对于颜料100重量份为5～200重量份、优选为10～150重量份的量来使用。
(透明树脂)
透明树脂是在可见光区域的400～700nm的全波长区域内透射率优选为80％以上、更优选为95％以上的树脂。透明树脂包括热塑性树脂、热固性树脂、以及感光性树脂，它们可以单独使用或2种以上混合使用。
作为热塑性树脂，例如可以列举出丁缩醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、聚乙酸乙烯基酯、聚氨酯系树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。
另外，作为热固性树脂，例如可以列举出环氧树脂、苯并胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、酚醛树脂等。
作为感光性树脂，可以使用下述树脂：使具有异氰酸酯基、醛基、环氧基等反应性取代基的(甲基)丙烯酸化合物或肉桂酸与具有羟基、羧基、氨基等反应性取代基的线状高分子发生反应，从而在该线状高分子中导入(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基等光交联性基团而得到的树脂。另外，也可以使用将含有苯乙烯-马来酸酐共聚物或α-烯烃-马来酸酐共聚物等酸酐的线状高分子用(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸化合物进行半酯化而得到的物质。
为了提高颜料的分散性或与涂布基材的粘附性，以上说明的透明树脂也可以含有在本发明的第1实施方式的着色组合物中。
(具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体)
作为具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体，代表性地可以列举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等各种丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等。
从提高着色组合物的感度的观点出发，多官能单体优选具有4～12个烯属不饱和双键。含有具有3个以下烯属不饱和双键的多官能单体的着色组合物无法获得所希望的感度。
具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体可以单独使用，或者2种以上混合使用。
具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体的含量可以以相对于颜料100重量份优选为10重量份～300重量份、更优选为10重量份～200重量份的量来使用。
另外，具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体的重量(M)与透明树脂的重量(P)的比值(M/P)优选为0.60～2.00的范围。为了提高感度，更优选0.65以上，最优选0.70以上，为了使图案的剖面形状良好，更优选1.80以下，最优选1.60以下。
另外，光聚合引发剂的重量(I)与具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体的重量(M)的比值(I/M)优选为0.05～0.50的范围。为了提高感度，更优选0.08以上，最优选0.10以上，为了使图案的剖面形状良好，更优选0.45以下，最优选0.40以下。
〔多官能硫醇)
多官能硫醇只要是具有2个以上硫醇基的化合物即可，例如可以列举出己二硫醇、癸二硫醇、1，4-丁二醇二硫代丙酸酯、1，4-丁二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫代乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四硫代乙醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巯基丙酸三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、1，4-二甲基巯基苯、2、4、6-三巯基-s-三嗪、2-(N，N-二丁基氨基)-4，6-二巯基-s-三嗪等。这些多官能硫醇可以单独使用1种或2种以上混合使用。多官能硫醇的含量可以以相对于颜料100重量份为0.05～100重量份、优选为0.1～60重量份的量使用。
另外，多官能硫醇也可以作为链转移剂而含有在本发明的第1实施方式的着色组合物中。
以上说明的本发明的第1及第2实施方式的着色组合物可以含有以下的任意成分。
(任意成分)
本发明的着色组合物中基本不需要增感剂，但即使与光聚合引发剂并用也没有关系。作为增感剂，可以列举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲氨基苯甲酸甲酯、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸2-二甲氨基乙酯、4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯、N，N-二甲基对甲苯胺、4，4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4，4’-双(二乙氨基)二苯甲酮、4，4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等胺系化合物。这些增感剂可以单独使用1种或2种以上混合使用。增感剂的含量优选相对于光聚合引发剂100重量份为0.1～60重量份。另外，以着色组合物的总固体成分量为基准时，优选为0.7重量％～10.0重量％。为了提高感度，更优选为0.8重量％以上，最优选为1.0重量％以上。为了使图案形状良好，更优选为8.0重量％以下，最优选为7.0重量％以下。
本发明的着色组合物中可以含有用于使组合物的经时粘度稳定的贮藏稳定剂。另外，还可以含有用于提高与透明基板的粘附性的硅烷偶联剂等粘附提高剂。
作为贮藏稳定剂，例如可以列举出苄基三甲基氯化物、二乙基羟基胺等季铵氯化物、乳酸、草酸等有机酸及其甲基醚、叔丁基邻苯二酚、四乙基膦、四苯基膦等有机膦、亚磷酸盐等。贮藏稳定剂可以以相对于着色组合物中的颜料100重量份为0.1～10重量份的量来使用。
作为硅烷偶联剂，可以列举出乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅烷类、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酸硅烷类、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧硅烷类、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷类、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等硫代硅烷类等。硅烷偶联剂可以以相对于着色组合物中的颜料100重量份为0.01～10重量份、优选为0.05～5重量份的量来使用。
为了容易地使颜料充分地分散在组合物中，并涂布在玻璃基板等透明基板上以使干燥膜厚达到0.2～5μm而形成滤波器节或黑色矩阵，本发明的着色组合物中可以含有溶剂。
作为溶剂，例如可以列举出1，2，3-三氯丙烷、1，3-丁二醇、1，3-丁二醇、1，3-丁二醇二乙酸酯、1，4-二噁烷、2-庚酮、2-甲基-1，3-丙二醇、3，5，5-三甲基-2-环己烯-1-酮、3，5，5-三甲基环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-1，3-丁二醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁基乙酸酯、3-甲氧基丁醇、3-甲氧基丁基乙酸酯、4-庚酮、间二甲苯、间二乙基苯、间二氯苯、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、正丁醇、正丁基苯、乙酸正丙酯、N-甲基吡咯烷酮、邻二甲苯、邻氯甲苯、邻二乙基苯、邻二氯苯、对氯甲苯、对二乙基苯、仲丁基苯、叔丁基苯、γ-丁内酯、异丁醇、异佛尔酮、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单叔丁基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单丙基醚、乙二醇单己基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、二异丁基酮、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇单异丙基醚、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、环己醇、环己醇乙酸酯、环己酮、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇甲基醚乙酸酯、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单甲基醚、双丙酮醇、甘油三乙酸酯、三丙二醇单丁基醚、三丙二醇单甲基醚、丙二醇二乙酸酯、丙二醇苯基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚丙酸酯、苯甲醇、甲基异丁基酮、甲基环己醇、乙酸正戊酯、乙酸正丁酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、二元酸酯等，它们可以单独使用或混合使用。
在具有烯属不饱和双键的单体或透明树脂中分散颜料时，可以适当使用表面活性剂、树脂型颜料分散剂、色素衍生物等分散剂。分散剂具有优异的颜料分散性，且防止分散后的颜料的再凝集的效果大，因此在使用利用分散剂将颜料分散在透明树脂及有机溶剂中而成的着色组合物时，可以获得透明性优异的滤色器。颜料分散剂可以以相对于着色组合物中的颜料100重量份为0.1～40重量份、优选为0.1～30重量份的量使用。
作为表面活性剂，可以列举出例如聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的碱盐、烷基萘磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸钠、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸铵、硬脂酸单乙醇胺、硬脂酸钠、月桂基硫酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的单乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等阴离子型表面活性剂；聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐硬脂酸酯、聚乙二醇单月桂酸酯等非离子型表面活性剂；烷基季铵盐或它们的环氧乙烷加成物等阳离子型表面活性剂；烷基二甲氨基乙酸甜菜碱等烷基甜菜碱、烷基咪唑啉等两性表面活性剂；以及氟类或硅氧烷类的表面活性剂。
树脂型颜料分散剂是含有具有吸附于颜料的性质的颜料亲和性部位及与具有烯属不饱和双键的单体或透明树脂具有相容性的部位的树脂，其具有吸附于颜料以使颜料在具有烯属不饱和双键的单体中的分散稳定的作用。作为树脂型颜料分散剂，具体地可以使用聚氨酯、聚丙烯酸酯等聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸(部分)胺盐、聚羧酸铵盐、聚羧酸烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐、含羟基聚羧酸酯、这些化合物的改性物、通过聚(低级亚烷基亚胺)与具有游离羧基的聚酯的反应形成的酰胺或其盐等油性分散剂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等水溶性树脂或水溶性高分子化合物、聚酯系、改性聚丙烯酸酯系、环氧乙烷/环氧丙烷加成化合物、磷酸酯系等，它们可以单独使用或2种以上混合使用。
作为市售的树脂型颜料分散剂，可以列举出BYK公司制的Disperbyk-101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、或Anti-Terra-U、203、204、或BYK-P104、P104S、220S、或Lactimon、Lactimon-WS或Bykumen等、日本Lubrizol公司制的SOLSPERSE-3000、9000、13240、13650、13940、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32600、34750、36600、38500、41000、41090、53095等、EFKA Chemicals公司制的EFKA-46、47、48、452、LP4008、4009、LP4010、LP4050、LP4055、400、401、402、403、450、451、453、4540、4550、LP4560、120、150、1501、1502、1503等。
色素衍生物是在有机色素中引入了取代基的化合物。这种有机色素中也包括一般不被称为色素的萘系、蒽醌系等淡黄色的芳香族多环化合物。作为色素衍生物，可以使用日本特开昭63-305173号公报、日本特公昭57-15620号公报、日本特公昭59-40172号公报、日本特公昭63-17102号公报、日本特公平5-9469号公报等中记载的色素衍生物。它们可以单独使用或2种以上混合使用。
上述本发明的第1及第2实施方式的着色组合物可以如下制备。
(着色组合物的制备)
着色组合物可以如下制备：使用三辊磨机、双辊磨机、砂磨机、捏合机、超微粉碎机等各种分散手段，将颜料、以及根据需要使用的上述颜料分散剂一起微细地分散在具有烯属不饱和双键的单体、以及根据需要使用的透明树脂及有机溶剂中，然后添加光聚合引发剂。另外，也可以将各颜料分别微细地分散在具有烯属不饱和双键的单体等中后再混合来制造含有2种以上颜料的滤色器用着色组合物。
着色组合物优选通过离心分离、烧结滤器、膜滤器等手段除去5μm以上的粗大粒子、优选除去1μm以上的粗大粒子、更优选除去0.5μm以上的粗大粒子以及混入的灰尘。
下面对使用了如上制备的着色组合物的本发明的第4实施方式的滤色器的制造方法进行说明。
本发明的第4实施方式的滤色器的制造方法的特征在于具备下述工序：在基板上涂布上述着色组合物以形成着色涂膜的工序；对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化的工序；除去上述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；改变着色组合物，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序。
用本实施方式的方法制造的滤色器在基板上具备滤波器节及黑色矩阵，例如可以具备黑色矩阵、和选自红、绿、蓝、黄、橙及青中的至少2色的滤波器节。
(着色涂膜形成工序)
在着色涂膜形成工序中，通过旋涂法或模涂法涂布本发明的着色组合物，然后根据需要除去多余的溶剂，从而在基板上形成着色涂膜。
作为滤色器的基板，可以使用对可见光的透射率高的钠钙玻璃、低碱硼硅酸玻璃、无碱氧化铝硼硅酸玻璃等玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚邻苯二甲酸乙二醇酯等树脂板。另外，为了平板化后的液晶驱动，也可以在玻璃板或树脂板的表面上形成由氧化铟、氧化锡等构成的透明电极。
(曝光、固化工序)
在曝光、固化工序中，对上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分，以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光以使其固化。具体来说，对在较大尺寸的基板上形成的着色涂膜，介由比基板小的光掩模来照射准分子激光，以使上述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分固化。
准分子激光器是使用氩、氪、氙等稀有气体、和氟、氯等卤素气体的混合气体来产生激光的装置。根据其混合气体种类的组合的不同，激发波长有所不同，有193nm(ArF)、248nm(KrF)、308nm(XeCL)、351nm(XeF)等，在本发明中使用的是波长为308nm(XeCL)的准分子激光。准分子激光的脉冲宽度为数十ns，光束的剖面反映出放电区域的形状，以高输出激发长方形的光束。也有光束较粗、脉冲能量也大、发出至数千mJ的装置。准分子激光与将光束集中于一点的加工相比，更适于以高照射强度对较大面积进行一次性处理加工的领域，在激光加工的领域中使用。
另外，一般来说，准分子激光是利用混合气体被激发时在极短时间内存在的来自受激准分子的放射光的激光，受激准分子的最低能量处于解离状态。因此，基态分子密度时常为零，能够制成非常良好的激光介质，因此可以形成表面形态优异的像素。
如上所述，准分子激光是可以在数十ns这样短的时间内形成表面形态优异的滤波器节或黑色矩阵的非常良好的激光介质，但也需要与所固化的组合物匹配，根据颜料、具有烯属不饱和双键的单体以及光聚合引发剂等构成组合物的组合的不同，有时准分子激光所照射的一侧的着色涂膜表面的具有烯属不饱和双键的单体发生瞬间固化，由于与涂膜内部的固化反应产生速度差，从而涂膜表面会形成折皱状。
本实施方式中使用的具有2～4个羟基的α-羟基酮系光聚合引发剂对准分子激光曝光的自由基产生反应缓慢，可以减少着色涂膜的表面与内部的固化速度之差，由此具有可以有效抑制折皱产生的效果。
本实施方式中使用的准分子激光的脉冲能量范围为1～150mJ/cm2，准分子激光以一次性地或者分数次地以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射着色涂膜。着色涂膜必须赋予不分解膜的程度的较弱的能量来使其固化。累积曝光量如果超过150mJ/cm2，则由于消融现象，着色涂膜发生分解，最终无法得到充分膜厚的滤波器节或黑色矩阵。另一方面，如果与着色组合物的匹配良好，则就连最低累积曝光量1mJ/cm2，也可以形成膜。准分子激光的脉冲能量范围优选为1～50mJ/cm2、更优选为1～35mJ/cm2。另外，根据其着色涂膜的组成不同，有时分数次照射脉冲能量范围4～25mJ/cm2也是合适的。
(未固化部分的除去工序)
在未固化部分的除去工序中，除去上述着色涂膜的未固化部分，形成滤波器节或黑色矩阵。除去未固化部分时，可以使用碳酸钠、氢氧化钠等的水溶液作为碱性显影液，也可以使用二甲基苄胺、三乙醇胺等有机碱。另外，显影液中也可以添加消泡剂或表面活性剂。
作为显影处理方法，可以使用淋浴显影法、喷雾显影法、浸渍显影法、旋覆浸没显影(日文原文为：パドル(液盛り)現像)法等。
实施例
以下通过实施例对本发明更具体地进行说明，但只要不超出本发明的要旨，本发明并不限定于以下的实施例。
另外，在实施例及比较例中，“份”以及“％”分别是指“重量份”以及“重量％”。
首先，对实施例及比较例中使用的非感光性丙烯酸树脂溶液1、非感光性丙烯酸树脂溶液2、感光性丙烯酸树脂溶液以及颜料分散体的制备进行说明。树脂的分子量是通过GPC(凝胶渗透色谱)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。
(丙烯酸树脂溶液1的制备)
在反应容器中加入环己酮800份，一边向容器中注入氮气，一边加热至100℃，在该温度下用1小时滴加甲基丙烯酸2-羟基乙酯60.0份、甲基丙烯酸60.0份、甲基丙烯酸甲酯65.0份、甲基丙烯酸丁酯65.0份、以及偶氮二异丁腈10.0份的混合物，进行聚合反应。
滴加后，再在100℃下反应3小时，然后添加将偶氮二异丁腈2.0份溶解在环己酮50份中得到的溶液，再在100℃下继续反应1小时，从而得到丙烯酸树脂溶液。丙烯酸树脂的重均分子量为约40000。
冷却至室温后，从树脂溶液取样约2g，在180℃下加热干燥20分钟，测定不挥发成分，根据该测定结果，在先前合成的树脂溶液中添加环己酮以使得不挥发成分达到20％，从而制备了丙烯酸树脂溶液1。
(非感光性丙烯酸树脂溶液2的制备)
在反应容器中加入环己酮370份，一边向容器中注入氮气，一边加热至80℃，在该温度下用1小时滴加甲基丙烯酸20.0份、甲基丙烯酸甲酯10.0份、甲基丙烯酸正丁酯55.0份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15.0份、以及2，2’-偶氮二异丁腈4.0份的混合物，进行聚合反应。滴加结束后，再在80℃下反应3小时，然后添加将偶氮二异丁腈1.0份溶解在环己酮50份中得到的溶液，再在80℃下继续反应1小时，从而得到非感光性丙烯酸树脂溶液。
冷却至室温后，从非感光性丙烯酸树脂溶液取样约2g，在180℃下加热干燥20分钟，测定不挥发成分，根据该测定结果，在先前合成的非感光性丙烯酸树脂溶液中添加环己酮以使得不挥发成分达到20％，从而制备了非感光性丙烯酸树脂溶液2。所得感光性丙烯酸树脂的重均分子量Mw为40000。
(感光性丙烯酸树脂溶液的制备)
在反应容器中加入环己酮520份，一边向容器中注入氮气，一边加热至80℃，在该温度下用1小时滴加甲基丙烯酸7.0份、甲基丙烯酸甲酯7.0份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯63.0份、甘油单甲基丙烯酸酯66.0份、以及2，2’-偶氮二异丁腈4.0份的混合物，进行聚合反应。滴加结束后，再在80℃下反应3小时，然后添加将偶氮二异丁腈1.0份溶解在环己酮70份中得到的溶液，再在80℃下继续反应1小时，从而得到感光性丙烯酸树脂溶液。
然后，在70℃下用3小时在所得的感光性丙烯酸树脂溶液220份中滴加2-甲基丙烯酰基乙基异氰酸酯56.0份、月桂酸二丁基锡0.4份、环己酮220.0份的混合物，得到感光性丙烯酸树脂溶液。冷却到室温后，从感光性丙烯酸树脂溶液取样约2g，在180℃下加热干燥20分钟，测定不挥发成分，根据该测定结果，在先前合成的感光性丙烯酸树脂溶液中添加环己酮以使得不挥发成分达到20％，从而制备了感光性丙烯酸树脂溶液。所得感光性丙烯酸树脂的重均分子量Mw为20000、双键当量为270。
(颜料分散体的制备)
将下述表1所示组成的混合物均匀地搅拌混合，使用直径为1mm的玻璃珠粒在砂磨机中分散5小时后，用5μm的滤器过滤，从而制备了红色颜料分散体R-1、绿色颜料分散体G-1、蓝色颜料分散体B-1、以及黑色颜料分散体BM-1。
表1
  颜料分散体R-1   颜料分散体G-1   颜料分散体B-1   颜料分散体BM-1
  PR254   9.95   -   -   -
  PR177   1.58   -   -   -
  PG36   -   7.82   -   -
  PB15:6   -   -   12.0   -
  PY150   0.47   4.18   -   -
  CB   -   -   -   12.0
  颜料分散体   2.40   2.40   2.40   2.40
  丙烯酸树脂溶液   25.6   25.6   25.6   25.6
  有机溶剂   60.0   60.0   60.0   60.0
  合计   100.0   100.0   100.0   100.0
PR254：二酮吡咯并吡咯系颜料(C.I.颜料红254)
(Ciba Japan公司制“Irgaphor Red B-CF”)
PR177：蒽醌系颜料(C.I.颜料红177)
(Ciba Japan公司制“CROMOPHTAL Red A2B”)
PG36：卤化铜酞菁系颜料(C.I.颜料绿36)
(东洋油墨制造公司制“Lionol Green 6YK”)
PB15:6：ε型铜酞菁颜料(C.I.颜料蓝15:6)
(BASF制“Heliogen Blue L-6700F”)
PY150：镍偶氮络合物系颜料(C.I.颜料黄150)
(Lanxess公司制“E4GN”)
CB：炭黑(C.I.颜料黑7)
(三菱化学社制“MA11”)
颜料分散剂：日本Lubrizol公司制“Solsperse 20000”)
丙烯酸树脂溶披：先前制备的丙烯酸树脂溶液1
溶剂：环己酮
[实施例1～22、比较例1-4]
将含有先前制备的上述表1所示的颜料分散体R-1、G-1、B-1、BM-1的下述表4、5、6所示配方的混合物均匀地搅拌混合后，用1μm的滤器过滤，获得各色着色组合物。
下述表2中示出了各色着色组合物的配方。另外，下述表3中示出了实施例及比较例中使用的光聚合引发剂1～8在308nm下的摩尔吸光系数(ε308)和365nm下的摩尔吸光系数(ε365)。
Figure A20088000212900241
颜料分散体：先前制备的颜料分散体
丙烯酸树脂溶液：先前制备的丙烯酸树脂溶液1
光聚合引发剂：下述表3所示的物质
单体1：二季戊四醇六丙烯酸酯
(东亚合成公司制“ARONIX M-402”)
单体2：含有羧基的多官能丙烯酸酯
(东亚合成公司制“TO-1382”)
有机溶剂：环己酮
表3
 摩尔吸光系数(ε308)  摩尔吸光系数(ε365)
  引发剂1   1.49×104   0.23×104
  引发剂2   1.09×104   0.27×104
  引发剂3   1.72×104   0.28×104
  引发剂4   0.55×104   0.14×104
  引发剂5   1.93×104   1.01×104
  引发剂6   1.82×104   0.11×104
  引发剂7   2.18×104   2.39×104
  引发剂8   0.08×104   0.01×104
引发剂1：咔唑系光聚合引发剂3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(旭电化工业公司制“ADEKA ARKLS N-1414”)
引发剂2：肟酯系光聚合引发剂1，2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-、2-(O-苯甲酰肟)](Ciba Japan公司制“IRGACURE OXE-01”)
引发剂3：肟酯系光聚合引发剂乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)(Ciba Japan公司制“IRGACURE OXE-02”)
引发剂4：酰基膦氧化物系光聚合引发剂2，4，6-三甲基苯甲酰基-联苯基膦氧化物(BASF公司制“Lucirin TPO”)
引发剂5：α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮(Ciba Japan公司制“IRGACURE 907”)
引发剂6：α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂2-(二甲氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Ciba Japan公司制“IRGACURE379”)
引发剂7：三嗪系光聚合引发剂9H-咔唑-9-乙酸-3-[4，6-双(三氯甲基)-1，3，5-三嗪-2-基]-2-甲氧基-1-甲基乙基酯(旭电化工业公司制“ADEKAARKLS PZ-408”)
引发剂8：α-羟基酮系光聚合引发剂1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮(Ciba Japan公司制“IRGACURE 2959”)
[滤色器的制作]
在10cm×10cm的玻璃基板上用旋涂机涂布红色着色组合物约3μm的厚度，在70℃的烘箱内静置15分钟，干燥除去剩余的溶剂。然后，隔着距离着色组合物涂膜100μm的间隔设置条纹状的光掩模，以表4、5所示的4～160mJ/cm2的曝光量照射波长为308nm(XeCL)的准分子激光1～3次。准分子激光装置使用Coherent公司制的“COMPexPro205”，曝光量用Coherent公司制的“3σ(主体)J45LP-MUV-030(传感头)”来测定。然后，通过由2％的碳酸钠水溶液构成的显影液进行喷雾显影以除去未曝光部分，然后用离子交换水洗涤，将该基板在230℃下加热30分钟，从而形成线宽约50μm的红色滤波器节。
对实施例1和2、以及比较例1和2，接着通过同样的操作，在红色滤波器节的旁边形成绿色滤波器节，然后通过同样的操作，在绿色滤波器节的旁边形成蓝色滤波器节。
另外，对于黑色矩阵，除了在10cm×10cm的玻璃基板上用旋涂机涂布黑色着色组合物约2μm的厚度以外，用与上述红色滤波器节同样的方法形成。
[形状评价]
对于上述实施例及比较例中制成的滤色器的滤波器节及黑色矩阵的(1)直线性，使用光学显微镜进行观察，对于(2)剖面形状，使用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察，用4个等级评价图案形状。评价基准如下。结果示于下述表4、5、6。
(1)直线性
○：直线性良好
△：局部直线性不良
×：直线性不良
××：像素基本未能形成
(2)剖面形状
○：正锥形(剖面为梯形，经曝光的面较小)
△：倒锥形(剖面为梯形，经曝光的面较大)
×：像素虽然形成但难以判定形状
××：像素基本未能形成
[膜减少率评价]
涂布着色组合物，测定在70℃的烘箱内静置15分钟、曝光后的膜厚、以及经过显影并在230℃下加热30分钟后的膜厚，由下述式算出膜减少率，以4个等级(◎：膜减少率低于20％、○：膜减少率为20％以上但低于30％、△：膜减少率为30％以上但低于50％、×：膜减少率为50％以上)来进行评价。结果示于表4、5、6。
膜减少率(％)＝[(70℃下静置15分钟、曝光后的膜厚-230℃下加热30分钟后的膜厚)/70℃下静置15分钟、曝光后的膜厚]×100
[表面折皱评价]
关于折皱评价，对实施例18～20进行。使用光学显微镜进行观察，以3个等级评价图案形状。评价基准如下。结果示于表6。
○：无折皱(涂膜表面平滑的状态)
△：局部有折皱(涂膜表面的一端发生折皱的状态)
×：整面折皱〔涂膜表面整面发生折皱的状态)
Figure A20088000212900281
Figure A20088000212900291
表6
  实施例18   实施例19   实施例20
  颜色   蓝   蓝   蓝
  配方   配方1B   配方1B   配方1B
  光聚合引发剂   引发剂6   引发剂6∶引发剂8   引发剂6∶引发剂8
  光聚合引发剂比例   100   28∶72   72∶28
  第一次曝光量(mJ/cm2)   20   20   20
  第二次曝光量(mJ/cm2)   20   20   20
  第三次曝光量(mJ/cm2) - - -
  直线性   ○   ○   ○
  剖面形状   ○   ○   ○
  膜减少率   ◎   ○   ◎
  表面折皱   △   ○   ○
由上述表4～6可知以下结论。
实施例1、2的配方、光聚合引发剂、曝光条件的匹配良好，红、绿、蓝所有的滤波器节的直线性、剖面形状、膜减少率的评价结果均良好。
实施例3～7的配方、光聚合引发剂、曝光条件的匹配良好，红色滤波器节的直线性、剖面形状、膜减少率的评价结果良好。
实施例8使用的是308nm下的摩尔吸光系数(ε308)小于365nm下的摩尔吸光系数(ε365)的光聚合引发剂7，但存在局部直线性差的部分，而且膜减少率也有些变差，但属于不影响使用的程度。
实施例9中准分子激光的曝光量比实施例1～8多，因此涂膜有些被破坏，膜减少率也略微变差。
实施例10及11是分多次地实施曝光的例子，但均获得了良好的结果。
实施例12～14分别是颜料浓度高的情况的例子和光聚合引发剂相对于单体的比例少的例子，但均获得了良好的结果。
实施例15～17是改变了含羧基单体的比例的例子，但越增加含羧基单体的比例，越能获得良好的结果。
如果比较实施例18～20，则使用了光聚合引发剂8的实施例19、20可见折皱改善，是良好的。
实施例21、22的配方、光聚合引发剂、曝光条件的匹配良好，黑色矩阵的直线性、剖面形状、膜减少率的评价结果良好。
比较例1、3由于准分子激光的曝光量多，因此红、绿、蓝以及黑的所有的涂膜因准分子激光的照射而被破坏，结果基本未能形成滤波器节及黑色矩阵。
比较例2、4虽然每次照射的准分子激光的曝光量与实施例9相同，但由于累积曝光量多，因此红、绿、蓝以及黑的所有的涂膜因准分子激光的3次照射而被破坏，结果基本未能形成滤波器节及黑色矩阵。
[实施例23～38]
将含有先前制备的颜料分散体R-1、G-1、B-1、BM-1的下述表7及表8所示配方的混合物均匀地搅拌混合后，用1μm的滤器过滤，获得各色着色组合物。
Figure A20088000212900321
Figure A20088000212900331
颜料分散体：先前制备的颜料分散体
非感光性透明树脂溶液：先前制备的非感光性丙烯酸树脂溶液2
感光性透明树脂溶液：先前制备的感光性丙烯酸树脂溶液
光聚合引发剂：2-(二甲氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Ciba Japan公司制“IRGACURE 379”)
多官能单体：下述表9所示的多官能单体
多官能硫醇：下述表9所示的多官能硫醇
有机溶剂：环己酮
Figure A20088000212900351
如上述表9所示，TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)的官能团数目为3，与此相对，PE4A(季戊四醇四丙烯酸酯)、DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯)、DPPAH(二季戊四醇五丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯)的官能团数目均为4以上，是特别优选的多官能单体。
通过上述方法形成各色滤波器节或黑色矩阵。
对于实施例23～38的各着色组合物，通过下述方法评价感度。
[感度]
取使用表7、8所示的实施例23～38的着色组合物形成的滤波器节或黑色矩阵的图案按照光掩模的画像尺寸那样完成的照射曝光量作为抗蚀剂的感度。评价的等级如下。其结果示于下述表10。
◎：不足30mJ/cm2
○：30mJ/cm2以上但不足60mJ/cm2
△：60mJ/cm2以上但不足100mJ/cm2
×：100mJ/cm2以上
[图案形状评价]
通过上述的方法，以4个等级评价图案形状。
Figure A20088000212900371
如上述表10所示，根据含有颜料、透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、光聚合引发剂以及多官能硫醇的实施例23～38的着色组合物，虽然根据配方不同而多少有些差异，但均能得到感度、图案形状在实用上毫不逊色的滤波器节及黑色矩阵。

Claims (14)

1、一种着色组合物，其用于具备下述工序的滤色器的制造方法中：在基板上涂布着色组合物以形成着色涂膜的工序；对所述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm的XeCL的准分子激光以使其固化的工序；除去所述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；改变着色组合物，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序，所述着色组合物的特征在于，其含有颜料、具有烯属不饱和双键的单体、以及光聚合引发剂。
2、根据权利要求1所述的着色组合物，其特征在于，所述具有烯属不饱和双键的单体含有含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
3、根据权利要求1所述的着色组合物，其特征在于，光聚合引发剂的重量I与所述具有烯属不饱和双键的单体的重量M的比值I/M在0.01～0.45的范围内。
4、根据权利要求1所述的着色组合物，其特征在于，所述着色组合物含有颜料、透明树脂、具有4个以上烯属不饱和双键的多官能单体、光聚合引发剂以及多官能硫醇。
5、根据权利要求4所述的着色组合物，其特征在于，所述多官能硫醇的含量以着色组合物的总固体成分量为基准计为0.7重量％～10.0重量％。
6、根据权利要求4所述的着色组合物，其特征在于，所述多官能单体的重量M与所述透明树脂的重量P的比值M/P在0.60～2.00的范围内。
7、根据权利要求4所述的着色组合物，其特征在于，光聚合引发剂的重量I与所述多官能单体的重量M的比值I/M在0.05～0.50的范围内。
8、根据权利要求4所述的着色组合物，其特征在于，所述透明树脂并用了非感光性树脂和感光性树脂这两种树脂。
9、根据权利要求1或4所述的着色组合物，其特征在于，所述光聚合引发剂在308nm下的摩尔吸光系数ε308大于在365nm下的摩尔吸光系数ε365。
10、根据权利要求1或4所述的着色组合物，其特征在于，所述光聚合引发剂为选自肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、以及下述式(1)所示的咔唑系光聚合引发剂中的至少1种；
Figure A2008800021290003C1
所述式(1)中，R3为氢原子或碳原子数为1～20的烷基；R1及R2为氢原子、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为6～14的芳基；X1为吗啉基。
11、根据权利要求1或4所述的着色组合物，其特征在于，所述光聚合引发剂含有第1光聚合引发剂和第2光聚合引发剂，所述第1光聚合引发剂为选自肟酯系光聚合引发剂、酰基膦氧化物系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、以及下述式(1)所示的咔唑系光聚合引发剂中的至少1种，所述第2光聚合引发剂为具有2～4个羟基的α-羟基酮系光聚合引发剂；
Figure A2008800021290003C2
所述式(1)中，R3为氢原子或碳原子数为1～20的烷基；R1及R2为氢原子、碳原子数为1～5的烷基或碳原子数为6～14的芳基；X1为吗啉基。
12、一种滤色器，其具备滤波器节和/或黑色矩阵，该滤波器节和/或黑色矩阵是如下形成的：使用波长为308nm的XeCL的准分子激光对在基板上涂布权利要求1或4所述的着色组合物而得到的着色涂膜曝光规定的图案并固化，然后除去未固化部分，从而形成所述滤波器节和/或黑色矩阵。
13、一种滤色器的制造方法，其特征在于，其具备下述工序：
在基板上涂布权利要求1或4所述的着色组合物以形成着色涂膜的工序；
对所述着色涂膜的成为滤波器节或黑色矩阵的部分以累积曝光量达到1～150mJ/cm2的方式照射波长为308nm的XeCL的准分子激光以使其固化的工序；
除去所述着色涂膜的未固化部分而形成滤波器节或黑色矩阵的工序；以及
改变着色组合物，将以上的工序重复多次，从而形成至少2色的滤波器节和/或黑色矩阵的工序。
14、根据权利要求13所述的滤色器的制造方法，其特征在于，使用含有相同的光聚合引发剂的选自红、绿、蓝、黄、橙、青以及黑中的至少2色的着色组合物来形成滤波器节和/或黑色矩阵。
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