專利名稱：彩色感光性組合物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色感光性組合物及其制造方法，且該彩色感光性組合物特別適用于制作彩色液晶顯示器的彩色濾光片。
背景技術(shù)：
過去以來，制造彩色薄膜晶體管液晶顯示器的彩色濾光片其主要步驟是以旋轉(zhuǎn)方式將感光性組合物涂布在透明基板上經(jīng)預(yù)烘烤，再經(jīng)以特定圖案的光罩進(jìn)行曝光，曝光部分因化學(xué)交聯(lián)而在后面堿液顯影中保留；未曝光部分則被堿液洗去。保留的圖案經(jīng)水洗與吹干后再以高溫硬烤即完成黑色矩陣層步驟。往后重復(fù)此步驟并依序施以紅色、綠色、藍(lán)色感光性組合物及對(duì)應(yīng)的光罩圖案即可完成彩色濾光片制作。其中上述的旋轉(zhuǎn)涂布方式是在玻璃基板中央通過一噴嘴(nozzle)滴下感光性組合物，再以數(shù)百到上千的旋轉(zhuǎn)速度，將多余的感光性組合物旋去而得一均勻的涂膜。因旋轉(zhuǎn)涂布方式有大約93％的多余感光性組合物旋去而形成浪費(fèi)與污染問題，后逐漸改為噴灑旋轉(zhuǎn)(slit-spin)涂布方式可大幅減少感光性組合物的浪費(fèi)，它通過狹縫狀噴嘴(slit nozzle)在玻璃基板上整面噴涂一層感光性組合物，再通過高速旋轉(zhuǎn)方式得到均勻性膜，其感光性組合物的利用率可達(dá)75％。
近年來，隨著大面積面板的發(fā)展，使得超過1米見方的玻璃基板通過旋轉(zhuǎn)來達(dá)到平坦化目的變得不可行，因此在所謂五代以上(1100mm×1300mm)基板多采用非旋轉(zhuǎn)涂布(spinlesscoating)方式加工，如直接狹縫涂布(slit coating)，噴墨式涂布(ink jet coating)，逆向印刷法(reverse printing)等。目前直接狹縫式涂布方式較為普遍被使用，它透過精密的程序控制與供料系統(tǒng)，加上特殊流道設(shè)計(jì)的涂布模頭，直接在玻璃基板涂出所需的均勻涂膜，此方式可有效節(jié)省原旋轉(zhuǎn)方法所需感光性組合物量的95％。
已知技術(shù)中為有效控制狹縫式涂布的涂膜均勻性，日本專利JP2004-212944-A說明控制粘度與涂布速度比值在9×10-3～20×10-3(mp.sec2/m)；日本專利JP2004-233997-A和日本專利JP2004-233974-A則通過控制感光性組合物粘度在2～5cps、接觸角10°～20°之間，固含量在10～18％下，使直接狹縫涂布的成膜性如不均勻、線狀條紋的減少有很大改善。日本專利JP2004-318111通過控制粘度在3～6.5cps、接觸角10°～20°之間；更進(jìn)一步日本專利JP2005-043636-A通過添加聚乙二醇(polyglycol)高分子來提高涂膜平坦性。日本專利JP2005-049828-A控制感光性組合物粘度在粘度計(jì)不同轉(zhuǎn)速下的比值接近1，以直接狹縫涂布達(dá)到平滑的目的。
但前述近似牛頓流體的特性，雖可解決涂膜均勻性，但對(duì)于涂膜邊緣容易產(chǎn)生溢流無法解決，而要得到平整尚需要洗邊(EdgeBead Removal)與干燥工序。因此對(duì)于大面積狹縫式涂布加工，好的涂膜特性不但要有良好的平坦性，對(duì)于涂布區(qū)塊邊緣也要有好的精度與平整度。
有鑒于此，本發(fā)明即是針對(duì)感光性組合物的物性如流變特性(Rheology)加以調(diào)整，針對(duì)不同的涂布方式需求，提供一感光性組合物及調(diào)制其流變的方法，達(dá)到涂膜均勻性的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種彩色感光性組合物及其調(diào)配制造方法。
本發(fā)明另一目的在于提供一種非旋轉(zhuǎn)涂布用的彩色感光性組合物，其有良好的涂膜特性。
本發(fā)明又一個(gè)目的在于提供一狹縫式涂布用的彩色感光性組合物，其涂膜邊緣有良好的平整度。
本發(fā)明再一個(gè)目的在于提供一種彩色感光性組合物，其可應(yīng)用于大面積液晶顯示器的彩色濾光片制造用。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種彩色感光性組合物與其調(diào)制方法，其至少包含(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；和(f)流變控制劑(Rheology ControlAgent)，其主要特征在于透過調(diào)適溶劑與流變控制劑的添加，以有效控制感光性組合物的流變特性。更進(jìn)一步說明，調(diào)整后的感光性組合物即可應(yīng)用于直接狹縫涂布(slit coating)用，且可調(diào)制應(yīng)用于各種直接狹縫涂布模具。
即，本發(fā)明如下所述一種彩色感光性組合物，包括(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；以及(f)流變控制劑(Rheology Control Agent)，其中該(f)流變控制劑約占組合物的0.01～1重量％，其操控該彩色感光性組合物的流變特性，使其在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在8～2000cps；剪切率為10～1000秒-1之間時(shí)，粘度控制在2～15cps。
在一較佳實(shí)施例中，該(a)高分子樹脂包括水可溶樹脂或堿可溶樹脂；該(b)多官能團(tuán)單體具有至少兩個(gè)可聚合的乙烯不飽和鍵；該(c)光引發(fā)劑在波長400nm以下具有相對(duì)高效率的光引發(fā)劑；該(d)色料包括染料、有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、或前述的混合；該(e)調(diào)適溶劑包括醇類、酮類、醚類、酯類、或前述的混合。
在一較佳實(shí)施例中，所述彩色感光性組合物的固含量介于10％～18％。
在一較佳實(shí)施例中，該(f)流變控制劑占該彩色感光性組合物的重量比例為0.005％～2％。
在一較佳實(shí)施例中，所述彩色感光性組合物在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在10～500cps；剪切率為10～1000秒-1時(shí)，粘度控制在3～9cps；且該彩色感光性組合物的粘度在10秒-1與1000秒-1的比值為0.8～1.5，優(yōu)選為0.95～1.05。
在一較佳實(shí)施例中，所述彩色感光性組合物還包括下列至少一添加劑表面活性劑、顏料分散劑、平坦劑、消泡劑、或粘合助劑。
本發(fā)明還提供一種上述彩色感光性組合物的制造方法，包括均勻混合至少下列成分(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；以及(f)流變控制劑(Rheology Control Agent)，其中通過添加該(f)流變控制劑操控該彩色感光性組合物的流變特性，使其在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在8～2000cps；剪切率為10～1000秒-1之間時(shí)，粘度控制在2～15cps。
在一較佳實(shí)施例中，所述彩色感光性組合物的制造方法還包括先以一分散劑分散該(d)色料后，再混合其他成分。
本發(fā)明的彩色感光性組合物的制造方法中，該(a)高分子樹脂包括水可溶樹脂或堿可溶樹脂，該(b)多官能基單體具有至少兩個(gè)可聚合的乙烯不飽和鍵，該(c)光引發(fā)劑是在波長400nm以下具有相對(duì)高效率的光引發(fā)劑，該(d)色料包括染料、有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、或前述的混合，該(e)調(diào)適溶劑包括醇類、酮類、醚類、酯類、或前述的混合。
本發(fā)明的彩色感光性組合物的制造方法中，該彩色感光性組合物的固含量介于10％～18％，該(f)流變控制劑占該彩色感光性組合物的重量比例為0.005％～2％。
本發(fā)明的彩色感光性組合物的制造方法中，該彩色感光性組合物在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在10～500cps；剪切率為10～1000秒-1時(shí)，粘度控制在3～9cps，且該彩色感光性組合物的粘度在10秒-1與1000秒-1的比值為0.8～1.5，優(yōu)選為0.95～1.05。
本發(fā)明的彩色感光性組合物的制造方法，還包括混合下列至少一添加劑的步驟表面活性劑、顏料分散劑、平坦劑、消泡劑、或接著助劑。
本發(fā)明通過調(diào)適溶劑與流變調(diào)整劑的添加，一方面使感光性組合物在低剪切率(0.1秒-1)下具有相對(duì)高粘度，因而達(dá)到涂膜邊緣平整；另一方面在高剪切率(10～1000秒-1)下具有相對(duì)低粘度，使涂膜具有高度平坦性。因此，本發(fā)明的感光性組合物配方應(yīng)用在大面積彩色濾光片的非旋轉(zhuǎn)涂布可得到良好的涂布特性。


圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例1的彩色感光性組合物的流變特性。
圖2顯示比較例1的彩色感光性組合物的流變特性，其成分中不含流變控制劑。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明揭示一種彩色感光性組合物與其調(diào)制方法，其可作為液晶顯示器的彩色濾光片，本發(fā)明技術(shù)的重點(diǎn)在于有效控制其流變特性，使其特別適用于大面積彩色濾光片的非旋轉(zhuǎn)涂布工序。本發(fā)明彩色感光性組合物主要包含(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；和(f)流變控制劑。
本發(fā)明中的高分子樹脂(a)可為水可溶解或堿可溶樹脂，在水可溶樹脂可用如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等；其中堿可溶樹脂通常由一種含羧酸官能團(tuán)單體與含有一種或兩種或其以上丙烯酸酯類(acrylics)單體共聚合而成，在本發(fā)明中為有效達(dá)到其成膜與顯影特性，其重量平均分子量范圍一般控制在3000～100000，較佳控制為6000～20000；其平均聚合度約一般控制在1.2～4.3，較佳為1.2～3.8。感光性組合物在經(jīng)顯影后形成曝光區(qū)與非曝光區(qū)，非曝光區(qū)的樹脂因含有羧酸官能團(tuán)，故可溶于堿液中；曝光區(qū)的感光性組合物中，因光引發(fā)劑受UV光激發(fā)產(chǎn)生自由基，導(dǎo)致多官能團(tuán)單體交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故不溶于堿液中，形成曝光區(qū)與非曝光區(qū)的對(duì)比。
上述的堿可溶樹脂較佳為(1)含羧基的乙烯化不飽和單體與(2)其他乙烯化不飽合共聚合單體的共聚合物。其中(1)含羧酸官能團(tuán)的單體，可提供堿液顯影用，其可為甲基丙烯酸或丙烯酸等；(2)其他共聚合單體例如是可共聚合的烷基酯、芐(benzyl)基酯等不飽合酯類單體，主要提供適當(dāng)?shù)姆肿恿渴箻渲哂幸欢ㄌ匦裕缤坎夹?、與基材附著性及足夠高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)等。前述的乙烯化不飽合單體包含熟悉的甲基丙烯酸酯類如甲基丙烯酸甲酯(methyl(meth)acrylate)、甲基丙烯酸苯甲酯(benzyl(meth)acrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl(meth)crylate)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl(meth)crylate，2-HEMA)、甲基丙烯酸羥基丙酯(hydroxylpropyl(meth)acrylate)、甲基丙烯酸異丁酯(isobutyl(meth)acrylate)等；或丙烯酸酯類如丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸苯甲酯(benzyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl acrylate)、丙烯酸羥基丙酯(hydroxylpropylacrylate)、丙烯酸異丁酯(isobutyl acrylate)等。
本發(fā)明的感光性組合物還包括(b)多官能團(tuán)單體，其具有兩個(gè)以上可聚合的乙烯化不飽和鍵，在(c)光聚合引發(fā)劑經(jīng)激發(fā)后可接受其自由基以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。適用于本發(fā)明的多官能團(tuán)單體，包括但不限于乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol dimethacrylate)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-butanediol diacrylate)、二乙二醇二丙烯酸酯(diethylene glycoldiacrylate)、異戊四醇三甲基丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylatedtrimethylpropane triacrylate)、二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、乙氧基化異戊四醇四丙烯酸酯(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、異戊四醇四丙烯酸酯(Pentaerythritol tetraacrylate)、二異戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)。上述的多官能團(tuán)單體可以單獨(dú)使用或者兩個(gè)或其以上并用。多官能團(tuán)單體所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主要提供感光性組合物在曝光區(qū)與非曝光區(qū)的對(duì)比以形成畫素圖案。
本發(fā)明的感光性組合物還包括光聚合引發(fā)劑(c)，其在照射能量時(shí)(如可見光、紫外光、深紫外光、電子束、或X射線時(shí))，可產(chǎn)生引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的活性物質(zhì)(例如，自由基、陽離子或陰離子等)。較佳的光引發(fā)劑可選自在寬帶波長的UV曝光下，能釋放出自由基以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的有機(jī)物，特別是在400nm以下有相對(duì)較高效率的光引發(fā)劑。
較佳的光聚合引發(fā)劑包括苯乙酮類(Acetophenone)、安息香類(benzoin)、二苯甲酮類(benzophenone)、噻噸酮類(Thioxanthone)、蒽醌類(anthraquinone)。苯乙酮類光引發(fā)劑例如是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉代-丙烷-1-酮(2-Methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholino-propane-1-one)、1-羥基環(huán)己基苯基酮(1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、二乙氧基苯乙酮(Diethoxy acetophenone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one)、2-苯甲基-2-(二甲氨基)-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮(2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone)。安息香類光引發(fā)劑例如是安息香(Benzoin)、安息香甲基醚(Benzoin methyl ether)、苯甲基二甲基酮縮醇(Benzyl dimethyl ketal)。二苯甲酮類光引發(fā)劑例如是二苯甲酮(Benzophenone)、4-苯基二苯甲酮(4-Phenyl benzophenone)、羥基二苯甲酮(Hydroxyl benzophenone)。噻噸酮類光引發(fā)劑例如是異丙基噻噸酮(Isopropylthioxanthone)、2-氯噻噸酮(2-Chlorothioxanthone)。蒽醌類光引發(fā)劑例如是2-乙基蒽醌(2-ethylanthraquinone)。
前述光聚合引發(fā)劑除可單一使用外也可混合使用，如異丙基噻噸酮(Isopropylthioxanthone)混合2-苯甲基-2-(二甲氨基)-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮(2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone)可得較高的感光速度。
色料(d)最主要的功能是顯色，可為染料、有機(jī)顏料或無機(jī)顏料。一般彩色濾光片上以R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三原色為主，但在其組成上可有2種或其以上顏料或染料相混使用，以提高色飽合度。本發(fā)明感光性組合物中的可使用顏料的有機(jī)顏料如紅色顏料有C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅254；黃色顏料有C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃119、C.I.顏料黃138、顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃168；綠色顏料有C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36；藍(lán)色顏料有C.I.顏料綠15:3、C.I.顏料藍(lán)15:4、C.I.顏料藍(lán)15:6。黑色顏料有顏料黑1，顏料黑7。
無機(jī)顏料例如是氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋅、氮化鈦、硫酸鉛、鉛黃(yellow lead)、鋅黃(zinc yellow)、氧化鐵紅(RedIron Oxide III)、鎘紅(cadmium red)、群青(Ultramarineblue)、普魯士藍(lán)(Prussian Blue)、氧化鉻綠(chromium oxidegreen)、鈷綠(cobalt green)、琥珀(amber)、鈦黑(titaniumblack)、合成鐵黑(synthetic iron black)、碳黑(carbon black)等。
顏料通常為有效的控制粒徑分布與增加與感光樹脂的相容性，可先以分散劑進(jìn)行分散，可用的分散劑可為陰離子型、陽離子型或非離子型的表面活性劑，但在本發(fā)明較佳的是使用高分子型分散劑。
調(diào)適溶劑(e)必須對(duì)樹脂、光引發(fā)劑、單體須有良好的溶解能力。由于感光組合物的溶劑對(duì)于揮發(fā)特性與流變特性有很大影響，最終影響到其使用性與成膜性，因此溶劑的選擇或使用共溶劑(co-solvent)系統(tǒng)，以符合需求也是重要的一環(huán)。本發(fā)明的感光性組合物，其適用的有機(jī)溶劑包括醇類、酮類、醚類、酯類、或前述的混合。其中醇類溶劑如正丁醇、2-丁醇、叔丁醇、異丙醇；酮類溶劑如環(huán)己酮、甲基乙基酮、甲基叔丁基酮；醚類溶劑如乙二醇醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚；酯類溶劑如丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、乙基-2-乙氧基乙醇乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸異戊酯。
本發(fā)明的感光性組合物還包括一流變控制劑(f)以操控其流變特性。在本發(fā)明中，對(duì)于感光性組合物流變的操控可分為低剪切率區(qū)0.01～1秒-1與高剪切率區(qū)10～1000秒-1，根據(jù)本案發(fā)明人的研究，低剪切率區(qū)控制涂膜邊緣的平直度與膜均勻性，此區(qū)域粘度太低容易造成邊緣溢流，導(dǎo)致需要后段洗邊工序，而太高則容易造成起始供料壓力過高與膜不易平坦。一般而言在低剪切率區(qū)剪切率＝0.1秒-1，粘度可控制在8～2000(cps)，較佳是控制在10～500(cps)。另一方面，高剪切率區(qū)粘度影響膜厚、平坦性與涂布速度，粘度太高或變化大容易造成膜產(chǎn)生感光性組合物滯留與涂膜不均，太低則不易成膜與涂布速度過低，一般高剪切率區(qū)粘度控制在2～15cps，較佳是3～9cps。此外，剪切率10秒-1與1000秒-1的粘度比值最好控制在0.8～1.5，且又以0.95～1.05之間更佳。
在不同剪切率區(qū)的粘度操控部分除了調(diào)適溶劑的選擇與比例，高分子樹脂單體比例與分子量的控制來影響，還可適當(dāng)選擇流變控制劑種類與比例來控制其流變。選擇的要求在于除了與溶劑系統(tǒng)相容外也不能影響感光性組合物的其他工序特性，且最好可以跟感光性組合物成分形成氫鍵或離子鍵者，經(jīng)過許多的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，可用的流變控制劑包括烷基酰胺(alkyl amide)如商品BYK405(BYK)、MasamideCOandCO-Extra(MASONChemical Company)、AcrysolTT-935(Rohm and Haascompany)；或改質(zhì)尿素類(Modified urea)如BYK410、BYK411、BYK420(BYK)；或聚氨酯類(Polyurethane)如RAYBO72(Trans Western Chemicals，Inc.)、TAFIGEL PUR40(Muzing Chemical)；或其他如SolthixTM250、DISPARLON3600N(Kusumoto chemicals Ltd.)、聚酯類表面活性劑(Polyester type surfactant)如TEGOViscoPlus 3010、TEGOViscoPlus 3030、TEGOViscoPlus 3060等。流變控制劑(f)的使用量一般為0.005％～2％，較佳為0.01％～1％。
除此之外，本發(fā)明的感光性組合物為增進(jìn)涂料性質(zhì)可視需要添加其他成分如表面活性劑、顏料分散劑、平坦劑、消泡劑、或粘合助劑等。這些添加劑的功能與含量是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故在此不予贅述。
本發(fā)明的感光性組合物的固含量可為10％～25％，并依涂布方式與膜厚不同控制其固含量，基本上若欲以狹縫模具式(slot-die)涂布方式控制膜厚在1～2.5微米，固含量最好調(diào)整在10～18％，下表1說明感光性組合物中各成分較佳比例
表1

配方加工方式可將顏料先以分散劑分散，再加入感光性組合物中混合均勻，最后將其他成分加入以高速攪拌均勻后使用。
本發(fā)明的彩色感光性組合物為應(yīng)用在制造彩色濾光片，其主要步驟是以狹縫模具式(slot-die)涂布方式將感光性組合物涂布在透明玻璃基板上經(jīng)60-110℃預(yù)烘烤0.5-5分鐘或是利用真空干燥，再經(jīng)能量50～300mJ/cm2的紫外光源以特定圖案的光罩進(jìn)行曝光3-18秒，曝光部分因化學(xué)交聯(lián)，接著以KOH或是碳酸鈉或碳酸氫鈉堿液顯影中保留，未曝光部分則被堿液洗去，保留的圖案經(jīng)水洗與吹干后再以180-230℃高溫硬烤0.2-1.5小時(shí)，即完成圖案制作，重復(fù)此步驟并依序施以紅色、綠色、藍(lán)色，即可得三原色畫素；樹脂型黑色矩陣層也可同樣依上述步驟制備。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下樹脂合成例1取1升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管，通氮?dú)鈱?87.69g的PGMEA由入料口置入，加熱至90℃恒溫，攪拌速度250rpm，將預(yù)先混合的2.51g的AIBN(偶氮二異丁腈)，2.51g的Thiol(硫醇)，177.62g的BzMA，38.33g的MAA(甲基丙烯酸)，29.51g的2-HEMA，82.92g的PGMEA，以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中，2～2.5小時(shí)內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時(shí)，完成反應(yīng)，經(jīng)酸價(jià)測(cè)定為96.5，固含量為41.1％，測(cè)定其重量平均分子量為12164。
樹脂合成例2取1升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管，通氮?dú)鈱?87.69g的PGMEA由入料口置入，加熱至90℃恒溫，攪拌速度250rpm，將預(yù)先混合的1.0g的AIBN，1.0g的Thiol，177.62g的BzMA，38.33g的MAA，29.51g的2-HEMA，82.92g的PGMEA，以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中，2～2.5小時(shí)內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時(shí)，完成反應(yīng)，經(jīng)酸價(jià)測(cè)定為96.5，固含量為40.0％，測(cè)定其重量平均分子量為25078。
樹脂合成例1、2的各成分比例與分子量如下表2所示表2

實(shí)施例1取250ml的PE磨罐加入1/2磨罐體積的1mm直徑鋯球，加入20g紅色顏料(Ciba，C.I.Pigment Red 254)，95gPGMEA和10.0g分散劑BYK-2001(BYK，有效成分52％)，以紅魔鬼研磨機(jī)分散4小時(shí)，過濾磨珠取出分散液并收集。
再將上述分散液放100g置于500ml三頸反應(yīng)器中，氮?dú)猸h(huán)境下攪拌下逐漸加入預(yù)先混合的樹脂合成例1的樹脂溶液20g，多官能團(tuán)單體二異戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritolhexaacrylate；M-400購自東亞合成)8g，引發(fā)劑2-苯甲基-2-(二甲氨基)-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮(2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone，I369)4.5g，異丙基噻噸酮(Isopropylthioxanthone；ITX)0.5g，溶劑PGMEA48.7g，環(huán)己酮(Cyclohexanone)60g，流變控制劑BYK-411(25％活性，BYK)1g。加完持續(xù)攪拌2小時(shí)完成紅色感光性組合物的配制，將配制好的感光性組合物以0.45μm濾心過濾。
配制完成的感光性組合物，以流變儀(AR2000，TAInstrument Co.)測(cè)量，分別記錄，請(qǐng)參見圖1，剪切率0.1、10、1000秒-1的粘度，流變特性結(jié)果請(qǐng)見表3。
將上述感光性組合物以片狀基板涂布機(jī)(Patch coater，ChugaiRo)，涂布速率20mm/秒，進(jìn)行涂布于320mm×400mm玻璃，涂布完經(jīng)靜置2分鐘后，以90℃預(yù)烘烤2分鐘，再經(jīng)能量150mJ/cm2的紫外光源進(jìn)行曝光，最后以230℃高溫硬烤1小時(shí)即完成，其可觀查涂膜邊緣與量測(cè)膜厚狀況。其中膜厚取9點(diǎn)分別以膜厚儀量測(cè)，涂膜邊緣以目視觀察。溢流范圍小于1mm評(píng)定為優(yōu)，溢流范圍介于1～3mm為尚可，溢流范圍大于3mm為劣，涂布結(jié)果見表4。
實(shí)施例2同實(shí)施例1，其中流變調(diào)整劑量改為0.12g，其它使用量不變，流變特性結(jié)果見表3，涂布結(jié)果見表4。
實(shí)施例3同實(shí)施例1，其中顏料改為Blue15:6(購自Ciba)，分散劑改為BYK-2150(購自BYK，有效成分52％)其用量不變；樹脂部分改為樹脂合成例2的樹脂取代樹脂合成例1的樹脂，使用量皆不變。流變特性結(jié)果見表3，涂布結(jié)果見表4。
實(shí)施例4同實(shí)施例1，其中樹脂部分改為樹脂合成例2的樹脂，溶劑環(huán)己酮部分改為3-乙氧基丙酸乙酯(E3P)，使用量皆不變。流變特性結(jié)果見表3，涂布結(jié)果見表4。
實(shí)施例5
同實(shí)施例2，其中流變控制劑改為TEGO viscoplus3010(VP-3010)，其它使用量不變，流變特性結(jié)果見表3。
實(shí)施例6同實(shí)施例2，其中流變控制劑改為DISPARLON3600N，其它使用量不變，流變特性結(jié)果見表3。
比較例1同實(shí)施例1，其中不添加流變調(diào)整劑，其它使用量皆不變，配制完成的感光性組合物以用流變儀(AR2000，TA InstrumentCo.)量測(cè)，分別記錄，請(qǐng)參見圖2。剪切率0.1、10、1000秒-1的粘度，流變特性結(jié)果見表3，涂布結(jié)果見表4。
比較例2同實(shí)施例2，其中溶劑改為只有72g的PGMEA，固含量為20.3％，其它使用量皆不變，流變特性結(jié)果見表3，涂布結(jié)果見表4。
表3配方與流變結(jié)果

表4涂布結(jié)果

從上表結(jié)果可知，本發(fā)明通過調(diào)適溶劑與流變調(diào)整劑的添加，一方面使感光性組合物在低剪切率(0.1秒-1)下具有相對(duì)高粘度，因而達(dá)到涂膜邊緣平整；另一方面在高剪切率(10～1000秒-1)下具有相對(duì)低粘度，使涂膜具有高度平坦性。因此，本發(fā)明的感光性組合物配方應(yīng)用在大面積彩色濾光片的非旋轉(zhuǎn)涂布可得到良好的涂布特性。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種彩色感光性組合物，包括(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；以及(f)流變控制劑，其中該(f)流變控制劑約占組合物的0.01～1重量％，其操控該彩色感光性組合物的流變特性，使其在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在8～2000cps；剪切率為10～1000秒-1之間時(shí)，粘度控制在2～15cps。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(a)高分子樹脂包括水可溶樹脂或堿可溶樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(b)多官能團(tuán)單體具有至少兩個(gè)可聚合的乙烯不飽和鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(c)光引發(fā)劑是在波長400nm以下具有相對(duì)高效率的光引發(fā)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(d)色料包括染料、有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、或前述的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(e)調(diào)適溶劑包括醇類、酮類、醚類、酯類、或前述的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該彩色感光性組合物的固含量介于10％～18％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該(f)流變控制劑占該彩色感光性組合物的重量比例為0.005％～2％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，在剪切率為0.1秒-1時(shí)，該彩色感光性組合物的粘度控制在10～500cps。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，在剪切率為10～1000秒-1時(shí)，該彩色感光性組合物的粘度控制在3～9cps。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該彩色感光性組合物的粘度在10秒-1與1000秒-1的比值為0.8～1.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該彩色感光性組合物的粘度在10秒-1與1000秒-1的比值為0.95～1.05。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色感光性組合物，其特征在于，該彩色感光性組合物還包括下列至少一添加劑表面活性劑、顏料分散劑、平坦劑、消泡劑、或粘合助劑。
14.一種制造如權(quán)利要求1～13所述彩色感光性組合物的方法，包括均勻混合至少下列成分(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；以及(f)流變控制劑，其中通過添加該(f)流變控制劑操控該彩色感光性組合物的流變特性，使其在剪切率為0.1秒-1時(shí)，粘度控制在8～2000cps；剪切率為10～1000秒-1之間時(shí)，粘度控制在2～15cps。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的彩色感光性組合物的制造方法，其特征在于，該方法還包括先以一分散劑分散該(d)色料后，再混合其他成分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彩色感光性組合物及其制造方法。本發(fā)明的用于液晶顯示器的彩色濾光片用的彩色感光性組合物，至少包含(a)高分子樹脂；(b)多官能團(tuán)單體；(c)光聚合引發(fā)劑；(d)色料；(e)調(diào)適溶劑；和(f)流變控制劑，其中該(f)流變控制劑約占組合物的0.01～1重量％，其操控該彩色感光性組合物的流變特性，使其在剪切率為0.1秒
文檔編號(hào)G03F7/004GK1991580SQ20051013536
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者黃國棟, 趙希德, 陳宜見 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院