專利名稱：著色組成物、噴墨用墨水、彩色濾鏡及其制造方法以及固態(tài)影像傳感器與顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于著色組成物、噴墨用墨水、彩色濾鏡及其制造方法以及固態(tài)影像傳感器與顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于液晶顯示器(LCD)，尤其是彩色液晶顯示器的需求已隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)及大尺寸液晶TV的發(fā)展而提高。預(yù)期有機(jī)EL顯示器亦由于改良影像質(zhì)量的需要而將變得普遍。由于數(shù)字相機(jī)及裝備相機(jī)的蜂巣式電話正在普及，所以對(duì)固態(tài)影像傳感器(諸如CCD影像傳感器)的需求亦顯著提高。

彩色濾鏡為此等顯示器或光學(xué)組件中使用的關(guān)鍵裝置，且希望在改良影像質(zhì)量的同時(shí)，降低制造彩色濾鏡的成本。彩色濾鏡典型地包含紅色(R)、緑色(G)及藍(lán)色(B)三種原色的著色圖案，且此等著色圖案將通過(guò)顯示設(shè)備或影像傳感器的光分成三種原色。用于彩色濾鏡的染料一般需要滿足以下要求。詳言之，染料需要在色彩再現(xiàn)方面具有良好的光譜特性；不使固態(tài)影像傳感器呈現(xiàn)光學(xué)無(wú)序(optical disorder)，諸如光學(xué)密度不均勻(會(huì)造成光散射而降低液晶顯示器的對(duì)比度)或顔色不均勻/粗糙；對(duì)裝置使用所處的環(huán)境條件呈現(xiàn)穩(wěn)固性(!■obustness)，諸如良好的耐熱性、耐旋光性及耐濕性；具有允許薄膜成形的大摩爾吸光系數(shù)；及其類似特性。在彩色濾鏡的制造中，已使用顔料分散法。由可固化著色組成物制造的彩色濾鏡(其中顏料藉由光微影或噴墨法分散于可固化組成物中，可固化著色組成物藉由顏料分散法制備)由于利用顔料而對(duì)光或熱具有穩(wěn)定性。在光微影制程中，藉由用旋涂機(jī)、滾涂機(jī)或其類似物將輻射敏感性組成物施加于載體上，干燥涂膜且使干涂膜經(jīng)受圖案曝光及顯影來(lái)形成著色像素(colored pixels)。可根據(jù)彩色濾鏡中使用的顏色種數(shù)、藉由重復(fù)此等制程多次而獲得彩色濾鏡。由于在光微影中使用光來(lái)形成圖案(藉此，所得圖案具有優(yōu)異的位置精確度)，所以光微影已廣泛用作適于制造大尺寸高分辨率彩色濾鏡的方法。近年來(lái)，光微影已尤其適宜用于制造需要進(jìn)ー步提高分辨率的固態(tài)影像傳感器。如上所提及，近年來(lái)不斷地需要進(jìn)ー步提高固態(tài)影像傳感器的彩色濾鏡的分辨率。然而，在現(xiàn)有顏料分散法中，因粗糙顏料粒子造成顔色不均勻或其類似原因而難以進(jìn)一歩改良分辨率。因此，在需要精細(xì)圖案的領(lǐng)域中，諸如固態(tài)影像傳感器，使用顔料分散法執(zhí)行光微影變得困難。另ー方面，在液晶顯示器的領(lǐng)域中，使用顔料分散法的光微影所制造的彩色濾鏡具有以下問(wèn)題諸如對(duì)比度因顔料粒子引起光散射而降低或混濁量增加，但此等彩色濾鏡呈現(xiàn)優(yōu)異的耐旋光性及耐熱性。除了光微影之外，已提出藉由噴墨排出彩色墨水來(lái)形成著色層(著色像素)的方法作為制造彩色濾鏡的方法(參見例如日本專利申請(qǐng)案早期公開(JP-A)第59-75205號(hào)及第 2004-339332 號(hào))。噴墨法為藉由自細(xì)孔噴嘴噴射墨水液滴而直接施加墨水于記錄介質(zhì)上來(lái)記錄字符或影像的方法。連續(xù)移動(dòng)噴墨頭的噴墨法的優(yōu)點(diǎn)在于，可以高生產(chǎn)カ及良好操作性制造大尺寸彩色濾鏡，而產(chǎn)生的噪聲低。在藉由噴墨法制造彩色濾鏡中，使用藉由顏料分散法所制備的噴墨用墨水。作為藉由顔料分散法制備的噴墨用墨水，已提出例如用于制造彩色濾鏡的噴墨用墨水，所述墨水包含黏合劑組分、顔料及溶劑，所述溶劑在室溫下具有180 至260的沸點(diǎn)及0. 5毫米萊柱(mmHg)或0. 5mmHg以下的蒸氣壓(參見例如JP-A第2002-201387 號(hào))。當(dāng)藉由顏料分散法制備的噴墨用墨水用于制造彩色濾鏡時(shí)，由于噴嘴因顔料凝聚而頻繁發(fā)生堵塞，所以需要改良排墨穩(wěn)定性(discharge stabilit y)。另外,藉由諸如擦拭或清洗的復(fù)原操作得到的墨水排放狀態(tài)的可復(fù)原性傾向于降低。此外，可能存在墨水排放偏離正確方向的情況，這是由于在執(zhí)行擦拭期間，噴嘴表面被凝聚的顏料刮擦之故。當(dāng)使用染料代替顏料時(shí)，在用于固態(tài)影像傳感器的彩色濾鏡的情況下可預(yù)期分辨率因克服顔色不均勻/粗糙的問(wèn)題而提高；且在用于液晶顯示器或有機(jī)EL顯示器的彩色濾鏡的情況下，可預(yù)期對(duì)比度或混濁度方面的光學(xué)性質(zhì)改良。另外，在使用染料的噴墨方法中，噴墨穩(wěn)定性一般良好，且墨水排放狀態(tài)可藉由執(zhí)行擦拭或清洗而輕易復(fù)原，甚至當(dāng)因墨水黏度增加造成噴嘴堵塞時(shí)也是如此。在所述情況下，已考慮使用ー種染料作為染料(參見例如JP-A第6-75375號(hào))。然而，含有染料的可固化組成物最近出現(xiàn)以下問(wèn)題。(I)與顔料相比，染料一般呈現(xiàn)較差耐旋光性及耐熱性。詳言之，染料的光學(xué)性質(zhì)可能因ITO(氧化銦錫)濺鍍期間的高溫而改變，氧化銦錫常用作液晶顯示器(LCD)或平板顯示器(FPD)的電極。(2)因?yàn)槿玖蟽A向于抑制自由基聚合反應(yīng)，所以難以藉由使用自由基聚合反應(yīng)作為固化手段的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可固化著色組成物。(3)由于普通染料在堿性水溶液或有機(jī)溶劑(在下文中亦簡(jiǎn)稱為溶剤)中具有低溶解度，所以難以獲得具有所要光譜的可固化組成物。(4)因?yàn)槿玖铣Ｅc可固化著色組成物中的其他組分相互作用，所以難以調(diào)整固化部分或未固化部分的溶解度(顯影性(developability))。(5)當(dāng)染料具有低摩爾吸光系數(shù)(e )時(shí)，必須添加大量染料且必須減少可固化著色組成物中其他組分的量，諸如可聚合化合物(単體)、黏合劑、光聚合引發(fā)劑或其類似物的量。因此，組成物的可固化性、固化后的耐熱性或固化或未固化部分的顯影性可能降低。由于此等問(wèn)題，所以難以使用染料形成用于彩色濾鏡的可呈現(xiàn)高分辨率、優(yōu)異薄膜成形能力及優(yōu)異穩(wěn)固性的著色圖案。另外，因?yàn)楣虘B(tài)影像傳感器的彩色濾鏡必須成形為薄膜(例如達(dá)到I微米或小于I微米的厚度)，所以必須在可固化組成物中添加大量染料，由此夸大如上所提及的問(wèn)題。就所述問(wèn)題而言，已提出選擇引發(fā)劑類型或増加引發(fā)劑的量的多種方法(參見例如 JP-A 第 2005-316012 號(hào))。已提出一種制造彩色濾鏡的方法，其中在加熱載體的同時(shí)使形成于載體上的著色圖案曝光以引起聚合反應(yīng)，同時(shí)提高曝光溫度以增加系統(tǒng)中的聚合比率(參見例如日本專利第3309514號(hào))。已提出一種制造彩色濾鏡的方法，其中彩色濾鏡在顯影與熱處理之間曝光，藉此抑制彩色濾鏡的變形(參見例如JP-A第2006-258916號(hào))。已研究使用ニ吡咯亞甲基染料的可固化著色組成物及染料化合物(鑒于其適用于彩色濾鏡的光譜性質(zhì))(參見例如JP-A第2008-292970號(hào))。為了克服彩色濾鏡在制造期間升華的缺點(diǎn)，已提出一種彩色濾鏡，其包含分子中具有三苯甲烷染料的聚合物作為染料(參見例如日本專利第3736221號(hào))。除了上述問(wèn)題之外，用于彩色濾鏡的含染料著色組成物具有染料所特有的以下問(wèn)題。
(6)施加不同顔色期間的染料滲透當(dāng)由使用染料的著色組成物形成著色圖案時(shí)，染料易滲入先前已成形的不同顔色圖案(或?qū)?中，由此引起顔色混合。(7)堿性顯影期間的染料溶離在使用染料的著色組成物中，必須添加大量染料且因此，有利于光微影性質(zhì)的組分的含量相對(duì)減少。因此，著色組成物的敏感度下降且圖案易在曝露于少量光的區(qū)域中脫落。另外，易發(fā)生有缺陷的圖案成形，諸如因堿性顯影期間的染料溶離而不能獲得圖案的所要形狀或顏色密度。(8)由于熱處理造成的熱擴(kuò)散(顏色轉(zhuǎn)移(color transfer))在使用染料的著色組成物中，當(dāng)在膜成形之后執(zhí)行熱處理時(shí)，在鄰近像素之間或在鄰近層之間易發(fā)生顏色轉(zhuǎn)移。顏色轉(zhuǎn)移可弓I起顔色混合。除了上述問(wèn)題之外，存在如下所述的另一問(wèn)題。(9)顯影之后的顯影殘余物(Development residue)(殘留于載體或不同顏色的層上的顯影殘基)顯影殘余物可殘留于載體上或先前已成形的不同顔色的圖案(或?qū)?上。在任一情況中，顯影殘余物可引起顔色混合。在問(wèn)題(6)至(9)中，尤其問(wèn)題(6)、⑶及(9)傾向于成為顏色混合的原因，其可顯著抑制敏感度的改良，敏感度的改良近年來(lái)為固態(tài)影像傳感器所需要。JP-A第2008-292970號(hào)掲示源自ニ吡咯亞甲基染料所特有的光吸收性質(zhì)的光譜特性。然而，JP-A第2008-292970號(hào)未提及諸如以下問(wèn)題堿性顯影期間染料的溶離、染料的滲透、因熱處理造成的染料的熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)或殘留顯影殘余物。日本專利第3736221號(hào)掲示由包含三苯甲烷染料的聚合物的特性所產(chǎn)生的抑制升華的作用。然而，日本專利第3736221號(hào)未提及諸如以下問(wèn)題堿性顯影期間染料的溶離、染料的滲透、因熱處理造成的染料的熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)或形成顯影殘余物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已考慮到所述情況，且旨在實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。確切而言，本發(fā)明g在提供ー種可形成著色膜的著色組成物，其中堿性顯影期間的染料溶離得到抑制，染料滲透得到抑制，因熱處理造成的染料的熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)得到抑制且顯影殘余物形成得到抑制。本發(fā)明亦g在提供能夠形成著色像素的噴墨用墨水，所述著色像素呈現(xiàn)優(yōu)異耐熱性及優(yōu)異排墨穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明g在提供ー種彩色濾鏡，其中染料的滲透得到抑制，因熱處理造成的染料的熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)得到抑制，且因顯影殘基造成的顔色混合得到抑制，所述彩色濾鏡呈現(xiàn)優(yōu)異耐熱性；制造彩色濾鏡的方法；具有彩色濾鏡的固態(tài)影像傳感器；及顯示設(shè)備。本發(fā)明人已對(duì)ニ吡咯亞甲基染料化合物進(jìn)行研究，且因此發(fā)現(xiàn)當(dāng)染料制成具有至少ー種特定分子量的多聚體時(shí)，諸如染料滲入不同顔色的層中、堿性顯影期間染料的溶離、因熱處理造成的熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)及顯影之后殘留的顯影殘余物問(wèn)題可得到抑制。此外，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)染料經(jīng)調(diào)整以具有特定分子量分布(分散度)時(shí)，除了特定分子量之外，諸如染料滲入不同顔色的層中、堿性顯影期間染料的溶離、因熱處理造成的
熱擴(kuò)散(顔色轉(zhuǎn)移)及顯影之后殘留的顯影殘余物問(wèn)題可得到顯著抑制。而且，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)其他類型的染料化合物的分子量及分散度經(jīng)調(diào)整而在相同特定范圍內(nèi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)相似作用。雖然JP-A第2008-292970號(hào)掲示染料多聚體(在其分子中具有三苯甲烷染料的聚合物)，但未提及本發(fā)明所提出的問(wèn)題。因此，由JP-A第2008-292970號(hào)的啟示不可能找到解決如上所提及的問(wèn)題的方法。以下為用于解決本發(fā)明所提出的問(wèn)題的特定實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于此等特定實(shí)施例?！?> ー種著色組成物，其包括具有堿溶性基團(tuán)(alkali-soluble group)的染料多聚體作為染料，所述染料多聚體的重量平均分子量(Mw)為5，000至20，000且分散度(重量平均分子量(Mw)/數(shù)目平均分子量(Mn))為I. 00至2. 50。<2>如〈1>所述的著色組成物，還包括可聚合化合物、聚合引發(fā)劑及溶剤。<3>如〈1>或〈2>所述的著色組成物，其中所述染料多聚體具有0. 5毫摩爾/克至3. 0毫摩爾/克的酸值(acid value)?！?>如〈1>至〈3>中任一項(xiàng)所述的著色組成物，其中所述染料多聚體包括由以下式
(A)、式(B)或式(C)表示的結(jié)構(gòu)單元中的至少ー個(gè)，或?yàn)橛上率?D)表示的染料多聚體
權(quán)利要求
1.一種著色組成物，其包括具有堿溶性基團(tuán)的染料多聚體作為染料，所述染料多聚體具有5，OOO至20，000的重量平均分子量(Mw)及I. 00至2. 50的分散度(重量平均分子量(Mw)/數(shù)目平均分子量(Mn))。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的著色組成物，還包括可聚合化合物、聚合引發(fā)劑及溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的著色組成物，其中所述染料多聚體具有O.5毫摩爾/克至3. O毫摩爾/克的酸值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的著色組成物，其中所述染料多聚體包括由以下式(A)、式(B)或式(C)表示的結(jié)構(gòu)單元中的至少一個(gè)，或?yàn)橛上率?D)表示的染料多聚體
5.一種由如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的著色組成物形成的彩色濾鏡。
6.一種噴墨用墨水，其包括如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的著色組成物。
7.—種制造彩色濾鏡的方法，所述方法包括 將如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的著色組成物施加于載體上以形成著色層； 經(jīng)由光罩將所述著色層曝光；及 使曝光的所述著色層顯影以形成著色圖案。
8.—種制造彩色濾鏡的方法，所述方法包括 提供具有由隔板界定的壓下部分的載體；及 藉由噴墨將如權(quán)利要求6所述的噴墨用墨水的液滴施加于所述壓下部分上，藉此形成所述彩色濾鏡的著色像素。
9.一種固態(tài)影像傳感器，其包括如權(quán)利要求5所述的彩色濾鏡。
10.一種顯示設(shè)備，其包括如權(quán)利要求5所述的彩色濾鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種著色組成物，其包含具有堿溶性基團(tuán)的染料多聚體作為染料，所述染料多聚體具有5,000至20,000的重量平均分子量(Mw)及1.00至2.50的分散度(重量平均分子量(Mw)/數(shù)目平均分子量(Mn))。
文檔編號(hào)G03F7/004GK102803399SQ20118001282
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者藤江賀彥, 吉川將, 漢那慎一, 牛島健太 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社