[发明专利]黑色感光性树脂组合物、黑色矩阵的形成方法、彩色滤光片的制造方法以及彩色滤光片

说明书

技术领域

本发明涉及黑色感光性树脂组合物、黑色矩阵(black matrix)的形成方法、彩色滤光片的制造方法以及彩色滤光片。

背景技术

以往，彩色滤光片用于液晶显示装置、传感器和分色装置等。这些彩色滤光片，出于提高对比度、防止色纯度降低的目的，用黑色矩阵对各色像素的边界进行遮光。

通常，黑色矩阵是通过蒸镀铬、镍、铝等金属膜，以溅射等真空成膜法成膜于玻璃基板上，接着，通过光刻技术矩阵状地实施金属膜的图形而形成的。具体来说，在上述金属膜上涂布感光性抗蚀剂，通过光掩膜照射紫外线后，除去未曝光部分，形成抗蚀剂图形，通过蚀刻处理在金属膜上形成图形，通过剥离抗蚀剂，形成黑色矩阵。

但是，如果使用金属膜，则黑色矩阵的形成需要很长时间，因此容易增加生产成本。另外，对彩色滤光片进行废弃处理时，如果该彩色滤光片具备包含铬的黑色矩阵的话，则其处置方法就成为很大的问题。

因此，对于使用在感光性树脂中添加有黑色颜料的黑色感光性树脂组合物的黑色矩阵的形成正在进行研究(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平6-1938号公报

发明内容

但是，使用以往的黑色感光性树脂组合物通过光刻技术形成黑色矩阵时，存在光密度(OD值)升高、黑色矩阵的细线化困难等问题。进而，使用碳黑作为黑色颜料时，有黑色矩阵的电阻值减小的倾向。

因此，本发明是鉴于上述情况得到的，目的是提供不仅充分满足作为黑色矩阵的光密度和电阻值，而且分辨率充分高的黑色感光性树脂组合物及使用其的黑色矩阵的形成方法、彩色滤光片的制造方法以及彩色滤光片。

为了达到上述目的，本发明提供一种黑色感光性树脂组合物，其含有粘合剂聚合物、具有乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、光聚合引发剂和黑色颜料，所述粘合剂聚合物包含具有下述通式(I)、(II)和(III)表示的重复单元的丙烯酸树脂。

其中，R¹、R²、R⁴和R⁵各自独立地表示氢原子或甲基，R³表示下述式(i)、(ii)或(iii)表示的具有双环或三环的1价基团，X¹表示单键、碳原子数1～10的亚烷基或碳原子数1～10的氧亚烷基(oxyalkylene group)，Y表示单键或2价有机基团，

本发明的黑色感光性树脂组合物，通过具备上述结构，不仅可以充分满足作为黑色矩阵的光密度和电阻值，而且可以充分提高分辨率。

不拘于特定的理论，但本发明人等推测，通过包含这样的具有羧基的丙烯酸树脂，本发明的黑色感光性树脂组合物的感光度高、碱显影性优异，降低显影时毛边的发生，可以充分提高分辨率。

就本发明的黑色感光性树脂组合物来说，优选黑色颜料包含钛黑。由这样的黑色感光性树脂组合物形成的黑色矩阵可以进一步提高光密度和电阻值，成为遮光性优异的黑色矩阵。

上述丙烯酸树脂优选为具有所述通式(I)、(II)和(III)表示的重复单元和下述通式(IV)表示的重复单元的丙烯酸树脂。

这里，R⁶表示氢原子或甲基，X²表示单键或2价有机基团，Z表示羟基或可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基，h表示0～5的整数。h为2以上时，多个Z可以彼此相同或不同。Z表示氢原子或1价的有机基团。因而，黑色感光性树脂组合物成为不仅分辨率优异而且密合性优异的物质。

另外，上述通式(III)中，Y优选为下述通式(vi)表示的2价基团。

这里，m和n各自独立地表示1～20的整数。

从而，本发明的黑色感光性树脂组合物的分辨率进一步提高。

本发明提供包含上述黑色感光性树脂组合物的黑色矩阵形成用感光液。这种感光液，处理性优异，可以用于形成黑色矩阵。

另外，本发明提供黑色矩阵的形成方法，该方法为，对包含上述黑色感光性树脂组合物的感光层照射活性光线后，除去感光层的一部分，使黑色矩阵形成。

通过该形成方法，可以形成分辨率充分高、充分满足光密度和电阻值、遮光性优异的黑色矩阵。

进而，本发明提供具备通过上述黑色矩阵的形成方法形成黑色矩阵的工序的彩色滤光片的制造方法和通过上述制造方法得到的彩色滤光片。