CN103543605A - 着色感光性树脂组合物及使用该组合物的彩色滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种着色感光性树脂组合物,包括:着色剂(A)、碱溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),其中,所述着色剂包括至少一种颜料和至少一种染料,且所述碱溶性树脂包括以下式1的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性树脂组合物,且更具体地,涉及一种用于制造彩色液晶显示器等显示器用彩色滤光片的着色感光性树脂组合物,和用该组合物制造的彩色滤光片。
背景技术
彩色滤光片被广泛用于图像拾取装置、液晶显示器等,而其应用范围正在迅速扩大。用于彩色液晶显示器、图像拾取装置等的彩色滤光片由包括以下步骤的方法制造:通过旋涂法将包括红色、绿色和蓝色着色剂的着色感光性树脂组合物涂布到提供有黑色矩阵图案的基板上;加热并干燥(称为“初步煅烧”)已涂布在基板上的着色感光性树脂组合物以形成膜;将该膜曝光并显影;以及将已曝光和显影的膜加热并固化(称为“后煅烧”)以形成对应于每种颜色的像素。
一般使用颜料分散组合物作为着色感光性树脂组合物的着色剂。为了这个目的,使用颜料分散法。由于该颜料分散法,存在通过使用将颜料分散到感光性组合物中所获得的着色感光性组合物的光刻法(photolithography)来制造彩色滤光片的方法。这种方法已被广泛用于制造用于大面积高分辨率的彩色显示器的彩色滤光片,因为它由于使用颜料而可以确保足够的光可靠性或热可靠性(参考韩国专利登记第10-0881860号)。
这种彩色滤光片要求以下特性,诸如薄膜涂布性、在有机溶剂中的溶解性、在固化密封剂时的耐热性、耐化学品性、物理耐久性、VHR为95%以上、高的亮度与暗度比等。
特别地,只有当该组合物具有95%以上的电压保持率(VHR),才可以评价彩色滤光片的着色感光性树脂组合物的可靠性。用于彩色滤光片的传统着色感光性树脂组合物因为以下方面而存在问题:因为它们的VHR特性在后续工艺中恶化而引起它们变差,以及因为它们的耐化学品性恶化而引起它们的储存稳定性变差。
因此,需要开发具有改进的耐化学品性和VHR特性的着色感光性树脂组合物。
[参考文献]
[专利文献]
韩国专利登记第10-0881860号
韩国未经审查的专利申请公开第10-0843804号
发明内容
相应地,已设计本发明以解决上述问题,而本发明的目的是提供一种用于彩色滤光片的着色感光性树脂组合物,其可用于制造具有高透射率和高可靠性的彩色滤光片。
本发明的另一个目的是提供一种着色感光性树脂组合物,所述着色感光性树脂组合物因为其VHR特性和耐化学品性优异而不引起后续工艺中的缺陷,并且因为其储存稳定性优异,甚至当它长时间存储时,其敏感度也不会恶化或粘度也不会增大。
为了实现上述目的,本发明的一个方面提供了一种着色感光性树脂组合物,包括:着色剂(A)、碱溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),其中,该着色剂包括至少一种颜料和至少一种染料,而该碱溶性树脂包括下面式1的化合物:
<式1>
其中,R1是包括聚合性不饱和基团的连接基团,R2是氢原子或C1~C12的烷基,R3为氢原子、C1~C12的烷基、C1~C8的脂族基、C1~C8的芳族基、C1~C8的环状基或C1~C8的杂环基,且n是1或2。
本发明的另一个方面提供了一种用该着色感光性树脂组合物制造的彩色滤光片。
具体实施方式
在下文中,将详细地描述本发明的各组分。
着色剂(A)
着色剂(A)包括至少一种颜料(a1)和至少一种染料(a2)作为必要成分。
颜料(a1)可包括相关领域中通常使用的有机颜料和无机颜料。可以使用用于印刷油墨、喷墨油墨等的各种颜料作为上述有机颜料。有机颜料的具体实例可包括水溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料,异吲哚啉颜料、苝颜料、紫环酮颜料、二嗪颜料、蒽醌颜料、二蒽醌基颜料、蒽素嘧啶颜料、蒽嵌蒽二酮颜料、阴丹酮颜料、黄烷士酮颜料、皮蒽酮颜料、吡咯并吡咯二酮颜料等。可以将诸如金属氧化物、金属络合物盐等的金属化合物用作上述无机颜料。无机颜料的具体实例可包括:金属氧化物,诸如氧化铁、氧化钴、氧化镉、氧化铅、氧化铜、氧化钛、氧化镁、氧化铬、氧化锌、氧化锑等;炭黑;以及复合金属氧化物。特别地,有机颜料和无机颜料可包括被分类为颜色索引(染色师与配色师协会出版的)中的颜料的化合物。更具体地,有机颜料和无机颜料的实例可包括,但不限于,以下的C.I.颜料:C.I.颜料黄13、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180和185,C.I颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65和71,C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、215、216、224、242、254、255和264,C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37和38,C.I.颜料蓝15(15:3、15:4、15:6等)、21、28、60、64和76,C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47和58,C.I.颜料棕28,以及C.I.颜料黑1和7。
可以单独地或以其组合的方式使用上面的颜料(a1)。
上面例举的C.I颜料之中,可以优选使用选自C.I颜料橙38、C.I颜料红122、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红208、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58、C.I.颜料紫23、C.I.颜料蓝15:3,以及颜料蓝15:6之中的颜料。
优选的是,以颜料分散组合物的形式来使用颜料(a1),其中,具有均匀直径的颜料颗粒分散在该颜料分散组合物中。作为均匀分散颜料颗粒的方法,采用使用颜料分散剂(a3)分散颜料颗粒的方法。根据该方法,可以得到的颜料颗粒均匀分散于其中的颜料分散组合物。
颜料分散剂(a3)的具体实例可包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、聚酯类表面活性剂、聚胺类表面活性剂等。可以独立地或以其组合的方式来使用这些颜料分散剂。
基于颜料分散组合物的总固体含量,颜料(a1)的量是20~90wt%,优选30~70wt%。当颜料(a1)的量是20~90wt%时,着色感光性树脂组合物的粘度低,其储存稳定性优异,且其分散效率高,从而有效地提高了其亮度与暗度比。
除了上述的丙烯酸类分散剂以外,树脂型颜料分散剂可用作上述颜料分散剂(a3)。树脂型颜料分散剂的实例可包括:通常公知的树脂型颜料分散剂,特别是聚氨酯、以聚丙烯酸酯为代表的聚羧酸酯、不饱和的聚酰亚胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分的)胺盐、聚羧酸的铵盐、聚羧酸的烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚酰胺磷酸盐、含有羟基的聚羧酸的酯及其改性产物;或分散剂,诸如由具有游离羧酸和聚(低级亚烷基亚胺)或其盐的聚酯反应而得到的酰胺;(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、水溶性树脂或水溶性聚合物,诸如(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮;聚酯;改性聚丙烯酸酯;以及环氧乙烷/环氧丙烷、磷酸酯等的加合物。作为树脂型分散剂的市售品,阳离子树脂分散剂的实例,可包括:DISPER BYK-161、DISPERBYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPERBYK-160、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184(均为BYK化学品有限责任公司的商品名);EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800(均为巴斯夫有限责任公司的商品名);SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550和NBZ-4204/10(均为路博润有限责任公司的商品名);HINOACT T-6000、HINOACT T-7000和HINOACT T-8000(均为川研精细化学品有限责任公司的商品名);AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822和AJISPUR PB-823(均为味之素股份有限公司的商品名);FLORENE DOPA-17HF、FLORENE DOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44(均为协荣化学品有限责任公司的商品名)。这些树脂型颜料分散剂可以独立地使用或以其组合的方式使用,并还可以与丙烯酸类分散剂组合的方式来使用。
基于100重量份的颜料(a1)的固体含量,颜料分散剂(a3)的量可以是5~60重量份,优选15~50重量份。当颜料分散剂(a3)的量大于60重量份时,就有着色感光性树脂组合物的粘度变高的问题。此外,当颜料分散剂(a3)的量小于5重量份时,就有颜料不能容易地碎化并可能在分散后凝胶化的问题。
只要染料(a2)在有机溶剂中具有溶解性,可以没有限制地使用它。优选的是,可将在有机溶剂中具有溶解性、在碱性显影剂中具有溶解性、耐热性和耐溶剂性的染料用作上述染料(a2)。
染料(a2)可选自:具有诸如磺酸基、羧酸基等的酸性基团的酸性染料,酸性染料和含氮化合物的盐,酸性染料的砜酰胺,及其衍生物。此外,染料(a2)可以选自偶氮类染料、呫吨染料、酞菁染料及其衍生物。优选地,染料(a2)可以选自在颜色索引(染色师与配色师协会出版的)中被分类为染料的化合物和在染料笔记(Shikisensha有限责任公司所出版的)中所公开的通常公知的染料。
作为C.I.溶剂染料,染料(a2)的具体实例可包括:红色染料,诸如C.I.溶剂红8、45、49、89、111、122、125、130、132、146、179等;蓝色染料,诸如C.I.溶剂蓝5、35、36、37、44、59、67、70等;紫色染料,诸如C.I.溶剂紫8、9、13、14、36、37、47、49等;黄色染料,诸如C.I.溶剂黄4、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、162等;橙色染料,诸如C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、56等;以及绿色染料,诸如C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等。
在这些C.I.溶剂染料中,优选的是使用分别在有机溶剂中具有高溶解性的C.I.溶剂红8、49、89、111、122、132、146和179,C.I.溶剂蓝35、36、44、45和70,以及C.I.溶剂紫13,并且更优选的是使用C.I.溶剂红8、122和132。
作为C.I.酸性染料,染料(a2)的具体实例可包括:红色染料,诸如C.I.酸性红1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426等;黄色染料,诸如C.I.酸性黄1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251等;橙色染料,诸如C.I.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173等;蓝色染料,诸如C.I.酸性蓝1、7、9、15、18、23、25、27、29、40、42、45、51、62、70、74、80、83、86、87、90、92、96、103、112、113、120、129、138、147、150、158、171、182、192、210、242、243、256、259、267、278、280、285、290、296、315、324:1、335、340等;紫色染料,诸如C.I.酸性紫6B、7、9、17、19、66等;绿色染料,诸如C.I.酸性绿1、3、5、9、16、25、27、50、58、63、65、80、104、105、106、109等。
在这些C.I.酸性染料之中,优选的是使用分别在有机溶剂中具有高溶解性的C.I.酸性红92、C.I.酸性蓝80和90和C.I.酸性紫66。
作为C.I.直接染料,染料(a2)的具体实例可包括:红色染料,诸如C.I.直接红79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250等;黄色染料,诸如C.I.直接黄2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141等;橙色染料,诸如C.I.直接橙34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107,蓝色染料,诸如C.I.直接蓝38、44、57、70、77、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、166、167、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、196、198、199、200、207、209、210、212、213、214、222、228、229、237、238、242、243、244、245、247、248、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293等;紫色染料,诸如C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104等,以及绿色染料,诸如C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等。
作为C.I.媒染染料,染料(a2)的具体实例可包括:黄色染料,诸如C.I.媒染黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65等;红色染料,诸如C.I.媒染红1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95等;橙色染料,诸如C.I.媒染橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48等;蓝色染料,诸如C.I.媒染蓝1、2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84等;紫色染料,诸如C.I.媒染紫1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58等;以及绿色染料,诸如C.I.媒染绿1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等。
可以独立地或以其组合的形式来使用这些染料。
基于着色剂(A)的固体含量,着色剂(A)中的染料的量为0.5~80wt%,优选0.5~60wt%,更优选为1~50wt%。当着色剂(A)中的染料的量是在上面范围内时,它可以防止染料在形成图案后由于有机溶剂而从着色感光性树脂组合物中洗脱的问题,而且着色感光性树脂组合物的敏感性优异。
基于着色感光性树脂组合物的总固体含量,着色剂(A)的含量可为5~60wt%,优选10~45wt%。当着色剂(A)的含量为5~60wt%时,甚至当使用着色感光性树脂组合物形成膜时,像素的彩度也是足够的,而且不容易形成残留的渣滓,因为非像素区的缺失(omission)没有减少。
在本发明中,术语“着色感光性树脂组合物的总固体含量”是指的着色感光性树脂组合物中除溶剂以外的成分的总量。
碱溶性树脂(B)
碱溶性树脂(B)包括下面式1的化合物作为必需成分:
<式1>
其中R1是包括聚合性不饱和基团的连接基团,R2是氢原子或C1~C12的烷基,R3为氢原子、C1~C12的烷基、C1~C8的脂族基、C1~C8的芳族基、C1~C8的环状基团或C1~C8的杂环基,且n是1或2。
为了使得碱溶性树脂(B)在形成图案时的显影工艺中所使用的碱性显影液中具有溶解性,碱溶性树脂(B)可通过使具有羧基的乙烯性不饱和单体(b1)作为必需成分与其它单体共聚而制备。此外,为了改善碱溶性树脂(B)与染料(a2)的相容性和着色感光性树脂组合物的储存稳定性,碱溶性树脂(B)可以具有30~150mg KOH/g的酸值。当碱溶性树脂(B)的酸值小于30mg KOH/g时,难以使着色感光性树脂组合物具有足够的显影速度。此外,当其酸值超过150mg KOH/g时,着色感光性树脂组合物对基板的粘附性变低,以容易地产生的图案短缺,而碱溶性树脂(B)与染料的相容性变得有问题,因此染料从着色感光性树脂组合物中沉淀或着色感光性树脂组合物的储存稳定性恶化,从而增大了着色感光性树脂组合物的粘度。
具有羧基的乙烯性不饱和单体(b1)的具体实例可包括:单羧酸,诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等;二羧酸,诸如富马酸、中康酸、衣康酸等;二羧酸的酸酐;以及在ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯的两端处具有羧基和羟基(hydroxide group)的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯。在这些不饱和乙烯性单体中,优选使用丙烯酸和甲基丙烯酸。
为了对碱溶性树脂(B)提供羟基,碱溶性树脂(B)可以通过使具有羧基的乙烯性不饱和单体(b1)与具有羟基的乙烯性不饱和单体(b2)共聚来制备,或可通过使具有羧基的乙烯性不饱和单体(b1)的共聚物与具有缩水甘油基的化合物(b3)反应来制备。另外,碱溶性树脂(B)可以通过使具有羧基的乙烯性不饱和单体(b1)和具有羟基的乙烯性不饱和单体(b2)的共聚物与具有缩水甘油基的化合物(b3)反应来制备。
具有缩水甘油基的化合物(b3)的具体实例可包括丁基缩水甘油醚、缩水甘油基丙基醚、缩水甘油基苯基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、丁酸缩水甘油酯、缩水甘油基甲基醚、乙基缩水甘油醚、缩水甘油基异丙基醚、叔丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、4-叔丁基苯甲酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚、缩水甘油基甲基丙烯酸酯等。在这些化合物中,优选的是,可以使用丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚或缩水甘油基甲基丙烯酸酯。它们可以独立地使用或以其组合的形式使用。
在制备碱溶性树脂(B)的过程中,可共聚的不饱和单体(b4)例举如下,但并不限于此。
可共聚的不饱和单体(b4)的具体实例可包括:芳族乙烯基化合物,诸如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、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基醚等;N-取代的马来酰亚胺化合物,诸如N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-邻羟基苯基马来酰亚胺、N-间羟基苯基马来酰亚胺、N-对羟基苯基马来酰亚胺、N-邻甲基苯基马来酰亚胺、N-间甲基苯基马来酰亚胺、N-对甲基苯基马来酰亚胺、N-邻甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对甲氧基苯基马来酰亚胺等;烷基(甲基)丙烯酸酯,诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等;脂环族(甲基)丙烯酸酯,诸如环戊基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基环己基(甲基)丙烯酸酯、三环[5.2.1.0.2.6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、2-二环戊氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯等;羟乙基(甲基)丙烯酸酯,诸如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧丙基(甲基)丙烯酸酯、N-羟乙基丙烯酰胺等;芳基(甲基)丙烯酸酯,诸如(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等;不饱和的氧杂环丁烷化合物,诸如3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等。
这些可共聚的不饱和单体(b4)可以各自独立地使用或以其组合的形式使用。
基于着色感光性树脂组合物的固体含量,碱溶性树脂(B)的含量可为10~80wt%,优选为10~70wt%。当碱溶性树脂(B)的含量是10~80wt%的时候,组合物在显影液中的溶解性足以很容易地形成图案,并且阻止在显影过程中已曝光的膜的像素区中的膜的减少(reduction),从而其非像素区域的缺失下降。
此外,在基于碱溶性树脂(B)的总量,上面式1的化合物的含量为1~50wt%。
光聚合性化合物(C)
光聚合性化合物(C)是可以由下面的光聚合引发剂(D)的作用而进行聚合的化合物。可以使用单官能团单体、双官能团单体或多官能团单体,优选地多官能团单体作为光聚合性化合物(C)。
单官能团单体的具体实例可包括,但不限于,壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
双官能团单体的具体实例可包括,但不限于,1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
多官能团单体的具体实例可包括,但不限于,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
基于着色感光性树脂组合物的固体含量,光聚合性化合物(C)的含量可为5~45wt%,优选7~45wt%。当光聚合性化合物(C)的含量为5~45wt%时,像素区的强度和平滑性良好。
光聚合引发剂(D)
只要光聚合引发剂(D)能够使光聚合性化合物(C)聚合,就可以没有限制地使用它。特别地,在聚合特性、引发效率、吸收波长、可得性和价格方面,光聚合引发剂(D)可以是选自由苯乙酮化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物,联咪唑化合物、肟化合物和噻吨酮化合物组成的组中的至少一种。
苯乙酮化合物的具体实例可包括二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮等。
二苯甲酮化合物的具体实例可包括二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯(o-benzoyl acid methyl)、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-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、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
三嗪化合物的具体实例可包括2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
联咪唑化合物的具体实例可包括2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑、2,2′-双(2,3-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑、2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(三烷氧基苯基)联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4,′5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑、其中4,4′,5,5′-位的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物等。在这些联咪唑化合物中,优选的是,可以使用2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑、2,2′-双(2,3-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑。
肟化合物的具体实例可包括邻-乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等。其可市售的产品可包括由巴斯夫有限责任公司制造的OXE01、OXE02。
噻吨酮化合物的具体实例可包括2-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
此外,光聚合引发剂(D)可包括光聚合引发助剂(d1)中,以便改善本发明的着色感光性树脂组合物的敏感性。由于本发明的着色感光性树脂组合物还包括光聚合引发助剂(d1),其敏感性增加,从而能够提高其生产率。
光聚合引发助剂(d1)可以选自由胺化合物、羧基化合物和具有巯基的有机硫化合物组成的组中的至少一种。
优选的是,芳族胺化合物被用作上述胺化合物。胺化合物的具体实例可包括:脂族胺化合物,诸如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等;4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、2-乙基己基4-二甲基氨基苯甲酸酯、2-二甲基氨基乙基苯甲酸酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4′-双(二甲氨基)二苯甲酮(通常称为米蚩酮),4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。
羧基化合物的具体实例可包括芳族杂乙酸(aromatic heteroacetic acid),诸如苯基硫代乙酸、甲基苯基硫代乙酸、乙基苯基硫代乙酸、甲基乙基苯基硫代乙酸、二甲基苯基硫代乙酸、甲氧基苯基硫代乙酸、二甲氧基苯基硫代乙酸、氯苯基硫代乙酸、二氯苯基硫代乙酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基乙酸、萘基硫代乙酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基乙酸等。
具有巯基的有机硫化合物的具体实例可包括2-巯基苯并噻唑、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)等。
基于本发明的着色感光性树脂组合物的总固体含量,光聚合引发剂(D)相对于碱溶性树脂(B)和光聚合性化合物(C)的总量的含量可为0.1~40wt%,且优选1~30wt%。当光聚合引发剂(D)的含量在0.1~40wt%时,着色感光性树脂组合物的敏感性变高,因此其曝光时间缩短,从而改进其生产率,并可以保持高分辨率。另外,能够提高由使用上述调控的组合物所形成的像素的强度和像素表面的平滑性。
另外,基于光聚合引发剂(D)的总量,光聚合引发助剂(d1)的含量可为10~80wt%,优选20~70wt%。当光聚合引发剂(D)中的光聚合引发助剂(d1)的量小于10wt%时,不能克服由染料引起的着色感光性树脂组合物的敏感性的恶化,而在显影过程期间图案可能很容易缺失。
溶剂(E)
只要溶剂(E)可以有效地溶解着色感光性树脂组合物中所包括的其它成分,就可以没有限制地使用它。具体地,优选的是将醚、芳烃、酮、醇、酯或酰胺用作溶剂(E)。
溶剂(E)的具体实例可包括:乙二醇单烷基醚,诸如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁基醚等;二乙二醇二烷基醚,诸如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二***、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯,诸如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂醋酸酯等;亚烷基二醇烷基醚乙酸酯,诸如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单***乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯等;芳烃,诸如苯、甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯等;酮,诸如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等;醇,诸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等;酯,诸如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等;以及环状酯,诸如γ-丁内酯等。
在涂布性、干燥特性的方面,优选地,可将具有100℃~200℃的沸点的有机溶剂用作上述溶剂(E)。更优选地,也可将丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等用作上述溶剂(E)。
可以独立地或以其混合物的形式来使用上面例举的溶剂。基于本发明的着色感光性树脂组合物的总量,溶剂(E)的含量可为60~90wt%,优选70~85wt%。当溶剂(E)的量是60~90wt%的时候,当此组合物通过使用诸如辊涂机、旋涂机、狭缝式和旋转式涂布机、狭缝式涂布机(称为模涂布机)、喷墨机等的涂覆机来涂覆时,着色感光性树脂组合物的涂布性良好。
添加剂(F)
添加剂(F)可以根据需要选择性地添加。例如,聚合物化合物、固化剂、表面活性剂、粘附促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、聚集抑制剂等。
聚合物化合物的具体实例可包括:热固性树脂,诸如环氧树脂、马来酰亚胺树脂等;热塑性树脂,诸如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等。
固化剂用于改进深部处的固化性和着色感光性树脂组合物的机械强度。固化剂的具体实例可包括环氧化合物、多官能团异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、氧杂环丁烷化合物等。
在固化剂中,环氧化合物的具体实例可包括:双酚A型环氧树脂,氢化双酚A型环氧树脂,双酚F型环氧树脂,氢化双酚F型环氧树脂,酚醛清漆型环氧树脂,其它芳族环氧树脂,脂环族环氧树脂,缩水甘油酯树脂,缩水甘油胺树脂,这种环氧树脂的溴酸盐衍生物,环氧树脂以外的脂族、脂环族或芳族环氧化合物及其溴酸盐衍生物,环氧化丁二烯(共聚物)聚合物,环氧化异戊二烯(共聚物)聚合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共聚物)聚合物,三缩水甘油基异氰脲酸酯等。
在固化剂中,氧杂环丁烷化合物的具体的实例可包括碳酸酯双氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷、环己烷二羧酸酯双氧杂环丁烷等。
固化剂可以与使环氧化合物的环氧基和氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷框架进行开环聚合反应的固化辅助化合物组合使用。固化辅助化合物的实例可包括多元羧酸、多元羧酸酐、酸产生剂等。可以使用市售的环氧树脂的固化剂,作为多元羧酸酐。市售的环氧树脂固化剂的具体实例可包括ADEKAHADONAEH-700(由ADEKA工业有限责任公司制造)、RIKACID HH(由新日本化学品有限责任公司生产)、RIKACID MH-700(由新日本化学品有限责任公司制造)等。可以独立地或以其混合物的方式来使用上面例举的固化剂。
表面活性剂是用来改善着色感光性树脂组合物的成膜性能。优选地,可以将氟类表面活性剂、有机硅类表面活性剂等用作上述表面活性剂。
作为市售品,有机硅类表面活性剂的实例可包括:由道康宁东丽有机硅有限责任公司制造的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、SH8400等,由GE东芝有机硅有限责任公司制造的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452等。作为市售品,氟系表面活性剂的实例可包括:由大日本油墨与化学品股份有限公司所制造的MEGAPIECE F-470、F-471、F-475、F-482、F-489等。可以独立地或以其组合的方式来使用上面例举的表面活性剂。
粘附促进剂的具体实例可包括:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。可以单独地或以其组合的方式来使用上面例举的粘附促进剂。基于着色感光性树脂组合物的总固体含量,粘附促进剂的含量可为0.01~10wt%,优选0.05~2wt%。
抗氧化剂的具体实例可包括:2,2′-硫双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚等。
紫外线吸收剂的具体实例可包括2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯苯并***、烷氧基二苯甲酮等。
聚集抑制剂的具体实例可包括聚丙烯酸钠等。
制备根据本发明所述的着色感光性树脂组合物的方法将描述如下。
首先,将着色剂(A)中的颜料(a1)与溶剂(E)混合,然后使用珠磨机将其分散在溶剂(E)中直到颜料(a1)中的平均粒径为0.2μm。在这种情况下,必要时,通过将颜料(a1)与溶剂(E)以及颜料分散剂(a3)、全部或部分的碱溶性树脂(B)或染料(a2)一起混合,可将颜料(a1)溶解或分散在溶剂(E)中,从而制备混合分散液。
随后,将染料(a2)、剩余的碱溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D),以及必要时的添加剂(F)添加到上述混合分散液至预定浓度,从而制备本发明的着色感光性树脂组合物。
在下文中,参考下面的实施例,将更详细地描述本发明。然而,将这些实施例阐述以说明本发明,而本发明的范围并不限于此。如果没有特别提及的话,下面的实施例和对比例中表示成分含量的“%”和“份”是基于重量。
制备颜料分散组合物(M)
通过珠磨机将12.0重量份的作为颜料的C.I.颜料蓝15、4.0重量份的作为颜料分散剂的DISPERBYK-2001(由BYK公司制造的)、44重量份的作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯和40重量份的作为溶剂的丙二醇甲基醚混合并分散12小时,以制备颜料分散组合物(M)。
单体合成
<M1的合成>
将4.0重量份的4-乙酰苯磺酸钠、40.0重量份的三氯甲烷引入到设置有冷却管和搅拌器的四颈圆底烧瓶中,然后在氮气氛下于15℃~25℃搅拌15分钟。随后,在15℃~25℃下,将2.0重量份的二甲基甲酰胺滴入其中,然后搅拌30分钟。随后,在15℃~18℃下,缓慢滴加2.0重量份的亚硫酰氯。随后,缓慢滴加2.0重量份的氨基-2-甲基丙酸酯,然后搅拌约60分钟,再然后将6.0重量份的三乙醇胺添加到其中以完成反应。首先将20.0重量份的甲醇添加到反应产物中,其次将24.0重量份的甲醇添加到反应产物中,再然后通过旋转蒸发器将有机溶剂从反应产物中除去。在反应后,少量零碎(piecemeal)的产物溶解在水中,观察到可溶于水的材料和不溶于水的材料。另外,在反应后,少量零碎的产物溶解在乙酸水溶液(5%)中,观察到可溶于乙酸的材料和不溶于乙酸的材料。用水和乙酸水溶液将反应产物充分洗涤,然后干燥。
<M2的合成>
将4.0重量份的4-正辛基苯磺酸钠和40.0重量份的三氯甲烷引入到设置有冷却管和搅拌器的四颈圆底烧瓶中,然后在氮气氛下于15℃~25℃搅拌15分钟。随后,在15℃~25℃下,将2.0重量份的二甲基甲酰胺滴入其中,然后搅拌30分钟。随后,在15℃~18℃下,缓慢滴加2.0重量份的亚硫酰氯。随后,缓慢滴加2.0重量份的4-氨基苯乙烯,然后搅拌约60分钟,再然后将6.0重量份的三乙醇胺添加到其中以完成反应。首先将20.0重量份的甲醇添加到反应产物中,其次将24.0重量份的甲醇添加到反应产物中,再然后通过旋转蒸发器将有机溶剂从反应产物中除去。在反应后,少量零碎的产物溶解在水中,观察到可溶于水的材料和不溶于水的材料。另外,在反应后,少量零碎的产物溶解在乙酸水溶液(5%)中,观察到可溶于乙酸的材料和不溶于乙酸的材料。用水和乙酸水溶液将反应产物充分洗涤,然后干燥。
<M3的合成>
将4.0重量份的4-乙酰苯磺酸钠和40.0重量份的三氯甲烷引入到设置有冷却管和搅拌器的四颈圆底烧瓶中,然后在氮气氛下于15℃~25℃搅拌15分钟。随后,在15℃~25℃下,将2.0重量份的二甲基甲酰胺滴入其中,然后搅拌30分钟。随后,在15℃~18℃下,缓慢滴加2.0重量份的亚硫酰氯。随后,缓慢滴加2.0重量份的4-氨基苯乙烯,然后搅拌约60分钟,再然后将6.0重量份的三乙醇胺添加到其中以完成反应。首先将20.0重量份的甲醇添加到反应产物中,其次将24.0重量份的甲醇添加到反应产物中,再然后通过旋转蒸发器将有机溶剂从反应产物中除去。在反应后,少量零碎的产物溶解在水中,观察到可溶于水的材料和不溶于水的材料。另外,在反应后,少量零碎的产物溶解在乙酸水溶液(5%)中,观察到可溶于乙酸的材料和不溶于乙酸的材料。用水和乙酸水溶液将反应产物充分洗涤,然后干燥。
<M4的合成>
将4.0重量份的4-正辛基苯磺酸钠和40.0重量份的三氯甲烷引入到设置有冷却管和搅拌器的四颈圆底烧瓶中,然后在氮气氛下于15℃~25℃搅拌15分钟。随后,在15℃~25℃下,将2.0重量份的二甲基甲酰胺滴入其中,然后搅拌30分钟。随后,在15℃~18℃下,缓慢滴加2.0重量份的亚硫酰氯。随后,缓慢滴加2.0重量份的氨基-2-甲基丙酸酯,然后搅拌约60分钟,再然后将6.0重量份的三乙醇胺添加到其中以完成反应。首先将20.0重量份的甲醇添加到反应产物中,其次将24.0重量份的甲醇添加到反应产物中,再然后通过旋转蒸发器将有机溶剂从反应产物中除去。在反应后,少量零碎的产物溶解在水中,观察到可溶于水的材料和不溶于水的材料。另外,在反应后,少量零碎的产物溶解在乙酸水溶液(5%)中,观察到可溶于乙酸的材料和不溶于乙酸的材料。用水和乙酸水溶液将反应产物充分洗涤,然后干燥。
碱溶性树脂的合成
<合成例1>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的M1、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基(n-dodecylmercapto)引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗(dripping lot)和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量的酸值为79.2mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约14950。
<合成例2>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的M2、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量酸值为84.5mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约17720。
<合成例3>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的M3、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量酸值为82.9mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约15370。
<合成例4>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的M4、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量的酸值为91.7mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约18920。
<合成例5>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的N-环己基马来酰亚胺、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量酸值为80.5mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约15250。
<合成例6>
将120份的丙二醇单甲基醚乙酸酯、80份的丙二醇单甲醚、2份的AIBN、22.0份的N-苄基马来酰亚胺、58.0份的4-甲基苯乙烯、10份的甲基丙烯酸苄酯、10份的甲基丙烯酸甲酯和3份的正十二烷基巯基引入到设置有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮气供给管的烧瓶中,然后用氮气置换。其后,将反应混合物搅拌,加热至80℃,再然后反应8小时以合成碱溶性树脂。所合成的碱溶性树脂的固体含量的酸值为87.9mg KOH/g,而由GPC测定的其重均分子量(Mw)为约17910。
着色感光性树脂组合物的制备
<实施例1>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例1的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<实施例2>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例2的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<实施例3>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例3的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<实施例4>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例4的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<对比例1>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例5的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<对比例2>
将22.5份的颜料分散组合物(M)、16.5份的合成例6的碱溶性树脂,5.0份的KAYARAD DPHA(由日本化药有限责任公司制造)、0.3份的Irgacure907(由BASF有限责任公司制)、0.7份的OXE-01(由BASF有限责任公司制造)、20.5份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以及34.0份的丙二醇单甲基醚混合,以制备着色感光性树脂组合物。
<测试例>
彩色滤光片的制造
分别使用实施例1~4与对比例1和2的着色感光性树脂组合物来制造彩色滤光片。
具体地,通过旋涂将每个着色感光性树脂组合物涂布到2英寸的玻璃基板(“EAGLE XG”,由Coming公司制造)上,加热至100℃,再然后在100℃保留3分钟以形成薄膜。随后,将测试光掩模放置到该薄膜上,该测试光掩模具有透射率在1~100%的范围内逐步变化的图案且具有1μm~50μm的线条/空间图案,然后在将测试光掩模与薄膜之间的距离设定为100μm的同时用紫外线照射该薄膜。在这种情况下,通过发射所有g、h和i射线的KW高压汞灯来将紫外线以60mJ/cm2的亮度施加到薄膜上,而不使用特殊的光学滤光片。将紫外线照射过的薄膜浸入显影溶液(pH为10.5的KOH水溶液)中以显影。用蒸馏水洗涤涂有薄膜的玻璃基板,通过吹氮气来干燥,然后在烘箱中220℃下加热25分钟以制造彩色滤光片。所制造的彩色滤光片具有2.0μm的膜厚。
<对NMP的耐化学品性>
通过旋涂将实施例1~4和对比例1和2的每种着色感光性树脂组合物涂布到2英寸的玻璃基板上,然后在100℃预烘焙3分钟以形成薄膜。随后,将测试光掩模设置在薄膜上,然后在将测试光掩模与薄膜之间的距离设定为100μm的同时用紫外线照射该薄膜并使其显影,以便在薄膜上形成图案。随后,将图案化的薄膜在烘箱中220℃下加热25分钟,以制造彩色滤光片。将所制造的彩色滤光片浸入NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)溶液30分钟,然后观察其浸入前和浸入后之间的色差。其结果示于下面的表1中。
○:△E*ab的数值小于3
×:△E*ab的数值是3或更大
<VHR测量>
当不施加电压时,由施加电压而带电的像素的液晶层通过液晶层中的电阻而放电。在这种情况下,液晶层电极保持充电电压的程度被称为“VHR(电压保持率)”。
测量每个测试例中所制造的彩色滤光片的VHR。装配VHR单元的条件和测量VHR的条件如下所示。
刮擦彩色抗蚀剂基板以获得粉状抗蚀剂。将粉状抗蚀剂与LC以抗蚀剂∶LC=3∶97的比率混合,然后将抗蚀剂和LC的混合物在80℃下熟化20小时。将IPA引入到用于测量VHR的单元,然后在35℃下超声清洗30分钟。熟化后,用0.2μm的注射器过滤抗蚀剂和LC的混合物。将过滤后所获得的LC引入该单元。焊接后,通过使用VHR测量仪(由东洋公司制造)测量VHR,其结果示于下面的表1中。
<表1>
对NMP的耐化学品性 | VHR(基于60℃,1V-100ms) | |
实施例1 | O | 98 |
实施例2 | O | 96 |
实施例3 | O | 97 |
实施例4 | O | 95 |
对比例1 | X | 90 |
对比例2 | X | 92 |
从上述表1中的结果,可以断定使用实施例1~4的着色感光性树脂组合物所制造的彩色滤光片具有优异的耐化学品性和VHR特性。
如上所述,因为本发明的着色感光性树脂组合物的VHR特性和耐化学品性优良,所以它不引起后续工艺中的缺陷,从而改进了彩色滤光片的生产率。另外,因为使用此组合物所制造的彩色滤光片具有优异的储存稳定性,所以即使将它存储了很长的一段时间,它也使敏感性恶化或使粘度增加。
虽然已经公开本发明的优选实施例用于说明目的,但本领域技术人员将理解的是,如在随附的权利要求中所公开的各种修改、添加和替换是可能的,而不脱离本发明的范围和精神。
Claims (11)
2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,基于所述组合物的总固体含量,所述着色剂(A)的含量为5~60wt%,
基于所述组合物的总固体含量,所述碱溶性树脂(B)的含量为10~80wt%,
基于所述组合物的总固体含量,所述光聚合性化合物(C)的含量为5~45wt%,
基于所述碱溶性树脂(B)和所述光聚合性化合物(C)的总量,所述光聚合引发剂(D)的含量为0.1~40wt%,且
基于所述组合物的总量,所述溶剂(E)的含量为60~90wt%。
3.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,所述碱溶性树脂(B)具有30~150mg KOH/g的酸值。
4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,基于所述着色剂(A)的总固体含量,所述着色剂(A)中的染料的量是0.5~80wt%.
5.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,所述颜料是包括颜料分散剂的颜料分散组合物,且基于所述颜料分散组合物的总固体含量,颜料的量是20~90wt%。
6.根据权利要求5所述的着色感光性树脂组合物,其中,基于100重量份的所述颜料的固体含量,所述颜料分散剂的量为5~60重量份。
7.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,基于所述碱溶性树脂(B)的总量,上面式1的所述化合物的含量为1~50wt%。
8.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其中,所述光聚合引发剂(D)是选自由苯乙酮化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物、联咪唑化合物、肟化合物和噻吨酮化合物组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的着色感光性树脂组合物,其中,所述光聚合引发剂(D)包括选自由胺化合物、羧基化合物和具有巯基的有机硫化合物组成的组中的至少一种光聚合引发助剂(d1)。
10.根据权利要求9所述的着色感光性树脂组合物,其中,基于所述组合物的总固体含量,所述光聚合引发助剂(d1)相对于所述碱溶性树脂(B)和所述光聚合性化合物(C)的量的含量为0.1~40wt%。
11.一种彩色滤光片,用根据权利要求1~10中任意一项所述的着色感光性树脂组合物制造。
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