CN106483762A - 着色感光性树脂组合物和使用其的滤色器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器,更详细地,涉及制造彩色液晶显示装置等中使用的滤色器时使用的滤色器用着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器。用本发明的着色感光性树脂组合物制造滤色器时密合性和剥离(peeling)特性优异是特征所在。
Description
技术领域
本发明涉及着色感光性树脂组合物和使用其的滤色器,更详细地,涉及在制造彩色液晶显示装置等中使用的滤色器时使用的滤色器用着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器。
背景技术
滤色器广泛地用于摄像元件、液晶显示装置等,其应用范围在急速地扩展。彩色液晶显示装置、摄像元件等中使用的滤色器通常通过以下制造:在黑矩阵图案形成的基板上通过旋涂均匀地涂布含有相当于红色、绿色和青色的各色的着色剂的着色感光性树脂组合物后,对加热干燥(以下也有时称为预烧成)而形成的涂膜进行曝光、显影,根据需要进一步加热固化(以下也有时称为后烧成),将该操作对每种色反复进行,形成各色的像素(韩国公开专利第10-1998-0010626号)。
另一方面,用着色感光性树脂组合物制造滤色器时,在该技术领域中不断要求研究密合性的提高和剥离(peeling)特性的提高,现状是与现有技术相比显著地改善了密合性和剥离特性的着色感光性树脂组合物尚未提出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国公开专利第10-1998-0010626号
发明内容
发明要解决的课题
因此,本发明的目的在于提供在滤色器制造时在密合性和剥离特性的方面与现有技术相比得到了改善的着色感光性树脂组合物和使用其的滤色器。
用于解決课题的手段
因此,本发明提供着色感光性树脂组合物,其包含着色剂(A)、碱可溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)、和溶剂(E),其特征在于,上述碱可溶性树脂包含由下述化学式1表示的化合物和由下述化学式2表示的化合物,上述碱可溶性树脂的重均分子量为25,000~32,000,上述碱可溶性树脂的酸值为50~100mgKOH/g。
[化学式1]
上述化学式1中,R1各自独立地为氢或碳数1~5的烷基,
[化学式2]
上述化学式2中,R2各自独立地为氢或碳数1~5的烷基。
一实施方式可以是:着色剂(A)包含1种以上的绿色颜料或绿色染料。
另一实施方式可以是:碱可溶性树脂包含由下述化学式3表示的化合物和由下述化学式4表示的化合物。
[化学式3]
[化学式4]
另一实施方式可以是:以着色感光性树脂组合物的固体成分总重量为基准,含有5~60重量%的上述着色剂(A),含有10~80重量%的上述碱可溶性树脂(B),含有5~50重量%的上述光聚合性化合物(C),以碱可溶性树脂(B)和光聚合性化合物(C)的固体成分总重量为基准,含有0.1~40重量%的上述光聚合引发剂(D),以着色感光性树脂组合物的总重量为基准,含有60~90重量%的上述溶剂(E)。
另外,本发明提供使用上述着色感光性树脂组合物制造的滤色器。
发明的效果
使用本发明的着色感光性树脂组合物制造滤色器时密合性和剥离(peeling)特性优异是特征所在。
附图说明
图1表示剥离特性的评价标准。
具体实施方式
本发明涉及着色感光性树脂组合物,更详细地,涉及在制造彩色液晶显示装置等中使用的滤色器时使用的滤色器用着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器。
以下对本发明详细地说明。
着色剂(A)
上述着色剂(A)以1种以上的颜料(a1)和1种以上的染料(a2)作为必要成分。
颜料(a1)
上述颜料(a1)可以使用该领域中一般使用的有机颜料或无机颜料。作为上述有机颜料,可以使用印刷油墨、喷墨油墨等中使用的各种的颜料。具体地,作为有机颜料,可列举出水溶性偶氮颜料、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、苝酮颜料、二噁嗪颜料、蒽醌颜料、联二蒽醌颜料、蒽嘧啶颜料、蒽酮(anthanthrone)颜料、阴丹酮(indanthrone)颜料、黄蒽酮颜料、皮蒽酮(pyranthrone)颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料等。作为上述无机颜料,可列举出金属氧化物、金属络盐等金属化合物。具体地,作为无机颜料,可列举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑、炭黑等金属的氧化物或复合金属氧化物等。特别地,作为上述有机颜料和无机颜料,具体地,可列举出色指数(The society of Dyers and Colourists出版)中分类为颜料的化合物。更具体地,作为有机颜料和无机颜料,可列举以下这样的色指数(C.I.)序号的颜料,但未必限于这些。
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.颜料绿7、10、15、25、36、47、和58
上述颜料(a1)可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
上述例示的C.I.颜料中,优选使用选自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中的颜料。
上述颜料优选使用其粒径均一地分散的颜料分散液。作为用于使颜料的粒径均一地分散的方法的一例,可列举出含有颜料分散剂(a3)而进行分散处理的方法等。根据该方法,可以得到颜料在溶液中均一地分散的状态的颜料分散液。
作为上述颜料分散剂的具体例,可列举出阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚酯系、多胺系等的表面活性剂等。这些可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
染料(a2)
上述染料只要具有对于有机溶剂的溶解性,则可以无限制地使用。优选地,优选使用具有对于有机溶剂的溶解性、并且能够确保对于碱显影液的溶解性和耐溶剂性、经时稳定性等的可靠性的染料。
作为上述染料,可以使用选自具有磺酸、羧酸等酸性基团的酸性染料、酸性染料与含氮化合物的盐、酸性染料的磺酰胺体等和它们的衍生物中的染料,此外,也可以选择偶氮系、呫吨系、酞菁系的酸性染料和它们的衍生物。
优选地,上述染料可以列举色指数(The Society of Dyers and Colourists出版)内分类为染料的化合物、染色笔记(由Shikisensha Co.,Ltd出版)中记载的公知的染料。
作为上述染料的具体例,作为C.I.溶剂染料,可列举出:
C.I.溶剂黄4、14、15、16、21、23、24、38、56、62、63、68、79、82、93、94、98、99、151、162、163等黄色染料;
C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等绿色染料等。
C.I.溶剂染料中,优选对于有机溶剂的溶解性优异的C.I.溶剂黄14、16、21、56、151、79、93;C.I.,其中,更优选C.I.溶剂黄21、79;C.I.。
另外,作为C.I.酸性染料,可列举出:
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等黄色染料;
C.I.酸性绿1、3、5、9、16、25、27、50、58、63、65、80、104、105、106、109等绿色染料等。
酸性染料中,优选对于有机溶剂的溶解度优异的C.I.酸性黄42;C.I.酸性绿27。
另外,作为C.I.直接染料,可列举出:
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等黄色染料;
C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等绿色染料等。
进而,作为C.I.媒染染料,可列举出:
C.I.媒染黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65等黄色染料;
C.I.媒染绿1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等绿色染料等。
这些染料可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
颜料分散剂(a3)
上述颜料分散剂(a3)为了颜料的脱凝聚和稳定性维持而添加,可以无限制地使用该领域中一般使用的物质。优选地,含有包含BMA(甲基丙烯酸丁酯)或DMAEMA(甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯)的丙烯酸酯系分散剂(以下称为丙烯酸系分散剂)为宜。此时,上述丙烯酸系分散剂优选应用采用韩国公开专利第10-2004-0014311号中提出的活性控制方法制造的丙烯酸系分散剂。作为采用上述活性控制方法制造的丙烯酸酯系分散剂的市售品,可列举出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、DISPER BYK-2150等。
上述例示的丙烯酸系分散剂可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
上述分散剂(a3)除了上述丙烯酸系分散剂以外,也可使用其他树脂型的颜料分散剂。作为上述其他树脂型的颜料分散剂,可列举出公知的树脂型的颜料分散剂,特别是聚氨酯、聚丙烯酸酯为代表的聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、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、长链聚氨基酰胺磷酸盐、含羟基的聚羧酸的酯以及它们的改性生成物、或者通过具有游离(free)的羧基的聚酯与聚(低级烯化亚胺)的反应形成的酰胺或它们的盐这样的油质的分散剂;(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、聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮这样的水溶性树脂或水溶性聚合物化合物;聚酯;改性聚丙烯酸酯;环氧乙烷/环氧丙烷的加成生成物和磷酸酯等。作为上述树脂型分散剂的市售品,作为阳离子系树脂分散剂,例如可列举出BYK(ビック)ケミー社的商品名:DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPERBYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPERBYK-184;BASF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;Lubirzol公司的商品名:SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10;川研ファインケミカル社的商品名:ヒノアクト(HINOACT)T-6000、ヒノアクトT-7000、ヒノアクトT-8000;味之素社的商品名:アジスパー(AJISPUR)PB-821、アジスパーPB-822、アジスパーPB-823;共荣社化学社的商品名:フローレン(FLORENE)DOPA-17HF、フローレンDOPA-15BHF、フローレンDOPA-33、フローレンDOPA-44等。除了上述丙烯酸系分散剂以外,其他树脂型的颜料分散剂可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用,可以与丙烯酸系分散剂并用而使用。
上述分散剂(a3)的使用量,相对于使用的颜料(a1)的固体成分100重量份,为5~60重量份,更优选为15~50重量份的范围。如果分散剂(a3)的含量按照上述基准超过60重量份,则粘度升高,不到5重量份的情况下,有时颜料的微粒化困难,或者分散后引起凝胶化等问题。
上述着色剂(A)的含量,相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分,以重量分率表示,含有5~60重量%、优选地10~45重量%为宜。按上述基准含有5~60重量%的上述着色剂(A)的情况下,即使形成薄膜,像素的色浓度也充分,显影时非像素部的脱落性没有降低,因此不易产生残渣,因此优选。
本发明中,着色感光性树脂组合物中的总固体成分含量,意味着从着色感光性树脂组合物中将溶剂除去后剩余的成分的总含量。
碱可溶性树脂(B)
上述碱可溶性树脂(B)包含由化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物。
[化学式1]
上述化学式1中,R1各自独立地为氢或碳数1~5的烷基,
[化学式2]
上述化学式2中,R2各自独立地为氢或碳数1~5的烷基。
上述碱可溶性树脂(B)的酸值可以为50~100mgKOH/g。不满足上述范围的情况下,在密合性和剥离特性的方面不能满足该技术领域中要求的水平,着色感光性树脂组合物难以确保充分的显影速度,或者与基板的密合性减小,容易发生图案的短路,经时稳定性降低,粘度容易上升。
上述碱可溶性树脂的重均分子量在通过GPC测定时,可以为25,000~32,000。不满足上述范围的情况下,在密合性和剥离特性的方面不能满足该技术领域中要求的水平。
为了确保上述碱可溶性树脂(B)的追加的显影性,可以赋予羟基。
上述碱可溶性树脂(B),为了对于形成图案时的显影处理工序中使用的碱显影液具有可溶性,以具有羧基的烯属不饱和单体(b1)作为必要成分进行共聚而制造。
上述具有羧基的烯属不饱和单体(b1),作为具体例,可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类;富马酸、中康酸、衣康酸等二羧酸类;和这些二羧酸的酸酐;ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等在两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯类等,优选丙烯酸、甲基丙烯酸。
为了对碱可溶性树脂(B)赋予羟基,可以使具有羧基的烯属不饱和单体(b1)与具有羟基的烯属不饱和单体(b2)共聚而制造,可以使具有缩水甘油基的化合物(b3)追加地与具有羧基的烯属不饱和单体(b1)的共聚物反应而制造。另外,可以追加地使具有缩水甘油基的化合物(b3)与具有羧基的烯属不饱和单体(b1)和具有羟基的烯属不饱和单体(b2)的共聚物反应而制造。
作为上述具有羟基的烯属不饱和单体(b2)的具体例,优选(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4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、N-羟基乙基丙烯酰胺等,优选(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯。可以将这些的2种以上组合使用。
作为上述具有缩水甘油基的化合物(b3)的具体例,有丁基缩水甘油基醚、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、乙基缩水甘油基醚、缩水甘油基异丙基醚、叔丁基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚、缩水甘油基4-叔-丁基苯甲酸酯、硬脂酸缩水甘油酯、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯等,优选丁基缩水甘油基醚、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯。可以将这些的2种以上组合使用。
碱可溶性树脂,相对于本发明的着色感光性树脂组合物中的总固体成分含量,含有10~80重量%,优选含有10~70重量%。以上述含量含有的情况下,在显影液中的溶解性充分,图案形成容易,显影时防止曝光部的像素部分的膜减少,非像素部分的脱落性变得良好,因此优选。
光聚合性化合物(C)
上述光聚合性化合物(C)是在光和后述的光聚合引发剂的作用下可聚合的化合物,可列举出单官能单体、2官能单体、其他的多官能单体等。
作为上述单官能单体的具体例,可列举出壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
作为上述2官能单体的具体例,可列举出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、三甘醇二(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。
作为其他的多官能单体的具体例,可列举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(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、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
这些中,优选使用2官能以上的多官能单体。
光聚合性化合物(C),相对于着色感光性树脂组合物中的总固体成分含量,优选含有5~50重量%,更优选含有7~50重量%。以上述含量含有的情况下,像素部的强度和可靠性变得良好,因此优选。
光聚合引发剂(D)
上述光聚合引发剂(D)只要能够使光聚合性化合物(C)聚合,可以对其种类无特别限制地使用。特别地,上述光聚合引发剂(D)从聚合特性、引发效率、吸收波长、获得性、价格等的观点出发,优选使用选自苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、联咪唑系化合物、肟化合物、和噻吨酮系化合物中的1种以上的化合物。
作为上述苯乙酮系化合物的具体例,可列举出二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、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-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)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-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
作为上述二苯甲酮系化合物,例如有二苯甲酮、0-苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、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。
作为上述三嗪系化合物的具体例,可列举出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]-1,3,5-三嗪、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。
作为上述联咪唑化合物的具体例,可列举出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’-联咪唑或4,4’,5,5’位的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物等。这些中,优选使用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。
作为上述肟化合物的具体例,可列举出o-乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等,作为市售品,巴斯夫公司的OXE01、OXE02是代表性的。
作为上述噻吨酮系化合物,例如有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。
另外,上述光聚合引发剂(D),为了提高本发明的着色感光性树脂组合物的感度,可以进一步包含光聚合引发辅助剂。本发明涉及的着色感光性树脂组合物通过含有光聚合引发辅助剂,感度进一步提高,能够提高生产率。
上述光聚合引发辅助剂优选使用例如选自胺化合物、羧酸化合物、具有硫醇基的有机硫化合物中的1种以上的化合物。
作为上述胺化合物,优选使用芳香族胺化合物,具体地,可以使用三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等脂肪族胺化合物、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、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称:米蚩酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。
上述羧酸化合物优选为芳香族杂醋酸类,具体地,可列举出苯基硫代醋酸、甲基苯基硫代醋酸、乙基苯基硫代醋酸、甲基乙基苯基硫代醋酸、二甲基苯基硫代醋酸、甲氧基苯基硫代醋酸、二甲氧基苯基硫代醋酸、氯苯基硫代醋酸、二氯苯基硫代醋酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基醋酸、萘基硫代醋酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基醋酸等。
作为上述具有硫醇基的有机硫化合物的具体例,可列举出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)、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)等。
将上述光聚合引发剂与光聚合引发辅助剂一起使用的情况下,光聚合引发辅助剂的含量相对于光聚合引发剂1摩尔,优选为10摩尔以下,更优选为0.01~5摩尔。以上述含量使用光聚合引发辅助剂的情况下,着色感光性树脂组合物的感度进一步提高,存在使用该组合物形成的滤色器的生产率提高的倾向,因此优选。
光聚合引发剂(D),相对于本发明的碱可溶性树脂(B)和光聚合性化合物(C)的总固体成分含量,包含0.1~40重量%、优选地1~30重量%。以上述含量含有的情况下,使着色感光性树脂组合物高感度化,曝光时间缩短,生产率提高,能够维持高分辨率,因此优选。另外,使用上述的条件的组合物形成的像素部的强度与上述像素部的表面中的平滑性变得良好。
溶剂(E)
上述溶剂(E)只要对于使着色感光性树脂组合物中所含的其他成分溶解有效,则可以无特别限制地使用通常的着色感光性树脂组合物中使用的溶剂,特别优选醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类、或酰胺类等。
上述溶剂(E),具体地,可列举出:
乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚等乙二醇单烷基醚类、
二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚等二甘醇二烷基醚类、
甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类、
丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、
苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烃类、
甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类、
乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇类、
3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等酯类、γ-丁内酯等环状酯类等。
上述溶剂(E)在涂布性和干燥性的方面,优选沸点为100℃~200℃的有机溶剂,更优选地,可以使用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。
上述例示的溶剂(E)可以各自单独地使用或者将2种以上混合使用,以本发明的着色感光性树脂组合物的总重量为基准,包含60~90重量%、优选地70~85重量%。如果上述溶剂(E)为上述的60~90重量%的范围,采用辊涂机、旋涂机、狭缝和旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模压涂布机)、喷墨等涂布装置涂布时,提供涂布性变得良好的效果。
另外,本发明的着色感光性树脂组合物可以追加地包含添加剂,上述添加剂可以根据需要选择性地添加,例如可列举出固化剂、表面活性剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝聚剂等。
本发明的着色感光性树脂组合物例如可以采用以下这样的方法制造。预先将着色剂与溶剂混合,使用珠磨机等使其分散直至着色剂的平均粒径成为0.2μm以下左右。此时,根据需要使用颜料分散剂,另外,也有时配合碱可溶性树脂的一部分或全部。在得到的分散液(以下也有时称为“混炼基料”)中进一步添加碱可溶性树脂的剩余部分、光聚合性化合物、光聚合引发剂、和反应性有机硅系表面活性剂、根据需要使用的其他成分、根据需要追加的溶剂以成为规定的浓度,得到目标的着色感光性树脂组合物。
另外,本发明提供使用上述着色感光性树脂组合物制造的滤色器。
以下使用合成例、实施例、比较例和实验例对本发明详细地说明。但是,下述的合成例、实施例、比较例和实验例用于对本发明进行例示,本发明并不由下述的合成例、实施例、比较例和实验例限定,可以进行多种修正和改变。另外,以下的合成例、实施例和比较例中,表示含量的“%”和“份”只要无特别说明,则为重量基准。
合成例1.A-1的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(BZMA、化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(TCDMA、化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸30份,氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应15小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为80mgKOH/g,用GPC测定的重均分子量为27,000(表1)。
[化学式3]
[化学式4]
合成例2.A-2的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸32份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应17小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为95mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为30,000(表1)。
合成例3.A-3的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7部、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸30份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应10小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为80mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为20,000(表1)。
合成例4.A-4的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸32份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应10小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为95mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为20,000(表1)。
合成例5.A-5的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸32份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应12小时。这样合成的碱可溶性树脂的最終固体成分为31.0%,固体成分的酸值为95mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为24,000(表1)。
合成例6.A-6的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸32份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应20小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为95mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为35,000(表1)。
合成例7.A-7的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸34份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应20小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为115mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为35,000(表1)。
合成例8.A-8的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的1000ml烧瓶中投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、甲基丙烯酸苄酯(化学式3)45份、甲基丙烯酸三环癸酯(化学式4)58份、甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸34份,进行氮置换。然后搅拌,使反应液的温度上升到120℃,上升后反应15小时。这样合成的碱可溶性树脂的最终固体成分为31.0%,固体成分的酸值为115mgKOH/g,通过GPC测定的重均分子量为27,000(表1)。
【表1】
区分 | 酸值 | 重均分子量 |
合成例1 | 80mgKOH/g | 27,000 |
合成例2 | 95mgKOH/g | 30,000 |
合成例3 | 80mgKOH/g | 20,000 |
合成例4 | 95mgKOH/g | 20,000 |
合成例5 | 95mgKOH/g | 24,000 |
合成例6 | 95mgKOH/g | 35,000 |
合成例7 | 115mgKOH/g | 35,000 |
合成例8 | 115mgKOH/g | 27,000 |
实施例1.着色感光性树脂组合物的制造
将C.I.颜料绿58(颜料)12份、C.I.颜料黄150(颜料)1.8份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散,接下来,将合成例1的碱可溶性树脂A-1 30份、聚合性化合物A9550 6.6份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(制造公司:TRONLY)1.3份、丙二醇单甲基醚乙酸酯52.7份混合,得到了着色感光性树脂组合物。
实施例2.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例2的A-2以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例1.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例3的A-3以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例2.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例4的A-4以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例3.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例5的A-5以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例4.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例6的A-6以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例5.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例7的A-7以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
比较例6.着色感光性树脂组合物的制造
除了将实施例1的碱可溶性树脂替代为合成例8的A-8以外,采用同一组成,得到了着色感光性树脂组合物。
实验例
使用上述实施例1~2和比较例1~6中制造的着色感光性树脂组合物制造滤色器。
具体地,采用旋涂法将上述各个感光性树脂组合物涂布到BM基板上后,放置到加热板上,在100℃的温度下维持2分钟,形成了薄膜。接下来,在上述薄膜上放置具有使透射率在1~100%的范围内阶梯状变化的图案和1μm~100μm的线/空间图案的试验光掩模,使与试验光掩模的间隔为200μm,照射紫外线。此时,紫外线光源使用包含g、h、i线全部的1KW的高压汞灯,以50mJ/cm2的照度照射,没有使用特别的光学滤波器。将上述紫外线照射过的薄膜浸渍于pH10.5的KOH水溶液显影溶液中2分钟,使其显影。后工序烘焙(bake)在230℃下进行20分钟。上述制造的滤色器的膜厚度为2.5μm。
<密合性>
对于上述制作的滤色器,使用Nikon社制造的ECLIPSE LV100POL Model的光学显微镜,以反射模式确认1μm~100μm的图案有无消失,用残留的图案标准(残留的图案的尺寸越小,为密合性越优异的制品)评价密合性,将其结果示于表2中。
<剥离(peeling)>
在上述制作的滤色器制作过程中,旋涂时使用采用了UV清洗(700mj)的BM基板,实施了感光性树脂组合物的涂布。以后,对于制作的滤色器,使用Nikon社制造的ECLIPSELV100POL Model的光学显微镜,以反射模式确认了剥离。
剥离特性的判断标准为:将图1那样的水平时作为基准,判断为O、X,将其结果示于表2。
【表2】
区分 | 密合性 | 剥离特性 |
实施例1 | 30μm | ○ |
实施例2 | 20μm | ○ |
比较例1 | 70μm | X |
比较例2 | 80μm | X |
比较例3 | 70μm | X |
比较例4 | 70μm | X |
比较例5 | 80μm | X |
比较例6 | 70μm | X |
如表2中所示那样,在实施例1和2的着色感光性树脂组合物的情况下,与比较例1~6相比,在密合性和剥离特性的方面显示出优异的结果。
Claims (5)
1.着色感光性树脂组合物,其包含着色剂、碱可溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、和溶剂,其特征在于,所述碱可溶性树脂包含由下述化学式1表示的化合物和由下述化学式2表示的化合物,所述碱可溶性树脂的重均分子量为25,000~32,000,所述碱可溶性树脂的酸值为50~100mgKOH/g:
[化学式1]
上述化学式1中,R1各自独立地为氢或碳数1~5的烷基,
[化学式2]
上述化学式2中,R2各自独立地为氢或碳数1~5的烷基。
2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,所述着色剂包含1种以上的绿色颜料或绿色染料。
3.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱可溶性树脂包含由下述化学式3表示的化合物和由下述化学式4表示的化合物:
[化学式3]
[化学式4]
4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,以着色感光性树脂组合物的固体成分总重量为基准,含有5~60重量%的所述着色剂,含有10~80重量%的所述碱可溶性树脂,含有5~50重量%的所述光聚合性化合物,以碱可溶性树脂和光聚合性化合物的固体成分总重量为基准,含有0.1~40重量%的所述光聚合引发剂,以着色感光性树脂组合物的总重量为基准,含有60~90重量%的所述溶剂。
5.使用根据权利要求1~4的任一项所述的着色感光性树脂组合物制造的滤色器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |