CN108139667B

CN108139667B - 感光性树脂组成物及使用其的彩色滤光片

Info

Publication number: CN108139667B
Application number: CN201680061520.0A
Authority: CN
Inventors: 权志伦; 权五范; 金钟基; 白好贞; 朴鎭晟
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2036-10-12
Also published as: CN108139667A; US11092891B2; US20180299775A1; WO2017146336A1; TWI621915B; KR20170101005A; TW201730671A

Abstract

本发明提供一种感光性树脂组成物及使用其的彩色滤光片，所述感光性树脂组成物包含：(A)光转换材料；(B)黏合剂树脂；(C)光可聚合单体；(D)光聚合起始剂；以及(E)溶剂，其中所述溶剂包含极性指数(斯奈德极性指数)相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下的第一溶剂。可通过使用光转换材料替代现有用作彩色材料的颜料或染料来提供具有优异的色彩再现性、色纯度、视角等的感光性树脂组成物，且可通过使用此感光性树脂组成物来提供具有优异的光转换比率的彩色滤光片。

Description

感光性树脂组成物及使用其的彩色滤光片

技术领域

本发明涉及一种感光性树脂组成物及使用其制造的彩色滤光片。

背景技术

一般而言，通过以下方式来形成应用于显示器的彩色滤光片：使用感光性抗蚀剂组成物，通过曝光制程使用光罩来形成所需图案，且然后通过显影制程来溶解并移除未被曝光区。可能要求用于彩色滤光片的材料具有碱溶解性、高敏感度、对基板的黏着性、耐化学性、耐热性等。关于彩色材料，通常使用颜料或染料。

然而，所述颜料虽具有优异的耐热性或耐化学性，但不能很好地分散于溶剂中且因此无优异的色彩特性(例如亮度)，而所述染料虽具有优异的色彩特性但耐久性劣化且因此无优异的耐热性或耐化学性。

因此，持续开发一种能够克服使用颜料或染料作为彩色材料的当前所用感光性树脂组成物的技术限制的新颖光致发光型感光性树脂组成物；以及应用此新颖光致发光型感光性树脂组成物的彩色滤光片材料。

发明内容

本发明的一实施例提供一种具有改良的色彩再现性、色纯度、视角等且不使用颜料及染料的感光性树脂组成物。

本发明的另一实施例提供一种使用所述感光性树脂组成物制造的且具有改良的光转换比率的彩色滤光片。

本发明的一实施例提供一种感光性树脂组成物，所述感光性树脂组成物包含：(A)光转换材料；(B)黏合剂树脂；(C)光可聚合单体；(D)光聚合起始剂；以及(E)溶剂，其中所述溶剂包含极性指数(斯奈德极性指数)相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下的第一溶剂。

所述感光性树脂组成物可还包含极性指数(斯奈德极性指数)相对于水的极性指数为0.2倍至0.6倍的第二溶剂。

可包含相对于所述第二溶剂的量为0.3倍或0.3倍以上的量的所述第一溶剂。

所述感光性树脂组成物可还包含(F)硫醇系添加剂。

所述硫醇系添加剂可包含由化学式1表示的至少两个官能基。

[化学式1]

在化学式1中，

L¹及L²独立地为单键、经取代或未经取代的C1至C20亚烷基、经取代或未经取代的C3至C20亚环烷基、经取代或未经取代的C6至C20亚芳基或者经取代或未经取代的C2至C20亚杂芳基。

以所述感光性树脂组成物的总量计，可包含1重量％至10重量％的量的所述硫醇系添加剂。

所述感光性树脂组成物可还包含(G)散射体。

所述散射体可包含硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛、氧化锆或其组合。

以所述感光性树脂组成物的总量计，可包含0.1重量％至5重量％的量的所述散射体。

所述光转换材料可为量子点，其在360纳米至780纳米的波长区中吸收光且在500纳米至700纳米的波长区中发射荧光。

以所述感光性树脂组成物的总量计，所述感光性树脂组成物可包含：1重量％至50重量％的所述(A)光转换材料；10重量％至50重量％的所述(B)黏合剂树脂；1重量％至30重量％的所述(C)光可聚合单体；0.1重量％至5重量％的所述(D)光聚合起始剂；以及余量的所述(E)溶剂。

所述感光性树脂组成物可还包含丙二酸、3-胺基-1,2-丙二醇、硅烷系偶合剂、调平剂、氟系界面活性剂或其组合。

本发明的另一实施例提供一种使用所述感光性树脂组成物制造的彩色滤光片。

本发明的其他实施例包含于以下详细说明中。

本发明可通过使用光转换材料替代现有用作彩色材料的颜料或染料来提供一种具有优异的色彩再现性、色纯度、视角等的感光性树脂组成物，且可通过使用此感光性树脂组成物来提供具有优异的光转换比率的彩色滤光片。

附图说明

图1示出关于蓝色发光二极管背光(BLU)的分别包含绿色量子点及红色量子点的每一感光性树脂组成物的光谱。

图2及图3为使用实例9的感光性树脂组成物独立制造的彩色滤光片的图案照片。

图4及图5为使用实例4的感光性树脂组成物独立制造的彩色滤光片的图案照片。

图6及图7为使用比较例1的感光性树脂组成物独立制造的彩色滤光片的图案照片。

图8及图9为使用比较例5的感光性树脂组成物独立制造的彩色滤光片的图案照片。

具体实施方式

在下文中，详细描述本发明的实施例。然而，该些实施例为示范性的且本发明并不仅限于此，且本发明由权利要求的范围界定。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，术语“烷基”是指C1至C20烷基，术语“烯基”是指C2至C20烯基，术语“环烯基”是指C3至C20环烯基，术语“杂环烯基”是指C3至C20杂环烯基，术语“芳基”是指C6至C20芳基，术语“芳基烷基”是指C6至C20芳基烷基，术语“亚烷基”是指C1至C20亚烷基，术语“亚芳基”是指C6至C20亚芳基，术语“烷基亚芳基”是指C6至C20烷基亚芳基，术语“亚杂芳基”是指C3至C20亚杂芳基，且术语“亚烷氧基”是指C1至C20亚烷氧基。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，术语“经取代”可指经以下基团取代以替代至少一个氢：卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亚胺基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、胺甲酰基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C20芳基、C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C20杂芳基或其组合。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，术语“杂”可指化学式中的经N、O、S及P中的至少一个杂原子取代者。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”两者，且“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，术语“组合”是指混合或共聚合。

在本说明书中，除非另外提供具体定义，否则当化学键并未绘制在应给出处时，氢原子键结在所述位置处。

在本说明书中，卡多系树脂是指在其骨架中包含选自化学式3-1至化学式3-11的至少一个官能基的树脂。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，极性指数是指斯奈德极性指数。

在本说明书中，当不另外提供具体定义时，“*”指示连接相同或不同原子或化学式的点。

根据一实施例的感光性树脂组成物包含：(A)光转换材料；(B)黏合剂树脂；(C)光可聚合单体；(D)光聚合起始剂；以及(E)溶剂，其中所述溶剂包含极性指数(斯奈德极性指数)相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下的第一溶剂。

以下，详细阐述每一组分。

(A)光转换材料

光转换材料可在360纳米至780纳米、例如400纳米至780纳米的波长区中吸收光，且在500纳米至700纳米、例如500纳米至580纳米或600纳米至680纳米的波长区中发射荧光。也即，所述光转换材料可在500纳米至680纳米的波长中具有最大荧光波长(荧光λ_em)。

举例而言，所述光转换材料可为量子点。

量子点可具有处于20纳米至100纳米、例如20纳米至50纳米范围内的半高宽(FWHM)。当量子点具有处于所述范围内的半高宽(FWHM)时，所述量子点具有高色纯度且因此当用作彩色滤光片中的彩色材料时具有提高色彩再现性的效果。

量子点可为有机材料、无机材料或有机材料与无机材料的混成(混合物)。

量子点可包括核心及环绕所述核心的壳体，且在本文中，所述核心及所述壳体可具有例如独立地包含II-IV族、III-V族等的核心、核心/壳体、核心/第一壳体/第二壳体、合金、合金/壳体等结构，但并不仅限于此。

举例而言，所述核心可包含选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、GaN、GaP、GaAs、InP、InAs及其合金的至少一种材料，但未必仅限于此。环绕所述核心的所述壳体可包含选自CdSe、ZnSe、ZnS、ZnTe、CdTe、PbS、TiO、SrSe、HgSe及其合金的至少一种材料，但未必仅限于此。

在一实施例中，由于近来全世界对环境的关注已大大增加，且关于有毒材料的管制已加强，因此使用量子效率(量子产率)稍低但对环境无害的非镉系发光材料来替代具有镉系核心的发光材料，但未必仅限于此。

具有核心/壳体结构的量子点可具有1纳米至15纳米、例如5纳米至15纳米的包括壳体在内的整体大小(平均粒径)，但其结构并无特别限制。

举例而言，量子点可为红色量子点、绿色量子点或其组合。红色量子点可具有10纳米至15纳米的平均粒径。绿色量子点可具有5纳米至8纳米的平均粒径。

另一方面，根据一实施例的感光性树脂组成物可还包含分散剂以达成量子点的分散稳定性。所述分散剂可有助于例如量子点等光转换材料均匀地分散于感光性树脂组成物中，且包含非离子分散剂、阴离子分散剂或阳离子分散剂。具体而言，所述分散剂可包含聚烷二醇或其酯、聚氧化烯烃、多元醇酯环氧烷加成产物、醇环氧烷加成产物、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺环氧烷加成产物、烷基胺。其可单独或以两者或更多者的混合物形式使用。以光转换材料的固体计，可使用0.1重量％至100重量％、例如10重量％至20重量％的量的分散剂。

以根据一实施例的感光性树脂组成物的总量计，可包含1重量％至50重量％、例如10重量％至30重量％的量的光转换材料。当包含处于所述范围内的光转换材料时，可获得优异的光转换速率，且此外，可获得优异的可加工性，乃因图案特征及显影特征未劣化。

(B)黏合剂树脂

黏合剂树脂可包含丙烯酸系黏合剂树脂、卡多系黏合剂树脂或其组合。

丙烯酸系黏合剂树脂为第一烯系不饱和单体及可与其共聚合的第二烯系不饱和单体的共聚物，且为包含至少一个丙烯酸系重复单元的树脂。

第一烯系不饱和单体为包含至少一个羧基的烯系不饱和单体。所述单体的实例包含丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、衣康酸、反丁烯二酸或其组合。

以丙烯酸系黏合剂树脂的总量计，可包含5重量％至50重量％、例如10重量％至40重量％的量的第一烯系不饱和单体。

第二烯系不饱和单体可为芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲基甲醚等；不饱和羧酸酯化合物，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等；不饱和羧酸胺基烷基酯化合物，例如(甲基)丙烯酸2-胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基胺基乙酯等；羧酸乙烯酯化合物，例如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物，例如(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯等；氰化乙烯化合物，例如(甲基)丙烯腈等；不饱和酰胺化合物，例如(甲基)丙烯酰胺等；等等化合物。该些化合物可单独或以两者或更多者的混合物形式使用。

丙烯酸系黏合剂树脂的具体实例可为(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物等，但并不仅限于此。该些共聚物可单独或以两者或更多者的混合物形式使用。

丙烯酸系黏合剂树脂的重量平均分子量可为3,000克/摩尔至100,000克/摩尔、例如5,000克/摩尔至50,000克/摩尔、例如15,000克/摩尔至30,000克/摩尔。当丙烯酸系黏合剂树脂的重量平均分子量在所述范围内时，与基板的紧密接触特性以及物理及化学特性得以改良，且黏度为适当的。

丙烯酸系黏合剂树脂的酸值可为15毫克KOH/克至100毫克KOH/克、例如30毫克KOH/克至50毫克KOH/克。当丙烯酸系黏合剂树脂的酸值在所述范围内时，像素具有优异的解析度。

卡多系黏合剂树脂可包含由化学式3表示的重复单元。

[化学式3]

在化学式3中，

R¹¹及R¹²独立地为氢原子或经取代或未经取代的(甲基)丙烯酰氧基烷基，

R¹³及R¹⁴独立地为氢原子、卤素原子或者经取代或未经取代的C1至C20烷基，且

Z¹为单键、O、CO、SO₂、CR¹⁷R¹⁸、SiR¹⁹R²⁰(其中，R¹⁷至R²⁰独立地为氢原子或者经取代或未经取代的C1至C20烷基)或由化学式3-1至化学式3-11表示的连接基中的一者，

[化学式3-1]

[化学式3-2]

[化学式3-3]

[化学式3-4]

[化学式3-5]

在化学式3-5中，

R^a为氢原子、乙基、C₂H₄Cl、C₂H₄OH、CH₂CH＝CH₂或苯基。

[化学式3-6]

[化学式3-7]

[化学式3-8]

[化学式3-9]

[化学式3-10]

[化学式3-11]

Z²为酸酐自由基，且

t1及t2独立地为介于0至4范围内的整数。

卡多系黏合剂树脂的重量平均分子量可为500克/摩尔至50,000克/摩尔，例如1,000克/摩尔至30,000克/摩尔。当卡多系黏合剂树脂的重量平均分子量处于所述范围内时，在感光性有机膜的制造期间可很好地形成图案且无残余物并且在显影期间无膜厚度的损失。

卡多系黏合剂树脂可包含由化学式4表示的官能基。

[化学式4]

在化学式4中，

Z³由化学式4-1至化学式4-7表示。

[化学式4-1]

在化学式4-1中，R^b及R^c独立地为氢、经取代或未经取代的C1至C20烷基、酯基或醚基。

[化学式4-2]

[化学式4-3]

[化学式4-4]

[化学式4-5]

在化学式4-5中，R^d为O、S、NH、经取代或未经取代的C1至C20亚烷基、C1至C20烷基胺基或C2至C20烯基胺基。

[化学式4-6]

[化学式4-7]

卡多系树脂可例如通过将以下化合物中的至少两者进行混合来制备：含茀化合物，例如9,9-双(4-氧杂环丙基甲氧苯基)茀等；酸酐化合物，例如苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、联苯基四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、环丁烷四甲酸二酐、苝四甲酸二酐、四氢呋喃四甲酸二酐、四氢邻苯二甲酸酐等；二醇化合物，例如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等；醇化合物，例如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、环己醇、苯甲醇等；溶剂系化合物，例如丙二醇甲基乙酸乙酯、N-甲基吡咯啶酮等；磷化合物，例如三苯基膦等；以及胺或铵盐化合物，例如氯化四甲基铵、溴化四乙基铵、苯甲基二乙胺、三乙胺、三丁胺、氯化苯甲基三乙基铵等。

当黏合剂树脂为卡多系黏合剂树脂时，包含所述卡多系黏合剂树脂的第一有机层组成物在光固化期间具有优异的显影性及敏感度且因此具有精细图案的形成能力。

以感光性树脂组成物的总量计，可包含1重量％至20重量％、例如3重量％至15重量％的量的黏合剂树脂。当包含处于所述范围内的黏合剂树脂时，可获得图案的优异的敏感度、显影性、解析度及线性度。

(C)光可聚合单体

光可聚合单体可包含具有二或更多个羟基的多官能单体。

具有二或更多个羟基的光可聚合单体可在图案形成制程的曝光期间引起足够聚合且形成具有优异的耐热性、耐光性及耐化学性的图案。

光可聚合单体的具体实例可为甘油丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛清漆环氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯等，但并不仅限于此。

光可聚合单体的市售实例为：例如，亚罗尼斯

(东亚合成化工有限公司)；卡亚拉得

(日本化药有限公司)；

(大阪有机化工有限公司)等；Aronix

(东亚合成化工有限公司)，卡亚拉得

(日本化药有限公司)，

V-335

(大阪有机化工有限公司)等；亚罗尼斯

(东亚合成化工有限公司)，卡亚拉得

(日本化药有限公司)，

(大阪有机化工有限公司)等。该些光可聚合单体可单独或以两者或更多者的混合物形式使用，但并不仅限于此。

光可聚合单体可用酸酐处理以改良显影性。

以感光性树脂组成物的总量计，可包含0.1重量％至30重量％、例如1重量％至10重量％的量的光可聚合单体。当包含处于所述范围内的光可聚合单体时，可获得优异的图案形成能力以及优异的耐久性(耐热性、耐光性及耐化学性等)。较佳地，可有效地应用三个或更多个多官能单体。

(D)光聚合起始剂

光聚合起始剂可为常用于感光性树脂组成物的起始剂，且可为例如苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、安息香系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。

苯乙酮系化合物的实例可为2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对第三丁基三氯苯乙酮、对第三丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。

二苯甲酮系化合物的实例可为二苯甲酮、苯甲酸苯甲酰基酯、苯甲酸苯甲酰基甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-二甲基胺基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。

噻吨酮系化合物的实例可为噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。

安息香系化合物的实例可为安息香、安息香甲醚、安息香***、安息香异丙醚、安息香异丁醚、苯甲基二甲基缩酮等。

三嗪系化合物的实例可为2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘酚1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘酚1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。

肟系化合物的实例可为O-酰基肟系化合物、2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、O-乙氧基羰基-α-氧基胺基-1-苯基丙-1-酮等。O-酰基肟系化合物的具体实例可为1,2-辛二酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、1-(4-苯硫基苯基)-丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯等。

光聚合起始剂除所述化合物之外可还包含咔唑系化合物、二酮系化合物、硼酸锍系化合物、叠氮系化合物、咪唑系化合物、联咪唑系化合物等。

光聚合起始剂可与能够通过吸收光引起化学反应且变得激发并随后传输其能量的感光剂一起使用。

感光剂的实例可为四乙二醇双-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、二季戊四醇四-3-巯基丙酸酯等。

以感光性树脂组成物的总量计，可包含0.1重量％至5重量％、例如0.2重量％至1重量％的量的光聚合起始剂。当包含处于所述范围内的光聚合起始剂时，在曝光期间敏感度与显影性之间的平衡得以改良，且可获得具有改良的解析度且无残余膜的图案。

(E)溶剂

根据一实施例的感光性树脂组成物包含例如量子点等光转换材料来替代颜料或染料作为彩色材料，且因此应必须包含与光转换材料相容溶剂。也即，所述溶剂可包含极性指数(斯奈德极性指数)相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下的第一溶剂。

举例而言，当水的介电常数为80时，所述第一溶剂可具有小于或等于8的介电常数。

然而，水的极性指数为9，且因此无法使例如量子点等光转换材料分散。例如量子点等光转换材料具有疏水性表面且因此可在例如水等溶剂中凝聚。因此，需要一种具有低极性指数且因此与光转换材料相容的溶剂。具体而言，极性指数相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下(为0.9或0.9以下的极性指数)的溶剂具有优异的与光转换材料的相容性，且因此可显著提高通过固化根据一实施例的感光性树脂组成物而制造的感光性有机膜的光转换比率。

极性指数相对于水的极性指数为0.1倍或0.1倍以下的第一溶剂可包含：烷(R-H)，例如戊烷、己烷、庚烷等；芳族烃(Ar-H)，例如甲苯、二甲苯等；醚(R-O-R)，例如二异戊醚、二丁醚等；烷基卤化物(R-X)，例如氯仿、三氯甲烷等；环烷烃，例如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等；等等溶剂，但并不仅限于此。

根据一实施例的感光性树脂组成物可还包含极性指数相对于水的极性指数为0.2倍至0.6倍的第二溶剂。例如量子点等光转换材料与第一溶剂相容，而上述黏合剂树脂、光可聚合单体、聚合起始剂等可与第二溶剂相容。然而，由于黏合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂等在某种程度上与第一溶剂相容，但光转换材料几乎不与第二溶剂相容，因此相较于使用第一溶剂及第二溶剂作为混合溶剂，当仅使用第一溶剂时，根据一实施例的感光性树脂组成物可形成具有更优异的光转换速率的感光性树脂膜。

另一方面，当使用第一溶剂及第二溶剂作为混合物时，可包含相对于第二溶剂的量为0.3倍或0.3倍以上的量的第一溶剂。举例而言，可包含相对于第二溶剂的量为1倍或1倍以上、例如4倍或4倍以上的量的第一溶剂。当包含处于以上范围中的第一溶剂及第二溶剂时，相较于仅使用第一溶剂，混合溶剂可具有与其相等的光转换速率且改良了涂布特性及可加工性。

极性指数相对于水的极性指数为0.2倍至0.6倍的第二溶剂可为：醇，例如甲醇、乙醇等；二醇醚，例如乙二醇甲醚、乙二醇***、丙二醇甲醚等；纤维素乙酸酯，例如甲基纤维素乙酸酯、乙基纤维素乙酸酯、二乙基纤维素酯等；卡必醇，例如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲***、二乙二醇二***等；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；酮，例如甲乙酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基正戊基酮、2-庚酮等；饱和脂族单羧酸烷基酯，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等；乳酸烷基酯，例如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；羟基乙酸烷基酯，例如羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯等；烷氧基乙酸烷基酯，例如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等；3-羟基丙酸烷基酯，例如3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯，例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-羟基丙酸烷基酯，例如2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯，例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等；2-羟基-2-甲基丙酸烷基酯，例如2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯，例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯，例如丙酸2-羟基乙酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙酯、乙酸羟基乙酯、丁酸2-羟基-3-甲基甲酯等；或酮酸酯化合物，例如丙酮酸乙酯等，且也可使用溶剂，例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲亚砜、苯甲基乙基醚、二己基醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基纤维素乙酸酯等，但并不仅限于此。

举例而言，考虑到溶混性及反应性，第二溶剂可为二醇醚，例如乙二醇单***等；乙二醇烷基醚乙酸酯，例如乙基纤维素乙酸酯等；酯，例如丙酸2-羟基乙酯等；卡必醇，例如二乙二醇单甲醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等。

以感光性树脂组成物的总量计，溶剂以余量、例如50重量％至90重量％、例如60重量％至80重量％使用。当溶剂处于所述范围内时，感光性树脂组成物具有适当黏度，且因此可在通过旋涂及狭缝涂布而被涂布于大区域中时具有优异的涂布特性。

另一方面，用作溶剂的若干化合物的极性指数(斯奈德极性指数)及其关于水的溶解性示于表1中。

[表1]

(F)硫醇系添加剂

为改良量子点的稳定性及分散性，根据一实施例的感光性树脂组成物可还包含硫醇系添加剂。

硫醇系添加剂被取代于量子点的壳体表面中，且因此可改良量子点关于溶剂的分散稳定性并稳定所述量子点。

硫醇系添加剂可依据结构而具有2至10个、例如2至4个硫醇基(-SH)。

举例而言，硫醇系添加剂可包含由化学式1表示的至少两个官能基。

[化学式1]

在化学式1中，

举例而言，硫醇系添加剂可由化学式2表示。

[化学式2]

在化学式2中，

L¹及L²独立地为单键、经取代或未经取代的C1至C20亚烷基、经取代或未经取代的C3至C20亚环烷基、经取代或未经取代的C6至C20亚芳基或者经取代或未经取代的C2至C20亚杂芳基，且

m及n独立地为介于0或1范围内的整数。

举例而言，在化学式1及化学式2中，L¹及L²可独立地为单键或者经取代或未经取代的C1至C20亚烷基。

硫醇系添加剂的具体实例可选自由化学式2a表示的季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、由化学式2b表示的三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、由化学式2c表示的季戊四醇四(巯基乙酸酯)、由化学式2d表示的三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、由化学式2e表示的二醇二-3巯基丙酸酯及其组合。

[化学式2a]

[化学式2b]

[化学式2c]

[化学式2d]

[化学式2e]

以感光性树脂组成物的总量计，可包含0.1重量％至5重量％、例如0.5重量％至2重量％的量的硫醇系添加剂。当包含处于所述范围内的硫醇系添加剂时，可改良例如量子点等光转换材料的稳定性，且硫醇系添加剂中的硫醇基与后面所述的黏合剂树脂或光可聚合单体的丙烯酰基反应，并形成共价键且因此可改良例如量子点等光转换材料的耐热性。

(G)散射体

根据一实施例的感光性树脂组成物包含散射体。

举例而言，散射体可包含硫酸钡(BaSO₄)、碳酸钙(CaCO₃)、二氧化钛(TiO₂)、氧化锆(ZrO₂)或其组合。

散射体可反射未被吸收入光转换材料中的光且有助于光转换材料重新吸收被反射的光。换言之，散射体可增加被吸收入光转换材料中的光的量，且因此增大感光性树脂组成物的光转换效率。

散射体可具有150纳米至250纳米、例如180纳米至230纳米的平均粒径(D50)。当散射体具有处于所述范围内的平均粒径时，可获得更优异的光扩散效果，且可增大光转换效率。

以感光性树脂组成物的总量计，可包含0.1重量％至5重量％、例如1重量％至3重量％的量的散射体。当以感光性树脂组成物的总量计包含小于0.1重量％的量的散射体时，可能不会获得通过散射体来提高光转换效率的效果，但当包含大于5重量％的量的散射体时，可使得感光性有机膜的图案特征劣化。

(H)其他添加剂

根据一实施例的感光性树脂组成物可包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；硅烷系偶合剂；调平剂；氟系界面活性剂；或其组合，以提高耐热性及可靠性。

举例而言，感光性树脂组成物可还包含具有例如乙烯基、羧基、甲基丙烯酰氧基、异氰酸酯基、环氧基等反应性取代基的硅烷系偶合剂以改良与基板的紧密接触特性。

硅烷系偶合剂的实例可为三甲氧基硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。该些硅烷系偶合剂可单独或以两者或更多者的混合物形式使用。

以100重量份的感光性树脂组成物计，可使用0.01重量份至10重量份的量的硅烷系偶合剂。当包含处于所述范围内的硅烷系偶合剂时，紧密接触特性、存储能力等得以改良。

感光性树脂组成物可视需要还包含界面活性剂，例如氟系界面活性剂，以改良涂布特性并抑制斑点的产生，也即改良调平效能。

氟系界面活性剂可具有4,000克/摩尔至10,000克/摩尔、具体而言6,000克/摩尔至10,000克/摩尔的低重量平均分子量。此外，氟系界面活性剂可具有18毫牛/米至23毫牛/米(在0.1％的聚乙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)溶液中测得)的表面张力。当氟系界面活性剂具有处于所述范围内的重量平均分子量及表面张力时，调平效能可进一步改良，且当施加狭缝涂布作为高速涂布时，可提供优异的特征，乃因可通过在高速涂布期间防止斑点产生并抑制蒸汽产生而较少地产生膜缺陷。

氟系界面活性剂的实例可为

及

(BM化学公司)；MEGAFAC F

F

F

及F

(大日本油墨化工有限公司)；FLUORAD

FLUORAD

FLUORAD

及FLUORAD

(住友3M有限公司)；SURFLON

SURFLON

SURFLON

SURFLON

及SURFLON

(旭硝子玻璃有限公司)；以及

及

等(东丽硅酮有限公司)；大日本油墨化工有限公司的F-482、F-484、F-478、F-554等。

除氟系界面活性剂之外，界面活性剂可还包括硅酮系界面活性剂。硅酮系界面活性剂的具体实例可为东芝硅酮有限公司的TSF400、TSF401、TSF410、TSF4440等，但并不仅限于此。

以100重量份的感光性树脂组成物计，可包含0.01重量份至5重量份、例如0.1重量份至2重量份的量的界面活性剂。当包含处于所述范围内的界面活性剂时，在显影之后较少地产生异物。

此外，除非特性劣化，否则根据一实施例的感光性树脂组成物可还包含预定量的其他添加剂，例如抗氧化剂、稳定剂等。

根据另一实施例，提供一种使用感光性树脂组成物制造的彩色滤光片。所述彩色滤光片可制造如下。

(1)应用及膜形成

利用旋涂或狭缝涂布方法、辊涂方法、网版印刷方法、涂料器方法等在经受预定预先处理的基板上将感光性树脂组成物涂布成具有所需厚度，例如介于2微米至10微米范围的厚度。然后，在介于约70℃至约90℃范围的温度下对所涂布基板加热约1分钟至约10分钟以移除溶剂。

(2)曝光

在安放具有预定形状的遮罩之后，通过190纳米至450纳米、例如200纳米至500纳米的例如UV射线等活性射线来照射所得膜以形成所需图案。利用例如具有低压、高压或超高压的水银灯、金属卤素灯、氩气激光等光源来执行照射。视需要也可使用X射线、电子束等。

当使用高压水银灯时，曝光制程使用例如约500毫焦/平方厘米或500毫焦/平方厘米以下的光剂量(利用365纳米传感器)。然而，所述光剂量可依据黑色感光性树脂组成物的每一组分的种类、其组合比率及干膜厚度而变化。

(3)显影

在曝光制程之后，使用碱性水溶液通过溶解并移除除了被曝光部分外的多余部分而将被曝光膜显影，以形成影像图案。换言之，当使用碱性显影溶液来显影时，溶解未曝光区，且形成影像彩色滤光片图案。

(4)后处理

可再次加热或通过活性射线等照射所显影影像图案来进行固化，以达成耐热性、耐光性、紧密接触特性、抗裂性、耐化学性、高强度、存储稳定性等方面的优异品质。

以下，参照实例更详细地说明本发明。然而，该些实例不应在任何意义上被解释为限制本发明的范围。

(感光性树脂组成物的制备)

实例1至实例10以及比较例1至比较例8

使用以下组分将根据实例1至实例10以及比较例1至比较例8的每一感光性树脂组成物制备成分别具有表2及表3中的组成。

具体而言，将光聚合起始剂溶解于溶剂中，然后在室温下将自其获得的溶液充分搅拌2小时。随后，向所述溶液中添加光可聚合单体及丙烯酸系黏合剂树脂以及光转换材料(量子点)及分散剂(迪高D685，赢创工业公司)，且在室温下再将所述混合物搅拌2小时。然后，向所述溶液中添加硫醇系添加剂、分散剂及氟系界面活性剂，在室温下将所获得的混合物搅拌一个小时，且将自其中获得的产物过滤三次以移除杂质而制备每一感光性树脂组成物。

(当使用绿色量子点作为光转换材料时，以所述绿色量子点固体的量计，添加15重量％的量的分散剂，且当使用红色量子点作为光转换材料时，以所述红色量子点固体的量计，添加20重量％的量的分散剂)。

(A)光转换材料

(A-1)绿色量子点

InP/ZnS量子点(荧光λ_em＝525纳米，FWHM＝40纳米，绿色量子点，汉森化学公司)

(A-2)红色量子点

InP/ZnS量子点(荧光λ_em＝630纳米，FWHM＝45纳米，红色量子点，汉森化学公司)

(B)黏合剂树脂

丙烯酸系黏合剂树脂(SP-RY16，昭和电工有限公司)

(C)光可聚合单体

二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA，日本化药有限公司)

(D)光聚合起始剂

肟系起始剂(OXE02，巴斯夫股份公司)

(E)溶剂

(E-1)庚烷(西格玛-奥德里奇公司)

(E-2)环己烷(西格玛-奥德里奇公司)

(E-3)丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA，西格玛-奥德里奇公司)

(E-4)二甲亚砜(DMSO，西格玛-奥德里奇公司)

(E-5)水

(F)硫醇系添加剂

二醇二-3-巯基丙酸酯(布鲁诺博克化学工厂股份有限两合公司)

(G)分散剂

二氧化钛分散液(TiO₂固体：20重量％，平均粒径：200纳米，迪图技术公司)

(H)其他添加剂

氟系界面活性剂(大日本油墨有限公司，F-554)

[表2]

(单位：重量％)

[表3]

(单位：重量％)

评估1：量子点的分散稳定性

量测了根据实例5及实例10的每一感光性树脂组成物的蓝色光吸收速率，且其结果提供于图1中。

如图1所示，实例5的感光性树脂组成物示出了72％的蓝色光吸收速率，实例10的感光性树脂组成物示出了75％的蓝色光吸收速率，且因此充分保证了根据一实施例的感光性树脂组成物中的量子点的分散稳定性。

评估2：光致发光量子产率

采用15毫升的实例1至实例10以及比较例1至比较例8的每一感光性树脂组成物，以旋涂机(Opticoat MS-A150，三笠有限公司)在玻璃基板上涂布至3.5微米厚，使用加热板在90℃下软性烘烤3分钟，使用具有50毫焦/平方厘米的功率的曝光器(Ghi宽频，优志旺有限公司)曝光至UV以形成初级膜。随后，使用具有0.2重量％氢氧化钾(KOH)水溶液的显影器(SSP-200，SVS公司)将初级膜显影。随后，在对流烤箱中于150℃或230℃下对所述膜硬性烘烤30分钟，以获得经图案化的感光性有机膜。

使用Quantaurus-QY量子产率光谱仪(C11347-11，日本的滨松公司)量测了分别由根据实例1至实例10以及比较例1至比较例8的感光性树脂组成物制造的每一彩色滤光片的光致发光量子产率，且在本文中，在将样本(根据实例1至实例10以及比较例1至比较例8的感光性树脂组成物)调整成具有0.4的吸收速率之后执行量测。一般而言，利用方程式1来获得光致发光量子产率。光致发光量子产率的结果提供于表4及表5中。

[方程式1]

PLQY＝自样本光致发光时所发射的光子的数目/由样本吸收的光子的数目

处于分散状态中的量子点的评估参考

○：量子点很好地分散

△：一些量子点凝聚

Ⅹ：量子点未被分散而是全部凝聚

[表4]

[表5]

如在表4及表5中所示，使用极性指数为水的极性指数的小于或等于0.1倍高的溶剂(第一溶剂)的实例1及实例2以及使用所述溶剂与极性指数为水的极性指数的0.2倍至0.6倍高的溶剂(第二溶剂)的混合物的实例3至实例5示出了与具有疏水性表面的量子点的相容性，且因此被证实使量子点很好地分散于所述溶剂中(量子点不凝聚)，且示出优异的光转换速率。相对地，比较例1至比较例4使用较第二溶剂多出小于0.3倍的第一溶剂以及极性指数较第一溶剂及第二溶剂更高的溶剂，且因此具有与具有疏水性表面的量子点的低相容性并且不能使所述量子点很好地分散于所述溶液中而所述量子点凝聚。此外，当不包含作为溶剂的第一溶剂时，所述量子点完全未分散于所述溶剂中，且因此光转换速率本身无法量测。传统上，当例如量子点等光转换材料具有优异的分散稳定性时，可保证粒子之间的适当距离，且因此如表4及表5中所示，也可优异地保证优异的光转换速率。

评估3：图案特征及黏着性

采用15毫升的根据实例4及实例9以及比较例1及比较例5的每一感光性树脂组成物，使用旋涂机(Opticoat MS-A150，三笠有限公司)在玻璃基板上旋涂至5微米厚，使用加热板在100℃下软性烘烤1分钟，且使用具有60毫焦/平方厘米的功率的曝光器(Ghi宽频，优志旺有限公司)曝光至UV，以形成初级膜。随后，使用显影器(SSP-200，SVS公司)在氢氧化钾(KOH)水溶液(稀释100倍)中将所述膜显影及图案化，且在180℃下硬性烘烤30分钟，然后利用光学显微镜来检查每一解析度以用裸眼评估图案特征(优异/不满意)。图案特征评估结果提供于图2、图4、图6及图8中。(图2示出实例9的结果，图4示出实例4的结果，图6示出比较例1的结果，且图8示出比较例5的结果)

另一方面，通过判断是否达成了10微米图案(○/Ⅹ)来评估黏着性，且黏着性评估的结果提供于图3、图5、图7及图9中。(图3示出实例9的结果，图5示出实例4的结果，图7示出比较例1的结果，且图9示出比较例5的结果)

如在图2至图9中所示，实例4及实例9具有优异的图案特征及黏着性，但当比较例1及比较例5包含小于或等于预定量的与量子点亲和的溶剂时，出现了部分沉淀，显影特征及图案特征劣化，且因此其中的量子点在显影之后凝聚，且图案的黏着性总体劣化。

虽然本发明已结合目前视为实用的示例性实施例加以阐述，但应理解本发明不限于所揭示的实施例，而是相反地意欲涵盖包含在随附权利要求的精神及范围内的各种润饰及等效配置。因此，应理解上述实施例为示范性的，而不以任何方式限制本发明。

Claims

1.一种感光性树脂组成物，其特征在于，包含：

(A)光转换材料；

(B)黏合剂树脂，包含丙烯酸系黏合剂树脂、卡多系黏合剂树脂或其组合；

(C)光可聚合单体，包含具有二或更多个羟基的多官能单体；

(D)光聚合起始剂，包含苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、安息香系化合物、三嗪系化合物或肟系化合物；以及

(E)溶剂，

其中所述溶剂包含第一溶剂，所述第一溶剂的极性指数相对于水的极性指数为0.1倍以下。

2.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中所述感光性树脂组成物还包含第二溶剂，所述第二溶剂的极性指数相对于所述水的极性指数为0.2倍至0.6倍。

3.根据权利要求2所述的感光性树脂组成物，其中包含相对于所述第二溶剂的量为0.3倍以上的量的所述第一溶剂。

4.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中所述感光性树脂组成物还包含(F)硫醇系添加剂。

5.根据权利要求4所述的感光性树脂组成物，其中所述硫醇系添加剂包含由化学式1表示的至少两个官能基：

[化学式1]

其中，在化学式1中，

6.根据权利要求4所述的感光性树脂组成物，其中以所述感光性树脂组成物的总量计，包含1重量％至10重量％的量的所述硫醇系添加剂。

7.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中所述感光性树脂组成物还包含(G)散射体。

8.根据权利要求7所述的感光性树脂组成物，其中所述散射体包含硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛、氧化锆或其组合。

9.根据权利要求7所述的感光性树脂组成物，其中以所述感光性树脂组成物的总量计，包含0.1重量％至5重量％的量的所述散射体。

10.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中所述光转换材料为量子点，所述量子点在360纳米至780纳米的波长区中吸收光且在500纳米至700纳米的波长区中发射荧光。

11.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中以所述感光性树脂组成物的总量计，所述感光性树脂组成物包含：

1重量％至50重量％的所述(A)光转换材料；

1重量％至20重量％的所述(B)黏合剂树脂；

1重量％至30重量％的所述(C)光可聚合单体；

0.1重量％至5重量％的所述(D)光聚合起始剂；以及

余量的所述(E)溶剂。

12.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其中所述感光性树脂组成物还包含丙二酸、3-胺基-1,2-丙二醇、硅烷系偶合剂、调平剂、氟系界面活性剂或其组合。

13.一种彩色滤光片，其特征在于，使用根据权利要求1至12中任一权利要求所述的感光性树脂组成物来制造。