TWI501031B - 用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物及使用其的彩色濾光片 - Google Patents
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Description
本申請主張於2012年12月24日提交于韓國知識產權局的韓國專利申請號10-2012-0152470的優先權和權益,其全部內容併入本文以供參考。
本發明涉及用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物和使用其的彩色濾光片。
通常,彩色濾光片用於液晶顯示器(LCD)、用於照相機的光學濾光器等等。通過在電荷耦合裝置或透明基底(substrate)上塗覆利用三種或更多種顏色染色的精細區(fine region)來製造所述彩色濾光片。
通常可通過染色、印刷、電泳沉積(EPD)、顏料分散等來製造經著色的薄膜。在製造過程期間,通過許多化學處理製備
彩色濾光片。
因此,為了保持在前述條件下形成的圖案,彩色感光性樹脂需要具有顯影裕度(development margin)及耐化學性,從而提高彩色濾光片的良率。
具體地說,由於在TFT陣列面板上形成液晶顯示器裝置的彩色濾光片是使用陣列上彩色濾光片(color filter-on-array;COA)法,因此需要在彩色濾光片上形成透明電極的製程。
可通過順次進行以下步驟製作透明電極:在彩色濾光片上形成透明導電層和感光性樹脂層;對感光性樹脂層進行曝光及顯影及圖案化;以及使用圖案化的感光性樹脂層來蝕刻透明導電層。
因為彩色濾光片可能暴露於多種的液體化學品(例如是用於顯影感光性樹脂層的膜剝離溶液(stripping solution)),因此彩色濾光片需要具有耐化學性。同樣,因為需要多次熱處理以形成彩色濾光片,因此需要彩色濾光片具有耐熱性。
一個實施例提供了具有優良耐熱性和耐化學性的感光性樹脂組成物。
另一個實施例提供了使用用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物製造的彩色濾光片。
在本發明的一個實施例中,用於彩色濾光片的感光性樹
脂組成物包含(A)染料-聚合物複合物,其中染料包含由以下化學式1表示的化合物所衍生的重複單元;(B)黏合劑樹脂;(C)光聚合單體;(D)光聚合啟始劑;以及(E)溶劑。
在上述化學式1中,X1
是經取代的或未經取代的C3至C30環伸烯基、經取代的或未經取代的C3至C30雜環伸烯基、或它們的組合,X2
和X3
各自獨立地是經取代的或未經取代的C6至C30伸芳基、經取代的或未經取代的C6至C30伸烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜伸芳基、或它們的組合。
Y1
是-NR3
R4
、-OR5
、或-SR6
,R1
至R6
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、或它們的組合,Y2
是-NR20
R21
、-OR22
或-SR23
,R20
和R21
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代
的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、經取代的或未經取代的(甲基)丙烯酸酯、或它們的組合,R20
和R21
中的至少一個是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團,R22
和R23
各自獨立地是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團,以及V-
是N+
的反離子。
由上述化學式1表示的化合物可包含由以下化學式3表示的化合物。
在上述化學式3中,
Y1
是-NR3
R4
、-OR5
、或-SR6
,R1
至R6
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、或它們的組合,Y2
是-NR20
R21
、-OR22
或-SR23
,R20
和R21
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、經取代的或未經取代的(甲基)丙烯酸酯、或它們的組合,R20
和R21
中的至少一個是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團,R22
和R23
各自獨立地是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團,以及V-
是N+
的反離子。
由上述化學式1表示的化合物可包含由以下化學式4表
示的化合物。
在上述化學式4中,Y1
是-NR3
R4
、-OR5
、或-SR6
,R1
至R6
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、或它們的組合,R7
是氫、或甲基,R8
是單鍵、經取代的或未經取代的C1至C30伸烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環伸烷基、經取代的或未經取代的C6至C30伸芳基、經取代的或未經取代的C6至C30伸烷芳基、或經取代的或未經取代的C3至C30雜伸芳基、(其中Z'和Z"是C1至C30伸烷基,且Y3
是-N(H)-、-S-或-O-)、或它們的組合,以及V-
是N+
的反離子。
基於染料-聚合物複合物(A)的總量,可包含約0.1至約70重量%的由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元。
用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物可包含約0.5至約50重量%的染料-聚合物複合物(A);約0.5至約20重量%的黏合劑樹脂(B);約0.5至約20重量%的光聚合單體(C);約0.1至約10重量%的光聚合啟始劑(D);和餘量的溶劑(E)。
染料-聚合物複合物(A)可具有約1,000至約500,000克/莫耳(g/mol)的重量平均分子量(Mw)。
染料-聚合物複合物(A)可更包含由以下化學式5至7表示的重複單元的至少一者。
在上述化學式5至7中,
R9
、R10
、R11
、R13
、和R14
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、或它們的組合,R12
是經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、-CO-R17
-COOH(R17
是經取代的或未經取代的C1至C30伸烷基或經取代的或未經取代的C1至C30伸烷氧基)、或它們的組合,R15
是-COOH或-CONHR18
(其中,R18
是經取代的或未經取代的C1至C30烷基或者經取代的或未經取代的C6至C30芳基),R16
是-COOH,R15
和R16
彼此稠合以形成環,以及m是0至5的整數。
染料-聚合物複合物(A)可包含各自為o、p和q莫耳的上述化學式5至7,並且o、p和q的範圍是0o80、0p80、0q80。
基於染料-聚合物複合物(A)的總量,可包含約0.1至約70重量%的由上述化學式5至7表示的重複單元。
黏合劑樹脂(B)可為卡多型(cardo-based)樹脂、丙烯基型(acryl-based)樹脂、或它們的組合。
用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物可更包含約0.1至約40重量%的顏料、染料、或它們的組合。
本發明的另一個實施例提供使用用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物製造的彩色濾光片。
用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物具有改善的耐熱性和耐化學性,因而使得彩色濾光片具有高的對比率和高的發光特性。
在以下關於本發明的詳細描述的下文中將更完整地描述了本發明,其中描述了本發明的一些而不是所有的實施例。實際上,可以很多不同的形式體現本發明,而不應將本發明解釋為限於本文所闡述的實施例;相反,提供這些實施例,以使本發明將滿足適用的法定要求。
如本文使用的,當沒有另外提供定義時,術語“烷基”可指為C1至C30烷基,術語“烯基”可指為C2至C30烯基,術語“環烷基”可指為C3至C30環烷基,“雜環烷基”可指為C2至C30雜環烷基,“芳基”可指為C6至C30芳基,“雜芳基”可指為C3至C30雜芳基,“芳烷基”可指為C7至C30芳烷基,“伸烷基”可指為C1至C20伸烷基,“伸芳基”可指為C6至C30
伸芳基,“伸烷芳基”可指為C6至C30伸烷芳基,“雜伸芳基”可指為C3至C30雜伸芳基,且術語“伸烷氧基”可指為C1至C30伸烷氧基。
如本文使用的,當沒有另外提供具體定義時,術語“經取代的”可指為化合物中的至少一個氫經以下基團取代:鹵原子(F、Cl、Br或I)、羥基、硝基、氰基、亞胺基(=NH、=NR,R是C1至C10烷基)、胺基(-NH2
、-NH(R')、-N(R")(R'''),其中R'至R'''各自獨立地是C1至C10烷基)、甲脒基、肼基或腙基、羧基、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、和經取代的或未經取代的C2至C30雜環烷基。
如本文使用的,當沒有另外提供定義時,術語“雜”可指為碳原子經選自N、O、S、和P中的原子取代。
如本文使用的,“*”表示連接至相同的或不同原子或化學式的位置。
如本文使用的,當沒有另外提供定義時,術語“它們的組合”指的是通過連接基彼此連接的至少兩個取代基(或官能團),或彼此縮合的至少兩個取代基(或官能團)。
如本文使用的,重量平均分子量是使用凝膠滲透層析(GPC)測量的,其使用聚苯乙烯做為標準聚合物。
根據一個實施例,用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物
包含:(A)染料-聚合物複合物;(B)黏合劑樹脂;(C)光聚合單體;(D)光聚合啟始劑;和(E)溶劑。
在下文中,詳細描述用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的每一種組分。
染料-聚合物複合物(A)包含由以下化學式1表示的化合物所衍生的重複單元。
在上述化學式1中,X1
是經取代的或未經取代的C3至C30環伸烯基、經取代的或未經取代的C3至C30雜環伸烯基、或它們的組合。
X2
和X3
各自獨立地是經取代的或未經取代的C6至C30伸芳基、經取代的或未經取代的C6至C30伸烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜伸芳基、或它們的組合。
Y1
是-NR3
R4
、-OR5
、或-SR6
,以及R1
至R6
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷
芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、或它們的組合,Y2
是-NR21
R22
、-OR23
、或-SR24
,R21
和R22
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C3至C30環烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、經取代的或未經取代的C3至C30雜芳基、經取代的或未經取代的(甲基)丙烯酸酯、或它們的組合,R21
和R22
中的至少一個是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團,以及R23
和R24
各自獨立地是經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C1至C30烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30環烷基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C6至C30烷芳基、經(甲基)丙烯酸酯基團取代的C3至C30雜芳基、或(甲基)丙烯酸酯基團。
在上述化學式1中,R1
至R6
可具體地是未經取代的C1至C20烷基、未經取代的C1至C20環烷基、未經取代的C1至C30芳基、或未經取代的C1至C30雜芳基。
在上述化學式1中,R21
、R22
、R23
和R24
中的至少一個包括烯基,且具體地為(甲基)丙烯酸酯基團。也就是說,由上述化
學式1表示的化合物在Y2
位置上包含至少一個(甲基)丙烯酸酯基團。(甲基)丙烯酸酯基團可進行聚合反應,通過聚合反應,可製備染料-聚合物複合物(A)。
V-
是N+
的反離子,例如是具有單價負電荷的離子,像是N-
(SO2
CF3
)2
等。
當將包含由以下化學式1表示的化合物所衍生的重複單元的染料-聚合物複合物(A)應用於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物時,可確保優良的耐化學性和耐熱性。
上述化學式1的R20
、R21
、R22
和R23
中的至少一者可具體地包含由以下化學式2表示的官能團。
在上述化學式2中,R7
是氫或甲基,R8
是單鍵、經取代的或未經取代的C1至C30伸烷基、經取代的或未經取代的C6至C30伸芳基、經取代的或未經取代的C6至C30伸烷芳基、或者經取代的或未經取代的C3至C30雜伸芳基、(其中Z'和Z"各自獨立地是C1至C30伸烷基,且Y3
是-N(H)-、-S-或-O-)、或它們的組合。
由上述化學式1表示的化合物在Y2
位置上包含可進行聚合反應的官能團,該官能團包含由上述化學式2表示的(甲基)丙烯
酸酯基團,並且通過聚合反應,可製備染料-聚合物複合物(A)。
由上述化學式1表示的化合物可為由以下化學式3表示的化合物。
在上述化學式3中,Y1
、Y2
、R1
、R2
、和V與以上描述者的相同。由於由上述化學式3表示的化合物所衍生的重複單元,染料-聚合物複合物(A)可實現優良的透明度和耐熱性。
作為另一個實例,由上述化學式1表示的化合物可為由以下化學式4表示的化合物。
在上述化學式4中,Y1
、R1
、R2
、R7
、R8
和V-
與以上描述者的相同。由於由上述化學式4表示的化合物所衍生的重複單
元,染料-聚合物複合物(A)可實現優良的透明度和耐熱性。
可通過由上述化學式1表示的化合物和與其可共聚的其他單體共聚合以獲得染料-聚合物複合物(A)。
以這種方式,通過例如是由化學式1表示的化合物等的染料和與其可共聚合的其他單體的共聚合反應,染料-聚合物複合物(A)可具有高的分子量,因而不再具有當由水或有機溶劑萃取時的低分子量染料等的問題,並且在彩色濾光片的製造期間具有經改善的耐熱性、耐化學性等。
可根據目的調整染料聚合物複合物(A)中由以上化學式1表示的化合物所衍生的重複單元的含量。基於染料-聚合物複合物(A)的總量,可包含約0.1至約70重量%的由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元,其是例如是約1至約65重量%、約1至約60重量%、約10至約70重量%、約20至約70重量%、約30至約70重量%、約40至約70重量%的量。當包含所述範圍內的由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元時,不發生由過量的染料引起的染料沉澱,並且可獲得優秀的耐化學性和耐熱性。
染料-聚合物複合物(A)可更包含由第一烯系(ethylenic)不飽和單體所衍生的重複單元和與其可共聚的第二烯系不飽和單體所衍生的重複單元,以及由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元。
第一烯系不飽和單體是包含至少一個羧基的烯系不飽和
單體,且具體地可選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、反丁烯二酸(fumaric acid)、和它們的組合。
基於單體的總量,可使用約1重量%至約50重量%、具體地為約3重量%至約40重量%、更具體地為約5重量%至約30重量%的第一烯系不飽和單體以提供染料-聚合物複合物。
第二烯系不飽和單體可選自烯基芳香族單體、不飽和碳酸酯化合物、不飽和碳酸胺基烷基酯化合物、碳酸乙烯基酯化合物、不飽和碳酸縮水甘油酯化合物、乙烯基氰化合物、不飽和醯胺化合物、和它們的組合。
烯基芳香族單體的實例可包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯苄基甲基醚等;不飽和碳酸酯化合物的實例可包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥基丁基酯、甲基丙烯酸2-羥基丁基酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸環己基酯、甲基丙烯酸環己基酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苯基酯等;不飽和碳酸胺基烷基酯化合物的實例可包括丙烯酸-2-胺基乙酯、甲基丙烯酸2-胺基乙酯、丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯等;碳酸乙烯基酯化合物的實例可包括乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不飽和碳酸縮水甘油基酯化合物的實例可包括丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等;乙烯基氰化合物的實例可包括丙烯腈、甲基丙烯腈等;不飽和醯胺化合物的實例可包
含丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等,但不限於此。可單獨地或作為兩種或更多種的混合物使用這樣的第二不飽和烯系不飽和單體。
具體地,染料-聚合物複合物(A)可包含至少一個由以下化學式5至7表示的重複單元,以及由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元。
在上述化學式5至7中,R9
、R10
、R11
、R13
和R14
各自獨立地是氫、經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、經取代的或未經取代的C6至C30烷芳基、或它們的組合,R12
是經取代的或未經取代的C1至C30烷基、經取代的或未經取代的C6至C30芳基、-CO-R17
-COOH(R17
是經取代的或未經取代的C1至C30伸烷基或者經取代的或未經取代的C1至
C30伸烷氧基)、或它們的組合,R15
是-COOH或-CONHR18
(其中,R18
是經取代的或未經取代的C1至C30烷基或者經取代的或未經取代的C6至C30芳基),R16
是-COOH,R15
和R16
彼此稠合以形成環,以及m是0至5的整數。
當染料-聚合物複合物(A)包含由上述化學式5至7表示的重複單元時,重複單元各自為o、p、和q莫耳,o、p、和q可在以下範圍內:0o80、0p80、和0q80,具體地為0o50、0p50、和0q50。當由上述化學式5至7表示的重複單元以所述莫耳比範圍存在時,可確保適當的可顯影性、耐熱性、和耐化學性。
基於染料-聚合物複合物(A)的總量,可包含約0.1至約70重量%的由上述化學式5至7表示的重複單元,其量例如是約10至約60重量%、約20至約50重量%、約30至約40重量%。當包含所述範圍內的由上述化學式5至7表示的重複單元時,可提供具有經改善的耐化學性、圖案穩定性和透光率特性的彩色濾光片。
染料-聚合物複合物(A)可具有約1,000至約500,000g/mol的重量平均分子量(Mw),例如是約5,000至約50,000g/mol,且對另一個實例來說為約7,000至約20,000g/mol。當染料
-聚合物複合物(A)具有太大的重量平均分子量(Mw)時,難以合成染料-聚合物複合物,並且可能沉澱由化學式1表示的化合物。
染料-聚合物複合物(A)可具有約0至約300毫克KOH/克(mg KOH/g)的酸值,例如是約10至約200mg KOH/g的酸值。當染料-聚合物複合物(A)的重量平均分子量和酸值在所述範圍內時,可獲得優秀的顯影性。
基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總量,可包含約0.5重量%至約50重量%的染料-聚合物複合物(A),其量例如是約0.5至約40重量%、約0.5至約30重量%、約0.5至約20重量%、或約0.5至約10重量%。當包含所述範圍內的染料-聚合物複合物(A)時,將改善鹼性顯影溶液的可顯影性、由於優秀的交聯而降低表面粗糙度、由於改善的耐化學性而不拉伸圖案、並且甚至在有機溶劑中顏色也不改變。
可基於光聚合單體和光聚合啟始劑(在下文描述)的組成比來決定由染料-聚合物複合物(A)引起的光交聯的程度(交聯程度),因此可通過調整光聚合單體和光聚合啟始劑的組成比控制交聯程度。
黏合劑樹脂可為卡多型樹脂、丙烯基型樹脂、或它們的組合,可單獨地或以它們的混合物使用所述黏合劑樹脂。
卡多型樹脂可為包含由以下化學式8表示的重複單元的化合物。
在上述化學式8中,R124
至R127
是相同的或不同的,且它們各自獨立地是氫原子、鹵原子、或者經取代的或未經取代的C1至C20烷基,R128
和R129
是相同的或不同的,且它們各自獨立地是氫原子或CH2
ORa
(Ra
是乙烯基、丙烯基、或甲基丙烯基),R130
是氫原子、經取代的或未經取代的C1至C20烷基、經取代的或未經取代的C2至C20烯基、丙烯基或甲基丙烯基,Z1
選自單鍵、O、CO、SO2
、CRb
Rc
、SiRd
Re
(其中,Rb
至Re
是相同的或不同的,且它們各自獨立地是氫原子、或者經取代的或未經取代的C1至C20烷基)、或由以下化學式9-1至9-11表示的化合物,且Z2
是酸酐殘基或酸二酐(acid dianhydride)殘基。
在上述化學式9-5中,Rf
是氫原子、乙基、C2
H4
Cl、C2
H4
OH、CH2
CH=CH2
、或苯基。
具體地可通過使由以下化學式10表示的化合物與四羧酸二酐反應獲得卡多型樹脂。
[化學式10]
四羧酸二酐可為芳香族四羧酸二酐。芳香族四羧酸二酐可包括均苯四甲酸二酐(pyromellitic anhydride)、3,3',4,4'-聯苯基四羧酸二酐、2,3,3',4-聯苯基四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯基四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯基醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯基碸四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、3,4,9,10-二萘嵌苯四羧酸二酐(3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride)、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐等,但不限於此。
卡多型樹脂可具有約1,000至約20,000g/mol的重量平均分子量,且具體地為約3,000至約10,000g/mol。當卡多型樹脂具有在所述範圍內的重量平均分子量時,在彩色濾光片的製造期間可獲得優秀的圖案性能和可顯影性。
丙烯基型樹脂是第一烯系不飽和單體和與其可共聚的第二烯系不飽和單體的共聚物,並且該樹脂包含至少一個丙烯基型重複單元。
第一烯系不飽和單體是包含至少一個羧基的烯系不飽和單體。單體的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、
反丁烯二酸、或它們的組合。
基於所述丙烯基型樹脂的總量,可包含範圍為約5至約50重量%、且具體地為約10至約40重量%的第一烯系不飽和單體。
第二烯系不飽和單體可為芳香族乙烯基化合物,例如是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲基醚等;不飽和羧酸酯化合物例如是(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-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯等;不飽和羧酸胺基烷基酯化合物例如是(甲基)丙烯酸2-胺基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基胺基乙基酯等;羧酸乙烯基酯化合物例如是乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不飽和羧酸縮水甘油基酯化合物例如是(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯等;乙烯基氰化合物例如是(甲基)丙烯腈等;不飽和醯胺化合物例如是(甲基)丙烯醯胺等;並且第二烯系不飽和單體可單獨地或作為兩種或更多種的混合物使用。
丙烯基型樹脂的具體實例可為甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物、以及甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物等,但不限於此。可單獨地或作為兩種或更多種的混合物使用這些實例。
丙烯基型樹脂可具有約3,000至約150,000g/mol、具體
地為約5,000至約50,000g/mol、且更具體地約2,000至約30,000g/mol的重量平均分子量。當丙烯基型樹脂具有在所述範圍內的重量平均分子量時,在彩色濾光片的製造期間,感光性樹脂組成物具有優秀的物理和化學性質且具有適當的黏度、以及經改善的緊密接觸性能。
丙烯基型樹脂可具有範圍為約15至約60mg KOH/g、具體地為約20至約50mg KOH/g的酸值。當丙烯基型樹脂具有在所述範圍內的酸值時,可獲得優秀的像素解析度。
可使用約1:99至約99:1的重量比的卡多型樹脂和丙烯基型樹脂。在上述重量比範圍內,可保持優秀的可顯影性且可防止彩色濾光片圖案的切邊(undercut)形成,同時改善錐化特性。
基於感光性樹脂組成物的總量,可包含約0.5至約20重量%、具體地為約0.5至約10重量%的黏合劑樹脂。當包含在上述範圍內的黏合劑樹脂時,在彩色濾光片的製造期間,感光性樹脂組成物具有適當的黏度且具有經改善的圖案性能、可加工性和可顯影性。
光聚合單體可為可包含在感光性樹脂組成物中的任何光聚合單體。
光聚合單體的實例可包括選自以下各項中的一種或多種: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、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、酚醛環氧(甲基)丙烯酸酯(novolacepoxy (meth)acrylate)、包含羧基的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯衍生物、環氧乙烷丙三醇三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(ethyleneoxide glycerinetrimethylolpropanetri(meth)acrylate)、環氧丙烷丙三醇三(甲基)丙烯酸酯等等。
,因為光聚合單體傾向於與環醚反應且從而改善耐溶劑性,故光聚合單體可為包含羧基的單體。包含羧基的光聚合單體或寡聚體(oligomer)可為:含羥基的(甲基)丙烯酸酯和多元羧酸(carboxylic polyacid)的酯;含羥基的(甲基)丙烯酸酯和多元羧酸酐的酯等等。
含羥基的(甲基)丙烯酸酯包括三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等等。
多元羧酸可包括:芳香族多元羧酸,例如是鄰苯二甲酸、3,4-二甲基鄰苯二甲酸、間苯二甲酸(isophthalic acid)、對苯二甲
酸、均苯四甲酸、偏苯三甲酸(tremellitic)、1,4,5,8-萘四甲酸、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸等;脂肪族多元羧酸例如是琥珀酸、戊二酸、癸二酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、馬來酸、反丁烯二酸、衣康酸等;脂環族多元羧酸例如是六氫鄰苯二甲酸、3,4-二甲基四氫鄰苯二甲酸、六氫間苯二甲酸、六氫對苯二甲酸、1,2,4-環戊烷三羧酸、1,2,4-環己烷三羧酸、環戊烷四羧酸、1,2,4,5-環己烷、四羧酸等。
多元羧酸酐可包括:芳香族多元羧酸酐,例如是鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、偏苯三甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸2酐等;脂肪族多元羧酸酐,例如是衣康酸酐、琥珀酸酐、檸康酸酐(citraconic anhydride)、十二烯基琥珀酸酐、三羰基酐(tricarbonyl anhydride)、馬來酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸2酐等;脂環族多元羧酸酐,例如是六氫鄰苯二甲酸、3,4-二甲基四氫鄰苯二甲酸酐、1,2,4-環戊烷三羧酸酐、1,2,4-環己烷三羧酸酐、環戊烷四羧酸2酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸2酐、內次甲基四氫苯酐(himic anhydride)、納迪克酸酐(nadic acid anhydride)等;包含酯基的羧酸酐,例如是乙二醇二偏苯三甲酸(bistrimellitate acid)、丙三醇三偏苯三甲酸酐等。
因此,包含羧基的單體或寡聚體的具體實例可為三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯的鄰苯二甲酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的鄰苯二甲酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯的琥珀酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的鄰苯二甲酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸酯等。
基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總量,可使用約0.5重量%至約20重量%的光聚合單體。當光聚合單體的量在所述範圍內時,形成具有清晰的邊緣的圖案,並且鹼性顯影液中的顯影性是優秀的。
光聚合啟始劑可包括選自以下各項中的至少一種:三嗪型化合物、苯乙酮型化合物、聯咪唑型化合物、安息香型化合物、二苯甲酮型化合物、噻噸酮型化合物、以及肟型化合物,但不限於此。
三嗪型化合物的實例可包括(例如)2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-聯苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基
萘1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等;在它們之中,可優選使用2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、或2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪,且具體地可更優選使用2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪等。
苯乙酮型化合物的實例可包括(例如)二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮等,在它們之中,可優選使用2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、或2-(4-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮,特別地說,可更優選使用2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、或2-(4-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮。
聯咪唑型化合物的實例可包括(例如)2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(4-羰基乙氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(4-溴苯基)聯咪
唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(2,4-二氯苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(間甲氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,6-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-硝基苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑和2,2'-雙(2-甲基苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑,且在它們之中可優選使用2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑或2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑。
安息香型化合物可包括安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、苄基二甲基縮酮等。
二苯甲酮型化合物可包括二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯(methyl o-benzoylbenzoate)、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、3,3-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-苯甲醯-4'-甲基聯苯基硫化物、3,3',4,4'-四(叔丁基過氧羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
噻噸酮型化合物可包括噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
肟型化合物可包括:O-醯基肟型化合物(O-acyloxime-based compound)、2-(O-苯甲醯肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯)-9
氫-咔唑-3-基]乙酮、O-乙氧基羰基-α-氧基胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。O-醯基肟型化合物的實例可包括1-(4-苯基硫烷基苯基)-丁烷-1,2-二酮2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯基硫烷基苯基)-辛烷-1,2-二酮2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、和1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯。
除了上述光聚合啟始劑之外,可使用咔唑型化合物、二酮化合物、硼酸鋶型化合物、重氮基型化合物等。
光聚合啟始劑吸收光,且當被激發時傳遞能量。光聚合啟始劑可與引起化學反應的光敏劑一起使用。
基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總量,可使用約0.1重量%至約10重量%的光聚合啟始劑。當包含所述範圍內的光聚合啟始劑時,它可在圖案形成過程中帶來足夠的光聚合作用,同時不引起由於未反應的啟始劑殘餘物而造成的透明度劣化。
可基於光聚合單體(C)和光聚合啟始劑(D)的組成比決定由染料-聚合物複合物(A)引起的交聯的程度,且因此可通過調整光聚合單體(C)和光聚合啟始劑(D)的組成比控制交聯程度。
溶劑需要具有與染料-聚合物複合物(A)和其他組成材料的相容性而與它們不反應。
溶劑可包括(例如):醇類,例如是甲醇、乙醇等;醚類,
例如是二氯***、正丁基醚、二異戊基醚、甲基苯基醚、四氫呋喃等;二醇醚,例如是乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、丙二醇甲基醚等;溶纖劑乙酸酯,例如是甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙基溶纖劑乙酸酯等;卡必醇,例如是甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如是丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等;芳香族烴類,例如是甲苯、二甲苯等;酮類,例如是甲基乙基酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙酮、甲基-正丁酮、甲基-正戊酮、2-庚酮等;飽和脂肪族單羧酸烷基酯類,例如是乙酸乙酯、乙酸正丁基酯、乙酸異丁基酯等;乳酸酯類,例如是乳酸甲酯、乳酸乙酯等;氧基乙酸烷基酯類,例如是氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯等;烷氧基乙酸烷基酯類,例如是甲氧基乙酸甲酯、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-氧基丙酸烷基酯類,例如是3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等;3-烷氧基丙酸烷基酯類,例如是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-氧基丙酸烷基酯類,例如是2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等;2-烷氧基丙酸烷基酯類,例如是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-氧基-2-甲基丙酸酯類,例如是2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯等;2-烷氧基
-2-甲基丙酸烷基的單氧基單羧酸烷基酯類,例如是2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等;酯類,例如是2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯等;酮酸酯類,例如是丙酮酸乙酯等;或具有高沸點的溶劑,例如是N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮(N-methylpyrrolidone)、二甲基亞碸、苄基***、二己基醚、乙醯丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄基酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、苯基溶纖劑乙酸酯等。
考慮到相容性和反應性,溶劑可包括(例如):乙二醇醚,例如是乙二醇單乙基醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯,例如是乙基溶纖劑乙酸酯等;酯類,例如是2-羥基丙酸乙酯等;二乙二醇,例如是二乙二醇單甲基醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如是丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等;且考慮到染料的溶解度,基於100重量份的溶劑可包括約10重量份至約80重量份的環己酮。可單獨地或作為兩種或更多種的混合物使用這些溶劑。
可包括餘量的溶劑,且具體範圍為約20至約90重量%。當包含所述範圍內的溶劑時,感光性樹脂組成物具有經改善的塗覆性能,並且在約1μm以上的厚度下具有優秀的平整度。
除了染料-聚合物複合物(A)之外,感光性樹脂組成物可更包含的顏料、染料或它們的組合作為著色劑,以實現顏色特徵。具體地,當顏料和染料作為混合型使用時,可改善由過量使用顏料引起的問題,例如光敏性劣化、圖案脫落(pattern-tearing off)、圖案線性(pattern linearity)、殘餘物等。
顏料可具有紅色、綠色、藍色、黃色、紫色等顏色。顏料可包括濃縮的多環顏料,多環顏料例如是蒽醌型顏料、二萘嵌苯型顏料等、酞菁型顏料、偶氮型顏料等。可單獨地或作為兩種或更多種的組合使用它們。兩種或更多種顏料的組合可用於調整最大吸收波長、交叉點、串擾(crosstalk)等。
在用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物中可包含顏料作為顏料分散溶液。
另外,顏料可包括分散劑,以使得顏料組分可均勻地分散。可包括所有非離子型、負離子型、或正離子型分散劑,例如是聚烷基二醇和它們的酯、聚氧化烯(polyoxyalkylene)、多元醇酯環氧烷添加劑(polyhydric alcohol ester alkylene oxide additive)、醇類氧化伸烷基添加劑(alcohol alkyleneoxide additive)、磺酸酯、磺酸鹽、羧酸酯、羧酸鹽、烷基醯胺氧化伸烷基添加劑、烷基胺等。可單獨地或作為兩種或更多種的組合使用這些分散劑。
另外,可另外使用含羧基的丙烯基型樹脂以及分散劑,以改善畫素圖案性質以及顏料分散溶液的穩定性。
顏料具有範圍為約10至約80nm、優選地約10至約70nm的初級顆粒直徑。當其具有在上述範圍內的初級顆粒直徑時,在分散溶液中顏料具有優秀的穩定性,而可不劣化畫素的解析度。
染料可包括蒽醌型化合物、花青素型化合物、內消旋花青素化合物(mesocyanine-based compound)、氮雜卟啉型化合物、酞菁型化合物、吡咯並吡咯型化合物、重氮型化合物、碳鎓型化合物(carbonium-based compound)、吖啶型化合物、噻唑型化合物、喹明型化合物(quinimine-based compound)、次甲基型化合物(methine-based compound)、喹啉型化合物等等。
當使用包含顏料和染料的分散體時,顏料和染料可以約1:9至約9:1的比率存在。在上述範圍內,組成物可實現高的亮度和對比率以及獲得期望的顏色特性。
基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總量,可使用約0.1至約40重量%的顏料或染料。在上述範圍內,組成物可具有適當的著色效果和可顯影性。
除了(A)至(D)組分之外,根據本發明的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物可更包含如以上描述的分散劑,以使得例如是顏料或染料等的組分可在溶劑(E)中均勻分散。
分散劑可包括聚烷基二醇或它們的酯、聚氧化烯、多元醇酯環氧烷添加劑產物、醇類氧化伸烷基添加劑產物、磺酸酯、磺酸鹽、羧酸酯、羧酸鹽、烷基醯胺氧化伸烷基添加劑產物、烷
基胺等等。可單獨地或以兩種或更多種的混合物使用這些物質。
基於100重量份的顏料,可包含約10至約20重量份的分散劑。
用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物可更包含塗層改善劑,例如是矽型試劑、氟型試劑等,以改善塗覆和消泡性質,如果需要的話,還包含黏附改善劑以改善對基底的黏著等等。
基於感光性樹脂組成物的總量,可包含約0.01至約1重量%的塗層改善劑、黏附改善劑等。
用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物可更包含添加劑,例如是環氧化合物;丙二酸;3-胺基-1,2-丙二醇;具有乙烯基或(甲基)丙烯醯氧基的矽型耦聯劑;均染劑(leveling agent);矽型表面活性劑;氟型表面活性劑;和自由基聚合啟始劑,以防止塗覆期間的污點或斑點和由於非顯影產生的殘餘物及控制均染。可根據想要的性質調整添加劑的使用量。
環氧化合物可包括酚醛環氧樹脂、四甲基聯苯基環氧樹脂(tetra methyl biphenyl epoxy resin)、雙酚A環氧樹脂、酯環族環氧樹脂、鄰甲酚醛樹脂等。基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總量,可包含範圍為約0.01重量%至約10重量%的環氧化合物,當使用上述範圍內的環氧化合物時,可改善存儲和加工邊緣。
矽型耦聯劑的實例可包括乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基矽烷)、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、
2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。
基於用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物的總重量,可包括範圍從約0.01重量%至約2重量%的矽烷型耦聯劑,當使用上述範圍內的矽烷型耦聯劑時,可改善黏著、儲存穩定性和塗覆性質。
矽型表面活性劑可包括含有矽氧烷鍵的表面活性劑等等。矽型表面活性劑可包括:道康寧有機矽有限公司(TORAY SILICONE CO.,LTD.)的DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH21PA、SH28PA、29SHPA、和SH30PA;道康寧有機矽有限公司的聚酯改性矽酮,SH8400;信越有機矽有限公司(SHINETSU SILICONE CO.LTD.)的KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、和GF;東芝有機矽有限公司(TOSHIBA SILICONE CO.,LTD.)的TSF4445、TSF4446、TSF4452、和TSF4460;等等。
氟型表面活性劑可為具有碳氟主鏈的表面活性劑等等。氟型表面活性劑可包括住友3M有限公司(SUMITOMO 3M CO.,LTD.)的FULORAD FC430和FULORAD FC431;大日本油墨化學工業株式會社有限公司(DAINIPPON INK KAGAKU KOGYO CO.,LTD.)的MEGAFACE F142D、MEGAFACE F171、MEGAFACE F172、MEGAFACE F173、MEGAFACE F177、MEGAFACE F183、MEGAFACE F470、MEGAFACE F475、MEGAFACE R30;今化產
品(TOCHEM PRODUCTS,CO.,LTD.)的EFTOP EF301、EFTOP EF303、EFTOP EF351、和EFTOP EF352;旭硝子玻璃有限公司(ASAHI GLASS CO.,LTD.)的SURFLON S381、SURFLON S382、SURFLON SC101、和SURFLON SC105;大金精細化學實驗室(DIKIN Finechemical Laboratory)的E5844;等等。
可單獨地或作為兩種或更多種的混合物使用矽型表面活性劑和氟型表面活性劑。
根據本發明的另一個實施例,提供了使用用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物製造的彩色濾光片。
彩色濾光片可適用於各種電子裝置,例如是液晶顯示裝置、有機電致發光二極體、圖像感測器等等。
可通過在基底上塗覆感光性樹脂組成物,接著將其圖案化以提供彩色濾光片。可通過曝光和顯影進行圖案化,其中可通過照射例如約190nm至約450nm、具體地為約200nm至約400nm的UV射線、電子束、或者X射線具有進行曝光。
以下實例更詳細地說明本發明。然而,應理解本發明不限於這些實例。
將由以下化學式11表示的單體、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、和N-苄基馬來醯亞胺以下表1中提供的重量比放入配備有冷凝管和攪拌器的燒瓶中,且基於100重量份的單體的總重量,將6重量份的2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊
腈)作為啟始劑加入到其中。隨後,基於100重量份的啟始劑和單體的總量,將300重量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA,溶劑)加入到其中,且在氮氣氛下緩慢攪拌混合物。將反應溶液加熱至90℃,且攪拌10小時,獲得染料-聚合物複合物(A)溶液。
染料-聚合物複合物(A)溶液包含20重量%的濃度的固體,且在表1中提供了染料-聚合物複合物(A)的重量平均分子量。此處,重量平均分子量是利用凝膠滲透層析(GPC)測量的,其使用聚苯乙烯做為標準聚合物。
除了不使用由化學式11表示的單體之外,根據與合成例1相同的方法製備共聚物溶液。根據比較合成例1的丙烯基型共聚物溶液具有20重量%的固體濃度和如表1中提供的重量平均分子量。
除了使用由以下化學式12表示的單體代替由化學式11表示的單體之外,根據與合成例1相同的方法製備染料-聚合物複合物。
通過使用在以下表2中提供的組分製備感光性樹脂組成物。首先,在溶劑中溶解光聚合啟始劑,並在室溫下將溶液攪拌2小時。隨後,將黏合劑樹脂和光聚合單體加入到在合成實例1至3中聚合的各染料-聚合物複合物中,在室溫下將各混合物攪拌2小時,以製備根據本發明的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物。將組成物過濾三次以去除雜質。
通過使用在比較合成例1中獲得的染料-聚合物複合物和在以下表3中提供的組分,根據與實例1至3相同的方法製備用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物。
本實例中除了使用根據比較合成例2獲得的染料-聚合物複合物之外,根據與比較例1相同的方法製備用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物。
使用旋塗器,在玻璃基底(裸玻璃(bare glass))上塗覆3μm厚的根據實例1至3和比較例1和2的感光性樹脂組成物。通過以下步驟形成多個彩色濾光片圖案:在約80℃下的電熱板上進行約120秒的軟烘烤(soft-baking);利用在約60mJ的功率下的曝光器(Ushio,ghi btoadband)進行曝光;在約25℃的顯影溫度下進行約60秒的顯影時間的顯影;進行約60秒的清洗;以及在約1重量%的濃度的氫氧化鉀水溶液中進行約25秒的旋轉脫水(spin-dry)。
通過在80℃的膜剝離溶液(EDM/MMP=2/8)中將彩色濾光片圖案浸漬約5分鐘,評估使用根據實例1至3和比較例1和2製備的感光性樹脂組成物形成的彩色濾光片圖案對膜剝離溶
液的耐化學性。
通過彩色濾光片圖案在浸漬在膜剝離溶液之前和之後的顏色變化評估對膜剝離溶液的耐化學性,以及在浸漬在膜剝離溶液之後彩色濾光片圖案是否分層。
使用分光光度計(大塚電子株式會社(Otsuka Electronics Corporation)的MCPD3000)測量彩色濾光片圖案的顏色改變,並且使用光學顯微鏡評估彩色濾光片圖案是否分層。
當浸漬在剝離溶液之後的顏色變化微弱時:優秀
當浸漬在剝離溶液之後的顏色變化中等時:中等
當浸漬在剝離溶液之後的顏色變化強烈時:差
當感光性樹脂組成物膜不分層時:優秀
當感光性樹脂組成物膜稍微分層時:感光性樹脂組成
物:中等
當大多數感光性樹脂組成物膜分層時:差
使根據實例1至4和比較例1和2製備的感光性樹脂組成物的彩色濾光片圖案在設置為230℃的烘箱中經受30分鐘的熱處理,並評估它們的耐熱性。
通過檢測熱處理之前和之後的彩色濾光片圖案的顏色改變評估耐熱性,以及利用分光光度計(大塚電子株式會社的MCPD3000)測量顏色改變。
當在約230℃的烘箱中熱處理2小時之後,顏色變化微弱時:優秀
當在約230℃的烘箱中熱處理2小時之後,顏色變化中等時:中等
時:差
如表4和表5顯示的,由根據本發明的實例1至3的感光性樹脂組成物形成的膜顯示小的顏色改變和在脫落溶液處理期間顯示沒有脫落及優秀的耐熱性。基於所述結果,發現根據本發明的實例性實施例的感光性樹脂組成物對脫落溶液和熱顯示優秀的耐受性。
本發明所屬領域技術人員在得益於前文描述中給出的教導後將想到本發明的很多改良和其他實施例。因此,應理解的是,本發明不限於已揭露的具體實施例,改良和其他實施例傾向於被包括在隨附的申請專利範圍的範圍內。儘管本文中採用了具體術語,僅以一般的和描述性的意義使用它們,而不是為了限制的目的,本發明的範圍限定在申請專利範圍中。
Claims (11)
- 一種用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,包含:(A)染料-聚合物複合物,其中所述染料包含由以下化學式1表示的化合物所衍生的重複單元;(B)黏合劑樹脂;(C)光聚合單體;(D)光聚合啟始劑;以及(E)溶劑:
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中由上述化學式1表示的化合物是由以下化學式3表示的化合物:[化學式3]
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中由上述化學式1表示的化合物是由以下化學式4表示的化合物:
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中基於所述染料-聚合物複合物(A)的總量,包含約0.1至約70重量%的由上述化學式1表示的化合物所衍生的重複單元。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中所述用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物包含:0.5至50重量%的所述染料-聚合物複合物(A);0.5至20重量%的所述黏合劑樹脂(B);0.5至20重量%的所述光聚合單體(C);0.1至10重量%的所述光聚合啟始劑(D);以及餘量的所述溶劑(E)。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中所述染料-聚合物複合物(A)具有1,000至500,000克/莫耳的重量平均分子量。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中所述染料-聚合物複合物(A)更包含至少一個由以下化學式5至7表示的重複單元:
- 如申請專利範圍第7項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中基於所述染料-聚合物複合物(A)的總量,所述染料-聚合物複合物(A)包含0.1至70重量%的至少一個由上述化學式5至7表示的重複單元。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中所述黏合劑樹脂(B)是卡多型樹脂、丙烯基型樹脂、或它們的組合。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物,其中所述用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物包括0.1至40重量%的顏料、染料、或它們的組合。
- 一種彩色濾光片,藉由使用如申請專利範圍第1項至第10項中的任一項所述的用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物來製造。
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JP2000095805A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Toppan Printing Co Ltd | 感光性着色組成物 |
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