CN103901723A - 用于挡光层的光敏树脂组合物及使用其的挡光层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于挡光层的光敏树脂组合物及使用其的挡光层，该光敏树脂组合物包含（A）着色剂，包括蓝色材料和红色材料，所述蓝色材料包括由以下化学式1表示的染料；（B）粘合剂树脂；（C）可光聚合单体；（D）光聚合引发剂；和（E）溶剂。在化学式1中，各取代基与说明书中所限定的相同。[化学式1]

Description

用于挡光层的光敏树脂组合物及使用其的挡光层
相关申请
本申请要求于2012年12月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2012-0153565的优先权和权益，通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本公开涉及用于挡光层的光敏树脂组合物以及使用该光敏树脂组合物的挡光层。
背景技术
用于挡光层的光敏树脂组合物是用于制备如挡光层、液晶显示材料、有机发光元件（EL）、显示板材料等显示装置的必要材料。使用用于挡光层的光敏树脂组合物来形成用于彩色液晶显示器等的挡光层。挡光层在诸如红色、绿色、蓝色等有色层之间形成，以增强显示对比度或生色效应（chromophore effect）。
然而，目前使用的碳颜料分散型光敏组合物具有低电阻，因此不能用作光间隙物（光隔离物，photo spacer）或绝缘材料（隔离材料）。因此，日本专利号2,552,391公开了一种使用绝缘有机颜料制备的光敏组合物，该绝缘有机颜料包括有机颜料混合物代替炭黑，以确保其像光间隙物一样高度绝缘并同时实现黑度。然而，光敏组合物仅包括有机颜料，因此降低了光密度（OD）。
发明内容
一个实施方式提供了用于挡光层的光敏树脂组合物，极好地防止金属离子的洗脱（流出）并实现优异的耐光性。
另一个实施方式提供使用用于挡光层的光敏树脂组合物制备的挡光层。
根据一个实施方式，提供用于挡光层的光敏树脂组合物，其包含（A）着色剂，包括蓝色材料和红色材料，蓝色材料包括由以下化学式1表示的染料；（B）粘合剂树脂；（C）可光聚合单体（photopolymerizable monomer）；（D）光聚合引发剂；和（E）溶剂。
[化学式1]
Figure BDA00003276060900021
在化学式1中，
X1和X2独立地为碳原子、硫原子或氧原子，
R1到R6独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
Y1环基基团和Y2环基基团独立地为取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
A1是卤素阴离子、高卤酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子（BF4 -）、六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）、卤代乙酸根阴离子、烷基硫酸根阴离子、磺酸根阴离子或六氟磷酸根阴离子（PF6 -），并且
n1至n4独立地为0或1。
由化学式1表示的染料可以是由以下化学式2表示的染料。
[化学式2]
在化学式2中，
R7至R12独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，和
A2是卤素阴离子、高卤酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子（BF4 -）、六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）、卤代乙酸根阴离子、烷基硫酸根阴离子、磺酸根阴离子或六氟磷酸根阴离子（PF6 -）。
蓝色材料还可以包括紫色颜料。
红色材料可以包括染料、颜料、或它们的组合。
红色材料可以包括二萘嵌苯基颜料、蒽醌基颜料、二蒽醌基颜料、偶氮基颜料、重氮基颜料、喹吖啶酮基颜料、蒽基颜料、或它们的组合。
着色剂可以包含重量比为10:90至90:10的蓝色材料和红色材料。
着色剂还可以包括绿色材料。
绿色材料可以包括染料、颜料、或它们的组合。
绿色材料可以包括卤化酞菁基颜料。
用于挡光层的光敏树脂组合物可以包含1至80wt%的着色剂（A）；0.1至30wt%的粘合剂树脂（B）；0.1至30wt%的可光聚合单体（C）；0.1至5wt%的光聚合引发剂（D）；和余量的溶剂（E）。
根据另一个实施方式，提供了使用用于挡光层的光敏树脂组合物制备的挡光层。
下文中，将详细描述其它实施方式。
具有改善的可靠性的挡光层可以通过防止金属离子的洗脱（流出，elution）和完成改善的挡光性来实现。
具体实施方式
下文将详细描述本公开的示例性实施方式。然而，这些实施方式仅仅是示例性的，并不是对本公开的限制。
如本文中所使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“取代的”是指用选自以下的取代基替代化合物的至少一个氢的一种取代：卤素（F、Cl、Br或I）、羟基基团、C1至C20烷氧基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团、亚氨基基团、叠氮基基团、脒基基团、肼基基团、亚肼基基团、羰基基团、氨甲酰基基团、硫醇基、酯基、醚基、羧基基团或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基基团、C2至C20烯基基团、C2至C20炔基基团、C6至C30芳基基团、C3至C20环烷基基团、C3至C20环烯基基团、C3至C20环炔基基团、C2至C20杂环烷基基团、C2至C20杂环烯基基团、C2至C20杂环炔基基团、或它们的组合。
如本文中所使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“杂环烷基”、“杂环烯基”、“杂环炔基”、和“杂环亚烷基”是指包含至少一个N、O、S或P杂原子的环烷基、环烯基、环炔基和环亚烷基的环基基团。
如本文中所使用的，当没有另外提供具体定义时，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”二者。
用于挡光层的光敏树脂组合物包括（A）着色剂、（B）粘合剂树脂、（C）可光聚合单体、（D）光聚合引发剂和（E）溶剂。
下文中，将详细描述各组分。
（A）着色剂
根据一个实施方式的着色剂包含蓝色和红色材料的混合物。
蓝色材料可以是由以下化学式1表示的染料。
[化学式1]
Figure BDA00003276060900061
在化学式1中，
X1和X2独立地为碳原子、硫原子、或氧原子，
R1至R6独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
Y1环基基团和Y2环基基团独立地为取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
A1是卤素阴离子、高卤酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子（BF4 -）、六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）、卤代乙酸根阴离子、烷基硫酸根阴离子、磺酸根阴离子或六氟磷酸根阴离子（PF6 -），并且
n1至n4独立地为0或1。
如在A1的定义中使用的，术语烷基硫酸根阴离子可以包括C1-C18烷基硫酸根阴离子。
在化学式1中，当X1和X2可以独立地为硫原子或氧原子时，n1至n4各自为0。
蓝色材料如由化学式1表示的染料与红色材料混合并且可以实现黑度。不包括金属离子的蓝色材料可以防止金属离子被溶剂洗脱。此外，在光敏树脂组合物中蓝色材料代替碳黑并且可以将高度绝缘和黑度应用至光敏树脂组合物。
由化学式1表示的染料具体地可以是由以下化学式2表示的染料。
[化学式2]
Figure BDA00003276060900071
在化学式2中，
R7至R12独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，和
A2是卤素阴离子；高卤酸根阴离子，如ClO4 -；四氟硼酸根阴离子（BF4 -）；六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）；卤代乙酸根阴离子，如CF3CO2 -；烷基硫酸根阴离子；由N(SO2CF3)2 -、以下化学式3-1和3-2表示的磺酸根阴离子；或六氟磷酸根阴离子（PF6 -）。
[化学式3-1]
Figure BDA00003276060900081
[化学式3-2]
由化学式1表示的染料可以更具体地是由以下化学式4表示的染料，但不限于此。
[化学式4]
Figure BDA00003276060900083
蓝色材料可以包括紫色颜料以及由化学式1表示的染料。
紫色颜料可以包括二噁嗪紫、第一紫B（first violet B）、甲基紫、阴丹士林亮紫（indanthrene brilliant violet）等。
红色材料可以包括染料、颜料、或它们的组合，具体地，二萘嵌苯基颜料（苝基颜料）、蒽醌基颜料、二蒽醌基颜料、偶氮基颜料、重氮基颜料、喹吖啶酮基颜料、蒽基颜料等。红色材料可以包括二萘嵌苯颜料、喹吖啶酮颜料、萘酚AS、Sicomin颜料、蒽醌（苏丹I、II、III、R）、二蒽醌酯、双偶氮、苯并吡喃等。
蓝色材料和红色材料可以以10:90至90:10、具体地以60:40至90:10、更具体地以75:25至85:15的重量比混合。在该重量比的范围内，可以实现黑度。
着色剂还可以包括绿色材料以及蓝色材料和红色材料。
绿色材料可以包括染料、颜料、或它们的组合，具体地，卤化酞菁基颜料。具体地，绿色颜料可以包括多氯铜酞菁（polychloro copperphthalocyanine）、多氯溴酞菁（polychloro bromo phthalocyanine）等。
颜料可以分散在溶剂中并且以分散体的形式包括在用于挡光层的光敏树脂组合物中。这种颜料分散体可以包含颜料、溶剂、分散剂、粘合剂树脂等。
溶剂可以包括乙酸乙二醇酯、乙基溶纤剂、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、聚乙二醇、环己酮、丙二醇甲醚等，优选丙二醇甲醚乙酸酯。
分散剂促进颜料均匀分散并且可以包括非离子分散剂、阴离子分散剂或阳离子分散剂。具体地，分散剂可以包括聚亚烷基二醇或其酯、聚氧化烯（polyoxy alkylene）、多元醇酯烯基氧化物加成产物（polyhydric alcoholester alkylene oxide addition product）、醇烯基氧化物加成产物、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺烯基氧化物加成产物、烷基胺等。这些分散剂可以单独使用或以两种以上的混合物使用。
粘合剂树脂可以是具有羧基的丙烯酸基树脂（acryl-based resin），并且可以改善颜料分散体的稳定性和像素的图案形成。
颜料可以具有10nm至70nm的初级粒径。当初级粒径落入该粒径范围内时，改善了颜料分散体的稳定性和像素分辨率。
此外，考虑到像素的分辨率，颜料没有具体限制次级粒径，但可以具有小于或等于200nm，特别是70至100nm的次级粒径。粘合剂树脂可以包括酯、羧酸盐、烷基酰胺烯基氧化物加成产物、烷基胺等，并且可以单独使用或以两种以上的混合物使用。
基于用于挡光层的光敏树脂组合物的总量，可包括的着色剂的量为1至80wt%，特别是50至70wt%。当着色剂包括在该范围内时，可以实现黑度，并且改善了挡光层的可靠性。
（B）粘合剂树脂
粘合剂树脂可以包含cardo基粘合剂树脂（cardo-based binder resin）、丙烯酸基粘合剂树脂（acryl-based binder resin）、聚酰亚胺基粘合剂树脂（polyimide-based binder resin）、聚氨酯基粘合剂树脂（polyurethane-basedbinder resin）、或它们的组合。
粘合剂树脂可以具有1,000至150,000g/mol的重均分子量。
在一个实施方式中，粘合剂树脂可以优选地是cardo基粘合剂树脂。cardo基粘合剂树脂可以改善光敏树脂组合物的耐热性和耐化学性。
cardo基粘合剂树脂可以具有1,000至50,000g/mol，特别是3,000至35,000g/mol的重均分子量。当cardo基粘合剂树脂具有上述范围内的重均分子量时，在制造挡光层期间，可以提供优异的图案化性能和可显影性。
cardo基粘合剂树脂可以是包括由以下化学式5表示的重复单元的化合物。
[化学式5]
Figure BDA00003276060900111
在化学式5中，
R24至R27相同或不同，且包括氢、卤素、或者取代或未取代的C1至C20烷基基团，
R28和R29相同或不同，且为氢原子或CH2ORa（其中Ra是乙烯基基团、丙烯酸酯基基团、或甲基丙烯酸酯基基团），
R30是氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、丙烯酸酯基基团或甲基丙烯酸酯基基团，
Z1选自单键、O、CO、SO2、CRbRc、SiRdRe（其中Rb到Re相同或不同，且为氢、或者取代或未取代的C1至C20烷基基团）或由以下化学式6至16表示的化合物，并且
Z2是酸酐残基基团或酸二酐残基基团。
[化学式6]
Figure BDA00003276060900121
[化学式7]
[化学式8]
Figure BDA00003276060900123
[化学式9]
Figure BDA00003276060900124
[化学式10]
在化学式10中，
Rf是氢、乙基基团、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH=CH2、或苯基基团。
[化学式11]
Figure BDA00003276060900131
[化学式12]
[化学式13]
Figure BDA00003276060900133
[化学式14]
Figure BDA00003276060900134
[化学式15]
[化学式16]
Figure BDA00003276060900141
cardo基粘合剂树脂可以通过由以下化学式17表示的化合物与四羧酸二酐反应得到。
[化学式17]
Figure BDA00003276060900142
四羧酸二酐可以是芳香四羧酸二酐。芳香四羧酸二酐可以是均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐、2,3,3',4-联苯基四羧酸二酐、2,2',3,3'-联苯基四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯砜四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、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、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐等，但不限于此。
丙烯酸基粘合剂树脂是第一烯类不饱和单体（ethylenic unsaturatedmonomer）和第二烯类不饱和单体的共聚物，第二烯类不饱和单体可与第一烯类不饱和单体共聚合，并且还包括至少一个丙烯酸基重复单元（acryl-based repeating unit）。
第一烯类不饱和单体是包含至少一个羧基基团的烯类不饱和单体。该单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、或它们的组合。
基于丙烯酸基粘合剂树脂的总量，可包含的第一烯类不饱和单体的量的范围是从5至50wt%，特别从10至40wt%。
第二烯类不饱和单体的实例可以包括芳族乙烯化合物，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲醚等；不饱和羧酸酯化合物，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)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等；不饱和羧酸氨基烷基酯化合物，如(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯等；羧酸乙烯基酯化合物，如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不饱和羧酸缩水甘油酯化合物，如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等；丙烯腈化合物，如(甲基)丙烯腈等；不饱和酰胺化合物，如(甲基)丙烯酰胺等；诸如此类。它们可以单独使用或以两种以上的混合物使用。
丙烯酸基树脂的实例可以包括甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物等，但不限于此。它们可以单独地或者以两种以上的混合物的使用。
丙烯酸基粘合剂树脂可以具有范围从3,000至150,000g/mol，特别是5,000至50,000g/mol，更特别是2,000至30,000g/mol的重均分子量。当丙烯酸基粘合剂树脂具有该范围内的重均分子量时，在制备挡光层期间，用于挡光层的光敏树脂组合物具有良好的物理和化学性能、合适的粘度以及与基板的紧密接触性能。
丙烯酸基粘合剂树脂可以具有的酸值范围为15至60mgKOH/g，特别是20至50mgKOH/g。当丙烯酸基粘合剂树脂具有该范围内的酸值时，可以实现优异的像素分辨率。
基于用于挡光层的光敏树脂组合物的总量，可包括的粘合剂树脂的量为0.1至30wt%，特别是1至20wt%。当粘合剂树脂包括在上述范围内时，在制备挡光层期间，由于合适的粘度，改善了图案化性能、可加工性和可显影性。
（C）可光聚合单体
光聚合单体（photopolymerization monomer）可以包括具有两个以上羟基基团的多功能单体。光聚合单体的实例可以包括丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、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、酚醛环氧树脂丙烯酸酯（novolacepoxyacrylate）、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯等。
基于用于挡光层的光敏树脂组合物的总量，可包括的光聚合单体的量为0.1至30wt%，特别是5至20wt%。当光聚合单体包括在该范围内时，组合物可以具有优异的图案特性和显影性能。
（D）光聚合引发剂
光聚合引发剂通常用于制备光敏树脂组合物并且可以包括苯乙酮基化合物、二苯甲酮基化合物、噻吨酮基化合物、安息香基化合物、三嗪基化合物、肟基化合物、或它们的组合。
苯乙酮基化合物可以包括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、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、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-吗啉代丙-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮。
二苯甲酮基化合物可以包括二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸酯、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
噻吨酮基化合物可以包括噻吨酮、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。
安息香基化合物可以包括安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、苄基二甲基缩酮等。
三嗪基化合物可以包括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、2-4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2-4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。
肟基化合物可以包括1,2-辛二酮、2-(邻苯甲酰基肟基)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(邻乙酰基肟基)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮等。
光聚合引发剂可以包括除上述光聚合引发剂之外的咔唑基化合物、二酮基化合物（carbazole-based compound）、硼酸锍基化合物（sulfoniumborate-based compound）、重氮基化合物（diazo-based compound）、非咪唑基化合物（nonimidazole-based compound）等。
基于用于挡光层的光敏树脂组合物的总量，可包括的光聚合引发剂的量为0.1至5wt%，特别是1至3wt%。当光聚合引发剂包括在该范围内时，组合物在曝光下于制备挡光层期间可以充分地光聚合，实现优异的感光度并改善透光度。
（E）溶剂
溶剂不受具体限制，但是溶剂的实例包括醇类，如甲醇、乙醇等；醚类，如二氯乙醚、正丁醚、二异戊醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等；二醇醚类，如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚等；乙酸溶纤剂类，如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙基溶纤剂乙酸酯等；卡必醇类，如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯类，如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等；芳烃类，如甲苯、二甲苯等；酮类，如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-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；饱和脂族一元羧酸烷基酯，如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等；乳酸烷基酯类，如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；羟基乙酸烷基酯类，如羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯等；乙酸烷氧基烷基酯类，如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等；3-羟基丙酸烷基酯类，如3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯类，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-羟基丙酸烷基酯类，如2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯类，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-甲基丙酸烷基酯类，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-甲基丙酸烷基酯类，如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯类，如丙酸2-羟基乙酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙酯、乙酸羟基乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯等；或酮酸酯类，如丙酮酸乙酯。此外，溶剂可以是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-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。这些溶剂可以单独使用或以它们的混合物使用。
考虑到相容性和反应性等，溶剂可以包括二醇醚类，如乙二醇单乙醚等；乙二醇烷基醚乙酸酯类，如乙基溶纤剂乙酸酯等；酯类，如丙酸2-羟基乙酯等；二乙二醇类，如二乙二醇单甲醚等；或丙二醇烷基醚乙酸酯类，如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
可以以余量，并且特别是基于用于挡光层的光敏树脂组合物的总量，以20至90wt%范围的量包含溶剂。当溶剂包括在该范围内时，光敏树脂组合物可以具有优异的涂覆性能并在具有大于或等于3μm厚度的层中保持优异的平整度（平面度，flatness）。
（F）其它添加剂
光敏树脂组合物还可以包含添加剂，如丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；具有乙烯基基团或(甲基)丙烯酰氧基基团的硅烷基偶联剂；均化剂；氟基表面活性剂；自由基聚合引发剂等，以便于防止在涂覆期间的污点或斑点以及由于非显影而产生残渣，以及便于控制均化（流平）。
硅烷基偶联剂可以包括三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰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。这些偶联剂可以单独使用或以两种以上的混合物使用。
氟基表面活性剂可以包括
Figure BDA00003276060900201
和
Figure BDA00003276060900202
（BM Chemie Inc.）；
Figure BDA00003276060900203
Figure BDA00003276060900204
Figure BDA00003276060900205
和（Dainippon Ink & Chemicals（DIC）,Inc.）；FULORAD
Figure BDA00003276060900207
FULORAD
Figure BDA00003276060900208
FULORAD和FULORAD
Figure BDA000032760609002010
（Sumitomo3M Co.,Ltd.）；SURFLON
Figure BDA000032760609002011
SURFLON
Figure BDA000032760609002012
SURFLONSURFLON
Figure BDA000032760609002014
和SURFLON
Figure BDA000032760609002015
（Asahi Glass Co.,Ltd.）；和
Figure BDA000032760609002016
Figure BDA000032760609002017
Figure BDA000032760609002018
Figure BDA000032760609002019
和
Figure BDA000032760609002020
等（Toray Silicone Co.,Ltd.）。
添加剂的量可以根据所期望的性能容易地调整。
根据另一个实施方式，提供使用用于挡光层的光敏树脂组合物制备的挡光层。可以如下制备挡光层。
（1）涂覆和膜形成
采用旋涂法或狭缝涂覆法、辊涂法、丝网印刷法、涂膜器法等，将用于挡光层的光敏树脂组合物涂覆在经过预定预处理的基板上，达到期望的厚度，如0.9至4.0μm范围的厚度。然后，在70至90℃范围的温度下加热经涂覆的基板1至10分钟以除去溶剂。
（2）曝光
放置具有预定形状的掩膜后，用200至500nm的活性射线辐照所得到的膜以形成期望的图案。
通过使用光源如低压、高压或超高压汞灯、金属卤化物灯、氩气激光灯等实施辐照。也可以使用X射线、电子束等。
当使用高压汞灯时，可以通过使用例如500mJ/cm2以下（利用365nm传感器）的光剂量进行曝光。然而，光剂量可以取决于用于挡光层的光敏树脂组合物的各组分的种类、其组合比以及干膜厚度而变化。
（3）显影
曝光之后，通过使用碱性水溶液显影曝光的膜以溶解和除去曝光部分之外的不必要部分来形成图像图案。
（4）后处理
为了实现在耐热性、耐光性（photo resistance）、紧密接触性能、耐裂性、耐化学性、高强度、存储稳定性等方面的优异性，可以再次加热或用活性射线等辐照显影的图像图案进行固化。
下文中，将参照实施例更详细地说明本发明。然而，这些是示例性的实施方式，本发明并不限于此。
（用于挡光层的光敏树脂组合物的制备）
使用以下组分制备用于挡光层的光敏树脂组合物。
（A）着色剂
（A-1）蓝色材料
（A-1-1）使用由以下化学式4表示的染料（蓝绿色-1，KISCO）。
[化学式4]
Figure BDA00003276060900221
（A-1-2）使用包含由BASF公司制备的颜料V23的色浆（漆浆，millbase）（Sakata有限公司）。
（A-1-3）使用包含由以下化学式18表示并由BASF公司制备的颜料B15:6的色浆（Sakata有限公司）。
[化学式18]
Figure BDA00003276060900222
（A-2）红色材料
使用橙色63（Sakata有限公司）。
（B）粘合剂树脂
使用由NSCC制备的V259ME作为cardo基粘合剂树脂。
（C）可光聚合单体
使用二季戊四醇六丙烯酸酯。
（D）光聚合引发剂
使用由Ciba-Geigy公司制备的IGR369。
（E）溶剂
使用丙二醇甲醚乙酸酯。
（F）添加剂
使用γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（S-710,Chisso Corp.）。
实施例1和2以及比较例1
根据以下表1中提供的组合物，通过混合各组分来制备用于挡光层的光敏树脂组合物。具体地，将光聚合引发剂溶解在溶剂中，并搅拌该溶液30分钟。然后，向其中依次加入粘合剂树脂和可光聚合单体。搅拌该混合物1小时。然后，将添加剂加入至搅拌着的混合物中，最后向其中加入着色剂。搅拌得到的混合物大于或等于2小时，制备用于挡光层的光敏树脂组合物。
（表1）（单位：wt%）
Figure BDA00003276060900241
评价1：金属离子的洗脱
分别在预定预处理的基板上涂覆2.0μm厚的根据实施例1和2以及比较例1的每一种用于挡光层的光敏树脂组合物，然后在90℃下加热4分钟以除去溶剂，完成基板上的膜。接下来，将光掩膜放置在这些膜上并曝光于具有40mJ的光。然后，在对流烘箱中220℃下烘烤其上具有膜的基板25分钟。将得到的膜样本放入4mL100℃的N-甲基吡咯烷酮中10分钟以洗脱Cu。然后，将0.2g的膜样本放入稀释30倍的N-甲基吡咯烷酮中，利用ICP-MS测量Cu离子的洗脱。下表2中提供了结果。
评价2：液晶反应值
将根据实施例1和2以及比较例1的用于挡光层的光敏树脂组合物分别涂覆在玻璃基板上以在其上形成膜。将该膜样本放入液晶内并在80℃下老化2小时。在两个电极之间注入该液晶，并向其施加电压，制作装置样品。参照通过利用Autronic VHRM测量液晶的污染程度来评价该装置样品。下表2中提供了结果。
评价3：VHR
将根据实施例1和2以及比较例1的用于挡光层的光敏树脂组合物分别涂覆在ITO-图案化的玻璃基板上，形成膜样本。分别组装并用ITO-图案化的电极压缩该膜样本，在其间注入液晶，然后密封，制作装置样品。参照VHR用Autronic VHRM测量样品装置。下表2中提供了结果。
（表2）
Figure BDA00003276060900251
参照表2，使用通过混合作为两种着色剂的蓝色和红色材料制备的用于挡光层的光敏树脂组合物的实施例1和2与使用包括金属离子的蓝色材料制备的光敏树脂组合物的比较例1相比没有金属离子洗脱，因此防止了液晶的劣化并实现了优异的耐光性。
尽管参照目前被认为是实践上示例性的实施方式描述了本公开，但应当理解的是，本发明不限于所公开的实施方式，相反地，本发明意图涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同安排。因此，应当理解的是，前述实施方式是示例性的，不以任何方式限制本公开。

Claims (1)

1.一种用于挡光层的光敏树脂组合物，包含：
（A）着色剂，包括蓝色材料和红色材料，所述蓝色材料包括由以下化学式1表示的染料；
（B）粘合剂树脂；
（C）可光聚合单体；
（D）光聚合引发剂；以及
（E）溶剂：
[化学式1]
Figure FDA00003276060800011
其中，在化学式1中，
X1和X2独立地为碳原子、硫原子或氧原子，
R1至R6独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
Y1环基基团和Y2环基基团独立地为取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，
A1是卤素阴离子、高卤酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子（BF4 -）、六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）、卤代乙酸根阴离子、烷基硫酸根阴离子、磺酸根阴离子或六氟磷酸根阴离子（PF6 -），并且
n1至n4独立地为0或1。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中由化学式1表示的所述染料是由以下化学式2表示的染料：
[化学式2]
Figure FDA00003276060800021
其中，在化学式2中，
R7到R12独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烯基基团、取代或未取代的C2至C20杂环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的C2至C30杂芳基基团，并且
A2是卤素阴离子、高卤酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子（BF4 -）、六氟锑酸根阴离子（SbF6 -）、卤代乙酸根阴离子、烷基硫酸根阴离子、磺酸根阴离子、或六氟磷酸根阴离子（PF6 -）。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述蓝色材料还包括紫色颜料。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述红色材料包括染料、颜料、或它们的组合。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述红色材料包括二萘嵌苯基颜料、蒽醌基颜料、二蒽醌基颜料、偶氮基颜料、重氮基颜料、喹吖啶酮基颜料、蒽基颜料、或它们的组合。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述着色剂包含重量比为10:90至90:10的所述蓝色材料和所述红色材料。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述着色剂还包括绿色材料。
根据权利要求7所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述绿色材料包括染料、颜料、或它们的组合。
根据权利要求7所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述绿色材料包括卤化酞菁基颜料。
根据权利要求1所述的用于挡光层的光敏树脂组合物，其中所述用于挡光层的光敏树脂组合物包含
1至80wt%的所述着色剂（A）；
0.1至30wt%的所述粘合剂树脂（B）；
0.1至30wt%的所述可光聚合单体（C）；
0.1至5wt%的所述光聚合引发剂（D）；以及
余量的所述溶剂（E）。
使用根据权利要求1至10中任一项所述的用于挡光层的光敏树脂组合物制备的挡光层。
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