CN104411746A - 固化性组合物、固化膜和显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对放射线的照射、加热的固化性优异的组合物。本发明的固化性组合物的特征在于含有以下成分(A1)和(B):(A1)至少经过如下工序而得到的聚合物,该工序是使具有硫烷基的羧酸与含有具有羟基的(甲基)丙烯酸系单体的单体的聚合物的羟基发生酯化反应,(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种固化性组合物,更详细而言,涉及可用于三维光学造型、全息照相、滤色器、光致抗蚀剂、平版印刷版材、彩色校样之类的图像形成材料、绝缘膜材料、保护膜材料、油墨、涂料、粘接剂、密封材料、涂敷剂、齿科材料等的固化性组合物,使用该固化性组合物形成的固化膜,以及具备该固化膜的显示元件。
背景技术
一直以来,伴随放射线的照射、加热而固化的固化性组合物被广泛用于三维光学造型、全息照相、滤色器、光致抗蚀剂、平版印刷版材、彩色校样之类的图像形成材料、绝缘膜材料、保护膜材料、油墨、涂料、粘接剂、密封材料(液晶显示元件、LED元件、有机EL元件等)、涂敷剂、齿科材料等。
例如,专利文献1~2中公开了如下内容:使用了特定的环氧系树脂的放射线敏化性或热固化性的树脂组合物适合作为在光学设备中使用的保护膜、平坦化膜的形成材料。另外,专利文献3中公开了如下内容:含有特定的烯键式不饱和化合物的光聚合性组合物适合作为滤色器抗蚀剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-43643号公报
专利文献2:日本特开平6-157716号公报
专利文献3:日本特开平8-327813号公报
发明内容
然而,近年来,伴随节能、减少对环境的负担、提高设备的生产率等要求,对固化性组合物要求固化温度的低温化、对放射线的高灵敏度化。另外,为了实现滤色器的高亮度化、高精细化,已知有效的是使用染料作为着色剂,但对含有染料的固化性组合物要求进一步提高固化性。
因此,本发明的课题在于提供一种对放射线的照射、加热的固化性优异的组合物。并且,本发明的课题在于提供具备由上述固化性组合物形成的着色层等而成的滤色器和具备该滤色器的显示元件。
鉴于上述实际情况,本发明人等进行了深入研究,结果发现通过使用具有硫烷基(-SH)的特定的聚合物能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明提供一种固化性组合物,其特征在于,含有以下成分(A1)和(B):
(A1)至少经过如下工序而得到的聚合物(以下,也称为“(A1)聚合物”),该工序是使具有硫烷基的羧酸与含有具有羟基的(甲基)丙烯酸系单体的单体的聚合物的羟基发生酯化反应,
(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物(以下,也称为“(B)交联剂”)。
另外,本发明提供一种固化性组合物,其特征在于,含有以下成分(A2)和(B):
(A2)具有下述式(1)表示的重复单元的聚合物(以下,也称为“(A2)聚合物”),
(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物。
〔式(1)中,
R1表示氢原子或甲基,
R2、R3和R4各自独立地表示取代或非取代的二价烃基,
X表示-COO-(*1)或-CONH-(*1),
Z表示单键、-CO-或-COO-(*2),
m表示1~30的整数,
n表示0~30的整数。
其中,“*1”表示与R2键合的键合位点,“*2”表示与R3键合的键合位点。〕
此外,还提供使用上述固化性组合物形成的固化膜和具备该固化膜的显示元件。
本发明的固化性组合物对放射线的照射、加热的固化性极优异。
因此,本发明的固化性组合物以构成彩色液晶显示元件、固体摄像元件、有机EL显示元件等的各种滤色器的制作为代表,作为绝缘膜材料、保护膜材料、油墨、涂料、粘接剂、液晶显示元件·LED元件·有机EL元件等的密封材料、涂敷剂、齿科材料等极为有用。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
固化性组合物
本发明的固化性组合物含有(A1)或(A2)成分和(B)成分。以下,对各成分进行详细说明,在以下的说明中,将(A1)和(A2)成分概括性地作为(A)成分进行说明。
-(A)聚合物-
(A)聚合物是具有多个硫烷基的聚合物。(A)聚合物通过与具有烯键式不饱和基团的化合物、环氧化合物等发生交联反应,以及在具有烯键式不饱和基团的化合物的自由基固化反应中作为链转移剂发挥作用,从而使本发明的固化性组合物表现出优异的固化性。
(A1)聚合物是至少经过如下工序而得到的聚合物,该工序是使具有硫烷基的羧酸与含有具有羟基的(甲基)丙烯酸系单体(以下,也称为“单体(a1)”)的单体的聚合物(以下,也称为“含羟基的聚合物”)的羟基发生酯化反应。应予说明,所谓“(甲基)丙烯酸系单体”,是不仅包含(甲基)丙烯酸酯单体而且包含(甲基)丙烯酰胺单体的概念。
作为上述单体(a1),只要是具有羟基和(甲基)丙烯酰氧基或(甲基)丙烯酰胺基的化合物就没有特别限定,例如可举出下述式(3)表示的化合物。应予说明,单体(a1)可以单独使用或者组合2种以上使用。
〔式(3)中,
R1表示氢原子或甲基,
R2和R3各自独立地表示取代或非取代的二价烃基,
X表示-COO-(*1)或-CONH-(*1),
Z表示单键、-CO-或-COO-(*2),
m表示1~30的整数,
n表示0~30的整数。
其中,“*1”表示与R2键合的键合位点,“*2”表示与R3键合的键合位点。〕
作为R2和R3涉及的二价烃基,可举出二价脂肪族烃基、二价脂环式烃基、二价芳香族烃基等。二价脂肪族烃基可以是直链状和支链状中的任一形态,另外,二价脂肪族烃基和二价脂环式烃基可以是饱和烃基也可以是不饱和烃基。另外,在本说明书中,所谓“脂环式烃基”、“芳香族烃基”,是不仅包含仅由环结构构成的基团,还包含该环结构进一步取代有脂肪族烃基的基团的概念,其结构中至少含有脂环式烃或芳香族烃即可。
作为二价脂肪族烃基,例如可举出链烷二基、链烯二基,其碳原子数优选1~20,进一步优选2~12。作为具体例,可举出亚甲基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、2,2-二甲基丙烷-1,3-二基、乙烯-1,1-二基、乙烯-1,2-二基、丙烯-1,2-二基、丙烯-1,3-二基、丙烯-2,3-二基、1-丁烯-1,2-二基、1-丁烯-1,3-二基、1-丁烯-1,4-二基、2-戊烯-1,5-二基、3-己烯-1,6-二基等。
作为二价脂环式烃基,例如可举出亚环烷基、亚环烯基,其碳原子数优选3~20,进一步优选3~12。作为具体例,可举出亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环丁烯基、亚环戊烯基、亚环己烯基等,以及下述式(4)表示的基团。
-(CH2)a-Y-(CH2)b- (4)
〔式(4)中,
Y表示选自下述式(i)~(iv)表示的基团中的二价基团,
a和b各自独立地表示0~6的整数。〕
作为二价芳香族烃基,例如可举出亚芳基,优选碳原子数6~14的单环~3环的亚芳基。作为具体例,可举出亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚菲基、亚蒽基等。
其中,作为R2和R3涉及的二价烃基,优选碳原子数1~20、进一步优选碳原子数1~12的二价脂肪族烃基,特别优选链烷二基。应予说明,R2和R3彼此可以相同也可以不同,R2和R3分别存在多个时,彼此可以相同也可以不同。
另外,作为R2和R3涉及的二价烃基所具有的取代基,可举出卤素原子、羟基、碳原子数1~6的烷氧基等。作为卤素原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作为碳原子数1~6的烷氧基的具体例,例如可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基等。
X优选-COO-(*1)和-CONH-(*1)中的-COO-(*1)。
m优选1~6的整数,更优选1~3的整数,进一步优选1。
n优选0~6的整数,更优选1~3的整数,进一步优选0或1。
作为上述式(3)表示的化合物的更优选的例子,可举出下述式(5)~(8)表示的化合物。
〔式(5)~(8)中,
R1、X、Y、a、b和m与上述含义相同,
R7和R8各自独立地表示取代或非取代的二价脂肪族烃基,
r表示1~30的整数。〕
作为R7和R8涉及的二价脂肪族烃基,优选碳原子数1~20、进一步优选碳原子数1~12的链烷二基。应予说明,R7和R8彼此可以相同也可以不同,R7和R8涉及的二价脂肪族烃基的取代基与R2和R3中的取代基相同,但优选无取代。
r优选为1~6的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为1。
作为上述式(5)表示的化合物的具体例,例如可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸5-羟基戊酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸7-羟基庚酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸9-羟基壬酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸11-羟基十一烷基酯、(甲基)丙烯酸12-羟基十二烷基酯等(甲基)丙烯酸羟基C1-12烷基酯;聚乙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯等聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯,以及与上述(甲基)丙烯酸羟基C1-12烷基酯、聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯对应的(甲基)丙烯酰胺。
上述式(6)表示的化合物中,作为m=1、r=1的化合物的具体例,例如可举出(甲基)丙烯酸2-(6-羟基己酰氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(6-羟基己酰氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸4-(6-羟基己酰氧基)丁酯、(甲基)丙烯酸5-(6-羟基己酰氧基)戊酯、(甲基)丙烯酸6-(6-羟基己酰氧基)己酯等(甲基)丙烯酸(羟基己酰氧基)C1-12烷基酯等,以及与它们对应的(甲基)丙烯酰胺。应予说明,作为(甲基)丙烯酸(6-羟基己酰氧基)C1-12烷基酯的市售品,可使用PLACCELFM1D、PLACCEL FM2D(商品名,Daicel Chemical Industries株式会社制)等。
上述式(7)表示的化合物中,作为m=1、r=1的化合物的具体例,例如可举出(甲基)丙烯酸2-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸4-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)丁酯、(甲基)丙烯酸5-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)戊酯、(甲基)丙烯酸6-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)己酯等(甲基)丙烯酸(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)C1-12烷基酯等,以及与它们对应的(甲基)丙烯酰胺。应予说明,作为(甲基)丙烯酸(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基羰基氧基)C1-12烷基酯的市售品,可使用HEMAC1(商品名,DaicelChemical Industries株式会社制)等。
作为上述式(8)表示的化合物的具体例,例如可举出(甲基)丙烯酸4-羟基环己酯、(甲基)丙烯酸3-羟基双环[2.2.1]庚-5-烯-2-酯、(甲基)丙烯酸8-羟基双环[2.2.1]庚-5-烯-2-酯、(甲基)丙烯酸2-羟基八氢-4,7-亚甲基茚-5-酯、(甲基)丙烯酸3-羟基金刚烷-1-酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-〔4-(2-羟基乙基)环己基〕乙酯、(甲基)丙烯酸(3-羟基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2-基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-〔3-(2-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2-基〕乙酯、(甲基)丙烯酸(2-羟基甲基八氢-4,7-亚甲基茚-5-基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-〔2-(2-羟基乙基)八氢-4,7-亚甲基茚-5-基〕乙酯、(甲基)丙烯酸(3-羟基甲基金刚烷-1-基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-〔3-(2-羟基乙基)金刚烷-1-基〕乙酯等,以及与它们对应的(甲基)丙烯酰胺。
含羟基的聚合物中,也可以将单体(a1)以外的单体共聚。作为单体(a1)以外的单体,例如可举出:
N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺之类的N位取代马来酰亚胺;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对羟基苯乙烯、对羟基-α-甲基苯乙烯、苊烯之类的芳香族乙烯基化合物;
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、聚乙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯、对枯基苯酚的环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯之类的(甲基)丙烯酸酯;
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、在聚硅氧烷之类的聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体等。
这些单体可以单独使用或者混合2种以上使用。
其中,作为单体(a1)以外的单体,优选含有(甲基)丙烯酸酯。
含羟基的聚合物中,单体(a1)的使用比例优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%。单体(a1)的使用比例的上限优选为80质量%。应予说明,单体(a1)以外的单体的使用比例为单体(a1)的使用比例的余量。
含羟基的聚合物例如可通过将单体(a1)等自由基聚合来制造,也可以利用活性自由基聚合法、活性阴离子聚合法、活性阳离子聚合法等控制其Mw/Mn、未反应单体的残余量。另外,也可通过在3官能以上的低分子型多官能硫醇的存在下进行自由基聚合而制成星型的聚合物。
另一方面,作为具有硫烷基的羧酸,没有特别限定,但优选下述式(9)表示的化合物。
HOOC-R4-SH (9)
〔式(9)中,R4表示取代或非取代的二价烃基。〕
作为R4,可举出与R2和R3中的二价烃基相同的基团。其中,优选碳原子数1~10、进一步优选碳原子数3~10的链烷二基。作为取代基,可举出与R2和R3中的取代基相同的取代基,但优选无取代。
作为具有硫烷基的羧酸的具体例,可举出2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、2-巯基丁酸、3-巯基丁酸、4-巯基丁酸、2-巯基异丁酸、2-巯基异戊酸、3-巯基异戊酸、3-巯基异己酸等。
在含羟基的聚合物与具有硫烷基的羧酸的酯化反应中,可采用公知的酯化反应。此时,可以将含羟基的聚合物的羟基全部酯化,但优选以羟值成为3~100mgKOH/g、优选成为5~80mgKOH/g的方式残留羟基。应予说明,羟值的测定按照后述的实施例中记载的方法进行。
另一方面,(A2)聚合物是具有下述式(1)表示的重复单元的聚合物,优选为至少经过如下工序而得到的聚合物,该工序是使上述式(9)表示的化合物与含有上述式(3)表示的化合物的单体的聚合物的羟基发生酯化反应。
〔式(1)中,R1、R2、R3、R4、X、Z、m和n与上述含义相同。〕
(A2)聚合物优选进一步具有下述式(2)表示的重复单元,此外,也可以具有除上述式(1)表示的重复单元和下述式(2)表示的重复单元以外的重复单元。
〔式(2)中,
R1、R2、R3、X、Z、m和n与上述含义相同,
R5表示氢原子或-CO-R6-COOH,
R6表示二价烃基。〕
(A2)聚合物中,上述式(1)表示的重复单元的含有比例通常为5质量%以上,优选为10~80质量%,特别优选15~70质量%。另外,(A2)聚合物中,上述式(2)表示的重复单元的含有比例优选为1~50质量%,特别优选为2~30质量%。
作为(A)聚合物,可直接使用(A1)聚合物或(A2)聚合物,也可通过使残留的羟基的至少一部分与多元酸酐反应而制成导入了羧基的(A)聚合物。由羟基的至少一部分与多元酸酐的反应得到的(A)聚合物在具有碱溶性的方面而优选。
作为多元酸酐,可使用各种化合物,饱和多元酸酐和不饱和多元酸酐均可使用。其中,优选下述式(10)表示的二元酸的酸酐。
HOOC-R6-COOH (10)
〔式(10)中,R6表示二价烃基。〕
作为R6,可举出与R2和R3中的二价烃基相同的基团。其中,优选碳原子数1~10的链烷二基、碳原子数2~10的链烯二基、碳原子数3~20的亚环烷基、碳原子数3~20的亚环烯基、碳原子数6~14的亚芳基。
作为二元酸酐的具体例,例如可举出丙二酸酐、马来酸酐、柠康酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、戊烯二酸酐、衣康酸酐、二甘醇酸酐、邻苯二甲酸酐、环己烷-1,2-二甲酸酐、4-环己烯-1,2-二甲酸酐、联苯二甲酸酐等。
(A)聚合物可以单独使用或者混合2种以上使用。
从提高所希望的效果的观点出发,(A)聚合物的硫醇当量(g/eq)优选为150~2000g/eq,更优选为200~1500g/eq。应予说明,硫醇当量的测定按后述的实施例中记载的方法进行。
(A)聚合物的分子量可采用使用四氢呋喃作为流动相的GPC(凝胶渗透色谱),作为按聚苯乙烯换算的重均分子量来进行测定。(A)聚合物的重均分子量(Mw)优选为1000~100000,更优选为2000~50000,特别优选为3000~30000。通过设在这样的范围内,能够进一步提高所希望的效果。
另外,重均分子量(Mw)与按相同条件测定的数均分子量(Mn)之比即分散度(Mw/Mn)优选为1.0~5.0,更优选为1.0~3.0,进一步优选为1.0~2.5。通过设在这样的范围内,能够进一步提高所希望的效果。
本发明中的(A)聚合物的含量在固化性组合物的固体成分中优选为0.1~70质量%,进一步优选为0.5~50质量%,特别优选为1~30质量%。这里,在本说明书中,“固体成分”是指除后述溶剂以外的成分。
-(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物-
(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物只要具有2个以上可与硫烷基反应的官能团就没有特别限定,可以是低分子化合物也可以是高分子化合物。以下,也将(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物称为(B)交联剂。
在本发明中,作为(B)交联剂,优选为具有2个以上的烯键式不饱和基团和具有环状醚结构的基团中的至少任一种的化合物。作为上述烯键式不饱和基团,优选(甲基)丙烯酰基,作为上述具有环状醚结构的基团,优选环氧乙烷基或氧杂环丁烷基。
作为这样的(B)交联剂,例如可举出具有2个以上烯键式不饱和基团的单体、具有2个以上烯键式不饱和基团的聚合物、具有2个以上环状醚结构的单体、具有2个以上环状醚结构的聚合物、具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的单体、具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的聚合物等。
聚合物型的(B)交联剂的分子量是由使用四氢呋喃作为流动相的GPC测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量,优选为1000~100000,更优选为3000~50000,分散度(Mw/Mn)优选为1.0~5.0,更优选为1.0~3.0。通过设在这样的范围内,能够进一步提高所希望的效果。
作为上述具有2个以上烯键式不饱和基团的单体,优选使脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、烯化氧改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应得到的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、使具有羟基的多官能(甲基)丙烯酸酯与酸酐反应得到的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述使脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出三羟甲基丙烷三(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、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯等。另外,作为上述己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出日本特开平11-44955号公报的第〔0015〕~〔0018〕段中记载的化合物等。另外,作为上述烯化氧改性的多官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出日本特开平10-62986号公报的权利要求1中记载的化合物、日本特开2008-83508号公报的权利要求1中记载的化合物等。另外,作为上述使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应得到的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出日本特开2003-315998号公报的第〔0014〕~〔0015〕段中记载的化合物等。另外,作为上述使具有羟基的多官能(甲基)丙烯酸酯与酸酐反应得到的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出使季戊四醇三丙烯酸酯与琥珀酸酐反应得到的化合物、使二季戊四醇五丙烯酸酯与琥珀酸酐反应得到的化合物等。
这些具有2个以上烯键式不饱和基团的单体可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为上述具有2个以上烯键式不饱和基团的聚合物,优选具有(甲基)丙烯酰基等烯键式不饱和基团和羧基的聚合物。作为这样的聚合物的具体例,可举出日本特开平5-19467号公报等中记载的介由缩水甘油基导入了烯键式不饱和基团的(甲基)丙烯酸系共聚物;日本特开平6-230212号公报等中记载的介由异氰酸酯基导入了乙烯基的乙烯基系共聚物;国际公开第96/23237号小册子等中记载的具有脂环式(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系共聚物;日本特开平7-207211号公报、日本特开平9-325494号公报、日本特开平11-140144号公报、日本特开2008-181095号公报等中记载的导入了(甲基)丙烯酰基和羧基的环氧树脂;国际公开第09/119622号小册子等中记载的具有芴骨架的感光性树脂等。另外,例如还优选使用日本特开2008-242078号公报的第〔0111〕~〔0112〕段中记载的在侧链具有(甲基)丙烯酰基的聚硅氧烷。
这些具有2个以上烯键式不饱和基团的聚合物可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为上述具有2个以上环状醚结构的单体,可举出脂肪族多羟基化合物的缩水甘油醚类、脂肪族多羟基化合物的氧杂环丁烷基烷基醚类、双酚的缩水甘油醚类、双酚的氧杂环丁烷基烷基醚类等。作为脂肪族多羟基化合物的缩水甘油醚类的具体例,可举出1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚等。另外,作为上述脂肪族多羟基化合物的氧杂环丁烷基烷基醚类的具体例,可举出(聚)乙二醇双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、三羟甲基丙烷三(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、季戊四醇三(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、季戊四醇四(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇六(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇五(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇四(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二(三羟甲基丙烷)四(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚等。
另外,作为双酚的缩水甘油醚类的具体例,可举出双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、它们的氢化物等。作为双酚的氧杂环丁烷基烷基醚类的具体例,可举出氧化乙烯改性双酚A双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、氧化丙烯改性双酚A双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、它们的氢化物、氧化乙烯改性双酚F(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚等。
这些具有2个以上环状醚结构的单体可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为上述具有2个以上环状醚结构的聚合物,优选具有环氧乙烷基或氧杂环丁烷基的烯键式不饱和单体与具有羧基的烯键式不饱和单体的共聚物。这样的共聚物的具体例公开于日本特开平6-43643号公报、日本特开平6-157716号公报、日本特开2001-302712号公报、日本特开2007-292840号公报等中。另外,还优选双酚型环氧树脂、芴型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂,以及例如日本特开2008-242078号公报的第〔0114〕~〔0115〕段中记载的在侧链具有环状醚结构的聚硅氧烷。
这些具有2个以上环状醚结构的聚合物可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的单体,优选具有环氧乙烷基或氧杂环丁烷基的(甲基)丙烯酸酯或乙烯基醚等。作为它们的具体例,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸4-缩水甘油基氧基丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、对乙烯基苄基缩水甘油醚、3-(乙烯基氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、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-乙基氧杂环丁烷等。
这些具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的单体可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为上述具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的聚合物,优选具有(甲基)丙烯酰基等烯键式不饱和基团和氧杂环丁烷基的聚合物。这样的聚合物的具体例公开于日本特开2010-44365号公报等中。
这些具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的聚合物可以单独使用或者混合2种以上使用。
在本发明中,作为(B)交联剂,优选具有2个以上烯键式不饱和基团的单体、具有2个以上烯键式不饱和基团的聚合物、具有2个以上环状醚结构的聚合物、具有烯键式不饱和基团和环状醚结构共计2个以上的聚合物,更优选具有2个以上烯键式不饱和基团的单体,进一步优选含有选自使脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、和使具有羟基的多官能(甲基)丙烯酸酯与酸酐反应得到的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中的至少1种,特别优选含有选自使二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、和二季戊四醇五丙烯酸酯与琥珀酸酐反应得到的化合物中的至少1种。应予说明,多官能(甲基)丙烯酸酯优选具有3个以上(甲基)丙烯酰氧基,进一步优选具有5个以上。
在本发明中,(B)交联剂可以单独使用或者混合2种以上使用。
本发明中的(B)交联剂的含量相对于(A)聚合物100质量份,优选为10~100000质量份,特别优选为100~10000质量份。通过以上述范围并用(A)聚合物和(B)交联剂,能够得到优异的固化性。
-(C)着色剂-
本发明的固化性组合物中可含有(C)着色剂。由此,例如能够成为用于形成着色层的着色固化性组合物。这里,“着色层”是指滤色器中使用的各色像素,液晶显示元件中使用的黑矩阵、黑隔离件等。作为着色剂,只要具有着色性就没有特别限定,可根据固化性组合物的用途适当地选择色彩、材质。将本发明的固化性组合物用于形成滤色器的着色层时,由于对滤色器要求高的颜色纯度、亮度、对比度等,所以作为着色剂,优选选自颜料和染料中的至少1种。
作为上述颜料,有机颜料、无机颜料均可,作为有机颜料的优选的具体例,可举出彩色索引(C.I.)名为C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红264、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝80、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄211、C.I.颜料橙38、C.I.颜料紫23等。作为无机颜料的优选的具体例,可举出炭黑、钛黑等。
作为颜料,还优选色淀颜料,具体而言,可举出用同多酸、杂多酸使三芳基甲烷系染料、呫吨系染料色淀化而成的色淀颜料。三芳基甲烷系色淀颜料例如公开于日本特开2011-186043号公报等中。呫吨系色淀颜料例如公开于日本特开2010-191304号公报等中。
另外,作为上述染料,优选呫吨系染料、三芳基甲烷系染料、花青系染料、蒽醌系染料、偶氮系染料等。更具体而言,可举出日本特开2010-32999号公报、日本特开2010-254964号公报、日本特开2011-138094号公报、国际公开第10/123071号小册子、日本特开2011-116803号公报、日本特开2011-117995号公报、日本特开2011-133844号公报、日本特开2011-174987号公报等中记载的有机染料。
在本发明中,颜料和染料分别可单独使用或者混合2种以上使用。
在本发明中,也可通过利用重结晶法、再沉淀法、溶剂清洗法、升华法、真空加热法或它们的组合将颜料精制而使用。另外,根据需要,颜料也可用树脂将其粒子表面改性而使用。另外,有机颜料也可通过所谓的盐研磨将一次粒子微细化而使用。作为盐研磨的方法,例如可采用日本特开平08-179111号公报中公开的方法。
从形成亮度高、颜色纯度优异的像素或者遮光性优异的黑矩阵的观点出发,(C)着色剂的含有比例通常在固化性组合物的固体成分中为5~70质量%,优选为5~60质量%。
在本发明中,使用颜料作为着色剂时,根据需要,可与分散剂、分散助剂一起使用。作为上述分散剂,例如可使用阳离子系、阴离子系、非离子系等适合的分散剂,优选聚合物分散剂。具体而言,可举出丙烯酸系共聚物、聚氨酯、聚酯、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺等。
这样的分散剂可通过商业途径得到,例如,作为丙烯酸系共聚物,可举出Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN21324(以上,BYK Chemie(BYK)公司制);作为聚氨酯,可举出Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182、Disperbyk-2164(以上,BYK Chemie(BYK)公司制)、SOLSPERSE76500(Lubrizol公司制);作为聚乙烯亚胺,可举出SOLSPERSE24000(Lubrizol公司制);作为聚酯,可举出AJISPER PB821、AJISPERPB822、AJISPER PB880(Ajinomoto Fine-Techno公司制)等。作为丙烯酸系共聚物,也可优选使用日本特开2011-232735号公报、2011-237769号公报、日本特开2012-32767号公报中公开的共聚物。应予说明,分散剂的含量可在不阻碍本发明的目的范围内适当地决定。
作为上述分散助剂,例如可举出颜料衍生物,具体而言,可举出铜酞菁、吡咯并吡咯二酮、喹酞酮的磺酸衍生物等。应予说明,分散助剂的含量可在不阻碍本发明的目的范围内适当地决定。
-(D)光自由基产生剂-
本发明的固化性组合物中可含有(D)光自由基产生剂。由此,将具有2个以上烯键式不饱和基团的化合物用作上述交联剂时,本发明的固化性组合物显示高的放射线敏化性灵敏度。
作为这样的光自由基产生剂,没有特别限定,优选噻吨酮系化合物、苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-酰基肟系化合物等。
作为上述噻吨酮系化合物的具体例,可举出噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
另外,作为上述苯乙酮系化合物的具体例,可举出2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
另外,作为上述联咪唑系化合物的具体例,可举出2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
应予说明,使用联咪唑系化合物作为光自由基产生剂时,从改进灵敏度的观点考虑,优选并用供氢体。这里提到的“供氢体”是指能够对因曝光而由联咪唑系化合物产生的自由基供给氢原子的化合物。作为供氢体,例如可举出2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并恶唑等硫醇系供氢体、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮等胺系供氢体。在本发明中,供氢体可以单独使用或者混合2种以上使用,但从进一步改进灵敏度的观点考虑,优选将1种以上的硫醇系供氢体和1种以上的胺系供氢体组合使用。
另外,作为上述三嗪系化合物的具体例,可举出2,4,6-三(三氯甲基)-均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-〔2-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪等。
另外,作为上述O-酰基肟系化合物的具体例,可举出1-〔4-(苯硫基)苯基〕-1,2-辛二酮2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)、1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-乙酮1-(O-乙酰肟)、1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基〕-乙酮1-(O-乙酰肟),以及国际公开第08/078678号小册子、日本特开2011-132215号公报中记载的肟酯化合物等。作为O-酰基肟系化合物的市售品,还可使用NCI-831、NCI-930(以上,ADEKA公司制)等。
在本发明中,光自由基产生剂可以单独使用或者混合2种以上使用。
在本发明中,使用光自由基产生剂时,其含量相对于(A)聚合物100质量份优选1~10000质量份,特别优选10~5000质量份。
应予说明,在本发明中,使用光聚合引发剂时,也可以并用敏化剂。作为这样的敏化剂,例如可举出4,4'-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙氨基)二苯甲酮、4-二乙氨基苯乙酮、4-二甲氨基苯丙酮、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-双(4-二乙氨基亚苄基)环己酮、7-二乙氨基-3-(4-二乙氨基苯甲酰基)香豆素、4-(二乙氨基)查尔酮、蒽、2-叔丁基蒽、苝等。
-(E)粘结剂树脂-
本发明的固化性组合物中可以含有(E)粘结剂树脂(其中,除上述(A)聚合物和(B)交联剂以外)。由此,能够提高固化性组合物的碱溶性、粘结性、保存稳定性等。作为粘结剂树脂,只要不属于上述(A)聚合物和(B)交联剂就没有特别限定,但优选为具有羧基、酚性羟基等酸性官能团的树脂。其中,优选具有羧基的聚合物,例如可举出具有1个以上羧基的烯键式不饱和单体(以下,称为“不饱和单体(e1)“)与其它可共聚的烯键式不饱和单体(以下,称为”不饱和单体(e2)“)的共聚物。
作为上述不饱和单体(e1),例如可举出(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯〕、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、对乙烯基苯甲酸等。
这些不饱和单体(e1)可以单独使用或者混合2种以上使用。
另外,作为上述不饱和单体(e2),例如可举出上述单体(a1)和除单体(a1)以外的单体等。
这些不饱和单体(e2)可以单独使用或者混合2种以上使用。
作为不饱和单体(e1)与不饱和单体(e2)的共聚物的具体例,例如可举出日本特开平7-140654号公报、日本特开平8-259876号公报、日本特开平10-31308号公报、日本特开平10-300922号公报、日本特开平11-174224号公报、日本特开平11-258415号公报、日本特开2000-56118号公报、日本特开2004-101728等中公开的共聚物。
在本发明中,(E)粘结剂树脂可以单独使用或者混合2种以上使用。
在本发明中,(E)粘结剂树脂的含量相对于(B)交联剂100质量份,优选为10~1000质量份,特别优选为20~500质量份。
-添加剂-
本发明的固化性组合物根据需要可含有各种添加剂。
作为添加剂,例如可举出玻璃、氧化铝等填充剂;聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)类等高分子化合物;氟系表面活性剂、硅系表面活性剂等表面活性剂;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-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)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等密合促进剂;2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基苯酚等抗氧化剂;2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮类等紫外线吸收剂;聚丙烯酸钠等防凝聚剂;丙二酸、己二酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、中康酸、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇等残渣改善剂;琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯〕、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯〕、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等显影性改善剂等。
-溶剂-
本发明的固化性组合物含有上述(A)~(B)成分和任意添加的其它成分,但通常配合溶剂而制备成液态组合物。
作为上述溶剂,只要可分散或溶解构成固化性组合物的(A)~(B)成分、其它成分且不与这些成分反应并具有适度的挥发性就可以适当地选择使用。
作为这样的溶剂,例如可举出:
乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单正丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚等(聚)烷撑二醇单烷基醚类;
乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单正丙醚乙酸酯、乙二醇单正丁醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单正丙醚乙酸酯、二乙二醇单正丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(聚)烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类;
二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚、四氢呋喃等其它醚类;
甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、二丙酮醇(4-羟基-4-甲基戊烷-2-酮)、4-羟基-4-甲基己烷-2-酮等酮类;
丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯类;
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯类;
乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸正丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、羟基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等其它酯类;
甲苯、二甲苯等芳香族烃类;
N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。
这些溶剂中,从溶解性、颜料分散性、涂布性等观点出发,优选丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁基酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
在本发明中,溶剂可以单独使用或者混合2种以上使用。
溶剂的含量没有特别限定,但从所得固化性组合物的涂布性、稳定性等观点出发,优选该固化性组合物的除溶剂以外的各成分的合计浓度成为5~50质量%的量,特别优选成为10~40质量%的量。
固化膜及其形成方法
本发明的固化膜是由本发明的固化性组合物形成的。作为由本发明的固化性组合物形成的固化膜,没有特别限定,例如可举出构成滤色器的各色像素、黑矩阵、保护膜、隔离件等。以下,对这些进行详细说明。
作为形成构成滤色器的着色层的方法,第一可举出下述方法。首先,根据需要,在基板的表面上形成遮光层(黑矩阵)以划分形成像素的部分。接着,在该基板上涂布例如含有蓝色着色剂的本发明的放射线敏化性固化性组合物的液态组合物后,进行预烘焙使溶剂蒸发,形成涂膜。接着,隔着光掩模对该涂膜进行曝光后,使用碱显影液进行显影,溶解除去涂膜的未曝光部。其后,通过后烘焙,形成蓝色的像素图案以规定的排列配置而成的像素阵列。
接着,使用绿色或红色的各放射线敏化性固化性组合物,与上述同样地进行各放射线敏化性固化性组合物的涂布、预烘焙、曝光、显影和后烘焙,在同一基板上依次形成绿色的像素阵列和红色的像素阵列。由此,得到在基板上配置有蓝色、绿色和红色三原色的像素阵列的滤色器。但是,在本发明中,形成各色的像素的顺序并不限定于上述顺序。
另外,黑矩阵可通过将利用溅射、蒸镀成膜的铬等金属薄膜采用光刻法形成所希望的图案而形成,也可以使用含有黑色着色剂的放射线敏化性组合物与形成上述像素的情况同样地形成。本发明的固化性组合物也可适用于该黑矩阵的形成。
作为形成着色层时使用的基板,例如可举出玻璃、硅、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
另外,根据期望,也可以对这些基板实施利用硅烷偶联剂等的试剂处理、等离子体处理、离子镀敷、溅射、气相反应法、真空蒸镀等适当的预处理。
在基板上涂布放射线敏化性固化性组合物时,可采用喷雾法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝模头涂布法、棒涂法等适当的涂布法,特别是优选采用旋涂法、狭缝模头涂布法。
预烘焙通常组合减压干燥和加热干燥进行。减压干燥通常进行至达到50~200Pa。另外,加热干燥的条件通常为70~110℃、1~10分钟左右。
对于涂布厚度,作为干燥后的膜厚,通常为0.6~8μm、优选为1.2~5μm。
作为形成像素和/或黑矩阵时使用的放射线的光源,例如可举出氙气灯、卤素灯、钨灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、中压汞灯、低压汞灯等灯光源,或者氩离子激光、YAG激光、XeCl准分子激光、氮激光等激光光源等。作为曝光用光源,也可使用紫外线LED。优选波长在190~450nm的范围的放射线。
放射线的曝光量通常优选10~10000J/m2。如果使用本发明的固化性组合物,则即使曝光量为500J/m2以下,也能够制造耐溶剂性、电特性良好的滤色器。
另外,作为上述碱显影液,例如优选碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、胆碱、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂双环-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
上述碱显影液中例如也可适量添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、表面活性剂等。应予说明,碱显影后,通常进行水洗。
作为显影处理法,可应用喷淋显影法、喷雾显影法、浸泡(浸渍)显影法、旋覆浸没(水坑)显影法等。显影条件优选常温下5~300秒。
后烘焙的条件通常为120~280℃、10~60分钟左右。这样形成的像素的膜厚通常为0.5~5.0μm,优选为1.0~3.0μm。如果使用本发明的固化性组合物,则即使后烘焙温度为200℃以下,也能够制造耐溶剂性、电特性良好的滤色器。
另外,作为在基板上形成着色层的第二方法,可采用日本特开平7-318723号公报、日本特开2000-310706号公报等中公开的利用喷墨方式得到各色的像素的方法。在该方法中,首先,在基板的表面上形成兼具遮光功能的隔壁。接着,在形成的隔壁内,例如利用喷墨装置喷出含有红色着色剂的本发明的热固化性组合物后,进行预烘焙使溶剂蒸发。接着,根据需要将该涂膜曝光后,通过后烘焙使其固化,形成红色的像素图案。
接着,使用绿色或蓝色的各热固化性组合物与上述同样地在同一基板上依次形成绿色的像素图案和蓝色的像素图案。由此,得到在基板上配置有红色、绿色和蓝色三原色的像素图案的滤色器。但是,在本发明中,形成各色的像素的顺序并不限定于上述顺序。
应予说明,上述隔壁不仅具有遮光功能,还可发挥防止在划分区域内喷出的各色的固化性组合物发生混色的功能,因此与上述第一方法中使用的黑矩阵相比,膜厚度厚。因此,隔壁通常使用黑色放射线敏化性组合物形成。
形成着色层时使用的基板、放射线的光源以及预烘焙等的方法、条件与上述第一方法相同。如果使用本发明的固化性组合物,则即使后烘焙温度比以往低,也能够得到耐溶剂性等良好的着色层。
应予说明,在经由上述工序得到的像素图案上根据需要而形成保护膜后,也可以利用溅射形成透明导电膜,进而形成隔离件而制成滤色器。保护膜、隔离件的形成通常使用热固化性和/或放射线敏化性的树脂组合物,但本发明的固化性组合物也可适用于该保护膜、隔离件的形成。形成保护膜、隔离件时的各条件与上述着色层的情况相同。
显示元件
本发明的显示元件具备本发明的固化膜。作为显示元件,可举出彩色液晶显示元件、有机EL显示元件、电子纸等。
具备本发明的固化膜的彩色液晶显示元件可以为透射式也可以为反射式,可采用适当的结构。例如可采用将滤色器形成于与配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板不同的基板上,且驱动用基板与形成有滤色器的基板隔着液晶层对置的结构;还可采用在配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板的表面上形成有滤色器的基板与形成有ITO(锡掺杂氧化铟)电极的基板隔着液晶层对置的结构。后者的结构具有能够显著提高开口率、得到明亮且高精细的液晶显示元件的优点。应予说明,采用后者的结构时,黑矩阵、隔离件可形成于形成有滤色器的基板侧、形成有ITO电极的基板侧中的任一侧。另外,作为构成配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板的层间绝缘膜,也可应用本发明的固化膜。
另外,具备本发明的固化膜的有机EL显示元件可采用适当的结构,例如可举出日本特开平11-307242号公报中公开的结构。
另外,具备本发明的固化膜的电子纸可采用适当的结构,例如可举出日本特开2007-41169号公报中公开的结构。
实施例
以下,举出实施例,进一步具体说明本发明的实施方式。但是,本发明并不限定于下述实施例。
(A)聚合物的合成
合成例1
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶内,将甲基丙烯酸2-羟基乙酯16.8质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯11.2质量份、2,2'-偶氮二异丁腈0.3质量份和吡唑-1-二硫代羧酸氰基(二甲基)甲酯0.8质量份溶解于甲苯56质量份中,进行30分钟氮气鼓泡。其后缓慢搅拌,使反应溶液的温度上升至80℃,保持该温度6小时,进行活性自由基聚合。
接着,在得到的聚合物溶液中添加甲苯28.6质量份、3-巯基丙酸14.4质量份、甲磺酸0.8质量份、对甲氧基苯酚0.1质量份,使反应溶液的温度上升至110℃后,用2小时将内压降低至300mmHg,保持该温度和压力6小时,进行酯化反应。
接着,将聚合物溶液的温度降低至50℃后,投入6.4质量份的20质量%KOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。
接着,将聚合物溶液的温度保持在50℃,同时投入52质量份的20质量%NaOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。接着,投入52质量份的10质量%NaCl水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。其后,通过减压浓缩制备固体成分浓度为33质量%的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液。所得聚合物的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为6500,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为1.21。将该聚合物作为聚合物(A-1)。
合成例2、3和5
按表1所示改变成为(A)聚合物的原料的单体等的种类和使用量,除此之外,与合成例1同样地进行聚合物(A-2)、聚合物(A-3)和聚合物(A-5)的合成。将所得(A)聚合物的物性等示于表1。
合成例4
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶内投入甲苯10质量份,将内温保持在80℃,进行30分钟氮气鼓泡后,用2小时滴加预先在甲苯26质量份中溶解甲基丙烯酸2-羟基乙酯5.6质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯4.2质量份、甲基丙烯酸苄酯4.2质量份、甲基丙烯酸环己酯7.0质量份、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(日本油脂株式会社制,商品名:PME-200)7.0质量份而成的混合溶液,和预先在甲苯20质量份中溶解2,2'-偶氮二异丁腈1.1质量份而成的溶液。其后,在80℃进行2小时自由基聚合。
接着,在得到的聚合物溶液中添加甲苯28.6质量份、3-巯基丙酸4.8质量份、甲磺酸0.3质量份、对甲氧基苯酚0.1质量份,使反应溶液的温度上升至110℃后,用2小时将内压降低至300mmHg,保持该温度和压力6小时,进行酯化反应。
接着,将聚合物溶液的温度降低至50℃后,投入2.1质量份的20质量%KOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。
接着,将聚合物溶液的温度保持在50℃,同时投入48质量份的20质量%NaOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。接着,投入52质量份的10质量%NaCl水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。其后,通过减压浓缩制备固体成分浓度为33质量%的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液。所得聚合物的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为10500,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为1.81。将该聚合物作为聚合物(A-4)。
合成例6
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶内,将甲基丙烯酸2-羟基乙酯16.8质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯11.2质量份、2,2'-偶氮二异丁腈0.3质量份和吡唑-1-二硫代羧酸氰基(二甲基)甲基酯0.8质量份溶解于甲苯56质量份中,进行30分钟氮气鼓泡。其后缓慢搅拌,使反应溶液的温度上升至80℃,将该温度保持小时6,进行活性自由基聚合。
接着,在得到的聚合物溶液中添加甲苯28.6质量份、3-巯基丙酸14.4质量份、甲磺酸0.8质量份、对甲氧基苯酚0.1质量份,使反应溶液的温度上升至110℃后,用2小时将内压降低至300mmHg,保持该温度和压力6小时,进行酯化反应。
接着,将聚合物溶液的温度降低至50℃后,投入6.4质量份的20质量%KOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。
接着,将聚合物溶液的温度保持在50℃,同时投入52质量份的20质量%NaOH水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。接着,投入52质量份的10质量%NaCl水溶液,搅拌10分钟后,停止搅拌并静置60分钟,将水层排出。其后,通过减压浓缩制备固体成分浓度为40质量%的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液。
接着,加入琥珀酸酐2.6质量份、N,N-二甲基-4-氨基吡啶0.3质量份,使反应溶液的温度上升至90℃,保持该温度4小时,进行加成反应后,以成为33质量%的方式用PGMEA溶液进行稀释。
所得聚合物的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为6800,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为1.31。将该聚合物作为聚合物(A-6)。
(A)聚合物的羟值的测定
按下述要领测定上述各合成例中得到的(A)聚合物的羟值。将测定结果示于表1。
精密称量(A)聚合物溶液2g精确到1mg的单位,使其溶解于吡啶4.1mL、无水乙酸0.9mL中,在升温至100℃的油浴中加热1小时。冷却15分钟后,添加水1mL,再次在升温至100℃的油浴中加热10分钟。其后,添加中性乙醇20mL、酚酞指示剂0.1g,用0.5mol/L乙醇性氢氧化钾溶液进行滴定。同样地进行空白试验,算出(A)聚合物的羟值(单位:mgKOH/g)。
(A)聚合物的硫醇当量的测定
按下述要领测定上述各合成例中得到的(A)聚合物的硫醇当量。将测定结果示于表1。应予说明,硫醇当量是指每个硫烷基的分子量。
硫醇当量利用碘滴定法测定。具体而言,将(A)聚合物溶液再沉淀,精密称量(A)聚合物0.2g精确到1mg的单位,使其溶解于氯仿20mL中,进而添加异丙醇10mL、水20mL、淀粉指示剂1mL,用0.05mol/L碘溶液进行滴定。
应予说明,“再沉淀”是指如下操作:在聚合物溶液中追加PGMEA而将固体成分浓度稀释成10质量%后,缓慢滴加于正己烷/甲苯=80/20混合溶剂(质量比)中,得到白色沉淀物。
表1
A-1 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 | A-6 | |
HEMA | 16.8 | 19.6 | 16.8 | 5.6 | 16.8 | |
EHMA | 11.2 | 4.2 | 11.2 | |||
PME-200 | 2.8 | 7.0 | 8.4 | |||
BzMA | 5.6 | 4.2 | 5.6 | |||
BMA | 5.6 | |||||
CHMA | 5.6 | 7.0 | ||||
PLACCEL FM1D | 14 | |||||
AIBN | O.3 | 0.3 | 0.4 | 1.1 | 0.2 | O.3 |
分子量控制剂 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.5 | 0.8 | |
3-巯基丙酸 | 14.4 | 16.7 | 4.8 | 6.4 | 14.4 | |
2-巯基丙酸 | 14.4 | |||||
琥珀酸酐 | 2.6 | |||||
Mw | 6,500 | 6,300 | 6,700 | 10,500 | 6,800 | 6,800 |
Mw/Mn | 1.21 | 1.17 | 1.23 | 1.81 | 1.19 | 1.31 |
羟值(mgKOH/g) | 60 | 44 | 60 | 8 | 47 | 20 |
硫醇当量(g/eq) | 398 | 320 | 398 | 811 | 520 | 406 |
表1中,缩写的含义如下。
HEMA:甲基丙烯酸2-羟基乙酯(相当于单体(a1))
EHMA:甲基丙烯酸2-乙基己酯
PME-200:甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(日本油脂株式会社制,商品名:PME-200)
BzMA:甲基丙烯酸苄酯
BMA:甲基丙烯酸丁酯
CHMA:甲基丙烯酸环己酯
PLACCEL FM1D:甲基丙烯酸2-(6-羟基己酰氧基)乙酯(DaicelChemical Industries株式会社制,商品名:PLACCEL FM1D,相当于单体(a1))
AIBN:2,2'-偶氮二异丁腈
分子量控制剂:吡唑-1-二硫代羧酸氰基(二甲基)甲酯
颜料分散液的制备
制备例1
作为着色剂,使用9.2质量份的C.I.颜料绿58和5.8质量份的C.I.颜料黄150,作为分散剂,使用BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司制)12.5质量份(不挥发成分=40质量%),作为溶剂,使用丙二醇单甲醚乙酸酯64.5质量份和丙二醇单甲醚8质量份,利用珠磨机进行处理,制备颜料分散液(C-1)。
制备例2~9
按表2所示改变着色剂等的种类和使用量,除此之外,与制备例1同样地进行颜料分散液(C-2)~(C-9)的制备。
表2
表2中,缩写的含义如下。
G58:C.I.颜料绿58
Y150:C.I.颜料黄150
Y138:C.I.颜料黄138
R177:C.I.颜料红177
R254:C.I.颜料红254
B15:6:C.I.颜料蓝15:6
V23:C.I.颜料紫23
色淀颜料:下述式表示的三芳基甲烷系色淀颜料(式中,x=1~2)
染料1:下述式表示的呫吨系染料
染料2:下述式表示的呫吨系染料
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
PGME:丙二醇单甲醚
LPN21116:BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司制)
LPN6919:BYK-LPN6919(BYK Chemie(BYK)公司制)
(B)交联剂(聚合物型)的合成
合成例7
在具备冷却管和搅拌机的烧瓶中,将对乙烯基苄基缩水甘油醚44.0质量份、N-苯基马来酰亚胺40.0质量份、甲基丙烯酸苄酯16.0质量份溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯300质量份中,进而投入2,2'-偶氮二异丁腈8.0质量份和α-甲基苯乙烯二聚体8.0质量份,其后进行15分钟氮气吹扫。氮气吹扫后,边搅拌反应溶液和进行氮气鼓泡边加热至80℃,聚合5小时。
接着,在该聚合物溶液中添加甲基丙烯酸17.0质量份、对甲氧基苯酚0.5质量份和四丁基溴化铵4.4质量份,在120℃反应9小时。其后进一步添加琥珀酸酐18.5质量份,在100℃反应6小时后,在将液温保持在85℃的状态下水洗2次,进行减压浓缩,由此得到含有33质量%的交联剂(B-1)的溶液。该交联剂(B-1)的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为7800,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为2.8。
合成例8
在具备冷却管和搅拌机的烧瓶中,将3-甲基丙烯酰氧基甲基-3-乙基氧杂环丁烷25.0质量份、甲基丙烯酸18.0质量份、琥珀酸单2-丙烯酰氧基乙酯9.0质量份、N-苯基马来酰亚胺10.0质量份、甲基丙烯酸苄基酯24.0质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯14.0质量份溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯300质量份中,进而投入2,2'-偶氮二异丁腈6.0质量份和α-甲基苯乙烯二聚体6.0质量份,其后进行15分钟氮气吹扫。氮气吹扫后,边搅拌反应溶液和进行氮气鼓泡边加热至80℃,聚合5小时,由此得到前体共聚物溶液。
在得到的前体共聚物溶液200质量份中添加2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯13.4质量份、作为阻聚剂的4-甲氧基苯酚0.2质量份,在90℃反应2小时。对该反应液,每次用75g的离子交换水进行水洗,水洗2次,进行减压浓缩,由此得到含有33质量%的交联剂(B-2)的溶液。交联剂(B-2)的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为11000,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为1.9。
合成例9
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶中加入2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)5质量份和二乙二醇甲乙醚200质量份。继而加入甲基丙烯酸缩水甘油酯30质量份、苯乙烯10质量份、甲基丙烯酸30质量份和N-环己基马来酰亚胺30质量份,氮置换后缓慢开始搅拌。加热至溶液温度达到70℃,保持该温度5小时,由此得到含有33质量%的交联剂(B-3)的溶液。交联剂(B-3)的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为14600,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为2.0。
(E)粘结剂树脂的合成
合成例10
在具备冷却管和搅拌机的烧瓶中,将甲基丙烯酸苄酯30.0质量份、甲基丙烯酸丁酯20.0质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15.0质量份、苯乙烯20.0质量份和甲基丙烯酸15.0质量份溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯200质量份中,进而投入2,2'-偶氮二异丁腈3.0质量份和α-甲基苯乙烯二聚体5.0质量份,其后进行15分钟氮气吹扫。氮气吹扫后,边搅拌反应溶液和进行氮气鼓泡边加热至80℃,聚合5小时,由此得到含有33质量%粘结剂树脂(E-1)的溶液。该粘结剂树脂(E-1)的由GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测得的按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为10000,重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)为2.5。
实施例1
着色固化性组合物的制备
混合颜料分散液(C-1)100质量份、聚合物(A-1)溶液8.9质量份、作为(B)成分的交联剂(B-1)溶液35.5质量份和多官能丙烯酸酯M-402(二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物,东亚合成公司制)9.8质量份、作为(D)光自由基产生剂的2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮1.6质量份、作为氟系表面活性剂的Megafac F-554(DIC公司制)0.1质量份、以及作为溶剂的3-乙氧基丙酸乙酯,制备固体成分浓度为20质量%的着色固化性组合物(S-1)。
对比度的评价
使用旋涂机在玻璃基板上涂布着色固化性组合物(S-1)后,在100℃的热板上进行2分钟预烘焙,形成膜厚(色度坐标值y)不同的3片涂膜。此时,以色度坐标值y成为y=0.560左右、y=0.570左右、y=0.580左右的方式设定膜厚。接着,将这些基板冷却至室温后,对于基板上的涂膜,使用高压汞灯,在不隔着光掩模的情况下以1000J/m2的曝光量对各涂膜曝光含有365nm、405nm和436nm的各波长的放射线。其后,在220℃进行20分钟后烘焙,在基板上形成固化膜。使用对比度计(壶坂电机制,对比度测定器CT-1),对得到的3片固化膜测定对比度。由测定结果求出色度坐标值y=0.570时的对比度。将评价结果示于表3。在同一的色度坐标值中,对比度的值越大表示越良好。
灵敏度的评价
使用旋涂机在玻璃基板上涂布着色固化性组合物(S-1)后,在90℃的热板上进行2分钟预烘焙,形成预烘焙后的膜厚为2.5μm的涂膜。接着,将该基板冷却至室温,使用高压汞灯,隔着具有宽度30μm的狭缝的光掩模对涂膜以500J/m2的曝光量曝光含有365nm、405nm和436nm的各波长的放射线。其后,以显影压1kgf/cm2(喷嘴直径1mm)对该基板喷出由23℃的0.04质量%氢氧化钾水溶液构成的显影液而进行喷淋显影后,进而在220℃进行30分钟后烘焙,在基板上形成条纹状图案。此时,测定形成的条纹状图案的线宽。将评价结果示于表3。线宽越大表示灵敏度越高。
耐溶剂性的评价
使用旋涂机在玻璃基板上涂布着色固化性组合物(S-1)后,在90℃的热板上进行2分钟预烘焙,形成预烘焙后的膜厚为2.5μm的涂膜。接着,将该基板冷却至室温后,使用高压汞灯,隔着光掩模,对涂膜以500J/m2的曝光量曝光含有365nm、405nm和436nm的各波长的放射线。其后,以显影压1kgf/cm2(喷嘴直径1mm)对该基板喷出由23℃的0.04质量%氢氧化钾水溶液构成的显影液而进行喷淋显影后,进而在180℃进行30分钟后烘焙,在基板上形成200×200μm的点图案。
将形成了点图案的基板浸渍于60℃的N-甲基吡咯烷酮中30分钟。其结果,将浸渍后没有观察到发生断裂或从基板剥离的像素图案的情况评价为“○”,将浸渍后观察到发生断裂或从基板剥离的像素图案的情况评价为“×”。将评价结果示于表3。
电压保持率的评价
使用旋涂机在以规定形状蒸镀有ITO(铟-氧化锡合金)电极的玻璃基板上涂布着色固化性组合物(S-1)后,在90℃的洁净烘箱内进行10分钟预烘焙,形成膜厚1.8μm的涂膜。
接着,使用高压汞灯,在不隔着光掩模的情况下以500J/m2的曝光量对涂膜曝光含有365nm、405nm和436nm的各波长的放射线。其后,将该基板在由23℃的0.04重量%氢氧化钾水溶液构成的显影液中浸渍1分钟进行显影后,用超纯水清洗并风干,进而在180℃进行30分钟后烘焙使涂膜固化,在基板上形成绿色的像素。
接着,将液晶单元放入60℃的恒温层中,利用Toyo Technica制液晶电压保持率测定系统VHR-1A型(商品名)测定液晶单元的电压保持率。此时的施加电压为5.0V的方形波,测定频率为60Hz。这里电压保持率是指(16.7毫秒后的液晶单元电位差/刚施加电压之后的电压)的值。将评价结果示于表3。电压保持率的值越大表示越良好。
实施例2~10和比较例1~3
在实施例1中,按表3所示改变各成分的种类和量,除此之外,与实施例1同样地进行着色固化性组合物的制备和评价。将评价结果示于表3。应予说明,对于对比度的评价,在作为绿色固化性组合物的实施例2~3和比较例1中测定色度坐标值y=0.570时的对比度,在作为红色固化性组合物的实施例4和9中测定色度坐标值x=0.650时的对比度,在作为蓝色固化性组合物的实施例5~8、10和比较例2~3中测定色度坐标值y=0.090时的对比度。
表3
表3中,各成分如下。
B-3:二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(商品名M-402,东亚合成公司制)
B-4:二季戊四醇五丙烯酸酯与琥珀酸的单酯化物、二季戊四醇六丙烯酸酯以及二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(商品名TO-1382,东亚合成公司制)
D-1:2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(商品名IRGACURE 369,BASF公司制)
D-2:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)(商品名IRGACURE OX02,BASF公司制)
D-3:2,4-二乙基噻吨酮
F-1:氟系表面活性剂(商品名Megafac F-554,DIC公司制)
F-2:三聚氰胺系交联剂(商品名MW-30,三和化工公司制)
EEP:3-乙氧基丙酸乙酯
MBA:3-甲氧基丁基乙酸酯
实施例11
混合聚合物(A-1)溶液100质量份、交联剂(B-3)溶液300质量份、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(日本环氧树脂公司制,商品名EPIKOTE152)40质量份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷5质量份、表面活性剂FTX-218(Neos公司制)0.2质量份、以及作为溶剂的二乙二醇甲乙醚,制备固体成分浓度20质量%的热固化性树脂组合物。
接着,使用实施例1中得到的绿色固化性组合物、实施例4中得到的红色固化性组合物和实施例7中得到的蓝色固化性组合物,在玻璃基板上形成红色、绿色和蓝色的条纹状着色图案。使用狭缝-旋转涂布机在得到的条纹状着色图案上涂布上述热固化性树脂组合物。在80℃的热板上进行2分钟预烘焙,形成涂膜,进而在180℃的洁净烘箱内进行60分钟后烘焙,由此形成膜厚1.5μm的保护膜。
实施例12
混合聚合物(A-1)溶液50质量份、作为(B)成分的交联剂(B-2)溶液300质量份、多官能丙烯酸酯KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物,日本化药公司制)100质量份、和1,9-壬烷二丙烯酸酯10质量份、作为(D)光自由基产生剂的NCI-831(ADEKA公司制)5质量份、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(商品名IRGACURE 907,BASF公司制)5质量份、和2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑5质量份、作为敏化剂的4,4'-双(二乙氨基)二苯甲酮5质量份、作为密合促进剂的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷5质量份、作为表面活性剂的FTX-218(株式会社Neos制)0.5质量份、作为保存稳定剂的4-甲氧基苯酚0.5质量份、以及作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,制备固体成分浓度30质量%的隔离件形成用放射线敏化性树脂组合物。
接着,在实施例10中得到的形成有条纹状着色图案和保护膜的基板上通过溅射形成透明导电膜,进而使用狭缝-旋转涂布机涂布上述隔离件形成用放射线敏化性树脂组合物。在100℃的热板上进行3分钟预烘焙,形成膜厚3.5μm的被膜。使用高压汞灯,以500J/m2的曝光量对得到的被膜隔着10μm见方的残留图案的光掩模进行曝光。其后,使用氢氧化钾0.05重量%水溶液在25℃进行显影后,用纯水清洗1分钟,进而在180℃的烘箱中后烘焙30分钟,由此形成隔离件。这样制得滤色器。
接着,使用该滤色器制造液晶显示元件。得到的彩色液晶显示元件显示出优异的显示特性和可靠性。
Claims (8)
1.一种固化性组合物,其特征在于,含有以下成分(A1)和(B):
(A1)至少经过如下工序而得到的聚合物,该工序是使具有硫烷基的羧酸与含有具有羟基的(甲基)丙烯酸系单体的单体的聚合物的羟基发生酯化反应,
(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物。
2.一种固化性组合物,其特征在于,含有以下成分(A2)和(B):
(A2)具有下述式(1)表示的重复单元的聚合物,
(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物,
式(1)中,
R1表示氢原子或甲基,
R2、R3和R4相互独立地表示取代或非取代的二价烃基,
X表示-COO-*1或-CONH-*1,
Z表示单键、-CO-或-COO-*2,
m表示1~30的整数,
n表示0~30的整数,
其中,“*1”表示与R2键合的键合位点,“*2”表示与R3键合的键合位点。
3.根据权利要求2所述的固化性组合物,其中,所述(A2)聚合物进一步具有下述式(2)表示的重复单元,
式(2)中,
R1、R2、R3、X、Z、m和n与上述含义相同,
R5表示氢原子或-CO-R6-COOH,
R6表示二价烃基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的固化性组合物,其中,所述(B)具有2个以上可与硫烷基反应的官能团的化合物是具有2个以上的下述基团的化合物,所述基团是烯键式不饱和基团和具有环状醚结构的基团中的至少任一种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的固化性组合物,用于显示元件。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的固化性组合物,进一步含有(C)着色剂。
7.一种固化膜,是使用权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物而形成的。
8.一种显示元件,具备权利要求7所述的固化膜。
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