CN104698752B - 感光性树脂组合物、彩色滤光片及其制造方法、液晶显示装置 - Google Patents

感光性树脂组合物、彩色滤光片及其制造方法、液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种感光性树脂组合物、彩色滤光片及其制造方法、以及液晶显示装置。所述感光性树脂组合物包括颜料、含乙烯性(ethylenically)不饱合基的化合物、碱可溶性树脂、光引发剂以及有机溶剂。所述感光性树脂组合物具有高对比度以及耐显影性佳的优点。

Description

感光性树脂组合物、彩色滤光片及其制造方法、液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物及其所形成的彩色滤光片。特别是提供一种高对比度以及耐显影性佳的彩色滤光片用的感光性树脂组合物。
背景技术
目前,彩色滤光片已被广泛地应用在彩色液晶显示器、彩色传真机及彩色摄影机等应用领域中。而且,随着彩色液晶显示器等影像器材的市场需求日渐扩大,彩色滤光片的制作技术亦趋向多样化,以满足上述市场需求。
彩色滤光片通常可藉由染色法、印刷法、电镀法、颜料分散法等方法,将红、绿、蓝等颜色的像素形成在透明玻璃基板上,以制得彩色滤光片。一般而言,为了进一步提高彩色滤光片的对比度,更可在像素形成的像素着色层之间配置遮光层(或称黑色矩阵)。
一般的彩色滤光片中,红色像素所使用的感光性树脂组合物是使用C.I.颜料红254(亦即,氯化二酮吡咯并吡咯颜料),其可提高亮度,但对比度不佳。
日本特开第1999-231516号及国际公开第2009/144115号进一步研究揭示使用溴化二酮吡咯并吡咯颜料可同时改善亮度及对比度,但其却有耐显影性不佳的缺点。
因此,如何在感光性树脂组合物具有高对比度的前提下,改善其耐显影性不佳的问题,以达到目前业界的要求,实为目前此领域技术人员亟欲解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种用于液晶显示装置的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其能够改善上述耐显影性不佳的问题。
本发明提供一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其包括颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)、光引发剂(D)以及有机溶剂(E)。颜料(A)包括由式(1)表示的第一颜料(A-1)。
Figure BDA0000617339980000021
含乙烯性不饱和基的化合物(B)包括第一化合物(B-1)或第二化合物(B-2)或上述两者的组合。第一化合物(B-1)选自由式(2)表示的化合物、由式(3)表示的化合物以及由式(4)表示的化合物所组成的族群。第二化合物(B-2)为由式(5)表示的化合物。
Figure BDA0000617339980000022
式(2)至式(4)中,R1各自独立表示-(CH2CH2O)-或-(CH2CH(CH3)O)-;R2各自独立表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基或氢原子;R3各自独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基或碳数为6至12的芳基;式(2)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为5或6;式(3)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为3或4;式(4)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为3;p各自独立表示0至6的整数,且各p的总和为3至24;q各自独立表示0至6的整数,且各q的总和为2至16;r各自独立表示0至10的整数,且各r的总和为3至30;且x表示0至3的整数,
Figure BDA0000617339980000031
式(5)中,R4及R5各自独立表示氢原子或甲基;y表示1至2的整数;s表示1至6的整数;t表示0至5的整数;且s与t的总和为2至6。
在本发明的一实施例中,基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,颜料(A)的使用量为40重量份至800重量份,第一颜料(A-1)的使用量为40重量份至400重量份,含乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为50重量份至500重量份,光引发剂(D)的使用量为15重量份至150重量份,且有机溶剂(E)的使用量为500重量份至5000重量份。
在本发明的一实施例中,上述的颜料(A)更包括所述第一颜料(A-1)以外的第二颜料(A-2),且第二颜料(A-2)选自由二酮吡咯并吡咯系颜料、偶氮系颜料、蒽醌系颜料、苝系颜料、喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料以及喹啉系颜料所组成的族群。
在本发明的一实施例中,基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第二颜料(A-2)的使用量为40重量份至400重量份。
在本发明的一实施例中,上述的碱可溶性树脂(C)包括第一碱可溶性树脂(C-1),且第一碱可溶性树脂(C-1)是由第一混合物反应而获得,第一混合物包括具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)以及具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)。
在本发明的一实施例中,上述的具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)包括由式(6)表示的化合物、由式(7)表示的化合物或上述两者的组合,
Figure BDA0000617339980000041
式(6)中,R6、R7、R8及R9各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳基或碳数为6至12的芳烷基,
Figure BDA0000617339980000042
式(7)中,R10至R23各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基,且n表示0至10的整数。
在本发明的一实施例中,基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第一碱可溶性树脂(C-1)的使用量为3重量份至60重量份。
在本发明的一实施例中,基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第一化合物(B-1)的使用量为10重量份至100重量份,且第二化合物(B-2)的使用量为10重量份至100重量份。
本发明更提供一种彩色滤光片的制造方法,其包括使用由上述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物所形成的像素层。
本发明更提供一种彩色滤光片,其是藉由上述的制造方法而制得。
本发明更提供一种液晶显示装置,其包括上述的彩色滤光片。
基于上述,本发明的感光性树脂组合物用于形成彩色滤光片时,可以改善耐显影性不佳的问题,进而适用于彩色滤光片以及液晶显示装置。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1示出了根据本发明的评价方式中的对比度的检测装置来绘示的示意图。
图2示出了根据本发明的评价方式中的对比度的检测装置来绘示的示意图。
符号说明
100、200:检测装置
110:感光性树脂层
120、220:第一偏光板
130、230:第二偏光板
140:光源
150:亮度计
D1、D2、D3:偏光方向
具体实施方式
彩色滤光片用的感光性树脂组合物
本发明提供一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其包括颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)、光引发剂(D)以及有机溶剂(E)。此外,若需要,彩色滤光片用的感光性树脂组合物可更包括添加剂(F)。
以下将详细说明用于本发明的彩色滤光片用的感光性树脂组合物(下文亦称为感光性树脂组合物)的各个成分。
在此说明的是,以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸,并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯;同样地,以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
颜料(A)
颜料(A)包括第一颜料(A-1)。此外,颜料(A)可选择性地包括第二颜料(A-2)。
第一颜料(A-1)
第一颜料(A-1)为一种红色颜料,并且第一颜料(A-1)为式(1)表示的化合物。
Figure BDA0000617339980000061
式(1)表示的第一颜料(A-1)为溴化二酮吡咯并吡咯颜料,其可藉由习知的专利文献(公开号:WO 2009/144115)所揭示的合成方法来制作。
上述的合成方法例如是以琥珀酸二酯作为原料来合成溴化二酮吡咯并吡咯颜料的合成方法。具体而言,将2摩尔的4-溴苯腈及1摩尔的琥珀酸二酯加至惰性有机溶剂(例如:叔戊醇(tert-amylalcohol))中。接着,于碱金属或碱金属醇盐的存在下及80℃至110℃的高温下进行缩合反应,以生成溴化二酮吡咯并吡咯化合物的碱金属盐。然后,使用水、醇类或酸等来质子化溴化二酮吡咯并吡咯化合物的碱金属盐,以获得溴化二酮吡咯并吡咯颜料。于质子化的阶段,一次粒径的尺寸可藉由质子化的温度、所使用的水、醇类与酸的比例及其添加量来控制。上述的合成方法仅为举例说明,且本发明的溴化二酮吡咯并吡咯颜料的合成方法不限于此。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第一颜料(A-1)的使用量可为40重量份至400重量份,较佳为50重量份至350重量份,且更佳为60重量份至300重量份。
值得注意的是,当感光性树脂组合物不含有第一颜料(A-1)时,其所制作的彩色滤光片具有对比度不佳的问题。
第二颜料(A-2)
本发明的颜料(A)除可单独使用上述的第一颜料(A-1)之外,颜料(A)亦可选择性地混合使用两种或多种第二颜料(A-2)。第二颜料(A-2)通常是有机颜料或无机颜料,且较佳是使用具有高着色性且高耐热性的颜料。
第二颜料(A-2)的具体例包括第一颜料(A-1)以外的二酮吡咯并吡咯(Diketopyrrolopyrrole)颜料;偶氮(Azo)、双偶氮(Disazo)或多偶氮(Polyazo)等的偶氮颜料;铜酞菁(Copper phthalocyanine)、卤化铜酞菁(Halogenated copperphthalocyanine)或不含金属的酞菁等的酞菁(Phthalocyanine)颜料;氨基蒽醌(Aminoanthraquinone)、二氨基蒽醌(Diamino dianthraquinone)、蒽嘧啶(Anthrapyrimidine)、黄烷士酮(Flavanthrone)、蒽嵌蒽醌(Anthanthrone)、阴丹士林(Indanthrone)、皮蒽酮(Pyranthrone)或紫蒽酮(Violanthrone)等的蒽醌(Anthraquinone)颜料;喹吖啶酮(Quinacridone)颜料;二嗪(Dioxazine)颜料;紫环酮(Perynone)颜料;苝(Perylene)颜料;硫靛(thioindigo)颜料;异吲哚啉(Isoindoline)颜料;异吲哚啉酮(Isoindolinone)颜料;喹酞酮(Quinophthalone)类颜料;士林(Threne)颜料;喹啉(Quinoline)颜料;苯并咪唑酮(Benzimidazolone)颜料、金属错合物颜料或上述颜料的组合。
第二颜料(A-2)优选与第一颜料(A-1)不同。又,第二颜料(A-2)优选为选自由二酮吡咯并吡咯系颜料、偶氮系颜料、蒽醌系颜料、苝系颜料、喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料以及喹啉系颜料所组成的族群。藉由调整这些颜料(A)中的第一颜料(A-1)与第二颜料(A-2)的混合比例以及第二颜料(A-2)中各种颜料的混合比例可调整颜料(A)的颜色。
第二颜料(A-2)的红色颜料的具体例包括C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、41、47、48、48:1、48:2、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275或276等的红色颜料。
为了获得较佳的亮度,红色颜料优选为C.I.颜料红48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242或254,且更佳为C.I.颜料红177、209、224、242或254。值得注意的是,C.I.颜料红254为氯化二酮吡咯并吡咯颜料(苯环上的取代基为氯),其可提高亮度,但对比度不佳。相对于此,本案的第一颜料(A-1)是溴化二酮吡咯并吡咯颜料(苯环上的取代基为溴),其不仅可提高亮度,对比度亦佳。
第二颜料(A-2)的黄色颜料的具体例包括C.I.颜料黄1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207或208等的黄色颜料。
为了获得较佳的亮度,黄色颜料优选为C.I.颜料黄83、117、129、138、139、150、154、155、180或185,且更佳为C.I.颜料黄83、138、139、150或180。
第二颜料(A-2)的橘色颜料的具体包括C.I.颜料橘1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78或79。
为了获得较佳的亮度,橘色颜料优选为C.I.颜料橘38或71。
第二颜料(A-2)的无机颜料的具体包括硫酸钡、氧化锌、硫酸铅、黄色铅、锌黄、氧化铁红(红色氧化铁(III))、镉红、群青、低铁氰化铁、氧化铬绿、钴绿、琥珀、钛黑、合成铁黑、二氧化钛或四氧化三铁等的金属氧化物粉末、金属硫化物粉末或金属粉末等。
为了取得明度与饱和度的平衡,并获得良好的涂布性、感度及耐显影性,无机颜料可混合使用有机颜料。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第二颜料(A-2)的使用量可为40重量份至400重量份,优选为60重量份至360重量份,且更优选为80重量份至320重量份。
当感光性树脂组合物含有第二颜料(A-2)时,彩色滤光片的对比度较佳。
本发明的感光性树脂组合物亦可于不使耐热性降低的条件下进一步使用染料调整色度。此为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知,此处不另赘述。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,颜料(A)的使用量可为40重量份至800重量份,优选为60重量份至700重量份,且更优选为80重量份至600重量份。
含乙烯性不饱和基的化合物(B)
含乙烯性不饱和基的化合物(B)包括第一化合物(B-1)或第二化合物(B-2)或上述化合物的组合。
第一化合物(B-1)
第一化合物(B-1)选自由式(2)表示的化合物、由式(3)表示的化合物以及由式(4)表示的化合物所组成的族群:
Figure BDA0000617339980000091
式(2)至式(4)中,R1各自独立表示-(CH2CH2O)-或-(CH2CH(CH3)O)-;R2各自独立表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基或氢原子;R3各自独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基或碳数为6至12的芳基;式(2)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为5或6;式(3)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为3或4;式(4)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为3;p各自独立表示0至6的整数,且各p的总和为3至24;q各自独立表示0至6的整数,且各q的总和为2至16;r各自独立表示0至10的整数,且各r的总和为3至30;且x表示0至3的整数。
式(2)、式(3)或式(4)中,R1的-(CH2CH2O)-或-(CH2CH(CH3)O)-优选为以氧原子侧的末端键结至R2
式(2)中,六个R2优选皆为丙烯酰基。
由式(2)表示的化合物或由式(3)表示的化合物可由下述步骤来合成:首先,季戊四醇或二季戊四醇藉由环氧乙烷(Ethylene oxide)或环氧丙烷(Propylene oxide)的开环加成反应而键结开环骨架的步骤。接着,使例如(甲基)丙烯酰氯与开环骨架的末端羟基反应而导入(甲基)丙烯酰基的步骤。
由式(2)表示的化合物及由式(3)表示的化合物更优选为季戊四醇衍生物、二季戊四醇衍生物或上述两者的组合。
由式(2)表示的化合物的具体例包括由式(2-1)至式(2-4)表示的化合物。在式(2-1)及式(2-4)中,各n的总和为6。式(2-2)及式(2-3)中各n的总和为12。由式(2)表示的化合物优选为式(2-1)或式(2-2)。由式(2)表示的化合物例如为已商品化的产品(如由日本化药股份有限公司制造的KAYARAD DPEA-12)。
Figure BDA0000617339980000101
Figure BDA0000617339980000111
由式(3)表示的化合物的具体例包括由式(3-1)表示的化合物、由式(3-2)表示的化合物、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(Ethoxylated Pentaerythritol tetraacrylate)或丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(Propoxylated Pentaerythritol tetraacrylate)。在式(3-1)中,各k的总和为4。式(3-2)中各k的总和为12。由式(3)表示的化合物例如是已商品化的产品(例如由长兴化学工业股份有限公司制造的EM2411、EM2421或由东洋化学股份有限公司制造的Miramer M4004。
Figure BDA0000617339980000112
由式(4)表示的化合物的具体例包括乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(Ethoxylated Trimethylolpropane triacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(Ethoxylated Trimethylolpropane trimethacrylate)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(Propoxylated Trimethylolpropane Triacrylate)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(Propoxylated Glyceryl triacrylate)。由式(4)表示的化合物例如是已商品化的产品(例如KAYARAD GPO-303、KAYARAD THE-330、KAYARAD TPA-320、KAYARAD TPA-330(由日本化药股份有限公司制造)、M-310、M-321、M-350、M-360、M-460(以上,由东亚合成股份有限公司制造)、SR415、SR454、SR492、SR499、CD501、SR502、SR9020、SR9021、SR9035(以上,由莎托玛股份有限公司制造)、EM2380、EM2381、EM2382、EM2383、EM2384、EM2385、EM2386、EM2387、EM3380(以上,由长兴化学工业股份有限公司制造)、Miramer M3130、Miramer M3160、Miramer M3190、Miramer M360(以上,由东洋化学股份有限公司制造)或上述化合物的组合。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第一化合物(B-1)的使用量可为10重量份至100重量份,较佳为12重量份至80重量份,且更佳为15重量份至60重量份。
第二化合物(B-2)
第二化合物(B-2)可为由式(5)表示的化合物:
Figure BDA0000617339980000121
式(5)中,R4及R5各自独立表示氢原子或甲基;y表示1至2的整数;s表示1至6的整数;t表示0至5的整数;且s与t的总和为2至6。
详言之,第二化合物(B-2)是由经己内酯改质的多元醇与(甲基)丙烯酸反应而得的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
上述经己内酯改质的多元醇是由己内酯与具有四个官能基以上的多元醇反应而制得。上述己内酯可为γ-己内酯、δ-己内酯、ε-己内酯或上述化合物的组合,且优选为ε-己内酯。上述具有四个官能基以上的多元醇例如是季戊四醇、二三羟甲基丙烷、二季戊四醇或上述化合物的组合。基于具有四个官能基以上的多元醇的使用量为1摩尔,上述己内酯的使用量较佳为1摩尔至12摩尔。
第二化合物(B-2)的具体例包括季戊四醇己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二三羟甲基丙烷己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的多(甲基)丙烯酸酯类化合物或上述化合物的组合。上述二季戊四醇己内酯改质的多(甲基)丙烯酸酯类化合物的具体例包括二季戊四醇己内酯改质的二(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的三(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的五(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的六(甲基)丙烯酸酯类化合物或上述化合物的组合。具体而言,第二化合物(B-2)例如是由日本化药股份有限公司制造的KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60或DPCA-120。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第二化合物(B-2)可为10重量份至100重量份,较佳为12重量份至80重量份,且更佳为15重量份至60重量份。
当含乙烯性不饱和基的化合物(B)中皆不含有第一化合物(B-1)或第二化合物(B-2)时,感光性树脂组合物的耐显影性不佳。
值得注意的是,上述第一化合物(B-1)或第二化合物(B-2)皆可以有效改善习知溴化二酮吡咯并吡咯颜料的耐显影性不佳的缺点,而使感光性树脂组合物有利于形成彩色滤光片。
第三化合物(B-3)
第三化合物(B-3)具有由式(I)表示的官能基。
Figure BDA0000617339980000131
式(I)中,Y1表示氢或甲基。
第三化合物(B-3)的具体例包括丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸-7-氨基-3,7-二甲基辛酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、乙烯基己内酰胺、氮-乙烯基皮酪烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚单(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(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、三丙烯酸三羟甲基丙酯(trimethylolpropane triacrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯、EO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、EO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、EO改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯或上述化合物的组合。
第三化合物(B-3)优选为三丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、四丙烯酸二三羟甲基丙酯、由日本东亚合成株式会社制造的TO-1382或上述化合物的组合。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第三化合物(B-3)可为30重量份至300重量份,较佳为40重量份至250重量份,且更佳为50重量份至200重量份。
基于后述的碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,含乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量可为50重量份至500重量份,优选为60重量份至400重量份,且更优选为70重量份至300重量份。
碱可溶性树脂(C)
碱可溶性树脂(C)包括第一碱可溶性树脂(C-1)、第二碱可溶性树脂(C-2)或上述两者的组合。
第一碱可溶性树脂(C-1)
第一碱可溶性树脂(C-1)是由第一混合物反应而获得。第一混合物包括具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)以及具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)。此外,第一混合物更可选择性地包括羧酸酐化合物(c-3)、含环氧基的化合物(c-4)或上述两者的组合。
具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)
具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)包括由式(6)表示的化合物、由式(7)表示的化合物或上述两者的组合。
具体而言,由式(6)表示的化合物如下:
Figure BDA0000617339980000151
式(6)中,R6、R7、R8及R9各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳基或碳数为6至12的芳烷基。
含有式(6)所表示的化合物可由双酚芴型化合物(bisphenol fluorene)与卤化环氧丙烷(epihalohydrin)进行反应而得。
详言之,双酚芴型化合物的具体例包括:9,9-双(4-羟基苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene)、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)芴(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene)或其类似物,或上述化合物的组合。
卤化环氧丙烷(epihalohydrin)的具体例包括3-氯-1,2-环氧丙烷(epichlorohydrin)或3-溴-1,2-环氧丙烷(epibromohydrin)或其类似物,或上述化合物的组合。
具有环氧基的双酚芴型化合物的具体例包括(1)新日铁化学(Nippon steelchemical Co.,Ltd)制造的商品:例如ESF-300或其类似物;(2)大阪天然气(Osaka GasCo.,Ltd)制造之商品:例如PG-100、EG-210或其类似物;(3)短信科技(S.M.S TechnologyCo.,Ltd)制造的商品:例如SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG或其类似物。
另外,具体而言,由式(7)表示的化合物如下:
Figure BDA0000617339980000161
式(7)中,R10至R23各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基,且n表示0至10的整数。
由式(7)表示的化合物可由在碱金属氢氧化物存在下,使由式(7-1)表示的化合物与卤化环氧丙烷进行反应而得。
Figure BDA0000617339980000162
Figure BDA0000617339980000171
式(7-1)中,R10至R23以及n的定义是分别与式(7)中的R10至R23以及n的定义相同,在此不另赘述。
由式(7-1)表示的化合物可的合成方法如下:首先,在酸触媒存在下,使用由式(7-2)表示的化合物与酚(phenol)类进行缩合反应后,形成由式(7-1)表示的化合物。接着,加入过量的卤化环氧丙烷,以使卤化环氧丙烷与由式(7-1)表示的化合物进行脱卤化氢反应(dehydrohalogenation),而获得由式(7)表示的化合物。
Figure BDA0000617339980000172
式(7-2)中,R12至R15定义与式(7)中的R12至R15的定义相同,在此不另赘述。X1及X2各自独立表示卤原子、碳数为1至6的烷基或碳数为1至6的烷氧基。上述的卤原子可为氯或溴。上述的烷基较佳为甲基、乙基或叔丁基。上述的烷氧基较佳为甲氧基或乙氧基。
酚类的具体例包括:酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、n-丙酚(n-propylphenol)、异丁酚(isobutylphenol)、叔丁酚(t-butylphenol)、辛酚(octylphenol)、壬基苯酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基苯酚(methylbutylphenol)、二叔丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯苯酚(vinylphenol)、丙烯苯酚(propenylphenol)、乙炔苯酚(ethinylphenol)、环戊苯酚(cyclopentylphenol)、环己基酚(cyclohexylphenol)、环己基甲酚(cyclohexylcresol)或其类似物。上述的酚类可单独使用或组合多种来使用。
基于上述由式(7-2)表示的化合物的使用量为1摩尔,酚类的使用量为0.5摩尔至20摩尔,且较佳为2摩尔至15摩尔。
酸触媒的具体例包括:盐酸、硫酸、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)、草酸(oxalic acid)、三氟化硼(boron trifluoride)、无水氯化铝(aluminium chlorideanhydrous)、氯化锌(zinc chloride)或其类似物。酸触媒较佳为对甲苯磺酸、硫酸、盐酸或上述化合物的组合。酸触媒可单独使用或组合多种来使用。
另外,上述的酸触媒的使用量虽无特别的限制。惟,基于上述由式(7-2)表示的化合物的使用量为100重量%(重量%),酸触媒的使用量较佳为0.1重量%至30重量%。
上述的缩合反应可在无溶剂或是在有机溶剂的存在下进行。又,上述的有机溶剂的具体例包括:甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、甲基异丁基酮(methyl isobutylketone)或其类似物。上述的有机溶剂可单独使用或组合多种来使用。
基于由式(7-2)表示的化合物及酚类的总重量为100重量%,上述的有机溶剂的使用量为50重量%至300重量%,较佳为100重量%至250重量%。此外,上述的缩合反应的操作温度为40℃至180℃,且缩合反应的操作时间为1小时至8小时。
在完成上述的缩合反应后,可进行中和处理或水洗处理。上述的中和处理是将反应后的溶液之pH值调整为pH 3至pH 7,且较佳为pH 5至pH 7。上述的水洗处理可使用中和剂来进行,其中此中和剂为碱性物质,且其具体包括:氢氧化钠(sodium hydroxide)、氢氧化钾(potassium hydroxide)或其类似物的碱金属氢氧化物;氢氧化钙(calciumhydroxide)、氢氧化镁(magnesium hydroxide)或其类似物的碱土类金属氢氧化物;二伸乙三胺(diethylene triamine)、三伸乙四胺(triethylenetetramine)、苯胺(aniline)、苯二胺(phenylene diamine)或其类似物的有机胺;氨(ammonia)、磷酸二氢钠(sodiumdihydrogen phosphate)或上述化合物的组合。上述的中和剂可单独使用或组合多种来使用。上述的水洗处理可采用习知方法进行,例如在反应后的溶液中加入含中和剂的水溶液,并且反复进行萃取即可。经中和处理或水洗处理后,可经减压加热处理将未反应的酚类及溶剂予以馏除,并进行浓缩,如此一来,便可获得由式(7-1)表示的化合物。
卤化环氧丙烷的具体例包括:3-氯-1,2-环氧丙烷、3-溴-1,2-环氧丙烷或上述化合物的组合。在进行上述的脱卤化氢反应之前,可预先添加或于反应过程中添加氢氧化钠、氢氧化钾等的碱金属氢氧化物。上述的脱卤化氢反应的操作温度为20℃至120℃,其操作时间范围为1小时至10小时。
在一实施例中,上述脱卤化氢反应中所添加的碱金属氢氧化物亦可为其水溶液。在此实施例中,将上述的碱金属氢氧化物水溶液连续添加至脱卤化氢反应系统内的同时,可于减压或常压下,连续蒸馏出水及卤化环氧丙烷,藉此分离并除去水,并且可将卤化环氧丙烷连续地回流至反应系统内。
上述的脱卤化氢反应进行前,亦可添加氯化四甲铵(tetramethyl ammoniumchloride)、溴化四甲铵(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化铵(trimethylbenzyl ammonium chloride)或其类似物的季铵盐作为触媒,并且在50℃至150℃下,反应1小时至5小时后,加入碱金属氢氧化物或其水溶液。接着,于20℃至120℃的温度下,其使反应1小时至10小时,以进行脱卤化氢反应。
基于上述的由式(7-1)表示的化合物中的羟基总当量为1当量,上述的卤化环氧丙烷的使用量为1当量至20当量,且较佳为2当量至10当量。基于上述的具有式(7-1)结构的化合物中的羟基总当量为1当量,上述的脱卤化氢反应中添加的碱金属氢氧化物的使用量为0.8当量至15当量,且较佳为0.9当量至11当量。
此外,为了使上述的脱卤化氢反应顺利进行,亦可添加甲醇、乙醇或其类似物的醇类。除此之外,亦可添加二甲砜(dimethyl sulfone)、二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)或其类似物的非质子性(aprotic)的极性溶媒来进行反应。在使用醇类的情况下,基于上述的卤化环氧丙烷的总量为100重量%,醇类的使用量为2重量%至20重量%,且较佳为4重量%至15重量%。在使用非质子性的极性溶媒的情况下,基于卤化环氧丙烷的总量为100重量%,非质子性的极性溶媒的使用量为5重量%至100重量%,且较佳为10重量%至90重量%。
在完成脱卤化氢反应后,可选择性地进行水洗处理。之后,利用减压蒸馏的方式,例如于温度为110℃至250℃且压力为1.3kPa(10毫米汞柱(mmHg))以下,除去卤化环氧丙烷、醇类及非质子性的极性溶媒。
为了避免形成的环氧树脂含有加水分解性的卤素,可将脱卤化氢反应后的溶液加入甲苯、甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone)等溶剂以及氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物水溶液,并且再次进行脱卤化氢反应。在脱卤化氢反应中,基于上述的由式(7-1)表示的化合物中的羟基总当量为1当量,碱金属氢氧化物的使用量为0.01摩尔至0.3摩尔,且优选为0.05摩尔至0.2摩尔。另外,上述的脱卤化氢反应的操作温度范围为50℃至120℃,且其操作时间范围为0.5小时至2小时。
在完成脱卤化氢反应后,藉由过滤及水洗等步骤去除盐类。此外,利用减压蒸馏的方式除去甲苯、甲基异丁基酮等溶剂,即可得到由式(7)表示的化合物。上述由式(7)表示的化合物的具体例包括商品名为NC-3000、NC-3000H、NC-3000S以及NC-3000P等由日本化药制造的商品。
具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)
具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)的具体例选自于由下述(1)至(3)所组成的群组:(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2-甲基丙烯酰氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基己二酸、2-甲基丙烯酰氧丁基己二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丁基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧丙基己二酸、2-甲基丙烯酰氧丙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丁基邻苯二甲酸或2-甲基丙烯酰氧丁基氢邻苯二甲酸;(2)由含羟基的(甲基)丙烯酸酯与二元羧酸化合物反应而得的化合物,其中二元羧酸化合物包括己二酸、丁二酸、马来酸或邻苯二甲酸;以及(3)由含羟基的(甲基)丙烯酸酯与前述的羧酸酐化合物(c-3)反应而得的半酯化合物,其中含羟基的(甲基)丙烯酸酯包括2-羟基乙基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)acrylate]、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)methacrylate]、2-羟基丙基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)acrylate]、2-羟基丙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)methacrylate]、4-羟基丁基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4-羟基丁基甲基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)methacrylate]、季戊四醇三甲基丙烯酸酯等。另外,此处所述的羧酸酐化合物可与前述第一碱可溶性树脂(C-1)的第一混合物中所含的羧酸酐化合物(c-3)相同。
羧酸酐化合物(c-3)
羧酸酐化合物(c-3)可选自于由以下(1)至(2)所组成的群组:(1)丁二酸酐(butanedioic anhydride)、顺丁烯二酸酐(maleic anhydride)、衣康酸酐(Itaconicanhydride)、邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)、六氢邻苯二甲酸酐(hexahydrophthalic anhydride)、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(methylendo-methylene tetrahydro phthalic anhydride)、氯茵酸酐(chlorendic anhydride)、戊二酸酐、偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylic anhydride)等的二元羧酸酐化合物;以及(2)二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylicdianhydride;BTDA)、双苯四甲酸二酐、双苯醚四甲酸二酐等的四元羧酸酐化合物。
含环氧基的化合物(c-4)
含环氧基的化合物(c-4)可选自于甲基丙烯酸环氧丙酯、3,4-环氧基环己基甲基丙烯酸酯、含不饱和基的缩水甘油醚化合物、含环氧基的不饱和化合物或上述化合物的组合。上述含不饱和基的缩水甘油醚化合物包括长濑化成工业株式会社制造,型号为DenacolEX-111、EX-121Denacol、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171或Denacol EX-192等的商品。
第一碱可溶性树脂(C-1)可为具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)与具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)进行聚合反应所形成的含羟基的反应产物,其中具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)为(6)表示的化合物。接着,添加羧酸酐化合物(c-3)至反应溶液中,以进行聚合反应。基于上述含羟基的反应产物的羟基的总当量数为1当量,羧酸酐化合物(c-3)所含有的酸酐基的当量数优选为0.4当量至1当量,更优选为0.75当量至1当量。当使用多个羧酸酐化合物(c-3)时,这些羧酸酐化合物可于反应中依序添加或同时添加。当使用二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物来作为羧酸酐化合物(c-3)时,二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的摩尔比例优选为1/99至90/10,且更优选为5/95至80/20。另外,上述反应的操作温度可为50℃至130℃。
第一碱可溶性树脂(C-1)可为具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)与具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)进行反应所形成的含羟基的反应产物,其中具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)为式(6)表示的化合物。接着,藉由添加羧酸酐化合物(c-3)、含环氧基的化合物(c-4)或上述两者的组合至反应溶液中,以进行聚合反应。基于式(6)表示的化合物中的环氧基的总当量数为1当量,上述具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)的酸价当量数优选为0.8当量至1.5当量,且更优选为0.9当量至1.1当量。基于上述含羟基的反应产物的羟基的总使用量为100摩尔%,羧酸酐化合物(c-3)的使用量为10摩尔%至100摩尔%,优选为20摩尔%至100摩尔%,且更优选为30摩尔%至100摩尔%。
制备上述的第一碱可溶性树脂(C-1)时,为了缩短反应时间,一般会添加碱性化合物至反应溶液中,以作为反应触媒。反应触媒包括三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基锑(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基铵(tetramethylammonium chloride)或氯化苄基三乙基铵(benzyltriethylammonium chloride)等。反应触媒可单独使用或组合多种来使用。
基于上述具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)与具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)的总使用量为100重量份,反应触媒的使用量优选为0.01重量份至10重量份,且更优选为0.3重量份至5重量份。
此外,为了控制聚合度可添加聚合抑制剂(polymerization inhibitor)至反应溶液中。聚合抑制剂包括甲氧基酚(methoxyphenol)、甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌(hydroquinone)、2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-di-t-butyl-p-cresol)、吩噻嗪(phenothiazine)等。聚合抑制剂可单独使用或组合多种来使用。
基于上述具有至少二个环氧基的环氧化合物(c-1)与具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)的总使用量为100重量份,聚合抑制剂的使用量优选为0.01重量份至10重量份,且更优选为0.1重量份至5重量份。
制备第一碱可溶性树脂(C-1)时,可选择性地使用聚合反应溶剂。聚合反应溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇等的醇类溶剂;甲乙酮、环己酮等的酮类溶剂;甲苯、二甲苯等的芳香族烃类溶剂;赛珞素(cellosolve)、丁基赛珞素(butylcellosolve)等的赛珞素类溶剂;卡必妥(carbitol)、丁基卡必妥(butyl carbitol)等的卡必妥类溶剂;丙二醇单甲醚(propylene glycol monomethyl ether)等的丙二醇烷基醚类溶剂;二丙二醇单甲醚[di(propylene glycol)methyl ether]等的多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkyl ether]类溶剂;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇单乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)、丙二醇单甲醚醋酸酯(propylene glycolmethyl ether acetate)等的醋酸酯类溶剂;乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyllactate)等的乳酸烷酯(alkyl lactate)类溶剂;或二烷基二醇醚类溶剂。聚合反应溶剂可单独使用或组合多种来使用。此外,第一碱可溶性树脂(C-1)的酸价优选为50毫克KOH/克(mgKOH/g)至200毫克KOH/克,且更优选为60毫克KOH/克至150毫克KOH/克。
基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第一碱可溶性树脂(C-1)的使用量可为3重量份至60重量份,优选为4重量份至50重量份,且更优选为5重量份至40重量份。当碱可溶性树脂(C)含有第一碱可溶性树脂(C-1)时,所制得的感光树脂组合物的耐显影性较佳。
第二碱可溶性树脂(C-2)
第二碱可溶性树脂(C-2)是由具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)及其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(c-6)所共聚合而成,其中具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)与其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(c-6)的总使用量为100重量份。
具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)的具体例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯等的不饱和一元羧酸化合物;马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐等的不饱和二元羧酸(酐)化合物;三价以上的不饱和多价羧酸(酐)化合物。上述具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)可单独使用或组合多种来使用。
具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)较佳为丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯或上述化合物的组合。当使用2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯等的含羧酸基的乙烯性不饱和单体时,具有至少一个羧酸基的乙烯性不饱和单体(c-5)可提高彩色滤光片用的感光性树脂组合物的颜料分散性、增进耐显影性,并减少残渣的生成。
其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(c-6)的具体例包括双环戊基丙烯酸酯、双环戊基乙氧基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯(dicyclopentenyl acrylate,以下简称FA-511A)、双环戊烯基乙氧基丙烯酸酯(dicyclopentenyloxyethyl acrylate,以下简称FA-512A)、双环戊基甲基丙烯酸酯、双环戊基乙氧基甲基丙烯酸酯、双环戊烯基甲基丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧基甲基丙烯酸酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯等的芳香族乙烯基化合物;N-苯基马来酰亚胺、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等的马来酰亚胺化合物;丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲基甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、甲基丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-3-羟基丁酯、甲基丙烯酸-3-羟基丁酯、丙烯酸-4-羟基丁酯、甲基丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸三乙二醇甲氧酯(methoxy triethylene glycol acrylate)、甲基丙烯酸三乙二醇甲氧酯(methoxytriethylene glycol methacrylate)、甲基丙烯酸十二烷基酯(lauryl methacrylate)、甲基丙烯酸十四烷基酯(tertadecyl methacrylate)、甲基丙烯酸十六烷基酯(cetylmethacrylate)、甲基丙烯酸十八烷基酯(octadecylmethacrylate)、甲基丙烯酸二十烷基酯(eicosyl methacrylate)、甲基丙烯酸二十二烷基酯(docosyl methacrylate)等的不饱和羧酸酯化合物;丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸-N,N-二乙基氨基丙酯、甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基丙酯、丙烯酸-N,N-二丁基氨基丙酯、甲基丙烯酸-N-异丁基氨基乙酯;丙烯酸环氧丙基酯、甲基丙烯酸环氧丙基酯等的不饱和羧酸环氧丙基酯化合物;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等的羧酸乙烯酯化合物;乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、烯丙基环氧丙基醚、甲代烯丙基环氧丙基醚等的不饱和醚基化合物;丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、氰化亚乙烯等的氰化乙烯基化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺等的不饱和酰胺化合物;1,3-丁二烯、异戊烯、氯化丁二烯等的脂肪族共轭二烯化合物或上述化合物的组合。其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(c-6)的具体例可单独使用或组合多种来使用。
其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(c-6)较佳为选自于双环戊基丙烯酸酯、双环戊基乙氧基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧基丙烯酸酯、双环戊基甲基丙烯酸酯、双环戊基乙氧基甲基丙烯酸酯、双环戊烯基甲基丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧基甲基丙烯酸酯、苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸苯甲酯以及甲基丙烯酸苯甲酯所组成的族群。
用以制备第二碱可溶性树脂(C-2)的溶剂包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇正丙醚、二甘醇正丁醚、三甘醇甲醚、三甘醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、一缩二丙二醇甲醚、一缩二丙二醇乙醚、一缩二丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇单甲醚(tripropylene glycol mono methyl ether)、二缩三丙二醇单乙醚(tripropylene glycol mono ethyl ether)等的(聚)亚烷基二醇单烷醚类溶剂;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单乙醚醋酸酯等的(聚)亚烷基二醇单烷醚醋酸酯类溶剂;二甘醇二甲醚、二甘醇甲乙醚、二甘醇二乙醚、四氢呋喃等的其它醚类溶剂;甲乙烷酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等的酮类溶剂;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等的乳酸烷酯类溶剂;2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、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、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、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-氧基丁酸乙酯等的其它酯类溶剂;甲苯、二甲苯等的芳香族碳氢化合物溶剂;或N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等的羧酸酰胺溶剂。上述溶剂可单独使用或组合多种来使用。
用以制备第二碱可溶性树脂(C-2)的溶剂优选为丙二醇单甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯或上述两者的组合。
用以制备第二碱可溶性树脂(C-2)的引发剂一般为自由基型聚合引发剂。自由基型聚合引发剂包括2,2’-偶氮双异丁腈(2,2’-azobisisobutyronitrile)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(2,2’-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile))、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(2,2’-azobis-(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile))、2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈(2,2’-azobis-2-methyl butyronitrile)等的偶氮(azo)化合物;过氧化二苯甲酰(benzoylperoxide)等的过氧化合物或上述化合物的组合。
基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,第二碱可溶性树脂(C-2)的使用量可为40重量份至97重量份,优选为50重量份至96重量份,且更优选为60重量份至95重量份。
光引发剂(D)
光引发剂(D)可为自由基型光引发剂,具体而言,光引发剂(D)例如是O-酰基肟(oxime)类化合物、三嗪(triazine)类化合物、苯乙烷酮(acetophenone)类化合物、二咪唑(biimidazole)类化合物或二苯甲酮(benzophenone)类化合物等。
O-酰基肟类化合物的具体例包括1-[4-(苯基硫代)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯酰基肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯酰基肟)、1-[4-(苯酰基)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-苯酰基-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)或上述化合物的组合。
三嗪类化合物的具体例包括2,4-双(三氯甲基)-6-(对-甲氧基)苯乙烯基-s-三嗪[2,4-Bis(trichloromethyl)-6-(p-methoxy)styryl-s-triazine]、2,4-双(三氯甲基)-6-(1-对-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三嗪[2,4-Bis(trichloromethyl)-6-(1-p-dimethylaminophenyl-1,3-butadienyl)-s-triazine]、2-三氯甲基-4-胺基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪[2-trichloromethyl-4-amino-6-(p-methoxy)styryl-s-triazine]或上述化合物的组合。
苯乙烷酮类化合物的具体例包括对二甲胺苯乙烷酮、α,α’-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2’-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、对-甲氧基苯乙烷酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮或上述化合物的组合。
二咪唑类化合物的具体例包括2,2’-双(邻-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-氟苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-乙基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(对-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(2,2’,4,4’-四甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑或上述化合物的组合。
二苯甲酮类化合物的具体例包括噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-砜、二苯甲酮、4,4’-双(二甲胺)二苯甲酮,或4,4’-双(二乙胺)二苯甲酮或上述化合物的组合。
光引发剂(D)优选为1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、2,4-双(三氯甲基)-6-(对-甲氧基)苯乙烯基-s-三嗪、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(2,4-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-1,2’-biimidazole]、4,4'-双(二乙胺)二苯甲酮或上述化合物的组合。
上述光引发剂(D)可单独使用或组合多种来使用。
另外,在不影响物性范围内,本发明的感光性树脂组合物可依需要进一步添加上述光引发剂(D)以外的引发剂,例如:α-二酮(α-diketone)类化合物、酮醇(acyloin)类化合物、酮醇醚(acyloin ether)类化合物、酰膦氧化物(acylphosphineoxide)类化合物、醌(quinone)类化合物、含卤素类化合物或过氧化物等。
α-二酮类化合物的具体例包括苯偶酰(benzil)或乙酰基(acetyl)系化合物或上述化合物的组合。
酮醇类化合物的具体例包括二苯乙醇酮(benzoin)或上述化合物的组合。
酮醇醚类化合物的具体例包括二苯乙醇酮甲醚(benzoin methylether)、二苯乙醇酮乙醚(benzoin ethylether)、二苯乙醇酮异丙醚(benzoin isopropyl ether)或上述化合物的组合。
酰膦氧化物类化合物的具体例包括2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethyl-benzoyl diphenylphosphineoxide)、双-(2,6-二甲氧基苯酰)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物[bis-(2,6-dimethoxy-benzoyl)-2,4,4-trimethylbenzylphosphineoxide]或上述化合物的组合。
醌类化合物的具体例包括蒽醌(anthraquinone)或1,4-萘醌(1,4-naphthoquinone)或上述化合物的组合。
含卤素类化合物的具体例包括苯酰甲基氯(phenacyl chloride)、三溴甲基苯砜(tribromomethyl phenylsulfone)、三(三氯甲基)-s-三嗪[tris(trichloromethyl)-s-triazine]或上述化合物的组合。
过氧化物的具体例包括二-叔丁基过氧化物(di-tertbutylperoxide)或上述化合物的组合。
上述光引发剂(D)可单独使用或组合多种来使用。
若未使用光引发剂(D)时,感光性树脂组合物的耐显影性不佳。
基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,光引发剂(D)的使用量可为15重量份至150重量份,优选为20重量份至120重量份,且更优选为25重量份至90重量份。
有机溶剂(E)
有机溶剂(E)是指可以将颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)以及光引发剂(D)溶解,但又不与上述成分反应的有机溶剂,并且优选为具有适当挥发性者。
此外,有机溶剂(E)可与制备第二碱可溶性树脂(C-2)所使用的有机溶剂相同,在此不再赘述。有机溶剂(E)优选为丙二醇单甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯或上述溶剂的组合。
基于所述碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,有机溶剂(E)的使用量可为500重量份至5000重量份,优选为800重量份至4500重量份,且更优选为1000重量份至4000重量份。
添加剂(F)
在不影响本发明功效的前提下,本发明的感光性树脂组合物更可选择性进一步添加添加剂(F)。添加剂(F)的具体例包括填充剂、聚合物(指上述的碱可溶性树脂(C)以外的聚合物)、密着促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂或防凝集剂。
填充剂的具体例包括玻璃或铝等。
聚合物的具体例包括聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚、聚氟丙烯酸烷酯或上述聚合物的组合。
密着促进剂的具体例包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙醇丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙醇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-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧基硅烷或上述化合物的组合。
抗氧化剂的具体例包括2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基苯酚或上述化合物的组合。
紫外线吸收剂的具体例包括2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯基迭氮、烷氧基苯酮(alkoxy phenone)或上述化合物的组合。
防凝集剂的具体例包括聚丙烯酸钠(sodium polyacrylate)等。
基于碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,添加剂(F)的使用量为2重量份至20重量份,优选为3重量份至16重量份,且更优选为4重量份至12重量份。
彩色滤光片用的感光性树脂组合物的制备方法
可用来制备感光性树脂组合物的方法例如:将颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)、光引发剂(D)以及有机溶剂(E)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时亦可添加添加剂(F),予以均匀混合后,便可获得溶液状态的感光性树脂组合物。
又,感光性树脂组合物的制备方法没有特别的限制。感光性树脂组合物的制备方法例如是先将一部分的碱可溶性树脂(C)及含乙烯性不饱和基的化合物(B)分散于一部分的有机溶剂(E)中,以形成分散溶液;并且接着混合其余的颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)、光引发剂(D)以及有机溶剂(E)来制备。
或者,感光性树脂组合物也可以是由先将一部分的颜料(A)分散于一部分的有机溶剂(E),以形成颜料分散液后;并且混合其余的颜料(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、碱可溶性树脂(C)、光引发剂(D)以及其余的有机溶剂(E)来制备。又,上述颜料(A)的分散步骤可藉由例如珠磨机(beads mill)或辊磨机(roll mill)等混合器混合来进行。
像素层与彩色滤光片的制造方法
彩色滤光片是由彩色滤光片用的感光性组合物依序在上面已形成黑色矩阵的基板上施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得,其中黑色矩阵用以隔离各像素层(以下亦将像素层称为像素着色层)。以下详述彩色滤光片的制备方法。
首先,藉由旋转涂布或流延涂布或辊式涂布等涂布方式,在基板上均匀地涂布溶液状态的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,以形成涂膜。上述基板例如是用于液晶显示装置的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃,以及附着有透明导电膜的此等玻璃等;用于光电变换装置(如固体摄影装置)的基板(如:硅基板);或事先形成有能隔离红、绿、蓝等像素着色层的遮光用黑色矩阵(black matrix)的基板。
形成涂膜之后,以减压干燥的方式去除大部分溶剂,然后以预烤方式将残余的溶剂完全去除,以形成预烤涂膜。值得注意的是,减压干燥及预烤的条件,依各成分的种类、比率而改变。一般而言,减压干燥是在0毫米汞柱至200毫米汞柱的压力下进行1秒至60秒,并且预烤乃在70℃至110℃温度下对涂膜进行1分钟至15分钟的加热处理。
接着,以具有特定图案的光罩对上述预烤涂膜进行曝光。在曝光过程中所使用的光线例如是g线、h线或i线等的紫外线为佳,而紫外线照射装置可为(超)高压水银灯或金属卤素灯。
然后,在23±2℃的温度下,将上述经曝光的预烤涂膜浸渍于显影液中,以去除预烤涂膜的不需要的部分,藉此可在基板上形成特定的图案。显影液的具体例包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、胆碱、吡咯、呱啶或1,8-二氮杂二环-(5,4,0)-7-十一烯等碱性化合物的碱性水溶液。显影液的浓度为0.001重量%至10重量%,优选为0.005重量%至5重量%,且更优选为0.01重量%至1重量%。
在预烤涂膜经显影之后,将具有特定的图案的基板以水洗净,再以压缩空气或压缩氮气将上述特定的图案风干。然后,以热板或烘箱等加热装置进行后烤处理(post-bake)(亦即加热处理)。后烤温度为100至280℃,且加热时间为1分钟至15分钟,以去除涂膜中的挥发成分并使未反应的乙烯性不饱和双键进行热硬化反应。经过上述的处理步骤后,即可在基板上固定特定的图案,藉此形成像素着色层。重复上述步骤,依序在基板上成形红、绿、蓝等像素着色层。
最后,在温度为220℃至250℃的真空环境下,藉由溅镀在所述像素着色层的表面上形成ITO(氧化铟锡)保护膜(蒸镀膜)。必要时,对上述ITO保护膜施行蚀刻与布线,并且在ITO保护膜表面涂布液晶配向膜(液晶配向膜用聚酰亚胺),藉此形成具有像素层的彩色滤光片。
液晶显示装置的制造方法
首先,将藉由上述彩色滤光片的形成方法所形成的彩色滤光片以及设置有薄膜晶体管(thin film transistor;TFT)的基板作对向配置,并且在上述两者之间设置间隙(晶胞间隔,cell gap)。接着,以黏着剂贴合彩色滤光片与上述基板的周围部分并且留下注入孔。然后,在基板表面以及黏着剂所分隔出的间隙内由注入孔注入液晶,并封住注入孔来形成液晶层。随后,藉由在彩色滤光片中接触液晶层的另一侧与基板中接触液晶层的另一侧提供偏光板,以形成液晶显示组件。接着,在液晶显示组件的一侧设置面光源,以形成液晶显示装置。上述所使用的液晶,亦即液晶化合物或液晶组合物,此处并未特别限定,惟可使用任何一种液晶化合物及液晶组合物。
此外,于制作彩色滤光片中所使用的液晶配向膜是用来限制液晶分子的配向,并且没有特别的限制,举凡无机物或有机物任一者均可,并且本发明并不限于此。
第一碱可溶性树酯(C-1)的合成例
以下说明第一碱可溶性树酯(C-1)的合成例C-1-1至合成例C-1-3:
合成例C-1-1
首先,将100重量份的芴环氧化合物(型号ESF-300,新日铁化学制造;环氧当量231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及130重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续式添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中。入料速度控制在25重量份/分钟,并且反应过程的温度维持在100℃至110℃,反应15小时后,即可获得固成分浓度为50重量%的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述混合液添加至25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,同时添加6重量份的四氢邻苯二甲酸酐及13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,并加热至110℃至115℃。反应2小时后,即可获得第一碱可溶性树脂B-1-1,其酸价为98mgKOH/g,且重量平均分子量为2205。
合成例C-1-2
将100重量份的芴环氧化合物(新日铁化学制造,型号为ESF-300;环氧当量为231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚及130重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯连续添加至500毫升的四口烧瓶中。入料速度控制在25重量份/分钟,并且反应过程的温度维持在100℃至110℃,反应15小时后,即可获得固体成分浓度为50重量%的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述混合液溶于25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,同时添加13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,并加热至90℃至95℃。反应2小时后,加入6重量份的四氢邻苯二甲酸酐,且于90℃至95℃下反应4小时,即可获得第一碱可溶性树脂(C-1-2),其酸价为99.0mgKOH/g,且重量平均分子量为2630。
合成例C-1-3
将400重量份的环氧化合物(日本化药(株)制造,型号为NC-3000;环氧当量为288)、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲氧基酚(methoxyphenol)、5重量份的三苯基膦及264重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯加入反应瓶中,并将温度维持在95℃。反应9小时后,即可获得中间产物,其酸价为2.2mgKOH/g。接着,加入151重量份的四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride),并在95℃下反应4小时,即可获得第一碱可溶性树脂(C-1-3),其酸价为102mgKOH/g,且重量平均分子量为3200。
第二碱可溶性树酯(C-2)的合成例
以下说明第二碱可溶性树酯(C-2)的合成例C-2-1至合成例C-2-3:
合成例C-2-1
在容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,将5重量份的2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯(以下简称为HOMS)、5重量份的双环戊烯基丙烯酸酯(dicyclopenteny acrylate,以下简称为FA-511A)、40重量份的苯乙烯单体(以下简称为SM)及50重量份的甲基丙烯酸甲酯(以下简称为MMA)溶解于200重量份的3-乙氧基丙酸乙酯(以下简称为EEP)中,其中单体混合物入料的方式为连续添加。
搅拌均匀后,将油浴的温度提升至100℃。然后,将6重量份的聚合引发剂2,2’-偶双氮-2-甲基丁腈(以下简称为AMBN)溶解于EEP中,并以五等分的分量于一小时内间隔添加至四颈锥瓶中。
聚合过程的反应温度维持于100℃。经过6小时后,将聚合产物自四颈锥瓶中取出,并将溶剂脱挥,即可制得第二碱可溶性树脂C-2-1。
合成例C-2-2至合成例C-2-4
合成例C-2-2至合成例C-2-4的第二碱可溶性树脂是以与合成例C-2-1相同的步骤来制备,并且其不同处在于:改变第二碱可溶性树脂的成分种类及其使用量、反应时间、反应温度以及反应物添加时间(如表1所示),其中表1中标号所对应的化合物如下所示。
Figure BDA0000617339980000341
表1
Figure BDA0000617339980000342
感光性树脂组合物的实施例
以下说明感光性树脂组合物的实施例1至实施例10以及比较例1至比较例8:
实施例1
将40重量份的由式(1)表示的第一颜料(A-1)(以下简称为A-1)、10重量份的由式(2-1)表示的化合物(以下简称为B-1-1)、40重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯(以下简称为B-3-1)、100重量份的第一碱可溶性树脂(C-1-1)、5重量份的2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮(以下简称为D-1)、5重量份的2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑(以下简称为D-2)、5重量份的4,4'-双(二乙胺)二苯甲酮(以下简称为D-3)以及2重量份的聚丙烯酸钠(以下简称为F-1)加入500重量份的3-乙氧基丙酸乙酯(以下简称为E-1)中,并且以摇动式搅拌器(shaking type stirrer)搅拌均匀后,即可制造得实施例1的感光性树脂组合物。将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表2所示。
实施例2至实施例10
实施例2至实施例10的感光性树脂组合物是以与实施例1相同的步骤来制备,并且其不同处在于:改变感光性树脂组合物的成分种类及其使用量(如表2所示),其中表2中标号所对应的化合物如下所示。将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表2所示。
Figure BDA0000617339980000351
Figure BDA0000617339980000361
比较例1至比较例8
比较例1至比较例8的感光性树脂组合物是以与实施例1相同的步骤来制备,并且其不同处在于:改变感光性树脂组合物的成分种类及其使用量(如表3所示)。将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表3所示。
评价方式
耐显影性
将上述各实施例及比较例的感光性树脂组合物以旋转涂布的方式涂布在长宽均为100毫米的玻璃基板上。然后,于约100毫米汞柱的压力下进行减压干燥约30秒钟。接着,将上述玻璃基板置于温度80℃下预烤2分钟,藉此可形成膜厚2.5微米的预烤涂膜。之后,以色度计(大冢电子公司制造,型号MCPD)测定其色度(L*,a*,b*)。
接着,使用曝光机(Canon制造,型号为PLA-501F)以100毫焦耳/平方公分(mJ/cm2)的紫外光照射上述的预烤涂膜。使用紫外光照射后,将预烤涂膜浸渍于23℃的显影液中。经过1分钟后,以纯水洗净。然后,再次测定其色度,并以下式(8)计算其色度变化(ΔEab*)。所测得的色度变化(ΔEab*)越小,感光性树脂组合物的耐显影性越好,并依据以下基准进行评价
ΔEab*=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2
式(8)
◎:ΔEab*<2
○:2≦ΔEab*<4
△:4≦ΔEab*<6
╳:6≦ΔEab*
对比度
将上述各实施例及比较例的感光性树脂组合物以旋转涂布的方式涂布在长宽均为100毫米的玻璃基板上。然后,于约100毫米汞柱(mmHg)的压力下进行减压干燥约30秒钟。接着,将上述的玻璃基板置于80℃下预烤3分钟,以形成膜厚为2.5微米的预烤涂膜。之后,使用曝光机(Canon制造,型号为PLA-501F)以300毫焦/平方公分(mJ/cm2)的紫外光照射上述的预烤涂膜。使用紫外光照射后,将预烤涂膜浸渍于23℃的显影液2分钟。之后,以纯水洗净上述预烤涂膜,并以200℃对预烤涂膜进行后烤80分钟,即可在玻璃基板上形成膜厚为2.0微米的感光性树脂层。
将上述膜厚约2.0微米的感光性树脂层,以图1及图2所绘示的检测装置来量测感光性树脂层的亮度值,并计算亮度的比值。
于图1的检测装置100中,上述制得的感光性树脂层110设置于第一偏光板120与第二偏光板130之间。从光源140所发射出来的光依序穿透过第一偏光板120、感光性树脂层110以及第二偏光板130。然后,利用亮度计(luminance meter)150(Topcon公司制造,型号为BM-5A)量测穿透过第二偏光板130的光的亮度值(cd/cm2)。值得注意的是,当将第一偏光板120的偏光方向与第二偏光板130的偏光方向投影于同一个平面上时,第一偏光板120的偏光方向平行于第二偏光板130的偏光方向(如偏光方向D1)。利用图1的检测装置100所测得的亮度值为A。
图2所绘示的检测装置200大致上与图1所绘示的检测装置100相同,不同的是当将第一偏光板220的偏光方向D2与第二偏光板230的偏光方向D3投影于同一个平面上时,第一偏光板220的偏光方向D2垂直于第二偏光板230的偏光方向D3。利用装置200所测得的亮度值为B。接着,以式(9)计算感光性树脂组合物的对比度,并依据以下基准进行评价。
Figure BDA0000617339980000381
◎:1500≦对比度
○:1200≦对比度<1500
△:900≦对比度<1200
╳:对比度<900
表2
Figure BDA0000617339980000391
表3
Figure BDA0000617339980000401
评价结果
由表2以及表3得知,含有第一颜料(A-1)的感光性树脂组合物(实施例1至实施例10)与不含有第一颜料(A-1)的感光性树脂组合物(比较例1、比较例2、比较例7以及比较例8)相比,含有第一颜料(A-1)的感光性树脂组合物对比度较佳。
此外,含有第二颜料(A-2)的感光性树脂组合物(实施例7至实施例10)与不含有第二颜料(A-2)的感光性树脂组合物(实施例1至实施例6、比较例3以及比较例4)相比,含有第二颜料(A-2)的感光性树脂组合物对比度较佳。
又,含有第一化合物(B-1)的感光性树脂组合物(实施例1至实施例6)与不含有第一化合物(B-1)的感光性树脂组合物(比较例3至比较例8)相比,含有第一化合物(B-1)的感光性树脂组合物的耐显影性较佳。
此外,含有第二化合物(B-2)的感光性树脂组合物(实施例7至实施例10)与不含有第二化合物(B-2)的感光性树脂组合物(比较例3至比较例8)相比,含有第二化合物(B-2)的感光性树脂组合物的耐显影性较佳。
另外,含有第一碱可溶性树脂(C-1)(实施例1至实施例3、实施例7至实施例10)与仅含有第二碱可溶性树脂(C-2)的感光性树脂组合物(实施例4至实施例6)相比,含有第一碱可溶性树脂(C-1)的感光性树脂组合物耐显影性较佳。
综上所述,本发明藉由将上述第一化合物以及上述第二化合物加入含有溴化二酮吡咯并吡咯颜料的感光性树脂组合物中,藉此解决习知耐显影性不佳的问题。换言之,本发明的感光性树脂组合物由于含有特定的颜料、特定的含乙烯性不饱和基的化合物,故兼具对比度佳以及耐显影性佳的特点,因而适用于彩色滤光片以及液晶显示装置。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其特征在于,其包括:
颜料(A);
含乙烯性不饱和基的化合物(B);
碱可溶性树脂(C);
光引发剂(D);以及
有机溶剂(E),
其中所述颜料(A)包括由式(1)表示的第一颜料(A-1),
Figure FDA0001904563080000011
所述含乙烯性不饱和基的化合物(B)包括第一化合物(B-1),其中所述第一化合物(B-1)选自由式(2)表示的化合物或由式(3)表示的化合物,
Figure FDA0001904563080000012
式(2)及式(3)中,R1各自独立表示-(CH2CH2O)-或-(CH2CH(CH3)O)-;R2各自独立表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基或氢原子;式(2)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为5或6;式(3)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总数量为3或4;p各自独立表示0至6的整数,且各p的总和为3至24;q各自独立表示0至6的整数,且各q的总和为2至16,
其中基于所述碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,所述第一化合物(B-1)的使用量为10重量份至50重量份,
所述第一颜料(A-1)的使用量为40重量份至160重量份。
2.权利要求1所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中基于所述碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,所述颜料(A)的使用量为40重量份至800重量份,所述含乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为50重量份至500重量份,所述光引发剂(D)的使用量为15重量份至150重量份,且所述有机溶剂(E)的使用量为500重量份至5000重量份。
3.权利要求1所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中所述颜料(A)还包括所述第一颜料(A-1)以外的第二颜料(A-2),且所述第二颜料(A-2)选自二酮吡咯并吡咯系颜料、偶氮系颜料、蒽醌系颜料、苝系颜料、喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料以及喹啉系颜料所组成的族群。
4.权利要求3所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中基于所述碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,所述第二颜料(A-2)的使用量为40重量份至400重量份。
5.权利要求1所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中所述碱可溶性树脂(C)包括第一碱可溶性树脂(C-1),且所述第一碱可溶性树脂(C-1)是由第一混合物反应而获得,所述第一混合物包括:
具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1);以及
具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(c-2)。
6.权利要求5所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中所述具有至少两个环氧基的环氧化合物(c-1)包括由式(6)表示的化合物、由式(7)表示的化合物或上述两者的组合,
Figure FDA0001904563080000021
式(6)中,R6、R7、R8及R9各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳基或碳数为6至12的芳烷基,
Figure FDA0001904563080000031
式(7)中,R10至R23各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基,且n表示0至10的整数。
7.权利要求5所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物,其中基于所述碱可溶性树脂(C)的使用量为100重量份,所述第一碱可溶性树脂(C-1)的使用量为3重量份至60重量份。
8.一种彩色滤光片的制造方法,其特征在于,其包括使用由权利要求1~7中任一项所述的彩色滤光片用的感光性树脂组合物所形成的像素层。
9.一种彩色滤光片,其特征在于,其藉由权利要求8所述的制造方法而制得。
10.一种液晶显示装置,其特征在于,其包括权利要求9所述的彩色滤光片。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI624722B (zh) * 2015-12-30 2018-05-21 奇美實業股份有限公司 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其製造方法以及液晶顯示裝置
TW201723096A (zh) * 2015-12-31 2017-07-01 奇美實業股份有限公司 感光性樹脂組成物及其應用
TWI646394B (zh) * 2017-03-31 2019-01-01 住華科技股份有限公司 感光性樹脂組成物、及應用其之彩色光阻結構和顯示器
KR102383520B1 (ko) * 2018-02-01 2022-04-06 동우 화인켐 주식회사 적색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103135353A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 奇美实业股份有限公司 树脂组成物、液晶显示装置、彩色滤光片及其制造方法
CN103324031A (zh) * 2012-03-19 2013-09-25 奇美实业股份有限公司 感光性树脂组合物、彩色滤光片及其液晶显示器
CN103329044A (zh) * 2011-01-18 2013-09-25 株式会社Lg化学 光敏树脂组合物以及包含该组合物的光敏材料
CN103339536A (zh) * 2011-01-28 2013-10-02 东洋油墨Sc控股株式会社 彩色滤光片用吡咯并吡咯二酮系颜料组合物、彩色滤光片用着色组合物及彩色滤光片

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10274848A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Jsr Corp 感放射線性組成物およびカラーフィルター用感放射線性組成物
JP4218999B2 (ja) * 1998-02-19 2009-02-04 富士フイルム株式会社 カラーフィルター用感光性着色組成物
KR101291479B1 (ko) * 2008-05-28 2013-07-31 바스프 에스이 개선된 적색 컬러 필터 조성물
JP2013182230A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd カラーフィルタ用顔料組成物、着色組成物、およびカラーフィルタ
JP5833969B2 (ja) * 2012-04-27 2015-12-16 富士フイルム株式会社 感放射線性組成物、遮光膜および固体撮像素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103329044A (zh) * 2011-01-18 2013-09-25 株式会社Lg化学 光敏树脂组合物以及包含该组合物的光敏材料
CN103339536A (zh) * 2011-01-28 2013-10-02 东洋油墨Sc控股株式会社 彩色滤光片用吡咯并吡咯二酮系颜料组合物、彩色滤光片用着色组合物及彩色滤光片
CN103135353A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 奇美实业股份有限公司 树脂组成物、液晶显示装置、彩色滤光片及其制造方法
CN103324031A (zh) * 2012-03-19 2013-09-25 奇美实业股份有限公司 感光性树脂组合物、彩色滤光片及其液晶显示器

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