CN104898373A - 着色感光性树脂组合物及利用其的滤色器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及着色感光性树脂组合物,更为详细地,涉及在制造用于彩色液晶显示装置等的滤色器时所使用的滤色器用着色感光性树脂组合物及利用其制造的滤色器。本发明的着色感光性树脂组合物的特征在于,在曝光量低的像素形成条件下,也呈现出高灵敏度特性,当制造滤色器时,不会发生销导致的不均现象之类的表面不良。
Description
技术领域
本发明涉及着色感光性树脂组合物,更详细地,涉及在制造用于彩色液晶显示装置等的滤色器时所使用的滤色器用着色感光性树脂组合物及利用其制造的滤色器。
背景技术
滤色器广泛应用于摄像元件、液晶显示装置等,其应用范围也正在迅速扩大。用于彩色液晶显示装置或摄像元件等的滤色器通常如下制造:在由黑色矩阵形成图案的基板上以旋涂方式均匀地涂敷含有与红色、绿色及蓝色的各个颜色相对应的着色剂的着色感光性树脂组合物之后,对通过加热干燥(以下,有时也称为预煅烧)而形成的涂膜进行曝光、显影,根据需求,对每个颜色反复进行再加热固化(以下,有时也称为后煅烧)的操作,从而形成各个颜色的像素。
另一方面,在滤色器的制造工序中,在基板发生斑纹形态的不均(Mura)现象,而不均现象是指由于在滤色器的制造工序中发生的错误或者制造不良等,从而在整个面板或在面板的一部分区域发生呈现出不均匀的亮度特性的斑点。
与此相关地,现有的感光性树脂组合物虽然正活跃地进行着用于提高耐溶剂性、耐热性及显影速度等的研究,但仍然具有灵敏度的问题、制造滤色器时销导致发生不均现象等问题。例如,韩国公开专利第10-2005-0076606号记载了溶剂的20℃的平均蒸气压低于3.0mmHg的感光性树脂组合物,韩国公开专利第10-2008-0096472号记载了包含沸点为100~200℃的溶剂和沸点为150~330℃的溶剂的着色光聚合性组合物,但仅记载了对溶剂的沸点或滤色器的结合修复,并没有提出用于抑制销导致的不均现象的发生的解决方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国公开专利第10-2005-0076606号
专利文献2:韩国公开专利第10-2008-0096472号
发明内容
对此,本发明的目的在于提供具有高灵敏度特性,并且在制造滤色器时不会发生销导致的不均现象的感光性树脂组合物。
为了实现上述目的,本发明提供感光性树脂组合物,其特征在于,是着色感光性树脂组合物,包含着色剂(A)、碱可溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),上述溶剂(E)具有使下述数学式1中的PMI(Pin Mura Index,销不均指数)值成为3以下的蒸气压。
[数学式1]
PMI=-35.6139+25.82603×溶剂的蒸气压-5.18984×(溶剂的蒸气压)2+0.324966×(溶剂的蒸气压)3。
本发明的一实施方式中,上述PMI可以由下述数学式2定义。
[数学式2]
PMI=|(平板部的颜色-(销部位的颜色))|×1000,
在上述数学式2中,平板部是指在滤色器制造中,当进行真空干燥时,基板中没有销的部位,销部位是指具有销的部位。
在再一实施方式中,当制造滤色器时,上述着色感光性树脂组合物可以不发生销导致的不均现象。
在另一实施方式中,上述着色感光性树脂组合物中,以固体成分总重量为基准,可包含5~60重量%的上述着色剂(A)、包含5~85重量%的上述碱可溶性树脂(B)、包含5~50重量%的上述光聚合性物质(C);以碱可溶性树脂(B)和光聚合性化合物(C)的固体成分总重量为基准,可包含0.1~40重量%的上述光聚合引发剂(D);以着色感光性树脂组合物的总重量为基准,可包含60~90重量%的上述溶剂(E)。
在另一实施方式中,上述着色感光性树脂组合物还可以包含添加剂(F)。
并且,本发明提供由上述着色感光性树脂组合物制成的滤色器。
本发明的着色感光性树脂组合物的特征在于,当制造滤色器时,不会发生销导致的不均现象之类的表面不良情况。
附图说明
图1为通过图表来表示记载于实施例的数学式1的PMI(Pin MuraIndex、销不均指数)和溶剂的蒸气压之间的相关关系的图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
本发明提供感光性树脂组合物,其特征在于,是一种着色感光性树脂组合物,包含着色剂(A)、碱可溶性树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)及溶剂(E),上述溶剂(E)具有使下述数学式1中的PMI(销不均指数)值成为3以下的蒸气压。
[数学式1]
PMI=-35.6139+25.82603×溶剂的蒸气压-5.18984×(溶剂的蒸气压)2+0.324966×(溶剂的蒸气压)3。
在滤色器的制造工序中,在基板发生斑纹形态的不均(Mura)现象,而不均现象是指由于在滤色器制造工序中发生的错误或者制造不良等而在整个面板或在面板的一部分区域发生呈现出不均匀的亮度特性的斑点。在VCD(真空干燥(Vacuum Dry))装置内存在销(pin),而由于上述销,基板上有销的部位和没有销的部位之间发生色差,且因色差而识别不均。
本发明通过以实验证明着色感光性树脂组合物所包含的溶剂的蒸气压与PMI具有如上述数学式1的关系来完成了本发明。
PMI是通过下述数学式2来定义在进行真空干燥(vacuum dry)时销导致的不均现象并数据化而得到的值。
[数学式2]
PMI=|(平板部的颜色-(销部位的颜色))|×1000
在上述数学式2中,平板部是指在滤色器制造中,当进行真空干燥时,基板中没有销的部位,销部位是指具有销的部位。
能够以如下方式定义颜色,并通过色度计装置来测定并求出。
红色(Red):Rx
绿色(Green):Gy
蓝色(Blue):By
例如,在红色(Red)的情况下,能够将通过色度计装置而求出的平板部的颜色和销部位的颜色代入上述数学式2来计算PMI。
若上述PMI值为3以下,则不会发生不均现象。因此,可以制造因利用上述数学式1来调节溶剂的蒸气压而PMI值低,从而能实现将销导致的不均现象最小化的感光性树脂组合物。
以下,对各个构成进行更详细说明。
着色剂(A)
上述着色剂(A)以一种以上的颜料(a1)作为必要成分,可以选择性地包含一种以上的染料(a2)。并且,可优选包含颜料分散剂(a3)。
颜料(a1)
可将在本领域中通常使用的有机颜料或无机颜料用作上述颜料。
上述有机颜料可使用用于印刷油墨、喷墨油墨等的各种颜料,具体地,可例举水溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖酮颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、苝颜料、紫环酮颜料、二嗪颜料、蒽醌颜料、联二蒽醌颜料、蒽素嘧啶颜料、三苯并[cd、jk]芘-5,10-二酮(anthanthrone)颜料、阴丹酮(indanthrone)颜料、黄蒽酮颜料、皮蒽酮(pyranthrone)颜料及二酮吡咯并吡咯颜料等。
作为上述无机颜料,可例举金属氧化物或金属络盐等金属化合物,具体地,可例举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑及碳黑等的金属氧化物或复合金属氧化物等。
尤其,上述有机颜料及无机颜料具体可例举在颜色指数(英国染色与印染工作者协会(The society of Dyers and Colourists)出版)中被分为颜料的化合物,更为具体地,可例举如下颜色指数(C.I.)编号的颜料,但并不局限于此。
如C.I.颜料黄13、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180和185;
C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65和71;
C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、208、215、216、224、242、254、255和264;
C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37和38;
C.I.颜料蓝15(15:3、15:4、15:6等)、21、28、60、64和76;
C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47和58;
C.I.颜料灰28;
C.I.颜料黑1和7等。
上述颜料可分别单独使用或组合两种以上来使用。
在上述例示的C.I.颜料中,可优选使用选自C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185、C.I.颜料橙38、C.I.颜料红122、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红208、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料紫23、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36及C.I.颜料绿58中的颜料。
上述颜料优选使用其粒径均匀分散的颜料分散液。作为用于使颜料的粒径均匀分散的方法的一例,可例举以包含颜料分散剂(a3)的方式进行分散处理的方法,根据该方法,可得到颜料均匀分散于溶液中的状态的颜料分散液。
以颜料分散组合物中的全部固体成分重量为基准,上述颜料(a1)的含量在10~50重量%的范围,优选在15~45重量%的范围。若按上述基准,上述颜料的含量在15~40重量%的范围,则会使粘度低、存储稳定性优异、分散效率高,因而有效地提高明暗比而优选。
颜料分散剂(a3)
上述颜料分散剂(a3)是为了颜料的抗凝聚()及维持稳定性而添加的,能够以不受限制的方式使用本领域通常使用的颜料分散剂。上述颜料分散剂的具体例,可例举阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚酯系、聚胺系等表面活性剂,它们可分别单独使用或组合两种以上来使用。上述颜料分散剂包含优选丙烯酸酯系分散剂(以下称为丙烯酸酯分散剂),上述丙烯酸酯系分散剂包含BMA(甲基丙烯酸丁酯)或DMAEMA(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)。此时,如在韩国公开专利2004-0014311号所提示的那样,优选借助活性控制方法来制造上述丙烯酸酯分散剂,在市场上销售的通过上述活性控制方法来制造的丙烯酸酯系分散剂可例举DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPERBYK-2070、DISPER BYK-2150等。
上述例示的丙烯酸酯分散剂可分别单独使用或组合两种以上来使用。
除了上述丙烯酸酯分散剂,还可将其它树脂类型的颜料分散剂用作上述颜料分散剂(a3)。
上述其它树脂类型的颜料分散剂可使用公知的树脂类型的颜料分散剂,尤其可使用以聚氨酯、聚丙烯酸酯为代表的聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分)胺盐、聚羧酸的铵盐、聚羧酸的烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸酯盐、含羟基聚羧酸的酯及它们的改性生成物,或具有自由(free)羧基的聚酯和借助与聚(低级烯化亚胺)的反应来形成的胺或它们的盐之类的乳化分散剂;(甲基)丙烯酸苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮之类的水溶性树脂或水溶性聚合物;聚酯;改性的聚丙烯酸酯;环氧乙烷/环氧丙烷的附加生成物及磷酸盐酯等。
作为上述树脂类型的颜料分散剂的市售品,作为阳离子系树脂分散剂,例如有:BYK化工公司的商品名:DISPER BYK-160、DISPERBYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPERBYK-184;巴斯夫(BASF)公司的商品名:EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800;Lubirzol公司的商品名:SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10;川研精细化学品(KAWAKEN Fine Chemicals)公司的商品名:HINOACTT-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000;味之素(Ajinomoto)公司的商品名:AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822、AJISPUR PB-823;共荣社化学公司的商品名:FLORENE DOPA-17HF、FLORENEDOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44等。
除了上述丙烯酸酯分散剂之外的其它树脂类型的颜料分散剂可分别单独使用或组合两种以上来使用,还可与丙烯酸酯分散剂并用。
上述颜料分散剂(a3)的使用量相对于所使用的颜料(a1)的固体成分100重量份,为5~60重量份,更优选在15~50重量份的范围。若颜料分散剂(a3)的含量超过60重量份,则有可能使粘度变高,若小于5重量份,则有可能使颜料难以微粒化,或有可能引起颜料分散后凝胶化等问题。
染料(a2)
只要对有机溶剂具有溶解性,上述染料的使用就不受限制。优选使用对有机溶剂具有溶解性且可确保对碱显影液的溶解性及耐热性、耐溶剂性等可靠性的染料。
作为上述染料,可从磺酸或羧酸等具有酸性基团的酸性染料、酸性染料与含氮化合物的盐、酸性染料的磺酰胺体等及它们的衍生物中选择使用,此外,还可选择偶氮系、吨系、酞菁系的酸性染料及它们的衍生物。
优选地,上述染料可以举出在颜色指数(英国染色与印染工作者协会(The Society of Dyers and Colourists)出版)内被分类为染料的化合物或记载于染色手册(色染公司)的公知的染料。
作为上述染料的具体例,作为C.I.溶剂染料可以举出:
C.I.溶剂黄4、14、15、16、21、23、24、38、56、62、63、68、79、82、93、94、98、99、151、162、163等黄色染料;
C.I.溶剂红8、45、49、89、111、122、125、130、132、146、179等红色染料;
C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、41、45、56、62等橙色染料;
C.I.溶剂蓝5、35、36、37、44、59、67、70等蓝色染料;
C.I.溶剂紫8、9、13、14、36、37、47、49等紫色染料;
C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等绿色染料等。
优选在C.I.溶剂染料中对有机溶剂的溶解性优异的C.I.溶剂黄14、16、21、56、151、79、93;C.I.溶剂红8、49、89、111、122、132、146、179;C.I.溶剂橙41、45、62;C.I.溶剂蓝35、36、44、45、70;C.I.溶剂紫13,其中,更优选C.I.溶剂黄21、79;C.I.溶剂红8、122、132;C.I.溶剂橙45、62。
并且,作为C.I.酸性染料,可以举出:
C.I.酸性黄1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251等黄色染料;
C.I.酸性红1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426等红色染料;
C.I.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173等橙色染料;
C.I.酸性蓝1、7、9、15、18、23、25、27、29、40、42、45、51、62、70、74、80、83、86、87、90、92、96、103、112、113、120、129、138、147、150、158、171、182、192、210、242、243、256、259、267、278、280、285、290、296、315、324:1、335、340等蓝色染料;
C.I.酸性紫6B、7、9、17、19、66等紫色染料;
C.I.酸性绿1、3、5、9、16、25、27、50、58、63、65、80、104、105、106、109等绿色染料等。
优选为在酸性染料中对有机溶剂的溶解度优异的C.I.酸性黄42、C.I.酸性红92、C.I.酸性蓝80、C.I.酸性蓝90、C.I.酸性紫66、C.I.酸性绿27。
并且,作为C.I.直接染料,可举出:
C.I.直接黄2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141等黄色染料;
C.I.直接红79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250等红色染料;
C.I.直接橙34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107等橙色染料;
C.I.直接蓝38、44、57、70、77、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、166、167、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、196、198、199、200、207、209、210、212、213、214、222、228、229、237、238、242、243、244、245、247、248、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293等蓝色染料;
C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104等紫色染料;
C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等绿色染料等。
并且,作为C.I.媒介染料,可举出:
C.I.媒介黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65等黄色染料;
C.I.媒介红1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95等红色染料;
C.I.媒介橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48等橙色染料;
C.I.媒介蓝1、2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84等蓝色染料;
C.I.媒介紫1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58等紫色染料;
C.I.媒介绿1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等绿色染料等。
这些染料可分别单独使用或组合两种以上来使用。
以着色剂(A)的固体成分总重量为基准,上述着色剂(A)中的染料的含量优选为0.5~80重量%,更优选为0.5~60重量%,特别优选为1~50重量%。若上述着色剂(A)中的染料的含量在上述范围内,则可防止在形成图案后因有机溶剂而使染料溶出的可靠性下降的问题,并且因灵敏度优异而更为优选。
以着色感光性树脂组合物的固体成分总重量为基准,上述着色剂(A)的含量为5~60重量%,优选为10~45重量%。在按上述基准,包含5~60重量%的上述着色剂(A)的情况下,即使形成薄膜,像素的颜色浓度也饱满,且在显影时非像素部分的遗漏性也不会下降,因而难以产生残渣,因此优选。
在本发明中,着色感光性树脂组合物中的总固体成分含量意味着在着色感光性树脂组合物中除溶剂之外的其余成分的总含量。
碱可溶性树脂(B)
在本发明中,若碱可溶性树脂为可以溶解于本发明的溶剂、且具有对光或热的作用的反应性、有对上述着色剂的粘接树脂的功能、并能溶解于碱性显影液的丙烯酸系共聚物,则可无需特别限定其种类来使用。
作为丙烯酸系共聚物,例如,可以举出含有羧基的单体及能够与上述单体共聚的其它单体的共聚物等。
作为含有羧基的单体的具体例,可以举出不饱和一元羧酸或不饱和二元羧酸、不饱和三羧酸等分子中具有一种以上的羧基的不饱和多元羧酸等不饱和羧酸等。
作为不饱和一元羧酸,可以举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯代丙烯酸、肉桂酸等。
作为不饱和二元羧酸,可以举出例如,马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。上述不饱和多元羧酸可以为酸酐,具体可以举出马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。
不饱和多元羧酸可以为其的单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯,可以举出例如,琥珀酸单(2-丙烯酰氧乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯氧乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-甲基丙烯氧乙基)酯等。另外,上述不饱和多元羧酸还可以是其两个末端为二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,例如、可例举ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。
这些含有羧基的单体可分别单独使用或组合两种以上来使用。
作为可以与上述含有羧基的单体共聚的其它单体的具体例,可例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻乙烯基苄基甲醚、邻乙烯基苄基甲醚、对乙烯基苄基甲醚、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、茚等芳香族乙烯基化合物;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、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、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、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二环戊二烯基丙烯酸酯、二环戊二烯基甲基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯等不饱和羧酸酯类;丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、丙烯酸2-氨基丙酯、甲基丙烯酸2-氨基丙酯、丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、丙烯酸3-氨基丙酯、甲基丙烯酸3-氨基丙酯、丙烯酸3-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸3-二甲基氨基丙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯类;丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯类;乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基缩水甘油醚等不饱和醚类;丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、偏二氰乙烯等氰化乙烯基化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-2-羟基乙基丙烯酰胺、N-2-羟基乙基甲基丙烯酰胺等不饱和酰胺类;马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等不饱和酰亚胺类;1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共轭二烯类;聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、在聚硅氧烷的聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大单体类等。
这些单体可分别单独使用或组合两种以上来使用。
以总单体含量为基准,碱可溶性树脂中的含有羧基的单体单元含量可以为10~50重量%,优选为15~40重量%,更优选为25~40重量%。含有羧基的单体单元含量为10~50重量%的情况下,对显影液的溶解性良好,具有当进行显影时图案准确地形成的趋势,因而优选。
作为上述丙烯酸系共聚物,可例举(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(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2-羟基乙基酯/(甲基)丙烯酸苄基酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄基酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄基酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯/(甲基)丙烯酸苄基酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯/(甲基)丙烯酸苄基酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄基酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄基酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧乙基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙基酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄基酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/甘油单(甲基)丙烯酸酯共聚物等。其中,(甲基)丙烯酸酯意味着丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
其中,优选使用(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)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物。
碱可溶性树脂的聚苯乙烯换算重均分子量通常可以为5000~50000,优选为8000~40000,更优选为10000~35000,最优选为10000~30000。碱可溶性树脂的分子量为5000~50000的情况下,由于具有涂膜硬度提高、残膜率也高、未曝光部对显影液的溶解性良好、分辨率提高的趋势,因此优选。
碱可溶性树脂的酸值通常为50~150,优选为60~140,更优选为80~135,最优选为80~130。在酸值为50~150的情况下,有提高对显影液的溶解性,使得未曝光部容易溶解,并实现高灵敏度化,从而在进行显影时,残留曝光部的图案,提高残膜率的趋势,因此优选。其中,酸值作为利用用于中和丙烯酸系聚合物1g所需的氢氧化钾的量(mg)来测定的值,通常使用氢氧化钾水溶液来滴定而求出。
以本发明的着色感光性树脂组合物的固体成分总重量为基准,碱可溶性树脂可包含5~85重量%,优选包含10~70重量%。在按上述基准包含5~85重量%的碱可溶性树脂的情况下,具有因在显影液中的溶解性充分而很难在非像素部位的基板上发生显影残渣,且当进行显影时,很难产生曝光部的像素部位的膜的减少,非像素部位的脱落性良好的趋势,因此优选。
光聚合性化合物C
在本发明中,光聚合性化合物为能够被通过光的照射而从光聚合引发剂发生的活性自由基、酸等聚合的化合物。在本说明书中,“光聚合性化合物”意味着具有一个以上的官能团的单体,根据官能团的数量,记载为如单官能聚合性化合物、二官能聚合性化合物、三官能聚合性化合物等。
作为单官能聚合性化合物的具体例,可例举丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基乙酯或N-乙烯基吡咯烷酮等。
作为二官能聚合性化合物的具体例,可例举1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(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、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯等。
作为三官能聚合性化合物的具体例,可例举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油基丙氧基三丙烯酸酯、异氰脲酸酯酯三丙烯酸酯等。
作为四官能聚合性化合物的具体例,可例举季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等。
并且,作为五官能聚合性化合物的具体例,可例举双季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯,六官能光聚合性化合物的具体例,可例举双季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
其中,可优选使用二官能以上的多官能聚合性化合物,可最优选使用五官能以上的多官能聚合性化合物。
以着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量为基准,光聚合性化合物(C)优选包含5~50重量%,更优选包含7~45重量%。在按上述基准包含5~50重量%的上述光聚合性化合物(C)的情况下,具有像素部的强度或平滑性良好的趋势,因此优选。
光聚合引发剂(D)
在本发明中,只要能够聚合上述碱可溶性树脂及光聚合性化合物,光聚合引发剂的种类可以不受限制地使用。尤其,在聚合特性、引发效率、吸收波长、可获得性、价格等观点中,优选包含选自苯乙酮系、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系、噻吨酮系、三嗪系、肟系、盐系、硝基苄基甲苯磺酸盐系及苯偶姻甲苯磺酸盐系中的一种以上的化合物,可以并用光稳定剂。上述光聚合引发剂可分为借助光的照射产生活性自由基的活性自由基产生剂、增减剂、产酸剂等。
活性自由基产生剂可例举苯偶姻系、苯乙酮系、二苯甲酮系、噻吨酮系、三嗪系或肟系化合物等。
苯乙酮系化合物的具体例,可举出二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等,优选为2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮。苯乙酮系化合物可单独使用或组合两种以上来使用,也可与其它光聚合引发剂组合来使用。
苯偶姻系化合物的具体例,可举出苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚等。
二苯甲酮系化合物的具体例,可举出二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯硫醚、3,3',4,4'-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
噻吨酮系化合物的具体例,可举出2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
三嗪系化合物的具体例,可举出2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
肟系化合物的具体例,可举出2-(O-苯甲酰肟)-1-[4-(苯基硫代)苯基]-1,2-辛烷二酮、1-(4-甲基硫基-苯基)-丁烷-1,2-丁烷-2-肟-O-乙酸盐、1-(4-甲基硫基-苯基)-丁烷-1-酮肟-O-乙酸盐、羟基亚胺基-(4-甲基硫基-苯基)-乙酸乙酯-O-乙酸盐、羟基亚胺基-(4-甲基硫基-苯基)-乙酸乙酯-O-苯甲酸酯等。
作为增减剂的具体例,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、2,2-双(邻氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-二咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苯偶酰、9,10-菲醌、樟脑醌、苯乙酮酸甲酯、二茂钛化合物等。
作为产酸剂的具体例,可举出4-羟基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-乙酰氧基苯基甲基苄基锍六氟锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘对甲苯磺酸盐、二苯基碘六氟锑酸盐等盐类或硝基苄基甲苯磺酸盐类、苯偶姻甲苯磺酸盐类等。上述化合物中还有例如三嗪系化合物那样同时产生活性自由基和酸的化合物。
以本发明的碱可溶性树脂及光聚合性化合物的固体成分总重量为基准,光聚合引发剂可包含0.1~40重量%,优选包含1~30重量%。在按上述基准包含上述光聚合引发剂的情况下,由于着色感光性树脂组合物实现高灵敏度化,缩短暴露时间,因而能够提高生产率,且维持高的分辨率,因此优选。
在本发明中,还可以与光聚合引发剂一同包含光聚合引发助剂。光聚合引发助剂与光聚合引发剂组合使用,并为了促进借助光聚合引发剂来引发聚合的光聚合性化合物的聚合而使用。作为光聚合引发助剂,可以举出胺系化合物、烷氧基蒽系化合物、噻吨酮系化合物等。
作为胺系化合物的具体例,可例举三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲氨基苯甲酸甲酯、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸异戊基酯、苯甲酸二甲基氨基乙酯、4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己基酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮、4,4'-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,优选为4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮。
作为烷氧基蒽系化合物的具体例,可举出9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
作为噻吨酮系化合物的具体例,可举出2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
上述光聚合引发助剂可单独使用或组合两种以上来使用,还可以使用作为市售品的EAB-F(保土谷化学工业株式会社(HODOGAYA CHEMICAL CO.,LTD.)制造)等。
优选的光聚合引发剂和光聚合引发助剂的组合的具体例,可举出二乙氧基苯乙酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;2-羟基-2-甲基-苯基丙烷-1-酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;1-羟基环己基苯基甲酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮;2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮的组合等,可更优选地举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮和4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮的组合。
在一同使用上述光聚合引发剂和光聚合引发助剂的情况下,相对于1摩尔的光聚合引发剂,光聚合引发助剂的含量优选为10摩尔以下,更优选为0.01~5摩尔。在相对于1摩尔的光聚合引发剂,包含10摩尔以下的光聚合引发助剂的情况下,具有着色感光性树脂组合物的灵敏度变得更高,且使用该组合物形成的滤色器的生产率提高的趋势,因此优选。
溶剂(E)
在本发明中,只要能够有效分散或溶解着色感光性树脂组合物所包含的其它成分,溶剂的种类就不受特殊限制,特别优选为醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类或酰胺类等。
作为醚类的具体例,可举出四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙二醇、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基乙酸戊酯、苯甲醚、苯乙醚或甲基苯甲醚等。
作为芳香族烃类的具体例,可举出苯、甲苯、二甲苯或均三甲苯等。
作为酮类的具体例,可举出丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮或环己酮等。
作为乙醇类的具体例,可例举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇或甘油等。
作为酯类的具体例,可例举乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、异丁酸丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯类、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯、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、3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯、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、2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧丁酸甲酯、2-氧丁酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯或γ-丁内酯等。
作为酰胺类的具体例,可举出N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等。
作为其它溶剂可举出N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜等。
优选地,将3-乙氧基丙酸乙基酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或丙二醇甲基醚等单独使用或组合两种以上使用。
以着色感光性树脂组合物总重量为基准,溶剂可包含60~90重量%,可优选包含70~85重量%。在以上述含量包含溶剂的情况下,由于具有在利用辊涂机、旋转涂布机、狭缝及旋转涂布机、狭缝涂布机(或称为“模涂机”)、喷墨打印机等涂敷装置涂敷时涂敷性变得良好的趋势,因此优选。
添加剂(F)
上述添加剂(F)可以根据需要来选择性地添加,例如可举出其它高分子化合物、固化剂、表面活性剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗凝聚剂等。
作为上述其它高分子化合物的具体例,可举出环氧树脂、马来酰亚胺树脂等固化性树脂、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、多氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。
上述固化剂用于深部固化及提高机械性强度,作为固化剂的具体例,可以例举环氧化合物、多官能异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、氧杂环丁烷化合物等。
在上述固化剂中,作为环氧化合物的具体例,可举出双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、其它芳香族系环氧树脂、脂环族系环氧树脂、缩水甘油酯系树脂、缩水甘油胺系树脂或这些环氧树脂的溴化衍生物、环氧树脂及环氧树脂的溴化衍生物之外的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物、丁二烯(共)聚合物的环氧化物、异戊二烯(共)聚合物的环氧化物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等。
在上述固化剂中,作为氧杂环丁烷化合物的具体例,可举出碳酸酯双氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷、环己烷二羧酸双氧杂环丁烷等。
上述固化剂可与固化剂一同并用能够使环氧化合物的环氧基和氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架开环聚合的固化辅助化合物。上述固化辅助化合物具体可使用多价羧酸类、多价羧酸酐类、产酸剂等。上述多价羧酸酐类可利用在市场上销售的环氧树脂固化剂。作为上述环氧树脂固化剂的具体例,可举出ADEKA HARDENER EH-700(商品名)Adek工业株式会社制造)、RIKACID HH(商品名)(新日本理化株式会社制造)、MH-700(商品名)(新日本理化株式会社制造)等。上述例示的固化剂可单独使用或混合两种以上来使用。
上述表面活性剂可以为了进一步提高感光性树脂组合物的被膜形成性而使用,可优选使用氟系表面活性剂或硅系表面活性剂等。
上述硅系表面活性剂有例如作为市售品的Dow Corning Toray Silicone公司的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、SH8400等,并且有GE Toshiba silicone公司的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452等。上述氟系表面活性剂有作为市售品的日本油墨化学有限公司的Megapax(注册商标)F-470、F-471、F-475、F-482、F-489、F-554等。上述例示的表面活性剂可分别单独使用或组合两种以上来使用。
作为上述密合促进剂的具体例,可举出乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、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-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油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、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。在上述例示的密合促进剂可分别单独使用或组合两种以上来使用。以着色感光性树脂组合物的固体量为基准,上述密合促进剂可包含0.01~10重量%,可优选包含0.05~2重量%。
作为上述抗氧化剂的具体例,可举出2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基酚)、2,6-二叔丁基-4-甲基酚等。
作为上述紫外线吸收剂的具体例,可举出2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基苯甲酮等。
作为上述抗凝聚剂的具体例,可举出聚丙烯酸钠等。
对本发明的着色感光性树脂组合物的制造方法进行举例说明如下。
首先,混合上述着色剂与溶剂,并利用珠磨机等进行分散,直到着色剂的平均粒径成为0.2μm以下。此时,根据需要,可以与颜料分散剂、碱可溶性树脂的一部分或全部混合来进行溶解或分散。
向上述混合的分散液(以下,有时也称为“研磨料”)添加剩余的碱可溶性树脂的其余部分、光聚合性化合物及光聚合引发剂,并在必要时还添加额外的溶剂,以达到预定的浓度,从而可制造出目标着色感光性树脂组合物。
以下,利用实施例、比较例及实验例来对本发明进行更加详细的说明。但下述实施例、比较例及实验例仅用于例示本发明,本发明的范围不会因下述实施例、比较例及实验例而受到限制,能够以多种方式进行修改及变更。并且,只要没有特殊的说明,在以下实施例及比较例中表示含量的“%”及“份”为重量基准。
实施例1~4及比较例1~9
已能够调节蒸气压的方式如以下表1所示制造着色感光性树脂组合物。
[表1]
在上述表1中,各个成分如下。
(A-1)着色剂:C.I.颜料红254
(B-1)碱可溶性树脂:作为碱可溶性树脂,为甲基丙烯酸与丙烯酸苄基甲基酯的共聚物(甲基丙烯酸单元和丙烯酸苄基甲基酯单元的摩尔比为27:73,酸值为83,重均分子量为18000)
(C-1)光聚合性化合物:双季戊四醇六丙烯酸酯
(D-1)光聚合引发剂:2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮
(D-2)光聚合引发助剂:4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮
(D-3)光聚合引发剂:2-(O-苯甲酰肟-1-[4-(苯基硫代)苯基]-1,2-辛烷二酮
(E-1)添加剂:Megapax(注册商标)F554(Dainippon Ink and Chemicals株式会社制造)
(E-2)添加剂:作为密合促进剂的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
(F-1)溶剂:丙酸3-乙氧基乙基酯
(F-2)溶剂:1-甲氧基-2-丙醇
(F-3)溶剂:丙二醇二乙酸酯
(F-4)溶剂:丙二醇单甲醚乙酸酯
实验例1.测定销导致的不均现象
将上述实施例1~4及比较例1~9的着色感光性树脂组合物通过旋涂法在玻璃基板的上部涂覆于2英寸见方的玻璃基板(康宁公司制造,“EAGLE XG”)的上之后,进行真空干燥(Vacuum Dry),之后放置于加热板上,并在100℃的温度下维持3分钟来形成彩色层薄膜。接着,在上述彩色层薄膜的上部放置具有在1%~100%的透射率范围内以阶梯状变化的图案和1μm~50μm的线/空间图案的实验光掩膜,并将与实验光掩膜的间隔设置成100μm来照射了紫外线。此时,紫外线光源使用含有g、h、i线的1kW的高压汞灯,以100mJ/cm2的、照度进行照射,没有使用特别的光学过滤器。将照射了紫外线的彩色层薄膜浸渍于pH 10.5的KOH水溶液显影溶液中2分钟而进行了显影。使用蒸馏水清洗形成有显影的彩色层薄膜的玻璃基板之后,在氮气气氛下进行干燥,并在200℃的加热烘箱内加热1个小时而实现热固化,从而制造滤色器。所制造的滤色器的彩色层的厚度为1.8μm。
将上述获得的滤色器作为对象,测定了由下述数学式2定义的PMI(销不均指数)及销导致的不均现象,并将其结果呈现于下述表2中。
并且,分析了PMI与溶剂的蒸气压之间的关系(图1),并利用PMI与溶剂的蒸气压之间的关系来导出了下述数学式1。
[数学式1]
PMI=-35.6139+25.82603×溶剂的蒸气压-5.18984×(溶剂的蒸气压)2+0.324966×(溶剂的蒸气压)3
[PMI(销不均指数)]
当进行真空干燥(vacuum dry)时,用以下数学式2定义销导致的不均现象并进行数据化。
[数学式2]
PMI=|(平板部的颜色-(销部位的颜色))|×1000
在上述数学式2中,平板部是指在滤色器的制造中,当进行真空干燥时,基板中没有销的部位,销部位是指有销的部位。
颜色以如下方式定义,通过色度计装置测定并求出。
红色(Red):Rx
绿色(Green):Gy
蓝色(Blue):By
[表2]
区分 | 销导致的不均现象 | PMI |
实施例1 | × | 2.25 |
实施例2 | × | 2.17 |
实施例3 | × | 2.99 |
实施例4 | × | 2.19 |
比较例1 | ○ | 5.36 |
比较例2 | ○ | 3.04 |
比较例3 | ○ | 4.53 |
比较例4 | ○ | 5.25 |
比较例5 | ○ | 5.28 |
比较例6 | ○ | 5.37 |
比较例7 | ○ | 3.69 |
比较例8 | ○ | 5.3 |
比较例9 | ○ | 3.33 |
○:发生销导致的不均现象
×:未发生销导致的不均现象
如上述表2所示,在通过上述数学式1计算的PMI为3以下的情况下,确认了不发生销导致的不均现象。
Claims (6)
1.一种着色感光性树脂组合物,其特征在于,所述着色感光性树脂组合物包含着色剂A、碱可溶性树脂B、光聚合性化合物C、光聚合引发剂D和溶剂E,
所述溶剂E具有使下述数学式1中的PMI值成为3以下的蒸气压,所述PMI为销不均指数,
数学式1
PMI=-35.6139+25.82603×溶剂的蒸气压-5.18984×(溶剂的蒸气压)2+0.324966×(溶剂的蒸气压)3。
2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,所述PMI由下述数学式2定义,
数学式2
PMI=|(平板部的颜色-(销部位的颜色))|×1000,
在所述数学式2中,平板部是指在滤色器制造中,当进行真空干燥时,基板中没有销的部位;销部位是指有销的部位。
3.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,当制造滤色器时,所述着色感光性树脂组合物不发生销导致的不均现象。
4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,
所述着色感光性树脂组合物中,以固体成分总重量为基准,
包含5~60重量%的所述着色剂A,
包含5~85重量%的所述碱溶性树脂B,
包含5~50重量%的所述光聚合性物质C;
以碱可溶性树脂B和光聚合性化合物C的固体成分总重量为基准,包含0.1~40重量%的所述光聚合引发剂D;
以着色感光性树脂组合物的总重量为基准,包含60~90重量%的所述溶剂E。
5.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物,其特征在于,所述着色感光性树脂组合物还包含添加剂F。
6.一种滤色器,其特征在于,由权利要求1~5中任一项所述的着色感光性树脂组合物制成。
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