CN106967043B - 化合物、聚合物、着色剂、感光性树脂组成物、感光性树脂层以及彩色滤光片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包含阳离子和阴离子(其中所述阳离子由化学式1表示)的化合物、一种通过所述化合物与单体的共聚合反应制备的聚合物、一种包含所述化合物或所述聚合物的着色剂、一种包含所述着色剂的感光性树脂组成物以及一种使用所述感光性树脂组成物制造的感光性树脂层和彩色滤光片。[化学式1]
Figure DDA0001139413700000011
在化学式1中,每个取代基与说明书中所定义的相同。

Description

化合物、聚合物、着色剂、感光性树脂组成物、感光性树脂层以 及彩色滤光片
相关申请的交叉参考
本申请要求2015年10月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0151183号以及2016年7月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0091006号的优先权和权益,所述专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及新颖化合物、新颖聚合物、包含其的着色剂、包含所述着色剂的感光性树脂组成物、使用所述感光性树脂组成物制造的感光性树脂层以及包含所述感光性树脂层的彩色滤光片。
背景技术
关于制备具有均匀尺寸的粒子的颜料的大量研究可以通过在合成之后经由如盐研磨等工艺处理颜料以有助于稳定的分散液状态和颜料分散液的细化来制备。另外,因为颜料由于粒子大小而在亮度和对比度方面受限制,但图像传感器的彩色图像传感器需要小得多的分散液粒子直径,关于改进亮度、对比度等的研究为通过不单独使用颜料,而是使用与染料的混合物作为杂合着色剂。
然而,尚未报导杂合着色剂相比于常规着色剂在改进如耐热性和亮度的特性方面显示极佳效果。因此,需要研究用于感光性树脂组成物的作为着色剂的适当化合物。
发明内容
一个实施例提供一种新颖化合物。
另一个实施例提供一种衍生自所述化合物的聚合物。
又另一个实施例提供一种包含所述化合物和/或聚合物的着色剂。
再另一个实施例提供一种包含所述着色剂的感光性树脂组成物。
另一个实施例提供一种使用所述感光性树脂组成物制造的感光性树脂层。
另一个实施例提供一种包含所述感光性树脂层的彩色滤光片。
一个实施例提供一种包含阳离子和阴离子的化合物,其中所述阳离子由化学式1表示。
Figure BDA0001139413680000021
在化学式1中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基、经取代或未经取代的C2到C20杂芳基或由化学式2表示的取代基,
在R1、R2、R6以及R7中的至少一个是由化学式2表示的取代基的情况下,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R5是经取代或未经取代的C6到C20芳基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),以及
m和n独立地是0到5范围内的整数,
Figure BDA0001139413680000022
其中,在化学式2中,
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
X可以是-O-或-S-。
R1、R2、R6以及R7中的至少两个可以由化学式2表示。
R1、R2、R6以及R7中的至少三个可以由化学式2表示。
R1、R2、R6以及R7中的全部都可以由化学式2表示。
化学式2可以由化学式2-1或化学式2-2表示。
Figure BDA0001139413680000023
Figure BDA0001139413680000031
在化学式2-1和2-2中,
L4到L6独立地是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
阳离子可以由化学式3或化学式4表示。
Figure BDA0001139413680000032
Figure BDA0001139413680000041
在化学式3和化学式4中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
阳离子可以由化学式5到化学式7中选出的一个表示。
Figure BDA0001139413680000051
Figure BDA0001139413680000061
在化学式5到化学式7中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
阳离子可以由化学式8或化学式9表示。
Figure BDA0001139413680000071
在化学式8和化学式9中,
R2和R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
阳离子可以由化学式10-1到化学式10-15中选出的一个表示。
Figure BDA0001139413680000081
Figure BDA0001139413680000091
Figure BDA0001139413680000101
Figure BDA0001139413680000111
Figure BDA0001139413680000121
Figure BDA0001139413680000131
Figure BDA0001139413680000141
Figure BDA0001139413680000151
在化学式10-1到化学式10-15中,
R10和R11独立地是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
q1到q3独立地是1到10范围内的整数,以及
p和s独立地是0到5范围内的整数。
阴离子可以由化学式A到化学式F中选出的一个表示。
Figure BDA0001139413680000152
Figure BDA0001139413680000161
[化学式C]
PW12O40 3-
[化学式D]
SiW12O40 4-
[化学式E]
CF3SO3 -
[化学式F]
ClO4 -
化合物在550纳米到700纳米的波长范围中可以具有最大吸光度(λmax)。
化合物在400纳米到500纳米的波长范围中可以具有最大透射率(Tmax)。
另一个实施例提供通过化合物与单体的共聚合反应制备的聚合物。
单体可以是烯系不饱和单体。
烯系不饱和单体可以包含由化学式11表示的化合物、由化学式12表示的化合物、由化学式13表示的化合物或其组合。
Figure BDA0001139413680000162
在化学式11到化学式13中,
R12到R14独立地是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,以及
L7是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基。
烯系不饱和单体可以由以下中选出:芳香族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和羧酸氨基烷基酯化合物、羧酸乙烯基酯化合物、不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物、氰化乙烯化合物、不饱和酰胺化合物以及其组合。
聚合物可以通过重量比为10∶90到50∶50的化合物与单体的共聚合反应制备。
聚合物可以是丙烯酸聚合物。
聚合物可以具有5,000克/摩尔到100,000克/摩尔的重量平均分子量。
另一个实施例提供一种包含所述化合物或所述聚合物的着色剂。
所述着色剂可以是染料。
染料可以是蓝色染料。
另一个实施例提供一种包含所述着色剂的感光性树脂组成物。
除所述着色剂以外,感光性树脂组成物可以还包含粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂以及溶剂。
按感光性树脂组成物的总量计,感光性树脂组成物可以包含1重量%到10重量%粘合剂树脂;1重量%到15重量%光可聚合单体;0.1重量%到5重量%光聚合起始剂;1重量%到10重量%着色剂,以及余量溶剂。
感光性树脂组成物可以还包含至少一种由以下中选出的添加剂:丙二酸;3-氨基-1,2-丙二醇;包含乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的偶合剂;调平剂;氟类表面活性剂;以及自由基聚合起始剂。
另一个实施例提供一种使用所述感光性树脂组成物制造的感光性树脂层。
又另一个实施例提供一种包含所述感光性树脂层的彩色滤光片。
本发明的其它实施例包含在以下具体实施方式中。
根据一个实施例的化合物和聚合物具有改进的着色特性和耐热性,并且包含化合物和聚合物作为着色剂的感光性树脂组成物可以提供具有极佳亮度的感光性树脂层和包含其的彩色滤光片。
附图说明
图1是显示取决于由化学式22-1表示的化合物的波长的吸光度的曲线图。
具体实施方式
在下文中,详细描述本发明的实施例。然而,这些实施例为示例性的并且不限制本发明,并且本发明由随后描述的权利要求的范围限定。
在本说明书中,当未另外提供具体定义时,术语“经取代”是指被由以下中选出的取代基而不是本发明的官能基置换:卤素(F、Br、Cl或I)、羟基、硝基、氰基、氨基(NH2、NH(R200)或N(R201)(R202),其中R200、R201以及R202相同或不同并且独立地是C1到C10烷基)、甲脒基、肼基、腙基、羧基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的炔基、经取代或未经取代的脂环族有机基团、经取代或未经取代的芳基以及经取代或未经取代的杂环基。
在本说明书中,当未另外提供具体定义时,术语“烷基”是指C1到C20烷基并且具体来说C1到C15烷基,术语“环烷基”是指C3到C20环烷基并且具体来说C3到C18环烷基,术语“烷氧基”是指C1到C20烷氧基并且具体来说C1到C18烷氧基,术语“芳基”是指C6到C20芳基并且具体来说C6到C18芳基,术语“烯基”是指C2到C20烯基并且具体来说C2到C18烯基,术语“亚烷基”是指C1到C20亚烷基并且具体来说C1到C18亚烷基,并且术语“亚芳基”是指C6到C20亚芳基并且具体来说C6到C16亚芳基。
在本说明书中,当未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”,并且“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
在本说明书中,当未另外提供定义时,术语“组合”是指混合或共聚合。另外,“共聚合”是指嵌段共聚合到无规共聚合,并且“共聚物”是指嵌段共聚物到无规共聚物。
在本说明书的化学式中,除非另外提供具体定义,否则当化学键在应给出的位置处未绘制时,氢键结在所述位置处。
在本说明书中,卡哆类树脂(cardo-based resin)是指在其主链中包含至少一个由化学式14-1到化学式14-11中选出的官能基的树脂。
在本说明书中,当未另外提供定义时,“*”指示连接相同或不同原子或化学式的点。
一个实施例提供一种包含阳离子和阴离子的化合物,并且阳离子由化学式1表示。
Figure BDA0001139413680000181
在化学式1中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基、经取代或未经取代的C2到C20杂芳基或由化学式2表示的取代基,
在R1、R2、R6以及R7中的至少一个是由化学式2表示的取代基的情况下,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R5是经取代或未经取代的C6到C20芳基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),以及
m和n独立地是0到5范围内的整数,
Figure BDA0001139413680000182
其中,在化学式2中,
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
举例来说,X可以是-O-或-S-。
为了制造具有高亮度和高对比度的彩色滤光片,最近已通过合成具有极佳耐久性的染料而不是颜料以及使用包含所述染料的组成物来研究实现彩色滤光片的高亮度和高对比度。确切地说,对于染料,正大量研究已知为蓝色染料的三芳基甲烷化合物。三芳基甲烷染料在约420纳米到约450纳米波长范围内具有高亮度,但在如PGMEA等有机溶剂中的溶解度不足,而且耐热性较差。为了克服较差耐热性,试图使用如萘磺酸、萘胺磺酸等的阴离子作为三芳基甲烷染料,但耐热性未得到较大改进。
根据一个实施例的化合物包含由化学式1表示的阳离子,并且因此,相比于常规用作着色剂的化合物,例如三芳基甲烷化合物,具有改进的光谱特性、高摩尔消光系数、改进的着色特性、耐热性以及在如环己酮、PGMEA等有机溶剂中的极佳溶解度。确切地说,根据一个实施例的化合物具有连接到中心中的碳的三个环,其中因为三个环中的一个环是包含氰基的芳香族杂环,所以包含所述化合物的组成物可以提供具有改进的高亮度和耐久性的彩色滤光片。
举例来说,R1、R2、R6以及R7中的至少两个可以由化学式2表示。
举例来说,R1、R2、R6以及R7中的至少三个可以由化学式2表示。
举例来说,R1、R2、R6以及R7中的全部都可以由化学式2表示。
化学式2可以由化学式2-1或化学式2-2表示。
Figure BDA0001139413680000191
在化学式2-1和化学式2-2中,
L4到L6独立地是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
举例来说,阳离子可以由化学式3或化学式4表示。
Figure BDA0001139413680000201
在化学式3和化学式4中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
举例来说,阳离子可以由化学式5到化学式7中选出的一个表示。
Figure BDA0001139413680000211
Figure BDA0001139413680000221
在化学式5到化学式7中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-s-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
举例来说,阳离子可以由化学式8或化学式9表示。
Figure BDA0001139413680000231
在化学式8和化学式9中,
R2和R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或经取代或未经取代的C2到C20杂芳基,
R3和R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-(R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基),
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
举例来说,卤素原子可以是F、Cl或Br。
举例来说,阳离子可以由化学式10-1到化学式10-15中选出的一个表示。
Figure BDA0001139413680000241
Figure BDA0001139413680000251
Figure BDA0001139413680000261
Figure BDA0001139413680000271
Figure BDA0001139413680000281
Figure BDA0001139413680000291
Figure BDA0001139413680000301
Figure BDA0001139413680000311
在化学式10-1到化学式10-15中,
R10和R11独立地是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
q1到q3独立地是1到10范围内的整数,以及
p和s独立地是0到5范围内的整数。
根据一个实施例的化合物包含阴离子,并且所述阴离子可以由化学式A到化学式F中选出的一个表示,但不限于此。
Figure BDA0001139413680000321
[化学式C]
PW12O40 3-
[化学式D]
SiW12O40 4-
[化学式E]
CF3SO3 -
[化学式F]
ClO4 -
根据一个实施例的化合物即使呈少量也可以表现清晰的颜色,并且当用作着色剂时,由于由化学式1表示的阳离子,可以制造具有极佳颜色特征(如亮度、对比度等)的显示装置。举例来说,化合物可以是着色剂,例如染料,例如在550纳米到700纳米,例如600纳米到650纳米的波长范围中具有最大吸光度(λmax)的蓝色染料。举例来说,化合物可以是在400纳米到500纳米,例如420纳米到500纳米或430纳米到480纳米的波长范围中具有Tmax的染料。Tmax表示最大透射率。
另一个实施例提供通过根据实施例的化合物与其它单体的共聚合反应制备的聚合物。
单体可以是烯系不饱和单体。
举例来说,烯系不饱和单体可以由以下中选出:芳香族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和羧酸氨基烷基酯化合物、羧酸乙烯基酯化合物、不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物、氰化乙烯化合物、不饱和酰胺化合物以及其组合。
举例来说,烯系不饱和单体可以包含由化学式11表示的化合物、由化学式12表示的化合物、由化学式13表示的化合物或其组合。
Figure BDA0001139413680000322
Figure BDA0001139413680000331
在化学式11到化学式13中,
R12到R14独立地是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,以及
L4是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基。
举例来说,烯系不饱和单体可以是芳香族乙烯基化合物,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲基甲醚等;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-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(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2-二甲氨基乙酯等;羧酸乙烯酯化合物,如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等;氰化乙烯化合物,如(甲基)丙烯腈等;不饱和酰胺化合物,如(甲基)丙烯酰胺等;或其组合。
聚合物可以包含重量比为10∶90到50∶50的化合物和单体。举例来说,聚合物可以通过重量比为10∶90到50∶50的化合物与单体的共聚合反应制备。
聚合物可以是丙烯酸聚合物。即,聚合物可以通过包含由化学式1表示的阳离子和烯系不饱和单体的化合物的共聚合反应制备。
聚合物可以具有5,000克/摩尔到100,000克/摩尔的重量平均分子量,例如7,000克/摩尔到100,000克/摩尔的重量平均分子量,例如9,000克/摩尔到100,000克/摩尔的重量平均分子量。根据另一个实施例的聚合物即使呈少量也可以表现清晰的颜色,并且当用作着色剂时,可以通过使包含由化学式1表示的阳离子和其它单体的化合物共聚合来制造具有极佳颜色特征(如亮度、对比度等)的显示装置。举例来说,聚合物可以是着色剂,例如染料,例如蓝色染料。
一般来说,染料是用于彩色滤光片中的组分中最昂贵的。因此,昂贵染料可能需要更多用以实现所需效果,例如高亮度、高对比度等并且因此增加单位生产成本。然而,当根据一个实施例的化合物和/或聚合物用作着色剂,例如彩色滤光片中的染料时,所述化合物和/或聚合物即使以少量使用仍可以实现改进的色彩特征(如高亮度、高对比度等)并且降低单位生产成本。
另一个实施例提供一种包含所述化合物或所述聚合物的着色剂。
如上文所描述,着色剂可以是染料,例如蓝色染料。
除所述化合物或聚合物以外,着色剂可以还包含有机溶剂可溶性染料。
有机溶剂可溶性染料的实例可以是三芳基甲烷类化合物、蒽醌类化合物(anthraquinone-based compound)、苯亚甲基类化合物、花青类化合物、酞菁类化合物、氮杂卟啉类化合物(azaporphyrin-based compound)、靛蓝类化合物等。
除所述化合物和/或聚合物以外,着色剂可以还包含颜料。
颜料可以包含蓝色颜料、紫色颜料、红色颜料、绿色颜料、黄色颜料等。
蓝色颜料的实例可以是C.I.蓝色颜料15∶6、C.I.蓝色颜料15、C.I.蓝色颜料15∶1、C.I.蓝色颜料15∶2、C.I.蓝色颜料15∶3、C.I.蓝色颜料15∶4、C.I.蓝色颜料15∶5、C.I.蓝色颜料16、C.I.蓝色颜料22、C.I.蓝色颜料60、C.I.蓝色颜料64、C.I.蓝色颜料80或其组合。
紫色颜料的实例可以是C.I紫色颜料1、C.I紫色颜料19、C.I紫色颜料23、C.I紫色颜料27、C.I紫色颜料29、C.I紫色颜料30、C.I紫色颜料32、C.I紫色颜料37、C.I紫色颜料40、C.I紫色颜料42、C.I紫色颜料50或其组合。
红色颜料的实例可以是苝类颜料、蒽醌类颜料、二蒽醌类颜料、偶氮类颜料、重氮类颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽类颜料等。红色颜料的特定实例可以是苝颜料、喹吖啶酮颜料、萘酚AS、铬黄颜料(sicomin pigment)、蒽醌(苏丹(sudan)I、II、III、R)、二蒽醌、vis偶氮、苯并吡喃(benzopyrane)等。
绿色颜料的实例可以是卤化酞菁类颜料,例如氯化铜酞菁、氯化锌酞菁和/或氯化溴化锌酞菁。
黄色颜料的实例可以是C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄150等。
着色剂可以是彩色滤光片的感光性树脂组成物的构成组分。
另一个实施例提供一种包含所述着色剂的感光性树脂组成物。
除所述着色剂以外,感光性树脂组成物可以还包含粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂以及溶剂。
按感光性树脂组成物的总量计,可以包含1重量%到10重量%,例如1重量%到5重量%的量的着色剂。当使用所述范围内的着色剂时,可以在所需色彩坐标中显示高亮度,并且可以提供具有改进的耐热性和耐化学性的彩色滤光片。
在下文中,描述粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂以及溶剂。
(粘合剂树脂)
根据一个实施例的感光性树脂组成物包含粘合剂树脂,并且粘合剂树脂可以包含卡哆类粘合剂树脂、丙烯酰基类粘合剂树脂或其组合。
卡哆类粘合剂树脂可以由化学式14表示。
Figure BDA0001139413680000341
在化学式14中,
R51和R52独立地是氢原子或经取代或未经取代的(甲基)丙烯酰氧基烷基,
R53和R54独立地是氢原子、卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,以及
Z1是单键、O、CO、SO2、CR55R56、SiR57R58(其中R55到R58独立地是氢原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基)或由化学式14-1到化学式14-11表示的连接基团中的一个,
Figure BDA0001139413680000342
Figure BDA0001139413680000351
在化学式14-5中,
Ra是氢原子、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH=CH2或苯基。
Figure BDA0001139413680000352
Figure BDA0001139413680000361
Z2是酸二酐残基,以及
n1和n2独立地是0到4范围内的整数。
粘合剂树脂可以具有500克/摩尔到50,000克/摩尔,例如1,000克/摩尔到30,000克/摩尔的重量平均分子量。当粘合剂树脂具有所述范围内的重量平均分子量时,可以在制造挡光层期间无残余物并且在显影期间不损失薄膜厚度的情况下形成令人满意的图案。
粘合剂树脂可以在末端中的至少一个处包含由化学式15表示的官能基。
Figure BDA0001139413680000362
在化学式15中,
Z3由化学式15-1到化学式15-7表示。
Figure BDA0001139413680000363
在化学式15-1中,Rb和Rc独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20烷基、酯基或醚基。
Figure BDA0001139413680000371
在化学式15-5中,Rd是O、S、NH、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基、C1到C20烷基胺基或C2到C20烯丙胺基。
Figure BDA0001139413680000372
Figure BDA0001139413680000381
粘合剂树脂可以例如通过将以下中的至少两种混合来制备:含芴化合物,如9,9-双(4-环氧乙烷基甲氧基苯基)芴;酸酐化合物,如苯四羧酸二酐、萘四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐、苯均四酸二酐、环丁烷四甲酸二酐、苝四羧酸二酐、四氢呋喃四羧酸二酐以及四氢酞酸酐;二醇化合物,如乙二醇、丙二醇以及聚乙二醇;醇化合物,如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、环己醇以及苯甲醇;溶剂型化合物,如丙二醇甲基乙基酯以及N-甲基吡咯烷酮;磷化合物,如三苯膦;以及胺或铵盐化合物,如氯化四甲铵、四乙基溴化铵、苄基二乙基胺、三乙胺、三丁胺、氯化苯甲基三乙基铵。
丙烯酰基类粘合剂树脂是第一烯系不饱和单体和可与其共聚的第二烯系不饱和单体的共聚物,并且是包含至少一个丙烯酰基类重复单元的树脂。
第一烯系不饱和单体是包含至少一个羧基的烯系不饱和单体,并且所述单体的实例包含(甲基)丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸或其组合。
按丙烯酰基类树脂的总量计,可以包含5重量%到50重量%,例如10重量%到40重量%的量的第一烯系不饱和单体。
第二烯系不饱和单体可以是芳香族乙烯基化合物,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲基甲醚等;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-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(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2-二甲氨基乙酯等;羧酸乙烯酯化合物,如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等;氰化乙烯化合物,如(甲基)丙烯腈等;不饱和酰胺化合物,如(甲基)丙烯酰胺等;并且可以单独或以两种或大于两种的混合物形式使用。
丙烯酰基类粘合剂树脂的特定实例可以是聚甲基丙烯酸苯甲酯共聚物、丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯(acrylic acid/benzyl methacrylate)共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物等,但不限于此。这些可以单独使用或以两种或大于两种的混合物形式使用。
丙烯酰基类粘合剂树脂可以具有3,000克/摩尔到50,000克/摩尔,例如5,000克/摩尔到40,000克/摩尔的重量平均分子量。当丙烯酰基类粘合剂树脂具有所述范围内的重量平均分子量时,其具有改进的与衬底的紧密接触特性、良好的物理和化学特性以及适当的粘度。
按感光性树脂组成物的总量计,可以包含1重量%到10重量%,例如1重量%到5重量%的量的粘合剂树脂。当包含上述范围内的粘合剂树脂时,可以获得图案的极佳灵敏度、显影性、分辨率以及线性。
(光可聚合单体)
根据一个实施例的感光性树脂组成物包含光可聚合单体,并且光可聚合单体可以是包含至少一个烯系不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能或多官能酯。
光可聚合单体具有烯系不饱和双键,并且因此,在图案形成过程中在曝光期间可以引起足够的聚合,并且形成具有极佳耐热性、耐光性以及耐化学性的图案。
光可聚合单体的特定实例可以是乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、磷酸三(甲基)丙烯酰氧基乙酯、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯等。
光可聚合单体的市售实例如下。(甲基)丙烯酸单官能酯的实例可以包含阿尼克斯(Aronix)
Figure BDA0001139413680000391
(东亚合成化工株式会社(Toagosei ChemistryIndustry Co.,Ltd.));卡亚拉德(KAYARAD)
Figure BDA0001139413680000392
(日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.));
Figure BDA0001139413680000393
(大阪有机化学工业株式会社(OsakaOrganic Chemical Ind.,Ltd.))等。(甲基)丙烯酸双官能酯的实例可以包含阿尼克斯
Figure BDA0001139413680000394
(东亚合成化工株式会社);卡亚拉德
Figure BDA0001139413680000395
(日本化药株式会社);
Figure BDA0001139413680000396
(大阪有机化工株式会社)等。(甲基)丙烯酸三官能酯的实例可以包含阿尼克斯
Figure BDA0001139413680000397
Figure BDA0001139413680000398
(东亚合成化工株式会社);卡亚拉德
Figure BDA0001139413680000399
Figure BDA00011394136800003910
(日本化药株式会社);
Figure BDA00011394136800003911
Figure BDA00011394136800003912
(大阪有机化工株式会社)等。这些可以单独使用或以两种或大于两种的混合物形式使用。
所述光可聚合化合物可以用酸酐处理以改进显影性。
按感光性树脂组成物的总量计,可以包含1重量%到15重量%,例如1重量%到10重量%的量的光可聚合单体。当包含所述范围内的光可聚合单体时,可以在制造彩色滤光片期间改进图案特征和显影性。
(光聚合起始剂)
根据一个实施例的感光性树脂组成物包含光聚合起始剂。光聚合起始剂可以是苯乙酮类化合物、苯甲酮类化合物、噻吨酮类化合物、安息香类化合物、三嗪类化合物、肟类化合物等。
苯乙酮类化合物的实例可以是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-吗啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。
苯甲酮类化合物的实例可以是苯甲酮、苯甲酸苯甲酰酯、苯甲酸苯甲酰酯甲酯、4-苯基苯甲酮、羟基苯甲酮、丙烯酸化苯甲酮、4,4′-双(二甲氨基)苯甲酮、4,4′-双(二乙氨基)苯甲酮、4,4′-二甲氨基苯甲酮、4,4′-二氯苯甲酮、3,3′-二甲基-2-甲氧基苯甲酮等。
噻吨酮类化合物的实例可以是噻吨酮、2-氯噻吨酮、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等。
安息香类化合物的实例可以是安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、苯甲基二甲基缩酮等。
三嗪类化合物的实例可以是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-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-双(三氯甲基)-6-向日葵基-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。
肟类化合物的实例可以是O-酰基肟类化合物、2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙酰肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、O-乙氧羰基-α-氧氨基-1-苯基丙-1-酮等。O-酰基肟类化合物的实例可以是1,2-辛二酮、2-二甲氨基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1,2-二酮2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯等。
除所述化合物以外,光聚合起始剂可以还包含咔唑类化合物、二酮类化合物、硼酸锍类化合物、重氮类化合物、咪唑类化合物、联咪唑类化合物等。
按感光性树脂组成物的总量计,可以包含0.1重量%到5重量%,例如0.1重量%到3重量%的量的光聚合起始剂。当包含所述范围内的光聚合起始剂时,光聚合可以在图案形成过程中在曝光期间充分进行,并且因此改进灵敏度和透射率。
(溶剂)
根据一个实施例的感光性树脂组成物包含溶剂,并且所述溶剂可以是与粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂以及着色剂具有相容性而不与其反应的材料。
溶剂不受特定限制并且尤其可以是例如醇,如甲醇、乙醇等;醚,如二氯乙醚、正丁醚、二异戊醚、甲基苯醚、四氢呋喃等;二醇醚,如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚等;乙二醇乙酸乙醚,如甲基乙二醇乙酸乙醚、乙基乙二醇乙酸乙醚、二乙基乙二醇乙酸乙醚等;卡必醇,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、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等;芳香族烃,如甲苯、二甲苯等;酮,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;饱和脂肪族单羧酸烷基酯,如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等;乳酸酯,如乳酸甲酯、乳酸乙酯等;羟基乙酸烷基酯,如羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯等;乙酸烷氧烷基酯,如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等;3-羟基丙酸烷基酯,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,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,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,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-甲基丙酸酯,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,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,如丙酸2-羟基乙酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙酯、乙酸羟基乙酯、丁酸2-羟基-3-甲基甲酯等;或酮酸酯,如丙酮酸乙酯等,并且另外,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、苯甲基乙醚、二己醚、乙酰丙酮、异佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯基乙二醇乙酸乙醚等,并且这些可以单独使用或以两种或大于两种的混合物形式使用。
考虑到互溶性和反应性,可以优选使用二醇醚,如乙二醇单乙醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯,如乙基乙二醇乙酸乙醚等;酯,如丙酸2-羟基乙酯等;二乙二醇,如二乙二醇单甲醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
按感光性树脂组成物的总量计,以例如60重量%到90重量%,例如65重量%到90重量%的余量使用溶剂。当包含所述范围内的溶剂时,感光性树脂组成物可以具有适当的粘度,从而改进施加到产品时的涂布可加工性。
(其它添加剂)
根据一个实施例的感光性树脂组成物可以还包含其它添加剂,如丙二酸;3-氨基-1,2-丙二醇;包含乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类偶合剂;调平剂;氟类表面活性剂;以及自由基聚合起始剂,以防止涂布期间的污渍或斑点,调节平整性或防止未显影所产生的图案残余物。
可以取决于所需特性控制添加剂。
偶合剂可以是硅烷类偶合剂,并且硅烷类偶合剂的实例可以是三甲氧基硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰基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-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。这些可以单独使用或以两种或大于两种的混合物形式使用。
可以按感光性树脂组成物的总量计0.01重量份到1重量份的量包含硅烷类偶合剂。
感光性树脂组成物可以按需要还包含氟类表面活性剂。
氟类表面活性剂的实例可以包含大日本油墨化学工业株式会社(DIC Co.,Ltd.)制造的F-482、F-484、F-478、F-554等,但不限于此。
按感光性树脂组成物的总量计,可以包含0.01重量%到1重量%,例如0.01重量%到0.8重量%的量的氟类表面活性剂。当所述量超出所述范围时,可能产生显影后的外来粒子。
根据一个实施例的感光性树脂组成物可以是能够通过辐射光而固化并且用碱性水溶液显影的碱性显影类型。当将感光性树脂组成物层压于衬底上并且通过光化射线辐射以形成用于彩色滤光片的图案时,感光性树脂组成物通过光化射线反应,并且因此,与非反应区相比急剧地降低反应区的溶解度,并且因此,仅可以选择性溶解非反应区。以此方式,去除了非曝光区的溶液称为显影溶液,并且此显影溶液分类为两种类型,例如有机溶剂类型和碱性显影类型。因为有机溶剂类型显影溶液造成大气污染并且给人体带来损害,所以就环境来说可以使用碱性显影类型溶液。根据一个实施例的感光性树脂组成物使用碱性显影类型溶液,并且因此,就环境来说可以有用地加以使用。
另一个实施例提供一种使用所提供的感光性树脂组成物制造的感光性树脂层。感光性树脂层可以具有1微米到5微米,例如2微米到4微米的厚度。
另一个实施例提供一种包含所述感光性树脂层的彩色滤光片。
这种彩色滤光片可以用一般方法制造,但确切地说,使用在玻璃上旋涂、辊涂、狭缝涂布等感光性树脂组成物的方法,以具有1.0微米到5.0微米范围内的厚度。在涂布后,紫外(UV)射线辐射以形成彩色滤光片所需的图案,将涂布层用碱性显影溶液处理,并且可以溶解其未辐射区,形成用于图像彩色滤光片的图案。取决于所需R、G以及B颜色数量,重复这一过程,从而制造具有所需图案的彩色滤光片。另外,通过热处理、光化射线辐射等固化显影得到的图像图案,因而改进抗裂性、耐溶剂性等。
另一个实施例提供一种包含所提供的感光性树脂层的彩色滤光片。
在下文中,优选参考实例更详述本发明。然而,这些实例在任何意义上都不解释为限制本发明的范围。
(化合物合成)
合成实例A-1:合成化学式21-1
Figure BDA0001139413680000421
根据已知合成方法合成在末端处具有羟基的中间物(a)。通过将三乙胺(1.1当量)和甲基丙烯酸酐(1.1当量)添加到中间物(a)中获得具有甲基丙烯酸酯的化合物(b)。通过将经取代的噻吩化合物(c)(1当量)和磷酰氯(4当量)添加到化合物(b)中合成化合物(d)。使具有氯盐形状的化合物(d)与双三氟甲烷磺酰亚胺基锂反应(离子交换)以合成由化学式21-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000422
[由化学式21-1表示的化合物的阳离子的NMR数据]
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=7.59-7.02 20H,6.92 2H,6.09 1H,5.95 2H,5.59 1H,4.21 2H,4.10 2H,3.75 4H,2.03 12H,1.95 3H,1.40 3H,1.24 3H
[由化学式21-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=847.52
合成实例A-2:合成化学式22-1
除了使用氟基替代2,6-二甲基苯胺(合成实例A-1中的取代基)中的甲基以外,根据与合成实例A-1相同的方法合成由化学式22-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000431
[由化学式22-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=863.38
合成实例A-3:合成化学式25-1
根据已知合成方法合成在末端处具有羟基的中间物(a′)。通过将三乙胺(1.1当量)和甲基丙烯酸酐(1.1当量)添加到中间物(a′)中获得具有甲基丙烯酸酯的化合物(c′)。通过将经取代的苯甲酮化合物(b′)(1当量)和磷酰氯(4当量)添加到化合物(c′)中合成化合物(d′)。使具有氯盐形状的化合物(d′)与双三氟甲烷磺酰亚胺基锂反应(离子交换)以合成由化学式25-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000441
[由化学式25-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=847.63
合成实例A-4:合成化学式26-1
除了使用氟基替代2,6-二甲基苯胺(合成实例A-3中的取代基)中的甲基以外,根据与合成实例A-3相同的方法合成由化学式26-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000442
[由化学式26-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=863.47
合成实例A-5:合成化学式27-1
除了使用N-异丙基苯胺替代N-乙基-2,6-二甲基苯胺(合成实例A-3中的取代基)以外,根据与合成实例A-3相同的方法合成由化学式27-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000443
Figure BDA0001139413680000451
[由化学式27-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=819.50
合成实例A-6:合成化学式33-1
Figure BDA0001139413680000452
根据已知方法合成在末端处具有羟基的中间物(a″)。通过将三乙胺(22当量)和甲基丙烯酸酐(22当量)添加到中间物(a″)中获得具有甲基丙烯酸酯的化合物(b″)。通过将经取代的噻吩化合物(c)(1当量)和磷酰氯(4当量)添加到化合物(b″)中合成化合物(d″)。使具有氯盐形状的化合物(d″)与双三氟甲烷磺酰亚胺基锂反应(离子交换)以合成由化学式33-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000453
Figure BDA0001139413680000461
[由化学式33-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=931.58
合成实例A-7:合成化学式34-1
除了使用氟基替代合成实例A-6中的2,6-二甲基苯胺的取代基中的甲基以外,根据与合成实例A-6相同的方法合成由化学式34-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000462
[由化学式34-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=947.30
合成实例A-8:合成化学式29-1
Figure BDA0001139413680000471
根据已知方法合成在末端处具有羟基的中间物(a″′)。通过将三乙胺(1.1当量)和甲基丙烯酸酐(1.1当量)添加到中间物(a″′)中获得具有甲基丙烯酸酯的化合物(c″′)。通过将经取代的苯甲酮化合物(b′)(1当量)和磷酰氯(4当量)添加到化合物(c″′)中合成化合物(d″′)。使具有氯盐形状的化合物(d″′)与双三氟甲烷磺酰亚胺基锂反应(离子交换)以合成由化学式29-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000472
[由化学式29-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=923.45
合成实例A-9:合成化学式30-1
除了使用氟基替代2,6-二甲基苯胺(合成实例A-8中的取代基)中的甲基以外,根据与合成实例A-8相同的方法合成由化学式30-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000481
[由化学式30-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=939.49
合成实例A-10:合成化学式31-1
除了使用N-异丙基苯胺替代2,6-二甲基苯胺(合成实例A-8中的取代基)中的N-乙基-2,6-二甲基苯胺以外,根据与合成实例A-8相同的方法合成由化学式31-1表示的化合物。
Figure BDA0001139413680000482
Figure BDA0001139413680000491
[由化学式31-1表示的化合物的阳离子的LC/MS数据]
UPLC/TQMS API+模式,[M]+=895.53
(聚合物合成)
合成实例B-1
将1.5克作为起始剂的V-601(和光化学株式会社(Wako Chemicals Inc.))放置在100毫升具有搅动器的烧杯中,向其中依次添加按30克单体总量计40重量%根据合成实例A-1的由化学式21-1表示的染料化合物、15重量%甲基丙烯酸(大中化学金属公司(DaejungChemicals&Metals Co.,Ltd.))以及45重量%甲基丙烯酸甲酯。向其中添加72克环己酮作为溶剂,并且搅拌混合物30分钟直到染料化合物和起始剂完全溶解以制备单体溶液。为了进行聚合反应,将54克溶剂放置在250毫升装备有冷却器的玻璃反应器中并且加热到85℃,并且接着以逐滴方式将单体溶液添加到反应器中,持续3小时。当完成添加时,在相同温度下使混合物反应9小时并且冷却到室温以完成反应并且获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,800克/摩尔
合成实例B-2
除了使用由化学式22-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,200克/摩尔
合成实例B-3
除了使用由化学式25-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,900克/摩尔
合成实例B-4
除了使用由化学式26-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,500克/摩尔
合成实例B-5
除了使用由化学式27-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,200克/摩尔
合成实例B-6
除了使用由化学式33-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=11,700克/摩尔
合成实例B-7
除了使用由化学式34-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=12,600克/摩尔
合成实例B-8
除了使用由化学式29-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,600克/摩尔
合成实例B-9
除了使用由化学式30-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,800克/摩尔
合成实例B-10
除了使用由化学式31-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=10,300克/摩尔
合成实例B-11
将1.5克作为起始剂的V-601(和光化学株式会社)放置在100毫升具有搅动器的烧杯中,向其中依次添加按30克单体总重量计40重量%限据合成实例A-1的由化学式21-1表示的染料化合物、15重量%甲基丙烯酸(大中化学金属公司)、30重量%三环癸烷甲基丙烯酸酯以及15重量%甲基丙烯酸甲酯。向其中添加72克环己酮作为溶剂,并且搅拌混合物30分钟直到染料化合物和起始剂完全溶解以制备单体溶液。为了进行聚合反应,在氮气流下将54克溶剂放置在250毫升装备有冷却器和氮气管道的三颈玻璃反应器中并且接着加热到85℃,并且进行氮气鼓泡。接着,以逐滴方式将单体溶液放置在反应器中,持续2小时。当完成添加时,在相同温度下使混合物反应10小时并且冷却到室温以完成反应并且获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,000克/摩尔
合成实例B-12
除了使用根据合成实例A-6的由化学式33-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,100克/摩尔
合成实例B-13
除了使用根据合成实例A-3的由化学式25-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,200克/摩尔
合成实例B-14
除了使用根据合成实例A-8的由化学式29-1表示的化合物替代由化学式21-1表示的化合物以外,根据与合成实例B-1相同的方法获得聚合物。
还原成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)=9,500克/摩尔
(制备感光性树脂组成物)
实例1到实例4以及比较例1
将光聚合起始剂放置在呈表1中所示组成的溶剂中,并且接着溶解,同时在室温下搅拌每种混合物一小时。随后,向其中添加粘合剂树脂和光可聚合单体,并且在室温下搅拌所获得的混合物一小时。向其中添加其它添加剂,并且在室温下搅拌所得混合物一小时。接着,向其中添加根据合成实例B-11到合成实例B-14的每种聚合物(染料),在室温下搅拌每种混合物2小时,过滤每种所获得的溶液三次以去除杂质,从而制备根据实例1到实例4以及比较例1的每种感光性树脂组成物。用于制备感光性树脂组成物的组分如下。
(A)粘合剂树脂
(A-1)丙烯酰基类粘合剂树脂(CF-1106,和光化学株式会社)
(A-2)卡哆类粘合剂树脂(V259ME,日本钢铁化学株式会社(NIPPON STEELCHEMICAL))
(B)光可聚合单体
(B-1)DPHA(日本化药(Nippon KAYAKU))
(B-2)VISCOAT 1000(大阪有机化学工业株式会社)
(C)光聚合起始剂
(C-1)SPI-03(三洋(Samyang))
(C-2)OXE01(巴斯夫(BASF))
(D)着色剂
(D-1)根据合成实例B-11的聚合物
(D-2)根据合成实例B-12的聚合物
(D-3)根据合成实例B-13的聚合物
(D-4)根据合成实例B-14的聚合物
(D-5)由化学式X-1表示的染料(亮蓝(Brilliant Blue),赢化学公司(Win-chemical))
Figure BDA0001139413680000521
(E)溶剂
丙二醇单甲基醚乙酸酯(Propylene glycolmonomethylethylacetate,PGMEA,西格玛-阿尔德里奇公司(Sigma-aldrich Co.))
(G)其它添加剂
氟类表面活性剂(F-554,DIC株式会社)
[表1]
Figure BDA0001139413680000522
评估
制造彩色滤光片样本
通过使用旋涂机(K-Spin8,KDNS),分别将根据实例1到实例4以及比较例1的感光性树脂组成物涂布在透明正方形玻璃衬底(裸露玻璃)上(3微米厚)。在热板上在90℃下烘烤所涂布的感光性树脂组成物120秒,通过使用曝光器(I10C,尼康公司(Nikon Co.))以50毫焦的输出(功率)曝光,并且接着在230℃的加压对流烘箱中后烘烤30分钟以制造样本。
评估1:评估发光特征
实例1到实例4以及比较例1中制造的彩色滤光片样本的颜色特征通过在230℃的加压对流烘箱中将其另外烘烤30分钟并且使用分光光度计(大冢电子株式会社(OtsukaElectronics Co.,Ltd.),MCPD3000)比较烘烤之前/之后的颜色改变来测量,并且结果显示于表2中。
评估2:评估耐热性
在实例1到实例4以及比较例1中制造的彩色滤光片样本的图案的耐热性通过在230℃的烘箱中对其进行热处理40分钟来测量。通过在热处理之前和之后的彩色滤光片图案的颜色改变来评估耐热性,使用分光光度计(大冢电子株式会社,MCPD3000)测量颜色改变,并且结果显示于表2中。
评估3:评估耐化学性
将实例1到实例4以及比较例1中制造的彩色滤光片样本的图案浸渍在80℃NMP溶液中5分钟,并且接着评估PI溶液耐化学性。通过在浸渍于NMP溶液中并且在浸渍于剥离剂中后剥离彩色滤光片图案之前和之后彩色滤光片图案的颜色改变评估耐化学性。使用分光光度计(大冢电子株式会社,MCPD3000)测量彩色滤光片图案的颜色改变,并且通过光学显微镜评估彩色滤光片图案的剥离。评估结果显示于表2中。
[表2]
Figure BDA0001139413680000531
从表2可见,相比于包含由化学式X-1表示的染料的比较例1,包含根据合成实例B-1到合成实例B-4的聚合物(染料)的实例1到实例4的感光性树脂组成物展现改进的耐热性和耐化学性以及颜色特征(如亮度)。
虽然已结合目前视为实用示范性实施例的内容来描述本发明,但应理解本发明不限于所披露的实施例,而是相反,本发明意图涵盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效配置。

Claims (25)

1.一种化合物,包括
阳离子以及阴离子,
其中所述阳离子由化学式1表示:
[化学式1]
Figure FDA0002224804020000011
其中,在化学式1中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C6到C20芳基或由化学式2表示的取代基,
在R1、R2、R6以及R7中的至少一个是由化学式2表示的取代基的情况下,
R3以及R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R5是经取代或未经取代的C6到C20芳基,
X是-O-、-S-或-NR8-,R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,以及
m以及n独立地是0到5范围内的整数,
[化学式2]
Figure FDA0002224804020000012
其中,在化学式2中,
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中所述X是-O-或-S-。
3.根据权利要求1所述的化合物,其中R1、R2、R6以及R7中的至少两个由化学式2表示。
4.根据权利要求1所述的化合物,其中R1、R2、R6以及R7中的至少三个由化学式2表示。
5.根据权利要求1所述的化合物,其中化学式2由化学式2-1或化学式2-2表示:
[化学式2-1]
Figure FDA0002224804020000013
[化学式2-2]
Figure FDA0002224804020000021
其中,在化学式2-1以及化学式2-2中,
L4到L6独立地是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基,以及
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
6.根据权利要求1所述的化合物,其中所述阳离子由化学式3或化学式4表示:
[化学式3]
Figure FDA0002224804020000022
[化学式4]
Figure FDA0002224804020000031
其中,在化学式3以及化学式4中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
R3以及R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-,R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
7.根据权利要求1所述的化合物,其中所述阳离子由化学式5到化学式7中选出的一个表示:
[化学式5]
Figure FDA0002224804020000041
[化学式6]
Figure FDA0002224804020000042
[化学式7]
Figure FDA0002224804020000051
其中,在化学式5到化学式7中,
R1、R2、R6以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
R3以及R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-,R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
8.根据权利要求1所述的化合物,其中所述阳离子由化学式8或化学式9表示:
[化学式8]
Figure FDA0002224804020000061
[化学式9]
Figure FDA0002224804020000062
其中,在化学式8以及化学式9中,
R2以及R7独立地是氢原子、经取代或未经取代的C1到C20烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
R3以及R4独立地是卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,
R9是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
R10是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
X是-O-、-S-或-NR8-,R8是氢原子、经取代或未经取代的C1到C10烷基或经取代或未经取代的C6到C20芳基,
m、n以及p独立地是0到5范围内的整数,以及
L1到L3独立地是单键、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基或经取代或未经取代的C6到C20亚芳基。
9.根据权利要求1所述的化合物,其中所述阳离子由化学式10-1到化学式10-15中选出的一个表示:
[化学式10-1]
Figure FDA0002224804020000071
[化学式10-2]
Figure FDA0002224804020000081
[化学式10-3]
Figure FDA0002224804020000082
[化学式10-4]
Figure FDA0002224804020000091
[化学式10-5]
Figure FDA0002224804020000092
[化学式10-6]
Figure FDA0002224804020000101
[化学式10-7]
Figure FDA0002224804020000102
[化学式10-8]
Figure FDA0002224804020000111
[化学式10-9]
Figure FDA0002224804020000112
[化学式10-10]
Figure FDA0002224804020000121
[化学式10-11]
Figure FDA0002224804020000122
[化学式10-12]
Figure FDA0002224804020000131
[化学式10-13]
Figure FDA0002224804020000132
[化学式10-14]
Figure FDA0002224804020000141
[化学式10-15]
Figure FDA0002224804020000142
其中,在化学式10-1到化学式10-15中,
R10以及R11独立地是卤素原子、硝基或经取代或未经取代的C1到C10烷基,
q1到q3独立地是1到10范围内的整数,以及
p以及s独立地是0到5范围内的整数。
10.根据权利要求1所述的化合物,其中所述阴离子由化学式A到化学式F中选出的一个表示:
[化学式A]
Figure FDA0002224804020000143
[化学式B]
Figure FDA0002224804020000151
[化学式C]
PW12O40 3-
[化学式D]
SiW12O40 4-
[化学式E]
CF3SO3 -
[化学式F]
ClO4 -
11.根据权利要求1所述的化合物,其中所述化合物在550纳米到700纳米的波长范围中具有最大吸光度。
12.根据权利要求1所述的化合物,其中所述化合物在400纳米到500纳米的波长范围中具有最大透射率。
13.一种聚合物,通过根据权利要求1所述的化合物与单体的共聚合反应制备。
14.根据权利要求13所述的聚合物,其中所述单体是烯系不饱和单体。
15.根据权利要求14所述的聚合物,其中所述烯系不饱和单体包含由化学式11表示的化合物、由化学式12表示的化合物、由化学式13表示的化合物或其组合:
[化学式11]
Figure FDA0002224804020000152
[化学式12]
Figure FDA0002224804020000153
[化学式13]
Figure FDA0002224804020000154
其中,在化学式11到化学式13中,
R12到R14独立地是氢原子或经取代或未经取代的C1到C10烷基,以及
L7是经取代或未经取代的C1到C10亚烷基。
16.根据权利要求14所述的聚合物,其中所述烯系不饱和单体由以下中选出:芳香族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和羧酸氨基烷基酯化合物、羧酸乙烯基酯化合物、不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物、氰化乙烯化合物、不饱和酰胺化合物以及其组合。
17.根据权利要求13所述的聚合物,其中所述聚合物通过重量比为10:90到50:50的所述化合物与所述单体的共聚合反应制备。
18.根据权利要求13所述的聚合物,其中所述聚合物是丙烯酸聚合物。
19.根据权利要求13所述的聚合物,其中所述聚合物具有5,000克/摩尔到100,000克/摩尔的重量平均分子量。
20.一种着色剂,包括根据权利要求1到权利要求12中任一权利要求所述的化合物或根据权利要求13所述的聚合物。
21.一种感光性树脂组成物,包括
粘合剂树脂(A);
光可聚合单体(B);
光聚合起始剂(C);
根据权利要求20所述的着色剂(D),以及
溶剂(E)。
22.根据权利要求21所述的感光性树脂组成物,其中按所述感光性树脂组成物的总量计,所述感光性树脂组成物包含:
1重量%到10重量%所述粘合剂树脂(A);
1重量%到15重量%所述光可聚合单体(B);
0.1重量%到5重量%所述光聚合起始剂(C);
1重量%到10重量%所述着色剂(D),以及
余量所述溶剂(E)。
23.根据权利要求21所述的感光性树脂组成物,其中所述感光性树脂组成物还包含至少一种由以下中选出的添加剂:丙二酸;3-氨基-1,2-丙二醇;包含乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的偶合剂;调平剂;氟类表面活性剂;以及自由基聚合起始剂。
24.一种感光性树脂层,使用根据权利要求21至23中任一项所述的感光性树脂组成物制造。
25.一种彩色滤光片,包括根据权利要求24所述的感光性树脂层。
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