CN115704928A - 信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置 - Google Patents

信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115704928A
CN115704928A CN202210931166.XA CN202210931166A CN115704928A CN 115704928 A CN115704928 A CN 115704928A CN 202210931166 A CN202210931166 A CN 202210931166A CN 115704928 A CN115704928 A CN 115704928A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cured film
display device
information display
film
transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210931166.XA
Other languages
English (en)
Inventor
尾畑恵美
小野悠树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2022110547A external-priority patent/JP2023024297A/ja
Application filed by Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd
Publication of CN115704928A publication Critical patent/CN115704928A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本发明涉及信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置。本发明的课题在于提供一种同时满足高遮光与低反射的信息显示装置用硬化膜。本发明对于上述课题的解决方案为一种信息显示装置用硬化膜,其包含着色硬化膜及透明硬化膜。上述着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为0.1μm‑1以上且5μm‑1以下,折射率n1为1.30以上且2.00以下,且膜厚为0.5μm以上且50μm以下,上述透明硬化膜的膜厚为20nm以上且250nm以下,若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则满足n2大于1.00且n1/n2大于1.00且未达2.00。

Description

信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示 装置
技术领域
本发明涉及一种信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置。
背景技术
有机EL面板中,以抑制外部光反射为目的而使用圆偏光板。通过降低外部光反射,可以抑制在明亮的室内或野外的对比度降低。另一方面,圆偏光板会将有机EL的发光的约一半予以吸收,因此从发光效率的观点来看并不优选。因此,有将圆偏光板置换为由黑色(BK)光阻区隔的各色的彩色滤光片(CF)的举措,据此可提高发光效率。发光效率的改善也大为影响发光体的寿命。另外,相对于圆偏光板而言,CF的厚度也比较小,也有助于元件的薄型化与可挠化。为了以CF代替圆偏光板,要求CF具有充分的抗外部光反射性能,而且,为了不让光穿透/吸收,对于容易反射的BK光阻(black resist)也要求低反射化。
例如,于专利文献1揭示于利用X射线光电子光谱法(X-ray PhotoelectronSpectroscopy,XPS)的表面元素组成分析中,通过将Si元素含有比例设为7.0atm%以上,而获得着色硬化膜表面侧的反射率低的着色硬化膜(BK光阻)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2018-141849号公报。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
如专利文献1所记载,欲以1层的含二氧化硅的BK光阻来实现膜面低反射时,有无法获得充分的反射率降低效果的情况。另外,若是为了提高遮光度(OD)而提高颜料浓度,则会导致涂膜的折射率上升,因此难以兼顾高遮光与低反射。
本发明的目的在于提供一种同时满足高遮光与低反射的信息显示装置用硬化膜、用以制作该信息显示装置用硬化膜的透明硬化膜用组合物、及具有该信息显示装置用硬化膜的信息显示装置。
[解决课题的技术手段]
本发明的一实施方式有关于下述[1]至[7]的信息显示装置用硬化膜。
[1]一种信息显示装置用硬化膜,其包含着色硬化膜及透明硬化膜,
其中,
上述着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(Optical Density,OD)为0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1为1.30以上且2.00以下,且膜厚为0.5μm以上且50μm以下;
上述透明硬化膜的膜厚为20nm以上且250nm以下,
若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则满足n2大于1.00,而且n1/n2大于1.00且未达2.00。
[2]如[1]所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有选自由无机填料、有机填料、含氟树脂及聚硅氧系树脂所成组中的一种以上。
[3]如[1]或[2]所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有折射率为1.20至1.60的填料成分。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜,其中,前述透明硬化膜在固体成分中含有10至90质量%的平均粒径150nm以下的选自由二氧化硅粒子、氟化镁粒子及冰晶石粒子所成组中的一种以上,并且在固体成分中含有10至90质量%的通过热或光而硬化的粘合剂成分。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述着色硬化膜为黑色硬化膜。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜,其中,上述着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为2μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1为1.60以上且1.90以下;
若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则满足n1/n2大于1.00且未达1.70。
[7]如[1]至[6]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜,其中,于所述着色硬化膜与所述透明硬化膜之间具有第二着色硬化膜。
本发明的其它实施方式有关于下述[8]的透明硬化膜用组合物。
[8]一种透明硬化膜用组合物,其为用以形成[1]至[7]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜所具有的前述透明硬化膜,所述透明硬化膜用组合物中含有:
选自由无机填料、有机填料、含氟树脂及聚硅氧系树脂所成组中的一种以上,及
溶剂。
本发明的其它实施方式关于下述[9]至[10]的信息显示装置。
[9]一种信息显示装置,具有[1]至[7]中任一项所述的信息显示装置用硬化膜。
[10]如[9]所述的信息显示装置,其中具有包含所述信息显示装置用硬化膜的有机EL面板。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种同时满足高遮光与低反射的信息显示装置用硬化膜、用以制作该信息显示装置用硬化膜的透明硬化膜用组合物、及具有该信息显示装置用硬化膜的信息显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式所涉及的信息显示装置用硬化膜进行详细说明。上述信息显示装置用硬化膜包含着色硬化膜及透明硬化膜。另外,本说明书中的“信息显示装置”意指以能够视认的方式来显示图像、影像、文字信息等信息的显示器等装置。
上述着色硬化膜能够用于信息显示装置,为膜厚每1μm的光学密度(OD)成为0.1μm-1以上且5μm-1以下的硬化膜。着色硬化膜的种类并无特别限定,可为公开已知的CF及BK光阻等。
着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为0.1μm-1以上且5μm-1以下。若所述OD为0.1μm-1以上,由于会某种程度地反射光,因此容易产生由外部光反射所致的对比度下降(视认性下降)的问题,故通过设为本实施方式的构成而消除该问题的效果显著。
当着色硬化膜为黑色硬化膜时,着色硬化膜的所述OD优选为2μm-1以上且5μm-1以下,更优选为3μm-1以上且4.5μm-1以下。另外,当着色硬化膜为红色、绿色或蓝色(RGB)的硬化膜时,着色硬化膜的所述OD优选为0.2μm-1以上且1μm-1以下。当着色硬化膜为白色或灰色的硬化膜时,着色硬化膜的所述OD优选为0.1μm-1以上且2μm-1以下。着色硬化膜的所述OD也可根据树脂的种类而改变,可以根据着色剂的种类及量而调整为所述范围。
另外,本说明书中,着色硬化膜及透明硬化膜的光学密度(OD)可设为使用麦克伯透射密度计(Macbeth transmission densitometer)(X-rite公司制造的“X-rite361T(V)”)所测定的值。膜厚每1μm的光学密度(OD)可使用阶差计(KLA-Tencor公司制造的“Tencor P-17”),以测定范围500μm、扫描速度50μm/秒、取样率20Hz的条件测定到的硬化膜的平均厚度(μm)除以上述光学密度(OD)而求出。
着色硬化膜的折射率n1为1.30以上且2.00以下。着色硬化膜的折射率n1优选为1.40以上且1.90以下。着色硬化膜为黑色硬化膜时的折射率n1优选为1.60以上且1.90以下。着色硬化膜的所述OD也会因为树脂的种类而改变,但可通过着色剂的种类及量来调整为所述范围。
另外,于本说明书中,着色硬化膜及透明硬化膜的折射率可使用椭圆光谱偏光仪(J.A.Woollam公司制造的“alpha-SE”),从65°、70°、75°的角度测定正式硬化(后烘烤)后的膜,之后进行解析而求出。
着色硬化膜的膜厚为0.5μm以上且50μm以下。着色硬化膜的膜厚优选为0.7μm以上且45μm以下。
上述透明硬化膜为配置于着色硬化膜的外表面侧的透明的硬化膜。透明硬化膜只要具有不妨碍着色硬化膜的色调的视认性的程度的透明性即可,例如优选为膜厚每1μm的透射率为80%以上。
透明硬化膜为折射率低于着色硬化膜的硬化膜。入射至信息显示装置的外部光在到达折射率高的着色硬化膜之前先通过折射率较低的透明硬化膜,据此,可抑制于着色硬化膜的界面的外部光的反射。尤其,若欲通过颜料浓度的提高等来提高着色硬化膜的遮光度,则着色硬化膜的折射率也会跟着变高,而变得更容易产生着色硬化膜的界面处的外部光的反射。相对于此,通过利用与着色硬化膜分开配置的透明硬化膜来抑制外部光的反射,可更容易地兼顾着色硬化膜的遮光度的提升(高遮光)与透明硬化膜的反射率的降低(低反射)。
透明硬化膜的折射率n2是以相对于着色硬化膜的折射率n1,成为满足n1/n2大于1.00且未达2.00的方式设定。若n1/n2大于1.00,则不会提高透明硬化膜的遮光度,因此保障着色硬化膜的色调的视认性。若n1/n2未达2.00,则透明硬化膜与着色硬化膜之间的折射率的差不会变得过大,因此在这些硬化膜的界面的外部光的反射会得到抑制。从上述观点来看,n1/n2优选为大于1.00且为1.80以下。于着色硬化膜为黑色硬化膜的情形时,n1/n2更优选为大于1.00且未达1.70,又更优选为1.10以上且1.60以下,又更优选为1.20以上且1.50以下,又更优选为1.25以上且1.45以下,尤优选为1.25以上且1.40以下。
透明硬化膜的折射率n2大于1.00且未达2.00,优选为大于1.00且未达1.90,更优选为1.10以上且1.70以下,又更优选为1.20以上且1.50以下。若透明硬化膜的折射率n2为所述范围,则容易将n1/n2调整为优选的范围。
透明硬化膜的膜厚为20nm以上250nm以下。根据本发明人等的见解,信息显示装置用硬化膜的反射率会因为透明硬化膜的膜厚而大幅改变。而且,若透明硬化膜的膜厚为所述范围,则可充分地降低信息显示装置用硬化膜的反射率。从所述观点来看,透明硬化膜的膜厚优选为30nm以上且200nm以下,更优选为40nm以上且180nm以下,又更优选为40nm以上且120nm以下。另外,于透明硬化膜包含填料成分[后述的(h)成分]时,为了不产生由从透明硬化膜的表面突出的填料成分所造成的折射率的变化,透明硬化膜的膜厚优选为大于填料的尺寸(填料为粒子状时为平均粒径,填料为非粒子状时为长径)。
本实施方式中,可通过调整着色硬化膜与透明硬化膜的膜厚的比率或折射率的比率(n1/n2)等,而调整作为这些层叠体的信息显示装置用硬化膜的反射率(自透明硬化膜侧入射的光的反射率)。上述反射率优选为5%以下,更优选为0%以上且5%以下,又更优选为0%以上且3%以下,尤优选为0%以上且1%以下。
1.硬化膜用组合物
上述信息显示装置用硬化膜只要具有上述的特性,便可为任意硬化膜。例如,所述信息显示装置用硬化膜可设为由以下的组合物制造的着色硬化膜与透明硬化膜的组合。
[着色硬化膜]
着色硬化膜优选为使包含(a)碱可溶性树脂、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引发剂、(d)着色剂、(e)偶联剂及(f)溶剂的感光性树脂组合物硬化而成。
[(a)成分]
(a)成分为碱可溶性树脂。通过含有(a)成分,可赋予感光性树脂组合物对于碱显影的可溶性。
作为(a)成分的碱可溶性树脂优选为于1分子中具有聚合性不饱和基、及用以表现碱可溶性的酸性基,更优选为含有聚合性不饱和基与羧基两者。碱可溶性树脂只要为具有所述聚合性不饱和基及酸性基的树脂,便无特别限定,可广泛地使用。所述碱可溶性树脂兼具聚合性不饱和基与羧基,因此具有作为粘合剂的作用,另外,除了赋予感光性树脂组合物优异的光硬化性以外,还赋予良好的显影性及图案化特性(图案线宽、图案直线性),使着色硬化膜的物性提高。
作为本实施方式的(a)成分的碱可溶性树脂,优选为使具有2个以上环氧基的环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应物进而与多元酸羧酸或其酐反应而获得的含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂。于制造上述碱可溶性树脂时,是通过羟基与多元酸羧酸的反应而生成聚酯,但以其平均聚合度优选为2至500左右的低分子量。另外,所谓的“(甲基)丙烯酸”为丙烯酸及甲基丙烯酸的统称,“(甲基)丙烯酰基”为丙烯酰基及甲基丙烯酰基的统称,意指这些的一者或两者。
所述具有2个以上环氧基的环氧化合物的例子包括:双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚芴型环氧化合物、双萘酚芴型环氧化合物、二苯基芴型环氧化合物、酚酚醛清漆型环氧化合物、(邻,间,对-)甲酚酚醛清漆型环氧化合物、酚芳烷基型环氧化合物、联苯型环氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC-7000L:日本化药股份有限公司制造)、萘酚芳烷基型环氧化合物、三酚甲烷(tris-phenol methane)型环氧化合物(例如,EPPN-501H:日本化药股份有限公司制造)、四酚乙烷型环氧化合物等具有芳香族结构的环氧化合物;多元醇的缩水甘油醚、多元羧酸的缩水甘油酯、以甲基丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物为代表的含有(甲基)丙烯酸缩水甘油酯作为单元的具有(甲基)丙烯酰基的单体的共聚物、氢化双酚A二缩水甘油醚(例如,Rikaresin HBE-100:新日本理化股份有限公司制,“Rikaresin”为该公司的注册商标)等具有缩水甘油基的环氧化合物、1,4-环己烷二甲醇-双3,4-环氧基环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧基)环己基-5,1-螺(3,4-环氧基)环己基-间-二噁烷(例如Araldite CY175:Huntsman公司制造,“Araldite”为该公司的注册商标)、双(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯(例如CYRACURE UVR-6128:陶氏化学公司制)、3',4'-环氧基环己基甲基3,4-环氧基环己烷羧酸酯(例如,CELLOXIDE 2021P:DAICEL股份有限公司制,“CELLOXIDE”为该公司的注册商标)、丁烷四羧酸四(3,4-环氧基环己基甲基)修饰ε-己内酯(例如EPOLEAD GT401:DAICEL股份有限公司制,“EPOLEAD”为该公司的注册商标)、具有环氧基环己基的环氧化合物(例如HiREM-1:四国化成工业股份有限公司制)、具有二环戊二烯骨架的多官能环氧化合物(例如HP7200系列:DIC股份有限公司制)、2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(例如EHPE3150:DAICEL股份有限公司制)等脂环式环氧化合物、环氧化聚丁二烯(例如,NISSO-PB·JP-100:日本曹达股份有限公司制造,“NISSO-PB”为该公司的注册商标)、具有聚硅氧骨架的环氧化合物等。
上述环氧化合物中,优选为下述通式(1)所表示的双酚型环氧化合物、下述通式(3)所表示的酚酚醛清漆型环氧化合物及(邻,间,对-)甲酚酚醛清漆型环氧化合物。
Figure BDA0003781499830000081
式(1)中,R1及R2独立地表示氢原子、碳数为1至5的直链或分枝链的烷基或卤素原子,W表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、下述通式(2)所表示的芴-9,9-二基或单键,n为0以上且10以下的整数。
Figure BDA0003781499830000082
式(3)中,R3至R6独立地表示氢原子、碳数为1至5的直链或分枝链的烷基、碳数为5至9的环烷基、或碳数为6至10的芳基,R7至R17独立地表示氢原子、卤素原子、碳数为1至5的直链或分枝链的烷基、碳数为1至5的烯基、碳数为1至5的炔基、碳数为5至9的环烷基、碳数为6至10的芳基、或碳数1至5的烷氧基,m表示1至5的整数。
从进一步提高显影性、细线密接性的观点来看,更优选为通式(1)所表示的双酚型环氧化合物。
上述通式(1)所表示的双酚型环氧化合物是由双酚类所衍生。所述双酚类的例子包括:双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)酮、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)砜、双(4-羟基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、双(4-羟基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)芴、4,4’-联酚、3,3'-联酚等。其中,从进一步提高耐热性的观点来看,优选为具有芴-9,9-二基的双酚类。这些双酚类可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
另外,获得(a)成分时所使用的多元酸羧酸或其酐优选为将(A)二羧酸或三羧酸或其酸单酐与(B)四羧酸或其酸二酐组合使用。
(A)二羧酸或三羧酸或其酸单酐的例子包括:链式烃二羧酸或三羧酸、脂环式二羧酸或三羧酸、芳香族二羧酸或三羧酸、或这些的酸单酐等。
链式烃二羧酸或三羧酸的例子包括:琥珀酸、乙酰基琥珀酸、马来酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、柠苹酸、丙二酸、戊二酸、柠檬酸、酒石酸、侧氧戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸等二羧酸或三羧酸,以及经导入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
另外,脂环式二羧酸或三羧酸的例子包括:环丁烷二羧酸、环戊烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基-3,6-内亚甲基四氢邻苯二甲酸、氯桥酸、六氢偏苯三酸、降冰片烷二羧酸等二羧酸或三羧酸,及经导入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
另外,芳香族二羧酸或三羧酸的例子包括:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸(trimellitic acid)、1,8-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸等二羧酸或三羧酸、及经导入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
于二羧酸或三羧酸中,优选为使用这些的酸单酐。上述二羧酸或三羧酸或其酸单酐可仅单独使用其一种,也可并用两种以上。
(B)四羧酸或其酸二酐的例子包括:链式烃四羧酸、脂环式四羧酸、芳香族四羧酸、或这些的酸二酐。
链式烃四羧酸的例子包括:丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸等四羧酸及经导入任意取代基的四羧酸。
脂环式四羧酸的例子包括:环丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环己烷四羧酸、环庚烷四羧酸、降冰片烷四羧酸等四羧酸,以及经导入任意取代基的四羧酸。
芳香族四羧酸的例子包括:均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、联苯四羧酸、二苯醚四羧酸、二苯基砜四羧酸、萘-1,4,5,8-四羧酸、萘-2,3,6,7-四羧酸等四羧酸以及经导入任意取代基的四羧酸。
于上述四羧酸或其酸二酐中,优选为使用其酸二酐。另外,上述四羧酸或其酸二酐可仅单独使用其一种,也可并用两种以上。
此时的(A)二羧酸或三羧酸或其酸单酐与(B)四羧酸或其酸二酐的摩尔比(A)/(B)优选为0.01以上且10.0以下,更优选为0.02以上且未达3.0。若摩尔比(A)/(B)于所述范围内,则可获得用以制成具有良好的光图案成形性的感光性树脂组合物的最优选分子量。另外,摩尔比(A)/(B)愈小则分子量愈大,而有碱溶解性降低的倾向。
另外,环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应、及通过该反应所获得的(甲基)丙烯酸环氧酯与多元酸或其酸酐的反应并无特别限定,例如可采用日本特开平8-278629号公报等中所记载的公开已知方法。
另外,从调整溶解速度的观点来看,上述反应所合成的碱可溶性树脂的重均分子量(Mw)优选为1000以上且20000以下,更优选为2000以上且10000以下,酸价优选为30mgKOH/g以上且200mgKOH/g以下。上述碱可溶性树脂的重均分子量例如可通过凝胶渗透层析(GPC)“HLC-8220GPC”(Tosoh股份有限公司制造)而求出。另外,酸价例如可使用电位差滴定装置“COM-1600”(平沼产业股份有限公司制造)而求出。
另外,作为上述(a)成分的碱可溶性树脂可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
[(b)成分]
(b)成分为光聚合性化合物。通过含有(b)成分,可使曝光灵敏度及显影性良好。
所述(b)的光聚合性化合物的例子包括:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯类;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、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的环氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类;作为树枝状聚合物(dendrimer)型多官能丙烯酸酯、作为具有乙烯性双键的化合物的具有(甲基)丙烯酸基的树枝状聚合物等。上述光聚合性化合物可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
上述(a)成分与上述(b)成分的调配比率以重量比(a)/(b)计优选为30/70以上且90/10以下,更优选为40/60以上且80/20以下。若所述(a)成分的调配比例为30/70以上,则光硬化后的硬化膜的硬度充分,另外,于未曝光部中涂膜的酸价足够高,因此碱显影性良好,可形成直线且尖锐的图案。另外,若上述(a)成分调配比率为90/10以下,则光反应性官能团于树脂中所占的比率充分,因此可形成所需的交联结构。另外,树脂成分中的酸价为适当,曝光部对于碱性显影液的溶解性不会过高,因此可抑制所形成的图案变得比目标的线宽更细、或图案的缺损。
[(c)成分]
(c)成分为光聚合引发剂。通过含有(c)成分,照射到放射线(例如紫外线)的部分的反应充分进行,可使显影时的硬化的部分的溶解性降低而形成所需的微细的图案。
作为光聚合引发剂,只要为能够使具有聚合性不饱和键且可加成聚合的化合物开始聚合的化合物,则并无特别限定。光聚合引发剂的例子包括:苯乙酮化合物、三嗪化合物、安息香(benzoin)化合物、二苯甲酮化合物、硫杂蒽酮(thioxanthone)化合物、咪唑化合物、肟酯化合物等。另外,于本说明书中使用的光聚合引发剂为包括敏化剂的含义。
苯乙酮化合物的例子包括:苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、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-羟基环己基苯基酮、2-甲基-2-吗啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-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。
三嗪化合物的例子包括:2,4,6-参(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(胡椒基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
安息香化合物的例子包括:安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、安息香叔丁醚等。
二苯甲酮化合物的例子包括:二苯甲酮、邻苯甲酰基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4,4'-双(N,N-二乙基氨基)二苯甲酮等。
硫杂蒽酮化合物的例子包括:硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、2-甲基硫杂蒽酮、2-异丙基硫杂蒽酮、4-异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2,4-二氯硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮等。
咪唑化合物的例子包括:2-(邻氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚物、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4,5-三芳基咪唑二聚物等。
肟酯化合物的例子包括:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-双环庚基-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-金刚烷基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-金刚烷基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-四氢呋喃基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-四氢呋喃基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-噻吩基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-噻吩基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-吗啉基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-吗啉基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-双环庚烷羧酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-三环癸烷羧酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-金刚烷羧酸酯、1-[4-(苯基硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮=2-邻苯甲酰肟、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)咔唑-3-基]乙酮-邻乙酰基肟、(2-甲基苯基)(7-硝基-9,9-二丙基-9H-芴-2-基)-乙酰基肟、乙酮,1-[7-(2-甲基苯甲酰基)-9,9-二丙基-9H-芴-2-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮,1-(-9,9-二丁基-7-硝基-9H-芴-2-基)-1-邻乙酰基肟、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)、1,2-辛二烯,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯、4-乙氧基-2-甲基苯基-9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基-O-乙酰基肟等。上述光聚合引发剂可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
尤其在制成含有高浓度的遮光剂的感光性树脂组合物的情形时,优选为使用O-酰基肟系化合物类(包含酮肟)。具体的化合物群的例子包含通式(4)或通式(5)所表示的O-酰基肟系光聚合引发剂。于这些化合物群中,在以高颜料浓度使用遮光剂的情形及形成遮光膜图案的情形时,优选为使用365nm下的摩尔吸光系数为10000L/mol·cm以上的O-酰基肟系光聚合引发剂。
Figure BDA0003781499830000141
式(4)中,R18、R19分别独立地为C1至C15的的烷基、C6至C18的芳基、C7至C20的芳烷基或C4至C12的杂环基,R20为C1至C15的烷基、C6至C18的芳基或C7至C20的芳烷基。此处,烷基及芳基可经C1至C10的烷基、C1至C10的烷氧基、C1至C10的烷酰基、卤素取代,亚烷基部分可含有不饱和键、醚键、硫醚键、酯键。另外,烷基可为直链、分枝或环状的任一种烷基。
Figure BDA0003781499830000142
式(5)中,R21及R22分别独立地为碳数1至10的直链状或分枝状的烷基、或碳数4至10的环烷基、环烷基烷基或烷基环烷基、或是可经碳数1至6的烷基取代的苯基。R23独立地为碳数2至10的直链状或分枝状的烷基或烯基,该烷基或烯基中的-CH2-基的一部分可经-O-基取代。另外,这些R21至R23的基中的氢原子的一部分也可经卤素原子取代。
作为成分(c),也可使用活性自由基产生剂或产酸剂。
活性自由基产生剂的例子包括:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,2'-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2'-联咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、二苯甲酰(benzil)、9,10-菲醌、樟脑醌、苯基乙醛酸甲酯、二茂钛(titanocene)化合物等。
产酸剂的例子包括: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、二苯基錪鎓对甲苯磺酸盐、二苯基錪鎓六氟锑酸盐等鎓盐类、硝基苄基甲苯磺酸盐类、安息香甲苯磺酸盐类等。
另外,也可以添加下述化合物:化合物本身虽然不作为光聚合引发剂或敏化剂来发挥作用,但能够通过与上述化合物组合使用而使光聚合引发剂或敏化剂能力增大。这样的化合物的实例包括胺系化合物,该胺系化合物在与二苯甲酮组合使用时会有使光聚合引发剂或敏化剂能力增大的效果。所述胺系化合物的例子包括:三乙胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基安息香酸甲酯、4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸异戊酯、安息香酸2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基安息香酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等。
相对于(a)成分与(b)成分的合计100质量份,(c)成分的含量优选为3质量份以上且30质量份以下,更优选为4质量份以上且25质量份以下,更优选为4质量份以上且15质量份以下。若(c)成分的含量为3质量份以上,则具有适当的光聚合的速度,因此可保障充分的灵敏度。另外,若(c)成分的含量为30质量份以下,则可再现出忠实于遮罩的线宽,并且可使图案边缘锐利。
[(d)成分]
(d)成分为着色剂。通过含有(d)成分,可充分获得着色硬化膜的遮光性。
作为本实施方式的(d)成分的着色剂,可使用黑色颜料、有机颜料、染料。
黑色颜料的例子包括:苝黑、花青黑(cyanine black)、苯胺黑、内酰胺黑、炭黑、钛黑、氧化铬、氧化铁等。
有机颜料的例子可列举:偶氮颜料、缩合偶氮颜料、次甲基偶氮(azomethine)颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、二噁嗪颜料、士林(threne)颜料、苝颜料、紫环酮颜料、喹啉酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、硫靛颜料等。也包括将这些有机颜料单独使用、或将选自这些有机颜料的至少2色进行混合而拟黑色的颜料。
另外,于使用混色有机颜料作为(d)成分的情形时,可使用的有机颜料的例子包括以颜色索引名计为以下的编号的颜料,但并不限定于此。
颜料红2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等;
颜料橙5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等;
颜料黄1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等;
颜料绿7、36、58等;
颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、80等;
颜料紫19、23、37等;
颜料白6、24、27等。
另外,当使用染料作为(d)成分的情形时,所能使用的化合物的例子包括颜色索引名为以下的编号的化合物,但并不限定于此。
C.I.直接红20、28、37、39、44、83,C.I.酸性红6、8、9、13、14、18、26、27、37、51、52、87、88、89、92、94、97、111、114、115、122、134、145、154、180、183、184、186、198、486,C.I.碱性红12、13、18、27,C.I.分散红5、7、13、17、58、60、72、88、206,C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27、30、49、83、100、109、125、132,C.I.活性红17、120,C.I.媒介红7等;
C.I.溶剂绿3、28、32、33,C.I.酸性绿3、9、16、18、25,C.I.碱性绿1、4,C.I.直接绿28、59等;
C.I.溶剂蓝25、35、36、38、45、55、64、67、70、129,C.I.直接蓝25、86、90、108,C.I.酸性蓝1、7、9、15、29、40、83、103、104、129、158、161、249,C.I.碱性蓝1、3、7、9、25、26、41、77,C.I.分散蓝56、60、81、87、149、165、197、211、214,C.I.瓮蓝(pad blue)4、5,C.I.活性蓝19、49等;
C.I.溶剂黄2、14、15、16、21、25、33、56、82、88、89、146,C.I.分散黄3、4、7、31、42、54、60、61、64、87、198,C.I.酸性黄1、3、11、17、23、38、40、42、76、98、99,C.I.直接黄1、11、12、28,C.I.碱性黄1、21,C.I.活性黄2,C.I.媒介黄5等;
C.I.溶剂橙6、45、56,C.I.酸性橙1、3、7、8、10、20、24、28、33、56、74,C.I.直接橙1、26,C.I.分散橙5等;
C.I.溶剂紫2、8、9、11、13、14,C.I.直接紫22,C.I.酸性紫49,C.I.碱性紫7、10,C.I.分散紫24等;
C.I.直接棕6、58、95、101、173,C.I.酸性棕14等。
上述(d)成分可根据目标感光性树脂组合物的功能而仅单独使用其一种,也可并用两种以上。
上述着色剂中,优选为将黑色颜料或有机颜料混合2色以上而获得的拟黑色有机颜料。据此,将着色硬化膜作为黑色硬化膜而使用于黑色光阻等为优选。就遮光性、表面平滑性、分散稳定性、与树脂的相容性良好的方面而言,更优选为黑色颜料的内酰胺黑、炭黑、钛黑,又更优选为内酰胺黑、炭黑。
关于(d)成分的调配比例,可根据所需的遮光度而任意决定,相对于感光性树脂组合物中的固形物成分,优选为1质量%以上且60质量%以下,更优选为2质量%以上且60质量%以下,又更优选为3质量%以上且60质量%以下,尤优选为5质量%以上且60质量%以下。相对于感光性树脂组合物中的固体成分,若遮光剂为1质量%以上,则可获得遮光性。若遮光剂为60质量%以下,则含有充分量的感光性树脂,故可获得所需的显影特性及膜形成能力。
(d)成分的平均粒径优选为10nm至300nm,更优选为30nm至250nm,特优选为50nm至220nm。于所述遮光成分的平均粒径为10nm以上的情况,所述着色硬化膜的遮光性充分,若为300nm以下,则所述着色硬化膜的表面平滑性、所述遮光成分的分散均匀性为良好。另外,遮光成分的平均粒径可通过利用动态光散射法等的粒度分布测定而求出。
上述(d)成分通常作为分散于分散介质中的遮光成分分散体而与其它调配成分混合,此时可添加分散剂。分散剂可无特别限制地使用用于颜料(遮光成分)分散的公开已知化合物(以分散剂、分散湿润剂、分散促进剂等名称于市面贩售的化合物等)等。
分散介质的例子包括:丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等。
分散剂的例子包括:阳离子性高分子系分散剂、阴离子性高分子系分散剂、非离子性高分子系分散剂、颜料衍生物型分散剂(分散助剂)。尤其,上述分散剂优选为具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、伯胺基、仲胺基或叔胺基等阳离子性官能团来作为对着色剂的吸附点,且胺价为1mgKOH/g以上且100mgKOH/g以下,数均分子量(Mn)为1000以上且100000以下的范围的阳离子性高分子系分散剂。相对于遮光成分,该分散剂的调配量优选为1质量%以上且35质量%以下,更优选为2质量%以上且25质量%以下。另外,如树脂类的高粘度物质通常具有使分散稳定的作用,但不具有分散促进能力的物质并不视为分散剂。然而,这并不限制以稳定分散为目的来使用。
[(e)成分]
(e)成分为偶联剂。通过含有硅烷偶联剂作为(e)成分,可提高感光性树脂组合物的玻璃表面与硬化膜之间的化学键结所致的密接性。
硅烷偶联剂优选为具有氨基、异氰酸酯基、脲基、环氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸基、巯基等作为反应基,更优选为具有环氧基、异氰酸酯基、甲基丙烯酸基。所述偶联剂的具体例包括:3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷等。
相对于感光性树脂组合物的固体成分,硅烷偶联剂的含量优选为0.3质量%以上且2质量%以下,更优选为0.7质量%以上且1.4质量%以下。若硅烷偶联剂的含量为0.3质量%以上,则于玻璃基板与硬化膜之间可获得充分的密接性。若硅烷偶联剂的含量为2质量%以下,则可抑制产生凝结异物。另外,于基底使用的是有机膜等而非玻璃基板时,(e)成分的含量可为未达0.1质量%。
[(f)成分]
(f)成分为溶剂。通过包含(f)成分,可获得包含所述(a)成分至(e)成分的液体状的感光性树脂组合物。
(f)成分的例子包括:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类,α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯类,丙酮、甲基乙基酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(Methylpyrrolidone)等酮类,甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基卡必醇,乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类,乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯等乙酸酯类等。(f)成分可仅单独使用其一种,也可并用两种以上。
(f)成分的含量根据目标的粘度而改变,相对于感光性树脂组合物的总质量,优选为60质量%以上且90质量%以下。若(f)成分的含量为60质量%以上,则可设为容易将感光性树脂组合物涂布于基板上的粘度,若为90质量%以下,则可缩短将感光性树脂组合物涂布于基板上后的干燥所需的时间。
[其它成分]
于上述感光性树脂组合物中,可任选而调配其它树脂成分、表面活性剂、硬化剂、硬化促进剂、热聚合抑制剂及抗氧化剂、塑化剂、填充剂、流平剂、消泡剂、粘度调整剂、紫外线吸收剂等添加剂。
其它树脂成分的例子包括:乙烯基树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂等。
环氧树脂的例子包括:双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚芴型环氧化合物、双萘酚芴型环氧化合物、二苯基芴型环氧化合物、酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、酚芳烷基型环氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC-7000L:日本化药股份有限公司制造)、联苯型环氧化合物(例如,jER YX4000:三菱化学股份有限公司制造)、萘酚芳烷基型环氧化合物、三酚甲烷型环氧化合物(例如,EPPN-501H:日本化药股份有限公司制造)、四酚乙烷型环氧化合物、多元醇的缩水甘油醚、多元羧酸的缩水甘油酯,以甲基丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物为代表的包含(甲基)丙烯酸缩水甘油酯作为单元的具有(甲基)丙烯酰基的单体的共聚物、氢化双酚A二缩水甘油醚(例如,RIKALESIN HBE-100:新日本理化股份有限公司制造)等具有缩水甘油基的环氧化合物、1,4-环己烷二甲醇-双3,4-环氧环己烷羧酸酯,2-(3,4-环氧基)环己基-5,1-螺(3,4-环氧基)环己基-间-二噁烷(例如Araldite CY175:Huntsman公司制)、双(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯(例如CYRACURE UVR-6128:陶氏化学公司制)、3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷羧酸酯(例如CELLOXIDE2021P:DAICEL股份有限公司制)、丁烷四羧酸四(3,4-环氧环己基甲基)修饰ε-己内酯(例如EPOLEAD GT401:DAICEL股份有限公司制)、具有环氧环己基的环氧化合物(例如HiREM-1:四国化成工业股份有限公司制)、具有二环戊二烯骨架的多官能环氧化合物(例如,HP7200系列:DIC股份有限公司制造)、2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(例如,EHPE3150:大赛璐(DAICEL)股份有限公司制造)等脂环式环氧化合物、环氧化聚丁二烯(例如,NISSO-PB·JP-100:日本曹达股份有限公司制造)、具有聚硅氧骨架的环氧化合物等。
表面活性剂的例子包括:月桂基硫酸铵、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺等阴离子表面活性剂;硬脂胺乙酸酯、月桂基三甲基氯化铵等阳离子表面活性剂;月桂基二甲基氧化胺、月桂基羧基甲基羟基乙基咪唑啉鎓甜菜碱等两性表面活性剂;聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醚、山梨糖醇酐单硬脂酸酯等非离子表面活性剂、以聚二甲基硅氧烷等为主骨架的聚硅氧系表面活性剂、氟系表面活性剂等。上述表面活性剂可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
硬化剂的例子包括:有助于环氧树脂的硬化的胺系化合物、多元羧酸系化合物、酚树脂、氨基树脂、二氰二胺(dicyandiamide)、路易斯酸络合物等。
硬化促进剂的例子包括:有助于促进环氧树脂的硬化的叔胺、季铵盐、叔膦、季鏻盐、硼酸酯、路易斯酸、有机金属化合物、咪唑类等。
热聚合抑制剂及抗氧化剂的例子包括:对苯二酚、对苯二酚单甲醚、邻苯三酚、叔丁基邻苯二酚、吩噻嗪、受阻酚系化合物等。
塑化剂的例子包括:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等。填充剂的例子包括:玻璃纤维、二氧化硅、云母、氧化铝等。
流平剂和消泡剂的例子中包括聚硅氧系、氟系、丙烯酸系的化合物。
紫外线吸收剂的例子包括:苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物等。
上述感光性树脂组合物可通过混合上述(a)成分至(f)成分而获得。
另外,上述感光性树脂组合物也可包含无机填料、有机填料、含氟化合物及聚硅氧系树脂,从抑制因直线性及显影密接性的降低所引起的高精密性的降低的观点来看,优选为不包含这些,相对于(a)成分与(b)成分的合计100质量份,这些的合计量优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,又更优选为1质量份以下。
上述感光性树脂组合物的排除溶剂后的固形物成分(固形物成分中包含硬化后成为固形物的单体)中,优选为合计含有80质量%以上的上述(a)至(e)成分,较理想为含有90质量%以上。
[透明硬化膜]
透明硬化膜为使包含(g)粘合剂成分与(i)溶剂的树脂组合物硬化而成,也可包含用以调整由(g)粘合剂成分形成的透明硬化膜的折射率,使n1/n2成为上述范围的(h)折射率调整剂。
[(g)成分]
(g)成分为粘合剂。通过含有(g)成分,可使硬化时的灵敏度变得良好。
(g)成分可为通过热或光而硬化的化合物的硬化物,也可为不硬化的树脂成分。这些之中,(g)成分优选为通过热或光而硬化的化合物的硬化物。作为通过热或光而硬化的粘合剂的(g)成分的例子,可无特别限制地使用作为(a)成分而列举的含有聚合性不饱和基的碱可溶性树脂、或(b)成分、使作为(b)成分而列举的光聚合性化合物聚合而成的树脂、作为其它树脂成分而例示的树脂等,这些可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
另外,通过将环氧树脂单独使用或与其它树脂并用使用而作为(g)成分,即便于低温下也可使涂膜硬化。使用环氧树脂作为成分(g)时,也可并用硬化剂或硬化促进剂。作为这些硬化剂或硬化促进剂,可无特别限制地使用例示作为其它树脂成分的硬化剂及硬化促进剂,这些可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
另外,(g)成分也可为含氟化合物及聚硅氧系树脂等折射率相对较低的树脂。若使用这些树脂,则于将透明硬化膜的折射率调整为所期望的范围时,可以不需要(h)成分、或可以减少(h)成分的使用量。
含氟化合物主要为具有全氟基的树脂,作为其例子可列举:甲基丙烯酸三氟乙酯、全氟烷基磺酸化合物、全氟烷基羧酸化合物、全氟烷基磷酸酯化合物、全氟烷基环氧乙烷加成物及于侧链具有全氟烷基醚基的聚氧亚烷基醚聚合物化合物、DIC公司制造的UV硬化型低折射率树脂(Defensa OP系列)等。
作为聚硅氧系树脂的例子可列举:侧链改性聚二甲基硅氧烷、两末端改性聚二甲基硅氧烷、单末端改性聚二甲基硅氧烷、侧链两末端改性聚二甲基硅氧烷等。
另外,作为上述(g)成分的通过热或光而硬化的粘合剂,从涂布性的观点来看,重均分子量(Mw)优选为30000以下,更优选为20000以下。上述粘合剂的重均分子量例如可通过凝胶渗透层析(GPC)“HLC-8220GPC”(Tosoh股份有限公司制造)而求出。
上述(g)成分优选为于透明硬化膜用树脂组合物的固形物成分中包含10质量%以上且90质量%以下,更优选为14%质量以上且75质量%以下。若上述(g)成分的调配比率为10质量%以上且90质量%以下,则可获得特定范围内的表面粗糙度的透明硬化膜。
于使用环氧树脂、硬化剂及硬化促进剂的情况下,优选为这些成分于透明硬化膜用树脂组合物的固体成分中的合计为含有0.1质量%以上且20质量%以下。
[(h)成分]
(h)成分调整由(g)成分所形成的硬化膜的折射率。(h)成分为无机填料及有机填料等填料成分。通过含有(h)成分,可降低透明硬化膜的反射率。
作为(h)成分的无机填料的例子可列举:二氧化硅粒子、滑石、云母、玻璃纤维、碳纤维、硅酸钙、碳酸镁粒子、碳酸钙粒子、硫酸钙粒子、硫酸钡粒子、氧化铝粒子、氧化钛粒子、氟化镁粒子、氟化锂粒子、氟化钙粒子、冰晶石粒子。其中,特优选为二氧化硅粒子、氟化镁粒子、冰晶石(cryolite)粒子。
作为有机填料的例子可列举:丙烯酸系聚合物粒子、氨酯系聚合物粒子、特氟龙(Teflon)(注册商标)粒子。
上述二氧化硅粒子并无特别限制,可适当利用公开已知的能够利用于透明硬化膜的二氧化硅粒子(例如日本特开2016-161926号公报所记载物等)。作为此种二氧化硅粒子,从于透明硬化膜用树脂组合物中的分散稳定性的观点来看,更优选为经能够于有机溶剂中分散的方式进行制造或表面处理而成。作为此种经能够于有机溶剂中分散的方式制造或经表面处理而成的二氧化硅粒子,可列举:气相二氧化硅、胶体二氧化硅、有机二氧化硅溶胶,而例如可优选地使用以日产化学股份有限公司制造的有机二氧化硅溶胶、Admatechs股份有限公司制造的Admafine及Adma Nano、扶桑化学工业股份有限公司制造的胶体二氧化硅、有机二氧化硅溶胶及二氧化硅纳米粉末、日本Aerosil股份有限公司制造的气相二氧化硅等商品名贩售物中,可分散于有机溶剂的粒子。
另外,作为上述二氧化硅粒子,也可使用中空二氧化硅粒子。另外,所谓的“中空二氧化硅粒子”,是指于粒子的内部具有空洞的二氧化硅粒子。于粒子的内部不具有空洞的二氧化硅粒子则设为“实心二氧化硅粒子”。
作为此种(h)成分的粒子,优选为平均粒径为10nm以上且150nm以下,更优选为20nm以上且140nm以下,又更优选为20nm以上且120nm以下。若此种平均粒径未达上述下限,则容易引起粒子彼此的凝集而分散稳定性降低,若欲确保分散稳定性,则有需要使用大量分散剂的倾向,另一方面,若超过上述上限,则有图案的直线性降低的倾向。
上述(h)成分的粒子的平均粒径可随机地选定100个粒子并计测粒子的长轴长与短轴长,通过这些的算术平均来求出。另外,上述二氧化硅粒子的平均粒径可使用动态光散射法的粒度分布计“粒径分析仪FPAR-1000”(大冢电子股份有限公司制造),通过累积(cumulant)法进行测定。
进而,于处于上述范围的情形时,也可以调整上述二氧化硅粒子内部的空洞比率(以下,称为空隙率)。上述二氧化硅粒子的折射率根据空隙率的大小而不同,因此无论透明基材的材料如何,均容易进行透明硬化膜的折射率的调整。另外,所谓的“空隙率”是指粒子内的空洞部于粒子中所占的比率。
上述二氧化硅粒子的空隙率可通过使用穿透式电子显微镜而求出。二氧化硅粒子的空洞部分的密度较低,则于穿透式电子显微镜照片中空洞部分的对比变低,因此可确认二氧化硅粒子的外壳部分与空洞部分。根据上述显微镜照片,首先测定二氧化硅粒子的最长径与最短径,将其平均值作为该粒子的粒径而求出将粒子形状假设为正球状的体积(V1)。其次,测定该粒子的空洞部的最长径与最短径,并将其平均值作为该空洞的直径,并求出假定空洞部形状为正球状的体积(V2)。空隙率可以体积(V2)相对于体积(V1)的比率表示。
如上所述,上述二氧化硅粒子的形状只要具有所需的空隙率,则并无特别限定。可为真球形状,也可为椭圆形状。
另外,作为上述(h)成分的折射率,优选为1.20至1.60,更优选为1.30至1.50。通过使用此种折射率小的填料,信息显示装置用硬化膜的反射率会降低,信息显示装置用硬化膜中的光的反射得到抑制。例如,二氧化硅粒子、氟化镁粒子、冰晶石粒子等具有上述范围的折射率。
(h)成分的折射率可由将(h)成分处理为粉末状后与已知折射率的标准折射液混合而获得的透明混合液来求出。此时,将上述混合液的标准折射液的折射率设为(h)成分的折射率。另外,(h)成分的折射率可使用阿贝折射计进行测定。
本发明所使用的二氧化硅粒子、氟化镁粒子、冰晶石微粒子于气相反应或液相反应的制造方法、或形状(球状、非球状)并无特别限制。
另外,如上所述,于使用含氟化合物及聚硅氧系树脂作为(g)成分时,有可以通过这些粘合剂来将透明硬化膜的折射率调整为所需的范围的情况,因此也存在无需(h)成分的情况。另一方面,于仅利用(g)成分难以将透明硬化膜的折射率调整至所需的范围时,优选为使透明硬化膜含有无机填料及有机填料等(h)成分。也就是说,从将透明硬化膜的折射率调整为所期望的范围的观点来看,透明硬化膜优选为包含无机填料、有机填料、含氟树脂及聚硅氧系树脂中的至少一种。
上述(h)成分在透明硬化膜用树脂组合物的固形物成分中只要为0质量%以上且90质量%以下即可,优选为含有10质量%以上且90质量%以下,更优选为含有15质量%以上且90质量%以下,尤优选为含有25质量%以上且85质量%以下。若上述(h)成分的调配比率为0质量%以上且90质量%以下,则可获得特定范围内的表面粗糙度的透明硬化膜。
另外,并用上述(g)成分与上述(h)成分的情形时的调配比率以重量比(g)/(h)计,优选为10/90以上且75/25以下,更优选为10/90以上且60/40以下。若上述(g)/(h)为10/90以上,则容易保障与基材的密接性,另外,若上述(g)/(h)为75/25以下,则容易保障低反射特性。
[(i)成分]
(i)成分为溶剂。通过含有(i)成分,可获得含有上述(g)成分及(h)成分的液体状的树脂组合物。
作为上述(i)成分使用的溶剂,可无特别限制地使用作为上述(f)成分列举的溶剂,这些溶剂可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
[其它成分]
于上述透明硬化膜用树脂组合物中,可任选而调配表面活性剂、或其它有机颜料、染料等。
表面活性剂可无特别限制地使用作为着色硬化膜的表面活性剂的例子而列举的化合物,这些表面活性剂可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
相对于固体成分的总质量,表面活性剂的含量优选为0.001质量%以上且5质量%以下,更优选为0.01质量%以上且1质量%以下。若表面活性剂的含量相对于固形物成分的总质量为0.001质量%以上,则可为透明硬化膜的所期望的平滑性和抑制贝纳胞(benardcell)。若为5质量%以下,则可获得良好的涂膜物性。
有机颜料及染料的例子可无特别限制地使用作为上述(d)成分而列举的有机颜料及染料,这些可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
相对于固体成分的总质量,有机颜料及染料的含量优选为0.1质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且15质量%以下。若有机颜料及染料的含量相对于固形物成分的总质量为0.1质量%以上且20质量%以下,则可获得特定范围内的表面粗糙度的透明硬化膜。
上述透明硬化膜用树脂组合物可通过混合上述(g)至(i)成分而获得。
上述透明硬化膜用树脂组合物优选为相对于作为(i)成分的溶剂,合计包含0.1质量%以上且5质量%以下的作为上述(g)、(h)成分的固形物成分(固形物成分包含在硬化后成为固形物的单体),较理想为包含1质量%以上且3质量%以下。
[第二着色硬化膜]
另外,所述信息显示装置用硬化膜也可以于包含所述着色硬化膜用组合物的硬化膜、及包含所述透明硬化膜用组合物的透明硬化膜之间,包含第二着色硬化膜。相比于所述着色硬化膜,第二着色硬化膜光学密度(OD)小,可进行低反射化或反射色的颜色调整。
第二着色硬化膜是使包含有机颜料及染料、粘合剂成分、溶剂的树脂组合物硬化而成。
第二着色硬化膜用树脂组合物所含的有机颜料及染料、粘合剂、溶剂可无特别限制地使用作为(d)成分、(g)成分及(f)成分而列举的有机颜料及染料、粘合剂、溶剂,这些可仅单独使用一种,也可并用两种以上。
相对于第二着色硬化膜用树脂组合物的固体成分的总质量,有机颜料及染料的含量优选为0.1质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且15质量%以下。若有机颜料及染料的含量相对于固体成分的总质量为0.1质量%以上且20质量%以下,则可获得规定范围内的表面粗糙度的第二着色硬化膜。
所述粘合剂成分优选为于第二着色硬化膜用树脂组合物的固体成分中含有10%以上且90%以下,更优选为14%以上且75%以下。若上述(g)成分的调配比率为10%以上且90%以下,则可获得特定范围内的表面粗糙度的第二着色硬化膜。
2.信息显示装置用硬化膜的制造方法
以下对所述信息显示装置用硬化膜的制造方法进行说明。
本发明的信息显示装置用硬化膜的制造方法的一个例子,于使用通过光而硬化的树脂作为(g)成分的情况下,包括下述步骤:(1)涂膜形成步骤,将所述着色硬化膜用感光性树脂组合物涂布于透明基板上并使其干燥,而形成所述着色硬化膜用感光性树脂组合物的涂膜;(2)曝光步骤,隔着光罩而对所述涂膜的一部分照射放射线;(3)显影步骤,将照射过放射线的涂膜进行显影,将未曝光部分去除;(4)加热硬化步骤,对显影后的涂膜进行加热硬化;(5)洗涤步骤,以短波长的放射线将加热硬化后的涂膜进行洗涤;(6)透明硬化膜形成步骤,将所述透明硬化膜用组合物涂布于所述着色硬化膜上,并使其干燥而形成透明硬化膜;(7)曝光步骤,隔着光罩对所述涂膜的一部分照射放射线;(8)显影步骤,对照射过放射线的涂膜进行显影,并将未曝光部分去除;(9)加热硬化步骤,将显影后的涂膜进行加热硬化。另外,也可省略(2)至(5),而将着色膜与透明硬化膜同时进行曝光及显影。以下,对各步骤进行说明。
[涂膜形成步骤]
涂膜形成步骤是将所述着色硬化膜用感光性树脂组合物涂布于基材上,并使其干燥而形成涂膜的步骤。
上述基材可使用公开已知的基材。基材的例子包括:于玻璃基板、硅晶圆及塑胶基板(例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺等)等上蒸镀或图案化有ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)或金等透明电极的基材等。
感光性树脂组合物的涂布方法可使用公开已知的涂布方法。所述涂布方法的例子包括公开已知的溶液浸渍法、喷雾法、使用辊涂机、焊盘(land)涂布机、狭缝涂布机或旋转机的方法等。通过这些方法,可将上述感光性树脂组合物涂布成所需的厚度。
以上述方法涂布的感光性树脂组合物的干燥方法可使用公开已知的干燥方法。上述干燥方法可以通过利用烘箱、热风送风机、加热板、红外线加热器等的加热、真空干燥或将这些予以组合而进行。上述树脂膜的加热温度及加热时间可根据所使用的溶剂而适当选择。上述加热温度及加热时间可根据所使用的溶剂而适当选择,例如优选为于60至110℃下进行1至5分钟。
[曝光步骤]
曝光步骤为隔着光罩对上述涂膜层的一部分照射放射线,而使上述涂膜(感光性树脂组合物)与图案对应的部分进行光硬化的步骤。
上述光罩可使用公开已知光罩。光罩的例子包括半色调(half-tone)遮罩、灰色调(gray-tone)遮罩等多色调遮罩。灰色调遮罩在具有透光性的基板上形成有遮光部及绕射光栅。绕射光栅为狭缝、点、网目等光透射区域的间隔在用于曝光的光的分辨率极限以下的间隔,通过该构成而控制光的透射率。半色调遮罩在具有透光性的基板上形成有遮光部及半透射部。通过半透射部而控制用于曝光的光的透射率。
曝光步骤中的曝光装置及其曝光照射条件可适当选择。所照射的放射线的例子包括:可见光线、紫外线、远紫外线、电子束及X射线等。上述放射线之中,优选为紫外线。另外,照射放射线的装置可使用公开已知的曝光装置(超高压水银灯、高压水银灯、金属卤素灯、远紫外线灯等)。另外,所照射的放射线的波长优选为250nm以上且400nm以下。放射线的曝光量优选为25mJ/cm2以上且3000mJ/cm2以下。
[显影步骤]
显影步骤是对经放射线照射的涂膜进行碱显影,并将未曝光部的涂膜去除的步骤。
涂膜的显影方法的例子包括:喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍(dip)显影法及覆液(puddle)显影法等。另外,上述显影方法可使用市面贩卖的显影机或超声波洗涤机等来进行。
另外,适于显影的显影液的例子包括:碱金属或碱土金属的碳酸盐的水溶液、碱金属的氢氧化物的水溶液等。这些之中,优选为使用含有碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂等碳酸盐0.05至3质量%的弱碱性水溶液,于23至28℃的温度下进行。另外,于显影步骤中,可使用市面贩卖的显影机或超声波洗涤机等。
[加热硬化步骤]
加热硬化步骤为将显影后的曝光部(涂膜)进行热处理而进行正式硬化(后烘烤)的步骤。
将显影后的曝光部(涂膜)进行加热的方法可通过公开已知的方法(利用烘箱、热风送风机、加热板、红外线加热器等而加热、真空干燥或这些的组合)来进行。加热温度只要为涂膜进行正式硬化(后烘烤)的温度,即无特别限制。加热温度优选为于60℃至250℃的温度下进行20分钟至60分钟。
[洗涤步骤]
洗涤步骤是以短波长的放射线将加热硬化后的涂膜洗涤,并去除涂膜表面的有机污染物质的步骤。
洗涤方法例如可使用利用低压水银灯照射184.9nm以及253.7nm的波长的紫外线,而进行照射1000mJ的方法。
[透明硬化膜形成步骤]
透明硬化膜形成步骤是将所述透明硬化膜用组合物涂布于所述着色硬化膜上,并使其干燥,再进行正式硬化(后烘烤),据此形成透明硬化膜的步骤。
透明硬化膜用组合物的涂布方法与所述着色硬化膜用组合物同样地可使用公开已知的涂布方法。
以所述方法涂布后的组合物的干燥方法,可与所述着色硬化膜用组合物同样地使用公开已知的方法。上述树脂膜的加热温度及加热时间可根据所使用的溶剂而适当选择。
[曝光步骤]
曝光步骤为对上述涂膜层的整体或隔着光罩对上述涂膜层的一部分来照射放射线,而使上述涂膜(感光性树脂组合物)与图案对应的部分光硬化的步骤。
所述光罩可与所述着色硬化膜用组合物同样地使用公开已知光罩。曝光步骤中的曝光装置及其曝光照射条件也可以与上述着色硬化膜用组合物同样地进行适当选择。
[显影步骤]
显影步骤是对经放射线照射的涂膜进行碱显影,并将未曝光部的涂膜去除的步骤。另外,于(7)的曝光步骤中使涂膜层的整体进行光硬化时,省略显影步骤。
涂膜的显影可使用与所述着色硬化膜用组合物相同的方法进行。另外,适于显影的显影液的例子也与所述着色硬化膜用组合物相同。
[加热硬化步骤]
加热硬化步骤为对显影后的曝光部(涂膜)进行热处理而进行正式硬化(后烘烤)的步骤。通过所述方法而干燥的涂膜的正式硬化的方法与所述着色硬化膜用组合物同样地可使用公开已知的方法。
另外,就形成RGB的硬化膜的时序而言,可以是于(1)或(6)的步骤之前、或是于(9)的步骤之后,可以任意选择。
本发明的信息显示装置用硬化膜的制造方法于使用通过热而硬化的树脂作为(g)成分的情况下,制造方法并不限定于下述步骤,但包含下述步骤:(1)涂膜形成步骤,将所述着色硬化膜用感光性树脂组合物涂布于透明基板上并使其干燥,而形成所述着色硬化膜用感光性树脂组合物的涂膜;(2)曝光步骤,隔着光罩对所述涂膜的一部分照射放射线;(3)显影步骤,对照射过放射线的涂膜进行显影,并将未曝光部分去除;(4)加热硬化步骤,将显影后的涂膜进行加热硬化;(5)洗涤步骤,利用短波长的放射线将加热硬化后的涂膜进行洗涤;(6)透明硬化膜形成步骤,将所述透明硬化膜用组合物涂布于所述着色硬化膜上,并使其干燥而形成透明硬化膜;以及(7')加热硬化步骤,对所述涂膜实施加热硬化处理。以下,针对与使用通过光而硬化的树脂作为(g)成分的情形不同的(7')的步骤进行说明。
[加热硬化步骤]
加热硬化步骤为将透明硬化膜进行正式硬化(后烘烤)的步骤。
加热的方法可与所述着色硬化膜用组合物同样地通过公开已知的方法来进行。加热温度若为涂膜会进行正式硬化(后烘烤)的温度,则并无特别限制。就加热温度而言,优选为于60℃至250℃的温度下进行20分钟至60分钟。
3.用以算出最优选膜厚的模拟
当欲使信息显示装置用硬化膜的反射率成为某目标值以下时,透明硬化膜的折射率与膜厚的最优选组合可以是考量到着色硬化膜、透明硬化膜各自的折射率(n)与消光系数(k),而以基于光学薄膜解析方法的模拟来算出。模拟软件例如使用“EssentialMacleod”。基于该模拟结果,以成为目标折射率的方式来调整透明硬化膜的组成,并使用该组合物来形成硬化物,据此可以获得上述透明硬化膜。
在基于所述手法的反射率模拟中,是考虑到于透明硬化膜表面的反射光和在透明硬化膜与着色硬化膜的界面的反射光的干涉效果,而计算每个波长的反射率R1(λ)。将所算出的R1(λ)乘以标准分光视感效率V(λ),算出其最大值作为反射率Y(视感反射率)。而且,以所获得的反射率Y成为所期望的程度的方式来决定着色硬化膜的折射率、透明硬化膜的折射率、各硬化膜的膜厚及各硬化膜的消光系数(k),而以可获得满足这些条件的硬化膜的方式来决定着色硬化膜及透明硬化膜的组成即可。
4.信息显示装置用硬化膜
关于本发明的其它实施方式的信息显示装置用硬化膜是将所述着色硬化膜用感光性树脂组合物与透明硬化膜用组合物硬化而成。上述硬化膜可使用作为有机EL面板或液晶显示装置等的彩色滤光片或黑色光阻。另外,也可以使用作为Mini-LED或μLED的光转换层的间隔壁等。尤其,于容易有外部光反射造成的视认性降低的问题的有机EL面板中,由本发明降低外部光反射所达到的视认性提高效果为显著。
例如,上述信息显示装置用硬化膜可以防止有机EL面板的外部光反射为目的,而使用彩色滤光片及黑色阻剂来取代以往的圆偏光板。据此,可抑制圆偏光板过度地吸收来自有机EL光而造成的发光效率降低,而且因为厚度可更小于圆偏光板,故可将有机EL面板作成更薄。
[实施例]
以下,基于实施例及比较例而具体说明本发明的实施方式,但本发明并不局限于这些。
首先,由本发明的(a)成分的碱可溶性树脂的合成例来进行说明,合成例中的树脂的评估只要无特别说明,则依以下方式进行。
另外,关于各种测定机器,当使用相同机种的情形时,自第2个使用该机种的相关记载起省略机器制造商的名称。另外,实施例中,制作测定用附硬化膜的基板时所使用的玻璃基板均为实施相同的处理而使用。另外,关于各成分的含量,当小数第一位为0时,有时省略小数点后的表述。
[固体成分浓度]
固体成分浓度是使用将玻璃过滤器[重量:W0(g)]含浸合成例中所得到的树脂溶液1g后的重量[W1(g)]、及于160℃加热2小时后的重量[W2(g)],而通过下式求出。
固体成分浓度(重量%)=100×(W2-W0)/(W1-W0)
[酸价]
酸价是使树脂溶液溶解于二噁烷中,使用电位差滴定装置“COM-1600”(平沼产业股份有限公司制造)以1/10N-KOH水溶液进行滴定而求出。
[分子量]
分子量是通过凝胶渗透层析(GPC)“HLC-8220GPC”(Tosoh股份有限公司制,溶剂:四氢呋喃,管柱:TSKgelSuper H-2000(2根)+TSKgelSuper H-3000(1根)+TSKgelSuper H-4000(1根)+TSKgelSuper H-5000(1根)(Tosoh股份有限公司制造),温度:40℃、速度:0.6ml/分钟)进行测定,而求出重均分子量(Mw)作为标准聚苯乙烯(Tosoh股份有限公司制造,PS-低聚物套组)换算值。
以下,于合成例等中使用的简称如下所述。
BPFE:双酚芴型环氧树脂(通式(1)的化合物所示的W为芴-9,9-二基,R1及R2为氢,n为0至0.15的环氧化合物)
AA:丙烯酸
BPDA:3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐
THPA:1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐
TEAB:溴化四乙基铵
PGMEA:丙二醇单甲基醚乙酸酯
BzMA:甲基丙烯酸苄酯
DCPMA:甲基丙烯酸二环戊酯
GMA:甲基丙烯酸缩水甘油酯
St:苯乙烯
AIBN:偶氮双异丁腈
TDMAMP:参二甲基氨基甲基酚
HQ:氢醌
THPA:四氢邻苯二甲酸酐
TEA:三乙胺
[合成例1]
于附回流冷凝器的500mL的四口烧瓶中,投入BPFE(114.4g,0.23摩尔)、AA(33.2g,0.46摩尔)、PGMEA(157g)及TEAB(0.48g),于100至105℃搅拌20小时使其反应。继而,于烧瓶内投入BPDA(35.3g,0.12摩尔)、THPA(18.3g,0.12摩尔),于120至125℃下搅拌6小时,获得含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂溶液(a)(也为含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂溶液(g)-1)。树脂溶液的固体成分浓度为56.5质量%,酸价(固体成分换算)为103mgKOH/g,通过GPC分析的Mw为3600。
[合成例2]
于附回流冷凝器的1L的四口烧瓶中,加入PGMEA300g,将烧瓶系统内进行氮气置换后升温至120℃。于该烧瓶中,将单体混合物[于BzMA35.2g(0.20摩尔)、DCPMA77.1g(0.35摩尔)、GMA49.8g(0.35摩尔)、St10.4g(0.10摩尔)中溶解有AIBN10g的混合物]由滴液漏斗花费2小时滴下,再于120℃搅拌2小时,得到共聚物溶液。
继而,将烧瓶系统内置换为空气后,于所获得的共聚物溶液中添加AA 24.0g(缩水甘油基的95%)、TDMAMP 0.8g及HQ 0.15g,于120℃的加热下搅拌6小时,获得含聚合性不饱和基的共聚物溶液。
进而,于所获得的含聚合性不饱和基的共聚物溶液中添加THPA45.7g(AA添加摩尔数的90%)、TEA0.5g,于120℃下反应4小时,而获得含聚合性不饱和基的碱可溶性共聚物树脂溶液(g)-2。树脂溶液的固体成分浓度为46质量%,酸价(固体成分换算)为68mgKOH/g,通过GPC分析的Mw为7900。
以表1至表3中记载的调配量(单位为质量%)制备实施例1至实施例16、比较例1至比较例3的着色硬化膜用组合物、及透明硬化膜用组合物。表1至表3中所使用的调配成分如下所述。另外,表1至表3中的(g)至(h)的调配量表示仅固形物成分的量。
(碱可溶性树脂)
(a):上述合成例1所得的树脂溶液(固体成分浓度56.5质量%)
(光聚合性化合物)
(b):季戊四醇三/四丙烯酸酯混合物M-450、(东亚合成股份有限公司制)
(光聚合引发剂)
(c):ADEKA ARKLS NSI-831(ADEKA股份有限公司制)
(着色剂)
(d):炭黑浓度25质量%、高分子分散剂浓度13.2质量%的PGMEA溶剂的颜料分散液(固体成分38.2%)
(偶联剂)
(e):信越聚硅氧制KBE-9007N
(溶剂)
(f)-1:丙二醇单甲基醚乙酸酯
(f)-2:二乙二醇二甲醚
(粘合剂)
(g)-1:上述合成例1所得的树脂溶液(固体成分浓度56.5质量%)
(g)-2:上述合成例2所得的树脂溶液(固体成分浓度46质量%)
(g)-3:Light Ester M-3F(共荣社化学股份有限公司制)
(g)-4:CELLOXIDE 2021P(DAICEL股份有限公司制)
(g)-5:偏苯三酸酐
(折射率调整剂)
(h)-1:中空二氧化硅PGMEA分散液(平均粒径100nm、空隙率26体积%、折射率1.34)
(h)-2:实心二氧化硅PGMEA分散液“YC100C”(Admatechs股份有限公司制、平均粒径100nm、空隙率0体积%、折射率1.46)
(h)-3:实心二氧化硅PGMEA分散液“YA010C”(Admatechs股份有限公司制、平均粒径10nm、空隙率0体积%、折射率1.46)
(h)-4:实心二氧化硅PGMEA分散液“SIRPMA-H98”(CIK Nanotech股份有限公司制、平均粒径125nm、空隙率0体积%、折射率1.46)
(h)-5:氟化镁PGMEA分散液(平均粒径47nm、折射率1.38)
(h)-6:冰晶石PGMEA分散液(平均粒径50nm、折射率1.34)
(溶剂)
(i):丙二醇单甲基醚乙酸酯
[表1]
Figure BDA0003781499830000351
[表2]
Figure BDA0003781499830000352
[表3]
Figure BDA0003781499830000361
[评估]
(膜厚、光学密度(OD)及反射率评估用的信息显示装置用硬化膜的制作)
(着色硬化膜的制作)
使用旋转涂布机,将表1至表3所示的着色硬化膜用感光性树脂组合物以加热硬化处理后的膜厚成为1.0μm或10μm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃基板(Corning公司制造的“#1737”)(以下称为“玻璃基板”)上,于90℃下进行1分钟预烘烤而制作干燥膜。其后,不使用负型光罩,而以超高压水银灯(波长365nm、i射线照度30mW/cm2)照射100mJ/cm2的紫外线,使感光部分进行光硬化反应(曝光),使用热风干燥机于230℃进行30分钟正式硬化(后烘烤),获得附着色硬化膜(涂膜)的基板。
(透明硬化膜的制作)
使用旋转涂布机,将表1至表3所示的透明硬化膜用树脂组合物以加热硬化处理后的膜厚成为100nm或125nm的方式涂布于所述着色硬化膜上,于90℃下进行1分钟预烘烤而制作干燥膜。其后,使用热风干燥机对实施例1至实施例14于230℃进行30分钟正式硬化(后烘烤),对实施例15至实施例16于85℃进行60分钟正式硬化(后烘烤),而获得信息显示装置用硬化膜的光学密度及反射率评估用的附硬化膜(涂膜)的基板。
(光学密度(OD)及折射率测定用的着色硬化膜的制作)
以与制作信息显示装置用硬化膜的硬化膜时的着色硬化膜(涂膜)的制作方法为相同的方法来进行制作。
(光学密度(OD)及折射率测定用的透明硬化膜的制作)
使用旋转涂布机,将表1至表3所示的透明硬化膜用树脂组合物以加热硬化处理后的膜厚成为100nm或125nm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃基板上,于90℃进行1分钟预烘烤而制作干燥膜。其后,使用热风干燥机,对实施例1至实施例14于230℃进行30分钟正式硬化(后烘烤),对实施例15至实施例16于85℃进行60分钟正式硬化(后烘烤),获得光学特性评估用的附硬化膜(涂膜)的基板。
(低温硬化性评估用的着色硬化膜的制作)
通过与制作信息显示装置用硬化膜的硬化膜时的着色硬化膜(涂膜)的制作方法为相同的方法来进行制作。
(低温硬化性评估用的透明硬化膜的制作)
使用旋转涂布机,将表1至表3所示的透明硬化膜用树脂组合物以加热硬化处理后的膜厚成为100nm或125nm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃基板上,于90℃下进行1分钟预烘烤而制作干燥膜。其后,使用热风干燥机于85℃下进行60分钟正式硬化(后烘烤),而获得光学特性评估用的附硬化膜(涂膜)的基板。
[膜厚测定]
(评估方法)
使用阶差计(KLA-Tencor公司制造的“Tencor P-17”),于测定范围500μm、扫描速度50μm/秒、取样率20Hz的条件下,测定玻璃基板表面与着色硬化膜表面的阶差,并将其平均值设为着色硬化膜的平均厚度。另外,于相同的条件下测定玻璃基板表面与透明硬化膜表面的阶差,将其平均值设为包含着色硬化膜与透明硬化膜的信息显示装置用硬化膜的平均厚度。通过从该信息显示装置用硬化膜的平均厚度减去所述着色硬化膜的平均厚度而求出透明硬化膜的平均厚度(=信息显示装置用硬化膜的平均厚度-着色硬化膜的平均厚度)。
[光学密度(OD)评估]
(评估方法)
使用透射密度计“X-rite公司制“X-rite361T(V)””测定光学密度(OD)。由上述测定的膜厚与光学密度(OD)算出膜厚每1μm的光学密度(OD)。
[折射率]
(评估方法)
使用椭圆光谱偏光仪(J.A.Woollam公司制造的“alpha-SE”),自65°、70°、75°的角度测定正式硬化(后烘烤)后的膜之后,进行解析,算出折射率。以入射光为550nm的折射率的值进行评估。
[反射率测量]
(评估方法)
使用层叠有各实施例等中所获得的信息显示装置用硬化膜的玻璃基板,从信息显示装置用硬化膜面侧使用分光测色计(Hitachi High-Tech Science股份有限公司制造的“UH4150”),于C光源、2°视野、波长范围380至780nm的条件下测定反射率[%],并进行评估。
(评估基准)
◎:反射率为1%以下
〇:反射率超过1%且为3%以下
△:反射率超过3%且5%以下
×:反射率超过5%
[低温硬化性]
(评估方法)
用经浸渍PGMEA的擦拭布将透明硬化膜表面连续地往返摩擦20次,并观察表面状态。
(评估基准)
〇:于涂膜表面未发现溶解,未产生损伤的情形
×:涂膜表面溶解或软化而损伤的情形
[表面粗糙度]
(评估方法)
使用探针式阶差形状测定装置(KLA-Tencor公司制造的“Tencor P-17”),于测定范围500μm、扫描速度10μm/秒、取样率100Hz的条件下,测定透明硬化膜表面的凹凸形状而求出粗糙度曲线,对该粗糙度曲线中随机提取的0.1mm的部分求出粗糙度的算术平均值,设为表面粗糙度(Ra)。
(评估基准)
〇:后烘烤后的涂膜的表面粗糙度的值为未达
Figure BDA0003781499830000395
×:后烘烤后的涂膜的表面粗糙度的值为
Figure BDA0003781499830000394
以上
将上述评估结果示于表4至表6。
[表4]
Figure BDA0003781499830000391
[表5]
Figure BDA0003781499830000392
[表6]
Figure BDA0003781499830000393
由表4至表6可知,包含着色硬化膜及透明硬化膜的信息显示装置用硬化膜中,着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1为1.30以上且2.00以下,且膜厚为0.5μm以上且50μm以下,透明硬化膜的膜厚为20nm以上且250nm以下,若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则满足n2大于1而且n1/n2大于1.00、未达2.00的信息显示装置用硬化膜为反射率低,同时为高遮光。
[产业上的可利用性]
本发明由于为高遮光,同时也可以降低反射率,故可有效率地抑制显示器的外部光反射。本发明可适用于各种信息显示装置,特别是可适用于外部光反射容易造成问题的有机EL面板。

Claims (10)

1.一种信息显示装置用硬化膜,其包含着色硬化膜及透明硬化膜,其中,
所述着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1为1.30以上且2.00以下,且膜厚为0.5μm以上且50μm以下;
所述透明硬化膜的膜厚为20nm以上且250nm以下,
若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则满足n2大于1.00,而且n1/n2大于1.00且未达2.00。
2.根据权利要求1所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有选自由无机填料、有机填料、含氟树脂及聚硅氧系树脂所成组中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有折射率为1.20至1.60的填料成分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜在固体成分中含有10至90质量%的平均粒径150nm以下的选自由二氧化硅粒子、氟化镁粒子及冰晶石粒子所成组中的一种以上,并且在固体成分中含有10至90质量%的通过热或光而硬化的粘合剂成分。
5.根据权利要求4所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述着色硬化膜为黑色硬化膜。
6.根据权利要求4所述的信息显示装置用硬化膜,其中,所述着色硬化膜的膜厚每1μm的光学密度(OD)为2μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1为1.60以上且1.90以下;
若将所述透明硬化膜的折射率设为n2,则n1/n2满足大于1.00且未达1.70。
7.根据权利要求4所述的信息显示装置用硬化膜,其中,于所述着色硬化膜与所述透明硬化膜之间具有第二着色硬化膜。
8.一种透明硬化膜用组合物,其为用以形成权利要求1至7中任一项所述的信息显示装置用硬化膜所具有的所述透明硬化膜,所述透明硬化膜用组合物形成所述透明硬化膜,且含有:
选自由无机填料、有机填料、含氟树脂及聚硅氧系树脂所成组中的一种以上,及
溶剂。
9.一种信息显示装置,具有权利要求1至7中任一项所述的信息显示装置用硬化膜。
10.根据权利要求9所述的信息显示装置,其具有包含所述信息显示装置用硬化膜的有机EL面板。
CN202210931166.XA 2021-08-04 2022-08-04 信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置 Pending CN115704928A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021128206 2021-08-04
JP2021-128206 2021-08-04
JP2022110547A JP2023024297A (ja) 2021-08-04 2022-07-08 情報表示装置用硬化膜、透明硬化膜用組成物および情報表示装置
JP2022-110547 2022-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115704928A true CN115704928A (zh) 2023-02-17

Family

ID=85181449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210931166.XA Pending CN115704928A (zh) 2021-08-04 2022-08-04 信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115704928A (zh)
TW (1) TW202307479A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
TW202307479A (zh) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6749437B2 (ja) アルカリ可溶性樹脂の製造方法、及びアルカリ可溶性樹脂、並びに、アルカリ可溶性樹脂を含む感光性樹脂組成物、及び感光性樹脂組成物を用いた硬化物
CN106019837B (zh) 着色感光性树脂组合物、滤色器和具备其的图像显示装置
JP2011039165A (ja) アルカリ可溶性光硬化型組成物、該組成物を使用した硬化塗膜及び透明部材
JP4890314B2 (ja) ブラックレジスト用感光性樹脂組成物
JP2020166254A (ja) 感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜、硬化膜付き基板および硬化膜付き基板の製造方法
TWI829905B (zh) 黑色抗蝕劑用感光性樹脂組成物以及使其硬化而成的遮光膜以及彩色濾光片
CN115704928A (zh) 信息显示装置用硬化膜、透明硬化膜用组合物及信息显示装置
CN112578635A (zh) 黑阻剂用感光性树脂组合物及其制造方法、遮光膜、彩色滤光片、触控面板、及显示装置
JP7250591B2 (ja) 重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂の製造方法、重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂、それを含む感光性樹脂組成物、それを硬化してなる硬化物、その硬化物を構成成分として含むタッチパネルおよびカラーフィルター
CN111752094A (zh) 附硬化膜的基板及其制造方法、树脂组合物、树脂组合物硬化而成的硬化膜以及显示装置
JP2023024297A (ja) 情報表示装置用硬化膜、透明硬化膜用組成物および情報表示装置
CN111752101A (zh) 感光性树脂组合物、硬化膜、带有硬化膜的基板及带有硬化膜的基板的制造方法
JP2021105711A (ja) ブラックレジスト用感光性樹脂組成物およびこれを硬化してなる遮光膜、当該遮光膜を有するカラーフィルターおよびタッチパネル、当該カラーフィルターおよびタッチパネルを有する表示装置
CN111752102A (zh) 感光性树脂组合物、硬化膜、带有硬化膜的基板及带有硬化膜的基板的制造方法
TW202202531A (zh) 黑色抗蝕劑用感光性樹脂組成物、其製造方法、遮光膜、彩色濾光片、觸控面板及顯示裝置
CN118259550A (zh) 感光性树脂组合物、硬化膜、彩色滤光片、触摸面板及显示装置
KR20200115269A (ko) 감광성 수지 조성물, 감광성 수지 조성물을 경화해서 이루어지는 경화막, 경화막 부착 기판 및 경화막 부착 기판의 제조 방법
CN115145118A (zh) 黑色阻剂用感光性树脂组合物及遮光膜、以及彩色滤光片遮光膜的制造方法
CN113467186A (zh) 感光性树脂组合物及其硬化膜、具有该硬化膜的彩色滤光片
JP2024068130A (ja) ブラックレジスト用感光性樹脂組成物、遮光膜、カラーフィルター、タッチパネルおよび表示装置
JP2024092968A (ja) 感光性樹脂組成物、硬化膜、カラーフィルター、タッチパネル及び表示装置
KR20240064539A (ko) 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물, 차광막, 컬러필터, 터치 패널 및 표시 장치
JP2023096728A (ja) 感光性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜付き基板およびその製造方法、ならびに表示装置
JP2023180018A (ja) 感光性樹脂組成物、硬化膜、ディスプレイ構成要素および表示装置
TW202340861A (zh) 感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、附有硬化膜的基板及附有硬化膜的基板的製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication