JP6928063B2 - 感光性樹脂組成物、これを用いた感光性樹脂膜およびカラーフィルタ - Google Patents
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Description
Mは、CuまたはV(=O)であり、
R1〜R20は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基、スルホン酸基、置換または非置換のスルホンアミド基または置換または非置換の炭素数1〜20のアルキルエステル基であり、
但し、R1〜R5のうちの少なくとも一つ以上、R6〜R10のうちの少なくとも一つ以上、R11〜R15のうちの少なくとも一つ以上およびR16〜R20のうちの少なくとも一つ以上は、それぞれ独立して水素原子ではない。
R21は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
L1は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキレン基であり、
R22およびR23は、それぞれ独立して置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
一実施形態による感光性樹脂組成物は、着色剤として青色顔料およびアザポルフィリン系染料を含む。
Mは、CuまたはV(=O)であり、
R1〜R20は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基、スルホン酸基、置換または非置換のスルホンアミド基または置換または非置換の炭素数1〜20のアルキルエステル基であり、
但し、R1〜R5のうちの少なくとも一つ以上、R6〜R10のうちの少なくとも一つ以上、R11〜R15のうちの少なくとも一つ以上およびR16〜R20のうちの少なくとも一つ以上は、それぞれ独立して水素原子ではない。
R21は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
L1は、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキレン基であり、
R22およびR23は、それぞれ独立して置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
前記バインダー樹脂は、アクリル系バインダー樹脂を含むことができる。例えば、前記バインダー樹脂は、アクリル系バインダー樹脂であり得る。
前記光重合性化合物は、少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する(メタ)アクリル酸の一官能または多官能エステルを使用することができる。
前記光重合開始剤は感光性樹脂組成物に一般に使用される開始剤であって、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、トリアジン系化合物、オキシム系化合物またはこれらの組み合わせを使用することができる。
前記溶媒は、前記着色剤、前記バインダー樹脂、前記光重合性化合物および前記光重合開始剤との相溶性を有するものの、反応しない物質を使用することができる。
前記溶媒の例としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;ジクロロエチルエーテル、n−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、メチルフェニルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類;メチルエチルカルビトール、ジエチルカルビトール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのカルビトール類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチルなどの飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類;乳酸メチル、乳酸エチルなどの乳酸エステル類;オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチルなどのオキシ酢酸アルキルエステル類;メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチルなどのアルコキシ酢酸アルキルエステル類;3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチルなどの3−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類;2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピルなどの2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸メチルなどの2−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類;2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチルなどの2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エステル類;2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチルなどの2−アルコキシ−2−メチルプロピオン酸アルキル類のモノオキシモノカルボン酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチルなどのエステル類;ピルビン酸エチルなどのケトン酸エステル類などがあり、またN−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセチルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテートなどの高沸点溶媒が挙げられる。
一実施形態による感光性樹脂組成物は、基板との密着性などを改善するためにエポキシ化合物をさらに含むことができる。
合成例1:化学式1−1で表される染料の合成
丸底フラスコにテレフタルアルデヒド酸(Terephthalaldehydic acid)30g(0.2mol)を入れて、ここにプロピオン酸(propionic acid)600gを添加して攪拌させた。反応物にピロール(pyrrole)13.5g(0.2mol)を添加した後、反応物を80℃に上げて1時間攪拌させた後、130℃で加熱して1.5時間攪拌した後に終結させた。反応物を室温(23℃)に下げた後、ここにアセトン300gを入れて室温で1時間攪拌させた後、フィルタリングした。その後、フィルター上に存在する固体化合物を回収してアセトンで洗浄した後、乾燥して中間体(A)8.3g(26%)を合成した。
前記中間体(B)1.0g(0.81mmol)に対してCu(OAc)2H2Oの代わりに酸化硫酸バナジウム水和物(Vanadium oxide sulfate hydrate)(2.42mmol)を使用し温度を120℃に上げて反応を行った以外は、合成例1と同様な方法を行って下記化学式1−2で表される化合物0.84g(80%)を得た。
一つの丸底フラスコに前記中間体(B)3.2g(2.58mmol)を入れ、クロロホルム(chloroform)160gを添加して60℃で攪拌した。他の一つの丸底フラスコにZn(OAc)21.42g(7.74mmol)を入れた後、MeOH30gを入れ、室温で攪拌してZn(OAc)2(Zinc acetate)を溶解させた。その後、Zn(OAc)2溶液を前記中間体(B)が入っているフラスコに添加した後、2時間攪拌しながら反応させた。反応が終結すれば、室温に温度を低めた後、MCで抽出し10%NaClおよび脱イオン水(DI water)を用いて洗浄した。蒸留を通じて溶媒を除去した後、最少量のMCで反応物を溶かした後、100gのMeCNに徐々に滴下して沈殿させた。沈殿物をフィルタリングした後、MeCNで洗浄した後、乾燥して下記化学式1−3で表される化合物3.1g(92%)を得た。
実施例1、実施例2および比較例1〜比較例3
下記言及された構成成分を下記表1に示した組成で混合して、実施例1、実施例2および比較例1〜比較例3による感光性樹脂組成物を製造した。
(A−1)C.I.Pigment Blue15:6顔料分散液(GC1679、SANYO社製;顔料固形分10重量%)
(A−2)C.I.Pigment Blue15:6顔料分散液(GC1207、SANYO社製;顔料固形分10重量%)
(A−3)比較合成例1の化合物(化学式1−3で表される染料)
(A−4)合成例1の化合物(化学式1−1で表される染料)
(A−5)合成例2の化合物(化学式1−2で表される染料)
(B)バインダー樹脂
アクリル系バインダー樹脂(CRB−400H、SMS社製)
(C)光重合性化合物
ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)(日本化薬株式会社製)
(D)光重合開始剤
オキシム系化合物(OXE01、BASF社製)
(E)溶媒
プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(協和化工株式会社製)
(F)添加剤
フッ素系界面活性剤(F−554、DIC株式会社製)。
脱脂洗浄した厚さ1mmのガラス基板上に1μm〜3μmの厚さで前記実施例1、実施例2および比較例1〜比較例3で製造した感光性樹脂組成物を250rpm〜350rpmの条件で塗布し、90℃のホットプレート上で2分間乾燥させて塗膜を得た。その次に、塗膜に50mJ/cm2の条件で365nmの主波長を有する高圧水銀ランプを使用して全面露光を行った後、現像機でKOH現像液(111倍希釈液)を用いて水洗液/現像液=1/0.8(質量比)の条件で60秒間現像し、再び60秒間水洗を行って現像履歴を与えた。その後、230℃の熱風循環式乾燥炉内で20分間乾燥させて色試片(Color Chip)を得た。
Bx:(x,y)で表されるCIE色座標において、ブルー領域(B)の色座標(Bx,By)のうちのBx値である;
高色:ブルー領域(B)の色座標(Bx,By)のうちのBx値が小さいほど高色が実現されると表現する(C光源基準);
Del(x):ブルー領域(B)の色座標(Bx,By)のうちのBx値の変化量(処理後Bx−処理前Bx)である;
Del(y):ブルー領域(B)の色座標(Bx,By)のうちのBy値の変化量(処理後By−処理前By)である;
Del(Y):輝度の変化量(処理後Y−処理前Y)である;
Del(E*):処理前と処理後の色試片の色差(色差が小さいほど耐光性に優れている)である。Del(E*)は、下記式で表すことができる。
Δa*=a* t−a*
Δb*=b* t−b*
L* t,a* t,b* t:処理後のL*a*b*値
L*,a*,b*:処理前のL*a*b*値である。
Claims (11)
- (A)青色顔料および350nm〜450nmの波長領域で最大吸収波長を有するポルフィリン系染料を含む着色剤と、
(B)バインダー樹脂と、
(C)光重合性化合物と、
(D)光重合開始剤と、
(E)溶媒と、
を含む、感光性樹脂組成物であって、
前記ポルフィリン系染料は、下記化学式1で表される、感光性樹脂組成物:
上記化学式1中、
Mは、CuまたはV(=O)であり、
R 1 〜R 20 は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基、スルホン酸基、置換または非置換のスルホンアミド基または置換または非置換の炭素数1〜20のアルキルエステル基であり、
但し、R 1 〜R 5 のうちの少なくとも一つ以上、R 6 〜R 10 のうちの少なくとも一つ以上、R 11 〜R 15 のうちの少なくとも一つ以上およびR 16 〜R 20 のうちの少なくとも一つ以上は、それぞれ独立して水素原子ではない。 - 前記ポルフィリン系染料は、前記感光性樹脂組成物総量に対して固形分基準に0.1重量%〜5重量%で含まれる、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記着色剤は、バイオレット顔料をさらに含む、請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記青色顔料は、C.I.Pigment Blue15:6である、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物総量に対して、
前記着色剤2重量%〜40重量%と、
前記バインダー樹脂3重量%〜20重量%と、
前記光重合性化合物1重量%〜20重量%と、
前記光重合開始剤0.1重量%〜5重量%と、
前記溶媒残部量と、
を含む、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 - 前記感光性樹脂組成物は、エポキシ化合物、シランカップリング剤、界面活性剤またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を用いて製造される、感光性樹脂膜。
- 請求項10に記載の感光性樹脂膜を含む、カラーフィルタ。
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