TW201512709A - 彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件 - Google Patents

彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件 Download PDF

Info

Publication number
TW201512709A
TW201512709A TW103118340A TW103118340A TW201512709A TW 201512709 A TW201512709 A TW 201512709A TW 103118340 A TW103118340 A TW 103118340A TW 103118340 A TW103118340 A TW 103118340A TW 201512709 A TW201512709 A TW 201512709A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
composition
compound
mass
underlayer
Prior art date
Application number
TW103118340A
Other languages
English (en)
Inventor
Kaoru Aoyagi
Hidenori Takahashi
Seiichi Hitomi
Original Assignee
Fujifilm Corp
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
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of TW201512709A publication Critical patent/TW201512709A/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0622Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0638Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with at least three nitrogen atoms in the ring
    • C08G73/0644Poly(1,3,5)triazines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/026Wholly aromatic polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/0273Polyamines containing heterocyclic moieties in the main chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D179/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
    • C09D179/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/287Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/031Organic compounds not covered by group G03F7/029
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本發明的目的在於提供一種所形成的著色層的密接性優異、且抑制形成著色層時殘渣的產生的彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、及有機EL顯示裝置。本發明的彩色濾光片的製造方法包含:底層形成步驟,在支撐體上形成波長633nm的折射率為1.60以上的底層;著色層形成步驟,使用著色感放射線性組成物而在底層上形成著色層,所述著色感放射線性組成物包含(A)著色劑、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物。

Description

彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機EL顯示元件
本發明是有關於一種彩色濾光片的製造方法,有關於使用顯示規定折射率的底層的彩色濾光片的製造方法。
彩色濾光片是在固態攝影元件或液晶顯示裝置的顯示器中所不可缺少的構成零件。為了形成此種彩色濾光片,主要使用著色感放射線性組成物(專利文獻1)。另外,於專利文獻1中,揭示了使用CT-2010(富士軟片電子材料股份有限公司製造)作為著色層之底層(底塗層)的形態。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-198408號公報
另一方面,近年來,隨著著色層的微細化,要求著色層的密接性更進一步提高。而且,同時亦要求更進一步抑制形成著 色層時之顯影處理時產生殘渣。
本發明者等人使用專利文獻1中所記載的底層而實施彩色濾光片的製造,然而發現並不能以現在所要求的水準同時滿足著色層的密接性、及殘渣的抑制此兩者,需要進一步的改良。
本發明鑒於所述實情,其目的在於提供所形成的著色層的密接性優異,且抑制形成著色層時產生殘渣的彩色濾光片的製造方法。
本發明者等人為了達成所述課題而進行了積極研究,結果發現藉由使用顯示規定折射率的底層,可解決所述課題,從而完成本發明。
亦即,本發明者等人發現藉由以下構成可解決所述課題。
(1)一種彩色濾光片的製造方法,其包含:底層形成步驟,在支撐體上形成波長633nm的折射率為1.60以上的底層;以及著色層形成步驟,使用著色感放射線性組成物而在底層上形成著色層,所述著色感放射線性組成物包含(A)著色劑(較佳為顏料)、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物。
(2)如(1)所述之彩色濾光片的製造方法,其中著色劑是顏料,該顏料的含量是相對於著色感放射線性組成物的總質量而言為45質量%以上。
(3)如(1)或(2)所述之彩色濾光片的製造方法,其中 底層含有波長633nm的折射率為1.60以上的有機化合物。
(4)如(1)~(3)中任一項所述之彩色濾光片的製造方法,其中底層包含含有三嗪環的聚合物。
(5)如(4)所述之彩色濾光片的製造方法,其中含有三嗪環的聚合物包含選自由後述的式(1A)~式(4A)所表示的重複單元所構成的群組的至少1種。
(6)如(4)或(5)所述之彩色濾光片的製造方法,其中底層中的含有三嗪環的聚合物的含量是相對於底層的總質量而言為40質量%以上。
(7)如(4)~(6)中任一項所述之彩色濾光片的製造方法,其中含有三嗪環的聚合物的重量平均分子量是1000~100000。
(8)如(1)~(7)中任一項所述之彩色濾光片的製造方法,其中於底層中實質上不含金屬粒子或金屬氧化物粒子。
(9)一種底層形成用組成物,其是用以形成彩色濾光片中所含之著色層的底層的底層形成用組成物,其包含含有三嗪環的聚合物。
(10)如(9)所述之底層形成用組成物,其進一步含有具有茀結構的化合物作為高折射率低分子化合物。
(11)如(9)或(10)所述之底層形成用組成物,其進一 步含有NaCl。
(12)一種有機EL顯示裝置,其是包含有機EL元件、底層、著色層的有機EL顯示裝置,底層是波長633nm的折射率為1.60以上的底層。
藉由本發明可提供所形成的著色層的密接性優異、且抑制形成著色層時產生殘渣的彩色濾光片的製造方法。
10‧‧‧基板
20‧‧‧有機EL元件
30‧‧‧保護膜
40‧‧‧底層
50B、50G、50R‧‧‧著色層
60‧‧‧密封用基板
100‧‧‧有機EL顯示裝置(微OLED)
P‧‧‧間距(中心間距離)
圖1是本發明的有機EL顯示裝置的一形態的一部分的剖面圖。
於以下,對本發明的內容加以詳細說明。
另外,於本申請案說明書中,所謂「~」以包含其前後所記載的數值作為下限值及上限值的含義而使用。
而且,於本說明書中的基(原子團)的表述中,未記載經取代及未經取代的表述包含不具取代基的基(原子團)與具有取代基的基(原子團)。例如,所謂「烷基」不僅僅包含不具取代基的烷基(未經取代的烷基),亦包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。
而且,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,「(甲基)丙烯酸基」表示丙烯酸基及甲基丙烯酸基, 「(甲基)丙烯醯基」表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基。而且,在本說明書中,「單體」與「monomer」同義。本發明中的單體與寡聚物及聚合物區別,是指重量平均分子量為2,000以下的化合物。於本說明書中,所謂聚合性化合物是指具有聚合性官能基的化合物,可為單體,亦可為聚合物。所謂聚合性官能基是指與聚合反應相關的基。
本發明中所謂「放射線」是表示包含可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等。本發明中所謂「著色層」是表示包含彩色濾光片中所使用之畫素及/或黑色矩陣的層。
作為本發明的彩色濾光片的製造方法的特徵點,可列舉使用顯示規定折射率的底層的方面。若使用該底層,則形成著色層時的曝光時的漫反射少,由於漏光所造成的未曝光部的殘渣變少,且著色層的密接性亦提高。
其中,在底層如後所述那樣包含含有三嗪環的聚合物的情況下,三嗪骨架為平面結構,因此著色層中的苯環結構或著色劑中的平面結構與三嗪骨架容易產生分子間相互作用,著色層的密接性更進一步提高。
本發明的彩色濾光片的製造方法至少包含底層形成步驟與著色層形成步驟。
以下,對各步驟中所使用的材料及順序加以詳述。
<底層形成步驟>
底層形成步驟是在支撐體上形成波長633nm的折射率為1.60 以上的底層的底層形成步驟。
首先,對本步驟中所使用的支撐體加以詳述,其後對底層加以詳述。
(支撐體)
支撐體若為可支撐底層的基材,則其種類並無特別限制。例如可列舉固態攝影元件等中所使用的光電轉換元件基板(固態攝影元件用基板)(例如矽基板、氧化膜、氮化矽等)。而且,只要不損及本發明的效果,則在該些支撐體與後述的著色層之間亦可設置中間層等其他層。
另外,後述的著色層可形成於固態攝影元件用基板的攝影元件形成面側(表面),亦可形成於攝影元件非形成面側(背面)。
在固態攝影元件用基板中的各攝影元件間、或固態攝影元件用基板的背面亦可設置遮光膜。
(底層)
底層的波長633nm的折射率顯示為1.60以上,於著色層的密接性進一步提高、或進一步抑制殘渣的產生的方面(以下亦簡稱為「本發明的效果更優異的方面」)而言,較佳為1.65以上,更佳為1.70以上。上限並無特別限制,通常多為2.0以下的情況。
作為折射率的測定方法,可使用J.A.Woollam Japan Co.,Inc.製造的橢圓儀(ellipsometer)而測定。測定條件是於633nm下設為25℃,採用5點的平均值。
底層的厚度並無特別限制,自本發明的效果更優異的方 面而言,較佳為0.2μm~1.0μm,更佳為0.2μm~0.4μm。
底層中所含的成分若為顯示所述折射率的材料則並無特別限制,於本發明的效果更優異的方面而言,較佳的是波長633nm的折射率為1.60以上的有機化合物,且較佳的是含有三嗪環的聚合物。
另外,於本發明的效果更優異的方面而言,較佳的是於底層中實質上不含金屬粒子或金屬氧化物粒子。所謂「實質上不含」,是表示底層中的金屬粒子及金屬氧化物粒子的合計含量為0.01質量%以下,較佳的是100ppm以下。藉由實質上不含金屬粒子或金屬氧化物粒子,使底層的表面的平坦性進一步提高,結果與底層上所配置的著色層的密接性更優異。
以下,對含有三嗪環的聚合物加以詳述。
(含有三嗪環的聚合物(以後亦簡稱為「聚合物」))
含有三嗪環的聚合物是於其結構中包含三嗪環的聚合物,於本發明的效果更優異的方面而言,較佳的是具有選自由下述式(1A)~式(4A)所表示的重複單元所構成的群組的至少1種的含有三嗪環的聚合物。另外,式中,*表示鍵結位置。
另外,於含有三嗪環的聚合物中,式(1A)~式(4A)所表示的重複單元的合計含量並無特別限制,於本發明的效果更優異的方面而言,相對於含有三嗪環的聚合物中的所有重複單元而言,較佳的是50mol%~100mol%,更佳的是80mol%~100mol%。
[化1]
所述式(1A)中或式(2A)中,R1A及R2A相互獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基。
R3A表示烷基、芳烷基、芳基、烷基胺基、含有烷氧基矽烷基的烷基胺基、芳烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、芳烷氧基或芳氧基。
所述烷基的碳數較佳的是1~20,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為1~10,進一步更佳的是碳數為1~3。而且,其結構可為鏈狀、分支狀、環狀的任意者。
所述烷氧基的碳數較佳的是1~20,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為1~10,進一步更佳的是碳數為1~3。而且,其烷基部分的結構可為鏈狀、分支狀、環狀的任意者。
所述芳基的碳數較佳的是6~40,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為6~16,進一步更佳的是碳數為6~13。
芳烷基的碳數較佳的是碳數為7~20,其烷基部分可為直鏈、 分支、環狀的任意者。
所述烷基、烷氧基、芳基、芳烷基、烷基胺基、芳烷基胺基、芳基胺基的具體例可參考WO2010/128661號的段落0020~段落0025的說明,該些內容併入至本申請案說明書中。
含有烷氧基矽烷基的烷基胺基可為含有單烷氧基矽烷基的烷基胺基、含有二烷氧基矽烷基的烷基胺基、含有三烷氧基矽烷基的烷基胺基的任意者,其具體例可列舉WO2010/128661號的段落0026中所記載的基。
芳氧基、芳烷氧基的具體例可列舉WO2010/128661號的段落0027中所記載的基。
Ar表示包含芳香環及雜環之任意一者或兩者的2價有機基。芳香環可列舉苯環、萘環、蒽環等。而且,雜環可列舉吡啶環、吡唑環、三唑環、噻唑環、異噻唑環、噁唑環、噻二唑環、吡咯環、異噁唑環、噻吩環、喹啉環、異喹啉環、噠嗪環、嘧啶環等。另外,Ar除了芳香環及雜環以外,亦包含2價的脂肪族烴基(較佳的是碳數為1~8)、-O-、-S-、-SO2-、-N(R)-(R:烷基)、-CO-、-NH-、-COO-、-CONH-、或該些組合而成的基(例如伸烷基氧基、伸烷基氧基羰基、伸烷基羰基氧基等)。
其中,Ar較佳的是式(3)~式(19)所表示的基。特別是式(6)~式(19)所表示的基較佳,更佳的是式(6)、式(8)、式(9)、式(12)、式(13)及式(15)~式(19)所表示的基。
[化2]
所述R1~R128相互獨立地表示氫原子、鹵素原子、羧基、碸基、碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基、或碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷氧基。
W1、W2及W3相互獨立地表示單鍵、CR130R131(R130及R131相互獨立地表示氫原子或碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基(其中,該些亦可一起形成環))、-C(=O)-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、或-NR129-(R129表示氫原子或碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基)。
該些烷基、烷氧基可列舉與所述同樣者。
鹵素原子可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
而且,X1及X2相互獨立地表示單鍵、碳數為1~10的亦可具有分支結構的伸烷基、或式(20)所表示的基。
所述R132~R135相互獨立地表示氫原子、鹵素原子、羧基、碸基、碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基、或碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷氧基。
Y1及Y2相互獨立地表示單鍵或碳數為1~10的亦可具有分支結構的伸烷基。
該些鹵素原子、烷基、烷氧基可列舉與所述同樣者。
碳數為1~10的亦可具有分支結構的伸烷基可列舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基等。
適宜的Ar可列舉含有茀環的2價有機基,例如適宜的是下述式(21)或式(22)所表示的2價有機基。
[化4]
式中,R136~R159相互獨立地表示氫原子、鹵素原子、羧基、碸基、碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基(其中,R158及R159亦可一起形成環)、或碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷氧基。
此處,鹵素原子可列舉與所述同樣者。
碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷基可列舉與所述同樣者。
而且,R158及R159一起所形成的環可列舉環戊基環、環己基環等。
碳數為1~10的亦可具有分支結構的烷氧基可列舉與所述同樣者。
該些中,R136~R159較佳的是氫原子。
所述式(3)~式(19)、式(21)及式(22)所表示的基的具體例可列舉下述式所表示者,但並不限定於該些。
[化5]
自獲得更高折射率的聚合物考慮,該些中更佳的是下述式所表示的基。
[化6]
另外,自表現出高折射率的方面而言,作為Ar部分,具有茀骨架或咔唑骨架等環狀骨架的剛直的結構的Ar部分容易密集,電子密度提高,因此適宜,而且由於是比單純的苯環更小的結構,因此Ar部分容易密集,電子密度提高,因此適宜。
而且,作為W1等苯環的連結基,具有高的氫鍵結能力(hydrogen bond ability)的包含羰基的基或胺基等官能基與胺部位的氫原子(R1A及/或R2A為氫原子的情況)形成氫鍵,Ar部分更容易密集,電子密度提高,因此適宜。
自以上觀點考慮,較佳的是下述式所表示的基。
自表現出更高折射率的方面而言,更佳的是下述式所表示的芳基。
適宜的重複單元結構可列舉下述式(23)或式(24)所表示者,但並不限定於該些。
而且,在聚合物為超支化聚合物的情況下,若考慮進一步提高該聚合物對抗蝕劑溶劑等安全性高的溶劑的溶解性,則較佳的是包含式(25)所表示的重複單元結構。
式中,R1A、R2A、及R77~R80表示與所述相同的含義。
自此種觀點考慮,特別適宜的重複單元結構可列舉下述式 (26)所表示者,下述式(27)所表示的高分支聚合物(超支化聚合物)最適宜。
式中,R1A、R2A表示與所述相同的含義。
具有所述式(1A)或式(2A)所表示的重複單元的含有三嗪環的聚合物的製造法並無特別限制,可列舉WO2010/128661號的段落0051~段落0069中所記載的方法。
其次,對式(3A)加以說明。
[化13]
式(3A)中的Ar若為包含芳香環及雜環之任意一者或兩者的2價有機基則並無特別限定,於本發明中,較佳的是所述的式(3)~式(19)所表示的基的任意者,特佳的是式(10)、式(11)、式(13)及式(14)所表示的基的任意者。
而且,在式(10)及式(11)的情況下,適宜的是該些W1及W2為S(硫原子)者。
所述的式(3)~式(19)所表示的基的具體例可列舉下述式所表示者,但並不限定於該些。
[化14]
自獲得更高折射率的聚合物考慮,該些中更佳的是下述式所表示的芳基。
[化15]
另外,自表現出更高折射率的方面考慮,更佳的是下述式所表示的芳基。
[化16]
適宜的重複單元結構可列舉下述式所表示者,但並不限定於此。
具有所述式(3A)所表示的重複單元的含有三嗪環的聚合物(超支化聚合物)的製造法並無特別限制,可列舉日本專利特開2012-97175號的段落0036~段落0048中所記載的方法。
其次,對式(4A)加以說明。
[化18]
所述式(4A)中,R4A~R9A分別獨立地表示氫原子、碳數為1~10的烷基、碳數為1~10的烷氧基、亦可經W取代的苯基、或亦可經W取代的萘基。
Y1及Y2分別獨立地表示氫原子或碳數為1~10的烷基。
Z1及Z2分別獨立地表示碳數為1~10的伸烷基或亦可經W取代的伸苯基。
W表示碳數為1~10的烷基、碳數為1~10的烷氧基、或羥基,n表示0或1以上的整數。
烷基的碳數為1~10,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為1~5,進一步更佳的是碳數為1~3。
所述烷氧基的碳數為1~10,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為1~5,進一步更佳的是碳數為1~3。而且,其烷基部分的結構可為鏈狀、分支狀、環狀的任意者。
烷基、烷氧基的結構並無特別限制,可參考日本專利特開2012-097176號的段落0019、段落0020中所記載的烷基的說明, 且該些內容併入至本申請案說明書中。
亦可經W取代的苯基的具體例可列舉苯基、鄰羥基苯基、間羥基苯基、對羥基苯基、鄰甲氧基苯基、間甲氧基苯基、對甲氧基苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基等。
亦可經W取代的萘基的具體例可列舉α-萘基、β-萘基等。
所述伸烷基的碳數為1~10,若考慮進一步提高聚合物的耐熱性,則更佳的是碳數為1~5,進一步更佳的是碳數為1~3。而且,其結構可為鏈狀、分支狀、環狀的任意者。
伸烷基的具體例可列舉亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸丙基、四亞甲基、五亞甲基等。
亦可經W取代的伸苯基的具體例可列舉對伸苯基、間伸苯基、鄰伸苯基,或該些伸苯基所具有的氫原子的至少1個被W取代,亦即被碳數為1~10的烷基、碳數為1~10的烷氧基、羥基取代而成者。
於所述式(4A)中,R4A~R9A較佳的是碳數為1~5的烷基,更佳的是碳數為1~3的烷基,最適宜的是甲基。
Y1及Y2較佳的是氫原子。
Z1及Z2較佳的是碳數為1~5的伸烷基,更佳的是碳數為1~3的伸烷基。
n若為0或1以上的整數,則並無特別限定,較佳的是0或1~8的整數。
本發明中的適宜的重複單元結構可列舉以下的各式所表示 者,但並不限定於該些。
另外,式中,n與所述相同。
具有所述式(4A)所表示的重複單元的含有三嗪環的聚合物的製造法並無特別限制,可列舉日本專利特開2012-97176號的段落0028~段落0044中所記載的方法。
底層中所含的含有三嗪環的聚合物亦較佳的是使至少包含下述式(10A)所表示的聚合性單體的聚合性單體硬化而所得的聚合物。
[化20]
式(10A)中,X4~X6中的1個或2個是式(11A)或式(12A)(式(11A)中,R142表示氫原子、碳數為1~10的烷基或碳數為2~10的烯基)所表示的基,X4~X6中的剩餘者是式(13A)或式(14A)(式(13A)中,R143及R144分別獨立地表示苯基或萘基)所表示的基。
聚合物的重量平均分子量並無特別限定,較佳的是500~500,000,更佳的是1000~100,000,自使耐熱性進一步提高且減低收縮率的方面考慮,較佳的是2,000以上,自進一步提高溶解性,使所得的溶液的黏度降低的方面考慮,較佳的是50,000以下,更佳的是30,000以下,進一步更佳的是10,000以下。
另外,本發明中的重量平均分子量是藉由利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,以下稱為GPC)分析的標準聚苯乙烯換算而所得的平均分子量。
另外,於本發明中,可適宜使用市售的高折射率樹脂。以下,列舉其商品名(產品編號)。
(1)超高折射率、高耐熱塗佈材料:UR-108、UR-202、UR-501、HR-102(日產化學工業公司製造)
(2)厚膜用高折射率塗佈材料:UR-108、UR-204、HR-201(日產化學工業公司製造)
(3)硫代環氧樹脂LPH1101(三菱瓦斯化學公司製造)
(4)環硫樹脂MR-174(三井化學公司製造)
(5)硫胺甲酸乙酯(thiourethane)樹脂MR-7(三井化學公司製造)
底層中的聚合物的含量並無特別限制,於本發明的效果更優異的方面而言,相對於底層的總質量而言,較佳的是40質量%以上,更佳的是70質量%~95質量%。
另外,於底層中亦可包含所述聚合物以外的其他成分(例如界面活性劑、密接改良劑等)。界面活性劑、密接改良劑的例示可列舉於後述的著色感放射線性組成物中所含的界面活性劑、密接改良劑中所述的例示。
於底層中亦可進一步包含高折射率低分子化合物。高折射率低分子化合物若為具有表現出高折射率的結構的低分子化合 物(高折射率低分子化合物)即可,亦可包含聚合性基。亦即,高折射率低分子化合物可為「聚合性單體」(包含聚合性基的化合物),亦可為「低分子化合物」(不含聚合性基的化合物),但較佳的是「低分子化合物」。
高折射率低分子化合物的分子量並無特別限制,較佳的是3000以下,更佳的是800以下,進一步更佳的是600以下。
高折射率低分子化合物於底層形成用組成物中亦作為感度調整劑而發揮功能,藉由使含量適宜化,可於膜的形成製程中使良率提高。高折射率低分子化合物的含量並無特別限制,以含有三嗪環的聚合物的含量為基準而言較佳的是其10質量%以下,更佳的是7質量%以下,特佳的是5質量%以下。藉由放入微量的高折射率低分子化合物,與含有三嗪環的聚合物單體相比較而言可進一步提高折射率。
作為高折射率低分子化合物,較佳的是具有與含有三嗪環的聚合物的表現高折射率的結構相同的結構。高折射率低分子化合物具體而言可列舉具有三嗪環結構(式(A))的化合物或具有茀結構(式(B))的化合物。而且,所述具有三嗪環結構的化合物、及具有茀結構的化合物亦可進一步包含聚合性基(例如自由基聚合性基(例如(甲基)丙烯醯基或乙烯基))。
而且,所述高折射率低分子化合物亦可含有於後述的底層形成用組成物中,其含量較佳的是所述範圍。
[化22]
(底層的形成方法)
底層的形成方法並無特別限制,可採用公知的方法。例如可採用將包含上述聚合物等形成底層的材料的底層形成用組成物塗佈於支撐體上,視需要實施硬化處理(例如加熱處理及/或曝光處理)的方法。
塗佈的方法並無特別限制,可列舉噴霧法、輥塗法、旋轉塗佈法(旋塗法)、棒式塗佈法等。
而且,底層形成用組成物較佳的是透明的組成物,更具體而言,於藉由組成物形成膜厚為1.0μm的底層時,較佳的是相對於底層的厚度方向的透光率在400nm~700nm的波長區域的整個區域中成為90%以上的組成物。
亦即,底層較佳的是在膜厚1.0μm中,相對於膜的厚度方向的透光率在400nm~700nm的波長區域的整個區域中成為90%以上的膜。
另外,所述透光率在400nm~700nm的波長區域的整個區域中較佳的是95%以上,更佳的是99%以上,最佳的是100%。
底層形成用組成物較佳的是實質上不含後述的著色劑。更具體而言,著色劑的含量較佳的是相對於組成物的所有固體成分而言為0質量%。
而且,底層形成用組成物亦可視需要包含交聯劑、溶劑、界面活性劑、密接改良劑等。作為溶劑、界面活性劑、密接改良劑之各自之例示,可列舉於後述的著色感放射線性組成物中所含的溶劑、界面活性劑、密接改良劑中所述的例示。
另外,作為交聯劑,若為具有可與上述聚合物反應的取代基的化合物則並無特別限定。
此種化合物可列舉具有羥甲基、甲氧基甲基等交聯形成取代基的三聚氰胺系化合物、經取代的脲系化合物、含有環氧基或氧雜環丁烷基等交聯形成取代基的化合物、含有嵌段化異氰酸基(isocyanato)的化合物、具有酸酐的化合物、具有(甲基)丙烯酸基的化合物、酚醛塑料(phenoplast)化合物等,自耐熱性或保存穩定性的觀點考慮,較佳的是具有環氧基、嵌段異氰酸基、(甲基)丙烯酸基的化合物。
另外,於底層形成用組成物中,較佳的是NaCl等鹽的含量少,且較佳的是100質量ppm以下,更佳的是50質量ppm以下。較佳的是1質量ppm以上,更佳的是5質量ppm以上。於鹽的含量為所述規定值以下的情況下,進一步抑制膜的缺陷的產生。而且,藉由微量添加鹽,作為圖案形狀的調整劑而發揮功能,於藉由光微影而形成圖案時,變得容易形成所期望的圖案。鹽的 含量可藉由過濾而調整。
<著色層形成步驟>
著色層形成步驟是使用著色感放射線性組成物在上文所述的底層上形成著色層的步驟,所述著色感放射線性組成物包含:(A)著色劑(較佳的是顏料)、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物。著色層的顏色並無特別限制,可根據所使用的著色劑的種類而適宜調整,例如可列舉紅色著色層、綠色著色層、藍色著色層等,亦可將該些同時配置於底層上。
於以下,首先對本步驟中所使用的著色感放射線性組成物加以詳述,其後對步驟的順序加以詳述。
(著色感放射線性組成物(以後亦簡稱為「組成物」、「本發明的組成物」))
著色感放射線性組成物中至少包含(A)著色劑(較佳的是顏料)、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物。
首先,對各成分加以詳述。
((A)著色劑)
著色劑的種類並無特別限制,可使用彩色系(紅色、洋紅色、黃色、藍色、青色及綠色等)顏料或染料,或者黑色的顏料或染料。
彩色系的顏料可使用現有公知的各種無機顏料或有機顏料。而且,無論是無機顏料還是有機顏料,較佳的是高透射率,若考慮此方面,則較佳的是使用儘可能細的顏料,若亦考慮處理性 (handling),則所述顏料的平均一次粒徑較佳的是0.01μm~0.1μm,更佳的是0.01μm~0.05μm。
無機顏料可列舉金屬氧化物、金屬錯鹽等所表示的金屬化合物,具體而言可列舉鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻、銀等的金屬氧化物、及金屬的複合氧化物。亦可使用鈦的氮化物、銀錫化合物、銀化合物等。
可於本發明中較佳地使用的顏料可列舉以下者。但本發明並不限定於該些。
C.I.顏料黃1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214等、C.I.顏料橙2,5,13,16,17:1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73等、C.I.顏料紅1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1, 81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279。
C.I.顏料綠7,10,36,37,58、C.I.顏料紫1,19,23,27,32,37,42、C.I.顏料藍1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80、C.I.顏料黑1。
該些有機顏料可單獨使用或者為了提高色純度而加以各種組合而使用。
顏料可如上所述地使用無機顏料,無機顏料例如可列舉金屬顏料、包含金屬化合物或金屬氧化物等的含有金屬的無機顏料、碳黑等。
而且,組成物不僅可於彩色濾光片的著色區域(畫素)的形成中使用,亦可於黑色矩陣的形成中使用,作為黑色矩陣形成用組成物中所使用的黑色顏料,除了碳、鈦黑、氧化鐵、氧化鈦、銀錫、銀等以外,可使用包含含有氧化鈦等金屬氧化物的金屬混合物等的顏料。作為鈦黑的市售品的例子,例如可列舉三菱綜合材料公司製造的鈦黑10S、12S、13M、13M-C、13R、13R-N、赤穗化成股份有限公司的Tilack D等。
顏料理想的是平均粒徑(r)滿足20nm≦r≦300nm、較佳為125nm≦r≦250nm、特佳為30nm≦r≦200nm的顏料。藉由使用此種平均粒徑的顏料,可獲得高對比比率、且高透光率的畫素。此處所謂「平均粒徑」是表示關於顏料的一次粒子(單微晶)集合而成的二次粒子的平均粒徑。平均一次粒徑可藉由如下方式而求出:藉由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)或穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)而進行觀察,於粒子未凝聚的部分計測100個粒子大小,算出平均值。
而且,本發明中所可使用的顏料的二次粒子的粒徑分佈(以下簡稱為「粒徑分佈」)理想的是進入(平均粒徑±100)nm的二次粒子為總體的70質量%以上、較佳為80質量%以上。另外,於本發明中,粒徑分佈可使用散射強度分佈而測定。
具有所述平均粒徑及粒徑分佈的顏料可藉由如下方式而製備:將市售的顏料與視需要而使用的其他顏料(平均粒徑通常超過300nm)一同,較佳的是製成與分散劑及溶劑混合而成的顏料混合液,使用例如珠磨機、輥磨機等粉碎機而進行粉碎,加以混合、分散。如上所述而所得的顏料通常採用顏料分散液的形態。
作為組成物中所含有的顏料的含量(濃度),於本發明的效果更優異的方面而言,較佳的是於組成物的所有固體成分中為40質量%以上,更佳的是45質量%以上,進一步更佳的是50質量%以上。關於上限並無特別限制,較佳的是75質量%以下。
染料並無特別限制,可適宜選擇公知的染料而使用。例如日本專利特開昭64-90403號公報、日本專利特開昭64-91102號公報、日本專利特開平1-94301號公報、日本專利特開平6-11614號公報、日本專利特登2592207號、美國專利第4,808,501號說明書、美國專利第5,667,920號說明書、美國專利第5,059,500號說明書、日本專利特開平5-333207號公報、日本專利特開平6-35183號公報、日本專利特開平6-51115號公報、日本專利特開平6-194828號公報、日本專利特開平8-211599號公報、日本專利特開平4-249549號公報、日本專利特開平10-123316號公報、日本專利特開平11-302283號公報、日本專利特開平7-286107號公報、日本專利特開2001-4823號公報、日本專利特開平8-15522號公報、日本專利特開平8-29771號公報、日本專利特開平8-146215號公報、日本專利特開平11-343437號公報、日本專利特開平8-62416號公報、日本專利特開2002-14220號公報、日本專利特開2002-14221號公報、日本專利特開2002-14222號公報、日本專利特開2002-14223號公報、日本專利特開平8-302224號公報、日本專利特開平8-73758號公報、日本專利特開平8-179120號公報、日本專利特開平8-151531號公報等中所記載的色素。
作為化學結構,可使用吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三苯基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶酮系、苯亞甲基系、氧雜菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻嗪系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、氧雜蒽(xanthene)系、酞菁系、苯并吡喃系、靛藍 系等染料。該些染料亦可為多聚體。
(分散劑)
另外,於本發明的組成物中,自使顏料的分散性進一步提高的觀點考慮,較佳的是添加分散劑。
分散劑(以下有時稱為「顏料分散劑」)可列舉高分子分散劑(例如聚醯胺胺與其鹽、多羧酸與其鹽、高分子量不飽和酸酯、改質聚胺基甲酸酯、改質聚酯、改質聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福馬林縮合物)、及聚氧化乙烯烷基磷酸酯、聚氧化乙烯烷基胺、烷醇胺、顏料衍生物等。
高分子分散劑可根據其結構進一步分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。
高分子分散劑以吸附於顏料的表面,防止再凝聚的方式起作用。因此,可列舉具有在顏料表面的固定(anchor)部位的末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子作為較佳的結構。另一方面,顏料衍生物可藉由對顏料表面進行改質而具有促進高分子分散劑的吸附的效果。
本發明中所可使用的顏料分散劑的具體例可列舉畢克化學(BYK Chemie)公司製造的「Disperbyk-101(聚醯胺胺磷酸鹽)、107(羧酸酯)、110(包含酸基的共聚物)、130(聚醯胺)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共聚物)」、「BYK-P104、P105(高分子量不飽和多羧酸)、BYK2001」、埃夫卡(EFKA)公司製造的「EFKA4047、4050、4010、4165(聚胺基甲酸酯系)、 EFKA4330、4340(嵌段共聚物)、4400、4402(改質聚丙烯酸酯)、5010(聚酯醯胺)、5765(高分子量多羧酸鹽)、6220(脂肪酸聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮顏料衍生物)」、味之素精細化學公司製造的「Ajisper PB821、PB822」、共榮社化學公司製造的「FLOWLEN TG-710(胺基甲酸酯寡聚物)」、「Polyflow No.50E、No.300(丙烯酸系共聚物)」、楠本化成公司製造的「Disparlon KS-860、873SN、874、#2150(脂肪族多元羧酸)、#7004(聚醚酯)、DA-703-50、DA-705、DA-725」、花王公司製造的「DEMOL RN、N(萘磺酸福馬林縮聚物)、MS、C、SN-B(芳香族磺酸福馬林縮聚物)」、「HOMOGENOL L-18(高分子多羧酸)」、「EMULGEN 920、930、935、985(聚氧化乙烯壬基苯基醚)」、「ACETAMIN 86(硬脂醯胺乙酸酯)」、路博潤(Lubrizol)公司製造的「Solsperse 5000(酞菁衍生物)、22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯胺)、3000、17000、27000(於末端部具有功能部的高分子)、24000、28000、32000、38500(接枝型高分子)」、日光化學公司製造的「Nikkol T106(聚氧化乙烯山梨醇酐單油酸酯)、MYS-IEX(聚氧化乙烯單硬脂酸酯)」等。
該些分散劑可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。於本發明中,特佳的是將顏料衍生物與高分子分散劑組合使用。
作為本發明的組成物中的分散劑的含量,較佳的是相對於顏料而言為1質量%~100質量%,更佳的是3質量%~100質量%,進一步更佳的是5質量%~80質量%。而且,較佳的是相對 於組成物的所有固體成分而言為10質量%~30質量%。
<聚合起始劑>
本發明的組成物包含聚合起始劑。聚合起始劑可僅為1種,亦可為2種以上,在2種以上的情況下,合計量成為下述範圍。例如,聚合起始劑的含量較佳的是相對於本發明的組成物的固體成分而言為0.01質量%~30質量%,更佳的是0.1質量%~20質量%,進一步更佳的是0.1質量%~15質量%。若為該範圍內,則獲得良好的感度與圖案形成性。
作為聚合起始劑,只要具有藉由光、熱的任意者或其兩者而使聚合性化合物的聚合起始的能力,則並無特別限制,可視需要而適宜選擇,較佳的是光聚合起始劑。於藉由光而使聚合起始的情況下,較佳的是對自紫外線區域至可見光線具有感光性的聚合起始劑。
而且,於藉由熱而使聚合起始的情況下,較佳的是於150℃~250℃下分解的聚合起始劑。
作為可於本發明中使用的聚合起始劑,較佳的是至少具有芳香族基的化合物,例如可列舉醯基膦化合物、苯乙酮化合物、α-胺基酮化合物、二苯甲酮化合物、安息香醚化合物、縮酮衍生物化合物、硫雜蒽酮化合物、肟化合物、六芳基聯咪唑化合物、三鹵甲基化合物、偶氮化合物、有機過氧化物、重氮鎓化合物、錪鎓化合物、鋶鎓化合物、吖嗪鎓化合物、茂金屬化合物等鎓鹽化合物、有機硼鹽化合物、二碸化合物等。
自感度的觀點考慮,較佳的是肟化合物、苯乙酮化合物、α-胺基酮化合物、三鹵甲基化合物、六芳基聯咪唑化合物、及硫醇化合物。
作為苯乙酮化合物、三鹵甲基化合物、六芳基聯咪唑化合物、肟化合物,具體而言可參考日本專利特開2012-208494號公報的段落0506~段落0510(對應的美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的[0622~0628])等的記載,該些內容併入至本申請案說明書中。
作為光聚合起始劑,更佳的是選自由肟化合物、苯乙酮化合物、及醯基膦化合物所構成的群組的化合物。更具體而言,例如可使用日本專利特開平10-291969號公報中所記載的胺基苯乙酮系起始劑、日本專利第4225898號公報中所記載的醯基膦氧化物系起始劑、及所述的肟系起始劑,另外,作為肟系起始劑,亦可使用日本專利特開2001-233842號公報中所記載的化合物。
肟系起始劑可使用作為市售品的IRGACURE-OXE01(巴斯夫(BASF)公司製造)、IRGACURE-OXE02(巴斯夫公司製造)。苯乙酮系起始劑可使用作為市售品的IRGACURE-907、IRGACURE-369、及IRGACURE-379(商品名;均為日本巴斯夫公司製造)。而且,醯基膦系起始劑可使用作為市售品的IRGACURE-819或DAROCUR-TPO(商品名;均為日本巴斯夫公司製造)。
肟系起始劑(肟系聚合起始劑)可參考日本專利特開 2012-208494號公報的段落0513(對應的美國專利申請公開第2012/235099號說明書的[0632])以後的式(OX-1)、式(OX-2)或式(OX-3)所表示的化合物的說明,該些內容併入至本申請案說明書中。
肟系起始劑亦可使用TRONLY TR-PBG-304、TRONLY TR-PBG-309、TRONLY TR-PBG-305(常州強力電子新材料有限公司(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD)製造)等市售品。而且,可參考日本專利特開2012-113104號公報的段落0092欄至段落0096欄所記載的聚合起始劑的記載,該些內容併入至本申請案說明書中。藉由使用此種肟系起始劑,可提供硬化感度高、顯影性良好的樹脂組成物。所述肟系起始劑是日本專利特開2012-113104號公報的0030欄以後所說明的化合物。作為通式,以日本專利特開2012-113104號公報的申請專利範圍第1項中所記載的通式(I)所表示,更佳的是申請專利範圍第3項中所記載的通式(I-A)所表示者,可參考該些的記載,該些內容併入至本申請案說明書中。
於本發明中,亦可以使聚合起始劑的自由基產生效率提高、感光波長的長波長化為目的而含有增感劑。作為本發明中所可使用的增感劑,較佳的是對於聚合起始劑而言,藉由電子移動機構或能量移動機構而使其增感者。
增感劑例如可列舉日本專利特開2008-32803號公報的段落編號0101~段落編號0154中所記載的化合物。
作為本發明的組成物中的增感劑的含量,在調配的情況下,自對深部的光吸收效率與起始分解效率的觀點考慮,以固體成分換算計而言,較佳的是0.1質量%~20質量%,更佳的是0.5質量%~15質量%。
增感劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
(聚合性化合物)
聚合性化合物若為藉由所述聚合起始劑而聚合的化合物,則可使用公知的聚合性化合物。
其中,自聚合性的觀點考慮,亦可使用具有至少1個乙烯性不飽和雙鍵的加成聚合性化合物,較佳的是使用具有至少1個、較佳的是2個以上末端乙烯性不飽和鍵的化合物。
其中,於著色層的密接性更優異的方面而言,聚合性化合物較佳的是具有3個以上乙烯性不飽和雙鍵的聚合性化合物(以下有時稱為「多官能單體」)。此種化合物是於該產業領域中所廣泛已知的化合物,於本發明中可並無特別限定地使用該些化合物。本發明中的多官能單體可單獨使用1種,亦可併用2種以上。本發明中所使用的多官能單體較佳的是(甲基)丙烯酸酯單體。
作為該些具體的化合物,亦可於本發明中適宜地使用日本專利特開2009-288705號公報的段落編號0095~段落編號0108中所記載的化合物。
除所述化合物外,亦可適宜地使用下述通式(MO-1)~通式(MO-6)所表示的自由基聚合性單體。另外,式中,在T為 氧基伸烷基的情況下,碳原子側的末端鍵結於R上。
式中,n分別為0~14,m分別為1~8。在一分子內存在多個的R、T及Z分別可相同,亦可不同。在T為氧基伸烷基的情況下,碳原子側的末端鍵結於R上。R中的至少3個是聚合性基。
n較佳的是0~5,更佳的是1~3。
m較佳的是1~5,更佳的是1~3。
R較佳的是[化24] 更佳的是
作為所述通式(MO-1)~通式(MO-6)所表示的自由基聚合性單體的具體例,亦可於本發明中適宜地使用日本專利特開2007-269779號公報的段落編號0248~段落編號0251中所記載的化合物。
其中,作為多官能單體等,較佳的是二季戊四醇三丙烯酸酯(市售品是KAYARAD D-330;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(市售品是KAYARAD D-320;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(市售品是KAYARAD D-310;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(市售品是KAYARAD DPHA;日本化藥股份有限公司製造)、及該些化合物的(甲基)丙烯醯基介隔乙二醇、丙二醇殘基的結構。亦可使用該些化合物的寡聚物型。
例如可列舉RP-1040(日本化藥股份有限公司製造)等。
本發明中所使用的多官能單體特佳的是選自下述通式(i)所表示的化合物及通式(ii)所表示的化合物的至少1種。
通式(i)及通式(ii)中,E分別表示-((CH2)yCH2O)-、或-((CH2)yCH(CH3)O)-,y分別表示1~10的整數,X分別表示氫原子、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、或羧基。
通式(i)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基的合計為3個或4個,m分別表示0~10的整數,各個m的合計為1~40的整數。
通式(ii)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基的合計為5個或6個,n分別表示0~10的整數,各個n的合計為1~60的整數。
所述式中,E分別表示-((CH2)yCH2O)-、或-((CH2)yCH(CH3)O)-,較佳的是-((CH2)yCH2O)-。
y分別表示1~10的整數,較佳的是1~5的整數,更佳的是1~3。
X分別表示氫原子、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、或羧基。
通式(i)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基的合計為3個或4個,較佳為4個。
m分別表示0~10的整數,較佳為1~5。各個m的合計為1~40的整數,較佳為4個~20個。
通式(ii)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基的合計為5個或6個,較佳為6個。
n分別表示0~10的整數,較佳為1~5。各個n的合計為1~60的整數,較佳為4個~30個。
多官能單體亦可具有羧基、磺酸基、磷酸基等酸基。因此,乙烯性化合物若為如上所述的混合物的情況那樣具有未反應的羧基者,則可將其直接利用,亦可視需要使上述乙烯性化合物的羥基與非芳香族羧酸酐反應而導入酸基。在這種情況下,所使用的非芳香族羧酸酐的具體例可列舉四氫鄰苯二甲酸酐、烷基化四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、烷基化六氫鄰苯二甲酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐。
於本發明中,具有酸基的單體是脂肪族多羥基化合物與不飽和羧酸的酯,較佳的是使脂肪族多羥基化合物的未反應的羥基與非芳香族羧酸酐反應而具有酸基的多官能單體,特佳的是於該酯中,脂肪族多羥基化合物為季戊四醇及/或二季戊四醇的化合物。作為市售品,例如東亞合成股份有限公司製造的多元酸改質丙烯酸系寡聚物可列舉Aronix系列的M-305、M-510、M-520等。
具有酸基的多官能單體的較佳的酸值是0.1mgKOH/g~40 mgKOH/g,特佳的是5mgKOH/g~30mgKOH/g。
關於該些多官能單體,其結構、單獨使用或併用、添加量等使用方法的詳細情況可根據組成物的最終的性能設計而任意地設定。於本發明中,藉由併用不同的官能數及/或不同的聚合性基(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯系化合物、乙烯醚系化合物)者而調節感度與強度此兩者的方法亦有效。另外,於可調節組成物的顯影性,且獲得優異的圖案形成能力的方面而言,較佳的是併用3官能以上、8官能以下且環氧乙烷鏈長不同的多官能單體。而且,對於與組成物中所含有的其他成分(例如聚合起始劑、著色劑(顏料)、樹脂等)的相容性、分散性而言,多官能單體的選擇、使用法是重要的因素,例如可藉由使用低純度化合物或併用2種以上而使相容性提高。而且,於使與基板等的硬質表面的密接性提高的觀點而言,亦可選擇特定的結構。
作為聚合性化合物(特別是多官能單體)的濃度(調配率),於本發明的效果更優異的方面而言,較佳的是組成物中的所有固體成分中的15質量%以上,更佳的是20質量%以上,進一步更佳的是25質量%以上。關於上限,並無特別限制,較佳的是50質量%以下,更佳的是40質量%以下。
(其他任意成分)
於所述組成物中亦可包含(A)顏料、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物以外的成分。例如可列舉鹼可溶性樹脂、具有聚合性基的丙烯酸系聚合物、分散劑、溶劑、界面活性劑、聚合抑制 劑、密接改良劑、紫外線吸收劑等。
以下,對任意成分加以詳述。
(鹼可溶性樹脂)
鹼可溶性樹脂可自如下的鹼可溶性樹脂中適宜選擇,所述鹼可溶性樹脂是線性有機高分子聚合物,且於分子(較佳的是以丙烯酸系共聚物、苯乙烯系共聚物為主鏈的分子)中具有至少1個促進鹼可溶性的基。自耐熱性的觀點考慮,較佳的是聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸系/丙烯醯胺共聚物樹脂,自顯影性控制的觀點考慮,較佳的是丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸系/丙烯醯胺共聚物樹脂。
作為促進鹼可溶性的基(以下亦稱為酸基),例如可列舉羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等,較佳的是可溶於溶劑中且可藉由弱鹼性水溶液而顯影者,可列舉(甲基)丙烯酸作為特佳者。該些酸基可僅為1種,亦可為2種以上。
作為可於聚合後賦予酸基的單體,例如可列舉(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯等具有羥基的單體、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有環氧基的單體、(甲基)丙烯酸-2-異氰酸基乙酯等具有異氰酸基的單體等。用以導入該些酸基的單體可僅為1種,亦可為2種以上。為了於鹼可溶性樹脂中導入酸基,例如可將具有酸基的單體及/或可於聚合後賦予酸基的單體(以下,有時稱為「用以導入酸基的單體」)作為單體成分進行聚合。
另外,於將可於聚合後賦予酸基的單體作為單體成分而導入酸基的情況下,需要於聚合後例如用以賦予酸基的處理。
鹼可溶性樹脂的製造例如可應用利用公知的自由基聚合法的方法。藉由自由基聚合法而製造鹼可溶性樹脂時的溫度、壓力、自由基起始劑的種類及其量、溶劑的種類等聚合條件可由本領域的技術人員而容易地設定,亦可實驗性地決定條件。
用作鹼可溶性樹脂的線性有機高分子聚合物較佳的是於側鏈具有羧酸的聚合物,可列舉甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化馬來酸共聚物、酚醛清漆型樹脂等鹼可溶性酚樹脂等、以及於側鏈具有羧酸的酸性纖維素衍生物、於具有羥基的聚合物上加成有酸酐者。(甲基)丙烯酸與可與其共聚的其他單體的共聚物作為鹼可溶性樹脂而言特別適宜。可與(甲基)丙烯酸共聚的其他單體可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯系化合物等。(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯等,乙烯系化合物可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸 四氫糠基酯、聚苯乙烯大分子單體(macromonomer)、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體等,日本專利特開平10-300922號公報中所記載的N位取代馬來醯亞胺單體可列舉N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。
可與(甲基)丙烯酸共聚的其他單體例如亦較佳的是提供下述式(X)所表示的重複單元的單體。
所述式(X)中,R1X表示氫原子或甲基,R2X表示碳數為2或3的伸烷基,R3X表示氫原子或碳數為1~20的烷基,n表示1~15的整數。所述式(X)所表示的重複單元由於存在於側鏈的苯環的π電子效應而使對著色劑(特別是顏料)表面的吸附及/或配向性變良好。特別是在該側鏈部分採用對枯基苯酚的環氧乙烷或環氧丙烷結構的情況下,亦加上其立體的效果,對著色劑(特別是顏料)形成更良好的吸附及/或配向面,因此效果更高而較佳。而且,R3X表示氫原子或碳數為1~20的烷基,較佳的是碳數為1~20的烷基。而且,在R3X為烷基的情況下,其中較佳的是碳數為1~10的烷基。其原因在於:在R3X為碳數為1~10的烷基的 情況下,該烷基成為障礙而抑制樹脂彼此的接近,促進對著色劑(特別是顏料)的吸附及/或配向,但若碳數超過10,則烷基的立體阻礙(steric hindrance)效果變高,從而存在亦妨礙苯環在著色劑(特別是顏料)表面的吸附及/或配向的情況。該現象隨著R3X的烷基的鏈長變長而變顯著,若碳數超過20,則苯環的吸附及/或配向極端降低。因此,R3X所表示的烷基的碳數成為1~20的範圍。另外,R3X所表示的烷基較佳的是未經取代的烷基、或經苯基取代的烷基。
而且,自顯影性的觀點考慮,式(X)中的R2X較佳的是碳數為2的伸烷基。
另外,自顯影性的觀點考慮,式(X)中的n較佳的是1~12的範圍。
本發明中的式(X)所表示的重複單元可使用下述式(Y)所表示的乙烯性不飽和單體而導入至鹼可溶性樹脂中。
所述式(Y)中,R1X、R2X、R3X、及n與所述式(X) 中的R1X、R2X、R3X、及n同義,較佳例亦相同。
式(Y)所表示的乙烯性不飽和單體可列舉苯酚環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、對枯基苯酚環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚環氧丙烷改質(甲基)丙烯酸酯等。
另外,可與該些的(甲基)丙烯酸共聚的其他單體可僅為1種,亦可為2種以上。
鹼可溶性樹脂亦較佳的是對必需下述通式(ED)所表示的化合物的單體成分進行聚合而成的樹脂。
式(ED)中,R1及R2分別獨立地表示氫原子或亦可具有取代基的碳數為1~25的烴基。
藉由使用對必需式(ED)所表示的化合物(以下有時亦稱為「醚二聚物」)的單體成分進行聚合而成的樹脂,可形成耐熱性及透明性均極其優異的硬化塗膜。
於表示醚二聚物的通式(ED)中,R1及R2所表示的亦可具 有取代基的碳數為1~25的烴基並無特別限制,例如可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、第三戊基、硬脂基、月桂基、2-乙基己基等直鏈狀或分支狀的烷基;苯基等芳基;環己基、二環戊二烯基、三環癸基、異冰片基、金剛烷基、2-甲基-2-金剛烷基等脂環式基;1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基等經烷氧基取代的烷基;苄基等經芳基取代的烷基等。該些中,特別是如甲基、乙基、環己基、苄基等這樣的難以由於酸或熱而脫離的一級或二級碳的取代基於耐熱性的方面而言較佳。
醚二聚物的具體例可參考日本專利特開2012-208494號的公報段落0565(對應的美國專利申請公開第2012/235099號說明書的[0694])的醚二聚物的說明,該些內容併入至本申請案說明書中。
該些中特佳的是2,2'-[氧雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二甲酯、2,2'-[氧雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二乙酯、2,2'-[氧雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二環己酯、2,2'-[氧雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二苄基酯。該些醚二聚物可僅為1種,亦可為2種以上。源自通式(ED)所表示的化合物的結構物亦可與其他的單體共聚。
鹼可溶性樹脂特別適宜的是(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物或包含(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的多元共聚物。這種情況下的其他單體可列舉日本專利特開平7-140654號公報中所記載的(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-2- 羥基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯/聚苯乙烯大分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。
鹼可溶性樹脂的酸值較佳的是30mgKOH/g~200mgKOH/g,更佳的是50mgKOH/g~150mgKOH/g,進一步更佳的是70mgKOH/g~120mgKOH/g。藉由設為此種範圍,可有效地減低未曝光部的顯影殘渣。
而且,鹼可溶性樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳的是2,000~50,000,更佳的是5,000~30,000,特佳的是7,000~20,000。
鹼可溶性樹脂在本發明的組成物中的含量較佳的是相對於組成物的所有固體成分而言為10質量%~50質量%,更佳的是15質量%~40質量%,特佳的是20質量%~35質量%。
<溶劑>
本發明的組成物一般可使用溶劑而構成。溶劑若滿足各成分的溶解性或組成物的塗佈性則基本上並無特別限制。
作為溶劑,酯類例如可適宜地列舉乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧基乙酸烷基酯(例如:氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯(例如甲氧基乙酸甲酯、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-氧基丙酸烷基酯類(例 如:3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等(例如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-乙氧基丙酸乙酯等))、2-氧基丙酸烷基酯類(例如:2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等(例如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-甲基丙酸甲酯及2-氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-側氧基丁酸甲酯、2-側氧基丁酸乙酯等,以及醚類例如可適宜地列舉二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯等,以及酮類例如可適宜地列舉甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等,以及芳香族烴類例如可適宜地列舉二甲苯等。
自鹼可溶性樹脂的溶解性、塗佈面狀的改良等觀點考慮,該些溶劑較佳的是將2種以上加以混合。在這種情況下,特佳的是包含選自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚、及丙二醇甲醚乙酸酯的2種以上的混合溶液。
自塗佈性的觀點考慮,溶劑在組成物中的含量較佳的是組成物的所有固體成分濃度成為5質量%~80質量%的量,更佳的是5質量%~60質量%,特佳的是10質量%~50質量%。
<界面活性劑>
自可使塗佈性進一步提高的觀點考慮,於本發明的組成物中亦可添加各種界面活性劑。界面活性劑可使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等各種界面活性劑。
特別是本發明的組成物藉由含有氟系界面活性劑而使製備為塗佈液時的液體特性(特別是流動性)進一步提高,因此可進一步改善塗佈厚度的均一性或省液性。
亦即,在使用塗佈液(所述塗佈液應用含有氟系界面活性劑的組成物)而形成膜的情況下,藉由使被塗佈面與塗佈液的界面張力降低而改善對被塗佈面的濕潤性,提高對被塗佈面的塗佈性。因此,於如下方面有效:即使在以少量的液量而形成數μm左右的薄膜的情況下,亦可更適宜地進行厚度不均小的均一厚度的膜形成。
氟系界面活性劑中的氟含有率適宜的是3質量%~40質量%,更佳的是5質量%~30質量%,特佳的是7質量%~25質量%。氟含有率為該範圍內的氟系界面活性劑於塗佈膜的厚度的均一性或省液性的方面而言有效,於組成物中的溶解性亦良好。
氟系界面活性劑例如可列舉Megafac F171、Megafac F172、Megafac F173、Megafac F176、Megafac F177、Megafac F141、Megafac F142、Megafac F143、Megafac F144、Megafac R30、Megafac F437、Megafac F475、Megafac F479、Megafac F482、Megafac F554、Megafac F780、Megafac F781(以上由迪愛生(DIC)股份有限公司製造)、Fluorad FC430、Fluorad FC431、Fluorad FC171(以上由住友3M股份有限公司製造)、Surflon S-382、Surflon SC-101、Surflon SC-103、Surflon SC-104、Surflon SC-105、Surflon SC1068、Surflon SC-381、Surflon SC-383、Surflon S393、Surflon KH-40(以上由旭硝子股份有限公司製造)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(歐諾法(OMNOVA)公司製造)等。
非離子系界面活性劑具體而言可列舉甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷以及該些的乙氧基化物及丙氧基化物(例如甘油(glycerol)丙氧基化物、甘油(glycerin)乙氧基化物等)、聚氧化乙烯月桂基醚、聚氧化乙烯硬脂基醚、聚氧化乙烯油基醚、聚氧化乙烯辛基苯基醚、聚氧化乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯(巴斯夫公司製造的Pluronic L10、Pluronic L31、Pluronic L61、Pluronic L62、Pluronic 10R5、Pluronic 17R2、Pluronic 25R2、Tetronic 304、Tetronic 701、Tetronic 704、Tetronic 901、Tetronic 904、Tetronic 150R1、PIONIN D-6112-W(竹本油脂股份有限公司製造)、Solsperse 20000(日本路博潤股份有限公司製造))等。
陽離子系界面活性劑具體而言可列舉酞菁衍生物(商品名為 EFKA-745、森下產業股份有限公司製造)、有機矽氧烷聚合物(organosiloxane polymer)KP341(信越化學工業股份有限公司製造)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物Polyflow No.75、Polyflow No.90、Polyflow No.95(共榮社化學股份有限公司製造)、W001(裕商股份有限公司製造)等。
陰離子系界面活性劑具體而言可列舉W004、W005、W017(裕商股份有限公司製造)等。
矽酮系界面活性劑例如可列舉東麗道康寧股份有限公司製造的「Toray Silicone DC3PA」、「Toray Silicone SH7PA」、「Toray Silicone DC11PA」、「Toray Silicone SH21PA」、「Toray Silicone SH28PA」、「Toray Silicone SH29PA」、「Toray Silicone SH30PA」、「Toray Silicone SH8400」、邁圖高新材料公司製造的「TSF-4440」、「TSF-4300」、「TSF-4445」、「TSF-4460」、「TSF-4452」、信越矽利光股份有限公司製造的「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、畢克化學公司製造的「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等。
界面活性劑可僅僅使用1種,亦可組合2種以上。
作為界面活性劑的添加量,在調配的情況下,較佳的是相對於組成物的總質量而言為0.001質量%~2.0質量%,更佳的是0.005質量%~1.0質量%。
<聚合抑制劑>
於本發明的組成物中,為了在該組成物的製造中或保存中阻 止多官能單體的不必要的熱聚合,理想的是添加少量的聚合抑制劑。
本發明中所可使用的聚合抑制劑可列舉對苯二酚、對甲氧基苯酚、鄰甲氧基苯酚、二-第三丁基-對甲酚、鄰苯三酚、第三丁基兒茶酚、苯醌、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、N-亞硝基苯基羥胺亞鈰鹽等。
另外,組成物亦可以使增感色素或起始劑對活性放射線的感度更進一步提高或者抑制由於氧所造成的多官能單體的聚合阻礙等目的而含有共增感劑。而且,為了改良硬化皮膜的物性,亦可視需要加入稀釋劑、塑化劑、感脂化(sensitization)劑等公知的添加劑。
作為使用聚合抑制劑的情況下的添加量,較佳的是於組成物中的所有固體成分中為0.001質量%~0.015質量%的範圍,更佳的是0.03質量%~0.09質量%。
<密接改良劑(密接促進劑)>
於本發明的組成物中,為了使與基板等的硬質表面的密接性提高,可添加密接改良劑。
密接改良劑可列舉矽烷系偶合劑、鈦偶合劑等。
矽烷偶合劑較佳的是具有烷氧基矽烷基作為可與無機材料進行化學鍵結的水解性基的矽烷偶合劑。而且,較佳的是具有於與有機樹脂之間相互作用或形成鍵結而表現親和性的基,此種基較佳的是具有(甲基)丙烯醯基、苯基、巰基、縮水甘油基、氧雜環丁 烷基者,其中較佳的是具有(甲基)丙烯醯基或縮水甘油基者。
亦即,本發明中所使用的矽烷偶合劑較佳的是具有烷氧基矽烷基與(甲基)丙烯醯基或環氧基的化合物,具體而言可列舉下述結構的(甲基)丙烯醯基-三甲氧基矽烷化合物、縮水甘油基-三甲氧基矽烷化合物等。
而且,本發明中的矽烷偶合劑亦較佳的是在一分子中具有至少2種反應性不同的官能基的矽烷化合物,特佳的是具有胺基與烷氧基作為官能基的矽烷化合物。此種矽烷偶合劑例如有:N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業公司製造、商品名為KBM-602)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製造、商品名為KBM-603)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三乙氧基矽烷(信越化學工業公司製造、商品名為KBE-602)、γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製造、商品名為KBM-903)、γ-胺基丙基-三乙氧基矽烷(信越化學工業公司製造、商品名為KBE-903)等。
作為使用矽烷偶合劑的情況下的添加量,較佳的是於組 成物中的所有固體成分中為0.1質量%~5.0質量%的範圍,更佳的是0.2質量%~3.0質量%。
<具有聚合性基的丙烯酸系聚合物>
本發明的組成物亦可含有具有聚合性基的丙烯酸系聚合物。作為具有聚合性基的丙烯酸系聚合物所具有的聚合性基,可例示乙烯性不飽和結合性基,較佳的是(甲基)丙烯醯基或乙烯基,更佳的是(甲基)丙烯醯基。
本發明中所使用的具有聚合性基的丙烯酸系聚合物通常包含具有聚合性基的結構單元與其他結構單元。
本發明中的所謂丙烯酸系聚合物是指具有源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺的任意1種以上的重複單元的乙烯基聚合物。
作為具有聚合性基的丙烯酸系聚合物中所含的聚合性基的比例,較佳的是5%~50%,更佳的是10%~40%。藉由設為此種範圍,可更有效地達成硬化性與顯影性的兼顧。此處,所謂聚合性基的比例是表示莫耳共聚比率。
其他結構單元例如可例示包含酸基的結構單元。酸基可列舉羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等,較佳的是羧基。
而且,本發明中所使用的具有聚合性基的丙烯酸系聚合物的酸值較佳的是10mgKOH/g~200mgKOH/g,更佳的是20mgKOH/g~150mgKOH/g。藉由設為此種範圍,變得可提高圖案形成時的未曝光部的溶解性。本發明中的酸值是指藉由氫氧化鉀 溶液的中和滴定而所得的值。
具有聚合性基的丙烯酸系聚合物例如可列舉如下樹脂作為代表性的樹脂:使含有羧基的樹脂與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚等含有縮水甘油基的不飽和化合物或烯丙醇、2-羥基丙烯酸酯、2-羥基甲基丙烯酸酯等不飽和醇反應而成的樹脂;使具有羥基的含有羧基的樹脂與含有游離異氰酸基的不飽和化合物、不飽和酸酐反應而成的樹脂;使環氧樹脂與不飽和羧酸的加成反應物與多元酸酐反應而成的樹脂;使共軛二烯共聚物與不飽和二羧酸酐的加成反應物與含有羥基的多官能單體反應而成的樹脂;合成具有特定官能基(所述特定官能基可藉由鹼處理產生脫離反應而提供不飽和基)的樹脂,對該樹脂實施鹼處理而生成不飽和基的樹脂等。
作為具有聚合性基的丙烯酸系聚合物,可參考日本專利特開2009-79150的段落0043~段落0067的說明,該些內容併入至本申請案說明書中。而且,可參考日本專利特開2009-79150的段落0063~段落0067的高分子化合物1~高分子化合物22的說明,該些內容併入至本申請案說明書中。
<其他成分>
於本發明的組成物中,除了所述必需成分或所述任意添加劑以外,只要不損及本發明的效果,亦可視需要而適宜選擇使用其他成分。
可併用的其他成分例如可列舉黏合劑聚合物、分散劑、增感 劑、交聯劑、硬化促進劑、填料、熱硬化促進劑、熱聚合抑制劑、塑化劑、紫外線吸收劑等,亦可進一步併用對基材表面的密接促進劑及其他助劑類(例如導電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、調平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、表面張力調整劑、鏈轉移劑等)。
藉由適宜含有該些成分,可調整所形成的膜的穩定性、膜物性等性質。
該些成分例如可參考日本專利特開2012-003225號公報的段落編號0183以後(對應的美國專利申請公開第2013/0034812號說明書的[0237]以後)的記載、日本專利特開2008-250074號公報的段落編號0101~段落編號0102、段落編號0103~段落編號0104及段落編號0107~段落編號0109等的記載,該些內容併入至本申請案說明書中。
<組成物的製備>
關於本發明的組成物的製備形態,並無特別限制,例如可將本發明的必需成分、及視需要而併用的各種添加劑加以混合而製備。
本發明的組成物較佳的是以除去異物或減低缺陷等目的而藉由過濾器進行過濾。
作為過濾器過濾中所使用的過濾器,若為現有的過濾用途等中所使用的過濾器則可並無特別限定地使用。
過濾器的材質的例子可列舉聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene,PTFE)等氟樹脂;尼龍-6、尼龍-6,6等聚醯胺系樹脂;聚乙烯、聚丙烯(polypropylene,PP)等聚烯烴樹脂(高密度、含有超高分子量)等。該些原材料中較佳的是聚丙烯(包含高密度聚丙烯)。
過濾器的孔徑並無特別限定,例如為0.01μm~20.0μm左右,較佳的是0.01μm~5μm左右,更佳的是0.01μm~2.0μm左右。
藉由將過濾器的孔徑設定為所述範圍,可更有效地除去微細的粒子,可進一步減低濁度。
此處,過濾器的孔徑可參照過濾器廠商的標稱值。市售的過濾器例如可自日本頗爾股份有限公司、愛多邦得科東洋(Advantec Toyo)股份有限公司、日本英特格股份有限公司(原日本Mykrolis股份有限公司)或北澤微濾器(Kitz Micro Filter)股份有限公司等所提供的各種過濾器中選擇。
於過濾器過濾中,亦可將2種以上的過濾器組合使用。
例如,可首先使用第1過濾器進行過濾,其次使用與第1過濾器的孔徑不同的第2過濾器進行過濾。
此時,第1過濾器的過濾及第2過濾器的過濾分別可為僅1次,亦可進行2次以上。
第2過濾器可使用由與上述第1過濾器相同的材料等所形成者。
本發明的組成物較佳的是藉由噴墨而進行塗佈,較佳的 是具有適合應用於噴墨記錄裝置中的物性。
亦即,在噴墨記錄方法中使用本發明的組成物的情況下,考慮噴出性,在噴出時的溫度下的墨水黏度較佳的是100mPa.s以下,更佳的是50mPa.s以下,較佳的是以成為所述範圍的方式適宜調整組成比而決定。
另外,在25℃(室溫)下的組成物的黏度較佳的是0.5mPa.s以上、200mPa.s以下,更佳的是1mPa.s以上、100mPa.s以下,進一步更佳的是2mPa.s以上、50mPa.s以下。藉由較高地設定室溫下的黏度,即使在應用於存在凹凸的基板中的情況下,亦可防止組成物的滴液,其結果可形成均一的遮光膜。在25℃下的黏度大於200mPa.s時,存在於組成物的搬送(在裝置內的液體的傳輸狀態)中產生問題的情況。
本發明的組成物的表面張力較佳的是20mN/m~40mN/m,更佳的是23mN/m~35mN/m。在應用於矽基板或金屬配線表面的情況下,自抑制滴液的觀點考慮,較佳的是20mN/m以上,自與基板等的密接性、親和性的觀點考慮,較佳的是35mN/m以下。
<步驟的順序>
使用本發明的組成物而形成的著色層的製造方法並無特別限制,可採用公知的方法。其中,較佳的是包含:將著色感放射線性組成物賦予至底層上而形成著色感放射線性組成物層的步驟(以下亦稱為「著色感放射線性組成物層形成步驟」);介隔遮罩 而對著色感放射線性組成物層進行圖案曝光的步驟(以下亦稱為「曝光步驟」);對曝光後的著色感放射線性組成物層進行顯影而形成著色層(以下亦稱為「著色圖案」、「著色畫素」)的步驟(以下亦稱為「顯影步驟」)。
以後,對適宜形態的各步驟的順序加以詳述。
(著色感放射線性組成物層形成步驟)
於著色感放射線性組成物層形成步驟中,將所述組成物賦予至底層上而形成著色感放射線性組成物層。
作為本發明的組成物於底層上的應用方法,可應用狹縫塗佈、噴墨法、旋轉塗佈、流延塗佈、輥塗、絲網印刷法等各種塗佈方法。
著色感放射線性組成物層的膜厚較佳的是0.1μm~10μm,更佳的是0.2μm~5μm,進一步更佳的是0.2μm~3μm。
塗佈於支撐體上的著色感放射線性組成物層亦可視需要進行乾燥(預烘),乾燥可藉由加熱板、烘箱等在50℃~140℃的溫度下進行10秒~300秒。
(曝光步驟)
於曝光步驟中,使用例如步進機等曝光裝置,介隔具有規定遮罩圖案的遮罩對著色感放射線性組成物層形成步驟中所形成的著色感放射線性組成物層進行圖案曝光。
曝光時所可使用的放射線(光)特別是可較佳地使用g射線、i射線等紫外線(特佳的是i射線)。照射量(曝光量)較佳的是 30mJ/cm2~1500mJ/cm2,更佳的是50mJ/cm2~1000mJ/cm2,最佳的是80mJ/cm2~500mJ/cm2
(顯影步驟)
其次,藉由進行鹼顯影處理等的顯影,使曝光步驟中的光未照射部分的著色感放射線性組成物層溶出至顯影液中,僅僅殘留光硬化的部分。
顯影液理想的是並不對基底的攝影元件或電路等產生損傷的有機鹼性顯影液。顯影溫度通常為20℃~30℃,顯影時間例如為20秒~90秒。為了進一步除去殘渣,於近年來亦存在實施120秒~180秒的情況。另外,為了進一步提高殘渣除去性,亦存在反覆進行數次每隔60秒甩去顯影液,進一步重新供給顯影液的步驟。
顯影液中所使用的鹼性試劑例如可列舉氨水、乙基胺、二乙基胺、二甲基乙醇胺、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一碳烯等有機鹼性化合物,藉由純水將該些鹼性試劑以濃度成為0.001質量%~10質量%、較佳為0.01質量%~1質量%的方式加以稀釋而成的鹼性水溶液可作為顯影液而較佳地使用。
另外,顯影液中亦可使用無機鹼,無機鹼例如較佳的是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉等。
另外,在使用包含此種鹼性水溶液的顯影液的情況下,一般在顯影後用純水加以清洗(沖洗)。
其次,較佳的是於實施乾燥後進行加熱處理(後烘)。若 形成多種顏色的著色層(著色圖案),則可按照每種顏色順次反覆進行所述步驟而製造硬化皮膜。藉此而獲得彩色濾光片。
後烘是用以使硬化進行完全的顯影後的加熱處理,進行通常為100℃~240℃、較佳為200℃~240℃的熱硬化處理。
該後烘處理可對顯影後的塗佈膜,以成為所述條件的方式使用加熱板或對流烘箱(熱風循環式乾燥機)、高頻加熱機等加熱機構,藉由連續式或分批式而進行。
另外,本發明的製造方法亦可視需要具有作為彩色濾光片的製造方法而公知的步驟作為所述以外的步驟。例如在進行上述的著色感放射線性組成物層形成步驟、曝光步驟、及顯影步驟之後,亦可視需要包含藉由加熱及/或曝光對所形成的著色層(著色圖案)進行硬化的硬化步驟。
彩色濾光片中的著色層(著色畫素)的膜厚較佳的是2.0μm以下,更佳的是1.0μm以下。
而且,著色層(著色畫素)的尺寸(圖案寬度)較佳的是2.5μm以下,更佳的是2.0μm以下,特佳的是1.7μm以下。
彩色濾光片可於液晶顯示裝置或固態攝影元件或有機EL元件中使用,特別適合於固態攝影用途或有機EL元件中。在液晶顯示裝置中使用的情況下,隨著比電阻降低而帶來的液晶分子的配向不良少,顯示影像的色調良好而顯示特性優異。
本發明的彩色濾光片具有色相優異、且耐光性優異的著色畫素,因此作為液晶顯示裝置用彩色濾光片特別適宜。包含此 種彩色濾光片的液晶顯示裝置可顯示出顯示影像的色調良好且顯示特性優異的高畫質影像。
若將本發明的彩色濾光片用於液晶顯示裝置中,可於與現有公知的冷陰極管的三波長管組合時實現高的對比度,另外藉由將紅、綠、藍的LED光源(RGB-LED)作為背光源,可提供亮度高、而且色純度高的顏色再現性良好的液晶顯示裝置。
而且,本發明的彩色濾光片可於固態攝影元件中適宜地使用。
固態攝影元件的構成是包含本發明的彩色濾光片的構成,若為作為固態攝影元件而發揮功能的構成則並無特別限定,例如可列舉如下所述的構成。
於支撐體上具有構成固態攝影元件(電荷耦合元件(Charge-coupled device,CCD)、互補金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)等)的受光區域的多個光電二極體及包含多晶矽等的傳送電極(transfer electrode),於光電二極體及傳送電極上具有僅僅對光電二極體的受光部開口的包含鎢等的遮光膜,於遮光膜上具有以覆蓋遮光膜整個面及光電二極體受光部的方式而形成的包含氮化矽等的元件保護膜,於元件保護膜上具有本發明的彩色濾光片的構成。
另外,亦可為於裝置保護膜上、彩色濾光片的下方(靠近支撐體之側)具有聚光結構(例如微透鏡等)的構成,或者於彩色濾光片上具有聚光結構的構成等。
而且,本發明亦有關於包含上述底層的有機EL顯示裝置。
以下參照圖式對本發明的有機EL顯示裝置的一實施形態加以說明。
圖1是包含底層40及著色層的有機EL顯示裝置100的一形態的一部分的剖面圖。各畫素是例如藉由發出白色光的多個有機EL元件20與著色層(50R、50G、50B)的組合而發出三原色(紅、綠及藍)的任意光的畫素。多個有機EL元件20的間距(中心間距離)P例如為30μm以下,更佳的是10μm以下,具體而言例如為約2μm至3μm。間距P較佳的是0.5μm以上,更佳的是1μm以上。亦即,該顯示裝置是有機EL元件20的尺寸極小的被稱為所謂的微顯示器的顯示裝置。另外,於該顯示裝置上設有目鏡(未圖示),使用者可通過目鏡而放大地看到顯示裝置上所顯示的影像。因此,使用者所可看到的是顯示裝置上所顯示的影像中的僅僅目鏡的受光角(acceptance angle)的範圍內的部分。
有機EL元件20在基板10上配置為矩陣狀,且由保護膜30而包覆。在保護膜30上,以接著層(未圖示)為間隔,覆蓋整個面而貼合包含玻璃等的密封用基板60。該密封用基板60的基板10側的表面設有著色層。
基板10使用玻璃基板等。
有機EL元件20的構成並無特別限制,可採用一般的構成,通常多數情況下包含指點於電極間的發光層。
保護膜30例如厚度為0.5μm至10μm,包含氮化矽(SiN)。接著層(未圖示)例如包含紫外線硬化樹脂或熱硬化樹脂。密封用基板60是對接著層(未圖示)與有機EL元件20進行密封者。密封用基板60例如包含對於有機EL元件20所產生的光而言為透明的玻璃等材料。
著色層是用以將由有機EL元件20所產生的白色光取出為紅、綠或藍的有色光的層,包含多個分別與有機EL元件20對向的紅色著色層50R、綠色著色層50G、藍色著色層50B。紅色著色層50R、綠色著色層50G、及藍色著色層50B與有機EL元件20對應而順次配置。紅色著色層50R、綠色著色層50G、及藍色著色層50B是由上述包含著色劑等的著色感放射線性組成物而形成的層,藉由選擇著色劑,可以作為目標的紅、綠或藍的波長區域中的透光率變高、其他波長區域中的透光率變低的方式進行調整。
著色層在著色層的一部分上設有半透射區域。藉此,在該顯示裝置中,即使在有機EL元件20的尺寸小的情況下,亦可進一步抑制由於通過鄰接的著色層的光的繞射所造成的混色。半透射區域是藉由在著色層的一部分設有半透射膜,使著色層的一部分的透射率可變化者。
在著色層的下方設有上述的波長633nm的折射率為1.60以上的底層40。藉由配置底層40,著色層的密接性更優異。
如上所述,於微顯示器中,有機EL元件的尺寸極小。因此,與有機EL元件對應而設置的著色層的大小亦變得極小,因 此對著色層要求更進一步的密接性。於本發明中,藉由於上述底層上配置著色層,變得可密接性良好地配置尺寸極小的著色層。
而且,在如上所述地於底層中實質上不含金屬粒子或金屬氧化物粒子的情況下,底層的平坦性提高,底層上所配置的著色層的密接性提高,因此可於微顯示器中適宜地應用。
[實施例]
以下,藉由實施例對本發明加以更具體的說明,但本發明只要不超出其主旨,則並不限定於以下的實施例。另外,若無特別說明,則「份」、「%」是質量基準。
(製造例1:紅色顏料分散液的製備)
使用直徑為0.3mm的氧化鋯顆粒,藉由珠磨機(附有減壓機構的高壓分散機NANO-3000-10(日本BEE股份有限公司製造))對下述組成的混合液進行3小時的混合、分散而製備紅色顏料分散液。
(製造例2:綠色顏料分散液的製備)
使用直徑為0.3mm的氧化鋯顆粒,藉由珠磨機(附有減壓機構的高壓分散機NANO-3000-10(日本BEE股份有限公司製造))對下述組成的混合液進行3小時的混合、分散而製備綠色顏料分散液。
(製造例3:藍色顏料分散液的製備)
使用直徑為0.3mm的氧化鋯顆粒,藉由珠磨機(附有減壓機構的高壓分散機NANO-3000-10(日本BEE股份有限公司製造))對下述組成的混合液進行3小時的混合、分散而製備藍色顏料分散液。
(製造例4:紅色感放射線性組成物的製備)
將下述成分加以混合而製備紅色感放射線性組成物。
.紅色顏料分散液 70.0份
(製造例5:綠色感放射線性組成物的製備)
將製造例4的紅色顏料分散液置換為綠色顏料分散液,除此以外使用與製造例4相同的成分而製備綠色感放射線性組成物。
(製造例6:藍色感放射線性組成物的製備)
將製造例4的紅色顏料分散液置換為藍色顏料分散液,除此 以外使用與製造例4相同的成分而製備藍色感放射線性組成物。
(製造例7:基材A)
以WO2010/128661為參考,使用間苯二胺(28.94g、0.27mol、奧德里奇(Aldrich)公司製造)、2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(36.91g、0.20mol、東京化成工業股份有限公司製造)、苯胺(56.53g、0.6mol、純正化學股份有限公司製造)而進行合成,獲得目標高分子化合物A 46.12g。所得的高分子化合物A是具有以下結構單元的化合物。高分子化合物A的藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)的聚苯乙烯換算而測定的重量平均分子量Mw為4,900,多分散性指數(polydispersity)Mw/Mn為2.21。
在空氣下,在10mL的茄形燒瓶中加入所述所得的高分子化合物A 2.0g,加入作為溶劑的環己酮8.0g,於室溫下使其完全溶解,製備高分子化合物A的20質量%的環己酮溶液。
其次,在該20質量%的環己酮溶液1.0g中加入環己酮0.94g,其後加入作為交聯劑的含有環氧基的化合物的Epolead GT-401(大賽璐化學工業股份有限公司製造)的10質量%環己酮溶液 0.20g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為10.0質量份)。進一步加入作為密接促進劑的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造)的5質量%環己酮溶液0.040g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為1質量份),繼而加入作為界面活性劑的商品名Megafac R-30(迪愛生股份有限公司製造)的0.5質量%環己酮溶液0.040g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為0.1質量份),攪拌3小時直至溶液變均一。於攪拌後,溶質完全溶解而成為淡黃色透明溶液,獲得固體成分的總質量%為10質量%的聚合物清漆(基材A)。
(製造例8:基材B)
以WO2010/128661為參考,使用9,9-雙(4-胺基苯基)茀[2](6.48g、0.018mol)、2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪[1](4.06g、0.022mol)、苯胺(5.64g、0.06mol)而進行合成,獲得高分子化合物B 10.1g。高分子化合物B是具有以下結構單元的化合物。高分子化合物B的藉由GPC的聚苯乙烯換算而測定的重量平均分子量Mw為2,200,多分散性指數Mw/Mn為1.51。
[化33]
在空氣下,在10mL的茄形燒瓶中加入所述所得的高分子化合物B 2.0g,加入作為溶劑的環己酮8.0g,於室溫下使其完全溶解,製備高分子化合物B的20質量%的環己酮溶液。
其次,於該20質量%的環己酮溶液1.0g中加入環己酮0.72g,其後加入作為交聯劑的含有環氧基的化合物Epolead GT-401(大賽璐化學工業股份有限公司製造)的10質量%環己酮溶液0.15g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為7.5質量份)。進一步加入作為密接促進劑的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造)的2質量%環己酮溶液0.10g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為1質量份),繼而加入作為界面活性劑的商品名Megafac R-30(迪愛生股份有限公司製造)的0.1質量%環己酮溶液0.20g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為0.1質量份),攪拌3小時直至溶液變均一。於攪拌後,溶質完全溶解而成為無色淡黃色溶液,獲得固體成分的總質量%為10質量%的聚合物清漆(基材B)。
(製造例9:基材C)
在空氣下,在10mL的茄形燒瓶中加入所述所得的高分子化 合物B 2.0g,加入作為溶劑的環己酮8.0g,於室溫下使其完全溶解,製備高分子化合物B的20質量%的環己酮溶液。
其次,在該20質量%的環己酮溶液1.0g中加入環己酮0.72g,其後加入作為交聯劑的含有嵌段化異氰酸基的化合物VESTAGON B 1065(德固賽(Degussa)AG製造)的10質量%的環己酮溶液0.10g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為5質量份)。進一步加入作為密接促進劑的2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造)的2質量%的環己酮溶液0.10g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為1質量份),繼而加入作為界面活性劑的商品名為Megafac R-30(迪愛生股份有限公司製造)的0.1質量%的環己酮溶液0.20g(相對於將聚合物的固體成分設為100質量份而言為0.1質量份),攪拌3小時直至溶液變均一。於攪拌後,溶質完全溶解而成為無色淡黃色溶液,獲得固體成分的總質量%為10質量%的聚合物清漆(基材C)。
<實施例1~實施例9、比較例1~比較例3>
藉由旋塗於8吋矽晶圓上均一塗佈基材A~基材C或CT-2010(富士軟片電子材料股份有限公司製造)而形成塗佈膜,將所形成的塗佈膜於150℃的加熱板上進行2分鐘的加熱處理,進一步於300℃的加熱板上進行5分鐘的加熱處理。另外,旋塗的塗佈轉速以所述加熱處理後的塗佈膜的膜厚成為約0.4μm的方式進行調整。
如上所述地進行而獲得附有底層的矽晶圓。
其次,使用旋塗機將所述所製造的著色感放射線性組成物(紅色感放射線性組成物、藍色感放射線性組成物、或綠色感放射線性組成物),以乾燥後的膜厚成為0.6μm的方式塗佈於所述所得的附有底層的矽晶圓的底層上,使用100℃的加熱板而進行120秒的加熱處理(預烘)。
其次,使用i射線步進式曝光裝置FPA-3000i5+(佳能(Canon)股份有限公司製造),對排列為21行×19列的矩陣狀的圖案共計399處進行圖案曝光。此時,矩陣中的所述21行成為如下的條件:最小曝光量為500J/m2,以500J/m2的間隔而每1行地增加曝光量;另一方面所述19列成為如下的條件:以焦距最佳值(焦點0.0μm)為中心,以0.1μm的間隔使焦距變化。亦即,設為將中央1列設為焦距最佳值,每隔1列地使焦距變化的條件,使用以於4mm×3mm的範圍內排列1.1μm見方的正方形畫素圖案的方式形成影像的光罩。
其後,將形成有進行了曝光的塗佈膜的矽晶圓載置於旋轉噴淋顯影機(DW-30型、Chemitronics股份有限公司製造)的水平旋轉台上,使用CD-2060(富士軟片電子材料股份有限公司製造)於23℃下進行60秒的覆液式顯影,於矽晶圓上形成著色層(著色圖案)。
藉由純水對形成有著色層的矽晶圓進行沖洗處理,其後進行噴霧乾燥。
進一步使用200℃的加熱板而進行300秒的加熱處理(後烘),獲得具有與著色劑對應的著色畫素的矽晶圓(彩色濾光片)。
另外,將各實施例及比較例中所使用的底層材料及著色感放射線性組成物的組合匯總表示於後述的表1中。而且,底層的折射率可藉由上述方法(裝置)而測定。
<評價> (圖案形成性)
使用測長SEM(日立製作所股份有限公司製造的S-9260掃描電子顯微鏡)對所述所得的晶圓上所形成的著色圖案進行測定,藉由SEM影像評價曝光部的著色圖案的尺寸與未曝光部的顯影殘留的程度。理想的是存在曝光部與未曝光部之間的顯影液溶解度差,曝光部以遮罩設計的尺寸而形成影像,於未曝光部並無溶解殘渣。將結果示於下述表中。評價基準如下所示,A、B是實用水準。
(評價基準)
A:曝光部以影像相對於遮罩尺寸而言為1:1而形成,且於未曝光部並無溶解殘渣,圖案形狀為良好的矩形。
B:曝光部以影像相對於遮罩尺寸而言為1:1而形成,於未曝光部未看到溶解殘渣,但圖案形狀稍稍混亂。
C:於曝光部形成圖案,但並未相對於遮罩尺寸而言以1:1而形成,或者於未曝光部看到顯影不良。
D:未曝光部幾乎未溶解,曝光部亦未相對於遮罩尺寸而言以 1:1而形成。
(圖案密接性)
使用測長SEM(日立製作所股份有限公司製造的S-9260掃描電子顯微鏡)對晶圓上所形成的著色圖案進行觀察,藉由光學顯微影像評價曝光部的密接性。理想的是於獲得與遮罩尺寸相同的圖案尺寸的曝光量下,並無圖案剝離。將結果示於下述表中。評價基準如下所示,A、B是實用水準。
<評價基準>
A:完全未看到圖案剝離。
B:看到1個畫素~5個畫素的圖案剝離。
C:看到6個畫素~100個畫素的圖案剝離。
D:看到101個畫素以上的圖案剝離。
將各實施例及比較例的評價結果匯總表示於表1中。
另外,於表1中,「紅色」表示「紅色感放射線性組成物」,「綠色」表示「綠色感放射線性組成物」,「藍色」表示「藍色感放射線性組成物」。
如表1所示,於本發明的彩色濾光片的製造方法中,著色層的密接性優異,且殘渣的產生亦得到抑制。
另一方面,如比較例所示,在使用不顯示規定的折射率的底層的情況下,未能獲得所期望的效果。
使用由上述基材A~基材C而形成的底層,製作上述圖1的形態的有機EL顯示裝置(微OLED)。更具體而言,於基板(玻璃基板)上,藉由真空蒸鍍法製作多個包含第1電極、發光層、及第2電極的有機EL元件。另外,圖1中所示的有機EL元件間的間距P為2μm。其次,配置保護層,使用上述基材A,依照與所述實施例同樣的順序而於保護層上製作底層。進一步使用上述的紅色感放射線性組成物、綠色感放射線性組成物、及藍色感放射線性組成物,於各有機EL元件所對向的位置形成紅色著色層、綠色著色層、及藍色著色層(各著色層的大小為2μm×2μm),進一步於其上配置密封用基板。
於所得的有機EL顯示裝置中,各著色層顯示優異的密接性,且圖案形成性亦優異。
另外,即使使用基材B及基材C而代替所述基材A,亦可同樣地獲得所期望的效果。
將在基材A中添加有50質量ppm、30質量ppm、或5質量ppm的NaCl者分別作為基材A-1、基材A-2、基材A-3。
將在基材B中添加有50質量ppm、30質量ppm、或5質量ppm的NaCl者分別作為基材B-1、基材B-2、基材B-3。
將在基材C中添加有50質量ppm、30質量ppm、或5質量ppm的NaCl者分別作為基材C-1、基材C-2、基材C-3。
除了使用該些基材以外,與實施例1~實施例9同樣地形成底層及彩色濾光片。其結果可確認底層缺陷的產生得到減低。
在基材A中,相對於高分子化合物A的總質量而進一步添加10質量%、7質量%、或5質量%的高折射率低分子化合物(具有茀結構的低分子化合物(所述式(B))),分別將其作為基材A-4、基材A-5、基材A-6。
在基材B中,相對於高分子化合物A的總質量而進一步添加10質量%、7質量%、或5質量%的高折射率低分子化合物(具有茀結構的低分子化合物(所述式(B))),分別將其作為基材B-4、基材B-5、基材B-6。
在基材C中,相對於高分子化合物A的總質量而進一步添加10質量%、7質量%、或5質量%的高折射率低分子化合物(具有茀結構的低分子化合物(所述式(B))),分別將其作為基材C-4、基材C-5、基材C-6。
除了使用該些基材以外,與實施例1~實施例9同樣地形成底層及彩色濾光片。其結果可確認底層的折射率提高。
10‧‧‧基板
20‧‧‧有機EL元件
30‧‧‧保護膜
40‧‧‧底層
50B、50G、50R‧‧‧著色層
60‧‧‧密封用基板
100‧‧‧有機EL顯示裝置(微OLED)
P‧‧‧間距(中心間距離)

Claims (12)

  1. 一種彩色濾光片的製造方法,其包含:底層形成步驟,在支撐體上形成波長633nm的折射率為1.60以上的底層;以及著色層形成步驟,使用著色感放射線性組成物而在所述底層上形成著色層,所述著色感放射線性組成物包含(A)著色劑、(B)聚合起始劑、及(C)聚合性化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述著色劑是顏料,其含量是相對於所述著色感放射線性組成物的總質量而言為45質量%以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述底層含有波長633nm的折射率為1.60以上的有機化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述底層包含含有三嗪環的聚合物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述含有三嗪環的聚合物包含選自由式(1A)~式(4A)所表示的重複單元所構成的群組的至少1種; (式(1A)中,R1A及R2A相互獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基;Ar表示包含芳香環及雜環之任意一者或兩者的2價有機基;*表示鍵結位置;式(2A)中,R1A及R2A相互獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基;Ar表示包含芳香環及雜環之任意一者或兩者的2價有機基;R3A表示烷基、芳烷基、芳基、烷基胺基、含有烷氧基矽烷基的烷基胺基、芳烷基胺基、芳基胺基、烷氧基、芳烷氧基或芳氧基;*表示鍵結位置;式(3A)中,Ar表示包含芳香環及雜環之任意一者或兩者的2價有機基;*表示鍵結位置;式(4A)中,R4A~R9A分別獨立地表示氫原子、碳數為1~10的烷基、碳數為1~10的烷氧基、亦可經W取代的苯基、或亦 可經W取代的萘基;Y1及Y2分別獨立地表示氫原子或碳數為1~10的烷基;Z1及Z2分別獨立地表示碳數為1~10的伸烷基、或亦可經W取代的伸苯基;W表示碳數為1~10的烷基、碳數為1~10的烷氧基、或羥基,n表示0或1以上的整數;*表示鍵結位置)。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述底層中的所述含有三嗪環的聚合物的含量是相對於所述底層的總質量而言為40質量%以上。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之彩色濾光片的製造方法,其中所述含有三嗪環的聚合物的重量平均分子量是1000~100000。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之彩色濾光片的製造方法,其中於所述底層中實質上不含金屬粒子或金屬氧化物粒子。
  9. 一種底層形成用組成物,其是用以形成彩色濾光片中所含之著色層的底層的底層形成用組成物,其包含含有三嗪環的聚合物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之底層形成用組成物,其進一步含有具有茀結構的化合物作為高折射率低分子化合物。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之底層形成用組成 物,其進一步含有NaCl。
  12. 一種有機電致發光顯示裝置,其是包含有機電致發光元件、底層、著色層的有機電致發光顯示裝置,所述底層是波長633nm的折射率為1.60以上的底層。
TW103118340A 2013-05-27 2014-05-27 彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件 TW201512709A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013111388 2013-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201512709A true TW201512709A (zh) 2015-04-01

Family

ID=51988745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103118340A TW201512709A (zh) 2013-05-27 2014-05-27 彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2015007766A (zh)
KR (1) KR20150143679A (zh)
TW (1) TW201512709A (zh)
WO (1) WO2014192716A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI781095B (zh) * 2016-03-31 2022-10-21 日商Dnp精細化工股份有限公司 樹脂組成物、彩色濾光片及影像顯示裝置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105849642B (zh) * 2013-12-27 2019-06-11 日产化学工业株式会社 含有主链具有三嗪环及硫原子的共聚物的抗蚀剂下层膜形成用组合物
US9709710B2 (en) 2015-03-06 2017-07-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Device including light blocking layer and method of patterning the light blocking layer
KR101916782B1 (ko) * 2015-03-06 2018-11-08 삼성에스디아이 주식회사 차광막을 포함하는 디바이스 및 상기 차광막 패터닝 방법
CN114437251B (zh) * 2015-04-08 2024-02-20 旭化成株式会社 感光性树脂组合物
KR20180059751A (ko) * 2015-09-28 2018-06-05 도레이 카부시키가이샤 고분자 화합물, 수지 조성물, 막, 고체 촬상 소자, 고분자 화합물의 제조 방법, 고체 촬상 소자의 제조 방법 및 광학 디바이스
KR102241230B1 (ko) * 2016-06-09 2021-04-16 후지필름 가부시키가이샤 착색 조성물 및 막의 제조 방법
JP6930092B2 (ja) * 2016-11-17 2021-09-01 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器
JP6708576B2 (ja) * 2017-03-01 2020-06-10 富士フイルム株式会社 カラーフィルタの下地膜用組成物、積層体、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
WO2018202603A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 Merck Patent Gmbh Formulation of an organic functional material
KR20230159906A (ko) 2022-05-16 2023-11-23 안희태 활 표적에서 센서 정보를 무선으로 전송하는 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196809A (ja) * 1992-01-23 1993-08-06 Sekisui Chem Co Ltd カラーフィルター
JP4410540B2 (ja) * 2003-11-28 2010-02-03 大阪瓦斯株式会社 フルオレン骨格含有樹脂組成物およびその成形体
JP4696926B2 (ja) * 2006-01-23 2011-06-08 株式会社デンソー 有機el素子およびその製造方法
JP4978949B2 (ja) * 2006-03-31 2012-07-18 国立大学法人 東京大学 感光性樹脂及び感光性組成物並びに光架橋体
KR101348605B1 (ko) * 2006-12-21 2014-01-07 삼성디스플레이 주식회사 컬러 필터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널
JP2010175599A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタおよびこれを備えた液晶表示装置
US8618243B2 (en) * 2009-05-07 2013-12-31 Nissan Chemical Industries, Ltd. Triazine ring-containing polymer and film-forming composition comprising same
JP5657442B2 (ja) 2011-03-22 2015-01-21 富士フイルム株式会社 着色感放射線性組成物、パターンの形成方法、カラーフィルタ及びそのカラーフィルタの製造方法、並びに、固体撮像素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI781095B (zh) * 2016-03-31 2022-10-21 日商Dnp精細化工股份有限公司 樹脂組成物、彩色濾光片及影像顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014192716A1 (ja) 2014-12-04
JP2015007766A (ja) 2015-01-15
KR20150143679A (ko) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI667297B (zh) 著色組成物、及使用其的硬化膜、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件、圖像顯示裝置及染料多聚體
TWI621882B (zh) 彩色濾光片用組成物、膜、紅外線透過濾光片及其製造方法、以及紅外線感測器
TW201512709A (zh) 彩色濾光片的製造方法、底層形成用組成物、有機el顯示元件
KR101898020B1 (ko) 컬러 필터용 적색 착색 조성물, 착색막, 컬러 필터, 고체 촬상 소자
TWI667296B (zh) 著色組成物及使用其的硬化膜、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件及圖像顯示裝置
KR101801671B1 (ko) 컬러 필터용 녹색 착색 조성물, 착색막, 컬러 필터, 고체 촬상 소자
JP6166682B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
KR101849156B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 경화막, 패턴, 컬러 필터, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치
TW201641612A (zh) 著色組成物、膜、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件及紅外線感測器
TW201641610A (zh) 紅外線吸收性組成物、紅外線截止濾波器、積層體、圖案形成方法及固體攝像元件
TW201635026A (zh) 著色感光性組成物、硬化膜、圖案形成方法、帶遮光膜的紅外線截止濾光片、固體攝像元件、圖像顯示裝置及紅外感測器
TWI682973B (zh) 硬化性組成物、硬化性組成物的製造方法、膜、紅外截止濾波器、紅外透射濾波器、圖案形成方法及裝置
TW201542709A (zh) 著色組成物、膜、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件及紅外線感測器
TW201734642A (zh) 感光性組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、固體攝像元件及圖像顯示裝置
TW201627415A (zh) 著色組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件以及圖像顯示裝置
KR101943340B1 (ko) 착색 조성물, 착색 조성물의 제조 방법, 컬러 필터, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치
JP6251067B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
JP7126537B2 (ja) 着色組成物、着色組成物の製造方法、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
KR102152047B1 (ko) 착색 조성물, 컬러 필터, 패턴 형성 방법, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치 및 색소 다량체
JP2015151530A (ja) 複合体およびその製造方法、着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置、ならびに、積層体よび積層体
TW201623461A (zh) 著色硬化性組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件及圖像顯示裝置
JP6574849B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
TW201706731A (zh) 硬化膜的製造方法及硬化膜
TW201512773A (zh) 樹脂組成物、硬化膜、紅外線透過濾波器及其製造方法以及紅外線感測器
WO2015129521A1 (ja) 感放射線性組成物およびその製造方法、硬化膜、カラーフィルタおよびその製造方法、パターン形成方法、固体撮像素子ならびに画像表示装置