TW202235463A - 光硬化性紅色樹脂組合物、顯示裝置、及有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種光硬化性紅色樹脂組合物,其係用於在有機發光元件上形成硬化膜者,且 上述光硬化性紅色樹脂組合物含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑,上述色料包含紅色材料及黑色材料。

Description

光硬化性紅色樹脂組合物、顯示裝置、及有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法
本發明係關於一種光硬化性紅色樹脂組合物、含有該光硬化性紅色樹脂組合物之硬化物之顯示裝置、及使用該光硬化性紅色樹脂組合物之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法。
近年來,作為行動機器或電視之顯示元件,一種相對於先前之液晶顯示元件,有利於薄型化、撓性化且在原理上光利用效率較高之有機發光元件備受關注。
此種有機發光元件尤其是於假定會在室外使用之行動機器中,具備圓偏光板作為反射防止膜,以防止由外光反射導致之視認性降低。但,該圓偏光板不僅會截止外光,而且還會截止有機發光元件所發出之光,因此導致光利用效率大幅降低。進而,圓偏光板具有較硬之特性,因此於柔軟性減少之方面上不利於撓性化。因此,業界期待開發出一種使用即便不使用圓偏光板,在室外之視認性亦良好之有機發光元件的顯示裝置。
與此相對,於專利文獻1中揭示有藉由可代替偏光板之彩色濾光片來抑制外光反射之情況,及在可代替偏光板之同時亦可實現高顏色再現性之像素形成用紅色感光性樹脂組合物即一種紅色感光性樹脂組合物,該紅色感光性樹脂組合物之特徵在於:包含著色劑、鹼可溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、及溶劑,且上述著色劑包含紅色顏料及黑色顏料,上述紅色感光性樹脂組合物於形成為具有3 μm厚度之硬化膜時,430~590 nm波長下之光譜透過率為20%以下,635~780 nm波長下之光譜透過率為70%以上且未達90%。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2017-173828號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1之代替偏光板之彩色濾光片係形成於玻璃基板上。因此,於薄型化及撓性化得到提昇之顯示裝置之製造中,存在更大問題。
本發明係鑒於上述情況而完成者,其目的在於提供一種能夠製造可抑制外光反射、膜厚較薄且可撓性得到提昇之有機發光顯示裝置的光硬化性紅色樹脂組合物。又,本發明之目的在於提供一種含有該光硬化性紅色樹脂組合物之硬化物之可抑制外光反射、膜厚較薄且可撓性得到提昇之顯示裝置、及使用該光硬化性紅色樹脂組合物之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係用於在有機發光元件上形成硬化膜者,且 上述光硬化性紅色樹脂組合物含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑, 上述色料包含紅色材料及黑色材料。
本發明之顯示裝置係於有機發光元件上具有上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜。
本發明之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法具有藉由包括以下步驟而於有機發光元件上形成上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜的步驟: 藉由在有機發光元件上塗佈上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物而形成塗膜之步驟; 對上述塗膜照射光之步驟; 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟;及 對上述光照射後之膜進行顯影之步驟。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種能夠製造可抑制外光反射、膜厚較薄且可撓性得到提昇之有機發光顯示裝置之光硬化性紅色樹脂組合物。又,本發明可提供一種含有該光硬化性紅色樹脂組合物之硬化物之可抑制外光反射、膜厚較薄且可撓性得到提昇之顯示裝置、及使用該光硬化性紅色樹脂組合物之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法。
以下,參照圖式等對本發明之實施方式或實施例等進行說明。但是,本發明可按照多種不同之態樣進行實施,並不限定於以下所例示之實施方式或實施例等之記載內容進行解釋。又,為了使說明變得更明確,圖式與實際態樣相比,存在各部之寬度、厚度、形狀等被模式性地表示之情況,但僅為一例,並不限定本發明之解釋。又,於本說明書及各圖中,有時對與已在上文中關於已有之圖所敍述之要素相同之要素標註相同之符號,並適當地省略詳細說明。又,為了便於說明,有時會使用上方或下方之詞彙進行說明,上下方向可反轉。 於本說明書中,於某一構件或某一區域等某一構成處於另一構件或另一區域等另一構成之「上方(或下方)」之情形時,只要無特別限定,則其不僅包含處於另一構成之正上方(或正下方)之情形,還包含處於另一構成之上方(或下方)之情形,即亦包含在另一構成之上方(或下方)在其間包含其他構成要素之情形。 再者,於本發明中,光包含可見及非可見區域之波長之電磁波、以及輻射,輻射包含例如微波、電子束。具體而言,係指波長5 μm以下之電磁波、及電子束。 於本發明中,(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基各者,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸各者,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯各者。 又,於本說明書中,表示數值範圍之「~」係以包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值之含義使用。 以下,依序對本發明之光硬化性紅色樹脂組合物、顯示裝置、及有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法進行詳細說明。
I.光硬化性紅色樹脂組合物 本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係用於在有機發光元件上形成硬化膜者,且 上述光硬化性紅色樹脂組合物含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑, 上述色料包含紅色材料及黑色材料。
關於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物,由於上述色料包含紅色材料及黑色材料,故而該光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜可有效地降低膜之透過率,可代替偏光板而抑制外光反射。 又,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之特徵在於:用於在有機發光元件上形成硬化膜。即,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係用於在具備有機發光元件之元件基板上直接形成硬化膜者。本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係用於在有機發光元件上鄰接或至少介隔1層而形成硬化膜者,因此可製造與將玻璃基板等基板上所形成之外部安裝之彩色濾光片貼合於有機發光元件而獲得之顯示裝置相比,薄型化及撓性化得到提昇之顯示裝置。
本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係至少含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑者,可於無損本發明之效果之範圍內進而含有其他成分。 以下,將依序對此種本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之各成分進行詳細說明。
<色料> 於本發明中,色料只要為在形成彩色濾光片之著色層時能夠實現所需顯色者即可,並無特別限定,可將各種有機顏料、無機顏料、可分散之染料、染料之成鹽化合物等混合兩種以上而使用,上述色料之特徵在於包含紅色材料及黑色材料。
作為紅色材料,其中有機顏料由於顯色性較高,耐熱性亦較高,故而可較佳地使用。作為有機顏料,例如可例舉染料索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司發行)中被分類為顏料(Pigment)之化合物、具體而言為附有如下所述之染料索引(C.I.)編號者。
作為紅色材料,例如可為選自C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、193、194、202、206、207、208、209、215、216、220、224、226、242、243、245、254、255、264、265、269、272、291等、及下述通式(i)所表示之吡咯并吡咯二酮顏料等中之至少一種。
[化1]
Figure 02_image001
(通式(i)中,R 61及R 62分別獨立地為4-氯苯基、或4-溴苯基)
作為紅色材料,要想透過光譜之上升急遽,容易提昇對外光反射之抑制效果,較佳為選自顏料紅177、顏料紅254、及顏料紅291中之至少一種。
顏料紅177、顏料紅254、及顏料紅291各自透過光譜之上升波長自長波長側至短波長側略有不同,因此較佳為將為了進行外光反射而組合之有機發光元件之紅色發光層之光譜考慮在內進行適當選擇,單獨使用一種或組合兩種以上使用。
作為黑色材料,例如可為選自碳黑或鈦黑等無機顏料、或者花青黑等有機顏料、C.I.顏料黑1、7等中之至少一種。
作為黑色材料,要想保存穩定性良好,容易提昇對外光反射之抑制效果,較佳為包含碳黑。 作為碳黑,只要為具有遮光性之顏料,便無特別限定,可使用公知之碳黑。作為上述黑色顏料之碳黑,具體可例舉:煙囪黑、爐黑、熱碳黑、燈黑等。
關於色料,就調整對外光反射之抑制效果之方面而言,可進而使用其他色料。作為其他色料,例如可例舉:綠色材料、藍色材料、紫色材料、黃色材料、橙色材料等。 其中,就容易良好地調整紅色材料之透過光譜形狀,容易提昇對外光反射之抑制效果之方面而言,上述色料較佳為進而包含綠色材料及藍色材料中之至少一種作為其他色料。
作為綠色材料,例如可例舉:C.I.顏料綠7、36、58、59、62、63等。 作為藍色材料,例如可例舉:C.I.顏料藍15、15:3、15:4、15:6、60等。
又,作為紫色材料,例如可例舉:C.I.顏料紫1、19、23、29、32、36、38等。 作為黃色材料,例如可例舉:C.I.顏料黃1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、55、60、61、65、71、73、74、81、83、93、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、126、127、128、129、138、139、150、151、152、153、154、155、156、166、168、175、185、及C.I.顏料黃150之衍生物顏料等。 作為橙色材料,例如可例舉:C.I.顏料橙1、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、71、73等。
本發明中所使用之紅色材料、黑色材料、及可視需要含有之其他色料之含有比率較佳為以如下方式進行調整,即,於利用該光硬化性紅色樹脂組合物以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,430 nm~580 nm波長下之光譜透過率成為15.0%以下,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率成為50.0%以上90.0%以下。 只要以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,430 nm~580 nm波長下之光譜透過率為15.0%以下,便可抑制紅色之色純度之降低,亦容易抑制來自發光元件之色純度之降低。於以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,430 nm~580 nm波長下之光譜透過率可為10.0%以下,可為8.0%以下。 另一方面,只要以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率為50.0%以上,便容易抑制顯示裝置之亮度降低或視認性不良。於以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率可為60.0%以上,可為70.0%以上。 又,只要以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率為90.0%以下,則容易獲得對外光反射之抑制效果。於以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率可為80.0%以下,可為70.0%以下。
於本發明中所使用之色料中,相對於色料總量,紅色材料之含量通常可為50質量%以上99.9質量%以下,較佳可為70質量%以上,更佳可為80質量%以上,進而較佳可為90質量%以上,較佳可為99.6質量%以下,更佳可為99.0質量%以下。 於本發明中所使用之色料中,相對於色料總量,黑色材料之含量通常可為0.1質量%以上20質量%以下,較佳可為0.4質量%以上,更佳可為1.0質量%以上,較佳可為10質量%以下,更佳可為5質量%以下。 於本發明中所使用之色料中,相對於色料總量,紅色材料與黑色材料之合計含量通常可為50質量%以上,較佳可為70質量%以上,更佳可為90質量%以上,可為100質量%,但於含有其他色料之情形時,可為99質量%以下,亦可為90質量%以下。
於本發明中所使用之色料中,相對於色料總量,其他色料之合計含量可為0質量%,可為1質量%以上,可為10質量%以上,另一方面,通常為50質量%以下,較佳可為30質量%以下。 使用綠色材料及藍色材料中之至少一種作為其他色料時之合計含量通常可為0.1質量%以上30質量%以下,較佳可為1質量%以上,更佳可為10質量%以上,較佳可為30質量%以下,更佳可為20質量%以下。
作為本發明中所使用之色料之平均一次粒徑,並無特別限定,只要於製成硬化膜之情形時,能夠抑制外光反射,且能夠使來自發光元件之所需光透過而抑制顯示裝置之亮度降低即可,雖亦根據所使用之色料種類而有所不同,但較佳為10 nm~100 nm之範圍內,更佳為15 nm~60 nm。藉由使色料之平均一次粒徑處於上述範圍內,可使得具備使用本發明之光硬化性紅色樹脂組合物所製造之硬化膜之顯示裝置成為能夠抑制外光反射、對比度較高且品質較高者。
又,光硬化性紅色樹脂組合物中之色料之平均分散粒徑亦根據所使用之色料種類而有所不同,但較佳為10 nm~100 nm之範圍內,更佳為15 nm~60 nm之範圍內。 光硬化性紅色樹脂組合物中之色料之平均分散粒徑係分散於至少含有溶劑之分散介質中之色料粒子之分散粒徑,其係利用雷射光散射粒度分佈計進行測定者。利用雷射光散射粒度分佈計測定粒徑時,可利用光硬化性紅色樹脂組合物所使用之溶劑,將光硬化性紅色樹脂組合物適當地稀釋(例如1000倍等)至能夠利用雷射光散射粒度分佈計進行測定之濃度,使用雷射光散射粒度分佈計(例如日機裝公司製造之Nanotrac粒度分佈測定裝置UPA-EX150),藉由動態光散射法於23℃下進行測定。此處之平均分佈粒徑係體積平均粒徑。
本發明中所使用之色料可藉由再結晶法、溶劑鹽磨法等公知之方法進行製造。又,亦可對市售之色料進行微細化處理來使用。
於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中,色料之含量並無特別限定。就分散性及分散穩定性之方面而言,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,色料之含量例如較佳為3質量%~65質量%之範圍內,更佳為4質量%~60質量%之範圍內。若為上述下限值以上,則將光硬化性紅色樹脂組合物塗佈成規定之膜厚(通常為1.0 μm~5.0 μm,例如為3.0 μm)時之硬化膜具有充分之色濃度,外光反射抑制效果容易變得良好。又,若為上述上限值以下,則在保存穩定性優異之同時,容易獲得具有充分之硬度及與基板之密接性的硬化膜。尤其是於形成色料濃度較高之硬化膜之情形時,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,色料之合計含量較佳為15質量%~65質量%之範圍內,更佳為25質量%~60質量%之範圍內。 再者,於本發明中,固形物成分係指下述溶劑以外之所有成分,亦包括溶解於溶劑中之單體等。
<光聚合性化合物> 作為光硬化性紅色樹脂組合物中所使用之光聚合性化合物,可例舉於分子中具有光聚合性基之化合物。作為光聚合性基,只要為可藉由光起始劑進行聚合者即可,並無特別限定,可例舉乙烯性不飽和雙鍵,例如可例舉:乙烯基、烯丙基、丙烯醯基或甲基丙烯醯基等。作為光聚合性基,其中就紫外線硬化性之方面而言,適宜使用丙烯醯基或甲基丙烯醯基。 作為光聚合性化合物,就硬化性之方面而言,較佳為含有於1分子中具有2個以上光聚合性基之化合物,更佳為含有於1分子中具有3個以上光聚合性基之化合物。
作為光聚合性化合物,適宜使用具有2個以上乙烯性不飽和雙鍵之化合物,尤佳為具有2個以上丙烯醯基或甲基丙烯醯基之多官能(甲基)丙烯酸酯。 作為此種多官能(甲基)丙烯酸酯,只要自先前公知者中適當選擇來使用即可。作為具體例,例如可例舉日本專利特開2013-029832號公報中所記載者等。
該等多官能(甲基)丙烯酸酯可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。又,於要求本發明之光硬化性紅色樹脂組合物具有優異之光硬化性(高感度)之情形時,多官能(甲基)丙烯酸酯較佳為具有3個(三官能)以上之可聚合雙鍵者,較佳為3元以上之多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯類或其等之二羧酸改性物,具體而言,較佳為:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯之琥珀酸改性物、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯之琥珀酸改性物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
關於光硬化性紅色樹脂組合物中所使用之上述光聚合性化合物之含量,並無特別限制,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,上述含量例如較佳為5質量%~60質量%之範圍內,進而較佳為10質量%~40質量%之範圍內。若光聚合性化合物之含量為上述下限值以上,則光硬化充分進行,容易抑制曝光部分之顯影時之溶出。又,若光聚合性化合物之含量為上述上限值以下,則鹼顯影性易變得充分。
<光起始劑> 作為本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中所使用之光起始劑,可自先前已知之各種光起始劑中使用一種,或組合兩種以上使用。 作為光起始劑,例如可例舉:芳香族酮類、安息香醚類、鹵甲基㗁二唑化合物、α-胺基酮類、聯咪唑類、N,N-二甲胺基二苯甲酮、鹵甲基-S-三𠯤系化合物、9-氧硫
Figure 110146524-A0304-1
、肟酯類等。作為此種光起始劑,可使用先前公知之光起始劑,例如可例舉國際公開2018/062105號公報中所記載之光起始劑。
又,作為本發明中所使用之肟酯系光起始劑,例如可自1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(鄰苯甲醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(鄰乙醯基肟)、日本專利特開2000-80068號公報、日本專利特開2001-233842號公報、日本專利特表2010-527339號公報、日本專利特表2010-527338號公報、日本專利特開2013-041153號公報、國際公開2015/152153號公報、日本專利特開2010-256891號公報等中所記載之肟酯系光起始劑中進行適當選擇。
於如本發明般在元件基板上形成硬化膜之情形時,由於有機發光元件之耐熱性較低,故而認為製造步驟中之加熱較佳為如130℃以下、進而為100℃以下之低溫加熱處理。於通常之彩色濾光片製造步驟中,於玻璃基板上進行230℃左右之加熱處理而使硬化膜硬化,相對於此,若為130℃以下之加熱處理,則難以藉由熱使硬化膜硬化。即,藉由低溫加熱處理所製造之硬化膜存在基板密接性及耐溶劑性容易變得不充分之問題。 針對此種問題,要想即便在低溫加熱處理下亦使硬化膜之基板密接性及耐溶劑性變得良好,其中,光起始劑較佳為包含下述通式(A)所表示之化合物及下述通式(B)所表示之化合物中之至少一種。
[化2]
Figure 02_image003
(式中,R 1及R 2分別獨立地表示R 11、OR 11、COR 11、SR 11、CONR 12R 13或CN, R 11、R 12及R 13分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 11、R 12及R 13所表示之基之氫原子可進而被取代為R 21、OR 21、COR 21、SR 21、NR 22R 23、CONR 22R 23、-NR 22-OR 23、-NCOR 22-OCOR 23、NR 22COR 21、OCOR 21、COOR 21、SCOR 21、OCSR 21、COSR 21、CSOR 21、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 21、R 22及R 23分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 21、R 22及R 23所表示之基之氫原子可進而被取代為羥基、硝基、CN、鹵素原子、或羧基, R 11、R 12、R 13、R 21、R 22及R 23所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 24-、-NR 24CO-、-NR 24COO-、-OCONR 24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-, R 24表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基, R 3表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基,R 3所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基,又,R 3與R 7、及R 3與R 8可分別一起形成環, R 3所表示之基之氫原子可進而被取代為R 21、OR 21、COR 21、SR 21、NR 22R 23、CONR 22R 23、-NR 22-OR 23、-NCOR 22-OCOR 23、NR 22COR 21、OCOR 21、COOR 21、SCOR 21、OCSR 21、COSR 21、CSOR 21、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 4、R 5、R 6及R 7分別獨立地表示R 11、OR 11、SR 11、COR 14、CONR 15R 16、NR 12COR 11、OCOR 11、COOR 14、SCOR 11、OCSR 11、COSR 14、CSOR 11、羥基、CN或鹵素原子,R 4與R 5、R 5與R 6、及R 6與R 7可分別一起形成環, R 14、R 15及R 16表示氫原子或碳數1~20之烷基,R 14、R 15及R 16所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基, R 8表示R 11、OR 11、SR 11、COR 11、CONR 12R 13、NR 12COR 11、OCOR 11、COOR 11、SCOR 11、OCSR 11、COSR 11、CSOR 11、羥基、CN或鹵素原子, k表示0或1)
[化3]
Figure 02_image005
(式(B)中,X 1、X 3及X 6分別獨立地表示R 41、OR 41、COR 41、SR 41、CONR 42R 43或CN,X 2表示碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基,X 4及X 5分別獨立地表示R 41、OR 41、SR 41、COR 41、CONR 42R 43、NR 42COR 41、OCOR 41、COOR 41、SCOR 41、COSR 41、COSR 41、CSOR 41、CN、鹵素原子或羥基; R 41、R 42及R 43分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 41、R 42及R 43、以及X 2所表示之基之氫原子可進而被取代為R 51、OR 51、COR 51、SR 51、NR 52R 53、CONR 52R 53、-NR 52-OR 53、-NCOR 52-OCOR 53、NR 52COR 51、OCOR 51、COOR 51、SCOR 51、OCSR 51、COSR 51、CSOR 51、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 51、R 52及R 53分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 51、R 52及R 53所表示之基之氫原子可進而被取代為羥基、硝基、CN、鹵素原子、或羧基, R 41、R 42、R 43、X 2、R 51、R 52及R 53所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 54-、-NR 54CO-、-NR 54COO-、-OCONR 54-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-, R 54表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基; a及b分別獨立地為0~3之整數)
(通式(A)所表示之化合物) 於上述通式(A)所表示之肟酯化合物中,存在由肟之雙鍵所形成之幾何異構物,但並不區分其等。即,於本說明書中,上述通式(A)所表示之化合物、以及下述該化合物之較佳之形態即下述通式(A')所表示之化合物及其例示化合物係表示兩者之混合物或其中一者,並不限定於表示異構物之結構。
作為上述通式(A)中之R 3、R 11、R 12、R 13、R 14、R 15、R 16、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之碳數1~20之烷基,例如可例舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、庚基、辛基、異辛基、2-乙基己基、第三辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十基、環戊基、環戊基甲基、環戊基乙基、環己基、環己基甲基、環己基乙基等。
作為上述通式(A)中之R 3、R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之碳數6~30之芳基,例如可例舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、萘基、蒽基、菲基、經上述烷基取代了1個以上之苯基、聯苯基、萘基、蒽基等。
作為上述通式(A)中之R 3、R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之碳數7~30之芳烷基,例如可例舉:苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基、苯基乙基等。
作為上述通式(A)中之R 3、R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23、及R 24所表示之碳數2~20之雜環基,例如可例舉:吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、四氫呋喃基、二氧戊環基、苯并㗁唑-2-基、四氫哌喃基、吡咯啶基、咪唑啶基、吡唑啶基、噻唑啶基、異噻唑啶基、噁唑烷基、異噁唑烷基、哌啶基、哌嗪基、嗎啉基等5~7員雜環。 作為上述通式(A)中之R 4與R 5、R 5與R 6及R 6與R 7以及R 3與R 7及R 3與R 8可一起形成之環,例如可較佳地例舉:環戊烷環、環己烷環、環戊烯環、苯環、哌啶環、𠰌啉環、內酯環、內醯胺環等5~7員環。
又,作為上述通式(A)中之R 4、R 5、R 6、R 7及R 8所表示之鹵素原子、以及可對上述通式(A)中之R 3、R 11、R 12、R 13、R 21、R 22及R 23進行取代之鹵素原子,可例舉:氟、氯、溴、碘。
上述通式(A)中R 11、R 12、R 13、R 21、R 22及R 23所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 24-、-NR 24CO-、-NR 24COO-、-OCONR 24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-,此時所包含之二價基可為一種或兩種以上之基,若為可連續地包含之基,則可連續地包含2個以上。
又,上述通式(A)中之R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之基之烷基(伸烷基)部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基。 上述通式(A)所表示之化合物中,要想感度較高,且製造容易,較佳為R 3為可縮合之芳香族環者、或下述通式(A')所表示之化合物。
[化4]
Figure 02_image007
(式中,R 1、R 2、R 4、R 5、R 6、R 7、R 8及k與上述通式(A)相同,R 31、R 32、R 33、R 34及R 35分別獨立地表示R 11、OR 11、SR 11、COR 11、CONR 15R 16、NR 12COR 11、OCOR 11、COOR 14、SCOR 11、OCSR 11、COSR 14、CSOR 11、羥基、硝基、CN或鹵素原子,R 31與R 32、R 32與R 33、R 33與R 34及R 34與R 35可分別一起形成環)
作為R 31與R 32、R 32與R 33、R 33與R 34及R 34與R 35一起形成之環之例,可例舉與上文中作為R 4與R 5、R 5與R 6及R 6與R 7以及R 3與R 7及R 3與R 8可一起形成之環之例所例舉者相同之環。
於上述通式(A)及(A')中,當R 1為碳數1~12之烷基或碳數7~15之芳烷基,且R 11為碳數6~12之芳基、碳數1~8之烷基時,由於溶劑溶解性較高,故而較佳;當R 2為甲基、乙基或苯基時,由於反應性較高,故而較佳;當R 4~R 7為氫原子或氰基、尤其是氫原子時,由於容易合成,故而較佳;當R 8為氫原子時,由於容易合成,故而較佳;當k為1時,由於感度較高,故而較佳;於上述通式(A')中,R 31~R 35中之至少1個為硝基、CN、鹵素原子、COR 11,且R 11為碳數6~12之芳基、碳數1~8之烷基者由於感度較高,故而較佳;更佳為R 31~R 35中之至少1個為硝基、CN或鹵素原子者;尤佳為R 33為硝基、CN或鹵素原子者。
作為上述通式(A)所表示之化合物之較佳之具體例,例如可例舉以下之化合物。又,可例舉國際公開2015/152153號公報中所記載之化合物No.1~No.212。
[化5]
Figure 02_image009
上述通式(A)所表示之化合物例如可藉由以下方式來合成,即,參照國際公開2015/152153號公報,根據所使用之材料適當地選擇溶劑、反應溫度、反應時間、精製方法等。又,亦可適當地獲取市售品來使用。
(通式(B)所表示之化合物) 上述通式(B)所表示之肟酯化合物中,亦存在由肟之雙鍵所形成之幾何異構物,但並不區分其等。即,於本說明書中,上述通式(B)所表示之化合物及其例示化合物係表示兩者之混合物或其中一者,並不限定於表示異構物之結構。
作為上述通式(B)中之X 2、R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之碳數1~20之烷基,可例舉與上述通式(A)中之碳數1~20之烷基相同者。 作為上述通式(B)中之X 2、R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之碳數6~30之芳基,可例舉與上述通式(A)中之碳數6~30之芳基相同者。 作為上述通式(B)中之X 2、R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之碳數7~30之芳烷基,可例舉與上述通式(A)中之碳數7~30之芳烷基相同者。 作為上述通式(B)中之X 2、R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之碳數2~20之雜環基,可例舉與上述通式(A)中之碳數2~20之雜環基相同者。 又,作為上述通式(B)中之鹵素原子,可例舉與上述通式(A)中之鹵素原子相同者。
上述通式(B)中之R 41、R 42、R 43、X 2、R 51、R 52及R 53所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 54-、-NR 54CO-、-NR 54COO-、-OCONR 54-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-,此時所包含之二價基可為一種或兩種以上之基,若為可連續地包含之基,則可連續地包含2個以上。
就感度、溶解性、相容性之方面而言,上述通式(B)中之X 1更佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、正己基及2-乙基己基等碳數為1~10之烷基、環戊基及環己基等碳數為5~10之可具有側鏈之環狀烷基、或者甲氧基甲基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、2-(1-甲氧基丙基)基及2-(1-乙氧基丙基)基等碳數為2~10之於亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基,進而較佳為甲基、乙基、2-乙基己基等碳數為1~10之烷基。
就感度、溶解性、相容性之方面而言,上述通式(B)中之X 2、X 3及X 6分別獨立地尤佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第三戊基及正己基等碳數為1~6之烷基、環戊基及環己基等碳數為5~6之環狀烷基、或者甲氧基甲基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、2-(1-甲氧基丙基)基及2-(1-乙氧基丙基)基等碳數為2~6且於亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基,進而較佳為碳數為1~6之烷基、或者碳數為2~6之於亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基。 就感度、溶解性、相容性之方面而言,X 3及X 6分別獨立地進而較佳為碳數為1~6之烷基。 就感度、溶解性、相容性之方面而言,X 2進而較佳為碳數為2~6之於亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基。
就感度、溶解性、相容性之方面而言,上述通式(B)中之X 4及X 5分別獨立地尤佳為氫、或者甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第三戊基及正己基等碳數為1~6之烷基。
作為上述通式(B)所表示之化合物之較佳之具體例,例如可例舉以下之化合物。
[化6]
Figure 02_image011
[化7]
Figure 02_image013
上述通式(B)所表示之化合物例如可藉由以下方式而合成,即,參照日本專利特開2010-256891號公報,根據所使用之材料適當地選擇溶劑、反應溫度、反應時間、精製方法等。又,亦可適當地獲取市售品來使用。
關於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中所使用之光起始劑之合計含量,只要無損本發明之效果,便無特別限制,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,上述合計含量較佳為0.1質量%~15.0質量%之範圍內,進而較佳為1.0質量%~10.0質量%之範圍內。若該含量為上述下限值以上,則光硬化容易充分進行,耐溶劑性或基板密接性容易變得良好,另一方面,若為上述上限值以下,則線寬偏移得到抑制,容易形成高精度圖案。
關於上述通式(A)所表示之化合物及上述通式(B)所表示之化合物中之至少一種之合計含量,要想即便在低溫加熱處理下亦可形成基板密接性、及耐溶劑性良好之硬化膜,上述合計含量相對於光起始劑之總量較佳為30.0質量%以上,更佳為50.0質量%以上,進而較佳為70.0質量%以上,可為100質量%。
本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑者,藉由使用液狀之光聚合性化合物,使得即便不含有溶劑亦可形成塗膜,例如藉由使用噴墨法等塗佈成圖案狀之方法,可形成圖案狀之著色層。 本發明之光硬化性紅色樹脂組合物亦可為進而含有鹼可溶性樹脂、溶劑,具有鹼顯影性之光硬化性紅色樹脂組合物。
<鹼可溶性樹脂> 本發明中所使用之鹼可溶性樹脂係具有酸性基者,可自作為黏合劑樹脂發揮作用且對於形成圖案時所使用之鹼性顯影液而言具有可溶性者中進行適當選擇而使用。 於本發明中,鹼可溶性樹脂可將酸值為40 mgKOH/g以上設為標準。
作為鹼可溶性樹脂,可適當地選擇先前公知之鹼可溶性樹脂來使用,例如可適當地選擇國際公開2016/104493號公報中所記載之鹼可溶性樹脂來使用。 本發明中之較佳之鹼可溶性樹脂係具有酸性基、通常為羧基之樹脂,具體可例舉具有羧基之(甲基)丙烯酸系共聚物及具有羧基之苯乙烯-(甲基)丙烯酸系共聚物等(甲基)丙烯酸系樹脂、具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等,適宜使用具有羧基之(甲基)丙烯酸系共聚物及具有羧基之苯乙烯-(甲基)丙烯酸系共聚物等(甲基)丙烯酸系樹脂。其中,尤佳為於側鏈具有羧基,並且進而於側鏈具有乙烯性不飽和基等光聚合性官能基者。其原因在於,藉由含有光聚合性官能基而形成之硬化膜之膜強度得到提昇。又,該等(甲基)丙烯酸系共聚物及苯乙烯-(甲基)丙烯酸系共聚物等(甲基)丙烯酸系樹脂、以及環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂亦可混合兩種以上而使用。
光硬化性紅色樹脂組合物中所使用之鹼可溶性樹脂可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。作為鹼可溶性樹脂之含量,並無特別限制,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,例如較佳為5質量%~60質量%之範圍內,進而較佳為10質量%~40質量%之範圍內。若鹼可溶性樹脂之含量為上述下限值以上,則可獲得充分之鹼顯影性,又,若鹼可溶性樹脂之含量為上述上限值以下,則於顯影時可抑制膜粗糙或圖案缺損。
<溶劑> 作為本發明中所使用之溶劑,只要為可不與光硬化性紅色樹脂組合物中之各成分反應,而使其等溶解或分散之有機溶劑即可,並無特別限定。溶劑可單獨使用或組合兩種以上使用。 作為溶劑之具體例,例如可例舉:甲醇、乙醇、N-丙醇、異丙醇、甲氧基醇、乙氧基醇等醇系溶劑;甲氧基乙氧基乙醇、乙氧基乙氧基乙醇等卡必醇系溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、甲氧基丙酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、羥基丙酸甲酯、羥基丙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、丁酸異丁酯、丁酸正丁酯、乳酸乙酯、乙酸環己酯等酯系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、2-庚酮等酮系溶劑;乙酸甲氧基乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸乙氧基乙酯等二醇醚乙酸酯系溶劑;乙酸甲氧基乙氧基乙酯、乙酸乙氧基乙氧基乙酯、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)等卡必醇乙酸酯系溶劑;丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯等二乙酸酯類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚等二醇醚系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等非質子性醯胺溶劑;γ-丁內酯等內酯系溶劑;四氫呋喃等環狀醚系溶劑;苯、甲苯、二甲苯、萘等不飽和烴系溶劑;N-庚烷、N-己烷、N-辛烷等飽和烴系溶劑;甲苯、二甲苯等芳香族烴類等有機溶劑。該等溶劑中,就其他成分之溶解性之方面而言,適宜使用二醇醚乙酸酯系溶劑、卡必醇乙酸酯系溶劑、二醇醚系溶劑、酯系溶劑。其中,作為本發明中所使用之溶劑,就其他成分之溶解性或塗佈適應性之方面而言,較佳為選自由丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、及乙酸3-甲氧基丁酯所組成之群中之一種以上。
於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中,溶劑之含量只要於可精度良好地形成著色層之範圍內進行適當設定即可。相對於包含該溶劑之光硬化性紅色樹脂組合物之總量,溶劑之含量通常較佳為55質量%~95質量%之範圍內,更佳為65質量%~88質量%之範圍內。藉由使上述溶劑之含量處於上述範圍內,可使塗佈性變得優異。
<分散劑> 於使色料分散之情形時,就色料分散性及色料分散穩定性之方面而言,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中可進而包含分散劑。 於本發明中,分散劑可自先前公知之分散劑中進行適當選擇而使用。作為分散劑,例如可使用陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、矽酮系、氟系等界面活性劑。界面活性劑中,就能夠均勻且微細地進行分散之方面而言,較佳為高分子分散劑。
作為高分子分散劑,例如可例舉:(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑;聚胺基甲酸酯類;不飽和聚醯胺類;聚矽氧烷類;長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽類;聚伸乙基亞胺衍生物(藉由聚(低級伸烷基亞胺)與含游離羧基之聚酯之反應所獲得之醯胺或其等之鹼);聚烯丙胺衍生物(使聚烯丙胺、與選自具有游離羧基之聚酯、聚醯胺或酯與醯胺之共縮合物(聚酯醯胺)之三種化合物中的一種以上之化合物進行反應而獲得之反應產物)等。
於本發明中,要想即便在低溫加熱處理下耐溶劑性亦容易變得良好,較佳為使用(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑作為分散劑。關於(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑,由於會使上述光聚合性化合物與上述通式(A)所表示之化合物及上述通式(B)所表示之化合物中之至少一種光起始劑的相容性變得良好,故而使得起始劑容易均勻地存在於著色層中,從而使得著色層均勻地硬化,藉此使未反應成分減少,且使著色層之內部應力亦變小,因此推定在浸漬於溶劑中時著色層之變化會變小。
於本發明中,(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑係指至少包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之分散劑,且該(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑係共聚物。 (甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑較佳為含有作為色料吸附部位發揮功能之結構單元、及作為溶劑親和性部位發揮功能之結構單元的共聚物,較佳為於作為溶劑親和性部位發揮功能之結構單元中至少包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元。
關於作為色料吸附部位發揮功能之結構單元,可例舉能夠與源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元共聚之源自乙烯性不飽和單體之結構單元。作為色料吸附部位,可為源自含酸性基之乙烯性不飽和單體之結構單元,亦可為源自含鹼性基之乙烯性不飽和單體之結構單元。 作為源自含鹼性基之乙烯性不飽和單體之結構單元,就分散性優異之方面而言,較佳為下述通式(I)所表示之結構單元。
[化8]
Figure 02_image015
(通式(I)中,R 71表示氫原子或甲基,A 1表示二價連結基,R 72及R 73分別獨立地表示氫原子、或可包含雜原子之烴基,R 72及R 73可相互鍵結而形成環結構)
於通式(I)中,A 1為二價連結基。作為二價連結基,例如可例舉:直鏈、支鏈或環狀之伸烷基、具有羥基之直鏈、支鏈或環狀之伸烷基、伸芳基、-CONH-基、-COO-基、-NHCOO-基、醚基(-O-基)、硫醚基(-S-基)、及其等之組合等。再者,於本發明中,二價連結基之鍵結朝向隨意。即,於二價連結基中包含-CONH-之情形時,可-CO處在主鏈之碳原子側而-NH處在側鏈之氮原子側,亦可相反地,-NH處在主鏈之碳原子側而-CO處在側鏈之氮原子側。 其中,就分散性之方面而言,通式(I)中之A 1較佳為包含-CONH-基或-COO-基之二價連結基,更佳為包含-CONH-基或-COO-基、及碳數1~10之伸烷基之二價連結基。
關於R 72及R 73中之可包含雜原子之烴基中之烴基,例如可例舉:烷基、芳烷基、芳基等。 作為烷基,例如可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、第三丁基、2-乙基己基、環戊基、環己基等,烷基之碳數較佳為1~18,其中更佳為甲基或乙基。 作為芳烷基,例如可例舉:苄基、苯乙基、萘基甲基、聯苯甲基等。芳烷基之碳數較佳為7~20,進而較佳為7~14。 又,作為芳基,可例舉:苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基之碳數較佳為6~24,進而較佳為6~12。再者,上述較佳之碳數中不包含取代基之碳數。 包含雜原子之烴基具有上述烴基中之碳原子被取代為雜原子之結構,或者具有上述烴基中之氫原子被取代為包含雜原子之取代基之結構。作為烴基可包含之雜原子,例如可例舉:氧原子、氮原子、硫原子、矽原子等。 又,烴基中之氫原子可被取代為氟原子、氯原子、溴原子等鹵素原子。
所謂R 72及R 73相互鍵結而形成環結構,意指R 72及R 73經由氮原子而形成環結構。R 72及R 73所形成之環結構中可包含雜原子。環結構並無特別限定,例如可例舉:吡咯啶環、哌啶環、𠰌啉環等。
於本發明中,其中較佳為R 72及R 73分別獨立地為氫原子、碳數1~5之烷基、苯基,或者R 72及R 73鍵結而形成吡咯啶環、哌啶環、𠰌啉環。
作為衍生出上述通式(I)所表示之結構單元之單體,可例舉:(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基丙酯等含烷基取代胺基之(甲基)丙烯酸酯等、二甲基胺基乙基(甲基)丙烯醯胺、二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等含烷基取代胺基之(甲基)丙烯醯胺等。其中,就使分散性及分散穩定性提昇之方面而言,可較佳地使用(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺。 於聚合物中,通式(I)所表示之結構單元可為由一種所構成者,亦可為包含兩種以上結構單元者。
又,關於作為色料吸附部位發揮功能之結構單元,上述通式(I)所表示之結構單元所具有之氮部位之至少一部分、與選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種可形成鹽(以下,有時將此種共聚物稱為鹽型共聚物)。 作為上述有機酸化合物,其中較佳為下述通式(1)所表示之化合物及下述通式(3)所表示之化合物,作為上述鹵化烴,其中較佳為下述通式(2)所表示之化合物。即,作為上述選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種,可較佳地使用選自由下述通式(1)~(3)所組成之群中之一種以上之化合物。
[化9]
Figure 02_image017
(通式(1)中,R a表示碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者-O-R e,R e表示碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者經由碳數1~4之伸烷基之(甲基)丙烯醯基;通式(2)中,R b、R b'、及R b''分別獨立地表示氫原子、酸性基或其酯基、可具有取代基之碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、可具有取代基之乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者-O-R f,R f表示可具有取代基之碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、可具有取代基之乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者經由碳數1~4之伸烷基之(甲基)丙烯醯基,X表示氯原子、溴原子、或碘原子;通式(3)中,R c及R d分別獨立地表示氫原子、羥基、碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者-O-R e,R e表示碳數1~20之直鏈、支鏈或環狀之烷基、乙烯基、可具有取代基之苯基或苄基、或者經由碳數1~4之伸烷基之(甲基)丙烯醯基;其中,R c及R d中之至少一者包含碳原子)
關於上述通式(1)~(3)之各符號,可與國際公開第2016/104493號中之記載相同。 就色料之分散性及分散穩定性優異之方面而言,上述有機酸化合物較佳為苯基膦酸或苯基次膦酸等酸性有機磷化合物。作為此種分散劑中所使用之有機酸化合物之具體例,例如可例舉日本專利特開2012-236882號公報等中所記載之有機酸化合物作為較佳者。 又,作為上述鹵化烴,就色料之分散性及分散穩定性優異之方面而言,較佳為烯丙基溴、苄基氯等烯丙基鹵及鹵烷中之至少一種。
於鹽型共聚物中,關於選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種之含量,由於其為與通式(I)所表示之結構單元所具有之末端氮部位形成鹽者,故而較佳為相對於通式(I)所表示之結構單元所具有之末端氮部位而將選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種之合計設為0.01莫耳以上,更佳為設為0.05莫耳以上,進而較佳為設為0.1莫耳以上,尤佳為設為0.2莫耳以上。若為上述下限值以上,則容易獲得藉由形成鹽而提昇色料分散性之效果。同樣地,較佳為設為1莫耳以下,更佳為設為0.8莫耳以下,進而較佳為設為0.7莫耳以下,尤佳為設為0.6莫耳以下。若為上述上限值以下,則可製成顯影密接性或溶劑再溶解性優異者。 再者,選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種可單獨使用一種,亦可組合兩種以上。於組合兩種以上之情形時,其合計含量較佳為處於上述範圍內。
作為鹽型共聚物之製備方法,可例舉向溶解或分散有鹽形成前之共聚物之溶劑中,添加上述選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種,並進行攪拌,進而視需要進行加熱之方法等。 再者,關於共聚物之該通式(I)所表示之結構單元所具有之末端氮部位、與上述選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種形成鹽、及其比率,例如可藉由NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)等公知之方法進行確認。
關於具有上述通式(I)所表示之結構單元之共聚物,就分散性及分散穩定性之方面而言,上述共聚物更佳為下述接枝共聚物及下述嵌段共聚物中之至少一種;上述接枝共聚物具有上述通式(I)所表示之結構單元,且於接枝聚合物鏈具有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元;上述嵌段共聚物具有包含上述通式(I)所表示之結構單元之A嵌段、及包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段。 以下,依序對上述接枝共聚物、及上述嵌段共聚物進行說明。
作為具有上述通式(I)所表示之結構單元,且於接枝聚合物鏈具有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之接枝共聚物,可例舉:具有上述通式(I)所表示之結構單元及下述通式(II)所表示之結構單元之接枝共聚物、以及該接枝共聚物之該通式(I)所表示之結構單元所具有之氮部位之至少一部分與選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種形成鹽而成之鹽型接枝共聚物中之至少一種。
[化10]
Figure 02_image019
(通式(II)中,R 71'表示氫原子或甲基,A 2表示直接鍵或二價連結基、Polymer表示聚合物鏈,該聚合物鏈之結構單元中包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元)
於上述通式(II)中,A 2為直接鍵或二價連結基。作為A 2中之二價連結基,只要能夠將源自乙烯性不飽和雙鍵之碳原子與聚合物鏈加以連結,便無特別限制。作為A 2中之二價連結基,例如可例舉與上述A 1中之二價連結基相同者。 其中,就分散性之方面而言,通式(II)中之A 2較佳為包含-CONH-基或-COO-基之二價連結基,更佳為包含-CONH-基或-COO-基、及碳數1~10之伸烷基之二價連結基。
於上述通式(II)中,Polymer表示聚合物鏈,該聚合物鏈之結構單元中包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元。接枝共聚物包含具有特定聚合物鏈之上述通式(II)所表示之結構單元,藉此溶劑親和性變得良好,色料之分散性及分散穩定性變得良好,且與上述光起始劑之相容性亦變得良好。 作為該聚合物鏈之結構單元,可例舉下述通式(III)所表示之結構單元。
[化11]
Figure 02_image021
(通式(III)中,R 74''為氫原子或甲基,A 4為二價連結基,R 80為氫原子、或可包含雜原子之烴基)
作為A 4之二價連結基,例如可例舉與上述A 1中之二價連結基相同者。於本發明中,至少包含通式(III)中之A 4為包含-COO-基之二價連結基之通式(III)所表示之結構單元,作為源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元。就在用於彩色濾光片用途之有機溶劑中之溶解性之方面而言,通式(III)中之A 4可含有包含-CONH-基之二價連結基。
關於R 80中之可包含雜原子之烴基中之烴基,例如可例舉烷基、烯基、芳基、及芳烷基或烷基取代芳基等其等之組合。作為R 80中之可包含雜原子之烴基中之烴基,例如可例舉碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳基、及芳烷基或烷基取代芳基等其等之組合。 上述碳數1~18之烷基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀中之任一種,例如可例舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、環戊基、環己基、𦯉基、異𦯉基、二環戊基、金剛烷基、低級烷基取代金剛烷基等。烷基之碳數較佳為1~12,進而較佳為1~6。 上述碳數2~18之烯基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀中之任一種。作為此種烯基,例如可例舉乙烯基、烯丙基、丙烯基等。烯基之雙鍵之位置並無限定,但就所獲得之聚合物之反應性之方面而言,較佳為於烯基之末端具有雙鍵。烯基之碳數較佳為2~12,進而較佳為2~8。 作為芳基,可例舉苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基之碳數較佳為6~24,進而較佳為6~12。 又,作為芳烷基,可例舉苄基、苯乙基、萘基甲基、聯苯甲基等,可進而具有取代基。芳烷基之碳數較佳為7~20,進而較佳為7~14。 又,於上述芳基或芳烷基等芳香環上,可鍵結有碳數1~30之直鏈狀、支鏈狀之烷基作為取代基。
作為R 80中之烴基,其中就分散穩定性之方面而言,較佳為選自由碳數1~18之烷基、可經烷基取代之碳數6~12之芳基、及可經烷基取代之碳數7~14之芳烷基所組成之群中之一種以上,較佳為選自由甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、可經烷基取代之苯基及苄基所組成之群中之一種以上。
作為烴基可包含之雜原子,例如可例舉氧原子、氮原子、硫原子、矽原子等。作為可包含雜原子之烴基,例如可例舉在烴基之碳鏈中包含-CO-、-COO-、-OCO-、-O-、-S-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-等連結基之結構。 又,該烴基可於不妨礙上述接枝共聚物之分散性能等之範圍內具有取代基,作為取代基,例如可例舉:鹵素原子、羥基、羧基、烷氧基、硝基、氰基、環氧基、異氰酸基、硫醇基等。
又,作為R 80中之可包含雜原子之烴基,可為於烴基中經由包含雜原子之連結基而在末端加成烯基等聚合性基而成之結構。例如通式(III)所表示之結構單元可為如使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與源自(甲基)丙烯酸之結構單元發生反應而成之結構。即,通式(III)中之-A 4-R 80之結構可為-COO-CH 2CH(OH)CH 2-OCO-CR=CH 2(此處,R為氫原子或甲基)所表示之結構。又,通式(III)所表示之結構單元亦可為如使(甲基)丙烯酸2-異氰酸基烷基酯與源自(甲基)丙烯酸羥烷基酯之結構單元進行反應而成之結構。即,通式(III)中之R 80亦可為-R'-OCONH-R''-OCO-CR=CH 2(此處,R'及R''分別獨立地為伸烷基,R為氫原子或甲基)所表示之結構。
作為衍生出通式(III)所表示之結構單元之單體,例如較佳為具有源自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸異𦯉基酯、(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸、丁二酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯、(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2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯等之結構單元者。然而,並不限於其等。
於本發明中,作為上述R 80,其中較佳為使用與下述有機溶劑之溶解性優異者,只要根據色料分散液中所使用之有機溶劑進行適當選擇即可。具體而言,例如於上述有機溶劑採用通常用作色料分散液之有機溶劑之醚醇乙酸酯系、醚系、酯系、醇系等有機溶劑之情形時,較佳為甲基、乙基、異丁基、正丁基、2-乙基己基、苄基、環己基、二環戊基、羥乙基、苯氧基乙基、金剛烷基、甲氧基聚乙二醇基、甲氧基聚丙二醇基、聚乙二醇基等。
關於上述接枝共聚物,要想光硬化性紅色樹脂組合物之硬化物之耐溶劑性變得更良好,且實現光硬化性紅色樹脂組合物之顯影時間之縮短化,較佳為於上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈之結構單元中包含選自由下述通式(IV)所表示之結構單元及下述通式(IV')所表示之結構單元所組成之群中之至少一種結構單元。 下述通式(IV)所表示之結構單元及下述通式(IV')所表示之結構單元係包含於上述通式(III)所表示之結構單元中之結構單元。
[化12]
Figure 02_image023
(通式(IV)中,R 74為氫原子或甲基,A 3為二價連結基,R 75為伸乙基或伸丙基,R 76為氫原子或烴基,m表示3以上80以下之數; 通式(IV')中,R 74'為氫原子或甲基,A 3'為二價連結基,R 77為碳數為1~10之伸烷基,R 78為碳數為3~7之伸烷基,R 79為氫原子或烴基,n表示1以上40以下之數)
作為A 3之二價連結基,例如可例舉與上述A 1中之二價連結基相同者。其中,就在用於彩色濾光片用途之有機溶劑中之溶解性之方面而言,通式(IV)中之A 3較佳為包含-CONH-基或-COO-基之二價連結基,更佳為-CONH-基或-COO-基,進而更佳為-COO-基。
上述m表示環氧乙烷鏈或環氧丙烷鏈之重複單元數,且表示3以上之數,但是,其中就抑制水斑產生之方面、及耐溶劑性之方面而言,較佳為19以上,更佳為21以上。 於上述m為19以上之情形時,上述接枝共聚物含有具有通式(I)所表示之結構單元及通式(II)所表示之結構單元之主鏈部分,且上述通式(II)所表示之結構單元之聚合物鏈中包含通式(IV)所表示之結構單元,該通式(IV)所表示之結構單元包括具有特定重複數之聚環氧乙烷鏈或聚環氧丙烷鏈。於本發明中所使用之特定之接枝共聚物中,如此接枝在一起之聚合物鏈之結構單元包括具有重複數特定之聚環氧乙烷鏈或聚環氧丙烷鏈之結構單元,接枝在一起之聚合物鏈本身具有分枝結構。接枝在一起之複數個聚合物鏈在膜中成立體狀擴散,比表面積變大,由此推定可進一步抑制溶劑滲入至塗膜或到達色料。 另一方面,m之上限值為80以下,但就在用於彩色濾光片用途之有機溶劑中之溶解性之方面而言,較佳為50以下。
作為R 76中之烴基,可與上述R 80中之烴基相同。 作為R 76中之烴基,其中就分散穩定性或相容性之方面而言,較佳為選自由碳數1~18之烷基、可經烷基取代之碳數6~12之芳基、及可經烷基取代之碳數7~14之芳烷基所組成之群中之一種以上,較佳為選自由甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、可經烷基取代之苯基及苄基所組成之群中之一種以上。
又,上述通式(IV')中,作為A 3'之二價連結基,例如可例舉與上述A 1中之二價連結基相同者。其中,就在用於彩色濾光片用途之有機溶劑中之溶解性之方面而言,通式(IV')中之A 3'較佳為包含-CONH-基或-COO-基之二價連結基,更佳為-CONH-基或-COO-基,進而更佳為-COO-基。 於上述通式(IV')中,R 77為碳數1~10之伸烷基,但是,其中就溶劑再溶解性之方面而言,較佳為碳數2~8之伸烷基。 R 78為碳數3~7之伸烷基,但是,其中就基材密接性之方面而言,較佳為碳數3~5之伸烷基、進而為碳數5之伸烷基。 R 79為氫原子或烴基,作為上述R 79中之烴基,可與上述R 76中之烴基相同。
上述通式(IV')中之上述n表示酯鏈之重複單元數,且表示1以上之數,但是,就同時滿足顯影時間之縮短化、及優異之耐溶劑性之方面而言,較佳為2以上,進而較佳為3以上。 另一方面,n之上限值為40以下,但就在用於彩色濾光片用途之有機溶劑中之溶解性之方面而言,較佳為20以下。
於上述聚合物鏈中,選自由上述通式(IV)所表示之結構單元及下述通式(IV')所表示之結構單元所組成之群中之至少一種結構單元可為單獨一種,亦可混合兩種以上。 於上述聚合物鏈中,要想使氧原子所形成之溶劑親和性部之作用變得更明顯,實現光硬化性紅色樹脂組合物之顯影時間之縮短化,以及使耐溶劑性提昇,較佳為包含上述通式(IV)所表示之結構單元。
其中,要想使耐溶劑性提昇,使水斑抑制效果提昇,且使顯影殘渣抑制效果提昇,更佳為於上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈之結構單元中,組合含有選自由m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中之至少一種、及選自由m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中至少一種,進而更佳為組合含有選自由m為19以上50以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中之至少一種、及選自由m為3以上8以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中之至少一種。
於上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈之結構單元中含有選自由m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中之至少一種之情形時,在將上述聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,就水斑抑制效果之方面而言,m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之合計比率較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而更佳為4質量%以上,另一方面,就溶劑再溶解性、及水斑抑制效果之方面而言,較佳為75質量%以下,更佳為65質量%以下,進而更佳為50質量%以下。
於上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈之結構單元中,組合含有選自由m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中之至少一種、及選自由m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元所組成之群中至少一種之情形時,m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之合計比率於將上述聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為20質量%以上。另一方面,就溶劑再溶解性之方面而言,上述聚合物鏈中之m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為80質量%以下,更佳為60質量%以下。 又,關於上述聚合物鏈中之m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元、與m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之混合比率,在將m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元、與m為3以上10以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之合計設為100質量份時,就使顯影殘渣抑制效果提昇之方面而言,m為19以上80以下之上述通式(IV)所表示之結構單元之合計較佳為3質量份以上,更佳為6質量份以上,較佳為80質量份以下,更佳為60質量份以下。
就同時滿足分散穩定性、高對比度化、顯影時間之縮短化、及優異之耐溶劑性之方面而言,於將上述聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,選自由上述通式(IV)所表示之結構單元及上述通式(IV')所表示之結構單元所組成之群中之至少一種結構單元之合計比率較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而更佳為4質量%以上。就溶劑再溶解性之方面而言,選自由上述通式(IV)所表示之結構單元及上述通式(IV')所表示之結構單元所組成之群中之至少一種結構單元之合計比率,於將上述聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為80質量%以下,更佳為70質量%以下,進而更佳為60質量%以下。
於上述聚合物鏈中,包含上述通式(IV)所表示之結構單元及上述通式(IV')所表示之結構單元之上述通式(III)所表示之結構單元,其可為單獨一種,亦可混合兩種以上。 就色料之分散性及分散穩定性之方面而言,上述通式(III)所表示之結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為70質量%以上,更佳為90質量%以上。另一方面,就同時滿足分散穩定性、及優異之耐溶劑性之方面而言,上述聚合物鏈中之上述通式(III)所表示之結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,可為100質量%。 其中,就分散穩定性及耐溶劑性、與起始劑之相容性之方面而言,源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為60質量%以上,更佳為80質量%以上。另一方面,就同時滿足分散穩定性、及優異之耐溶劑性之方面而言,上述聚合物鏈中之源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,可為100質量%。
於上述接枝共聚物之上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈之結構單元中,可除上述通式(III)所表示之結構單元以外還包含其他結構單元。 作為其他結構單元,可例舉源自下述單體之結構單元,該單體能夠與衍生出上述通式(III)所表示之結構單元之單體進行共聚且具有不飽和雙鍵。 作為衍生出其他結構單元之單體,例如可例舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯類、苯基乙烯基醚等乙烯醚類等。
於上述接枝共聚物之上述通式(II)所表示之結構單元中之聚合物鏈中,就本發明之效果之方面而言,其他結構單元之合計比率於將該聚合物鏈之所有結構單元設為100質量%時,較佳為30質量%以下,更佳為10質量%以下。
關於Polymer中之聚合物鏈之質量平均分子量Mw,就色料之分散性及分散穩定性之方面而言,較佳為2000以上,更佳為3000以上,進而更佳為4000以上,更佳為15000以下,進而更佳為12000以下。 藉由處於上述範圍內,可保持作為分散劑之充分之立體排斥效應,並且由於分散劑之溶劑親和性部之比表面積變大,故而容易抑制溶劑滲入至塗膜或到達色料。
又,Polymer中之聚合物鏈較佳為如下標準,即,相對於組合使用之有機溶劑,23℃下之溶解度為20(g/100 g溶劑)以上。 關於該聚合物鏈之溶解性,可將下述情況設為標準,即,製備接枝共聚物時之供導入聚合物鏈之原料具有上述溶解度。例如,於使用包含聚合物鏈及其末端處之具有乙烯性不飽和雙鍵之基的聚合性低聚物(巨單體),以向接枝共聚物導入聚合物鏈時,只要該聚合性低聚物具有上述溶解度即可。又,於利用包含具有乙烯性不飽和雙鍵之基之單體而形成共聚物後,使用包含可與共聚物中所含之反應性基進行反應之反應性基的聚合物鏈而導入聚合物鏈時,只要包含該反應性基之聚合物鏈具有上述溶解度即可。
於上述接枝共聚物中,上述通式(I)所表示之結構單元較佳為以3質量%~60質量%之比率含有,更佳為6質量%~45質量%,進而較佳為9質量%~30質量%。若接枝共聚物中之通式(I)所表示之結構單元處於上述範圍內,則接枝共聚物中之與色料之親和性部之比率變得適當,且可抑制針對有機溶劑之溶解性降低,因此對色料之吸附性變得良好,容易獲得優異之分散性、及分散穩定性。 另一方面,於上述接枝共聚物中,上述通式(II)所表示之結構單元較佳為以40質量%~97質量%之比率含有,更佳為55質量%~94質量%,進而較佳為70質量%~91質量%。若接枝共聚物中之通式(II)所表示之結構單元處於上述範圍內,則接枝共聚物中之溶劑親和性部之比率變得適當,可保持作為分散劑之充分之立體排斥效應,並且由於分散劑之溶劑親和性部之比表面積變大,故而容易抑制溶劑滲入至塗膜或到達色料。
本發明中所使用之上述接枝共聚物可於無損本發明之效果之範圍內,除上述通式(I)所表示之結構單元及上述通式(II)所表示之結構單元以外進而具有其他結構單元。作為其他結構單元,可適當地選擇能夠與衍生出上述通式(I)所表示之結構單元的含乙烯性不飽和雙鍵之單體等進行共聚之含乙烯性不飽和雙鍵之單體,進行共聚而導入其他結構單元。 作為與上述通式(I)所表示之結構單元共聚在一起之其他結構單元,例如可例舉上述通式(III)所表示之結構單元等。 再者,關於上述結構單元之含有比率,於製造時,自合成接枝共聚物時之衍生出上述通式(I)所表示之結構單元、上述通式(II)所表示之結構單元、及上述通式(III)所表示之結構單元等之單體之添加量而算出。
又,就分散性及分散穩定性之方面而言,上述接枝共聚物之質量平均分子量Mw較佳為4000以上,更佳為6000以上,進而更佳為8000以上。另一方面,就溶劑再溶解性之方面而言,較佳為50000以下,更佳為30000以下。 再者,於本發明中,質量平均分子量Mw係利用GPC(凝膠滲透層析法)所測得之值。測定係如下進行:使用Tosoh公司製造之HLC-8120GPC,將溶出溶劑設為添加有0.01莫耳/升之溴化鋰之N-甲基吡咯啶酮,將校正曲線用聚苯乙烯標樣設為Mw377400、210500、96000、50400、20650、10850、5460、2930、1300、580(以上為Polymer Laboratories公司製造之Easi PS-2系列)及Mw1090000(Tosoh公司製造),將測定管柱設為TSK-GEL ALPHA-M×2根(Tosoh公司製造),從而進行上述測定。
(接枝共聚物之製造方法) 於本發明中,作為上述接枝共聚物之製造方法,只要為可製造具有上述通式(I)所表示之結構單元、及上述通式(II)所表示之結構單元的接枝共聚物之方法即可,並無特別限定。於製造具有上述通式(I)所表示之結構單元及上述通式(II)所表示之結構單元之接枝共聚物之情形時,例如可例舉下述方法:含有下述通式(Ia)所表示之單體、及上述包含聚合物鏈及其末端處之具有乙烯性不飽和雙鍵之基的聚合性低聚物(巨單體)作為共聚成分並使其等進行共聚而製造接枝共聚物。 視需要亦可進而使用其他單體,並使用公知之聚合方法來製造接枝共聚物。
[化13]
Figure 02_image025
(通式(Ia)中,R 71、A 1、R 72及R 73與通式(I)相同)
又,於製造具有上述通式(I)所表示之結構單元及上述通式(II)所表示之結構單元之接枝共聚物時,亦可對上述通式(Ia)所表示之單體及其他包含具有乙烯性不飽和雙鍵之基之單體進行加成聚合而形成共聚物後,使用包含能夠與共聚物中所含之反應性基進行反應之反應性基之聚合物鏈而導入聚合物鏈。具體而言,例如亦可於合成具有烷氧基、羥基、羧基、胺基、環氧基、異氰酸基、氫鍵形成基等取代基之共聚物後,使其與包含會與該取代基反應之官能基之聚合物鏈進行反應而導入聚合物鏈。 例如可使末端具有羧基之聚合物鏈與側鏈具有縮水甘油基之共聚物進行反應,或者使末端具有羥基之聚合物鏈與側鏈具有異氰酸基之共聚物進行反應,而導入聚合物鏈。 再者,於上述聚合中,可使用通常用於聚合之添加劑、例如聚合起始劑、分散穩定劑、鏈轉移劑等。
其次,對具有包含上述通式(I)所表示之結構單元之A嵌段、及包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段的嵌段共聚物進行說明。 於本發明中,嵌段共聚物之各嵌段之配置並無特別限定,例如可設為AB嵌段共聚物、ABA嵌段共聚物、BAB嵌段共聚物等。其中,就分散性優異之方面而言,較佳為AB嵌段共聚物、或ABA嵌段共聚物。
A嵌段係作為色料吸附部位發揮功能之嵌段,且至少包含上述通式(I)所表示之結構單元。亦可為該嵌段共聚物之該通式(I)所表示之結構單元所具有之氮部位之至少一部分、與選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種形成鹽後所得之鹽型嵌段共聚物。 A嵌段可於達成本發明之目的之範圍內具有通式(I)所表示之結構單元以外之結構單元,只要為能夠與通式(I)所表示之結構單元進行共聚之結構單元,便可含有。具體而言,例如可例舉上述通式(III)所表示之結構單元等。 鹽形成前之嵌段共聚物中之A嵌段中,通式(I)所表示之結構單元之含有比率相對於A嵌段之所有結構單元之合計質量,較佳為50質量%~100質量%,更佳為80質量%~100質量%,最佳為100質量%。其原因在於,通式(I)所表示之結構單元之比率越高,則對色料之吸附力越提昇,嵌段共聚物之分散性及分散穩定性變得越良好。再者,上述結構單元之含有比率係根據合成具有通式(I)所表示之結構單元之A嵌段時之添加質量算出。
鹽形成前之嵌段共聚物中,關於包含通式(I)所表示之結構單元之A嵌段之所有結構單元之合計含有比率,就分散性及分散穩定性變得良好之方面而言,上述合計含有比率相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量較佳為5質量%~60質量%,更佳為10質量%~50質量%。 又,鹽形成前之嵌段共聚物中,關於通式(I)所表示之結構單元之含有比率,就分散性及分散穩定性變得良好之方面而言,上述含有比率相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量較佳為5質量%~60質量%,更佳為10質量%~50質量%。再者,上述嵌段共聚物中之各結構單元之含有比率係由合成鹽形成前之嵌段共聚物時之添加質量而算出。 再者,通式(I)所表示之結構單元只要具有與色料之親和性即可,可僅由一種所構成,亦可包含兩種以上之結構單元。
B嵌段係作為溶劑親和性部位發揮功能之嵌段,且至少包含源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元。 作為源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元,可與上述相同。 作為B嵌段,較佳為自能夠與衍生出通式(I)所表示之結構單元之單體進行共聚且具有不飽和雙鍵之單體中,以具有溶劑親和性之方式根據溶劑進行適當選擇而使用。較佳為導入B嵌段至如下標準,即,相對於組合使用之溶劑,共聚物在23℃下之溶解度成為20(g/100 g溶劑)以上。構成B嵌段部之結構單元可由一種所構成,亦可包含兩種以上之結構單元。 作為B嵌段中所含之結構單元,例如可例舉上述通式(III)所表示之結構單元等。
於用作本發明之分散劑之嵌段共聚物中,作為上述通式(I)所表示之結構單元之單元數m、與構成溶劑親和性嵌段部之其他結構單元之單元數n的比率m/n,較佳為處於0.01以上1以下之範圍內,就色料之分散性、分散穩定性之方面而言,更佳為處於0.05以上0.7以下之範圍內。
於用作本發明之分散劑之嵌段共聚物中,亦含有下述嵌段共聚物、以及下述鹽型嵌段共聚物中之至少一種;上述嵌段共聚物含有包含上述通式(I)所表示之結構單元之A嵌段、與包含源自含羧基單體之結構單元及源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段;上述鹽型嵌段共聚物係該嵌段共聚物之上述通式(I)所表示之結構單元所具有之氮部位之至少一部分、與選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少一種形成鹽而成者;要想即便在低溫加熱處理下,硬化膜之基板密接性及耐溶劑性亦變得良好,且抑制顯影殘渣之產生,較佳為上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之酸值為1 mgKOH/g~18 mgKOH/g,且玻璃轉移溫度為30℃以上。又,該特定之分散劑若與包含上述通式(A)所表示之化合物及上述通式(B)所表示之化合物中之至少一種之光起始劑進行組合,則使耐溶劑性進一步提昇,就該方面而言較佳。 該情形時之B嵌段含有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元作為必須成分,可與國際公開第2016/104493號之B嵌段相同。
作為上述含羧基單體,可使用能夠與具有通式(I)所表示之結構單元之單體進行共聚,且含有不飽和雙鍵及羧基之單體。作為此種單體,例如可例舉:(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單烷基酯、反丁烯二酸、衣康酸、丁烯酸、桂皮酸、丙烯酸二聚物等。又,亦可使用:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯等具有羥基之單體、與順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐或環己烷二羧酸酐等環狀酐之加成反應物、ω-羧基-聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等。又,亦可使用順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等含酸酐基單體作為羧基之前驅物。其中,就共聚性、成本、溶解性、或玻璃轉移溫度等方面而言,尤佳為(甲基)丙烯酸。
於鹽形成前之嵌段共聚物中,源自含羧基單體之結構單元之含有比率只要以嵌段共聚物之酸值成為上述特定酸值之範圍內之方式進行適當設定即可,並無特別限定,相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量,較佳為0.05質量%~4.5質量%,更佳為0.07質量%~3.7質量%。 藉由使源自含羧基單體之結構單元之含有比率成為上述下限值以上,可表現出抑制顯影殘渣之效果,藉由使其成為上述上限值以下,可防止顯影密接性變差或溶劑再溶解性變差。 再者,源自含羧基單體之結構單元只要成為上述特定酸值即可,可僅由一種所構成,亦可包含兩種以上之結構單元。
又,就提高顯影密接性之方面而言,較佳為嵌段共聚物之B嵌段中包含源自含羥基單體之結構單元。於B嵌段中包含源自含羥基單體之結構單元之情形時,連顯影速度亦得到提昇。再者,此處之羥基意指與脂肪族烴鍵結之醇性羥基。
作為源自含羥基單體之結構單元,可使用能夠與衍生出通式(I)所表示之結構單元之單體進行共聚,且含有不飽和雙鍵及羥基之單體。作為此種單體,例如可例舉:(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2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯之ε-己內酯1莫耳加成物、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等。 就使顯影密接性提昇之方面而言,其中較佳為選自由甲基丙烯酸2-羥基乙酯、及(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯所組成之群中之一種以上。
於鹽形成前之嵌段共聚物中,源自含羥基單體之結構單元之含有比率相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量,較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而更佳為3質量%以上,尤佳為4質量%以上。若為上述下限值以上,則可製成顯影密接性較佳者。同樣地,較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下,進而更佳為50質量%以下,尤佳為40質量%以下。若為上述上限值以下,則可製成就提高其他有用之單體之導入比率之方面而言較佳者。再者,上述結構單元之含有比率係由合成鹽形成前之嵌段共聚物時之添加質量而算出。
關於上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之酸值,就抑制顯影殘渣之效果之方面而言,下限較佳為1 mgKOH/g以上,更佳為2 mgKOH/g以上。又,關於上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之酸值,就可防止顯影密接性變差或溶劑再溶解性變差之方面而言,上限較佳為18 mgKOH/g以下,更佳為16 mgKOH/g以下,進而更佳為14 mgKOH/g以下。 上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之酸值可藉由國際公開第2016/104493號中所記載之方法而求出。
關於上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之玻璃轉移溫度,就顯影密接性之方面而言,較佳為30℃以上,其中較佳為32℃以上,更佳為35℃以上。另一方面,就使用時之操作性,例如易於準確稱量等之觀點而言,較佳為200℃以下。 上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物中之至少一種之玻璃轉移溫度係藉由以下方式而求出,即,依據JIS K7121,藉由示差掃描熱測定(DSC)進行測定。於發現2個以上之表示玻璃轉移溫度之峰時,將峰面積、即自所獲得之圖之基準線突出之部分之面積最大之峰設為玻璃轉移溫度之代表值。
上述嵌段共聚物之質量平均分子量Mw並無特別限定,但基於使色料分散性及分散穩定性變得良好之方面,較佳為1000~20000,更佳為2000~15000,進而更佳為3000~12000。 此處,質量平均分子量(Mw)可與上文同樣地進行測定。
又,關於源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之合計比率,就分散穩定性及耐溶劑性、與光起始劑之相容性之方面而言,在將嵌段共聚物中之B嵌段中之所有結構單元設為100質量%時,上述合計比率較佳為60質量%以上,更佳為80質量%以上,進而較佳為90質量%以上。另一方面,就同時滿足分散穩定性、及優異之耐溶劑性之方面而言,在將該B嵌段中之所有結構單元設為100質量%時,源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之合計比率可為100質量%。於B嵌段中包含上述源自含羧基單體之結構單元之情形時,在將B嵌段中之與上述源自含羧基單體之結構單元不同之所有結構單元設為100質量%時,源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之合計比率可為100質量%。
關於鹽形成前之嵌段共聚物中之B嵌段之所有結構單元之合計含有比率,就分散性及分散穩定性變得良好之方面而言,相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量,上述合計含有比率較佳為5質量%~60質量%,更佳為10質量%~50質量%。 又,關於鹽形成前之嵌段共聚物中之上述通式(III)所表示之結構單元之含有比率,就提昇色料分散性之方面而言,相對於嵌段共聚物之所有結構單元之合計質量,上述含有比率較佳為40質量%~95質量%,更佳為50質量%~90質量%。再者,上述結構單元之含有比率係由合成鹽形成前之嵌段共聚物時之添加質量而算出。
關於包含上述通式(I)所表示之結構單元之(甲基)丙烯酸酯系共聚物,就分散性良好而於形成塗膜時未析出異物,提昇亮度及對比度之方面而言,較佳為胺值為40 mgKOH/g~120 mgKOH/g之共聚物。 藉由使胺值處於上述範圍內,使得黏度之經時穩定性或耐熱性優異,並且鹼顯影性或溶劑再溶解性亦優異。於本發明中,關於包含上述通式(I)所表示之結構單元之(甲基)丙烯酸酯系共聚物之胺值,其中,胺值較佳為80 mgKOH/g以上,更佳為90 mgKOH/g以上。另一方面,就溶劑再溶解性之方面而言,包含上述通式(I)所表示之結構單元之(甲基)丙烯酸酯系共聚物之胺值較佳為110 mgKOH/g以下,更佳為105 mgKOH/g以下。 胺值意指與對試樣1 g中所含之胺成分進行中和所需之過氯酸當量之氫氧化鉀之mg數,可藉由JIS-K7237中所定義之方法進行測定。於藉由該方法進行測定之情形時,即便是與分散劑中之有機酸化合物形成鹽之胺基,由於通常該有機酸化合物會發生解離,故而可對用作分散劑之嵌段共聚物本身之胺值進行測定。
分散劑中之共聚物中之各結構單元之含有比率(莫耳%)可於製造時由原料之添加量而求出,又,可使用NMR等分析裝置進行測定。又,分散劑之結構可使用NMR、各種質量分析等進行測定。又,將分散劑視需要藉由熱分解等進行分解而獲得分解物,對於該分解物,可使用高效液相層析儀、氣相層析質譜分析儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA(X-ray photoelectron spectroscopy/Electron Spectroscopy for Chemical Analysis,X射線光電子光譜/化學分析電子光譜)及TOF-SIMS(time of flight secondary ion mass spectrometry,飛行時間二次離子質譜儀)等而求出。
於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中,分散劑之含量只要以色料之分散性及分散穩定性優異之方式進行選擇即可,並無特別限定,相對於光硬化性紅色樹脂組合物中之固形物成分總量,例如較佳為2質量%~30質量%之範圍內,更佳為3質量%~25質量%之範圍內。若為上述下限值以上,則色料之分散性及分散穩定性優異,光硬化性紅色樹脂組合物之保存穩定性更優異。又,若為上述上限值以下,則顯影性變得良好。尤其於形成色料濃度較高之硬化膜之情形時,分散劑之含量相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,例如較佳為2質量%~25質量%之範圍內,更佳為3質量%~20質量%之範圍內。
<硫醇化合物> 就提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性之方面而言,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物較佳為進而含有硫醇化合物。 作為硫醇化合物,可例舉硫醇基為1個之單官能硫醇化合物、硫醇基為2個以上之多官能硫醇基。就抑制線寬偏移及提昇基板密接性之方面而言,更佳為使用硫醇基為1個單官能硫醇化合物。 作為單官能硫醇化合物,例如可例舉:2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并㗁唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基-5-甲氧基苯并噻唑、2-巰基-5-甲氧基苯并咪唑、3-巰基丙酸、3-巰基丙酸甲酯、3-巰基丙酸乙酯、3-巰基丙酸辛酯等。 作為多官能硫醇化合物,例如可例舉:1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巰基丁基氧基乙基)-1,3,5-三𠯤-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、及四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)等。 作為硫醇化合物,可單獨使用或組合兩種以上使用,其中,就提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性之方面而言,較佳為2-巰基苯并㗁唑、或2-巰基苯并噻唑。 作為硫醇化合物之含量,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,通常為0.5質量%~10質量%之範圍內,較佳為1質量%~5質量%之範圍內。若為上述下限值以上,則低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性容易變得優異。另一方面,若為上述上限值以下,則容易將本發明之光硬化性紅色樹脂組合物製成顯影性良好且線寬偏移得到抑制者。
<其他成分> 於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物中,亦可視需要進而包含各種添加劑。作為添加劑,例如可例舉:抗氧化劑、聚合終止劑、鏈轉移劑、調平劑、塑化劑、界面活性劑、消泡劑、矽烷偶合劑、紫外線吸收劑、密接促進劑等。 作為界面活性劑及塑化劑之具體例,例如可例舉日本專利特開2013-029832號公報中所記載者。
就抑制硬化膜之線寬偏移量之方面而言,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物較佳為進而包含抗氧化劑。本發明之光硬化性紅色樹脂組合物例如將上述通式(A)所表示之化合物與抗氧化劑組合包含,藉此於形成硬化膜時可無損硬化性而抑制過度之自由基鏈反應,因此於形成細線圖案時,直線性進一步提昇,或按照遮罩線寬之設計來形成細線圖案之能力提昇。又,可提昇耐熱性,可抑制曝光及後烘烤後之亮度降低,因此可提昇亮度。 作為本發明中所使用之抗氧化劑,並無特別限定,只要自先前公知者中進行適當選擇即可。作為抗氧化劑之具體例,例如可例舉受阻酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、肼系抗氧化劑等,要想使按照線寬遮罩線寬之設計來形成細線圖案之能力提昇,及實現耐熱性,較佳為使用受阻酚系抗氧化劑。亦可為如國際公開第2014/021023號中所記載之潛在性抗氧化劑。
作為受阻酚系抗氧化劑,例如可例舉:季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](商品名:商品名:IRGANOX1010,BASF公司製造)、異氰尿酸1,3,5-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)酯(商品名:Irganox 3114,BASF公司製造)、2,4,6-三(4-羥基-3,5-二-第三丁基苄基)均三甲苯(商品名:Irganox 1330,BASF公司製造)、2,2'-亞甲基雙(6-第三丁基-4-甲基苯酚)(商品名:Sumilizer MDP-S,住友化學公司製造)、6,6'-硫代雙(2-第三丁基-4-甲基苯酚)(商品名:Irganox 1081,BASF公司製造)、3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基膦酸二乙酯(商品名:Irgamod 195,BASF公司製造)等。其中,就耐熱性及耐光性之方面而言,較佳為季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](商品名:商品名:IRGANOX1010,BASF公司製造)。
作為抗氧化劑之含量,相對於光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分總量,通常為0.1質量%~10.0質量%之範圍內,較佳為0.5質量%~5.0質量%之範圍內。若為上述下限值以上,則在使按照遮罩線寬之設計來形成細線圖案之能力提昇之方面、及耐熱性方面優異。另一方面,若為上述上限值以下,則容易使本發明之光硬化性紅色樹脂組合物成為高感度之光硬化性紅色樹脂組合物。
又,作為矽烷偶合劑,例如可例舉:KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-903、KBE-903、KBM573、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-303、KBM-802、KBM-803、KBE-9007、X-12-967C(Shin-Etsu Silicones公司製造)等。其中,就SiN基板之密接性之方面而言,較佳為具有甲基丙烯醯基、丙烯醯基之KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103。
作為矽烷偶合劑之含量,相對於光硬化性紅色樹脂組合物中之固形物成分總量,通常為0.05質量%~10.0質量%之範圍內,較佳為0.1質量%~5.0質量%之範圍內。若為上述下限值以上且上述上限值以下,則提昇基板密接性之效果容易變得良好。
<光硬化性紅色樹脂組合物之製造方法> 本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之製造方法可藉由以下方式製備,即,將色料、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要所使用之各種添加成分,使用公知之混合方法進行混合。 於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物含有色料、分散劑、鹼可溶性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、溶劑、及視需要所使用之各種添加成分之情形時,作為該樹脂組合物之製備方法,例如可例舉:(1)首先向溶劑中添加色料、及分散劑而製備色料分散液,向該分散液中混合鹼可溶性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要所使用之各種添加成分之方法;(2)向溶劑中同時投入色料、分散劑、鹼可溶性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要所使用之各種添加成分,並進行混合之方法;(3)向溶劑中添加分散劑、鹼可溶性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要所使用之各種添加成分,並進行混合後,加入色料並進行分散之方法;(4)向溶劑中添加色料、分散劑、及鹼可溶性樹脂而製備色料分散液,向該分散液中進而添加鹼可溶性樹脂、溶劑、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要所使用之各種添加成分並進行混合之方法;等。 該等方法中,就可有效地防止色料之凝聚,而使其均勻地分散之方面而言,較佳為上述(1)及(4)之方法。
關於製備色料分散液之方法,可自先前公知之分散方法中進行適當選擇而使用。例如可例舉:(1)預先將分散劑混合至溶劑中並進行攪拌而製備分散劑溶液,繼而視需要混合有機酸化合物而形成分散劑所具有之胺基與有機酸化合物之鹽,將其與色料及視需要而定之其他成分進行混合,使用公知之攪拌機或分散機使其分散之方法;(2)將分散劑混合至溶劑中並進行攪拌而製備分散劑溶液,繼而混合色料及視需要而定之有機酸化合物、以及視需要而定之其他成分,使用公知之攪拌機或分散機使其分散之方法;(3)將分散劑混合至溶劑中並進行攪拌而調整分散劑溶液,繼而混合色料及視需要而定之其他成分,使用公知之攪拌機或分散機制成分散液後,視需要添加有機酸化合物之方法;等。
作為用以進行分散處理之分散機,可例舉:2輥研磨機、3輥研磨機等輥磨機、球磨機、振動球磨機等球磨機、塗料調節器、連續盤型珠磨機、連續環形珠磨機等珠磨機。作為珠磨機之較佳之分散條件,所使用之珠粒直徑較佳為0.03 mm~2.00 mm,更佳為0.10 mm~1.0 mm。
<用途> 關於本發明之光硬化性紅色樹脂組合物,由於硬化膜具有外光反射抑制效果,故而適宜用於形成代替圓偏光板之著色硬化膜。於將本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜用於代替圓偏光板時,可製成不包含偏光板之顯示裝置,因此本發明之光硬化性紅色樹脂組合物適宜用於不包含偏光板之顯示裝置用途。 又,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物係用於在有機發光元件上形成硬化膜者,因此適宜用於不包含外部安裝之彩色濾光片基板之顯示裝置用途、膜厚較薄且可撓性得到提昇之有機發光顯示裝置用途。 又,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物藉由如上所述適當地選擇成分,而可形成即便在低溫加熱處理下耐溶劑性亦良好,且基板密接性優異之硬化膜,因此適宜用於以下用途,即,於形成有耐熱性較低之元件之基板上,在130℃以下、甚至100℃以下或90℃以下之低溫加熱處理下形成硬化膜。
II.顯示裝置 本發明之顯示裝置之特徵在於:於有機發光元件上具有上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜。 本發明之顯示裝置係於有機發光元件上形成有上述本發明之用於在有機發光元件上形成硬化膜之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜者,因此無需外部安裝之圓偏光板、或外部安裝之彩色濾光片基板,可為不具有其等者。 本發明之顯示裝置係使用上述本發明之用於在有機發光元件上形成硬化膜之光硬化性紅色樹脂組合物而於有機發光元件上形成硬化膜,因此於有機發光元件與硬化膜之間不具有如作為外部安裝之彩色濾光片基板而使用之基板,由此薄膜化及可撓性得到提昇。
參照圖對此種本發明之包含有機發光元件之有機發光顯示裝置進行說明。圖1係表示本發明之具備有機發光元件之顯示裝置之一例的概略剖視圖。如圖1所例示,本發明之顯示裝置100具備具有有機發光元件之元件基板30、及在該元件基板30上之包含著色硬化膜(9R、9G、9B)之外光反射防止膜20,且進而於其上具備密封膜11。 上述具備有機發光元件之元件基板30係於基板1上以與各子像素對應之方式配置作為驅動元件之薄膜電晶體(TFT)2,於其上具備密封膜3,進而於密封膜3上具備與各子像素對應之電極4(陽極)、及劃分各子像素之間隔壁5,於該劃分區內配置構成R、G、B之3色子像素之有機發光元件(6R、6G、6B),於該有機發光元件(6R、6G、6B)上進而具備電極7(陰極)。上述具備有機發光元件之元件基板30進而自其上方具備覆蓋有機發光元件之密封層8。 於元件基板30中之有機EL元件(6R、6G、6B)上之密封層8上,具備外光反射防止膜20,該外光反射防止膜20包含使用光硬化性著色樹脂組合物所形成之與各有機EL元件對應之3色著色硬化膜(9R、9G、9B)及遮光部10,進而於該外光反射防止膜20上具備密封膜11。 雖未圖示,但本發明之顯示裝置100例如可進而於密封膜11上具備包含絕緣膜及透明電極層之觸控感測器層,進而於觸控感測器層上適當地具備硬塗層等公知之構成。 如上所述,上述具備有機發光元件之元件基板30上所設置之著色硬化膜(9R、9G、9B)及遮光部10之層被用作外光反射防止膜20,因此本發明中所使用之外光反射防止膜不似外部安裝之圓偏光板或外部安裝之彩色濾光片基板般另外包含基板,而可提昇薄膜化及可撓性。
於本發明之顯示裝置中,較佳為調整成有機發光元件之子像素(6R、6G、6B)之顏色、與例如介隔密封層8等至少1層而位於正上方之著色硬化膜(9R、9G、9B)之顏色為同種顏色。藉由設置於該有機發光元件上之著色硬化膜,從而除有機發光元件原本所發出之光之顏色以外,外光均得到遮蔽,並且有機發光元件所發出之光未被截止,因此可不降低光利用效率而抑制外光反射。 上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜可為上述3色著色硬化膜(9R、9G、9B)中之紅色硬化膜(9R)。
關於本發明之顯示裝置中所使用之基板1、作為驅動元件之薄膜電晶體(TFT)2、密封膜3、電極4(陽極)、劃分各子像素之間隔壁5、構成子像素之有機發光元件(6R、6G、6B)、電極7(陰極)等,可適當選擇公知之構成來使用。 有機發光元件除發光層以外,還可具備電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層等公知之構成。
作為本發明之顯示裝置中所使用之有機EL元件上之密封層8,可例舉無機膜或有機膜、及由其等積層而成之多層膜。要想抑制水分或氧之滲入之效果較高,較佳為使用多層膜。 具體而言,例如可例舉由金屬膜、金屬氧化物膜、SiOx、SiNx等無機膜與有機膜積層而成之多層膜等。
本發明之顯示裝置中所使用之著色硬化膜之至少一者為上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜。 著色硬化膜通常形成於有機發光元件上之密封層8上之下述遮光部的開口部,通常由3色以上之著色圖案所構成。其等可為與有機發光元件之子像素(6R、6G、6B)相同之著色圖案。 作為著色硬化膜(9R、9G、9B)之排列,例如可採用條紋型、馬賽克型、三角型、4像素配置型等一般排列。又,著色層之寬度、面積等可適當設定成與有機發光元件之子像素(6R、6G、6B)適配。 該著色硬化膜之厚度係藉由調整塗佈方法、光硬化性紅色樹脂組合物之固形物成分濃度或黏度等來適當地加以控制,但通常為1 μm~5 μm之範圍。
本發明之顯示裝置中所使用之遮光部10通常呈圖案狀地形成於有機發光元件上之密封層8上,可設為與一般之彩色濾光片中被用作遮光部者相同。 作為該遮光部之圖案形狀,只要根據上述著色硬化膜之形狀來適當選擇即可,例如可例舉條紋狀、矩陣狀等形狀。遮光部可為藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等所得之鉻等金屬薄膜。或者,遮光部亦可為使樹脂黏合劑中含有碳微粒子、金屬氧化物、無機顏料、有機顏料等遮光性粒子所獲得的樹脂層。當樹脂層含有遮光性粒子時,有使用感光性抗蝕劑並藉由顯影進行圖案化之方法、使用含有遮光性粒子之噴墨油墨進行圖案化之方法、將感光性抗蝕劑進行熱轉印之方法等。
作為遮光部之膜厚,若為金屬薄膜,則設定為0.2 μm~0.4 μm左右,若為使黑色顏料分散或溶解於黏合劑樹脂中而成者,則設定為0.5 μm~2 μm左右。
作為設置於著色硬化膜(9R、9G、9B)及遮光部10上之密封膜11,可適當地選擇公知之材料來使用。
再者,本發明之顯示裝置並不限於上述圖1所示之構成,除此以外,亦可進而具備具有公知之有機發光元件之顯示裝置的構成。
III.有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法 本發明之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法具有藉由包括以下步驟而於有機發光元件上形成上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜的步驟: 藉由在有機發光元件上塗佈上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物而形成塗膜之步驟; 對上述塗膜照射光之步驟; 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟;及 對上述光照射後之膜進行顯影之步驟。 以下對各步驟進行說明。
於有機發光元件上塗佈上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之步驟中,所謂有機發光元件上,可不與有機發光元件相鄰地塗佈,可至少介隔1層來塗佈。如圖1所示,具備有機發光元件之元件基板30中,於有機發光元件之子像素(6R、6G、6B)上,通常進而設置電極7、用以抑制水分或氧之滲入之密封層8,因此可介隔該等電極及密封層等而塗佈於有機發光元件上。
例如可於密封層8上,藉由如上所例示之公知方法而預先設置遮光部10,於該遮光部10之開口部以形成著色硬化膜(9R、9G、9B)之方式進行塗佈。
例如使用噴塗法、浸漬塗佈法、棒式塗佈法、輥塗法、旋轉塗佈法、模嘴塗佈法、噴墨法等塗佈方法,將上述本發明之光硬化性紅色樹脂組合物塗佈於上述有機發光元件上。作為塗佈方法,其中可較佳地使用旋轉塗佈法、模嘴塗佈法。 繼而,使用加熱板或烘箱等使該濕式塗膜乾燥,而形成塗膜。
對於所獲得之塗膜,經由規定圖案之遮罩進行光照射(曝光),使光聚合性化合物、及視需要而定之鹼可溶性樹脂等進行光聚合反應。或者對圖案狀塗膜進行光照射(曝光),使光聚合性化合物進行光聚合反應。作為用於曝光之光源,例如可例舉:低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈等之紫外線、電子束等。曝光量係根據所使用之光源或塗膜之厚度等進行適當調整。
繼而,可於曝光後進行對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟,以促進聚合反應。加熱條件只要根據所使用之光硬化性紅色樹脂組合物中之各成分之調配比率、或塗膜之厚度等進行適當選擇即可。 後烘烤步驟可於下述顯影步驟之前對上述光照射後之膜進行,亦可於顯影步驟之後進行,亦可於顯影步驟前後進行。
於本發明中,在具備有機發光元件之元件基板上直接形成著色硬化膜,因此上述後烘烤步驟中之加熱溫度較佳為130℃以下。加熱溫度更佳為100℃以下,進而較佳為90℃以下。又,加熱溫度可為30℃以上,可為35℃以上,可為40℃以上。
繼而,視需要對上述光照射後之膜進行顯影。供顯影之上述光照射後之膜可為後烘烤後之膜。 於顯影步驟中,使用顯影液進行顯影處理,溶解並去除未曝光部分,藉此以所需圖案形成塗膜。作為顯影液,通常使用使鹼溶解於水或水溶性溶劑中而成之溶液。於該鹼性溶液中,可適當地添加界面活性劑等。又,顯影方法可採用一般之方法。
於顯影處理後,通常進行顯影液之清洗、光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜之乾燥,而形成著色硬化膜。再者,亦可於顯影處理後進行加熱處理,以使塗膜充分硬化。 本發明係於具備有機發光元件之元件基板上直接形成著色硬化膜,因此該後烘烤步驟中之加熱溫度亦較佳為130℃以下,更佳為100℃以下,進而較佳為90℃以下。又,加熱溫度可為30℃以上,可為35℃以上,可為40℃以上。
又,亦可為了使顯影處理後或後烘烤後之膜進一步硬化,而追加進行光照射(曝光)。 [實施例]
以下,示出實施例對本發明進行具體說明。並非藉由該等記載來限制本發明。 鹽形成前之共聚物之質量平均分子量(Mw)係依據上述本發明之說明書中所記載之測定方法,藉由GPC(凝膠滲透層析法),作為標準聚苯乙烯換算值而求出。
(合成例1:嵌段共聚物1之合成) 向具備冷凝管、添加用漏斗、氮氣用入口、機械攪拌機、數位溫度計之500 mL圓底四口可分離式燒瓶中加入THF250質量份、氯化鋰0.6質量份,充分地進行氮氣置換。將反應燒瓶冷卻至-60℃後,使用注射器注入丁基鋰4.9質量份(15質量%己烷溶液)、二異丙胺1.1質量份、異丁酸甲酯1.0質量份。將B嵌段用單體之甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(EEMA)2.2質量份、甲基丙烯酸2-(三甲基矽烷基氧基)乙酯(TMSMA)29.1質量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯(EHMA)12.8質量份、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)13.7質量份、甲基丙烯酸苄酯(BzMA)9.5質量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)17.5質量份,使用添加用漏斗歷時60分鐘進行滴加。30分鐘後,歷時20分鐘滴加作為A嵌段用單體之甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(DMMA)26.7質量份。使其反應30分鐘後,加入甲醇1.5質量份,使反應停止。對於所獲得之前驅物嵌段共聚物THF溶液,使其於己烷中進行再沈澱,藉由過濾、真空乾燥進行精製,利用PGMEA進行稀釋,製成固形物成分30質量%溶液。加入水32.5質量份,升溫至100℃使其反應7小時,對源自EEMA之結構單元進行去保護而製成源自甲基丙烯酸(MAA)之結構單元,對源自TMSMA之結構單元進行去保護而製成源自甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)之結構單元。對於所獲得之嵌段共聚物PGMEA溶液,使其於己烷中進行再沈澱,藉由過濾、真空乾燥進行精製,從而獲得包含上述通式(I)所表示之結構單元之嵌段共聚物1(胺值 95 mgKOH/g,酸值 8 mgKOH/g,Tg38℃)。重量平均分子量Mw為7730。
(合成例2:接枝共聚物2之合成) (1)巨單體A之製造 向具備冷凝管、添加用漏斗、氮氣用入口、機械攪拌機、數位溫度計之反應器中添加丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)70.0質量份,於氮氣氣流下一面攪拌一面加溫至溫度90℃。將衍生出通式(III)所表示之結構單元之具有PEG鏈之單體(Evonik製造,商品名:VISIOMER MPEG 1005 MA W,通式(IV)中之R 74為CH 3,A 3為COO,R 75為伸乙基,R 76為CH 3,m=22)6.0質量份、三乙二醇單乙醚甲基丙烯酸酯(東京化成工業製造,m=3)69.0質量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)25.0質量份、巰基乙醇4.0質量份、PGMEA30質量份、α,α'-偶氮二異丁腈(AIBN)1.0質量份之混合溶液,歷時1.5小時進行滴加,進而反應3小時。繼而,停止氮氣氣流,將該反應溶液冷卻至80℃,加入Karenz MOI(昭和電工(股)公司製造)8.74質量份、二月桂酸二辛基錫0.125 g、對甲氧基苯酚0.125質量份、及PGMEA30質量份並攪拌3小時,藉此獲得巨單體A之50%溶液。藉由GPC(凝膠滲透層析法),於N-甲基吡咯啶酮、0.01莫耳/L溴化鋰添加/聚苯乙烯標準之條件下對所獲得之巨單體B進行確認,結果為重量平均分子量(Mw)5800、分子量分佈(Mw/Mn)1.6。
(2)接枝共聚物2之合成 向具備冷凝管、添加用漏斗、氮氣用入口、機械攪拌機、數位溫度計之反應器中添加PGMEA63.1質量份,於氮氣氣流下一面攪拌一面加溫至溫度85℃。將上述巨單體A溶液141質量份(有效固形物成分70.5質量份)、甲基丙烯酸2-(二甲胺基)乙酯(DMMA)29.5質量份、正十二烷硫醇1.24質量份、PGMEA49.4質量份、AIBN1.0質量份之混合溶液,歷時1.5小時進行滴加,加熱並攪拌3小時後,將AIBN0.10質量份、PGMEA6.0質量份之混合液歷時10分鐘進行滴加,進而於當前溫度下熟化1小時,藉此獲得接枝共聚物2之35.0質量%溶液。所獲得之接枝共聚物2之GPC測定結果為重量平均分子量(Mw)10000。再者,胺值為105 mgKOH/g。
(合成例3:式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之合成) 藉由與國際公開2015/152153號公報之段落0114~0117之化合物No.73之製造相同之方式合成上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑。
(合成例4:式(B-1)所表示之肟酯系光起始劑之合成) 藉由與日本專利特開2010-256891號公報之段落0080之光聚合起始劑W(式(3)所表示之光聚合起始劑)之製造相同之方式合成上述式(B-1)所表示之肟酯系光起始劑。
(製備例1:鹼可溶性樹脂A之製備) 向聚合槽中添加300質量份之PGMEA,於氮氣氛圍下升溫至100℃後,歷時1.5小時連續地滴加甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯(PhEMA)90質量份、MMA54質量份、甲基丙烯酸(MAA)36質量份及PERBUTYL O(日油股份有限公司製造)6質量份、鏈轉移劑(正十二烷硫醇)2質量份。然後,保持100℃並繼續反應,於上述主鏈形成用混合物之滴加結束後2小時後,添加對甲氧基苯酚0.1質量份作為聚合抑制劑而使聚合停止。 繼而,一面吹入空氣一面添加甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份作為含環氧基之化合物,升溫至110℃後,添加三乙胺0.8質量份,於110℃下使其進行15小時加成反應,而獲得鹼可溶性樹脂A溶液(重量平均分子量(Mw)8500,酸值75 mgKOH/g,固形物成分40質量%)。 再者,上述重量平均分子量之測定方法係以聚苯乙烯作為標準物質,以THF作為溶離液,利用Shodex GPC系統-21H(Shodex GPC System-21H)而測定重量平均分子量。又,酸值之測定方法係基於JIS K 0070而測定。
(實施例1:光硬化性紅色樹脂組合物R-1之製造) (1)色料分散液R(1)之製造 向225 mL蛋黃醬瓶中加入PGMEA64.9質量份、製備例1之鹼可溶性樹脂A溶液(固形物成分40質量%)13.5質量份、合成例1之嵌段共聚物1之PGMEA溶液(固形物成分35質量%)9.2質量份,並進行攪拌。向其中加入苯基膦酸(商品名:PPA,日產化學公司製造)0.39質量份,於室溫下攪拌30分鐘。 向其中加入作為紅色材料之C.I.顏料紅254(R254)12.0質量份、粒徑2.0 mm氧化鋯珠100質量份,利用塗料振盪機(淺田鐵工公司製造)振盪1小時作為預壓碎,繼而變更為粒徑0.1 mm之氧化鋯珠200份,利用塗料振盪機進行4小時分散作為正式壓碎,從而獲得色料分散液R(1)。再者,嵌段共聚物1係利用苯基膦酸而形成鹽,成為鹽型嵌段共聚物1。
(2)色料分散液BK(1)之製造 於色料分散液R(1)之製造中,將C.I.顏料紅254(R254)變更為碳黑(BK)(Mitsubishi Chemical製造,MA77),除此以外,藉由與色料分散液R(1)之製造相同之方式獲得色料分散液BK(1)。
(3)光硬化性紅色樹脂組合物R-1之製造 加入製造例1中所獲得之色料分散液R(1) 44.16質量份、色料分散液BK(1) 0.18質量份、製備例1中所獲得之鹼可溶性樹脂A溶液 2.61質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造) 4.18質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑 0.46質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造) 0.03質量份、PGMEA 48.38質量份,而獲得光硬化性紅色樹脂組合物R-1。
(實施例2~12:光硬化性紅色樹脂組合物R-2~R-12之製造) 於實施例1中,如表1所示變更紅色材料與黑色材料之種類及/或質量比、及/或光起始劑之種類,除此以外,藉由與光硬化性紅色樹脂組合物R-1相同之方式獲得光硬化性紅色樹脂組合物R-2~R-12。 再者,C.I.顏料紅177(R177)、C.I.顏料紅291(R291)、或C.I.顏料綠58(G58)之色料分散液係於色料分散液R(1)之製造中將C.I.顏料紅254(R254)變更為C.I.顏料紅177(R177)、C.I.顏料紅291(R291)、或C.I.顏料綠58(PG58),除此以外,藉由與色料分散液R(1)之製造相同之方式作為色料分散液R(2)、R(3)、或G而獲得。
(實施例13:光硬化性紅色樹脂組合物R-13之製造) 於實施例1中,使用色料分散液R(2)代替使用色料分散液R(1),使用1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮=2-(O-苯甲醯基肟)(商品名Irgacure OXE01,BASF公司製造)代替使用上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑,除上述變更以外,藉由與實施例1相同之方式製造光硬化性紅色樹脂組合物R-13。
(實施例14:光硬化性紅色樹脂組合物R-14之製造) 加入色料分散液R(1) 40.07質量份、色料分散液BK(1) 0.88質量份、色料分散液G 0.71質量份、製備例1中所獲得之鹼可溶性樹脂A溶液 2.61質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造) 4.18質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑 0.39質量份、上述式(B-1)所表示之肟酯系光起始劑 0.07質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造) 0.03質量份、PGMEA 48.24質量份,而獲得光硬化性紅色樹脂組合物R-14。
(實施例15~20:光硬化性紅色樹脂組合物R-15~R-20之製造) 於實施例1、3、5、7、9、或11之光硬化性紅色樹脂組合物中,分別追加單官能硫醇化合物(2-巰基苯并㗁唑,2-MBO) 0.22質量份,除此以外,藉由與實施例1、3、5、7、9、或11相同之方式製造光硬化性紅色樹脂組合物R-15~R-20。
(實施例21:光硬化性紅色樹脂組合物R-21之製造) (1)色料分散液R(4)之製造 於色料分散液R(1)之製造中,將合成例1之嵌段共聚物1之PGMEA溶液(固形物成分35質量%)變更為合成例2之接枝共聚物2之PGMEA溶液(固形物成分35質量%),除此以外,藉由與色料分散液R(1)之製造相同之方式獲得色料分散液R(4)。再者,接枝共聚物2係利用苯基膦酸而形成鹽,成為鹽型接枝共聚物2。
(2)色料分散液BK(2)之製造 於色料分散液R(4)之製造中,將C.I.顏料紅254(R254)變更為碳黑(BK)(Mitsubishi Chemical製造,MA77),除此以外,藉由與色料分散液R(4)之製造相同之方式獲得色料分散液BK(2)。
(3)光硬化性紅色樹脂組合物R-21之製造 於實施例1中,使用色料分散液R(4)代替使用色料分散液R(1),使用色料分散液BK(2)代替使用色料分散液BK(1),除此以外,藉由與實施例1相同之方式製造光硬化性紅色樹脂組合物R-21。
(實施例22~26:光硬化性紅色樹脂組合物R-22~R-26之製造) 於實施例21中,如表1所示變更紅色材料與黑色材料之種類及/或質量比,除此以外,藉由與光硬化性紅色樹脂組合物R-21相同之方式獲得光硬化性紅色樹脂組合物R-22~R-26。 再者,C.I.顏料紅177(R177)、或C.I.顏料紅291(R291)之色料分散液係於色料分散液R(4)之製造中,將C.I.顏料紅254(R254)變更為C.I.顏料紅177(R177)、或C.I.顏料紅291(R291),除此以外,藉由與色料分散液R(4)之製造相同之方式作為色料分散液R(5)、或R(6)而獲得。
(比較例1~6:比較光硬化性紅色樹脂組合物CR-1~CR-6之製造) 於實施例1中,如表1所示,不使用黑色材料而僅使用紅色材料,變更紅色材料之種類、及/或起始劑之種類,不變更多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)與起始劑相對於鹼可溶性樹脂A溶液之比率,而將顏料以外之成分量以成為表2所示之顏料濃度之方式進行變更,除此以外,藉由與光硬化性紅色樹脂組合物R-1相同之方式獲得比較光硬化性紅色樹脂組合物CR-1~CR-6。
[評價方法] <透過率> 使用旋轉塗佈機將各實施例及各比較例中所獲得之光硬化性紅色樹脂組合物以硬化塗膜成為厚度3.0 μm之方式塗佈於形成有SiNx膜之玻璃基板(NH TECHNO GLASS(股)公司製造,「NA35」)上後,使用加熱板於80℃下乾燥3分鐘,於基板上形成塗膜。對於該塗膜,使用超高壓水銀燈以50 mJ/cm 2之紫外線進行曝光,藉此於SiNx膜上分別在曝光後形成塗膜。然後,利用90℃之潔淨烘箱進行30分鐘後烘烤,藉此形成硬化膜。 使用顯微分光測定裝置OSP-SP200測定380 nm~780 nm之透過光譜,測定430 nm~580 nm之最大透過率、610 nm~630 nm之最大透過率與最小透過率。
又,使用旋轉塗佈機將各實施例及各比較例中所獲得之光硬化性紅色樹脂組合物以硬化塗膜成為厚度3.0 μm之方式分別塗佈於形成有SiNx膜之玻璃基板(NH TECHNO GLASS(股)公司製造,「NA35」)及形成有SiNx膜之PET膜(厚度70 μm)之SiNx膜上後,使用加熱板於80℃下乾燥3分鐘,於基板上形成塗膜。經由用以形成獨立細線之具有開口尺寸2 μm至100 μm之圖案之光罩(鉻板),使用超高壓水銀燈以50 mJ/cm 2之紫外線對該塗膜進行曝光,藉此於SiNx膜上分別在曝光後形成塗膜。繼而,以0.05 wt%氫氧化鉀水溶液作為顯影液進行旋轉顯影,與顯影液進行60秒鐘接液後,利用純水進行清洗,藉此進行顯影處理而獲得獨立細線圖案狀之塗膜。然後,利用90℃之潔淨烘箱進行30分鐘後烘烤,藉此形成獨立細線圖案狀之硬化膜。對所獲得之硬化膜進行密接性評價及耐溶劑性評價。
<密接性評價> 利用光學顯微鏡來觀察所獲得之硬化膜,確認所殘存之圖案達到遮罩開口多少μm、或最細圖案之線寬。 (密接性評價之評價基準) AA:所殘存之圖案達到遮罩開口4 μm以下(最細圖案之線寬為4 μm以下) A:最細圖案之線寬為5 μm至10 μm以下 B:最細圖案之線寬為11 μm至20 μm以下 C:最細圖案之線寬為21 μm至30 μm以下 D:最細圖案之線寬為31 μm以上 若評價結果為B,則基板密接性良好,若評價結果為A、甚至是AA,則基板密接性優異。
<耐溶劑性(耐PGME)評價> 測定所獲得之硬化膜之膜厚後,於丙二醇單甲醚(PGME)中浸漬10分鐘,然後進行風乾,再次測定膜厚。再者,測定膜厚時,使用觸針式階差膜厚計「P-15Tencor」(Instruments製造)。將溶劑浸漬後膜厚/溶劑浸漬前膜厚×100作為殘膜率而算出。 (耐溶劑性之評價基準) AA:溶劑浸漬後之殘膜率為98.5%以上 A:溶劑浸漬後之殘膜率為96%以上且未達98.5% B:溶劑浸漬後之殘膜率為94%以上且未達96% C:溶劑浸漬後之殘膜率為92%以上且未達94% D:溶劑浸漬後之殘膜率未達92% 若評價結果為B,則耐溶劑性良好,若評價結果為A、甚至是AA,則耐溶劑性優異。
[表1]
表1. 色料    610-630 nm透過率 (%) 430-580 nm透過率 (%)   
   紅色 黑色 其他 紅色/黑色/其他 (質量比) 顏料濃度 分散劑 光起始劑 硫醇 膜厚 (μm) 最小 最大 最大 密接性 耐溶劑性
實施例1 R254 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 78.2 90.0 9.1(580 nm) A A
實施例2 R254 BK - 96.8/3.2 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 50.0 58.3 6.0(580 nm) A A
實施例3 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) A A
實施例4 R177 BK - 97.3/2.7 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 50.0 62.9 1.3(430 nm) A A
實施例5 R291 BK - 99.5/0.5 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 84.1 90.0 5.7(580 nm) A A
實施例6 R291 BK - 96.2/3.8 33% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 50.0 53.5 3.8(580 nm) A A
實施例7 R254 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 78.2 90.0 9.1(580 nm) A A
實施例8 R254 BK - 96.8/3.2 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 50.0 58.3 6.0(580 nm) A A
實施例9 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) A A
實施例10 R177 BK - 97.3/2.7 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 50.0 62.9 1.3(430 nm) A A
實施例11 R291 BK - 99.5/0.5 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 84.1 90.0 5.7(580 nm) A A
實施例12 R291 BK - 96.2/3.8 33% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 50.0 53.5 3.8(580 nm) A A
實施例13 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 OXE01    3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) B B
實施例14 R254 BK G58 96.2/2.1/1.7 33% 鹽型嵌段1 A-2/B-1    3.0 61.9 65.6 7.7(580 nm) A A
實施例15 R254 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 A-2 2-MBO 3.0 78.2 90.0 9.1(580 nm) AA AA
實施例16 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 A-2 2-MBO 3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) AA AA
實施例17 R291 BK - 99.5/0.5 33% 鹽型嵌段1 A-2 2-MBO 3.0 84.1 90.0 5.7(580 nm) AA AA
實施例18 R254 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 B-1 2-MBO 3.0 78.2 90.0 9.1(580 nm) AA AA
實施例19 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型嵌段1 B-1 2-MBO 3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) AA AA
實施例20 R291 BK - 99.5/0.5 33% 鹽型嵌段1 B-1 2-MBO 3.0 84.1 90.0 5.7(580 nm) AA AA
[表2]
表2. 色料    610-630 nm透過率 (%) 430-580 nm透過率 (%)   
   紅色 黑色 其他 紅色/黑色/其他 (質量比) 顏料濃度 分散劑 光起始劑 硫醇 膜厚 (μm) 最小 最大 最大 密接性 耐溶劑性
實施例21 R254 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 78.2 90.0 9.1(580 nm) AA AA
實施例22 R254 BK - 96.8/3.2 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 50.0 58.3 6.0(580 nm) AA AA
實施例23 R177 BK - 99.6/0.4 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 73.0 90.0 2.4(430 nm) AA AA
實施例24 R177 BK - 97.3/2.7 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 50.0 62.9 1.3(430 nm) AA AA
實施例25 R291 BK - 99.5/0.5 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 84.1 90.0 5.7(580 nm) AA AA
實施例26 R291 BK - 96.2/3.8 33% 鹽型接枝2 A-2    3.0 50.0 53.5 3.8(580 nm) AA AA
比較例1 R254 - - 100/0 78% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 65.1 90.0 0.41(580 nm) D D
比較例2 R177 - - 100/0 73% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 56.2 90.0 0.03(430 nm) D D
比較例3 R291 - - 100/0 89% 鹽型嵌段1 A-2    3.0 77.6 92.8 0.15(580 nm) D D
比較例4 R254 - - 100/0 78% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 65.1 90.0 0.41(580 nm) D D
比較例5 R177 - - 100/0 73% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 56.2 90.0 0.03(430 nm) D D
比較例6 R291 - - 100/0 89% 鹽型嵌段1 B-1    3.0 77.6 92.8 0.15(580 nm) D D
表1及表2中,簡稱分別如下所述。 ・R254(C.I.顏料紅254) ・R177(C.I.顏料紅177) ・R291(C.I.顏料紅291) ・BK(碳黑,Mitsubishi Chemical製造 MA77) ・G58(C.I.顏料綠58) ・A-2:上述化學式(A-2)所表示之化合物 ・B-1:上述化學式(B-1)所表示之化合物 ・OXE01:1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮=2-(O-苯甲醯基肟)(商品名Irgacure OXE01,BASF公司製造) ・2-MBO(2-巰基苯并㗁唑)
[結果彙總] 為了提昇反射防止性能,而需要降低膜之透過率,但於僅包含紅色材料之比較例1~6之比較光硬化性紅色樹脂組合物中,要想使膜厚成為3.0 μm且使610 nm~630 nm之最大透過率成為90%以下,需要提高顏料濃度,即便使用與實施例相同之黏合劑成分,亦難以具有耐溶劑性或基板密接性。 相對於此,於作為本發明之光硬化性紅色樹脂組合物之實施例1~26中,雖在形成於有機發光元件上時以較佳之低溫(90℃)進行後烘烤而形成了硬化膜,但已明確,以3.0 μm之膜厚形成了硬化膜時,430 nm~580 nm波長下之光譜透過率成為15.0%以下,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率成為50.0%以上90.0%以下,從而外光反射抑制效果變得良好,且表明可形成即便在低溫加熱處理下耐溶劑性亦良好,且基板密接性優異之硬化膜。因此表明,本發明之光硬化性紅色樹脂組合物適合用於在有機發光元件上形成硬化膜,並且硬化膜之膜厚較薄且能夠抑制外光反射,能夠製造膜厚較薄且可撓性得到提昇之有機發光顯示裝置。
1:基板 2:薄膜電晶體(TFT) 3:密封膜 4:電極 5:間隔壁 6R,6G,6B:有機發光元件 7:電極 8:密封層 9R,9G,9B:著色硬化膜 10:遮光部 11:密封膜 20:外光反射防止膜 30:具備有機發光元件之元件基板 100:顯示裝置
圖1係表示本發明之具備有機發光元件之顯示裝置之一例的概略剖視圖。
1:基板
2:薄膜電晶體(TFT)
3:密封膜
4:電極
5:間隔壁
6R,6G,6B:有機發光元件
7:電極
8:密封層
9R,9G,9B:著色硬化膜
10:遮光部
11:密封膜
20:外光反射防止膜
30:具備有機發光元件之元件基板
100:顯示裝置

Claims (10)

  1. 一種光硬化性紅色樹脂組合物,其係用於在有機發光元件上形成硬化膜者,且 上述光硬化性紅色樹脂組合物含有色料、光聚合性化合物、及光起始劑, 上述色料包含紅色材料及黑色材料。
  2. 如請求項1之光硬化性紅色樹脂組合物,其中於以3.0 μm之膜厚形成硬化膜時,430 nm~580 nm波長下之光譜透過率為15.0%以下,610 nm~630 nm波長下之光譜透過率為50.0%以上90.0%以下。
  3. 如請求項1或2之光硬化性紅色樹脂組合物,其中上述光起始劑包含下述通式(A)所表示之化合物及下述通式(B)所表示之化合物中之至少一種, [化1]
    Figure 03_image027
    (式中,R 1及R 2分別獨立地表示R 11、OR 11、COR 11、SR 11、CONR 12R 13或CN, R 11、R 12及R 13分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 11、R 12及R 13所表示之基之氫原子可進而被取代為R 21、OR 21、COR 21、SR 21、NR 22R 23、CONR 22R 23、-NR 22-OR 23、-NCOR 22-OCOR 23、NR 22COR 21、OCOR 21、COOR 21、SCOR 21、OCSR 21、COSR 21、CSOR 21、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 21、R 22及R 23分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 21、R 22及R 23所表示之基之氫原子可進而被取代為羥基、硝基、CN、鹵素原子、或羧基, R 11、R 12、R 13、R 21、R 22及R 23所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 24-、-NR 24CO-、-NR 24COO-、-OCONR 24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-, R 24表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 11、R 12、R 13、R 21、R 22、R 23及R 24所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基, R 3表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基,R 3所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基,又,R 3與R 7、及R 3與R 8可分別一起形成環, R 3所表示之基之氫原子可進而被取代為R 21、OR 21、COR 21、SR 21、NR 22R 23、CONR 22R 23、-NR 22-OR 23、-NCOR 22-OCOR 23、NR 22COR 21、OCOR 21、COOR 21、SCOR 21、OCSR 21、COSR 21、CSOR 21、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 4、R 5、R 6及R 7分別獨立地表示R 11、OR 11、SR 11、COR 14、CONR 15R 16、NR 12COR 11、OCOR 11、COOR 14、SCOR 11、OCSR 11、COSR 14、CSOR 11、羥基、CN或鹵素原子,R 4與R 5、R 5與R 6、及R 6與R 7可分別一起形成環, R 14、R 15及R 16表示氫原子或碳數1~20之烷基,R 14、R 15及R 16所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基, R 8表示R 11、OR 11、SR 11、COR 11、CONR 12R 13、NR 12COR 11、OCOR 11、COOR 11、SCOR 11、OCSR 11、COSR 11、CSOR 11、羥基、CN或鹵素原子, k表示0或1) [化2]
    Figure 03_image029
    (式(B)中,X 1、X 3及X 6分別獨立地表示R 41、OR 41、COR 41、SR 41、CONR 42R 43或CN,X 2表示碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基,X 4及X 5分別獨立地表示R 41、OR 41、SR 41、COR 41、CONR 42R 43、NR 42COR 41、OCOR 41、COOR 41、SCOR 41、COSR 41、COSR 41、CSOR 41、CN、鹵素原子或羥基; R 41、R 42及R 43分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 41、R 42及R 43、以及X 2所表示之基之氫原子可進而被取代為R 51、OR 51、COR 51、SR 51、NR 52R 53、CONR 52R 53、-NR 52-OR 53、-NCOR 52-OCOR 53、NR 52COR 51、OCOR 51、COOR 51、SCOR 51、OCSR 51、COSR 51、CSOR 51、羥基、硝基、CN、或鹵素原子, R 51、R 52及R 53分別獨立地表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 51、R 52及R 53所表示之基之氫原子可進而被取代為羥基、硝基、CN、鹵素原子、或羧基, R 41、R 42、R 43、X 2、R 51、R 52及R 53所表示之基之伸烷基部分可於氧原子不相鄰之條件下包含1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 54-、-NR 54CO-、-NR 54COO-、-OCONR 54-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-, R 54表示氫原子、碳數1~20之烷基、碳數6~30之芳基、碳數7~30之芳烷基或碳數2~20之雜環基, R 41、R 42、R 43、R 51、R 52、R 53及R 54所表示之基之烷基部分可具有分支側鏈,亦可為環狀烷基; a及b分別獨立地為0~3之整數)。
  4. 如請求項1或2之光硬化性紅色樹脂組合物,其中上述色料進而包含綠色材料及藍色材料中之至少一種。
  5. 如請求項1或2之光硬化性紅色樹脂組合物,其中上述黑色材料包含碳黑。
  6. 如請求項1或2之光硬化性紅色樹脂組合物,其中上述紅色材料包含選自顏料紅177、顏料紅254、及顏料紅291中之至少一種。
  7. 如請求項1或2之光硬化性紅色樹脂組合物,其進而含有硫醇化合物。
  8. 一種顯示裝置,其於有機發光元件上具有如請求項1至7中任一項之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜。
  9. 一種有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法,其具有藉由包括以下步驟而於有機發光元件上形成如請求項1至7中任一項之光硬化性紅色樹脂組合物之硬化膜的步驟: 藉由在有機發光元件上塗佈如請求項1至7中任一項之光硬化性紅色樹脂組合物而形成塗膜之步驟; 對上述塗膜照射光之步驟; 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟;及 對上述光照射後之膜進行顯影之步驟。
  10. 如請求項9之有機發光元件與外光反射防止膜之積層體之製造方法,其中上述後烘烤步驟中之加熱溫度為130℃以下。
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