TW202307479A - 資訊顯示裝置用硬化膜、透明硬化膜用組成物及資訊顯示裝置 - Google Patents
資訊顯示裝置用硬化膜、透明硬化膜用組成物及資訊顯示裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202307479A TW202307479A TW111129380A TW111129380A TW202307479A TW 202307479 A TW202307479 A TW 202307479A TW 111129380 A TW111129380 A TW 111129380A TW 111129380 A TW111129380 A TW 111129380A TW 202307479 A TW202307479 A TW 202307479A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- cured film
- information display
- film
- transparent
- display device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本發明的課題在於提供一種同時滿足高遮光與低反射的資訊顯示裝置用硬化膜。
本發明對於上述課題的解決方案為一種資訊顯示裝置用硬化膜,其包含著色硬化膜及透明硬化膜。上述著色硬化膜之膜厚每1μm的光學密度(OD)為0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.30以上且2.00以下,且膜厚為0.5μm以上且50μm以下,上述透明硬化膜之膜厚為20nm以上且250nm以下,若將所述透明硬化膜的折射率設為n2,則滿足n2大於1.00且n1/n2大於1.00且未達2.00。
Description
本發明有關於一種資訊顯示裝置用硬化膜、透明硬化膜用組成物及資訊顯示裝置。
有機EL面板中,以抑制外部光反射為目的而使用圓偏光板。藉由降低外部光反射,可以抑制在明亮的室內或野外的對比度降低。另一方面,圓偏光板會將有機EL的發光的約一半予以吸收,因此從發光效率的觀點來看並不佳。因此,有將圓偏光板置換為由黑色(BK)光阻區隔的各色的彩色濾光片(CF)之舉措,藉此可提高發光效率。發光效率的改善也大為影響發光體的壽命。又,相對於圓偏光板而言,CF的厚度也比較小,亦有助於元件的薄型化與可撓化。為了以CF代替圓偏光板,要求CF具有充分的抗外部光反射性能,而且,為了不讓光穿透/吸收,對於容易反射之BK光阻(black resist)也要求低反射化。
例如,於專利文獻1揭示於利用X射線光電子光譜法(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)的表面元素組成分析中,藉由將Si元素含有比例設為7.0atm%以上,而獲得著色硬化膜表面側的反射率低的著色硬化膜(BK光阻)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-141849號公報
如專利文獻1所記載般,欲以1層的含二氧化矽之BK光阻來實現膜面低反射時,有無法獲得充分之反射率降低效果之情況。再者,若是為了提高遮光度(OD)而提高顏料濃度,則會導致塗膜的折射率上升,因此難以兼顧高遮光與低反射。
本發明的目的在於提供一種同時滿足高遮光與低反射的資訊顯示裝置用硬化膜、用以製作該資訊顯示裝置用硬化膜的透明硬化膜用組成物、及具有該資訊顯示裝置用硬化膜的資訊顯示裝置。
本發明的一實施態樣有關於下述[1]至[7]的資訊顯示裝置用硬化膜。
[1]一種資訊顯示裝置用硬化膜,其包含著色硬化膜及透明硬化膜,
其中,
上述著色硬化膜的膜厚每1μm的光學密度(Optical Density,OD)為0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.30以上且2.00以下,且膜厚為0.5μm以上且50μm以下;
上述透明硬化膜之膜厚為20nm以上且250nm以下,
若將所述透明硬化膜的折射率設為n2,則滿足n2大於1.00,而且n1/n2大於1.00且未達2.00。
[2]如[1]所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有選自由無機填料、有機填料、含氟樹脂及聚矽氧系樹脂所組成的群組中的一種以上。
[3]如[1]或[2]所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,所述透明硬化膜含有折射率為1.20至1.60的填料成分。
[4]如[1]至[3]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述透明硬化膜在固體成分中含有10至90質量%的平均粒徑150nm以下之選自由二氧化矽粒子、氟化鎂粒子及冰晶石粒子所組成的群組中的一種以上,並且在固體成分中含有10至90質量%的藉由熱或光而硬化之黏合劑成分。
[5]如[1]至[4]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,所述著色硬化膜為黑色硬化膜。
[6]如[1]至[5]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,上述著色硬化膜之膜厚每1μm的光學密度(OD)為2μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.60以上且1.90以下;
若將所述透明硬化膜的折射率設為n2,則滿足n1/n2大於1.00且未達1.70。
[7]如[1]至[6]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,於所述著色硬化膜與所述透明硬化膜之間具有第二著色硬化膜。
本發明的其它實施態樣有關於下述[8]之透明硬化膜用組成物。
[8]一種透明硬化膜用組成物,其為用以形成[1]至[7]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜所具有的前述透明硬化膜,所述透明硬化膜用組成物中含有:
選自由無機填料、有機填料、含氟樹脂及聚矽氧系樹脂所組成的群組中的一種以上,及
溶劑。
本發明的其它實施態樣關於下述[9]至[10]的資訊顯示裝置。
[9]一種資訊顯示裝置,具有[1]至[7]中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜。
[10]如[9]所述的資訊顯示裝置,其中具有包含所述資訊顯示裝置用硬化膜的有機EL面板。
根據本發明,可提供一種同時滿足高遮光與低反射的資訊顯示裝置用硬化膜、用以製作該資訊顯示裝置用硬化膜的透明硬化膜用組成物、及具有該資訊顯示裝置用硬化膜的資訊顯示裝置。
以下,對本發明的一實施態樣所涉及的資訊顯示裝置用硬化膜進行詳細說明。上述資訊顯示裝置用硬化膜包含著色硬化膜及透明硬化膜。再者,本說明書中的「資訊顯示裝置」意指以能夠視認的方式來顯示圖像、影像、文字資訊等資訊的顯示器等裝置。
上述著色硬化膜能夠用於資訊顯示裝置,為膜厚每1μm的光學密度(OD)成為0.1μm-1以上且5μm-1以下的硬化膜。著色硬化膜的種類並無特別限定,可為公知的CF及BK光阻等。
著色硬化膜的膜厚每1μm的光學密度(OD)為0.1μm-1以上且5μm-1以下。若所述OD為0.1μm-1以上,由於會某種程度地反射光,因此容易產生由外部光反射所致的對比度下降(視認性下降)的問題,故藉由設為本實施態樣的構成而消除該問題的效果顯著。
當著色硬化膜為黑色硬化膜時,著色硬化膜的所述OD較佳為2μm-1以上且5μm-1以下,更佳為3μm-1以上且4.5μm-1以下。另外,當著色硬化膜為紅色、綠色或藍色(RGB)的硬化膜時,著色硬化膜的所述OD較佳為0.2μm-1以上且1μm-1以下。當著色硬化膜為白色或灰色的硬化膜時,著色硬化膜的所述OD較佳為0.1μm-1以上且2μm-1以下。著色硬化膜的所述OD也可根據樹脂的種類而改變,可以根據著色劑的種類及量而調整為所述範圍。
再者,本說明書中,著色硬化膜及透明硬化膜的光學密度(OD)可設為使用麥克伯透射密度計(Macbeth transmission densitometer)(X-rite公司製造的「X-rite361T(V)」)所測定的值。膜厚每1μm的光學密度(OD)可使用階差計(KLA-Tencor公司製造之「Tencor P-17」),以測定範圍500μm、掃描速度50μm/
秒、取樣率20Hz的條件測定到的硬化膜的平均厚度(μm)除以上述光學密度(OD)而求出。
著色硬化膜的折射率n1為1.30以上且2.00以下。著色硬化膜的折射率n1較佳為1.40以上且1.90以下。著色硬化膜為黑色硬化膜時的折射率n1較佳為1.60以上且1.90以下。著色硬化膜的所述OD也會因為樹脂的種類而改變,但可藉由著色劑的種類及量來調整為所述範圍。
再者,於本說明書中,著色硬化膜及透明硬化膜的折射率可使用橢圓光譜偏光儀(J.A.Woollam公司製造之「alpha-SE」),從65°、70°、75°的角度測定正式硬化(後烘烤)後的膜,之後進行解析而求出。
著色硬化膜的膜厚為0.5μm以上且50μm以下。著色硬化膜的膜厚較佳為0.7μm以上且45μm以下。
上述透明硬化膜為配置於著色硬化膜的外表面側的透明的硬化膜。透明硬化膜只要具有不妨礙著色硬化膜的色調的視認性的程度的透明性即可,例如較佳為膜厚每1μm的透射率為80%以上。
透明硬化膜為折射率低於著色硬化膜的硬化膜。入射至資訊顯示裝置的外部光在到達折射率高的著色硬化膜之前先通過折射率較低的透明硬化膜,藉此,可抑制於著色硬化膜的界面的外部光的反射。尤其,若欲藉由顏料濃度的提高等來提高著色硬化膜的遮光度,則著色硬化膜的折射率也會跟著變高,而變得更容易產生著色硬化膜的界面處的外部光的反射。相對於此,藉由利用與著色硬化膜分開配置的透明硬化膜來抑制外部光的反射,可更容易地兼顧著色硬化膜的遮光度的提升(高遮光)與透明硬化膜的反射率的降低(低反射)。
透明硬化膜之折射率n2係以相對於著色硬化膜之折射率n1,成為滿足n1/n2大於1.00且未達2.00之方式設定。若n1/n2大於1.00,則不會提高透明硬化膜的遮光度,因此保障著色硬化膜的色調的視認性。若n1/n2未達2.00,則透明硬化膜與著色硬化膜之間的折射率的差不會變得過大,因此在這些硬化膜的界面的外部光的反射會得到抑制。從上述觀點來看,n1/n2較佳為大於1.00且為1.80以下。於著色硬化膜為黑色硬化膜之情形時,n1/n2更佳為大於1.00且未達1.70,又更佳為1.10以上且1.60以下,又更佳為1.20以上且1.50以下,又更佳為1.25以上且1.45以下,尤佳為1.25以上且1.40以下。
透明硬化膜之折射率n2大於1.00且未達2.00,較佳為大於1.00且未達1.90,更佳為1.10以上且1.70以下,又更佳為1.20以上且1.50以下。若透明硬化膜的折射率n2為所述範圍,則容易將n1/n2調整為較佳的範圍。
透明硬化膜的膜厚為20nm以上250nm以下。根據本發明者等人的見解,資訊顯示裝置用硬化膜的反射率會因為透明硬化膜的膜厚而大幅改變。而且,若透明硬化膜的膜厚為所述範圍,則可充分地降低資訊顯示裝置用硬化膜的反射率。從所述觀點來看,透明硬化膜的膜厚較佳為30nm以上且200nm以下,更佳為40nm以上且180nm以下,又更佳為40nm以上且120nm以下。再者,於透明硬化膜包含填料成分[後述的(h)成分]時,為了不產生由從透明硬化膜的表面突出的填料成分所造成的折射率的變化,透明硬化膜的膜厚較佳為大於填料的尺寸(填料為粒子狀時為平均粒徑,填料為非粒子狀時為長徑)。
本實施態樣中,可藉由調整著色硬化膜與透明硬化膜的膜厚的比率或折射率的比率(n1/n2)等,而調整作為該等積層體的資訊顯示裝置用硬化膜的
反射率(自透明硬化膜側入射的光的反射率)。上述反射率較佳為5%以下,更佳為0%以上且5%以下,又更佳為0%以上且3%以下,尤佳為0%以上且1%以下。
1.硬化膜用組成物
上述資訊顯示裝置用硬化膜只要具有上述的特性,便可為任意者。例如,所述資訊顯示裝置用硬化膜可設為由以下的組成物製造的著色硬化膜與透明硬化膜的組合。
[著色硬化膜]
著色硬化膜較佳為使包含(a)鹼可溶性樹脂、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合起始劑、(d)著色劑、(e)偶合劑及(f)溶劑的感光性樹脂組成物硬化而成者。
[(a)成分]
(a)成分為鹼可溶性樹脂。藉由含有(a)成分,可賦予感光性樹脂組成物對於鹼顯影的可溶性。
作為(a)成分的鹼可溶性樹脂較佳為於1分子中具有聚合性不飽和基、及用以表現鹼可溶性的酸性基,更佳為含有聚合性不飽和基與羧基兩者。鹼可溶性樹脂只要為具有所述聚合性不飽和基及酸性基的樹脂,便無特別限定,可廣泛地使用。所述鹼可溶性樹脂兼具聚合性不飽和基與羧基,因此具有作為黏合劑的作用,另外,除了賦予感光性樹脂組成物優異的光硬化性以外,還賦予良好的顯影性及圖案化特性(圖案線寬、圖案直線性),使著色硬化膜的物性提高。
作為本實施態樣之(a)成分之鹼可溶性樹脂,較佳為使具有2個以上環氧基的環氧化合物與(甲基)丙烯酸之反應物進而與多元酸羧酸或其酐反應而獲得的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂。於製造上述鹼可溶性樹脂時,是藉由羥基與多元酸羧酸的反應而生成聚酯,但以其平均聚合度為2至500左右之
低分子量較佳。再者,所謂的「(甲基)丙烯酸」為丙烯酸及甲基丙烯酸的統稱,「(甲基)丙烯醯基」為丙烯醯基及甲基丙烯醯基的統稱,意指該等的一者或兩者。
所述具有2個以上環氧基的環氧化合物的例子包括:雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚茀型環氧化合物、雙萘酚茀型環氧化合物、二苯基茀型環氧化合物、酚酚醛清漆型環氧化合物、(鄰,間,對-)甲酚酚醛清漆型環氧化合物、酚芳烷基型環氧化合物、聯苯型環氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC-7000L:日本化藥股份有限公司製造)、萘酚芳烷基型環氧化合物、三酚甲烷(tris-phenol methane)型環氧化合物(例如,EPPN-501H:日本化藥股份有限公司製造)、四酚乙烷型環氧化合物等具有芳香族結構的環氧化合物;多元醇之縮水甘油醚、多元羧酸之縮水甘油酯、以甲基丙烯酸與甲基丙烯酸縮水甘油酯之共聚物為代表的含有(甲基)丙烯酸縮水甘油酯作為單元之具有(甲基)丙烯醯基之單體的共聚物、氫化雙酚A二縮水甘油醚(例如,Rikaresin HBE-100:新日本理化股份有限公司製,「Rikaresin」為該公司的註冊商標)等具有縮水甘油基之環氧化合物、1,4-環己烷二甲醇-雙3,4-環氧基環己烷羧酸酯、2-(3,4-環氧基)環己基-5,1-螺(3,4-環氧基)環己基-間-二噁烷(例如Araldite CY175:Huntsman公司製造,「Araldite」為該公司之註冊商標)、雙(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯(例如CYRACURE UVR-6128:陶氏化學公司製)、3',4'-環氧基環己基甲基3,4-環氧基環己烷羧酸酯(例如,CELLOXIDE 2021P:DAICEL股份有限公司製,「CELLOXIDE」為該公司的註冊商標)、丁烷四羧酸四(3,4-環氧基環己基甲基)修飾ε-己內酯(例如EPOLEAD GT401:DAICEL股份有限公司製,「EPOLEAD」為該公司的註冊商標)、具有環氧基環己基之環氧化合物(例如HiREM-1:四國化成工業股份有限公司製)、具有二環戊二烯骨架之多官能環氧
化合物(例如HP7200系列:DIC股份有限公司製)、2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物(例如EHPE3150:DAICEL股份有限公司製)等脂環式環氧化合物、環氧化聚丁二烯(例如,NISSO-PB.JP-100:日本曹達股份有限公司製造,「NISSO-PB」為該公司的註冊商標)、具有聚矽氧骨架的環氧化合物等。
上述環氧化合物中,較佳為下述通式(1)所表示的雙酚型環氧化合物、下述通式(3)所表示的酚酚醛清漆型環氧化合物及(鄰,間,對-)甲酚酚醛清漆型環氧化合物。
式(1)中,R1及R2獨立地表示氫原子、碳數為1至5的直鏈或分枝鏈的烷基或鹵素原子,W表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、下述通式(2)所表示之茀-9,9-二基或單鍵,n為0以上且10以下之整數。
式(3)中,R3至R6獨立地表示氫原子、碳數為1至5的直鏈或分枝鏈的烷基、碳數為5至9的環烷基、或碳數為6至10的芳基,R7至R17獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至5的直鏈或分枝鏈的烷基、碳數為1至5的烯基、碳數為1至5的炔基、碳數為5至9的環烷基、碳數為6至10的芳基、或碳數1至5之烷氧基,m表示1至5之整數。
從進一步提高顯影性、細線密接性的觀點來看,更佳為通式(1)所表示的雙酚型環氧化合物。
上述通式(1)所表示之雙酚型環氧化合物係由雙酚類所衍生。所述雙酚類的例子包括:雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)酮、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)碸、雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)茀、4,4’-聯酚、3,3'-聯酚等。其中,
從進一步提高耐熱性的觀點來看,較佳為具有茀-9,9-二基之雙酚類。該等雙酚類可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
又,獲得(a)成分時所使用的多元酸羧酸或其酐較佳為將(A)二羧酸或三羧酸或其酸單酐與(B)四羧酸或其酸二酐組合使用。
(A)二羧酸或三羧酸或其酸單酐的例子包括:鏈式烴二羧酸或三羧酸、脂環式二羧酸或三羧酸、芳香族二羧酸或三羧酸、或該等的酸單酐等。
鏈式烴二羧酸或三羧酸的例子包括:琥珀酸、乙醯基琥珀酸、馬來酸、己二酸、伊康酸、壬二酸、檸蘋酸、丙二酸、戊二酸、檸檬酸、酒石酸、側氧戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸等二羧酸或三羧酸,以及經導入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
另外,脂環式二羧酸或三羧酸的例子包括:環丁烷二羧酸、環戊烷二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、甲基四氫鄰苯二甲酸、甲基-3,6-內亞甲基四氫鄰苯二甲酸、氯橋酸、六氫偏苯三酸、降冰片烷二羧酸等二羧酸或三羧酸,及經導入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
另外,芳香族二羧酸或三羧酸的例子包括:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三酸(trimellitic acid)、1,8-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸等二羧酸或三羧酸、及經導入任意取代基的二羧酸或三羧酸等。
於二羧酸或三羧酸中,較佳為使用該等的酸單酐。上述二羧酸或三羧酸或其酸單酐可僅單獨使用其一種,亦可併用兩種以上。
(B)四羧酸或其酸二酐的例子包括:鏈式烴四羧酸、脂環式四羧酸、芳香族四羧酸、或該等的酸二酐。
鏈式烴四羧酸的例子包括:丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸等四羧酸及經導入任意取代基的四羧酸。
脂環式四羧酸的例子包括:環丁烷四羧酸、環戊烷四羧酸、環己烷四羧酸、環庚烷四羧酸、降冰片烷四羧酸等四羧酸,以及經導入任意取代基的四羧酸。
芳香族四羧酸的例子包括:均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯苯四羧酸、二苯醚四羧酸、二苯基碸四羧酸、萘-1,4,5,8-四羧酸、萘-2,3,6,7-四羧酸等四羧酸以及經導入任意取代基的四羧酸。
於上述四羧酸或其酸二酐中,較佳為使用其酸二酐。再者,上述四羧酸或其酸二酐可僅單獨使用其一種,亦可併用兩種以上。
此時的(A)二羧酸或三羧酸或其酸單酐與(B)四羧酸或其酸二酐的莫耳比(A)/(B)較佳為0.01以上且10.0以下,更佳為0.02以上且未達3.0。若莫耳比(A)/(B)於所述範圍內,則可獲得用以製成具有良好的光圖案成形性的感光性樹脂組成物的最佳分子量。又,莫耳比(A)/(B)愈小則分子量愈大,而有鹼溶解性降低的傾向。
又,環氧化合物與(甲基)丙烯酸的反應、及藉由該反應所獲得之(甲基)丙烯酸環氧酯與多元酸或其酸酐的反應並無特別限定,例如可採用日本專利特開平8-278629號公報等中所記載的公知方法。
又,從調整溶解速度的觀點來看,上述反應所合成的鹼可溶性樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳為1000以上且20000以下,更佳為2000以上且10000以下,酸價較佳為30mgKOH/g以上且200mgKOH/g以下。上述鹼可溶性樹脂的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析(GPC)「HLC-8220GPC」(Tosoh
股份有限公司製造)而求出。又,酸價例如可使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造)而求出。
再者,作為上述(a)成分的鹼可溶性樹脂可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
[(b)成分]
(b)成分為光聚合性化合物。藉由含有(b)成分,可成為曝光靈敏度及顯影性良好者。
所述(b)的光聚合性化合物的例子包括:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等具有羥基的(甲基)丙烯酸酯類;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的環氧烷改質六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯類;作為樹枝狀聚合物(dendrimer)型多官能丙烯酸酯、作為具有乙烯性雙鍵的化合物之具有(甲基)丙烯酸基的樹枝狀聚合物等。上述光聚合性化合物可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
上述(a)成分與上述(b)成分之調配比率以重量比(a)/(b)計較佳為30/70以上且90/10以下,更佳為40/60以上且80/20以下。若所述(a)成分的調配
比例為30/70以上,則光硬化後的硬化膜的硬度充分,另外,於未曝光部中塗膜的酸價足夠高,因此鹼顯影性良好,可形成直線且尖銳的圖案。又,若上述(a)成分調配比率為90/10以下,則光反應性官能基於樹脂中所占之比率充分,因此可形成所需之交聯結構。另外,樹脂成分中的酸價為適當,曝光部對於鹼性顯影液的溶解性不會過高,因此可抑制所形成的圖案變得比目標的線寬更細、或圖案的缺損。
[(c)成分]
(c)成分為光聚合起始劑。藉由含有(c)成分,照射到放射線(例如紫外線)的部分的反應充分進行,可使顯影時的硬化的部分的溶解性降低而形成所需的微細的圖案。
作為光聚合起始劑,只要為能夠使具有聚合性不飽和鍵且可加成聚合的化合物開始聚合之化合物,則並無特別限定。光聚合起始劑的例子包括:苯乙酮化合物、三嗪化合物、安息香(benzoin)化合物、二苯甲酮化合物、硫雜蒽酮(thioxanthone)化合物、咪唑化合物、肟酯化合物等。再者,於本說明書中使用的光聚合起始劑為包括敏化劑的含義。
苯乙酮化合物的例子包括:苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的寡聚物等。
三嗪化合物的例子包括:2,4,6-參(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-
4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(胡椒基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
安息香化合物的例子包括:安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、安息香第三丁醚等。
二苯甲酮化合物的例子包括:二苯甲酮、鄰苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(第三丁基過氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4,4'-雙(N,N-二乙基胺基)二苯甲酮等。
硫雜蒽酮化合物的例子包括:硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮、4-異丙基硫雜蒽酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮、2,4-二氯硫雜蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫雜蒽酮等。
咪唑化合物的例子包括:2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4,5-三芳基咪唑二聚物等。
肟酯化合物的例子包括:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-雙環庚基-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-金剛烷基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-金剛烷基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-四氫呋喃基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-四氫呋喃基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔
唑-3-基]-噻吩基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-噻吩基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-嗎啉基甲烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-嗎啉基甲烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-雙環庚烷羧酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-三環癸烷羧酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-金剛烷羧酸酯、1-[4-(苯基硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮=2-鄰苯甲醯肟、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)咔唑-3-基]乙酮-鄰乙醯基肟、(2-甲基苯基)(7-硝基-9,9-二丙基-9H-茀-2-基)-乙醯基肟、乙酮,1-[7-(2-甲基苯甲醯基)-9,9-二丙基-9H-茀-2-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-(-9,9-二丁基-7-硝基-9H-茀-2-基)-1-鄰乙醯基肟、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、1,2-辛二烯,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-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-(O-乙醯基肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯、4-乙氧基-2-甲基苯基-9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基-O-乙醯基肟等。上述光聚合起始劑可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
尤其在製成含有高濃度的遮光劑之感光性樹脂組成物的情形時,較佳為使用O-醯基肟系化合物類(包含酮肟)。具體的化合物群的例子包含通式(4)或通式(5)所表示的O-醯基肟系光聚合起始劑。於該等化合物群中,在以高顏料濃度使用遮光劑的情形及形成遮光膜圖案的情形時,較佳為使用365nm下的莫耳吸光係數為10000L/mol‧cm以上之O-醯基肟系光聚合起始劑。
式(4)中,R18、R19分別獨立地為C1至C15的之烷基、C6至C18的芳基、C7至C20的芳烷基或C4至C12的雜環基,R20為C1至C15的烷基、C6至C18之芳基或C7至C20的芳烷基。此處,烷基及芳基可經C1至C10的烷基、C1至C10的烷氧基、C1至C10的烷醯基、鹵素取代,伸烷基部分可含有不飽和鍵、醚鍵、硫醚鍵、酯鍵。另外,烷基可為直鏈、分枝或環狀的任一種烷基。
式(5)中,R21及R22分別獨立地為碳數1至10之直鏈狀或分枝狀的烷基、或碳數4至10的環烷基、環烷基烷基或烷基環烷基、或是可經碳數1至6的烷基取代的苯基。R23獨立地為碳數2至10的直鏈狀或分枝狀的烷基或烯基,該烷基或烯基中的-CH2-基的一部分可經-O-基取代。再者,該等R21至R23之基中的氫原子的一部分也可經鹵素原子取代。
作為成分(c),亦可使用活性自由基產生劑或產酸劑。
活性自由基產生劑的例子包括:2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2,2'-雙(鄰氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2'-聯咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基
蒽醌、二苯甲醯(benzil)、9,10-菲醌、樟腦醌、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦(titanocene)化合物等。
產酸劑的例子包括:4-羥基苯基二甲基鋶對甲苯磺酸鹽、4-羥基苯基二甲基鋶六氟銻酸鹽、4-乙醯氧基苯基二甲基鋶對甲苯磺酸鹽、4-乙醯氧基苯基/甲基/苄基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶對甲苯磺酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、二苯基錪鎓對甲苯磺酸鹽、二苯基錪鎓六氟銻酸鹽等鎓鹽類、硝基苄基甲苯磺酸鹽類、安息香甲苯磺酸鹽類等。
又,也可以添加下述化合物:化合物本身雖然不作為光聚合起始劑或敏化劑來發揮作用,但能夠藉由與上述化合物組合使用而使光聚合起始劑或敏化劑能力增大。這樣的化合物的實例包括胺系化合物,該胺系化合物在與二苯甲酮組合使用時會有使光聚合起始劑或敏化劑能力增大的效果。所述胺系化合物的例子包括:三乙胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲基胺基安息香酸甲酯、4-二甲基胺基安息香酸乙酯、4-二甲基胺基安息香酸異戊酯、安息香酸2-二甲基胺基乙酯、4-二甲基胺基安息香酸2-乙基己酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮等。
相對於(a)成分與(b)成分之合計100質量份,(c)成分的含量較佳為3質量份以上且30質量份以下,更佳為4質量份以上且25質量份以下,更佳為4質量份以上且15質量份以下。若(c)成分的含量為3質量份以上,則具有適當的光聚合的速度,因此可保障充分的靈敏度。又,若(c)成分的含量為30質量份以下,則可再現出忠實於遮罩的線寬,並且可使圖案邊緣銳利。
[(d)成分]
(d)成分為著色劑。藉由含有(d)成分,可充分獲得著色硬化膜的遮光性。
作為本實施態樣的(d)成分的著色劑,可使用黑色顏料、有機顏料、染料。
黑色顏料的例子包括:並黑、花青黑(cyanine black)、苯胺黑、內醯胺黑、碳黑、鈦黑、氧化鉻、氧化鐵等。
有機顏料的例子可列舉:偶氮顏料、縮合偶氮顏料、次甲基偶氮(azomethine)顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二噁嗪顏料、士林(threne)顏料、並顏料、紫環酮顏料、喹啉酮顏料、二酮吡咯并吡咯顏料、硫靛顏料等。亦包括將這些有機顏料單獨使用者、或將選自這些有機顏料的至少2色進行混合而擬黑色者。
再者,於使用混色有機顏料作為(d)成分之情形時,可使用的有機顏料的例子包括以顏色索引名計為以下之編號者,但並不限定於此。
顏料紅2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等;
顏料橙5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等;
顏料黃1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等;
顏料綠7、36、58等;
顏料藍15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、80等;
顏料紫19、23、37等;
顏料白6、24、27等。
又,當使用染料作為(d)成分之情形時,所能使用的化合物的例子包括顏色索引名為以下的編號的化合物,但並不限定於此。
C.I.直接紅20、28、37、39、44、83,C.I.酸性紅6、8、9、13、14、18、26、27、37、51、52、87、88、89、92、94、97、111、114、115、122、134、145、154、180、183、184、186、198、486,C.I.鹼性紅12、13、18、27,C.I.分散紅5、7、13、17、58、60、72、88、206,C.I.溶劑紅1、3、8、23、24、25、27、30、49、83、100、109、125、132,C.I.活性紅17、120,C.I.媒染紅7等;
C.I.溶劑綠3、28、32、33,C.I.酸性綠3、9、16、18、25,C.I.鹼性綠1、4,C.I.直接綠28、59等;
C.I.溶劑藍25、35、36、38、45、55、64、67、70、129,C.I.直接藍25、86、90、108,C.I.酸性藍1、7、9、15、29、40、83、103、104、129、158、161、249,C.I.鹼性藍1、3、7、9、25、26、41、77,C.I.分散藍56、60、81、87、149、165、197、211、214,C.I.甕藍(pad blue)4、5,C.I.活性藍19、49等;
C.I.溶劑黃2、14、15、16、21、25、33、56、82、88、89、146,C.I.分散黃3、4、7、31、42、54、60、61、64、87、198,C.I.酸性黃1、3、11、17、23、38、40、42、76、98、99,C.I.直接黃1、11、12、28,C.I.鹼性黃1、21,C.I.活性黃2,C.I.媒染黃5等;
C.I.溶劑橙6、45、56,C.I.酸性橙1、3、7、8、10、20、24、28、33、56、74,C.I.直接橙1、26,C.I.分散橙5等;
C.I.溶劑紫2、8、9、11、13、14,C.I.直接紫22,C.I.酸性紫49,C.I.鹼性紫7、10,C.I.分散紫24等;
C.I.直接棕6、58、95、101、173,C.I.酸性棕14等。
上述(d)成分可根據目標感光性樹脂組成物之功能而僅單獨使用其一種,亦可併用兩種以上。
上述著色劑中,較佳為將黑色顏料或有機顏料混合2色以上而獲得的擬黑色有機顏料。藉此,將著色硬化膜作為黑色硬化膜而使用於黑色光阻等為較佳。就遮光性、表面平滑性、分散穩定性、與樹脂的相容性良好的方面而言,更佳為黑色顏料的內醯胺黑、碳黑、鈦黑,又更佳為內醯胺黑、碳黑。
關於(d)成分的調配比例,可根據所需的遮光度而任意決定,相對於感光性樹脂組成物中的固形物成分,較佳為1質量%以上且60質量%以下,更佳為2質量%以上且60質量%以下,又更佳為3質量%以上且60質量%以下,尤佳為5質量%以上且60質量%以下。相對於感光性樹脂組成物中的固體成分,若遮光劑為1質量%以上,則可獲得遮光性。若遮光劑為60質量%以下,則含有充分量之感光性樹脂,故可獲得所需的顯影特性及膜形成能力。
(d)成分的平均粒徑較佳為10nm至300nm,更佳為30nm至250nm,特佳為50nm至220nm。於所述遮光成分的平均粒徑為10nm以上的情況,所述著色硬化膜的遮光性充分,若為300nm以下,則所述著色硬化膜的表面平滑性、所述遮光成分的分散均勻性為良好。再者,遮光成分的平均粒徑可藉由利用動態光散射法等的粒度分佈測定而求出。
上述(d)成分通常作為分散於分散介質中的遮光成分分散體而與其它調配成分混台,此時可添加分散劑。分散劑可無特別限制地使用用於顏料(遮光成分)分散的公知化合物(以分散劑、分散濕潤劑、分散促進劑等名稱於市面販售的化合物等)等。
分散介質的例子包括:丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等。
分散劑的例子包括:陽離子性高分子系分散劑、陰離子性高分子系分散劑、非離子性高分子系分散劑、顏料衍生物型分散劑(分散助劑)。尤其,上述分散劑較佳為具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、一級胺基、二級胺基或三級胺基等陽離子性官能基來作為對著色劑的吸附點,且胺價為1mgKOH/g以上且100mgKOH/g以下,數量平均分子量(Mn)為1000以上且100000以下的範圍之陽離子性高分子系分散劑。相對於遮光成分,該分散劑的調配量較佳為1質量%以上且35質量%以下,更佳為2質量%以上且25質量%以下。再者,如樹脂類的高黏度物質通常具有使分散穩定的作用,但不具有分散促進能力的物質並不視為分散劑。然而,這並不限制以穩定分散為目的來使用。
[(e)成分]
(e)成分為偶合劑。藉由含有矽烷偶合劑作為(e)成分,可提高感光性樹脂組成物的玻璃表面與硬化膜之間的化學鍵結所致的密接性。
矽烷偶合劑較佳為具有胺基、異氰酸酯基、脲基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸基、巰基等作為反應基者,更佳為具有環氧基、異氰酸酯基、甲基丙烯酸基者。所述偶合劑的具體例包括:3-(縮水甘油氧基)丙基三甲氧基矽
烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等。
相對於感光性樹脂組成物的固體成分,矽烷偶合劑的含量較佳為0.3質量%以上且2質量%以下,更佳為0.7質量%以上且1.4質量%以下。若矽烷偶合劑的含量為0.3質量%以上,則於玻璃基板與硬化膜之間可獲得充分的密接性。若矽烷偶合劑的含量為2質量%以下,則可抑制產生凝結異物。再者,於基底使用的是有機膜等而非玻璃基板時,(e)成分之含量可為未達0.1質量%。
[(f)成分]
(f)成分為溶劑。藉由包含(f)成分,可獲得包含所述(a)成分至(e)成分的液體狀的感光性樹脂組成物。
(f)成分的例子包括:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇等醇類,α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯類,丙酮、甲基乙基酮、環己酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等酮類,甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烴類,甲基賽璐蘇、乙基賽璐蘇、甲基卡必醇,乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚等二醇醚類,乙酸乙酯、乙酸丁酯、賽璐蘇乙酸酯、乙基賽璐蘇乙酸酯、丁基賽璐蘇乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯等乙酸酯類等。(f)成分可僅單獨使用其一種,亦可併用兩種以上。
(f)成分的含量根據目標的黏度而改變,相對於感光性樹脂組成物的總質量,較佳為60質量%以上且90質量%以下。若(f)成分的含量為60質量
%以上,則可設為容易將感光性樹脂組成物塗佈於基板上的黏度,若為90質量%以下,則可縮短將感光性樹脂組成物塗佈於基板上後的乾燥所需的時間。
[其它成分]
於上述感光性樹脂組成物中,可視需要而調配其它樹脂成分、界面活性劑、硬化劑、硬化促進劑、熱聚合抑制劑及抗氧化劑、塑化劑、填充劑、調平劑、消泡劑、黏度調整劑、紫外線吸收劑等添加劑。
其它樹脂成分的例子包括:乙烯基樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚胺酯樹脂、聚醚樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂等。
環氧樹脂的例子包括:雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚茀型環氧化合物、雙萘酚茀型環氧化合物、二苯基茀型環氧化合物、酚酚醛清漆型環氧化合物、甲酚酚醛清漆型環氧化合物、酚芳烷基型環氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC-7000L:日本化藥股份有限公司製造)、聯苯型環氧化合物(例如,jER YX4000:三菱化學股份有限公司製造)、萘酚芳烷基型環氧化合物、三酚甲烷型環氧化合物(例如,EPPN-501H:日本化藥股份有限公司製造)、四酚乙烷型環氧化合物、多元醇的縮水甘油醚、多元接酸的縮水甘油酯,以甲基丙烯酸與甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物為代表的包含(甲基)丙烯酸縮水甘油酯作為單元的具有(甲基)丙烯醯基的單體之共聚物、氫化雙酚A二縮水甘油醚(例如,RIKALESIN HBE-100:新日本理化股份有限公司製造)等具有縮水甘油基的環氧化合物、1,4-環己烷二甲醇-雙3,4-環氧環己烷羧酸酯,2-(3,4-環氧基)環己基-5,1-螺(3,4-環氧基)環己基-間-二噁烷(例如Araldite CY175:Huntsman公司製)、雙(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯(例如CYRACURE UVR-6128:陶氏化學公司製)、3’,4’-環氧環己基甲基3,4-環氧環己
烷羧酸酯(例如CELLOXIDE 2021P:DAICEL股份有限公司製)、丁烷四羧酸四(3,4-環氧環己基甲基)修飾ε-己內酯(例如EPOLEAD GT401:DAICEL股份有限公司製)、具有環氧環己基的環氧化合物(例如HiREM-1:四國化成工業股份有限公司製)、具有二環戊二烯骨架的多官能環氧化合物(例如,HP7200系列:DIC股份有限公司製造)、2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物(例如,EHPE3150:大賽璐(DAICEL)股份有限公司製造)等脂環式環氧化合物、環氧化聚丁二烯(例如,NISSO-PB.JP-100:日本曹達股份有限公司製造)、具有聚矽氧骨架的環氧化合物等。
界面活性劑的例子包括:月桂基硫酸銨、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺等陰離子界面活性劑;硬脂胺乙酸酯、月桂基三甲基氯化銨等陽離子界面活性劑;月桂基二甲基氧化胺、月桂基羧基甲基羥基乙基咪唑啉鎓甜菜鹼等兩性界面活性劑;聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醚、山梨糖醇酐單硬脂酸酯等非離子界面活性劑、以聚二甲基矽氧烷等為主骨架的聚矽氧系界面活性劑、氟系界面活性劑等。上述界面活性劑可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
硬化劑的例子包括:有助於環氧樹脂的硬化的胺系化合物、多元接酸系化合物、酚樹脂、胺基樹脂、二氰二胺(dicyandiamide)、路易斯酸錯合物等。
硬化促進劑的例子包括:有助於促進環氧樹脂的硬化的三級胺、四級銨鹽、三級膦、四級鏻鹽、硼酸酯、路易斯酸、有機金屬化合物、咪唑類等。
熱聚合抑制劑及抗氧化劑的例子包括:對苯二酚、對苯二酚單甲醚、鄰苯三酚、第三丁基鄰苯二酚、啡噻嗪、受阻酚系化合物等。
塑化劑的例子包括:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等。填充劑的例子包括:玻璃纖維、二氧化矽、雲母、氧化鋁等。
調平劑和消泡劑的例子中包括聚矽氧系、氟系、丙烯酸系的化合物。
紫外線吸收劑的例子包括:苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物等。
上述感光性樹脂組成物可藉由混合上述(a)成分至(f)成分而獲得。
再者,上述感光性樹脂組成物也可包含無機填料、有機填料、含氟化合物及聚矽氧系樹脂,從抑制因直線性及顯影密接性的降低所引起之高精密性的降低的觀點來看,較佳為不包含該等,相對於(a)成分與(b)成分之合計100質量份,該等之合計量較佳為10質量份以下,更佳為5質量份以下,又更佳為1質量份以下。
上述感光性樹脂組成物的排除溶劑後的固形物成分(固形物成分中包含硬化後成為固形物之單體)中,較佳為合計含有80質量%以上之上述(a)至(e)成分,較理想為含有90質量%以上。
[透明硬化膜]
透明硬化膜係使包含(g)黏合劑成分與(i)溶劑之樹脂組成物硬化而成者,亦可包含用以調整由(g)黏合劑成分形成之透明硬化膜之折射率,使n1/n2成為上述範圍之(h)折射率調整劑。
[(g)成分]
(g)成分為黏合劑。藉由含有(g)成分,可使硬化時的靈敏度變得良好。
(g)成分可為藉由熱或光而硬化的化合物的硬化物,也可為不硬化的樹脂成分。該等之中,(g)成分較佳為藉由熱或光而硬化的化合物的硬化物。作為藉由熱或光而硬化的黏合劑的(g)成分的例子,可無特別限制地使用作為(a)成分而列舉的含有聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂、或(b)成分、使作為(b)成分而列舉的光聚合性化合物聚合而成的樹脂、作為其它樹脂成分而例示的樹脂等,該等可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
又,藉由將環氧樹脂單獨使用或與其它樹脂併用使用而作為(g)成分,即便於低溫下亦可使塗膜硬化。使用環氧樹脂作為成分(g)時,亦可併用硬化劑或硬化促進劑。作為該等硬化劑或硬化促進劑,可無特別限制地使用例示作為其它樹脂成分的硬化劑及硬化促進劑,該等可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
又,(g)成分亦可為含氟化合物及聚矽氧系樹脂等折射率相對較低之樹脂。若使用該等樹脂,則於將透明硬化膜的折射率調整為所期望的範圍時,可以不需要(h)成分、或者可以減少(h)成分的使用量。
含氟化合物主要為具有全氟基之樹脂,作為其例子可列舉:甲基丙烯酸三氟乙酯、全氟烷基磺酸化合物、全氟烷基羧酸化合物、全氟烷基磷酸酯化合物、全氟烷基環氧乙烷加成物及於側鏈具有全氟烷基醚基之聚氧伸烷基醚聚合物化合物、DIC公司製造之UV硬化型低折射率樹脂(Defensa OP系列)等。
作為聚矽氧系樹脂的例子可列舉:側鏈改性聚二甲基矽氧烷、兩末端改性聚二甲基矽氧烷、單末端改性聚二甲基矽氧烷、側鏈兩末端改性聚二甲基矽氧烷等。
又,作為上述(g)成分之藉由熱或光而硬化之黏合劑,從塗佈性的觀點來看,重量平均分子量(Mw)較佳為30000以下,更佳為20000以下。上述黏合劑之重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析(GPC)「HLC-8220GPC」(Tosoh股份有限公司製造)而求出。
上述(g)成分較佳為於透明硬化膜用樹脂組成物的固形物成分中包含10質量%以上且90質量%以下,更佳為14%質量以上且75質量%以下。若上述(g)成分的調配比率為10質量%以上且90質量%以下,則可獲得特定範圍內的表面粗糙度之透明硬化膜。
於使用環氧樹脂、硬化劑及硬化促進劑的情況下,較佳為該等成分於透明硬化膜用樹脂組成物的固體成分中的合計為含有0.1質量%以上且20質量%以下。
[(h)成分]
(h)成分調整由(g)成分所形成的硬化膜的折射率。(h)成分為無機填料及有機填料等填料成分。藉由含有(h)成分,可降低透明硬化膜的反射率。
作為(h)成分之無機填料的例子可列舉:二氧化矽粒子、滑石、雲母、玻璃纖維、碳纖維、矽酸鈣、碳酸鎂粒子、碳酸鈣粒子、硫酸鈣粒子、硫酸鋇粒子、氧化鋁粒子、氧化鈦粒子、氟化鎂粒子、氟化鋰粒子、氟化鈣粒子、冰晶石粒子。其中,特佳為二氧化矽粒子、氟化鎂粒子、冰晶石(cryolite)粒子。
作為有機填料的例子可列舉:丙烯酸系聚合物粒子、胺酯系聚合物粒子、鐵氟龍(註冊商標)粒子。
上述二氧化矽粒子並無特別限制,可適當利用公知的能夠利用於透明硬化膜的二氧化矽粒子(例如日本特開2016-161926號公報所記載者等)。作
為此種二氧化矽粒子,從於透明硬化膜用樹脂組成物中的分散穩定性的觀點來看,更佳為經能夠於有機溶劑中分散的方式進行製造或表面處理而成者。作為此種經能夠於有機溶劑中分散之方式製造或經表面處理而成的二氧化矽粒子,可列舉:氣相二氧化矽、膠體二氧化矽、有機二氧化矽溶膠,而例如可較佳地使用以日產化學股份有限公司製造之有機二氧化矽溶膠、Admatechs股份有限公司製造之Admafine及Adma Nano、扶桑化學工業股份有限公司製造之膠體二氧化矽、有機二氧化矽溶膠及二氧化矽奈米粉末、日本Aerosil股份有限公司製造之氣相二氧化矽等商品名販售者中,可分散於有機溶劑者。
又,作為上述二氧化矽粒子,亦可使用中空二氧化矽粒子。再者,所謂的「中空二氧化矽粒子」,是指於粒子的內部具有空洞的二氧化矽粒子。於粒子的內部不具有空洞的二氧化矽粒子則設為「實心二氧化矽粒子」。
作為此種(h)成分之粒子,較佳為平均粒徑為10nm以上且150nm以下,更佳為20nm以上且140nm以下,又更佳為20nm以上且120nm以下。若此種平均粒徑未達上述下限,則容易引起粒子彼此的凝集而分散穩定性降低,若欲確保分散穩定性,則有需要使用大量分散劑的傾向,另一方面,若超過上述上限,則有圖案的直線性降低的傾向。
上述(h)成分的粒子的平均粒徑可隨機地選定100個粒子並計測粒子的長軸長與短軸長,藉由該等的算術平均來求出。再者,上述二氧化矽粒子的平均粒徑可使用動態光散射法的粒度分佈計「粒徑分析儀FPAR-1000」(大塚電子股份有限公司製造),藉由累積(cumulant)法進行測定。
進而,於處於上述範圍的情形時,也可以調整上述二氧化矽粒子內部的空洞比率(以下,稱為空隙率)。上述二氧化矽粒子的折射率根據空隙率之
大小而不同,因此無論透明基材的素材如何,均容易進行透明硬化膜之折射率之調整。再者,所謂的「空隙率」是指粒子內的空洞部於粒子中所占之比率。
上述二氧化矽粒子的空隙率可藉由使用穿透式電子顯微鏡而求出。二氧化矽粒子的空洞部分的密度較低,則於穿透式電子顯微鏡照片中空洞部分之對比變低,因此可確認二氧化矽粒子的外殼部分與空洞部分。根據上述顯微鏡照片,首先測定二氧化矽粒子的最長徑與最短徑,將其平均值作為該粒子的粒徑而求出將粒子形狀假設為正球狀之體積(V1)。其次,測定該粒子的空洞部的最長徑與最短徑,並將其平均值作為該空洞之直徑,並求出假定空洞部形狀為正球狀的體積(V2)。空隙率可以體積(V2)相對於體積(V1)的比率表示。
如上所述,上述二氧化矽粒子的形狀只要具有所需的空隙率,則並無特別限定。可為真球形狀,亦可為橢圓形狀。
又,作為上述(h)成分的折射率,較佳為1.20至1.60,更佳為1.30至1.50。藉由使用此種折射率小的填料,資訊顯示裝置用硬化膜的反射率會降低,資訊顯示裝置用硬化膜中的光的反射得到抑制。例如,二氧化矽粒子、氟化鎂粒子、冰晶石粒子等具有上述範圍之折射率。
(h)成分的折射率可由將(h)成分處理為粉末狀後與已知折射率的標準折射液混合而獲得的透明混合液來求出。此時,將上述混合液的標準折射液的折射率設為(h)成分的折射率。再者,(h)成分的折射率可使用阿貝折射計進行測定。
本發明所使用的二氧化矽粒子、氟化鎂粒子、冰晶石微粒子於氣相反應或液相反應之製造方法、或形狀(球狀、非球狀)並無特別限制。
又,如上所述,於使用含氟化合物及聚矽氧系樹脂作為(g)成分時,有可以藉由該等黏合劑來將透明硬化膜的折射率調整為所需之範圍的情況,因此亦存在無需(h)成分的情況。另一方面,於僅利用(g)成分難以將透明硬化膜之折射率調整至所需之範圍時,較佳為使透明硬化膜含有無機填料及有機填料等(h)成分。換言之,從將透明硬化膜的折射率調整為所期望的範圍的觀點來看,透明硬化膜較佳為包含無機填料、有機填料、含氟樹脂及聚矽氧系樹脂中的至少一種。
上述(h)成分在透明硬化膜用樹脂組成物的固形物成分中只要為0質量%以上且90質量%以下即可,較佳為含有10質量%以上且90質量%以下,更佳為含有15質量%以上且90質量%以下,尤佳為含有25質量%以上且85質量%以下。若上述(h)成分的調配比率為0質量%以上且90質量%以下,則可獲得特定範圍內的表面粗糙度之透明硬化膜。
又,併用上述(g)成分與上述(h)成分之情形時的調配比率以重量比(g)/(h)計,較佳為10/90以上且75/25以下,更佳為10/90以上且60/40以下。若上述(g)/(h)為10/90以上,則容易保障與基材之密接性,又,若上述(g)/(h)為75/25以下,則容易保障低反射特性。
[(i)成分]
(i)成分為溶劑。藉由含有(i)成分,可獲得含有上述(g)成分及(h)成分的液體狀的樹脂組成物。
作為上述(i)成分使用的溶劑,可無特別限制地使用作為上述(f)成分列舉之溶劑,該等溶劑可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
[其它成分]
於上述透明硬化膜用樹脂組成物中,可視需要而調配界面活性劑、或其它有機顏料、染料等。
界面活性劑可無特別限制地使用作為著色硬化膜的界面活性劑的例子而列舉的化合物,該等界面活性劑可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於固體成分的總質量,界面活性劑的含量較佳為0.001質量%以上且5質量%以下,更佳為0.01質量%以上且1質量%以下。若界面活性劑的含量相對於固形物成分的總質量為0.001質量%以上,則可為透明硬化膜之所期望的平滑性和抑制旋流坑(benard cell)。若為5質量%以下,則可獲得良好的塗膜物性。
有機顏料及染料的例子可無特別限制地使用作為上述(d)成分而列舉的有機顏料及染料,該等可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於固體成分的總質量,有機顏料及染料的含量較佳為0.1質量%以上且20質量%以下,更佳為1質量%以上且15質量%以下。若有機顏料及染料的含量相對於固形物成分的總質量為0.1質量%以上且20質量%以下,則可獲得特定範圍內的表面粗糙度的透明硬化膜。
上述透明硬化膜用樹脂組成物可藉由混合上述(g)至(i)成分而獲得。
上述透明硬化膜用樹脂組成物較佳為相對於作為(i)成分的溶劑,合計包含0.1質量%以上且5質量%以下的作為上述(g)、(h)成分的固形物成分(固形物成分包含在硬化後成為固形物的單體),較理想為包含1質量%以上且3質量%以下。
[第二著色硬化膜]
另外,所述資訊顯示裝置用硬化膜也可以於包含所述著色硬化膜用組成物的硬化膜、及包含所述透明硬化膜用組成物的透明硬化膜之間,包含第二著色硬化膜。相比於所述著色硬化膜,第二著色硬化膜光學密度(OD)小,可進行低反射化或反射色的顏色調整。
第二著色硬化膜是使包含有機顏料及染料、黏合劑成分、溶劑的樹脂組成物硬化而成。
第二著色硬化膜用樹脂組成物所含的有機顏料及染料、黏合劑、溶劑可無特別限制地使用作為(d)成分、(g)成分及(f)成分而列舉的有機顏料及染料、黏合劑、溶劑,該等可僅單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於第二著色硬化膜用樹脂組成物的固體成分的總質量,有機顏料及染料的含量較佳為0.1質量%以上且20質量%以下,更佳為1質量%以上且15質量%以下。若有機顏料及染料的含量相對於固體成分的總質量為0.1質量%以上且20質量%以下,則可獲得規定範圍內的表面粗糙度的第二著色硬化膜。
所述黏合劑成分較佳為於第二著色硬化膜用樹脂組成物的固體成分中含有10%以上且90%以下,更佳為14%以上且75%以下。若上述(g)成分的調配比率為10%以上且90%以下,則可獲得特定範圍內的表面粗糙度的第二著色硬化膜。
2.資訊顯示裝置用硬化膜的製造方法
以下對所述資訊顯示裝置用硬化膜的製造方法進行說明。
本發明的資訊顯示裝置用硬化膜的製造方法的一個例子,於使用藉由光而硬化的樹脂作為(g)成分的情況下,包括下述步驟:(1)塗膜形成步驟,
將所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物塗佈於透明基板上並使其乾燥,而形成所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物的塗膜;(2)曝光步驟,隔著光罩而對所述塗膜的一部分照射放射線;(3)顯影步驟,將照射過放射線的塗膜進行顯影,將未曝光部分去除;(4)加熱硬化步驟,對顯影後的塗膜進行加熱硬化;(5)清洗步驟,以短波長的放射線將加熱硬化後的塗膜進行清洗;(6)透明硬化膜形成步驟,將所述透明硬化膜用組成物塗佈於所述著色硬化膜上,並使其乾燥而形成透明硬化膜;(7)曝光步驟,隔著光罩對所述塗膜的一部分照射放射線;(8)顯影步驟,對照射過放射線的塗膜進行顯影,並將未曝光部分去除;(9)加熱硬化步驟,將顯影後的塗膜進行加熱硬化。另外,亦可省略(2)至(5),而將著色膜與透明硬化膜同時進行曝光及顯影。以下,對各步驟進行說明。
[塗膜形成步驟]
塗膜形成步驟是將所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物塗佈於基材上,並使其乾燥而形成塗膜的步驟。
上述基材可使用公知的基材。基材的例子包括:於玻璃基板、矽晶圓及塑膠基板(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺等)等上蒸鍍或圖案化有ITO(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)或金等透明電極者等。
感光性樹脂組成物的塗佈方法可使用公知的塗佈方法。所述塗佈方法的例子包括公知的溶液浸漬法、噴霧法、使用輥塗機、焊盤(land)塗佈機、狹縫塗佈機或旋轉機的方法等。藉由該等方法,可將上述感光性樹脂組成物塗佈成所需的厚度。
以上述方法塗佈的感光性樹脂組成物的乾燥方法可使用公知的乾燥方法。上述乾燥方法可以藉由利用烘箱、熱風送風機、加熱板、紅外線加熱器等的加熱、真空乾燥或將該等予以組合而進行。上述樹脂膜的加熱溫度及加熱時間可根據所使用的溶劑而適當選擇。上述加熱溫度及加熱時間可根據所使用的溶劑而適當選擇,例如較佳為於60至110℃下進行1至5分鐘。
[曝光步驟]
曝光步驟為隔著光罩對上述塗膜層的一部分照射放射線,而使上述塗膜(感光性樹脂組成物)與圖案對應的部分進行光硬化之步驟。
上述光罩可使用公知者。光罩的例子包括半色調(half-tone)遮罩、灰色調(gray-tone)遮罩等多色調遮罩。灰色調遮罩在具有透光性的基板上形成有遮光部及繞射光柵。繞射光柵為狹縫、點、網目等光透射區域之間隔在用於曝光之光的解析度極限以下之間隔,藉由該構成而控制光的透射率。半色調遮罩在具有透光性的基板上形成有遮光部及半透射部。藉由半透射部而控制用於曝光的光的透射率。
曝光步驟中的曝光裝置及其曝光照射條件可適當選擇。所照射的放射線的例子包括:可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束及X射線等。上述放射線之中,較佳為紫外線。又,照射放射線的裝置可使用公知的曝光裝置(超高壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、遠紫外線燈等)。又,所照射的放射線的波長較佳為250nm以上且400nm以下。放射線之曝光量較佳為25mJ/cm2以上且3000mJ/cm2以下。
[顯影步驟]
顯影步驟是對經放射線照射的塗膜進行鹼顯影,並將未曝光部的塗膜去除的步驟。
塗膜的顯影方法的例子包括:噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(dip)顯影法及覆液(puddle)顯影法等。再者,上述顯影方法可使用市售的顯影機或超音波洗淨機等來進行。
另外,適於顯影的顯影液的例子包括:鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽的水溶液、鹼金屬的氫氧化物的水溶液等。該等之中,較佳為使用含有碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等碳酸鹽0.05至3質量%的弱鹼性水溶液,於23至28℃的溫度下進行。再者,於顯影步驟中,可使用市售的顯影機或超音波清洗機等。
[加熱硬化步驟]
加熱硬化步驟為將顯影後的曝光部(塗膜)進行熱處理而進行正式硬化(後烘烤)之步驟。
將顯影後的曝光部(塗膜)進行加熱的方法可藉由公知的方法(利用烘箱、熱風送風機、加熱板、紅外線加熱器等而加熱、真空乾燥或該等之組合)來進行。加熱溫度只要為塗膜進行正式硬化(後烘烤)的溫度,即無特別限制。加熱溫度較佳為於60℃至250℃的溫度下進行20分鐘至60分鐘。
[洗淨步驟]
洗淨步驟係以短波長的放射線將加熱硬化後的塗膜洗淨,並去除塗膜表面的有機污染物質之步驟。
洗淨方法例如可使用利用低壓水銀燈照射184.9nm以及253.7nm的波長的紫外線,而進行照射1000mJ之方法。
[透明硬化膜形成步驟]
透明硬化膜形成步驟是將所述透明硬化膜用組成物塗佈於所述著色硬化膜上,並使其乾燥,再進行正式硬化(後烘烤),藉此形成透明硬化膜的步驟。
透明硬化膜用組成物的塗佈方法與所述著色硬化膜用組成物同樣地可使用公知的塗佈方法。
以所述方法塗佈後的組成物的乾燥方法,可與所述著色硬化膜用組成物同樣地使用公知的方法。上述樹脂膜的加熱溫度及加熱時間可根據所使用之溶劑而適當選擇。
[曝光步驟]
曝光步驟為對上述塗膜層的整體或隔著光罩對上述塗膜層的一部分來照射放射線,而使上述塗膜(感光性樹脂組成物)與圖案對應的部分光硬化之步驟。
所述光罩可與所述著色硬化膜用組成物同樣地使用公知者。曝光步驟中的曝光裝置及其曝光照射條件也可以與上述著色硬化膜用組成物同樣地進行適當選擇。
[顯影步驟]
顯影步驟是對經放射線照射的塗膜進行鹼顯影,並將未曝光部的塗膜去除的步驟。再者,於(7)的曝光步驟中使塗膜層的整體進行光硬化時,省略顯影步驟。
塗膜的顯影可使用與所述著色硬化膜用組成物相同的方法進行。另外,適於顯影的顯影液的例子也與所述著色硬化膜用組成物相同。
[加熱硬化步驟]
加熱硬化步驟為對顯影後的曝光部(塗膜)進行熱處理而進行正式硬化(後烘烤)之步驟。藉由所述方法而乾燥的塗膜的正式硬化的方法與所述著色硬化膜用組成物同樣地可使用公知的方法。
再者,就形成RGB的硬化膜的時序而言,可以是於(1)或(6)的步驟之前、或是於(9)的步驟之後,可以任意選擇。
本發明的資訊顯示裝置用硬化膜的製造方法於使用藉由熱而硬化的樹脂作為(g)成分的情況下,製造方法並不限定於下述步驟,但包含下述步驟:(1)塗膜形成步驟,將所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物塗佈於透明基板上並使其乾燥,而形成所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物的塗膜;(2)曝光步驟,隔著光罩對所述塗膜的一部分照射放射線;(3)顯影步驟,對照射過放射線的塗膜進行顯影,並將未曝光部分去除;(4)加熱硬化步驟,將顯影後的塗膜進行加熱硬化;(5)清洗步驟,利用短波長的放射線將加熱硬化後的塗膜進行清洗;(6)透明硬化膜形成步驟,將所述透明硬化膜用組成物塗佈於所述著色硬化膜上,並使其乾燥而形成透明硬化膜;以及(7')加熱硬化步驟,對所述塗膜實施加熱硬化處理。以下,針對與使用藉由光而硬化的樹脂作為(g)成分之情形不同的(7')的步驟進行說明。
[加熱硬化步驟]
加熱硬化步驟為將透明硬化膜進行正式硬化(後烘烤)之步驟。
加熱的方法可與所述著色硬化膜用組成物同樣地藉由公知的方法來進行。加熱溫度若為塗膜會進行正式硬化(後烘烤)的溫度,則並無特別限制。就加熱溫度而言,較佳為於60℃至250℃的溫度下進行20分鐘至60分鐘。
3.用以算出最佳膜厚的模擬
當欲使資訊顯示裝置用硬化膜的反射率成為某目標值以下時,透明硬化膜的折射率與膜厚的最佳組合可以是考量到著色硬化膜、透明硬化膜各自的折射率(n)與消光係數(k),而以基於光學薄膜解析方法的模擬來算出。模擬軟體例如使用「Essential Macleod」。基於該模擬結果,以成為目標折射率的方式來調整透明硬化膜的組成,並使用該組成物來形成硬化物,藉此可以獲得上述透明硬化膜。
在基於所述手法的反射率模擬中,是考慮到於透明硬化膜表面的反射光和在透明硬化膜與著色硬化膜的界面的反射光的干涉效果,而計算每個波長的反射率R1(λ)。將所算出的R1(λ)乘以標準分光視感效率V(λ),算出其最大值作為反射率Y(視感反射率)。而且,以所獲得的反射率Y成為所期望的程度的方式來決定著色硬化膜的折射率、透明硬化膜的折射率、各硬化膜的膜厚及各硬化膜的消光係數(k),而以可獲得滿足該等條件的硬化膜的方式來決定著色硬化膜及透明硬化膜的組成即可。
4.資訊顯示裝置用硬化膜
關於本發明的其它實施態樣的資訊顯示裝置用硬化膜是將所述著色硬化膜用感光性樹脂組成物與透明硬化膜用組成物硬化而成。上述硬化膜可使用作為有機EL面板或液晶顯示裝置等的彩色濾光片或黑色光阻。又,也可以使用作為Mini-LED或μLED的光轉換層的間隔壁等。尤其,於容易有外部光反射造成的視認性降低的問題的有機EL面板中,由本發明降低外部光反射所達到的視認性提高效果為顯著。
例如,上述資訊顯示裝置用硬化膜可以防止有機EL面板的外部光反射為目的,而使用彩色濾光片及黑色阻劑來取代以往的圓偏光板。藉此,
可抑制圓偏光板過度地吸收來自有機EL光而造成的發光效率降低,而且因為厚度可更小於圓偏光板,故可將有機EL面板作成更薄。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例而具體說明本發明的實施態樣,但本發明並不侷限於該等。
首先,由本發明的(a)成分的鹼可溶性樹脂的合成例來進行說明,合成例中的樹脂的評估只要無特別說明,則依以下方式進行。
再者,關於各種測定機器,當使用相同機種的情形時,自第2個使用該機種的相關記載起省略機器製造商的名稱。另外,實施例中,製作測定用附硬化膜的基板時所使用的玻璃基板均為實施相同的處理而使用。另外,關於各成分的含量,當小數第一位為0時,有時省略小數點後的表述。
[固體成分濃度]
固體成分濃度是使用將玻璃過濾器[重量:W0(g)]含浸合成例中所得到的樹脂溶液1g後的重量[W1(g)]、及於160℃加熱2小時後的重量[W2(g)],而藉由下式求出。
固體成分濃度(重量%)=100×(W2-W0)/(W1-W0)
[酸價]
酸價是使樹脂溶液溶解於二噁烷中,使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造)以1/10N-KOH水溶液進行滴定而求出。
[分子量]
分子量是藉由凝膠滲透層析(GPC)「HLC-8220GPC」(Tosoh股份有限公司製,溶劑:四氫呋喃,管柱:TSKgelSuper H-2000(2根)+TSKgelSuper H-3000(1
根)+TSKgelSuper H-4000(1根)+TSKgelSuper H-5000(1根)(Tosoh股份有限公司製造),溫度:40℃、速度:0.6ml/分鐘)進行測定,而求出重量平均分子量(Mw)作為標準聚苯乙烯(Tosoh股份有限公司製造,PS-低聚物套組)換算值。
以下,於合成例等中使用的簡稱如下所述。
BPFE:雙酚茀型環氧樹脂(通式(1)的化合物所示之W為茀-9,9-二基,R1及R2為氫,n為0至0.15的環氧化合物)
AA:丙烯酸
BPDA:3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐
THPA:1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐
TEAB:溴化四乙基銨
PGMEA:丙二醇單甲基醚乙酸酯
BzMA:甲基丙烯酸苄酯
DCPMA:甲基丙烯酸二環戊酯
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
St:苯乙烯
AIBN:偶氮雙異丁腈
TDMAMP:參二甲基胺基甲基酚
HQ:氫醌
THPA:四氫鄰苯二甲酸酐
TEA:三乙胺
[合成例1]
於附回流冷凝器的500mL的四口燒瓶中,投入BPFE(114.4g,0.23莫耳)、AA(33.2g,0.46莫耳)、PGMEA(157g)及TEAB(0.48g),於100至105℃攪拌20小時使其反應。繼而,於燒瓶內投入BPDA(35.3g,0.12莫耳)、THPA(18.3g,0.12莫耳),於120至125℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(a)(亦為含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(g)-1)。樹脂溶液的固體成分濃度為56.5質量%,酸價(固體成分換算)為103mgKOH/g,藉由GPC分析的Mw為3600。
[合成例2]
於附回流冷凝器的1L的四口燒瓶中,加入PGMEA300g,將燒瓶系統內進行氮氣置換後升溫至120℃。於該燒瓶中,將單體混合物[於BzMA35.2g(0.20莫耳)、DCPMA77.1g(0.35莫耳)、GMA49.8g(0.35莫耳)、St10.4g(0.10莫耳)中溶解有AIBN10g之混合物]由滴液漏斗花費2小時滴下,再於120℃攪拌2小時,得到共聚物溶液。
繼而,將燒瓶系統內置換為空氣後,於所獲得的共聚物溶液中添加AA 24.0g(縮水甘油基的95%)、TDMAMP 0.8g及HQ 0.15g,於120℃的加熱下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的共聚物溶液。
進而,於所獲得的含聚合性不飽和基的共聚物溶液中添加THPA45.7g(AA添加莫耳數的90%)、TEA0.5g,於120℃下反應4小時,而獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性共聚物樹脂溶液(g)-2。樹脂溶液的固體成分濃度為46質量%,酸價(固體成分換算)為68mgKOH/g,藉由GPC分析的Mw為7900。
以表1至表3中記載的調配量(單位為質量%)製備實施例1至實施例16、比較例1至比較例3的著色硬化膜用組成物、及透明硬化膜用組成物。
表1至表3中所使用的調配成分如下所述。再者,表1至表3中的(g)至(h)的調配量表示僅固形物成分的量。
(鹼可溶性樹脂)
(a):上述合成例1所得的樹脂溶液(固體成分濃度56.5質量%)
(光聚合性化合物)
(b):季戊四醇三/四丙烯酸酯混合物M-450、(東亞合成股份有限公司製)
(光聚合起始劑)
(c):ADEKA ARKLS NSI-831(ADEKA股份有限公司製)
(著色劑)
(d):碳黑濃度25質量%、高分子分散劑濃度13.2質量%的PGMEA溶劑的顏料分散液(固體成分38.2%)
(偶合劑)
(e):信越聚矽氧製KBE-9007N
(溶劑)
(f)-1:丙二醇單甲基醚乙酸酯
(f)-2:二乙二醇二甲醚
(黏合劑)
(g)-1:上述合成例1所得的樹脂溶液(固體成分濃度56.5質量%)
(g)-2:上述合成例2所得的樹脂溶液(固體成分濃度46質量%)
(g)-3:Light Ester M-3F(共榮社化學股份有限公司製)
(g)-4:CELLOXIDE 2021P(DAICEL股份有限公司製)
(g)-5:偏苯三酸酐
(折射率調整劑)
(h)-1:中空二氧化矽PGMEA分散液(平均粒徑100nm、空隙率26體積%、折射率1.34)
(h)-2:實心二氧化矽PGMEA分散液「YC100C」(Admatechs股份有限公司製、平均粒徑100nm、空隙率0體積%、折射率1.46)
(h)-3:實心二氧化矽PGMEA分散液「YA010C」(Admatechs股份有限公司製、平均粒徑10nm、空隙率0體積%、折射率1.46)
(h)-4:實心二氧化矽PGMEA分散液「SIRPMA-H98」(CIK Nanotech股份有限公司製、平均粒徑125nm、空隙率0體積%、折射率1.46)
(h)-5:氟化鎂PGMEA分散液(平均粒徑47nm、折射率1.38)
(h)-6:冰晶石PGMEA分散液(平均粒徑50nm、折射率1.34)
(溶劑)
(i):丙二醇單甲基醚乙酸酯
[評估]
(膜厚、光學密度(OD)及反射率評估用的資訊顯示裝置用硬化膜的製作)
(著色硬化膜的製作)
使用旋轉塗佈機,將表1至表3所示的著色硬化膜用感光性樹脂組成物以加熱硬化處理後的膜厚成為1.0μm或10μm的方式塗佈於125mm×125mm的玻璃基板(Corning公司製造的「#1737」)(以下稱為「玻璃基板」)上,於90℃下進行1分鐘預烘烤而製作乾燥膜。其後,不使用負型光罩,而以超高壓水銀燈(波長365nm、i射線照度30mW/cm2)照射100mJ/cm2的紫外線,使感光部分進行光硬化反應(曝光),使用熱風乾燥機於230℃進行30分鐘正式硬化(後烘烤),獲得附著色硬化膜(塗膜)的基板。
(透明硬化膜之製作)
使用旋轉塗佈機,將表1至表3所示的透明硬化膜用樹脂組成物以加熱硬化處理後的膜厚成為100nm或125nm的方式塗佈於所述著色硬化膜上,於90℃下進行1分鐘預烘烤而製作乾燥膜。其後,使用熱風乾燥機對實施例1至實施例14於230℃進行30分鐘正式硬化(後烘烤),對實施例15至實施例16於85℃進行60分鐘正式硬化(後烘烤),而獲得資訊顯示裝置用硬化膜的光學密度及反射率評估用的附硬化膜(塗膜)的基板。
(光學密度(OD)及折射率測定用的著色硬化膜的製作)
以與製作資訊顯示裝置用硬化膜的硬化膜時的著色硬化膜(塗膜)的製作方法為相同的方法來進行製作。
(光學密度(OD)及折射率測定用的透明硬化膜的製作)
使用旋轉塗佈機,將表1至表3所示的透明硬化膜用樹脂組成物以加熱硬化處理後的膜厚成為100nm或125nm的方式塗佈於125mm×125mm的玻璃基板上,於90℃進行1分鐘預烘烤而製作乾燥膜。其後,使用熱風乾燥機,對實施例1至實施例14於230℃進行30分鐘正式硬化(後烘烤),對實施例15至實施例16於85℃進行60分鐘正式硬化(後烘烤),獲得光學特性評估用的附硬化膜(塗膜)的基板。
(低溫硬化性評估用的著色硬化膜的製作)
藉由與製作資訊顯示裝置用硬化膜的硬化膜時的著色硬化膜(塗膜)的製作方法為相同的方法來進行製作。
(低溫硬化性評估用的透明硬化膜的製作)
使用旋轉塗佈機,將表1至表3所示的透明硬化膜用樹脂組成物以加熱硬化處理後的膜厚成為100nm或125nm的方式塗佈於125mm×125mm的玻璃基板
上,於90℃下進行1分鐘預烘烤而製作乾燥膜。其後,使用熱風乾燥機於85℃下進行60分鐘正式硬化(後烘烤),而獲得光學特性評估用的附硬化膜(塗膜)的基板。
[膜厚測定]
(評估方法)
使用階差計(KLA-Tencor公司製造的「Tencor P-17」),於測定範圍500μm、掃描速度50μm/秒、取樣率20Hz的條件下,測定玻璃基板表面與著色硬化膜表面之階差,並將其平均值設為著色硬化膜的平均厚度。另外,於相同的條件下測定玻璃基板表面與透明硬化膜表面的階差,將其平均值設為包含著色硬化膜與透明硬化膜的資訊顯示裝置用硬化膜的平均厚度。藉由從該資訊顯示裝置用硬化膜的平均厚度減去所述著色硬化膜的平均厚度而求出透明硬化膜的平均厚度(=資訊顯示裝置用硬化膜的平均厚度-著色硬化膜的平均厚度)。
[光學密度(OD)評估]
(評估方法)
使用透射密度計「X-rite公司製「X-rite361T(V)」」測定光學密度(OD)。由上述測定的膜厚與光學密度(OD)算出膜厚每1μm的光學密度(OD)。
[折射率]
(評估方法)
使用橢圓光譜偏光儀(J.A.Woollam公司製造之「alpha-SE」),自65°、70°、75°之角度測定正式硬化(後烘烤)後的膜之後,進行解析,算出折射率。以入射光為550nm的折射率的值進行評估。
[反射率測量]
(評估方法)
使用積層有各實施例等中所獲得的資訊顯示裝置用硬化膜的玻璃基板,從資訊顯示裝置用硬化膜面側使用分光測色計(Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造的「UH4150」),於C光源、2°視野、波長範圍380至780nm的條件下測定反射率[%],並進行評估。
(評估基準)
◎:反射率為1%以下
○:反射率超過1%且為3%以下
△:反射率超過3%且5%以下
×:反射率超過5%
[低溫硬化性]
(評估方法)
用經浸漬PGMEA之擦拭布將透明硬化膜表面連續地往返摩擦20次,並觀察表面狀態。
(評估基準)
○:於塗膜表面未發現溶解,未產生損傷之情形
×:塗膜表面溶解或軟化而損傷之情形
[表面粗糙度]
(評估方法)
使用探針式階差形狀測定裝置(KLA-Tencor公司製造之「Tencor P-17」),於測定範圍500μm、掃描速度10μm/秒、取樣率100Hz的條件下,測定透明硬化膜
表面的凹凸形狀而求出粗糙度曲線,對該粗糙度曲線中隨機提取的0.1mm的部分求出粗糙度的算術平均值,設為表面粗糙度(Ra)。
(評估基準)
○:後烘烤後的塗膜的表面粗糙度的值為未達200Å
×:後烘烤後的塗膜的表面粗糙度的值為200Å以上
將上述評估結果示於表4至表6。
由表4至表6可知,包含著色硬化膜及透明硬化膜的資訊顯示裝置用硬化膜中,著色硬化膜的膜厚每1μm的光學密度(OD)為0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.30以上且2.00以下,且膜厚為0.5μm以上且50μm以下,透明硬化膜的膜厚為20nm以上且250nm以下,若將所述透明硬化膜的折射率設為n2,則滿足n2大於1而且n1/n2大於1.00、未達2.00的資訊顯示裝置用硬化膜為反射率低,同時為高遮光。
[產業上的可利用性]
本發明由於為高遮光,同時也可以降低反射率,故可有效率地抑制顯示器的外部光反射。本發明可適用於各種資訊顯示裝置,特別是可適用於外部光反射容易造成問題的有機EL面板。
Claims (10)
- 一種資訊顯示裝置用硬化膜,其包含著色硬化膜及透明硬化膜,其中,前述著色硬化膜的膜厚每1μm的光學密度(OD)為0.1μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.30以上且2.00以下,且膜厚為0.5μm以上且50μm以下;前述透明硬化膜之膜厚為20nm以上且250nm以下,若將前述透明硬化膜的折射率設為n2,則滿足n2大於1.00,而且n1/n2大於1.00且未達2.00。
- 如請求項1所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述透明硬化膜含有選自由無機填料、有機填料、含氟樹脂及聚矽氧系樹脂所組成的群組中的一種以上。
- 如請求項2所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述透明硬化膜含有折射率為1.20至1.60的填料成分。
- 如請求項1至3中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述透明硬化膜在固體成分中含有10至90質量%的平均粒徑150nm以下的選自由二氧化矽粒子、氟化鎂粒子及冰晶石粒子所組成的群組中的一種以上,並且在固體成分中含有10至90質量%的藉由熱或光而硬化的黏合劑成分。
- 如請求項4所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述著色硬化膜為黑色硬化膜。
- 如請求項4所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,前述著色硬化膜之膜厚每1μm的光學密度(OD)為2μm-1以上且5μm-1以下,折射率n1為1.60以上且1.90以下;若將前述透明硬化膜的折射率設為n2,則n1/n2滿足大於1.00且未達1.70。
- 如請求項4所述的資訊顯示裝置用硬化膜,其中,於前述著色硬化膜與前述透明硬化膜之間具有第二著色硬化膜。
- 一種透明硬化膜用組成物,其為用以形成請求項1至7中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜所具有的前述透明硬化膜,前述透明硬化膜用組成物形成前述透明硬化膜,且含有:選自由無機填料、有機填料、含氟樹脂及聚矽氧系樹脂所組成的群組中的一種以上,及溶劑。
- 一種資訊顯示裝置,具有請求項1至7中任一項所述的資訊顯示裝置用硬化膜。
- 如請求項9所述的資訊顯示裝置,其具有包含前述資訊顯示裝置用硬化膜的有機EL面板。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021-128206 | 2021-08-04 | ||
JP2021128206 | 2021-08-04 | ||
JP2022-110547 | 2022-07-08 | ||
JP2022110547A JP2023024297A (ja) | 2021-08-04 | 2022-07-08 | 情報表示装置用硬化膜、透明硬化膜用組成物および情報表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202307479A true TW202307479A (zh) | 2023-02-16 |
Family
ID=85181449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW111129380A TW202307479A (zh) | 2021-08-04 | 2022-08-04 | 資訊顯示裝置用硬化膜、透明硬化膜用組成物及資訊顯示裝置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115704928A (zh) |
TW (1) | TW202307479A (zh) |
-
2022
- 2022-08-04 CN CN202210931166.XA patent/CN115704928A/zh active Pending
- 2022-08-04 TW TW111129380A patent/TW202307479A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115704928A (zh) | 2023-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106019837B (zh) | 着色感光性树脂组合物、滤色器和具备其的图像显示装置 | |
JP4935349B2 (ja) | 感光性樹脂組成物 | |
JP4501665B2 (ja) | 感光性樹脂組成物 | |
JP4890314B2 (ja) | ブラックレジスト用感光性樹脂組成物 | |
JP2020166254A (ja) | 感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜、硬化膜付き基板および硬化膜付き基板の製造方法 | |
TWI674298B (zh) | 著色感光樹脂組合物、彩色濾光片和使用其之圖像顯示裝置 | |
KR20120030887A (ko) | 컬러필터용 황색 수지 조성물 및 이를 이용한 황색 컬러필터 | |
TWI738750B (zh) | 硬化性樹脂組成物及硬化膜 | |
JP2009134078A (ja) | 感光性樹脂組成物 | |
JP5277644B2 (ja) | 着色感光性組成物 | |
TWI829905B (zh) | 黑色抗蝕劑用感光性樹脂組成物以及使其硬化而成的遮光膜以及彩色濾光片 | |
TW202307479A (zh) | 資訊顯示裝置用硬化膜、透明硬化膜用組成物及資訊顯示裝置 | |
TW202115147A (zh) | 黑阻劑用感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物的製造方法、及使其硬化而成的遮光膜、具有該遮光膜的彩色濾光片及觸控面板、具有該彩色濾光片及觸控面板的顯示裝置 | |
JP2023024297A (ja) | 情報表示装置用硬化膜、透明硬化膜用組成物および情報表示装置 | |
JP2008293007A (ja) | 感光性樹脂組成物 | |
KR101401488B1 (ko) | 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된컬러필터와 액정표시장치 | |
TW202202531A (zh) | 黑色抗蝕劑用感光性樹脂組成物、其製造方法、遮光膜、彩色濾光片、觸控面板及顯示裝置 | |
JP2021105711A (ja) | ブラックレジスト用感光性樹脂組成物およびこれを硬化してなる遮光膜、当該遮光膜を有するカラーフィルターおよびタッチパネル、当該カラーフィルターおよびタッチパネルを有する表示装置 | |
TW202349036A (zh) | 感光性樹脂組成物、硬化膜、顯示器構成要素及顯示裝置 | |
TW202138418A (zh) | 感光性樹脂組成物及其硬化膜、具有該硬化膜的彩色濾光片 | |
CN111752101A (zh) | 感光性树脂组合物、硬化膜、带有硬化膜的基板及带有硬化膜的基板的制造方法 | |
TW202340861A (zh) | 感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、附有硬化膜的基板及附有硬化膜的基板的製造方法 | |
CN111752102A (zh) | 感光性树脂组合物、硬化膜、带有硬化膜的基板及带有硬化膜的基板的制造方法 | |
KR20220122364A (ko) | 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치 | |
KR20230100680A (ko) | 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물, 그 제조 방법, 차광막, 컬러 필터, 터치 패널 및 표시 장치 |