TW202311316A - 感光性著色樹脂組合物、硬化物、彩色濾光片、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

感光性著色樹脂組合物、硬化物、彩色濾光片、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 Download PDF

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Abstract

本發明之感光性著色樹脂組合物含有色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及溶劑,且 上述鹼可溶性樹脂之酸值超過50 mgKOH/g, 上述非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000。

Description

感光性著色樹脂組合物、硬化物、彩色濾光片、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
本發明係關於一種感光性著色樹脂組合物、硬化物、彩色濾光片、顯示裝置、及使用該感光性著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,隨著個人電腦之發展、尤其是攜帶用個人電腦之發展,液晶顯示器之需求不斷增大。行動顯示器(行動電話、智慧型手機、平板PC)之普及率亦不斷提高,液晶顯示器之市場正處於日益擴大之態勢。利用自發光而視認性較高之有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示器之類之有機發光顯示裝置亦作為下一代圖像顯示裝置受到業界關注。  於該等液晶顯示裝置或有機發光顯示裝置中使用彩色濾光片。例如液晶顯示裝置之彩色圖像之形成係使通過彩色濾光片之光直接著色成構成彩色濾光片之各像素之顏色,合成該等顏色之光而形成彩色圖像。作為此時之光源,除使用先前之冷陰極管以外,有時還會利用發白色光之有機發光元件或發白色光之無機發光元件。有機發光顯示裝置中,使用彩色濾光片以實現顏色之調整等。
此處,彩色濾光片通常具有:基板、形成於基板上且包含紅、綠、藍三原色之著色圖案之著色層、及形成於基板上以用以劃分各著色圖案之遮光部。 作為彩色濾光片中之著色層之形成方法,例如,於利用分散劑等將色料分散而成之色料分散液中添加黏合劑樹脂、光聚合性化合物及光起始劑而獲得著色樹脂組合物,將所獲得之著色樹脂組合物塗佈於基板並進行乾燥後,使用光罩進行曝光,並進行顯影,藉此形成著色圖案,藉由進行加熱而使圖案固定,形成著色層。或者,將著色樹脂組合物利用噴墨法等於基板上塗佈成圖案狀並加以乾燥後進行硬化,藉此形成著色圖案,藉由進行加熱而使圖案固定,形成著色層。針對每種顏色重複進行該等形成步驟而形成彩色濾光片。
近年來,隨著對彩色濾光片之高亮度化等要求之激增,彩色濾光片之著色層中之色料濃度高於以往,因此,色料以外之硬化成分相對減少,而逐漸難以實現圖案化。 例如當形成著色圖案時對著色樹脂組合物進行曝光,此時自層之上方進行曝光,故曝光量越靠層之上部變得越多,越靠層之下部變得越少。因此,當在曝光後進行顯影時,顯影時之層之下部容易被切削,圖案形狀容易變差。即,所獲得之圖案之截面形狀容易成為圖案之上表面最寬且下表面最窄之形狀,即,底切形狀(亦被稱為倒錐形狀)。若成為底切形狀,則顯現出各種問題,如容易產生圖案之剝離或缺損,於像素端部產生空隙,或於下一步驟中在其上進行塗佈之情形時無法均勻地塗敷等。
作為解決於後烘烤前以倒錐之形態形成圖案形狀而產生步驟方面之錯誤之問題的方法,專利文獻1中揭示了一種著色感光性樹脂組合物,其特徵在於包含非反應性鹼可溶性樹脂與光聚合起始劑(A),上述光聚合起始劑(A)含有一分子內具有兩個肟基之光聚合起始劑(a1),上述非反應性鹼可溶性樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)為0℃以下。專利文獻1之著色感光性樹脂組合物為如下技術:藉由包含玻璃轉移溫度較低之樹脂,從而於彩色濾光片製造步驟中能夠藉由進行220℃等屬於高熱處理之後烘烤而使著色層熔融流動,以正錐形態形成後烘烤步驟後之圖案形態。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利第6763990號公報
[發明所欲解決之問題]
先前,彩色濾光片係形成於玻璃基板上,但近年來業界要求於元件基板上直接形成彩色濾光片。  由於有機發光元件等元件耐熱性較低,故認為於元件基板上直接形成彩色濾光片之製造步驟中之加熱處理較佳為於例如130℃以下、進而100℃以下進行。於通常之彩色濾光片製造步驟中,在玻璃基板上係以230℃左右進行加熱處理而使著色層硬化,與此相對,130℃以下或100℃以下之加熱處理中,存在不會發生熱熔融流動,加熱處理後亦容易成為底切形狀的問題。  另一方面,於使用不具有酸值之成分來抑制底切之情形時,存在容易產生顯影殘渣之問題。因此,難以兼顧顯影殘渣之抑制及良好圖案形狀之形成。
本發明係鑒於上述實際情況而完成者,其目的在於提供一種即便於低溫加熱處理時,亦能夠抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層之感光性著色樹脂組合物。又,本發明之目的在於提供一種使用該感光性著色樹脂組合物所形成之彩色濾光片及顯示裝置、以及使用該感光性著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]
本發明之感光性著色樹脂組合物含有色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及溶劑,且 上述鹼可溶性樹脂之酸值超過50 mgKOH/g, 上述非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000。
本發明之硬化物為上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化物。
本發明之彩色濾光片係至少具備基板、及設置於該基板上之著色層者,且該著色層之至少一者為上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化物。
本發明之顯示裝置具有上述本發明之彩色濾光片。 又,本發明之顯示裝置於有機發光元件上具有上述本發明之感光性著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含有如下步驟而於有機發光元件上形成上述本發明之感光性著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感光性著色樹脂組合物而形成塗膜之步驟、 對上述塗膜進行光照射之步驟、 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟、及 使上述光照射後之膜顯影之步驟。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種即便於低溫加熱處理時,亦可抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層之感光性著色樹脂組合物。又,根據本發明,可提供一種使用該感光性著色樹脂組合物所形成之彩色濾光片及顯示裝置、以及使用該感光性著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及實施例等進行說明。但,本發明可以眾多不同之態樣實施,並不受以下例示之實施方式及實施例等之記載內容作限定性解釋。又,為了使說明更明確,圖式有時與實際之態樣相比,模式性地示出各部分之寬度、厚度、形狀等,但該等只不過為一例,並不限定解釋本發明。又,於本說明書及各圖中,有時對與關於已提出之圖在上文中敍述之要素相同者標註相同的符號,並適當省略詳細之說明。又,為了便於說明,有時使用上方或下方等語句進行說明,但上下方向亦可反轉。 於本說明書中,於某一構件或某一區域等某一構成位於其他構件或其他區域等其他構成之「上(或下)」之情形時,不僅包括位於其他構成之正上方(或正下方)之情形,且包括位於其他構成之上方(或下方)之情形,即,亦包括於其他構成之上方(或下方)間包含其他構成要素之情形,除非另有特別規定。 再者,於本發明中,光包括可見及非可見區域之波長之電磁波,進而包括放射線,放射線例如包括微波、電子束。具體係指波長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,於本發明中,表示數值範圍之「~」係以包含其前後記載之數值作為下限值及上限值之含義使用。 以下,依序對本發明之感光性著色樹脂組合物、硬化物、彩色濾光片、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詳細地進行說明。
I.感光性著色樹脂組合物 本發明之感光性著色樹脂組合物含有色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及溶劑,且 上述鹼可溶性樹脂之酸值超過50 mgKOH/g, 上述非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000。
關於本發明之感光性著色樹脂組合物,於酸值超過50 mgKOH/g之鹼可溶性樹脂中含有酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g之非反應性樹脂,上述非反應性樹脂中,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000,藉此,即便於低溫加熱處理時,亦可抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層。 於酸值為特定值以上之鹼可溶性樹脂中組合含有上述具有特定之酸值、結構單元及重量平均分子量之非反應性樹脂,因此,藉由組合作用,可確保未曝光部之顯影性,並且曝光部之樹脂組合物層之下部不易因顯影而流動,抑制顯影後之截面之底切。  根據所組合之非反應性樹脂之種類之不同,而容易產生顯影殘渣,但本發明中使用之特定之非反應性樹脂係以具有上述特定之酸值、結構單元及重量平均分子量之方式進行選擇,因此,在與酸值為特定值以上之鹼可溶性樹脂組合時可抑制顯影殘渣。
又,本發明之感光性著色樹脂組合物即便於低溫加熱處理時,亦可抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層,因此可適宜地用於在有機發光元件上形成之硬化膜。即,本發明之感光性著色樹脂組合物可適宜地用於直接形成在具備有機發光元件之元件基板上之硬化膜。於將本發明之感光性著色樹脂組合物用於在有機發光元件上鄰接地形成或隔著至少一層地形成之硬化膜時,與將形成於玻璃基板等基板上之外置彩色濾光片貼合於有機發光元件而成之顯示裝置相比,能夠製造薄型化或可撓化得到提昇之顯示裝置。於將本發明之感光性著色樹脂組合物用於在有機發光元件上鄰接地形成或隔著至少一層地形成之硬化膜之情形時,亦可用作用以抑制外光反射之偏光板替代物之彩色濾光片。
本發明之感光性著色樹脂組合物至少含有色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及溶劑,可於無損本發明之效果之範圍內進而含有其他成分。 以下,依序對此種本發明之感光性著色樹脂組合物之各成分詳細地進行說明。
<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顯現出所需顏色者即可,並無特別限定,可將各種有機顏料、無機顏料、可分散染料、染料之成鹽化合物等單獨使用或混合兩種以上使用。其中,由於有機顏料之顯色性較高,耐熱性亦較高,故可較佳使用。作為有機顏料,例如可例舉於染料索引(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,可例舉如下述之標有染料索引(C.I.)編號者。
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; 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; C.I.顏料紫1、19、23、29、32、36、38; 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; C.I.顏料藍15、15:3、15:4、15:6、60; C.I.顏料綠7、36、58、59、62、63; C.I.顏料棕23、25; C.I.顏料黑1、7。
又,作為上述無機顏料之具體例,可例舉:氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、黃丹、鋅黃、鐵丹(氧化鐵紅(III))、鎘紅、群青、鐵藍、氧化鉻綠、鈷綠、棕土、鈦黑、合成鐵黑、碳黑等。
例如,將本發明之色料分散液作為下述感光性著色樹脂組合物而於彩色濾光片之基板上形成遮光層之圖案之情形時,向油墨中調配高遮光性之黑色顏料。作為高遮光性之黑色顏料,例如可使用碳黑或四氧化三鐵等無機顏料、或者花青黑等有機顏料。
作為上述可分散染料,可例舉藉由對染料賦予各種取代基、或者與低溶解度之溶劑組合使用而能夠分散之染料。 染料之成鹽化合物係指染料與相對離子形成了鹽之化合物,例如可例舉鹼性染料與酸之成鹽化合物、酸性染料與鹼之成鹽化合物,亦包含色澱顏料,其係使用公知之色澱化(成鹽化)方法,使可溶於溶劑中之可溶性染料不溶於溶劑而得。 於本發明中,藉由將含有選自染料及染料之成鹽化合物之至少一種的色料與上述本發明之分散劑組合使用,可提高該色料之分散性或分散穩定性。
作為上述染料,可自先前公知之染料中適當選擇。作為此種染料,例如可例舉:偶氮染料、金屬錯鹽偶氮染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料、𠮿
Figure 111123168-001
染料、花青染料、萘醌染料、醌亞胺染料、次甲基染料、酞菁染料等。 再者,關於標準,若相對於10 g溶劑(或混合溶劑),染料之溶解量為10 mg以下,則可判定該染料能夠分散於該溶劑(或混合溶劑)中。
其中,於色料含有選自由吡咯并吡咯二酮顏料、喹酞酮顏料、酞菁銅顏料、酞菁鋅顏料、喹酞酮染料、香豆素染料、花青染料、及該等染料之成鹽化合物所組成之群中之至少1種之情形時,基於抑制因使用上述分散劑導致之色料之昇華或析出之效果較高,能夠形成高亮度之著色層之方面而言較佳。又,作為上述色料,尤以含有選自由吡咯并吡咯二酮顏料、喹酞酮顏料、酞菁銅顏料、酞菁鋅顏料、喹酞酮染料所組成之群中之至少1種為佳。
作為吡咯并吡咯二酮顏料,例如可例舉:C.I.顏料紅254、255、264、272、291、及下述通式(i)所表示之吡咯并吡咯二酮顏料,其中,較佳為選自C.I.顏料紅254、272、291、及下述通式(i)中R 21及R 22分別為4-溴苯基之吡咯并吡咯二酮顏料中之至少1種。
[化1]
Figure 02_image001
(通式(i)中、R 51及R 52分別獨立地為4-氯苯基、或4-溴苯基)
作為喹酞酮顏料,例如可例舉C.I.顏料黃138等。 作為酞菁銅顏料,例如可例舉C.I.顏料藍15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、C.I.顏料綠7、36等,其中,較佳為C.I.顏料藍15:6。 作為酞菁鋅顏料,例如可例舉C.I.顏料綠58、59等。 作為喹酞酮染料,例如可例舉C.I.分散黃54、64、67、134、149、160、C.I.溶劑黃114、157等,其中,較佳為C.I.分散黃54。
作為本發明所使用之色料之平均一次粒徑,只要於製成硬化膜時能夠抑制外光反射,且使來自發光元件之所需之光透過而抑制顯示裝置之亮度降低者即可,並無特別限定,亦視所使用之色料之種類而不同,較佳為處於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為上述範圍,可使具備使用本發明之感光性著色樹脂組合物所製造之硬化膜的顯示裝置成為能夠抑制外光反射、高對比度且高品質者。
又,感光性著色樹脂組合物中之色料之平均分散粒徑亦視所使用之色料之種類而不同,較佳為處於10 nm~100 nm之範圍內,更佳為15 nm~60 nm之範圍內。 感光性著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,且藉由雷射光散射粒度分佈儀進行測定。作為利用雷射光散射粒度分佈儀進行之粒徑測定,可利用感光性著色樹脂組合物所使用之溶劑,將感光性著色樹脂組合物適當稀釋至能由雷射光散射粒度分佈儀測定之濃度(例如1000倍等),使用雷射光散射粒度分佈儀(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,平均分佈粒徑係體積平均粒徑。
本發明所使用之色料可利用再結晶法、溶劑鹽磨法等公知之方法進行製造。又,亦可將市售之色料進行微細化處理後再使用。
於本發明之感光性著色樹脂組合物中,色料之含量並無特別限定。基於分散性及分散穩定性之方面,色料之含量相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,例如較佳為3質量%~65質量%,更佳為4質量%~60質量%之範圍內。當為上述下限值以上時,將感光性著色樹脂組合物塗佈成特定之膜厚(通常為1.0 μm~5.0 μm、例如3.0 μm)時之硬化膜容易具有充分之色濃度。又,當為上述上限值以下時,保存穩定性優異,並且可獲得具有充分之硬度、與基板之密接性之硬化膜。於進行低溫加熱處理之情形時,色料之含量(色料濃度)相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,例如較佳為3質量%~50質量%,更佳為4質量%~40質量%之範圍內。 再者,於本發明中,固形物成分係下述溶劑以外之全部成分,亦包含溶解於溶劑中之單體等。
<鹼可溶性樹脂> 本發明所使用之鹼可溶性樹脂為酸值超過50 mgKOH/g且具有酸性基之樹脂,可自作為黏合劑樹脂發揮作用,且於形成圖案時使用之鹼性顯影液中具可溶性者中適當選擇使用。
關於本發明中較佳之鹼可溶性樹脂,具體而言,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。該等之中,尤佳為側鏈具有羧基並且進而於側鏈具有反應性基之反應性鹼可溶性樹脂。其原因在於:藉由含有反應性基,所形成之硬化膜之膜強度提昇。作為反應性基,可例舉選自由含乙烯性不飽和鍵之基、環氧基、氧雜環丁基、及封端異氰酸基所組成之群中之至少1種。
含有具有羧基之結構單元之(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)丙烯酸系樹脂例如為使含羧基之乙烯性不飽和單體、及視需要之能夠共聚之其他單體利用公知之方法進行(共)聚合所獲得之(共)聚合物。 作為含羧基之乙烯性不飽和單體,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、伊康酸、丁烯酸、桂皮酸、丙烯酸二聚物等。又,亦可利用(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或鄰苯二甲酸酐、環己烷二羧酸酐之類之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,作為羧基之前驅物,可使用順丁烯二酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐等含有酐之單體。其中,基於共聚性或成本、溶解性、玻璃轉移溫度等方面,尤佳為(甲基)丙烯酸。
基於著色層之密接性優異之方面,鹼可溶性樹脂較佳為進而具有烴環。得知,藉由使鹼可溶性樹脂具有作為大體積之基之烴環,所獲得之著色層之耐溶劑性、尤其是著色層之膨潤會被抑制。其作用雖尚未闡明,但推測藉由在著色層內含有大體積之烴環,而抑制著色層內之分子移動,結果塗膜之強度提高,抑制因溶劑所致之膨潤。 作為此種烴環,可例舉:可具有取代基之環狀脂肪族烴環、可具有取代基之芳香族環、及該等之組合,烴環可具有羰基、羧基、氧羰基、醯胺基等取代基。其中,於含有肪族環之情形時,著色層之耐熱性或密接性提昇,並且所獲得之著色層之亮度提高。 作為烴環之具體例,可例舉:環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、降𦯉烷、三環[5.2.1.0(2,6)]癸烷(二環戊烷)、金剛烷等脂肪族烴環;苯、萘、蒽、菲、茀等芳香族環;聯苯、聯三苯、二苯甲烷、三苯甲烷、茋等鏈狀多環、或下述化學式(ii)所表示之Cardo結構等。
[化2]
Figure 02_image003
又,鹼可溶性樹脂亦較佳為具有下述通式(iii)所表示之順丁烯二醯亞胺結構。
[化3]
Figure 02_image005
(通式(iii)中,R M為可經取代之烴環)
於鹼可溶性樹脂具有上述通式(iii)所表示之順丁烯二醯亞胺結構之情形時,由於烴環上具有氮原子,故與本發明之分散劑之相溶性極佳,顯影殘渣抑制效果提昇。 作為上述通式(iii)之R M中之可經取代之烴環之具體例,可例舉與上述烴環之具體例相同者。
於含有脂肪族環作為烴環之情形時,基於提昇著色層之耐熱性或密接性,並且提高所獲得之著色層之亮度之方面而言較佳。 又,於含有上述化學式(ii)所表示之Cardo結構之情形時,基於提昇著色層之硬化性,提高耐溶劑性(NMP(N-Methylpyrrolidone,N-甲基吡咯啶酮)膨潤抑制)之方面而言尤佳。
於本發明所使用之鹼可溶性樹脂中,基於容易調整各結構單元量,增加具有上述烴環之結構單元量而容易使該結構單元所具有之功能提高之方面,較佳為使用有別於具有羧基之結構單元,另外還含有具有上述烴環之結構單元的(甲基)丙烯酸系共聚物。 含有具有羧基之結構單元及上述烴環之(甲基)丙烯酸系共聚物可藉由使用具有烴環之乙烯性不飽和單體作為上述「能夠共聚之其他單體」來製備。 作為上述具有烴環之乙烯性不飽和單體,例如可例舉:(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸異𦯉基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯乙烯等,基於顯影後之著色層之截面形狀即便於加熱處理中亦得到維持之效果較大之方面,較佳為(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯乙烯。
又,本發明所使用之鹼可溶性樹脂較佳為側鏈具有含乙烯性不飽和鍵之基之反應性鹼可溶性樹脂。於具有含乙烯性不飽和鍵之基之情形時,在樹脂組合物之硬化步驟中,該鹼可溶性樹脂彼此、或該鹼可溶性樹脂與光聚合性化合物等可形成交聯鍵。因此,若使用側鏈具有含乙烯性不飽和鍵之基之反應性鹼可溶性樹脂,則藉由協同效應,硬化膜之膜強度更進一步提高,因此,即便於低溫加熱處理時,亦可進一步提高著色層之耐溶劑性,進而,耐顯影性提昇,又,硬化膜之熱收縮得到抑制,與基板之密接性變優異。 向鹼可溶性樹脂中導入含乙烯性不飽和鍵之基之方法只要自先前公知之方法中適當選擇即可。例如,可例舉如下方法:使鹼可溶性樹脂所具有之羧基與分子內一併具有環氧基與乙烯性不飽和鍵之化合物、例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等加成而對側鏈導入乙烯性不飽和鍵的方法;或預先將具有羥基之結構單元導入至共聚物,使之與分子內具有異氰酸基與乙烯性不飽和鍵之化合物加成,從而對側鏈導入乙烯性不飽和鍵的方法等。
本發明所使用之鹼可溶性樹脂可進而含有(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等具有酯基之結構單元等其他結構單元。具有酯基之結構單元不僅可作為抑制感光性著色樹脂組合物之鹼可溶性之成分發揮功能,而且亦作為提高溶劑中之溶解性、進而提高溶劑再溶解性之成分發揮功能。
本發明所使用之鹼可溶性樹脂較佳為含有具有羧基之結構單元、及具有烴環之結構單元之(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,更佳為含有具有羧基之結構單元、具有烴環之結構單元、及具有乙烯性不飽和鍵之結構單元之(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。
藉由適當調整鹼可溶性樹脂之各結構單元之添加量,可製成具有所需性能之鹼可溶性樹脂。
基於獲得良好之圖案之方面,含羧基之乙烯性不飽和單體之添加量較佳為相對於單體總量為5質量%以上,更佳為10質量%以上。另一方面,基於抑制顯影後之圖案表面之膜粗糙等之方面,含羧基之乙烯性不飽和單體之添加量較佳為相對於單體總量為50質量%以下,更佳為40質量%以下。 若含羧基之乙烯性不飽和單體之比率為上述下限值以上,則有所獲得之塗膜於鹼性顯影液中之溶解性充分之傾向,又,若含羧基之乙烯性不飽和單體之比率為上述上限值以下,則有在利用鹼性顯影液顯影時不易發生所形成之圖案自基板之脫落或圖案表面之膜粗糙之傾向。
又,可作為鹼可溶性樹脂更佳使用之含有側鏈具有乙烯性不飽和鍵之結構單元之(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)丙烯酸系樹脂中,兼具環氧基與乙烯性不飽和鍵之化合物相對於含羧基之乙烯性不飽和單體之添加量,較佳為10質量%~95質量%,更佳為15質量%~90質量%。
基於硬化後之黏合劑功能之方面,含羧基之共聚物等鹼可溶性樹脂之重量平均分子量(Mw)較佳為3,000以上,更佳為5,000以上,基於利用鹼性顯影液顯影時之圖案形成性之方面,較佳為30,000以下,更佳為20,000以下。 再者,本發明之重量平均分子量(Mw)可以聚苯乙烯作為標準物質,以THF作為溶析液並藉由Shodex GPC系統-21H(Shodex GPC System-21H)進行測定。
具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂並無特別限定,宜為使環氧化合物和含不飽和基單羧酸之反應物與酸酐物進行反應而獲得之環氧(甲基)丙烯酸酯化合物。 環氧化合物、含不飽和基單羧酸、及酸酐物可自公知者中適當選擇使用。例如,可參照日本專利第6911365號公報之段落0226~0240之記載來適當應用。作為具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,例如可為鹼可溶性樹脂,其係使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基之(甲基)丙烯酸酯之聚合物或含環氧基之(甲基)丙烯酸酯與其他乙烯性不飽和單體之共聚物之環氧基之至少一部分與含不飽和基單羧酸進行加成,使經該加成反應所生成之羥基之至少一部分與酸酐物加成而獲得。 具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可分別單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
基於在用於顯影液之鹼性水溶液中之顯影性(溶解性)之方面,鹼可溶性樹脂選擇酸值超過50 mgKOH/g者使用。基於在用於顯影液之鹼性水溶液中之顯影性之方面、及對基板之密接性之方面,鹼可溶性樹脂較佳為酸值為60 mgKOH/g以上300 mgKOH/g以下,尤以70 mgKOH/g以上200 mgKOH/g以下為佳。酸值之上限值可為150 mgKOH/g以下,可為120 mgKOH/g以下,亦可為100 mgKOH/g以下。 再者,本發明之酸值可依據JIS K 0070:1992進行測定。
基於獲得提昇硬化膜之膜強度,提昇耐溶劑性或耐顯影性,與基板之密接性優異等效果之方面,鹼可溶性樹脂之側鏈具有乙烯性不飽和鍵時之乙烯性不飽和鍵當量較佳為100~2000之範圍,尤以140~1500之範圍為佳。當該乙烯性不飽和鍵當量為2000以下時,耐溶劑性、耐顯影性或密接性優異。又,當為100以上時,可使上述具有羧基之結構單元或具有烴環之結構單元等其他結構單元之比率相對增加,故顯影性或耐熱性優異。 此處,乙烯性不飽和鍵當量係指上述鹼可溶性樹脂之乙烯性不飽和鍵每1莫耳所對應之重量平均分子量,且由下述數式(1)表示。
數式(1)         乙烯性不飽和鍵當量(g/mol)=W(g)/M(mol) (數式(1)中,W表示鹼可溶性樹脂之質量(g),M表示鹼可溶性樹脂W(g)中所含之乙烯性不飽和鍵之莫耳數(mol))
上述乙烯性不飽和鍵當量例如可藉由依據JIS K 0070:1992所記載之碘值之試驗方法,測定每1 g鹼可溶性樹脂所含之乙烯性不飽和鍵之個數來算出。
感光性著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。鹼可溶性樹脂之含量並無特別限制,相對於感光性著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%,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,則可獲得充分之鹼性顯影性,又,若鹼可溶性樹脂之含量為上述上限值以下,則顯影時可抑制膜粗糙或圖案之缺損。
<非反應性樹脂> 本發明所使用之非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000。 本發明所使用之非反應性樹脂為基本不含選自由含乙烯性不飽和鍵之基、環氧基、氧雜環丁基、及封端異氰酸基所組成之群中之至少1種反應性基之樹脂。
基於抑制顯影殘渣之方面,本發明所使用之非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g以上,較佳為20 mgKOH/g以上,更佳為30 mgKOH/g以上。另一方面,基於改善底切形狀之方面,本發明所使用之非反應性樹脂酸值為50 mgKOH/g以下,可為47 mgKOH/g以下,較佳為45 mgKOH/g以下,更佳為40 mgKOH/g以下。
本發明所使用之非反應性樹脂可為含有源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之共聚物。本發明所使用之非反應性樹脂中,基於改善底切形狀之方面,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%以上,較佳為90質量%以上,更佳為92質量%以上。另一方面,基於抑制顯影殘渣之方面,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為99質量%以下,較佳為98質量%以下,更佳為97質量%以下。
本發明所使用之非反應性樹脂可為含有源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與源自能夠和其共聚之乙烯性不飽和單體之結構單元之(甲基)丙烯酸系共聚物,可為含有源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與具有酸性基之結構單元之(甲基)丙烯酸系共聚物,還可為含有源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與具有羧基之結構單元之(甲基)丙烯酸系共聚物。 作為具有羧基之結構單元,可例舉源自含羧基之乙烯性不飽和單體之結構單元。作為含羧基之乙烯性不飽和單體,可與上述鹼可溶性樹脂中所例舉之含羧基之乙烯性不飽和單體相同,其中,基於共聚性或成本、溶解性等方面,尤佳為(甲基)丙烯酸。 具有羧基之結構單元之含量只要根據酸值適當進行調整即可,可自全部結構單元中占1質量%~10質量%之範圍進行選擇,較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上,並且,較佳為9質量%以下,更佳為8質量%以下。
本發明所使用之非反應性樹脂可於無損本發明之效果之範圍內,除源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與具有酸性基之結構單元以外,亦可含有源自能夠與源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元共聚之乙烯性不飽和單體之其他結構單元。作為能夠共聚之其他乙烯性不飽和單體,可與上述鹼可溶性樹脂中所例舉之乙烯性不飽和單體相同。 作為能夠共聚之其他乙烯性不飽和單體,其中,基於底切形狀之抑制之方面,可為不具有鹼可溶性取代基者。作為能夠共聚之其他乙烯性不飽和單體,例如可例舉:甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸雙環戊酯、甲基丙烯酸異𦯉基酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基甲酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。其他結構單元可混合兩種以上使用。 該其他結構單元較佳為49質量%以下,更佳為9質量%以下,可為5質量%以下,還可為0質量%。
關於本發明所使用之非反應性樹脂,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與具有酸性基之結構單元之合計含量於全部結構單元中可為100質量%,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元與具有羧基之結構單元之合計含量於全部結構單元中可為100質量%。
基於改善底切形狀之方面,本發明所使用之非反應性樹脂之重量平均分子量(Mw)為5000以上,較佳為7000以上,更佳為9000以上。另一方面,基於抑制顯影殘渣之方面,重量平均分子量(Mw)為50000以下,較佳為30000以下,更佳為20000以下。 本發明所使用之非反應性樹脂可與上述鹼可溶性樹脂同樣地製備。
本發明所使用之非反應性樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)可超過0℃,可為20℃以上,亦可為50℃以上。 再者,鹼可溶性樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)可藉由以JIS K 7121中記載之方法為基礎之方法,使用示差掃描熱量測定儀(DSC)(例如,SII Nano Technologies公司製造之EXSTAR DSC 7020)進行測定。於觀察到2個以上之表示玻璃轉移溫度之峰之情形時,將峰面積、即從所得之圖之基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。 又,共聚物之玻璃轉移溫度(Tg)可以下述式進行計算,將所得值作為標準。 1/Tg=Σ(Xi/Tgi) 此處,認為共聚物係i=1至n之n個單體成分共聚而成。Xi為第i個單體之重量分率(ΣXi=1),Tgi為第i個單體之均聚物之玻璃轉移溫度(絕對溫度)。其中,Σ取i=1至n之和。再者,各單體之均聚物之玻璃轉移溫度之值(Tgi)可採用聚合物手冊(第3版)(Polymer Handbook(3rd Edition))(J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience, 1989))之值。
感光性著色樹脂組合物中所使用之非反應性樹脂可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。非反應性樹脂之含量只要適當選擇使用即可,基於改善底切形狀之方面,相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而較佳為4質量%以上。另一方面,基於抑制顯影殘渣之方面,非反應性樹脂之含量相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,較佳為20質量%以下,更佳為15質量%以下,進而較佳為12質量%以下。
又,關於感光性著色樹脂組合物中所使用之非反應性樹脂之含量,基於改善底切形狀之方面,相對於上述反應性鹼可溶性樹脂與上述非反應性樹脂之合計含量,較佳為1質量%以上,更佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上。另一方面,基於抑制顯影殘渣之方面,非反應性樹脂之含量相對於上述反應性鹼可溶性樹脂與上述非反應性樹脂之合計含量,較佳為80質量%以下,更佳為70質量%以下,進而較佳為60質量%以下。
<光聚合性化合物> 作為感光性著色樹脂組合物中所使用之光聚合性化合物,可例舉分子中具有光聚合性基之化合物。光聚合性基只要為能夠藉由光起始劑進行聚合者即可,並無特別限定,可例舉含乙烯性不飽和鍵之基,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,基於紫外線硬化性之方面,適宜使用丙烯醯基或甲基丙烯醯基。 基於硬化性之方面,光聚合性化合物較佳為含有1分子中具有2個以上之光聚合性基之化合物,更佳為含有1分子中具有3個以上之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個以上之乙烯性不飽和鍵之化合物,尤以具有2個以上之丙烯醯基或甲基丙烯醯基之多官能(甲基)丙烯酸酯為佳。 作為此種多官能(甲基)丙烯酸酯,自先前公知者中適當選擇使用即可。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,於要求本發明之感光性著色樹脂組合物具優異之光硬化性(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)以上之能夠聚合之乙烯性不飽和鍵者,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。
感光性著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,相對於感光性著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%,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,則可充分地進行光硬化,抑制曝光部分於顯影時之溶出,又,若光聚合性化合物之含量為上述上限值以下,則鹼性顯影性充分。
<光起始劑> 作為本發明之感光性著色樹脂組合物中所使用之光起始劑,可自先前公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-對稱三𠯤系化合物、9-氧硫𠮿
Figure 111123168-001
、肟酯類等。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號公報中記載之光起始劑。
又,作為本發明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-(o-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號公報等中記載之肟酯系光起始劑中適當選擇。
其中,基於即便於低溫加熱處理時,亦容易形成耐溶劑性及基板密接性良好之硬化膜之方面,上述肟酯系光起始劑較佳為含有下述通式(A)所表示之化合物及下述通式(B)所表示之化合物之至少1種。
[化4]
Figure 02_image007
(式中、R 1及R 2分別獨立表示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一步被取代為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一步被取代為羥基、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在氧原子不鄰接之條件下含有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分別可一起形成環, R 3所表示之基之氫原子可進一步被取代為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分別可一起形成環, 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5]
Figure 02_image009
(式(B)中,X 1、X 3及X 6分別獨立表示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一步被取代為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一步被取代為羥基、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在氧原子不鄰接之條件下含有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) 上述通式(A)所表示之肟酯化合物存在取決於肟之雙鍵之幾何異構物,但並未區分該等。即,於本發明中,上述通式(A)所表示之化合物、以及作為下述該化合物之較佳形態之下述通式(A')所表示之化合物及其例示化合物表示兩者之混合物或任意一者,並不限定於示出異構物之結構。
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、二十烷基、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1個以上之上述烷基取代之苯基、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、四氫吡喃基、吡咯啶基、咪唑啶基、吡唑烷基、噻唑啶基、異噻唑啶基、㗁唑烷基、異㗁唑烷基、哌啶基、哌𠯤基、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,例如較佳者可例舉:環戊烷環、環己烷環、環戊烯環、苯環、哌啶環、嗎啉環、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、以及上述通式(A)中之可對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)中之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在氧原子不鄰接之條件下含有1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 24-、-NR 24CO-、-NR 24COO-、-OCONR 24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-,此時所含之2價基可為一種基或兩種以上之基,於為可連續包含之基時,可連續包含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,R 3為可經縮合之芳香族環者、或下述通式(A')所表示之化合物由於感度較高,且容易製造,故較佳。
[化6]
Figure 02_image011
(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分別可一起形成環)
作為R 31與R 32、R 32與R 33、R 33與R 34及R 34與R 35所一起形成之環之例,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。
上述通式(A)及(A')中,R 1為碳數1~12之烷基或碳數7~15之芳烷基、R 11為碳數6~12之芳基、碳數1~8之烷基者由於溶劑溶解性較高,故較佳,R 2為甲基、乙基或苯基者由於反應性較高,故較佳,R 4~R 7為氫原子或氰基、尤其是氫原子者由於容易合成,故較佳,R 8為氫原子者由於容易合成,故較佳,k為1時感度較高,故較佳,上述通式(A')中,R 31~R 35中之至少一者為硝基、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,故較佳,更佳為R 31~R 35中之至少一者為硝基、CN、鹵素原子、或COPh(此處,Ph為苯基)者,尤佳為R 33為硝基、CN、鹵素原子、或COPh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號公報中記載之化合物No.1~No.212。
[化7]
Figure 02_image013
上述通式(A)所表示之化合物例如可藉由參照國際公開2015/152153號公報,根據使用材料適當選擇溶劑、反應溫度、反應時間、精製方法等而合成。又,亦可適當購買市售品來使用。
(通式(B)所表示之化合物) 上述通式(B)所表示之肟酯化合物亦存在取決於肟之雙鍵之幾何異構物,但並未區分該等。即,於本發明中,上述通式(B)所表示之化合物及其例示化合物表示兩者之混合物或任意一者,並不限定於示出異構物之結構。
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在氧原子不鄰接之條件下含有1~5個-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NR 54-、-NR 54CO-、-NR 54COO-、-OCONR 54-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-,此時所含之2價基可為一種基或兩種以上之基,於為可連續包含之基時,可連續包含2個以上。
基於感度、溶解性、相溶性之方面,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1~10之烷基、環戊基及環己基等碳數5~10之可具有側鏈之環狀烷基、或甲氧基甲基、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2~10之亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基,進而較佳為甲基、乙基、2-乙基己基等碳數1~10之烷基。
基於感度、溶解性、相溶性之方面,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1~6之烷基、環戊基及環己基等碳數5~6之環狀烷基、或甲氧基甲基、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2~6之亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基,進而較佳為碳數1~6之烷基、或碳數2~6之亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基。 基於感度、溶解性、相溶性之方面,X 3、及X 6分別獨立地進而較佳為碳數1~6之烷基。 基於感度、溶解性、相溶性之方面,X 2進而較佳為碳數2~6之亞甲基鏈中具有1個醚鍵之烷基。
基於感度、溶解性、相溶性之方面,上述通式(B)中之X 4、及X 5分別獨立地尤佳為氫、或甲基、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1~6之烷基。 a及b分別獨立地為0~3之整數,可為0~1之整數,還可為0。
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8]
Figure 02_image015
[化9]
Figure 02_image017
上述通式(B)所表示之化合物例如可藉由參照日本專利特開2010-256891號公報,根據使用材料適當選擇溶劑、反應溫度、反應時間、精製方法等來合成。又,亦可適當購買市售品使用。
本發明之感光性著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,相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,較佳為0.1質量%~15.0質量%,進而較佳為1.0質量%~10.0質量%之範圍內。當該含量為上述下限值以上時,容易充分地進行光硬化,耐溶劑性或基板密接性容易變得良好,另一方面,當為上述上限值以下時,線寬偏移得到抑制,容易形成高精細之圖案。
關於上述通式(A)所表示之化合物及上述通式(B)所表示之化合物之至少1種之合計含量,基於即便於低溫加熱處理時,亦可形成基板密接性、及耐溶劑性良好之硬化膜之方面,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%。
<溶劑> 作為本發明所使用之溶劑,只要為不與感光性著色樹脂組合物中之各成分反應而可使該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、正丙醇、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、環己醇乙酸酯等酯系溶劑;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;正庚烷、正己烷、正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。該等溶劑之中,基於其他成分之溶解性之方面,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,作為本發明所使用之溶劑,基於其他成分之溶解性或塗佈適應性之方面,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1種以上。
於本發明之感光性著色樹脂組合物中,溶劑之含量只要在可精度良好地形成著色層之範圍內適當設定即可。溶劑之含量相對於包含該溶劑在內之感光性著色樹脂組合物之總量,通常較佳為55質量%~95質量%,更佳為65質量%~88質量%之範圍內。藉由使上述溶劑之含量為上述範圍內,可使塗佈性優異。
<分散劑> 於本發明之感光性著色樹脂組合物中,在使色料分散之情形時,基於色料分散性及色料分散穩定性之方面,亦可進而包含分散劑。 於本發明中,分散劑可自先前公知之分散劑中適當選擇使用。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、氟系等之界面活性劑。界面活性劑中,基於可均勻且微細地分散之方面,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;藉由聚伸乙基亞胺衍生物(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);聚烯丙基胺衍生物(使聚烯丙基胺與自具有游離羧基之聚酯、聚醯胺、或酯與醯胺之共縮物(聚酯醯胺)這3種化合物中選擇之1種以上之化合物反應而獲得之反應生成物)等。
於本發明中,使用(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑作為分散劑基於即便在低溫加熱處理時耐溶劑性亦容易變得良好之方面而言較佳。推測,由於(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑與上述鹼可溶性樹脂、上述非反應性樹脂、上述光聚合性化合物及光起始劑之相溶性良好,故起始劑容易均勻地存在於著色層中,著色層均勻地硬化,藉此未反應成分減少,著色層之內部應力亦減小,因此浸漬於溶劑時之著色層之變化減小。
於本發明中,(甲基)丙烯酸酯共聚物系分散劑係指至少含有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元且為共聚物之分散劑。 (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與作為溶劑親和性部位發揮功能之結構單元的共聚物,較佳為在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,可例舉源自能夠與源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元共聚之乙烯性不飽和單體之結構單元。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,基於分散性優異之方面,較佳為下述通式(I)所表示之結構單元。
[化10]
Figure 02_image019
(通式(I)中,R 71表示氫原子或甲基,A 1表示2價連結基,R 72及R 73分別獨立表示氫原子、或可含雜原子之烴基,R 72及R 73亦可相互鍵結而形成環結構)
通式(I)中,A 1為2價連結基。作為2價連結基,例如可例舉:直鏈、分支或環狀之伸烷基、具有羥基之直鏈、分支或環狀之伸烷基、伸芳基、-CONH-基、-COO-基、-NHCOO-基、醚基(-O-基)、硫醚基(-S-基)、及該等之組合等。再者,於本發明中,2價連結基之鍵之朝向為任意。即,於2價連結基包含-CONH-之情形時,可-CO為主鏈之碳原子側,-NH為側鏈之氮原子側,反之,亦可-NH為主鏈之碳原子側,-CO為側鏈之氮原子側。  其中,基於分散性之方面,通式(I)中之A 1較佳為包含-CONH-基或-COO-基之2價連結基,更佳為包含-CONH-基或-COO-基及碳數1~10之伸烷基之2價連結基。
R 72及R 73中之可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、聯苯基甲基等。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,上述較佳之碳數不包括取代基之碳數。 含雜原子之烴基具有上述烴基中之碳原子經雜原子取代之結構,或者具有上述烴基中之氫原子經含雜原子之取代基取代之結構。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。
R 72及R 73相互鍵結而形成環結構係指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含有雜原子。環結構並無特別限定,例如可例舉:吡咯啶環、哌啶環、嗎啉環等。
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與R 73鍵結而形成吡咯啶環、哌啶環、嗎啉環。
作為衍生上述通式(I)所表示之結構單元之單體,可例舉:(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲胺基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺基丙酯等含經烷基取代之胺基之(甲基)丙烯酸酯等、二甲胺基乙基(甲基)丙烯醯胺、二甲胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等含經烷基取代之胺基之(甲基)丙烯醯胺等。其中,基於分散性、及分散穩定性提昇之方面,可較佳地使用(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺基乙酯、二甲胺基丙基(甲基)丙烯醯胺。 聚合物中,通式(I)所表示之結構單元可由1種構成,亦可包含兩種以上之結構單元。
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可與選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少1種形成鹽(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,作為選自由上述有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少1種,可較佳地使用選自由下述通式(1)~(3)所組成之群中之1種以上之化合物。
[化11]
Figure 02_image021
(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-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、或夾隔著碳數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-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、或夾隔著碳數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-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、或夾隔著碳數1~4之伸烷基之(甲基)丙烯醯基;其中,R c及R d之至少一者包含碳原子)
上述通式(1)~(3)之各符號可與國際公開第2016/104493號之記載相同。 基於色料之分散性及分散穩定性優異之方面,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號公報等中記載之有機酸化合物之較佳者。 又,基於色料之分散性及分散穩定性優異之方面,上述鹵化烴較佳為烯丙基溴、苄基氯等鹵化烯丙基及鹵化芳烷基之至少1種。
關於鹽型共聚物中選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少1種之含量,由於與通式(I)所表示之結構單元所具有之末端之氮部位形成鹽,故較佳為相對於通式(I)所表示之結構單元所具有之末端之氮部位,將選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少1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。當為上述下限值以上時,容易獲得鹽形成所帶來之色料分散性提昇效果。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。當為上述上限值以下時,可使顯影密接性或溶劑再溶解性優異。 再者,選自由有機酸化合物及鹵化烴所組成之群中之至少1種可單獨使用一種,亦可組合兩種以上。組合兩種以上時,其等之合計含量較佳為上述範圍內。
作為鹽型共聚物之製備方法,可例舉:向溶解或分散有形成鹽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1種並進行攪拌,進而視需要進行加熱之方法等。 再者,共聚物之該通式(I)所表示之結構單元所具有之末端之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1種形成了鹽、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。
基於分散性及分散穩定性之方面,具有上述通式(I)所表示之結構單元之共聚物較佳為具有上述通式(I)所表示之結構單元且接枝聚合物鏈中具有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之接枝共聚物、及包含含有上述通式(I)所表示之結構單元之A嵌段與含有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段的嵌段共聚物中之至少1種。 上述接枝共聚物中,作為具有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之接枝聚合物鏈,可適當選擇先前公知之結構來使用。例如,亦可使用國際公開第2021/006077號公報中記載之接枝共聚物及鹽型接枝共聚物之至少1種。 又,上述嵌段共聚物中,作為含有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段,可適當選擇先前公知之結構來使用。例如,亦可使用國際公開第2016/104493號中記載之嵌段共聚物及鹽型嵌段共聚物之至少1種。
用作分散劑之嵌段共聚物中,基於即便於低溫加熱處理時硬化膜之基板密接性及耐溶劑性亦變得良好之方面、及抑制顯影殘渣之產生之方面,較佳為含有如下嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物之至少1種,上述嵌段共聚物包含含有上述通式(I)所表示之結構單元之A嵌段、及含有源自含羧基單體之結構單元與源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元之B嵌段,上述鹽型嵌段共聚物為上述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1種形成鹽而得,上述嵌段共聚物以及鹽型嵌段共聚物之至少1種之酸值為1 mgKOH/g~18 mgKOH/g,玻璃轉移溫度為30℃以上。又,基於耐溶劑性進一步提昇之方面,該特定之分散劑較佳為與含有上述通式(A)所表示之化合物之光起始劑加以組合。 此時之B嵌段含有源自(甲基)丙烯酸酯之結構單元作為必需成分,還可與國際公開第2016/104493號之B嵌段相同。
基於分散性良好,形成塗膜時不析出異物而提昇亮度及對比度之方面,含有上述通式(I)所表示之結構單元之(甲基)丙烯酸酯系共聚物較佳為胺值為40 mgKOH/g~120 mgKOH/g之共聚物。 藉由使胺值為上述範圍內,黏度之經時穩定性或耐熱性優異,並且鹼性顯影性、溶劑再溶解性亦優異。於本發明中,關於含有上述通式(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,基於溶劑再溶解性之方面,含有上述通式(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。 胺值係指用以中和試樣1 g中所含之胺成分所需之過氯酸和當量氫氧化鉀之毫克(mg)數,可依據JIS-K7237所定義之方法進行測定。於利用該方法進行了測定時,即便為與分散劑中之有機酸化合物形成了鹽之胺基,但因該有機酸化合物通常發生解離,故亦可對用作分散劑之嵌段共聚物其本身之胺值進行測定。
分散劑之共聚物中之各結構單元之含有比率(莫耳%)可根據製造時原料之添加量求出,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、各種質譜分析等進行測定。又,視需要藉由熱分解等將分散劑分解,針對所獲得之分解物,使用高效液相層析儀、氣相層析質譜儀、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 spectrometer,飛行時間-二次離子質譜儀)等求出。
於本發明之感光性著色樹脂組合物中,分散劑之含量只要以使色料之分散性及分散穩定性優異為目的進行選擇即可,並無特別限定,相對於感光性著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%,更佳為3質量%~25質量%之範圍內。當為上述下限值以上時,色料之分散性及分散穩定性優異,感光性著色樹脂組合物之保存穩定性更優異。又,當為上述上限值以下時,顯影性良好。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感光性著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%,更佳為3質量%~20質量%之範圍內。
<多官能環氧化合物及多官能封端異氰酸酯化合物之至少1種> 基於提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性之方面,本發明之感光性著色樹脂組合物較佳為進而含有多官能環氧化合物及多官能封端異氰酸酯化合物之至少1種。 多官能環氧化合物係1分子中具有2個以上環氧基之化合物。 環氧基係指含有3員環之環狀醚結構之基,亦包含脂環式環氧基。作為環氧基,可例舉環氧乙烷基、3,4-環氧環己基等。該等環氧基亦可為氫原子之一部分或全部被烷基等取代基取代者。
作為多官能環氧化合物,例如可例舉:雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙酚S二縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙酚F二縮水甘油醚、氫化雙酚AD二縮水甘油醚等雙酚之聚縮水甘油醚類;1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚等多元醇之聚縮水甘油醚類;對乙二醇、丙二醇、甘油等脂肪族多元醇加成一種或兩種以上之環氧烷而得之聚醚多元醇之脂肪族聚縮水甘油醚類;(3,4-環氧)環己基羧酸-3,4-環氧環己基甲酯、2-(3,4-環氧環己基-5,5-螺-3,4-環氧)環己烷間二㗁烷、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯、己二酸雙(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基)酯、3',4'-環氧基-6'-甲基環己基羧酸-3,4-環氧基-6-甲基環己酯、亞甲基雙(3,4-環氧環己烷)、二環戊二烯二環氧化物、乙二醇之二(3,4-環氧環己基甲基)醚、伸乙基雙(3,4-環氧環己基羧酸酯)、內酯改性3',4'-環氧環己基羧酸-3,4-環氧環己基甲酯等分子內具有2個以上之3,4-環氧環己基之化合物;雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂等苯酚酚醛清漆型環氧樹脂;甲酚酚醛清漆型環氧樹脂;多酚系型環氧樹脂;環狀脂肪族環氧樹脂;脂肪族長鏈二元酸之二縮水甘油酯類;高級脂肪酸之縮水甘油酯類;環氧化大豆油、環氧化亞麻籽油、2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物等。
多官能環氧化合物可單獨使用或組合兩種以上使用,其中,基於容易提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性之方面,較佳為2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物。
另一方面,多官能封端異氰酸酯化合物係1分子中具有2個以上之封端異氰酸基之化合物。 封端異氰酸基係將異氰酸基利用封端劑封端而成之基。多官能封端異氰酸酯化合物係於室溫附近保持穩定,藉由熱處理而使封端劑解離,再生成活性異氰酸基者,其可藉由使1分子中具有2個以上異氰酸基之多官能異氰酸酯化合物與封端劑反應而獲得。
作為多官能異氰酸酯化合物,例如可例舉:2,4-及/或2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基-4,4'-二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯;異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、反式-1,4-環己基二異氰酸酯、降𦯉烷二異氰酸酯等脂環式二異氰酸酯;二伸乙基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4及/或(2,4,4)-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、環己二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、3-(2'-異氰酸基環己基)丙基異氰酸酯、亞異丙基雙(環己基異氰酸酯)、2,2'-雙(4-異氰酸基苯基)丙烷、2,6-雙(異氰酸基甲基)四氫二環戊二烯、雙(異氰酸基甲基)二環戊二烯、雙(異氰酸基甲基)金剛烷、2,5-二異氰酸基甲基降𦯉烯等脂肪族二異氰酸酯;雙(異氰酸基甲基)四氫噻吩、雙(異氰酸基甲基)噻吩等雜環二異氰酸酯等,又,可例舉:使該等二異氰酸酯化合物經碳二醯亞胺改性、異氰尿酸酯改性、縮二脲改性而得之改性物等二異氰酸酯;上述例示之二異氰酸酯之異氰尿酸酯三聚物、縮二脲三聚物、三羥甲基丙烷加成化物等;三苯甲烷三異氰酸酯、1-甲基苯-2,4,6-三異氰酸酯、二甲基三苯甲烷四異氰酸酯、異三聚氰酸N,N',N''-三(1-異氰酸基己基)酯、離胺酸三異氰酸酯、硫代磷酸三(苯基異氰酸基)酯、4,4',4''-三異氰酸基-2,5-二甲氧基苯基胺、1,3,5-三異氰酸基環己烷、1,3,5-三(異氰酸基甲基)環己烷等,又,可例舉使該等異氰酸酯化合物經碳二醯亞胺改性、異氰尿酸酯改性、縮二脲改性而得之改性物等三官能以上之異氰酸酯化合物。該等可使用1種,或混合2種以上使用。 該等異氰酸酯化合物中,基於透明性方面,更佳為脂環式二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯。 另一方面,作為封端劑,可適當選擇公知之封端劑使用,其中,適宜使用丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二苄酯、丙二酸二乙基甲酯等羧酸酯類;丙二酸、乙醯基丙酮、乙醯乙酸酯(乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯等)等活性亞甲基化合物、3,5-二甲基吡唑等。
關於多官能環氧化合物及多官能封端異氰酸酯化合物之至少1種之含量,相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,通常為3質量%~30質量%,較佳為5質量%~20質量%之範圍內。當為上述下限值以上時,容易提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性及基板密接性。另一方面,當為上述上限值以下時,容易使本發明之感光性著色樹脂組合物之顯影性良好。
<硫醇化合物> 基於提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性之方面,本發明之感光性著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1分子中具有1個硫醇基之單官能硫醇化合物、1分子中具有2個以上硫醇基之多官能硫醇化合物。基於抑制線寬偏移及提昇基板密接性之方面,更佳為使用含有1個硫醇基之單官能硫醇化合物。 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。 硫醇化合物可單獨使用或組合兩種以上使用,其中,基於提昇低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性之方面,較佳為2-巰基苯并㗁唑、或2-巰基苯并噻唑。 關於硫醇化合物之含量,相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,通常為0.5質量%~10質量%,較佳為1質量%~5質量%之範圍內。當為上述下限值以上時,低溫加熱處理後之耐溶劑性、及基板密接性優異。另一方面,當為上述上限值以下時,容易使本發明之感光性著色樹脂組合物成為顯影性良好,且線寬偏移得到抑制者。
<其他成分> 本發明之感光性著色樹脂組合物中,亦可視需要進而含有各種添加劑。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號公報中記載者。
基於抑制硬化膜之線寬偏移量之方面,本發明之感光性著色樹脂組合物較佳為進而含有抗氧化劑。本發明之感光性著色樹脂組合物例如藉由與上述通式(A)所表示之化合物組合來含有抗氧化劑,可於形成硬化膜時在無損硬化性之情況下控制過度之自由基鏈反應,因此,形成細線圖案時,直線性進一步提昇、或按遮罩線寬之設計形成細線圖案之能力提昇。又,可提高耐熱性,可抑制曝光及後烘烤後之亮度降低,因此可提昇亮度。 本發明所使用之抗氧化劑並無特別限定,自先前公知者中適當選擇即可。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,基於按線寬遮罩線寬之設計形成細線圖案之能力提昇之方面、及耐熱性之方面,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:IRGANOX 1010,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,住友化學製造)、6,6'-硫代雙(2-第三丁基-4-甲基苯酚)(商品名:IRGANOX 1081,BASF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製造)等。其中,基於耐熱性及耐光性之方面,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:IRGANOX1010,BASF公司製造)。
關於抗氧化劑之含量,相對於感光性著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%,較佳為0.5質量%~5.0質量%之範圍內。當為上述下限值以上時,按遮罩線寬之設計形成細線圖案之能力提昇之方面而言優異、且耐熱性優異。另一方面,當為上述上限值以下時,容易使本發明之感光性著色樹脂組合物成為高感度之感光性著色樹脂組合物。
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,基於SiN基板之密接性之方面,較佳為具有甲基丙烯酸基、丙烯酸基之KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103。
關於矽烷偶合劑之含量,相對於感光性著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%,較佳為0.1質量%~5.0質量%之範圍內。當為上述下限值以上且上述上限值以下時,基板密接性提昇效果容易變得良好。
<感光性著色樹脂組合物之製造方法> 關於本發明之感光性著色樹脂組合物之製造方法,可藉由將色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、溶劑、及視需要使用之各種添加成分利用公知之混合方法進行混合來製備。 於本發明之感光性著色樹脂組合物含有例如色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、分散劑、溶劑、及視需要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,向溶劑中添加色料與分散劑,製備色料分散液,向該分散液中混合鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要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、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要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、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要使用之各種添加成分並進行混合,然後加入色料進行分散之方法;(4)向溶劑中添加色料、分散劑、及鹼可溶性樹脂製備色料分散液,向該分散液中進而添加鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、溶劑、光聚合性化合物、光起始劑、及視需要使用之各種添加成分並進行混合之方法等。 該等方法中,上述(1)及(4)之方法基於可有效地防止色料之凝集,實現均勻分散之方面而言較佳。 於未使用分散劑之情形時,只要不添加分散劑,並利用上述(2)、(3)、或(4)之方法製備即可。
製備色料分散液之方法可自先前公知之分散方法中適當選擇使用。例如可例舉:(1)預先將分散劑混合於溶劑中並進行攪拌,製備分散劑溶液,繼而,視需要混合有機酸化合物,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之其他成分混合,利用公知之攪拌機或分散機進行分散之方法;(2)將分散劑混合於溶劑中並進行攪拌,製備分散劑溶液,繼而,將色料及視需要之有機酸化合物、以及進一步視需要之其他成分混合,利用公知之攪拌機或分散機進行分散之方法;(3)將分散劑混合於溶劑中並進行攪拌,調整分散劑溶液,繼而混合色料及視需要之其他成分,利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:雙輥研磨機、三輥研磨機等輥磨機、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> 本發明之感光性著色樹脂組合物即便於低溫加熱處理時,亦可抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層,因此可適宜地用於彩色濾光片用途,尤其可適宜地用於在形成有有機發光元件等耐熱性較低之元件之基板上直接形成彩色濾光片之130℃以下、進而100℃以下或90℃以下之低溫加熱處理用途等,並且,可適宜地用於在有機發光元件上形成之硬化膜。 又,由於本發明之感光性著色樹脂組合物可用於在有機發光元件上形成之硬化膜,故適宜用於形成具有外光反射抑制效果之圓偏光板替代物之著色硬化膜。於使用本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化膜代替圓偏光板之情形時,可製成不含偏光板之顯示裝置,因此,本發明之感光性著色樹脂組合物適宜用於不含偏光板之顯示裝置用途。 又,本發明之感光性著色樹脂組合物由於為用於在有機發光元件上形成之硬化膜之感光性著色樹脂組合物,故適宜用於不含外置彩色濾光片基板之顯示裝置用途、薄膜且可撓性得到提昇之有機發光顯示裝置用途。
II.硬化物 本發明之硬化物為上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化物。 本發明之硬化物例如可藉由形成上述本發明之感光性著色樹脂組合物之塗膜,使該塗膜乾燥後,利用曝光、及視需要之顯影、加熱處理而獲得。作為塗膜之形成、曝光、顯影、及加熱處理之方法,例如可採用與用於形成下述本發明之彩色濾光片所具備之著色層之方法相同者。 本發明之硬化物即便於加熱處理為130℃以下、進而100℃以下或90℃以下之低溫之加熱處理時,耐溶劑性亦良好,且圖案形狀亦良好。 本發明之硬化物即便於低溫加熱處理時,耐溶劑性亦良好,且圖案形狀亦良好,適宜用作彩色濾光片之著色層,且適宜用於在有機發光元件上形成之硬化膜。
III.彩色濾光片 本發明之彩色濾光片係至少具備基板、及設置於該基板上之著色層者,且該著色層之至少一者為上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化物。
參照圖,對此種本發明之彩色濾光片進行說明。圖1係表示本發明之彩色濾光片之一例之概略剖視圖。根據圖1,本發明之彩色濾光片10具有基板1、遮光部2、及著色層3。
<著色層> 本發明之彩色濾光片所使用之著色層之至少一者為上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化物。 著色層通常形成於下述基板上之遮光部之開口部,通常由三色以上之著色圖案構成。 又,該著色層之排列並無特別限定,例如可設為條紋型、鑲嵌型、三角型、四像素配置型等一般之排列。又,著色層之寬度、面積等可任意地設定。 該著色層之厚度係藉由調整塗佈方法、感光性著色樹脂組合物之固形物成分濃度或黏度等來適當控制,通常較佳為1~5 μm之範圍。
該著色層例如可利用下述方法形成。 首先,使用噴塗法、浸漬塗佈法、棒塗法、輥塗法、旋轉塗佈法、模嘴塗佈法等塗佈方法,將上述本發明之感光性著色樹脂組合物塗佈於下述基板上,形成濕式塗膜。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,然後隔著特定圖案之遮罩對其進行曝光,使鹼可溶性樹脂及多官能單體等進行光聚合反應,形成硬化塗膜。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。曝光量根據所使用之光源或塗膜之厚度等適當調整。 又,為了促進聚合反應,曝光後可進行加熱處理。加熱條件根據所使用之感光性著色樹脂組合物中之各成分之調配比率或塗膜之厚度等適當選擇。
其次,使用顯影液進行顯影處理,將未曝光部分溶解、去除,藉此以所需之圖案形成塗膜。作為顯影液,通常使用在水或水溶性溶劑中溶解有鹼之溶液。亦可向該鹼溶液中添加適量之界面活性劑等。又,顯影方法可採用一般之方法。 顯影處理後,通常進行顯影液之洗淨、感光性著色樹脂組合物之硬化塗膜之乾燥,而形成著色層。再者,顯影處理後,亦可進行加熱處理,以使塗膜充分硬化。加熱條件並無特別限定,根據塗膜之用途適當選擇。 於在元件基板上直接形成著色層之製造步驟中之加熱處理較佳為以30℃以上100℃以下進行,更佳為以35℃以上95℃以下進行,進而較佳為以40℃以上90℃以下進行。
於上述本發明之感光性著色樹脂組合物不具有鹼性顯影性之情形時,著色層例如藉由噴墨法等先前公知之圖案狀塗膜之形成方法,以所需之圖案形成塗膜後進行曝光,使光聚合性化合物等進行光聚合反應,形成硬化塗膜。與上述同樣地,為了促進聚合反應,曝光後亦可進行加熱處理。
<遮光部> 本發明之彩色濾光片中之遮光部於下述基板上形成為圖案狀,可設為與通常之彩色濾光片中用作遮光部者相同。 該遮光部之圖案形狀並無特別限定,例如可例舉條紋狀、矩陣狀等形狀。遮光部亦可為利用濺鍍法、真空蒸鍍法等形成之鉻等之金屬薄膜。或者,遮光部亦可為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之樹脂層。於為含有遮光性粒子之樹脂層之情形時,有使用感光性抗蝕劑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、將感光性抗蝕劑熱轉印之方法等。
關於遮光部之膜厚,於金屬薄膜時設定為0.2~0.4 μm左右,於為黏合劑樹脂中分散或溶解有黑色顏料者時,設定為0.5~2 μm左右。
<基板> 作為基板,可使用下述透明基板、矽基板、及透明基板或矽基板上形成有鋁、銀、銀/銅/鈀合金薄膜等者。該等基板上亦可形成有另外之彩色濾光片層、樹脂層、TFT(Thin-Film Transistor,薄膜電晶體)等電晶體、電路等。基板亦可為下述有機發光元件之類之元件基板。 作為本發明之彩色濾光片中之透明基板,只要為對可見光透明之基材即可,並無特別限定,可使用通常之彩色濾光片所使用之透明基板。具體而言,可例舉:石英玻璃、無鹼玻璃、合成石英板等不具有可撓性之透明剛性材料、或者透明樹脂膜、光學用樹脂板、軟性玻璃等具有可撓性之透明軟性材料。作為透明樹脂膜、光學用樹脂板,例如可例舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚醯亞胺膜、聚碳酸酯膜等,其中,適宜使用含有氧原子、氮原子等雜原子之PET膜、聚醯亞胺膜等。 該透明基板之厚度並無特別限定,可根據本發明之彩色濾光片之用途,使用例如100 μm~1 mm左右者。 再者,本發明之彩色濾光片除上述基板、遮光部及著色層以外,例如亦可形成有外覆層或透明電極層,進而形成有配向膜或柱狀間隔件等。 又,本發明之彩色濾光片亦可作為防止外光反射之圓偏光板之替代物使用。
IV.顯示裝置 本發明之顯示裝置之特徵在於具有上述本發明之彩色濾光片。於本發明中,顯示裝置之構成並無特別限定,可自先前公知之顯示裝置中適當選擇,例如可例舉液晶顯示裝置、有機發光顯示裝置等。
[液晶顯示裝置] 作為本發明之液晶顯示裝置,例如可例舉具有上述本發明之彩色濾光片、對向基板、及形成於上述彩色濾光片與上述對向基板之間之液晶層的液晶顯示裝置。 參照圖,對此種本發明之液晶顯示裝置進行說明。圖2表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略圖。如圖2所例示,本發明之液晶顯示裝置40包含彩色濾光片10、具有TFT陣列基板等之對向基板20、及形成於上述彩色濾光片10與上述對向基板20之間之液晶層30。 再者,本發明之液晶顯示裝置並不限定於該圖2所示之構成,可設為作為通常使用彩色濾光片之液晶顯示裝置所公知之構成。
本發明之液晶顯示裝置之驅動方式並無特別限定,可採用液晶顯示裝置所常用之驅動方式。作為此種驅動方式,例如可例舉TN(Twisted Nematic,扭轉向列)方式、IPS(in-plane switching,橫向電場效應)方式、OCB(Optically Compensated Bend,光學補償彎曲)方式、及MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,多域垂直配向)方式等。於本發明中,可適宜地使用該等任意種方式。 又,作為對向基板,可根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方式等適當選擇使用。 進而,作為構成液晶層之液晶,可根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方式等,使用介電各向異性不同之各種液晶、及該等之混合物。
作為液晶層之形成方法,可使用通常用作液晶單元之製作方法之方法,例如可例舉真空注入方式或液晶滴下方式等。利用上述方法形成液晶層後,將液晶單元緩冷至常溫,藉此可使封入之液晶配向。
[有機發光顯示裝置] 作為本發明之有機發光顯示裝置,例如可例舉具有上述本發明之彩色濾光片與有機發光元件之有機發光顯示裝置。 參照圖,對此種本發明之有機發光顯示裝置進行說明。圖3係表示本發明之有機發光顯示裝置之一例之概略圖。如圖3所例示,本發明之有機發光顯示裝置100於基板50上形成有有機發光元件80與密封層90,於其上形成有彩色濾光片10。作為基板50,可為軟性基板上形成有TFT之基板。圖3之有機發光顯示裝置中,彩色濾光片10可為代替圓偏光板之彩色濾光片。
作為有機發光元件80之積層方法,例如可例舉於基材50上依次形成透明陽極71、電洞注入層72、電洞傳輸層73、發光層74、電子注入層75、及陰極76之方法等。有機發光元件80中之透明陽極71、電洞注入層72、電洞傳輸層73、發光層74、電子注入層75、及陰極76、其他構成可適當使用公知者。又,密封層90可適當使用公知者。如此製作之有機發光顯示裝置100例如既可用於被動驅動方式之有機EL顯示器,亦可用於主動驅動方式之有機EL顯示器。 再者,本發明之有機發光顯示裝置並不限定於圖3所示之構成,可設為作為通常使用彩色濾光片之有機發光顯示裝置所公知之構成。
又,本發明之顯示裝置可為於有機發光元件上具有上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化膜者。 關於此種本發明之顯示裝置,由於上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化膜形成於有機發光元件上,故無需外置之圓偏光板、或外置之彩色濾光片基板,可為不具有該等者。 由於此種本發明之顯示裝置使用上述本發明之感光性著色樹脂組合物,於有機發光元件上形成硬化膜,故於有機發光元件與硬化膜之間不具有如外置之彩色濾光片基板所使用之基板,故薄膜化及可撓性得到提昇。
參照圖,對此種包含本發明之有機發光元件之有機發光顯示裝置進行說明。圖4係表示具備本發明之有機發光元件之顯示裝置之另一例之概略剖視圖。如圖4所例示,本發明之顯示裝置200包含:具備有機發光元件之元件基板130、位於該元件基板130上之包含著色硬化膜(109R、109G、109B)之外光反射防止膜120,進而於其上具備密封膜111。 上述具備有機發光元件之元件基板130係於基板101上以與各子像素對應之方式配置有作為驅動元件之薄膜電晶體(TFT)102,於其上具備密封膜103,進而於密封膜103上具備與各子像素對應之電極104(陽極)、及劃分各子像素之間隔壁105,於該區間內配置有構成R、G、B三色之子像素之有機發光元件(106R、106G、106B),於該有機發光元件(106R、106G、106B)上進而具備電極107(陰極)。上述具備有機發光元件之元件基板130進而具備自上方覆蓋有機發光元件之密封層108。 於元件基板130中之有機EL元件(106R、106G、106B)上之密封層108上具備外光反射防止膜120,進而於其上具備密封膜111,上述外光反射防止膜120包含使用光硬化性著色樹脂組合物所形成之與各有機EL元件對應之三色之著色硬化膜(109R、109G、109B)及遮光部110。 關於圖4之本發明之顯示裝置200,於密封膜111上進而經由透明黏著劑層112具備覆蓋材113。 雖未圖示,但本發明之顯示裝置200例如可進而於密封膜111上具備包含絕緣膜及透明電極層之觸控感測層,進而,於觸控感測層上進一步適當具備硬塗層等公知之構成。 如上所述,設置於上述具備有機發光元件之元件基板130上之著色硬化膜(109R、109G、109B)及遮光部110之層可用作外光反射防止膜120,因此,本發明所使用之外光反射防止膜可不含如外置之圓偏光板或外置之彩色濾光片基板之類之另外之基板,能夠提高薄膜化及可撓性。
於本發明之顯示裝置中,較佳為將有機發光元件之子像素之(106R、106G、106B)之顏色與例如隔著密封層108等至少1層配置在正上方之著色硬化膜(109R、109G、109B)之顏色調整為同種顏色。藉由設置在該有機發光元件上之著色硬化膜,外光除了原本有機發光元件所發出之光之顏色以外被遮蔽,並且不會截止有機發光元件所發出之光,因此能夠不使光利用效率降低而抑制外光反射。 上述本發明之感光性著色樹脂組合物之硬化膜可為上述三色之著色硬化膜(109R、109G、109B)中之任一者,亦可為此三者。
本發明之顯示裝置所使用之基板101、作為驅動元件之薄膜電晶體(TFT)102、密封膜103、電極104(陽極)、劃分各子像素之間隔壁105、構成子像素之有機發光元件(106R、106G、106B)、電極107(陰極)等可適當選擇公知之構成使用。 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所使用之有機EL元件上之密封層108,包含無機膜、或有機膜、及積層有其等之多層膜。基於抑制水分或氧滲入之效果較高之方面,較佳為使用多層膜。 具體而言,例如可例舉將金屬膜、金屬氧化物膜、SiOx、SiON、SiNx等無機膜與有機膜積層而得之多層膜等。
本發明之顯示裝置所使用之著色硬化膜之至少一者為上述本發明之感光性著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108上之下述遮光部之開口部,通常由三色以上之著色圖案構成。該等可為與有機發光元件之子像素之(106R、106G、106B)相同之著色圖案。 作為著色硬化膜(109R、109G、109B)之排列,例如可採用條紋型、鑲嵌型、三角型、四像素配置型等一般之排列。又,著色層之寬度、面積等可以與有機發光元件之子像素之(106R、106G、106B)相匹配之方式適當設定。 該著色硬化膜之厚度係藉由調整塗佈方法、感光性著色樹脂組合物之固形物成分濃度或黏度等來適當控制,通常為1 μm~5 μm之範圍。
本發明之顯示裝置所使用之遮光部110通常於有機發光元件上之密封層108上形成為圖案狀,可設為與通常之彩色濾光片中用作遮光部者相同。 該遮光部之圖案形狀根據上述著色硬化膜之形狀相應地適當選擇即可,例如可例舉條紋狀、矩陣狀等形狀。遮光部亦可為利用濺鍍法、真空蒸鍍法等形成之鉻等之金屬薄膜。或者,遮光部亦可為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之樹脂層。於為含有遮光性粒子之樹脂層之情形時,有使用感光性抗蝕劑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、將感光性抗蝕劑熱轉印之方法等。
關於遮光部之膜厚,於金屬薄膜時設定為0.2 μm~0.4 μm左右,於為黏合劑樹脂中分散或溶解有黑色顏料者時,設定為0.5 μm~2 μm左右。
作為著色硬化膜(109R、109G、109B)及遮光部110上所設置之密封膜111,可適當選擇公知之材料使用。 又,設置於密封膜111上之透明黏著劑層112、或覆蓋材113亦可適當選擇公知之材料使用。於本發明中,基於即便覆蓋材使用玻璃之情形時,綠色硬化膜之耐候性亦良好,抑制透過率降低之方面,可使用玻璃作為覆蓋材。
再者,本發明之顯示裝置並不限定於上述圖4所示之構成,此外亦可進而包含具備有機發光元件之公知之顯示裝置之構成。
V.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含有如下步驟而於有機發光元件上形成上述本發明之感光性著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感光性著色樹脂組合物而形成塗膜之步驟、 對上述塗膜進行光照射之步驟、 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟、及 使上述光照射後之膜顯影之步驟。 以下,對各步驟進行說明。
於在有機發光元件上塗佈上述本發明之感光性著色樹脂組合物之步驟中,關於有機發光元件上,可以不與有機發光元件鄰接之方式塗佈,可隔著至少1層進行塗佈。如圖4所示,於具備有機發光元件之元件基板130,在有機發光元件之子像素之(106R、106G、106B)上,通常進而設置電極107、或用以抑制水分或氧滲入之密封層108,因此,可隔著該等電極及密封層等於有機發光元件上進行塗佈。
例如,藉由上述例示之公知之方法,可於密封層108上預先設置遮光部110,於該遮光部110之開口部以形成著色硬化膜(109R、109G、109B)之方式進行塗佈。
例如使用噴塗法、浸漬塗佈法、棒塗法、輥塗法、旋轉塗佈法、模嘴塗佈法等塗佈方法,將上述本發明之感光性著色樹脂組合物塗佈於上述有機發光元件上。作為塗佈方法,尤以使用旋轉塗佈法、模嘴塗佈法為佳。 繼而,使用加熱板或烘箱等,使該濕式塗膜乾燥,形成塗膜。
對所獲得之塗膜隔著特定圖案之遮罩進行光照射(曝光),使光聚合性化合物、及視需要之鹼可溶性樹脂等進行光聚合反應。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。曝光量根據所使用之光源或塗膜之厚度等適當調整。
繼而,為了促進聚合反應,可於曝光後對上述光照射後之膜進行以加熱方式進行之後烘烤步驟。加熱條件只要根據所使用之感光性著色樹脂組合物中之各成分之調配比率或塗膜之厚度等適當選擇即可。 後烘烤步驟可對上述光照射後之膜在下述顯影步驟前進行,亦可在顯影步驟後進行,還可與顯影步驟同時進行。
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,還可為40℃以上。
其次,使上述光照射後之膜顯影。待顯影之上述光照射後之膜亦可為後烘烤後之膜。 於顯影步驟中,使用顯影液進行顯影處理,將未曝光部分溶解、去除,藉此以所需之圖案形成塗膜。作為顯影液,通常使用在水或水溶性溶劑中溶解有鹼之溶液。亦可向該鹼溶液中添加適量之界面活性劑等。又,顯影方法可採用一般之方法。 顯影處理後通常進行顯影液之洗淨、感光性著色樹脂組合物之硬化膜之乾燥,而形成著色硬化膜。再者,顯影處理後,亦可進行加熱處理,以使塗膜充分硬化。
於本發明中,由於在具備有機發光元件之元件基板上直接形成著色硬化膜,故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,還可為40℃以上。
又,為了使顯影處理後或後烘烤後之膜進一步硬化,亦可追加進行光照射(曝光)。 實施例
以下,展示實施例對本發明具體進行說明。本發明不受該等記載所限制。
(合成例1:非反應性樹脂1之合成) 向聚合槽中添加PGMEA(Propylene glycol monomethyl ether acetate,丙二醇單甲醚乙酸酯)300質量份,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甲酯(MMA)190質量份(全部單體中為95質量%)、甲基丙烯酸(MAA)10質量份(全部單體中為5質量%)及Perbutyl O(日油股份有限公司製造)3質量份、鏈轉移劑(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止,獲得非反應性樹脂1溶液(固形物成分40質量%)。 將所獲得之非反應性樹脂1之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例2:非反應性樹脂2之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯自全部單體中之95質量%變更為93質量%,並且,將甲基丙烯酸自全部單體中之5質量%變更為7質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂2。將所獲得之非反應性樹脂2之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例3:非反應性樹脂3之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯自全部單體中之95質量%變更為99質量%,並且,將甲基丙烯酸自全部單體中之5質量%變更為1質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂3。將所獲得之非反應性樹脂3之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例4:非反應性樹脂4之合成) 合成例3中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為0.5質量份,除此以外,以與合成例3相同之方式合成非反應性樹脂4。將所獲得之非反應性樹脂4之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例5:非反應性樹脂5之合成) 合成例1中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為0.5質量份,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂5。將所獲得之非反應性樹脂5之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例6:非反應性樹脂6之合成) 合成例1中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為6質量份,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂6。將所獲得之非反應性樹脂6之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例7:非反應性樹脂7之合成) 合成例2中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為6質量份,除此以外,以與合成例2相同之方式合成非反應性樹脂7。將所獲得之非反應性樹脂7之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例8:非反應性樹脂8之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸於全部單體中為5質量%變更為丙烯酸於全部單體中為5質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂8。將所獲得之非反應性樹脂8之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例9:非反應性樹脂9之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為95質量%變更為甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為90質量%、及甲基丙烯酸乙酯於全部單體中為5質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂9。將所獲得之非反應性樹脂9之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例10:非反應性樹脂10之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為95質量%變更為甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為70質量%、及甲基丙烯酸乙酯於全部單體中為25質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂10。將所獲得之非反應性樹脂10之重量平均分子量及酸值示於表2。
(合成例11:非反應性樹脂11之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為95質量%變更為甲基丙烯酸甲酯於全部單體中為50質量%、及甲基丙烯酸乙酯於全部單體中為45質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成非反應性樹脂11。將所獲得之非反應性樹脂11之重量平均分子量及酸值示於表2。
(比較合成例1:比較非反應性樹脂c1之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯單體95質量%變更為甲基丙烯酸丁酯單體95質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成比較非反應性樹脂c1。將所獲得之比較非反應性樹脂c1之重量平均分子量及酸值示於表5。
(比較合成例2:比較非反應性樹脂c2之合成) 合成例1中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為0質量份,除此以外,以與合成例1相同之方式合成比較非反應性樹脂c2。將所獲得之比較非反應性樹脂c2之重量平均分子量及酸值示於表5。
(比較合成例3:比較非反應性樹脂c3之合成) 合成例1中,將鏈轉移劑(正十二硫醇)之添加量變更為10質量份,除此以外,以與合成例1相同之方式合成比較非反應性樹脂c3。將所獲得之比較非反應性樹脂c3之重量平均分子量及酸值示於表5。
(比較合成例4:比較非反應性樹脂c4之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯單體自95質量%變更為100質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成比較非反應性樹脂c4。將所獲得之比較非反應性樹脂c4之重量平均分子量及酸值示於表5。
(比較合成例5:比較非反應性樹脂c5之合成) 合成例1中,將甲基丙烯酸甲酯單體自95質量%變更為90質量%,並且,將甲基丙烯酸單體自5質量%變更為10質量%,除此以外,以與合成例1相同之方式合成比較非反應性樹脂c5。將所獲得之比較非反應性樹脂c5之重量平均分子量及酸值示於表5。
(製備例1:鹼可溶性樹脂A之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 54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(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂A溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂A之重量平均分子量及酸值示於表1。 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,將THF作為溶析液,利用Shodex GPC系統-21H(Shodex GPC System-21H)測定重量平均分子量。又,酸值之測定方法係基於JIS K 0070進行測定。
(製備例2:鹼可溶性樹脂B之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 48質量份、甲基丙烯酸(MAA)42質量份及Perbutyl O(日油股份有限公司製造)6質量份、鏈轉移劑(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂B溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂B之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例3:鹼可溶性樹脂C之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 60質量份、甲基丙烯酸(MAA)30質量份及Perbutyl O(日油股份有限公司製造)6質量份、鏈轉移劑(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂C溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂C之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例4:鹼可溶性樹脂D之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 32質量份、甲基丙烯酸(MAA)58質量份及Perbutyl O(日油股份有限公司製造)6質量份、鏈轉移劑(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂D溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂D之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例5:鹼可溶性樹脂E之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 54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(正十二硫醇)6質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂E溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂E之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例6:鹼可溶性樹脂F之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 54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(正十二硫醇)4質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂F溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂F之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例7:鹼可溶性樹脂G之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 54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(正十二硫醇)1.5質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂G溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂G之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例8:鹼可溶性樹脂H之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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、MMA 54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(正十二硫醇)0.5質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加作為含環氧基之化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)20質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行15小時加成反應,獲得鹼可溶性樹脂H溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂H之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例9:鹼可溶性樹脂I之合成) 製備例1中,將甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯(PhEMA)變更為甲基丙烯酸苄酯(BzMA),除此以外,以與製備例1相同之方式合成鹼可溶性樹脂I。將所獲得之鹼可溶性樹脂I(固形物成分40質量%)之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例10:鹼可溶性樹脂J之合成) 製備例1中,將甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯(PhEMA)變更為甲基丙烯酸環己酯(CHMA),除此以外,以與製備例1相同之方式合成鹼可溶性樹脂J。將所獲得之鹼可溶性樹脂J(固形物成分40質量%)之重量平均分子量及酸值示於表1。
(製備例11:鹼可溶性樹脂K之製備) 向聚合槽中添加PGMEA 300質量份,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縮水甘油酯(GMA)116質量份及Perbutyl O(日油股份有限公司製造)6質量份、鏈轉移劑(正十二硫醇)2質量份。其後,保持100℃繼續進行反應,自上述主鏈形成用混合物之滴加結束經過2小時後,添加作為聚合抑制劑之對甲氧基苯酚0.1質量份,使聚合終止。 其次,一面吹送空氣,一面添加丙烯酸(AA)56質量份,升溫至110℃後添加三乙胺0.8質量份,以110℃進行8小時加成反應。進而,添加琥珀酸酐28質量份,以110℃進行8小時加成反應。獲得鹼可溶性樹脂K溶液(固形物成分40質量%)。將所獲得之鹼可溶性樹脂K之重量平均分子量及酸值示於表1。
[表1] 表1.
鹼可溶性樹脂
No. 單體組成 重量平均分子量 酸值 (mgKOH/g)
A PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 8500 75
B PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/24/21/10 8500 95
C PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/30/15/10 8500 55
D PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/16/29/10 8500 145
E PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 3000 75
F PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 5000 75
G PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 15000 75
H PhEMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 30000 75
I BzMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 8500 75
J CHMA/MMA/MAA/GMA=45/27/18/10 8500 75
K GMA/AA/琥珀酸酐=58/28/14 8500 75
(製備例12:嵌段共聚物1之合成) 於具備冷凝管、添加用漏斗、氮氣用進氣口、機械攪拌機、數位溫度計之500 mL圓底四口可分離式燒瓶中添加THF 250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)、二異丙基胺1.1質量份、異丁酸甲酯1.0質量份。使用添加用漏斗,歷時60分鐘滴加作為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。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胺基乙酯(DMMA)26.7質量份。反應30分鐘後,加入甲醇1.5質量份使反應停止。使所獲得之前驅物嵌段共聚物THF溶液於己烷中再沈澱,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℃反應7小時,將源自EEMA之結構單元去保護,形成源自甲基丙烯酸(MAA)之結構單元,將源自TMSMA之結構單元去保護,形成源自甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)之結構單元。使所獲得之嵌段共聚物PGMEA溶液於己烷中再沈澱,藉由過濾、真空乾燥進行精製,獲得含有上述通式(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、Tg 38℃)。重量平均分子量Mw為7730。
(製備例13:式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之合成) 以與國際公開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。
(實施例1:感光性著色樹脂組合物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PGMEA 72.1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%)15.0質量份、製備例12之嵌段共聚物1之PGMEA溶液(固形物成分35質量%)10.2質量份,並進行攪拌。向其中添加苯基膦酸(商品名:PPA,日產化學公司製造)0.4質量份,於室溫下攪拌30分鐘。 向其中加入作為紅色顏料之C.I.顏料紅177(R177)13.3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,獲得色料分散液R(1)。再者,嵌段共聚物1藉由苯基膦酸形成鹽,成為鹽型嵌段共聚物1。
(2)感光性著色樹脂組合物R-1之製造 添加上述獲得之色料分散液R(1)111質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1溶液(固形物成分40質量%)10質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)17.2質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、PGMEA 170.5質量份,獲得感光性著色樹脂組合物R-1。
(實施例2~11:感光性著色樹脂組合物R-2~R-11之製造) 於實施例1之感光性著色樹脂組合物R-1之製造中,如表2所示變更非反應性樹脂之種類及/或質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例1相同之情況下使顏料濃度與實施例1相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物R-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物R-2~R-11。
(實施例12~21:感光性著色樹脂組合物R-12~R-21之製造) (1)色料分散液R(2)~(11)之製造 於實施例1之色料分散液R(1)之製造中,如表2所示將鹼可溶性樹脂之種類分別變更為鹼可溶性樹脂B、C、D、E、F、G、H、I、J、或K代替鹼可溶性樹脂A,除此以外,以與色料分散液R(1)相同之方式獲得色料分散液R(2)~(11)。 (2)感光性著色樹脂組合物R-12~R-21之製造 於實施例1之感光性著色樹脂組合物R-1之製造中,如表2所示變更為鹼可溶性樹脂之種類不同之色料分散液R(2)~(11)代替色料分散液R(1),變更非反應性樹脂之質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例1相同之情況下使顏料濃度與實施例1相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物R-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物R-12~R-21。
(實施例22:感光性著色樹脂組合物R-22之製造) 添加上述獲得之色料分散液R(1)111質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1 10質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)7.2質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、多官能環氧化合物(2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物,商品名EHPE3150,Daicel公司製造)10質量份、PGMEA 170.5質量份,獲得感光性著色樹脂組合物R-22。
(實施例23:感光性著色樹脂組合物R-23之製造) 實施例22中,將多官能環氧化合物變更為多官能封端異氰酸酯化合物(商品名Duranate MF-K60B,旭化成公司製造),除此以外,以與感光性著色樹脂組合物R-22相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物R-23。
(實施例24:感光性著色樹脂組合物G-1之製造) (1)色料分散液G(1)之製造 向225 mL蛋黃醬瓶中加入PGMEA 72.1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%)15質量份、製備例12之嵌段共聚物1之PGMEA溶液(固形物成分35質量%)10.2質量份,並進行攪拌。向其中添加苯基膦酸(商品名:PPA,日產化學公司製造)0.4質量份,於室溫下攪拌30分鐘。 向其中加入作為綠色顏料之C.I.顏料綠59(G59)8.0質量份、作為黃色顏料之C.I.顏料黃150(Y150)5.3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,獲得色料分散液G(1)。再者,嵌段共聚物1藉由苯基膦酸形成鹽,成為鹽型嵌段共聚物1。
(2)感光性著色樹脂組合物G-1之製造 添加上述獲得之色料分散液G(1)111質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1 10質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)17.2質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、PGMEA 170.5質量份,獲得感光性著色樹脂組合物G-1。
(實施例25~34:感光性著色樹脂組合物G-2~G-11之製造) 於實施例24之感光性著色樹脂組合物G-1之製造中,如表3所示變更非反應性樹脂之種類及/或質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例24相同之情況下使顏料濃度與實施例24相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物G-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物G-2~G-11。
(實施例35~44:感光性著色樹脂組合物G-12~G-21之製造) (1)色料分散液G(2)~(11)之製造 於實施例24之色料分散液G(1)之製造中,如表3所示將鹼可溶性樹脂之種類分別變更為鹼可溶性樹脂B、C、D、E、F、G、H、I、J、或K代替鹼可溶性樹脂A,除此以外,以與色料分散液G(1)相同之方式獲得色料分散液G(2)~(11)。 (2)感光性著色樹脂組合物G-12~G-21之製造 於實施例24之感光性著色樹脂組合物G-1之製造中,如表3所示變更為鹼可溶性樹脂之種類不同之色料分散液G(2)~(11)代替色料分散液G(1),變更非反應性樹脂之質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例24相同之情況下使顏料濃度與實施例24相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物G-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物G-12~G-21。
(實施例45:感光性著色樹脂組合物G-22之製造) 添加上述獲得之色料分散液G(1)111質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1 10質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)7.2質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、多官能環氧樹脂(2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物,商品名EHPE3150,Daicel公司製造)10質量份、PGMEA 170.5質量份,獲得感光性著色樹脂組合物G-22。
(實施例46:感光性著色樹脂組合物G-23之製造) 實施例45中,將多官能環氧化合物變更為多官能封端異氰酸酯化合物(商品名Duranate MF-K60B,旭化成公司製造),除此以外,以與感光性著色樹脂組合物G-22相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物G-23。
(實施例47:感光性著色樹脂組合物B-1之製造) (1)色料分散液B(1)之製造 向225 mL蛋黃醬瓶中加入PGMEA 48.1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%)10質量份、製備例12之嵌段共聚物1之PGMEA溶液(固形物成分35質量%)6.8質量份,並進行攪拌。向其中添加苯基膦酸(商品名:PPA,日產化學公司製造)0.3質量份,於室溫下攪拌30分鐘。 向其中加入作為藍色顏料之C.I.顏料藍15:6(B15:6)7.1質量份、作為紫色顏料之C.I.顏料紫23(V23)1.8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,獲得色料分散液B(1)。再者,嵌段共聚物1藉由苯基膦酸形成鹽,成為鹽型嵌段共聚物1。
(2)感光性著色樹脂組合物B-1之製造 添加上述獲得之色料分散液B(1)74.1質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1 5質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)16質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、PGMEA 140.6質量份,獲得感光性著色樹脂組合物B-1。
(實施例48~57:感光性著色樹脂組合物B-2~B-11之製造) 於實施例47之感光性著色樹脂組合物B-1之製造中,如表4所示變更非反應性樹脂之種類及/或質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例47相同之情況下使顏料濃度與實施例47相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物B-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物B-2~B-11。
(實施例58~67:感光性著色樹脂組合物B-12~B-21之製造) (1)色料分散液B(2)~(11)之製造 於實施例47之色料分散液B(1)之製造中,如表4所示將鹼可溶性樹脂之種類分別變更為鹼可溶性樹脂B、C、D、E、F、G、H、I、J、或K代替鹼可溶性樹脂A,除此以外,以與色料分散液B(1)相同之方式獲得色料分散液B(2)~(11)。 (2)感光性著色樹脂組合物B-12~B-21之製造 於實施例47之感光性著色樹脂組合物B-1之製造中,如表4所示變更為鹼可溶性樹脂之種類不同之色料分散液B(2)~(11)代替色料分散液B(1),變更非反應性樹脂之質量比,以上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑之比率保持與實施例47相同之情況下使顏料濃度與實施例47相同之方式變更多官能單體之質量比,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物B-1相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物B-12~B-21。
(實施例68:感光性著色樹脂組合物B-22之製造) 添加上述獲得之色料分散液B(1)74.1質量份、合成例1中獲得之非反應性樹脂1 5質量份、多官能單體(商品名ARONIX M-305,東亞合成(股)公司製造)6質量份、上述式(A-2)所表示之肟酯系光起始劑2質量份、氟系界面活性劑(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC(股)製造)0.1質量份、多官能環氧化合物(2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧基-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物,商品名EHPE3150,Daicel公司製造)10質量份、PGMEA 140.6質量份,獲得感光性著色樹脂組合物B-22。
(實施例69:感光性著色樹脂組合物B-23之製造) 實施例68中,將上述多官能環氧化合物變更為多官能封端異氰酸酯化合物(商品名Duranate MF-K60B,旭化成公司製造),除此以外,以與感光性著色樹脂組合物B-22相同之方式獲得感光性著色樹脂組合物B-23。
(比較例1~6:比較感光性著色樹脂組合物CR-1~CR-6之製造) 實施例1中,分別如表5所示,不使用非反應性樹脂,或者使用比較非反應性樹脂c1~c5之任一者代替非反應性樹脂1,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物R-1相同之方式獲得比較感光性著色樹脂組合物CR-1~CR-6。
(比較例7~12:比較感光性著色樹脂組合物CG-1~CG-6之製造) 實施例24中,分別如表5所示,不使用非反應性樹脂,或者使用比較非反應性樹脂c1~c5之任一者代替非反應性樹脂1,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物G-1相同之方式獲得比較感光性著色樹脂組合物CG-1~CG-6。
(比較例13~18:比較感光性著色樹脂組合物CB-1~CB-6之製造) 實施例47中,分別如表5所示,不使用非反應性樹脂,或者使用比較非反應性樹脂c1~c5之任一者代替非反應性樹脂1,除此以外,以與感光性著色樹脂組合物B-1相同之方式獲得比較感光性著色樹脂組合物CB-1~CB-6。
[評價方法] 使用旋轉塗佈機,將各實施例及各比較例中獲得之感光性著色樹脂組合物以硬化塗膜成為厚度3.0 μm之方式分別塗佈於玻璃基板(NH TECHNO GLASS(股)公司製造,「NA35」)上,然後使用加熱板,以80℃進行3分鐘乾燥,於基板上形成塗膜。隔著用來形成獨立細線之具有開口尺寸2 μm至100 μm之圖案之光罩(鉻遮罩),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,藉此形成曝光後塗膜。繼而,以0.05 wt%氫氧化鉀水溶液作為顯影液,進行旋轉顯影,使塗膜與顯影液接觸60秒後用純水洗淨,藉此進行顯影處理,獲得獨立細線圖案狀之塗膜。其後,藉由在90℃之無塵烘箱中進行30分鐘後烘烤,形成獨立細線圖案狀之硬化膜。對所獲得之硬化膜進行透過率、截面形狀、及耐溶劑性之評價。
<顯影殘渣評價> 使用旋轉塗佈機,將實施例及比較例中獲得之感光性著色樹脂組合物以塗佈後形成厚度3.0 μm之著色層之膜厚分別塗佈於玻璃基板(NH TECHNO GLASS(股)公司製造,「NA35」)上,然後使用加熱板,以80℃進行3分鐘乾燥,於玻璃基板上形成著色層。使用0.05質量%氫氧化鉀水溶液作為鹼性顯影液,對上述形成有著色層之玻璃板進行60秒噴淋顯影後,用純水洗淨,藉此進行顯影處理。目視觀察顯影後之上述著色層之形成部後,用含乙醇之拭鏡布(Toray公司製造,商品名Toraysee MK Clean Cloth)充分擦拭,目視觀察該拭鏡布之著色程度。 (顯影殘渣評價基準) ◎:目視下未確認到顯影殘渣,拭鏡布完全未著色 ○:目視下未確認到顯影殘渣,確認到拭鏡布略有著色 ×:目視確認到顯影殘渣,確認到拭鏡布有著色 評價結果為〇時,實際中便能夠使用,但判定結果為◎時,效果更優異。
<細線圖案狀之著色層之截面形狀評價> 利用掃描式電子顯微鏡(島津製作所(股)製造,super scan model 220,倍率10000倍)觀察所獲得之獨立細線圖案狀之著色層之厚度方向截面形狀,根據下述評價基準,對著色層之截面形狀之傾斜角(θ1)(參照圖5)進行評價。 (圖案狀著色層之截面形狀之評價基準) ◎:傾斜角(θ1)為15度以上且未達100度 ○:傾斜角(θ1)為100度以上且未達110度 △:傾斜角(θ1)為110度以上且未達120度 ×:傾斜角(θ1)為120度以上 評價結果為△時,實際中便能夠使用,但評價結果為○時,著色層之截面形狀良好。評價結果為◎時,著色層之截面形狀優異。
<耐溶劑性(耐PGME)評價> 測定所獲得之著色層之膜厚後,於丙二醇單甲醚(PGME)中浸漬10分鐘後進行風乾,再次測定膜厚。再者,膜厚測定時使用觸針式輪廓膜厚儀「P-15Tencor」(Instruments製造)。將溶劑浸漬後膜厚/溶劑浸漬前膜厚×100,算出該值作為殘膜率。 (耐溶劑性評價基準) ◎:溶劑浸漬後之殘膜率為98%以上 ○:溶劑浸漬後之殘膜率為96%以上且未達98% △:溶劑浸漬後之殘膜率為94%以上且未達96% ×:溶劑浸漬後之殘膜率未達94% 評價結果為△時,實際中便可使用,評價結果為○時,耐溶劑性良好,評價結果為◎時,耐溶劑性優異。
[表2] 表2.
   非反應性樹脂(I) 鹼可溶性樹脂(II) 調配比 多官能環氧樹脂 多官能封端異氰酸酯 色料 殘渣 截面形狀 耐溶劑
No. 單體組成 重量平均分子量 酸值 (mgKOH/g) (質量份) No. (質量份) I/(I+II) (質量份) (質量份)
實施例1 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% - - R177
實施例2 2 MMA/MAA=93/7 15000 46 15 A 15 50% - - R177
實施例3 3 MMA/MAA=99/1 15000 8 10 A 15 40% - - R177
實施例4 4 MMA/MAA=99/1 50000 33 0.2 A 15 1% - - R177
實施例5 5 MMA/MAA=95/5 50000 33 1 A 15 6% - - R177
實施例6 6 MMA/MAA=95/5 5000 33 20 A 15 57% - - R177
實施例7 7 MMA/MAA=93/7 5000 46 40 A 15 73% - - R177
實施例8 8 MMA/AA=95/5 15000 39 10 A 15 40% - - R177
實施例9 9 MMA/EMA/MMA=90/5/5 15000 33 10 A 15 40% - - R177
實施例10 10 MMA/EMA/MMA=70/25/5 15000 33 10 A 15 40% - - R177
實施例11 11 MMA/EMA/MMA=50/45/5 15000 33 10 A 15 40% - - R177
實施例12 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 B 15 50% - - R177
實施例13 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 C 15 25% - - R177
實施例14 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 20 D 15 57% - - R177
實施例15 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 E 15 50% - - R177
實施例16 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 12 F 15 44% - - R177
實施例17 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 G 15 35% - - R177
實施例18 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 H 15 35% - - R177
實施例19 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 I 15 40% - - R177
實施例20 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 J 15 40% - - R177
實施例21 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 K 15 40% - - R177
實施例22 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% 10 - R177
實施例23 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% - 10 R177
[表3] 表3.
   非反應性樹脂(I) 鹼可溶性樹脂(II) 調配比 多官能環氧樹脂 多官能封端異氰酸酯 色料 殘渣 截面 形狀 耐溶劑
No. 單體組成 重量平均分子量 酸值 (mgKOH/g) (質量份) No. (質量份) I/(I+II) (質量份) (質量份)
實施例24 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例25 2 MMA/MAA=93/7 15000 46 15 A 15 50% - - G59/Y150
實施例26 3 MMA/MAA=99/1 15000 8 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例27 4 MMA/MAA=99/1 50000 33 0.2 A 15 1% - - G59/Y150
實施例28 5 MMA/MAA=95/5 50000 33 1 A 15 6% - - G59/Y150
實施例29 6 MMA/MAA=95/5 5000 33 20 A 15 57% - - G59/Y150
實施例30 7 MMA/MAA=93/7 5000 46 40 A 15 73% - - G59/Y150
實施例31 8 MMA/AA=95/5 15000 39 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例32 9 MMA/EMA/MMA=90/5/5 15000 33 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例33 10 MMA/EMA/MMA=70/25/5 15000 33 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例34 11 MMA/EMA/MMA=50/45/5 15000 33 10 A 15 40% - - G59/Y150
實施例35 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 B 15 50% - - G59/Y150
實施例36 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 C 15 25% - - G59/Y150
實施例37 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 20 D 15 57% - - G59/Y150
實施例38 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 E 15 50% - - G59/Y150
實施例39 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 12 F 15 44% - - G59/Y150
實施例40 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 G 15 35% - - G59/Y150
實施例41 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 H 15 35% - - G59/Y150
實施例42 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 I 15 40% - - G59/Y150
實施例43 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 J 15 40% - - G59/Y150
實施例44 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 K 15 40% - - G59/Y150
實施例45 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% 10 - G59/Y150
實施例46 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 40% - 10 G59/Y150
[表4] 表4.
   非反應性樹脂(I) 鹼可溶性樹脂(II) 調配比 多官能環氧樹脂 多官能封端異氰酸酯 色料 殘渣 截面形狀 耐溶劑
No. 單體組成 重量平均分子量 酸值 (mgKOH/g) (質量份) No. (質量份) I/(I+II) (質量份) (質量份)
實施例47 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 A 10 33% - - B15:6/V23
實施例48 2 MMA/MAA=93/7 15000 46 10 A 10 50% - - B15:6/V23
實施例49 3 MMA/MAA=99/1 15000 8 5 A 10 33% - - B15:6/V23   
實施例50 4 MMA/MAA=99/1 50000 33 0.2 A 10 2% - - B15:6/V24
實施例51 5 MMA/MAA=95/5 50000 33 1 A 10 9% - - B15:6/V23
實施例52 6 MMA/MAA=95/5 5000 33 20 A 10 67% - - B15:6/V23
實施例53 7 MMA/MAA=93/7 5000 46 40 A 10 80% - - B15:6/V23
實施例54 8 MMA/AA=95/5 15000 39 5 A 10 33% - - B15:6/V23
實施例55 9 MMA/EMA/MMA=90/5/5 15000 33 10 A 15 40% - - B15:6/V23
實施例56 10 MMA/EMA/MMA=70/25/5 15000 33 10 A 15 40% - - B15:6/V23
實施例57 11 MMA/EMA/MMA=50/45/5 15000 33 10 A 15 40% - - B15:6/V23
實施例58 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 B 10 80% - - B15:6/V23
實施例59 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 C 10 33% - - B15:6/V23
實施例60 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 20 D 10 67% - - B15:6/V23
實施例61 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 15 E 10 80% - - B15:6/V23
實施例62 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 12 F 10 55% - - B15:6/V23
實施例63 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 G 10 44% - - B15:6/V23
實施例64 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 8 H 10 44% - - B15:6/V23
實施例65 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 I 10 50% - - B15:6/V23
實施例66 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 J 10 50% - - B15:6/V23
實施例67 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 10 K 10 50% - - B15:6/V23
實施例68 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 A 10 33% 10 - B15:6/V23
實施例69 1 MMA/MAA=95/5 15000 33 5 A 10 33% - 10 B15:6/V23
[表5] 表5.
   非反應性樹脂(I) 鹼可溶性樹脂(II) 調配比 多官能環氧樹脂 多官能封端異氰酸酯 色料 殘渣 截面 形狀 耐溶劑
No. 單體組成 重量平均分子量 酸值 (mgKOH/g) (質量份) No. (質量份) I/(I+II) (質量份) (質量份)
比較例1 - - - - 0 A 15 0% - - R177 ×
比較例2 c1 BMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 67% - - R177 ×
比較例3 c2 MMA/MAA=95/5 60000 35 10 A 15 67% - - R177 ×
比較例4 c3 MMA/MAA=95/5 3000 35 10 A 15 67% - - R177 ×
比較例5 c4 MMA/MAA=100/0 15000 0 10 A 15 67% - - R177 ×
比較例6 c5 MMA/MAA=90/10 15000 65 10 A 15 67% - - R177 ×
比較例7 - - - - 0 A 15 0% - - G59/Y150 ×
比較例8 c1 BMA/MAA=95/5 15000 33 10 A 15 67% - - G59/Y150 ×
比較例9 c2 MMA/MAA=95/5 60000 35 10 A 15 67% - - G59/Y150 ×
比較例10 c3 MMA/MAA=95/5 3000 35 10 A 15 67% - - G59/Y150 ×
比較例11 c4 MMA/MAA=100/0 15000 0 10 A 15 67% - - G59/Y150 ×
比較例12 c5 MMA/MAA=90/10 15000 65 10 A 15 67% - - G59/Y150 ×
比較例13 - - - - 0 A 10 0% - - B15:6/V23 ×
比較例14 c1 BMA/MAA=95/5 15000 33 5 A 10 50% - - B15:6/V23 ×
比較例15 c2 MMA/MAA=95/5 60000 35 5 A 10 50% - - B15:6/V23 ×
比較例16 c3 MMA/MAA=95/5 3000 35 5 A 10 50% - - B15:6/V23 ×
比較例17 c4 MMA/MAA=100/0 15000 0 5 A 10 50% - - B15:6/V23 ×
比較例18 c5 MMA/MAA=90/10 15000 65 5 A 10 50% - - B15:6/V23 ×
[結果彙總] 顯示在作為本發明之感光性著色樹脂組合物之實施例1~69中,由於向鹼可溶性樹脂組合特定之非反應性樹脂,故即便於低溫加熱處理時,亦能夠抑制顯影殘渣之產生,且形成圖案形狀良好之著色層。顯示尤其是若使用源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為90質量%~99質量%之非反應性樹脂作為上述非反應性樹脂,則截面形狀變得更良好。又,顯示尤其是若添加多官能環氧樹脂或多官能異氰酸酯化合物,則耐溶劑性提昇。 與此相對,顯示未使用特定之非反應性樹脂之比較例1、7及13之感光性著色樹脂組合物其著色層之截面形狀會成為底切形狀。 又,顯示比較例2、8及14之感光性著色樹脂組合物其著色層之截面形狀會成為底切形狀,上述比較例2、8及14之感光性著色樹脂組合物係向鹼可溶性樹脂組合雖然酸值及重量平均分子量與本發明之非反應性樹脂之範圍相同但使用甲基丙烯酸丁酯單體代替甲基丙烯酸甲酯單體的非反應性樹脂。 又,顯示比較例3、9及15之感光性著色樹脂組合物其著色層之形成部產生顯影殘渣,上述比較例3、9及15之感光性著色樹脂組合物係向鹼可溶性樹脂組合雖然結構單元及酸值與本發明之非反應性樹脂之範圍相同但重量平均分子量大於本發明之特定值之非反應性樹脂。 又,顯示比較例4、10及16之感光性著色樹脂組合物其著色層之截面形狀會成為底切形狀,上述比較例4、10及16之感光性著色樹脂組合物係向鹼可溶性樹脂組合雖然結構單元及酸值與本發明之非反應性樹脂之範圍相同但重量平均分子量小於本發明之特定值之非反應性樹脂。 又,顯示比較例5、11及17之感光性著色樹脂組合物其著色層之形成部產生顯影殘渣,上述比較例5、11及17之感光性著色樹脂組合物係向鹼可溶性樹脂組合雖然重量平均分子量與本發明之非反應性樹脂之範圍相同但源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為100莫耳%且酸值為0 mgKOH/g之非反應性樹脂。 又,顯示比較例6、12及18之感光性著色樹脂組合物其著色層之截面形狀會成為底切形狀,上述比較例6、12及18之感光性著色樹脂組合物係向鹼可溶性樹脂組合雖然結構單元及重量平均分子量與本發明之非反應性樹脂之範圍相同但酸值大於本發明之特定值之非反應性樹脂。
1:基板 2:遮光部 3:著色層(著色硬化膜) 10:彩色濾光片 20:對向基板 30:液晶層 40:液晶顯示裝置 50:基板 71:透明陽極 72:電洞注入層 73:電洞傳輸層 74:發光層 75:電子注入層 76:陰極 80:有機發光元件 90:密封層 100:有機發光顯示裝置 101:基板 102:薄膜電晶體(TFT) 103:密封膜 104:電極 105:間隔壁 106R、106G、106B:有機發光元件 107:電極 108:密封層 109R,109G,109B:著色硬化膜 110:遮光部 111:密封膜 112:透明黏著劑層 113:覆蓋材 120:外光反射防止膜 130:具備有機發光元件之元件基板 200:顯示裝置 θ1:傾斜角
圖1係表示本發明之彩色濾光片之一例之概略剖視圖。  圖2係表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略剖視圖。  圖3係表示本發明之有機發光顯示裝置之一例之概略剖視圖。  圖4係表示具備本發明之有機發光元件之顯示裝置之另一例之概略剖視圖。  圖5係說明著色層之截面形狀之傾斜角(θ1)之概略剖視圖。
1:基板
2:遮光部
3:著色層(著色硬化膜)
10:彩色濾光片

Claims (14)

  1. 一種感光性著色樹脂組合物,其含有色料、鹼可溶性樹脂、非反應性樹脂、光聚合性化合物、光起始劑、及溶劑,且 上述鹼可溶性樹脂之酸值超過50 mgKOH/g, 上述非反應性樹脂之酸值為7 mgKOH/g~50 mgKOH/g,源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為50質量%~99質量%,重量平均分子量為5000~50000。
  2. 如請求項1之感光性著色樹脂組合物,其中相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量,上述非反應性樹脂之含量為1質量%~20質量%。
  3. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其中上述鹼可溶性樹脂之重量平均分子量為3000~30000。
  4. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其中相對於上述鹼可溶性樹脂與上述非反應性樹脂之合計含量,上述非反應性樹脂之含量為1質量%~80質量%。
  5. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其中上述非反應性樹脂之源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量於全部結構單元中為90質量%~99質量%。
  6. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其中上述光起始劑含有下述通式(A)所表示之化合物及下述通式(B)所表示之化合物之至少1種; [化1]
    Figure 03_image023
    (式中,R 1及R 2分別獨立表示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一步被取代為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一步被取代為羥基、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在氧原子不鄰接之條件下含有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分別可一起形成環, R 3所表示之基之氫原子可進一步被取代為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分別可一起形成環, 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_image025
    (式(B)中,X 1、X 3及X 6分別獨立表示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一步被取代為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一步被取代為羥基、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在氧原子不鄰接之條件下含有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)。
  7. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其進而含有相對於感光性著色樹脂組合物之固形物成分總量為5質量%~20質量之多官能環氧化合物及多官能封端異氰酸酯化合物之至少1種。
  8. 如請求項1或2之感光性著色樹脂組合物,其用於在有機發光元件上形成之硬化膜。
  9. 一種硬化物,其係如請求項1至8中任一項之感光性著色樹脂組合物之硬化物。
  10. 一種彩色濾光片,其係至少具備基板、及設置於該基板上之著色層者,且該著色層之至少一者為如請求項9之感光性著色樹脂組合物之硬化物。
  11. 一種顯示裝置,其具有如上述請求項10之彩色濾光片。
  12. 一種顯示裝置,其於有機發光元件上具有如請求項1至7中任一項之感光性著色樹脂組合物之硬化膜。
  13. 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,其具有藉由含有如下步驟而於有機發光元件上形成如請求項1至7中任一項之感光性著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中任一項之感光性著色樹脂組合物而形成塗膜之步驟、 對上述塗膜進行光照射之步驟、 對上述光照射後之膜進行加熱之後烘烤步驟、及 使上述光照射後之膜顯影之步驟。
  14. 如請求項13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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