TWI471384B - 用於濾色器的光敏樹脂組合物及使用其製備的濾色器 - Google Patents

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Description

用於濾色器的光敏樹脂組合物及使用其製備的濾色器 相關申請案的引用
本申請案係主張於2011年11月29日向韓國智慧財產權局提申的韓國專利申請號10-2011-0126316的優先權和權益，藉由引用將其全部內容併入至本文中。
發明領域
本發明涉及一種用於濾色器(濾色片，color filter)的光敏樹脂組合物(感光樹脂組合物，photosensitive resin composition)以及利用其製備的濾色器(濾色片)。
 相關技術之敘述
濾色器係使用於液晶顯示器(LCD)，照相機之濾光器等。濾色器可以藉由在電荷耦合裝置或透明基板(襯底)上用三種以上顏色塗覆精細區域而製造。這種著色薄膜以染色、印刷、電泳沉積(EPD)、顏料分散等的方法來製造。
顏料分散方法係藉由在透明基板(其包括黑色矩陣(黑底))上重複一系列製程(過程)，如塗覆、暴露於光、顯影、和固化光可聚合組合物(其包括著色劑)而形成著色膜。顏料分散方法可以改善耐熱性和耐久性，這對於濾色器來說是非常重要的特性，並且可以提供具有均勻厚度的膜。
然而，根據顏料分散方法，顏料可能沒有溶解在溶劑中而保持為分散體，而會因為顏料顆粒在光傳輸期間會發生反射、衍射、折射、干擾等，而限制了對比度的顏色特 性之改善。
 發明概要
一個實施方式提供一種用於濾色器的光敏樹脂組合物，其藉由改善耐熱性、光譜特性和加工性而可以實現高孔徑比和高亮度。
另一個實施方式提供一種使用該用於濾色器的光敏樹脂組合物製備的濾色器。
根據一個實施方式，提供了一種用於濾色器的光敏樹脂組合物，其包括包含由以下化學式1表示的基於酞菁的化合物(酞菁類化合物，phthalocyanine-based compound)和由以下化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物(三芳基甲烷類化合物，triarylmethane-based compound)的著色劑。
在化學式1中，Xa - 、Xb - 、Xc - 、和Xd - 相同或不同，並且各自獨立地是CO3 - 或SO3 - ，Aa + 、Ab + 、Ac + 和Ad + 相同或不同，並且各自獨立地是 Na+ ，或者由以下化學式A表示的陽離子，並且k1至k4各自獨立地是範圍為0至4的整數，且1k1+k2+k3+k416。
在化學式A中，R100 至R103 相同或不同，並且各自獨立地是氫、取代或未取代的C1至C30脂族有機基團、取代或未取代的C3至C30脂環族有機基團、取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團、或者取代或未取代的C2至C30雜環基團。
在化學式2中，Ar1 至Ar3 相同或不同，並且各自獨立地是取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團，且R1 至R6 相同或不同，並且各自獨立地是氫，取代或未取代的C1至C30烷基，取代或未取代的C1至C30烷氧基，取代或未取代的C6至C30芳基，由以下化學式3-1表示的官能 基，或由以下化學式3-2表示的官能基。在本文中，R1 至R6 中的至少一者是由以下化學式3-1表示的官能基，或由以下化學式3-2表示的官能基。
在化學式3-1和3-2中，m1至m4各自獨立地是範圍為0至5的整數，並且R7 和R8 相同或不同，並且各自獨立地是氫或甲基。
所述基於酞菁的化合物可以選自由以下化學式1-1至1-4表示的化合物，以及其等之組合，所述基於三芳基甲烷的化合物可以選自由以下化學式2-1至2-8表示的化合物，以及其等之組合。
所述著色劑可以包括重量比為1：1至1：10的基於酞菁的化合物和基於三芳基甲烷的化合物。
所述用於濾色器的光敏樹脂組合物可以進一步包括鹼可溶性樹脂、光可聚合單體(photopolymerizable monomer)、光聚合起始劑和溶劑。
所述用於濾色器的光敏樹脂組合物可以包括1至40 wt%的著色劑；1至30 wt%的鹼可溶性樹脂；1至20 wt%的光可聚合單體；0.01至10 wt%的光聚合起始劑；和餘量(平衡量)的溶劑。
所述用於濾色器的光敏樹脂組合物可以進一步包括選自以下的添加劑：丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；包括乙烯基或(甲基)丙烯醯氧基的基於矽烷的偶聯劑(矽烷類偶聯劑)；流平劑(勻染劑)；氟類界面活性劑(基於氟的界面活性劑，氟系界面活性劑)；自由基聚合起始劑；以及其等之組合。
根據本發明的另一個方面，提供了一種利用所述用於濾色器的光敏樹脂組合物製備的濾色器。
所述用於濾色器的光敏樹脂組合物利用優異的耐熱性、光譜特性和加工性可以實現高孔徑比和高亮度。
 具體實施方式
下文中將詳細地描述本發明的示例性實施方式。然而，這些實施方式僅是示例性的而不限制本發明。
如本文中使用的，當沒有提供另外定義時，術語“取代的”可以指代替官能基中的至少一個氫被選自以下的取代基取代的：鹵素(-F、-Cl、-Br、或-I)，羥基，C1至C20烷氧基，硝基，氰基，胺基，亞胺基，疊氮基，脒基，肼基，亞肼基，羰基，胺基甲醯基，硫醇基，酯基，醚基，羧基或其鹽，磺酸基或其鹽，磷酸基或其鹽，C1至C20烷基，C2至C20烯基，C2至C20炔基，C6至C30芳基，C3至C20環烷基，C3至C20環烯基，C3至C20環炔基，C2至C20雜環烷基，C2至C20雜環烯基，C2至C20雜環炔基，C3至C30雜芳基，或其組合。
如本文中使用的，當沒有提供另外定義時，術語“烷基”可以指C1至C30烷基，具體地為C1至C15烷基，術語“環烷基”可以指C3至C30環烷基，具體地為C3至C18環烷基，術語“烷氧基”可以指C1至C30烷氧基，具體地為C1至C18烷氧基，術語“芳基”可以指C6至C30芳基，具體地為C6至C18芳基，術語“烯基”可以指C2至C30烯基，具體地為C2至C18烯 基，術語“伸烷基”可以指C1至C30伸烷基，具體地為C1至C18伸烷基，術語“伸芳基”可以指C6至C30伸芳基，具體地為C6至C16伸芳基。
如本文中使用的，當沒有提供另外定義時，術語“脂族有機基團”可以指C1至C30烷基，C2至C30烯基，C2至C30炔基，C1至C30伸烷基，C2至C30伸烯基，或C2至C30伸炔基，具體地為C1至C15烷基，C2至C15烯基，C2至C15炔基，C1至C15伸烷基，C2至C15伸烯基，或C2至C15伸炔基，術語“脂環族有機基團”可以指C3至C30環烷基，C3至C30環烯基，C3至C30環炔基，C3至C30伸環烷基，C3至C30伸環烯基，或C3至C30伸環炔基，具體地為C3至C15環烷基，C3至C15環烯基，C3至C15環炔基，C3至C15伸環烷基，C3至C15伸環烯基，或C3至C15伸環炔基，術語“芳族有機基團”可以指C6至C30芳基或C6至C30伸芳基，具體地為C6至C16芳基或C6至C16伸芳基，術語“雜環基”可以指在一個環中包含選自由O、S、N、P、Si及其組合組成的組中的1至3個雜原子的C2至C30雜環烷基，C2至C30伸雜環烷基，C2至C30雜環烯基，C2至C30伸雜環烯基，C2至C30雜環炔基，C2至C30伸雜環炔基，C2至C30雜芳基，或C2至C30伸雜芳基，具體地係在一個環中包含選自由O、S、N、P、Si及其組合組成的組中的1至3個雜原子的C2至C15雜環烷基，C2至C15伸雜環烷基，C2至C15雜環烯基，C2至C15伸雜環烯基，C2至C15雜環炔基，C2至C15伸雜環炔基，C2至C15雜芳基，或C2至C15伸雜芳基。
如本文中使用的，當沒有另外提供定義時，術語“組合”可以指混合物(混合)或共聚合(共聚物)。術語“共聚合”可以指嵌段共聚合、無規共聚合、或接枝合，並且術語“共聚物”可以指嵌段共聚物、無規共聚物、或接枝共聚物。
如本文中使用的，當沒有另外提供定義時，術語“(甲基)丙烯酸酯”可以指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”，並且“(甲基)丙烯酸”可以指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
“＊ ”表示連接於相同或不同原子或化學式的位置。
根據一個實施方式的用於濾色器的光敏樹脂組合物包括(A)著色劑、(B)鹼可溶性樹脂、(C)光可聚合單體、(D)光聚合起始劑和(E)溶劑。
在下文中，詳細地描述各個組分。
(A)著色劑
著色劑包括由以下化學式1表示的基於酞菁的化合物和由以下化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物。
在化學式1中， Xa - 、Xb - 、Xc - 、和Xd - 相同或不同，並且各自獨立地是CO3 - 或SO3 - 。
Aa + 、Ab + 、Ac + 和Ad + 相同或不同，並且各自獨立地是Na+ 或由以下化學式A表示的陽離子，具體地為Na+ 或NH4 + 。
在化學式A中，R100 至R103 相同或不同，並且各自獨立地是氫，取代或未取代的C1至C30脂族有機基團，取代或未取代的C3至C30脂環族有機基團，取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團，或取代或未取代的C2至C30雜環基團，具體地是氫，取代或未取代的C1至C20脂族有機基團，取代或未取代的C3至C20脂環族有機基團，取代或未取代的C6至C20芳香族有機基團，或取代或未取代的C2至C20雜環基團，並且更具體地是氫，取代或未取代的C1至C10脂族有機基團，取代或未取代的C3至C10脂環族有機基團，取代或未取代的C6至C10芳香族有機基團，或取代或未取代的C2至C10雜環基團。
k1至k4各自獨立地是範圍為0至4的整數，1k1+k2+k3+k416，具體地為k1至k4各自獨立地是範圍為0至4的整數，並且1k1+k2+k3+k42。
在化學式2中，Ar1 至Ar3 相同或不同，並且各自獨立地是取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團，具體地為Ar1 至Ar3 相同或不同，並且各自獨立地是取代或未取代的伸苯基，取代或未取代的伸萘基，或取代或未取代的伸蒽基。
R1 至R6 相同或不同，並且各自獨立地是氫，取代或未取代的C1至C30烷基，取代或未取代的C1至C30烷氧基，取代或未取代的C6至C30芳基，由以下化學式3-1表示的官能基，或由以下化學式3-2表示的官能基，具體地R1 至R6 相同或不同，並且各自獨立地是氫、取代或未取代的C1至C10烷基，取代或未取代的C1至C10烷氧基，取代或未取代的C6至C15芳基，由以上化學式3-1表示的官能基，或由以上化學式3-2表示的官能基。在本文中，R1 至R6 中的至少一者是由以下化學式3-1表示的官能基，或由以下化學式3-2表示的官能基。
[化學式3-1]
在化學式3-1和3-2中，m1至m4各自獨立地是範圍為0至5的整數，具體地m1至m4各自獨立地是範圍為1至3的整數，並且更具體地m1至m4各自獨立地是1。
R7 和R8 相同或不同，並且各自獨立地是氫或甲基。
由以上化學式1表示的基於酞菁的化合物具有優異的透光率性能(透光性)，並且由以上化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物在溶劑中具有優異的溶解性、耐熱性、和著色性。由以上化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物可以藉由包括由以上化學式3-1表示的官能基、由以上化學式3-2表示的官能基、或其組合而改善耐熱性。
因此，包括由以上化學式1表示的基於酞菁的化合物和由以上化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物的混合物的著色劑可以有效地改善透光率、耐熱性、對溶劑的溶解性、加工性和著色特性。
因此，包括所述著色劑的用於濾色器的光敏樹脂組合物可以容易地用於製造可實現高孔徑比和高亮度的濾色器。
在一個實施方式中，基於酞菁的化合物可以選自由以下化學式1-1至1-4表示的化合物、以及其等之組合，但不限於此。
在一個實施方式中，基於三芳基甲烷的化合物可以選自由以下化學式2-1至2-8表示的化合物、以及其等之組合，但不限於此。
著色劑可以包括重量比為1：1至1：10的基於酞菁的化合物和基於三芳基甲烷的化合物。在這種情況下，可以有效地改善耐熱性。在一個實施方式中，著色劑可以包括重量比為1：3至1：7的基於酞菁的化合物和基於三芳基甲烷的化合物。
包括基於酞菁的化合物和基於三芳基甲烷的化合物的著色劑可以發出藍色。
所述著色劑對溶劑具有優異的溶解性，並且包括所述著色劑的光敏樹脂組合物可以具有優異的亮度和圖案形成性能。
基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，著色劑可以以1至40 wt%的量被包括。當在該範圍內使用著色劑時，在相同色座標中可以顯示高對比度同時具有優異的顏色特性。根據一個實施方式，基於用於濾色器的光敏樹脂組合 物的總量，著色劑可以以1至30 wt%的量被包括。根據另一個實施方式，著色劑可以以1至25 wt%的量被包括。
(B)鹼可溶性樹脂
鹼可溶性樹脂是第一烯鍵式不飽和單體和可與該第一烯鍵式不飽和單體共聚合的第二烯鍵式不飽和單體的共聚物，並且是包含至少一個丙烯酸系重複單元(丙烯酸類重複單元)的樹脂。
第一烯鍵式不飽和單體是包含至少一個羧基的烯鍵式不飽和單體。所述單體的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸、或其等之組合。
基於鹼可溶性樹脂的總量，第一烯鍵式不飽和單體的含量範圍可以為5至50 wt%，並且具體地為10至40 wt%。
第二烯鍵式不飽和單體的實例包括芳族乙烯基化合物如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，乙烯基苄基甲基醚等；不飽和羧酸酯化合物如(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯，(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯，(甲基)丙烯酸苄酯，(甲基)丙烯酸環己酯，(甲基)丙烯酸苯酯等；不飽和羧酸胺基烷基酯化合物如(甲基)丙烯酸2-胺基乙酯，(甲基)丙烯酸2-二甲基胺基乙酯等；羧酸乙烯基酯化合物如醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不飽和羧酸縮水甘油酯化合物如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等；乙烯基氰化合物如(甲基)丙烯腈等；不飽和醯胺化合物如(甲基)丙烯醯胺等；等等。其等可以單獨使用或以兩種以上的混合物使用。
鹼可溶性樹脂的實例可以包括(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物，(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物，(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物，(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物等，但不限於此。其等可以單獨使用或以兩種以上的混合物使用。
鹼可溶性樹脂可以具有3,000至150,000 g/mol，具體地為5,000至50,000 g/mol，並且更具體地為2,000至30,000 g/mol的重量平均分子量。當鹼可溶性樹脂具有該範圍內的重量平均分子量時，用於濾色器的光敏樹脂組合物具有改善的物化性質和合適的黏度，導致與基板的緊密接觸性能的改善。
鹼可溶性樹脂可以具有15至60 mgKOH/g，並且具體地為20至50 mgKOH/g的酸值。當鹼可溶性樹脂具有在該範圍內的酸值時，可以實現優異的像素解析度。
基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，鹼可溶性樹脂可以以1至30 wt%的量存在。當在該範圍內包含鹼可溶性樹脂時，可以在製造濾色器期間提供改善的顯影性，並且交聯性被改善從而獲得優異的光滑表面性能。在一個實施方式中，基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，鹼可溶性樹脂可以以5至20 wt%的量存在。
(C)光可聚合單體
光可聚合單體可以是包括至少一個烯鍵式不飽和雙鍵的(甲基)丙烯酸的單官能或多官能酯。
由於所述烯鍵式不飽和雙鍵，光可聚合單體在圖案形成過程期間在曝光時會引起充分的聚合從而形成具有優異的耐熱性、耐光性和耐化學性的圖案。
光可聚合單體的實例包括二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸雙酚A環氧酯、(甲基)丙烯酸乙二醇單甲醚酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、磷酸三(甲基)丙烯醯氧乙酯、(甲基)丙烯酸酚醛環氧樹脂等。
光可聚合單體的可商購實例為下述者。單官能(甲基)丙烯酸酯的實例可以包括Aronix M-101® ,M-111® ,M-114® (TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)；KAYARAD TC-110S® ,TC-120S® (NIPPON KAYAKU CO.,LTD.)；V-158® ,V-2311® (OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.,LTD.)等。二官能(甲基)丙烯酸酯的實例可以包括Aronix M-210® ,M-240® ,M-6200® (TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.),KAYARAD HDDA® ,HX-220® ,R-604® (NIPPON KAYAKU CO.,LTD.),V-260® ,V-312® , V-335 HP® (OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.,LTD.)等。三官能(甲基)丙烯酸酯的實例可以包括Aronix M-309® ,M-400® ,M-405® ,M-450® ,M-7100® ,M-8030® ,M-8060® (TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.),KAYARAD TMPTA® ,DPCA-20® ,DPCA-30® ,DPCA-60® ,DPCA-120® (NIPPON KAYAKU CO.,LTD.),V-295® ,V-300® ,V-360® ,V-GPT® ,V-3PA® ,V-400® (Osaka Yuki Kayaku Kogyo Co.Ltd.)等。所述光可聚合單體可以單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。
所述光可聚合單體可以用酸酐處理以改善顯影性。
基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，光可聚合單體可以以1至20 wt%的量存在。當光可聚合單體在該範圍內存在時，在圖案形成過程期間在曝光時的固化可充分實施，且鹼顯影性優異。在一個實施方式中，基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，光可聚合單體可以以1至20 wt%，具體地為5至10 wt%的量存在。
(D)光聚合起始劑
光聚合起始劑可以包括苯乙酮類化合物、苯甲酮類化合物、噻吨酮類化合物、苯偶姻類化合物、三嗪類化合物、肟類化合物等。
苯乙酮類化合物可以包括2,2'-二乙氧基苯乙酮，2,2'-二丁氧基苯乙酮，2-羥基-2-甲基丙醯苯酮，對叔丁基三氯苯乙酮，對叔丁基二氯苯乙酮，4-氯苯乙酮，2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮，2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉代丙-1- 酮，2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁-1-酮等。
苯甲酮類化合物可以包括苯甲酮、苯甲酸苯甲醯酯、苯甲酸苯甲醯基甲酯、4-苯基苯甲酮、羥基苯甲酮、丙烯酸化苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)苯甲酮、4,4'-二甲基胺基苯甲酮、4,4'-二氯苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基苯甲酮等。
噻吨酮類化合物包括噻吨酮、2-甲基噻吨酮、異丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二異丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
苯偶姻類化合物包括苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻異丁基醚、苄基二甲基縮酮等。
三嗪類化合物包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-聯苯基4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-三氯甲基(胡椒基(piperonyl))-6-三嗪、2-4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。
肟類化合物可以包括2-(鄰苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛烷二酮、1-(鄰乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮等。
除了以上化合物外，光聚合起始劑還可以包括咔唑類化合物、二酮類化合物、硼酸鋶類化合物(sulfonium borate-based compound)、重氮類化合物、咪唑類化合物、聯咪唑類化合物等。
基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，光聚合起始劑可以以0.01至10 wt%的量存在。當光聚合起始劑在該範圍內存在時，在圖案形成過程期間在曝光時會實施充分固化同時不會由於未反應的起始劑而劣化透射性。在一個實施方式中，基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，光聚合起始劑可以以0.1至10 wt%，具體地為0.5至5 wt%的量存在。
(E)溶劑
溶劑與染料、顏料、丙烯酸類黏合劑樹脂、光可聚合單體以及光聚合起始劑具有相容性，但與其不具有反應。
溶劑的實例可以包括醇類如甲醇、乙醇等；醚類如二氯乙醚、正丁基醚、二異戊基醚、甲基苯基醚、四氫呋喃等；二醇醚如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚等；乙酸溶纖劑如乙酸甲基溶纖劑(醋酸甲氧乙酯)、乙酸乙基溶纖劑、乙酸二乙基溶纖劑等；卡必醇類如卡必醇甲基乙酯、卡必醇二乙酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；芳族烴如甲苯、二甲苯等；酮類如甲乙酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、甲基- 正戊基酮、2-庚酮等；飽和脂族單羧酸烷基酯如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等；乳酸烷基酯如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；羥基乙酸烷基酯如羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯等；乙酸烷氧基烷基酯如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸環氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等；3-羥基丙酸烷基酯如3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-羥基丙酸烷基酯如2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等；2-羥基-2-甲基丙酸烷基酯如2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯類如丙酸2-羥基乙酯、丙酸2-羥基-2-甲基乙酯、乙酸羥基乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯；酮酸酯如丙酮酸乙酯等，以及其等之組合。此外，所述溶劑可以是N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、苄基乙基醚、二己基醚、乙醯基丙酮、異佛樂酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄基酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、乙酸苯基溶纖劑等。這些溶劑可以單獨使用或組合使用。
在一個實施方式中，考慮到混溶性和反應性，可以優選二醇醚類如乙二醇單乙醚等；乙二醇烷基醚乙酸酯如乙酸乙基溶纖劑等；酯類如丙酸2-羥基乙酯等；二乙二醇類如二乙二醇單甲醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等。
溶劑係用作平衡，並且具體地基於用於濾色器的光敏樹脂組合物的總量，為20至90 wt%。當溶劑在該範圍內存在時，可以良好地應用光敏樹脂組合物並且提供厚度為3μm以上的膜的優異平整性。
(F)其他添加劑
用於濾色器的光敏樹脂組合物可以進一步包括添加劑如丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；包含乙烯基或(甲基)丙烯醯氧基的基於矽烷的偶聯劑；流平劑；氟類界面活性劑；以及自由基聚合起始劑以防止污點，改善流平性能，以及防止由於未顯影而產生殘餘物。
基於矽烷的偶聯劑可以包括三甲氧基甲矽烷基苯甲酸酯、γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等，並且可以單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。
氟類界面活性劑可以包括BM-1000® ，和BM-1100® (BM Chemie Inc.)；MEGAFACE F 142D® ,F 172® ,F 173® ，和F 183® DAINIPPON INK KAGAKU KOGYO CO.,LTD.)； FULORAD FC-135® ,FULORAD FC-170C® ,FULORAD FC-430® ，和FULORAD FC-431® (SUMITOMO 3M CO.,LTD.)；SURFLON S-112® ,SURFLON S-113® ,SURFLON S-131® ,SURFLON S-141® 和SURFLON S-145® (ASAHI GLASS CO.,LTD.)；和SH-28PA® ,SH-190® ,SH-193® ,SZ-6032® ，和SF-8428® 等(TORAY SILICONE CO.,LTD.)。
這些添加劑可以根據期望的性質以經調整的量來被包括。
所述光敏樹脂組合物可以進一步包括環氧化合物以便改善與基板的緊密接觸性質。
環氧化合物的實例包括酚醛清漆樹脂環氧化合物(phenol novolac epoxy compound)、四甲基聯苯基環氧化合物、雙酚A環氧化合物、脂環族環氧化合物、或其等之組合。
基於100重量份的用於濾色器的光敏樹脂組合物，環氧化合物可以以0.01至5重量份，並且具體地為0.1至5重量份的量存在。當環氧化合物在上述範圍內存在時，可以改善緊密接觸性質、耐熱性和耐化學性。
根據另一個實施方式，提供了一種利用所述光敏樹脂組合物製備的濾色器。該濾色器係製備如下。
藉由旋塗、窄縫塗布等方法，在其上具有500Å至1500Å厚的SiNx (保護層)的原玻璃基板上，將光敏樹脂組合物塗覆成3.2至3.5 μm厚。塗覆後，對其進行光照射以形成濾色器所需的圖案。當塗層用鹼顯影液處理以溶解未照射部分時，會形成用於濾色器的圖案。該製程(過程)根據R、G、B 的顏色和阻光層的數量重複多次，獲得具有期望圖案的濾色器。
在此製程中，顯影的圖像圖案可以進一步藉由光化射線加熱或固化以改善耐破裂性、耐溶劑性等。
實施例
以下實施例更詳細地舉例說明了本發明。然而，應當理解，本發明並不受這些實施例的限制。
製備例1：著色劑的製備 <基於酞菁的化合物(化學式1-1)的合成>
藉由在反應器中混合128 g的氰基胍、256 g的4-磺基酞酸、24 g的氯化銅、和360g的脲來製備溶液，並將該溶液在180℃至220℃的溫度下攪拌6小時。
接著，將溶液的溫度降低到0℃至10℃，並向該溶液中加入2M苛性鈉(氫氧化鈉，hydroxide sodium)水溶液以將溶液的pH控制為pH 12，然後將溫度升至80℃並攪拌3小時。
接著，所述溶液用25 wt%氯化鈉水溶液沉澱並過濾，然後經過濾的化合物用甲醇和蒸餾水清洗並過濾。
接著，藉由對其在設定為70℃的乾燥箱中乾燥，獲得24.6 g的由以下化學式1-1表示的化合物。
[化學式1-1]
<基於三芳基甲烷的化合物(化學式2-1)的合成>
藉由在反應器中混合25 g的副薔薇苯胺鹽酸鹽(pararosaniline hydrochloride)和500 g的乙醇來製備溶液，並且將該溶液在200℃的溫度下攪拌8小時。
接著，將溶液的溫度降低到25℃的室溫，並在5小時內向該溶液中緩慢滴入174 g的2-甲基-2-丙烯酸-羧酸乙酯。接著，將溶液的溫度升高至70℃然後攪拌24小時。
在反應完成後，藉由在乙醇中使該溶液緩慢進行再結晶而獲得54.5 g的由以下化學式2-1表示的化合物。
[化學式2-1]
製備包含重量比為1：3的由以上化學式1-1表示的化合物和由以上化學式2-1表示的化合物的著色劑。
製備例2：著色劑的製備 <基於酞菁的化合物(化學式1-1)的製備>
根據與製備例1相同的方法來製備由以上化學式1-1表示的化合物。
<基於三芳基甲烷的化合物(化學式2-2)的合成>
藉由在反應器中混合25 g的副薔薇苯胺鹽酸鹽和500 g的乙醇來製備溶液，並將該溶液在200℃的溫度下攪拌8小時。
接著，將溫度降至25℃的室溫，並在5小時內向該溶液中緩慢滴入209 g的2-甲基-2-丙烯酸-磺胺基乙基酯。接著，將溶液的溫度升高至70℃並攪拌24小時。
在反應完成後，藉由在乙醇中緩慢地使該溶液進行再結晶而獲得58.2 g的由以下化學式2-2表示的化合物。
藉由以重量比為1：3混合由以上化學式1-1表示的化合物和由以上化學式2-2表示的化合物來製備著色劑。
實施例1、實施例2、比較例1和比較例2：用於濾色器的光敏樹脂組合物的製備
藉由使用以下描述的組分和以下表1中所示的組成來製備根據實施例1和2以及比較例1和2的用於濾色器的光敏樹脂組合物。
將光聚合起始劑在室溫下溶解在溶劑中並攪拌2小時，然後將光可聚合單體和鹼可溶性樹脂加入到該混合溶液中並在室溫下攪拌2小時。接著，將著色劑放入到所獲得的反應物中並在室溫下攪拌1小時。接著，藉由過濾該產物一次並除去雜質來製備用於濾色器的光敏樹脂組合物。
(A)著色劑
(A-1)使用根據製備例1製備的著色劑。
(A-2)使用根據製備例2製備的著色劑。
(A-3)將由以下化學式1-4表示的溶劑藍(Solvent Blue)38(由Orient Corp.製造，Valifast blue 1605)用作著色劑。
(A-4)將由以下化學式4表示的溶劑藍129(由Sunbelt Corp.製造，Morfast blue 100)用作為著色劑。
[化學式4]
(B)鹼可溶性樹脂
使用甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(重量比=15/85，重量平均分子量=22,000 g/mol，由DIC製造，LC20160)。
(C)光可聚合單體
使用六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)。
(D)光聚合起始劑
使用由Ciba Specialty Chemical Co.,Ltd.製造的CGI-124。
(E)溶劑
使用丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
實驗例1：耐熱性的評價
利用實施例1和2以及比較例1和2的用於濾色器的光敏樹脂組合物製造的濾色器的耐熱性係評價如下且結果係示於下表2中。
藉由使用旋塗器以3.2 μm至3.5 μm的厚度用實施例1和2以及比較例1和2的用於濾色器的光敏樹脂組合物塗覆原玻璃。利用90℃的熱板實施軟烘達150秒。接著，塗覆的玻璃利用功率為80mJ的光罩對準器曝光，利用顯影器顯影60秒的顯影時間，清洗60秒，並旋轉乾燥25秒。本文中，利用25℃的1%濃度的氫氧化鉀顯影液進行顯影。接著，在設置為230℃的烘箱中實施硬烘30分鐘。獲自硬烘的樣本的顏色變化係利用色度計測量，並且基於處理前後的色值之間的差異獲得△Eab＊ 的值。而且，實施額外的烘烤兩次，然後利用色度計測量各個樣本的顏色變化，並基於處理前後色 值之間的差異獲得△Eab＊ 的值。
由於△Eab＊ 的值小，耐熱性優異。因此，耐熱性可以基於△Eab＊ 的值進行評價。
<耐熱性評價參照>
優異：△Eab＊ 3.0
差：△Eab＊ >3.0
從表2可以看出，實施例1和2的用於濾色器的光敏樹脂組合物具有優異的耐熱性。
儘管已經對關於目前認為是實用的示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明不限於所揭示的實施方式，相反地，旨在涵蓋在所附申請專利範圍的精神和範圍內包括的各種修改和等同設置。

Claims (7)

  1. 一種用於濾色器的光敏樹脂組合物，包含：一著色劑，所述著色劑包含由以下化學式1表示的基於酞菁的化合物和由以下化學式2表示的基於三芳基甲烷的化合物： 其中，在化學式1中，Xa - 、Xb - 、Xc - 和Xd - 係相同或不同，並且各自獨立地是CO3 - 或SO3 - ，Aa + 、Ab + 、Ac + 和Ad + 係相同或不同，並且各自獨立地是Na+ ，或由以下化學式A表示的陽離子，並且k1至k4各自獨立地是範圍為0至4的整數，並且1k1+k2+k3+k416， 其中，在化學式A中，R100 至R103 係相同或不同，並且各自獨立地是氫、取代或未取代的C1至C30脂族有機基團、取代或未取代的C3至C30脂環族有機基團、取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團、或取代或未取代的C2至C30雜環基團， 其中，在化學式2中，Ar1 至Ar3 係相同或不同，並且各自獨立地是取代或未取代的C6至C30芳香族有機基團，並且R1 至R6 係相同或不同，並且各自獨立地是氫、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、由以下化學式3-1表示的官能基、或由以下化學式3-2表示的官能基，並且其中R1 至R6 中的至少一者是由以下化學式3-1表示的官能基、或由以下化學式3-2表示的官能基，[化學式3-1] 其中，在化學式3-1和3-2中，m1至m4各自獨立地是範圍為0至5的整數，並且R7 和R8 係相同或不同，並且各自獨立地是氫或甲基；其中，術語“取代的”可指代替官能基中的至少一個氫被選自以下的取代基取代的：鹵素(-F、-Cl、-Br、或-I)、羥基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亞胺基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、胺基甲醯基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至C20環烷基、C3至C20環烯 基、C3至C20環炔基、C2至C20雜環烷基、C2至C20雜環烯基、C2至C20雜環炔基、C3至C30雜芳基，或其等之組合。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於濾色器的光敏樹脂組合物，其中，所述基於酞菁的化合物係選自由以下化學式1-1至1-4表示的化合物、以及其等之組合，並且所述基於三芳基甲烷的化合物係選自由以下化學式2-1至2-8表示的化合物、以及其等之組合：
  3. 如申請專利範圍第1項之用於濾色器的光敏樹脂組合物，其中，所述著色劑包含重量比為1：1至1：10的所述基於酞菁的化合物和所述基於三芳基甲烷的化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項之用於濾色器的光敏樹脂組合物，其中，所述用於濾色器的光敏樹脂組合物進一步包含鹼可溶性樹脂、光可聚合單體、光聚合起始劑和溶劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之用於濾色器的光敏樹脂組合物，其中，所述用於濾色器的光敏樹脂組合物包含：1至40wt%的所述著色劑；1至30wt%的所述鹼可溶性樹脂；1至20wt%的所述光可聚合單體；0.01至10wt%的所述光聚合起始劑；和餘量的所述溶劑。
  6. 如申請專利範圍第1項之用於濾色器的光敏樹脂組合 物，其中，所述用於濾色器的光敏樹脂組合物進一步包含選自以下的添加劑：丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；包含乙烯基或(甲基)丙烯醯氧基的基於矽烷的偶聯劑；流平劑；氟類界面活性劑；自由基聚合起始劑；以及其等之組合。
  7. 一種利用如申請專利範圍第1至6項中任一項之用於濾色器的光敏樹脂組合物製備的濾色器。
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