TWI617632B - 感光性著色樹脂組成物、彩色濾光片及其製造方法、液晶顯示裝置暨發光顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑、與(F)溶劑;上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係於上述(D)多官能單體總量中,含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上。
Description
本發明係關於一種感光性著色樹脂組成物、彩色濾光片及其製造方法、液晶顯示裝置暨發光顯示裝置。
以顯示器等為代表之薄型影像顯示裝置、亦即所謂平板顯示器之特徵在於較陰極射線管型顯示器薄且於縱深方向上不占空間,而已為數眾多地上市。其市場價格係隨著生產技術之進化而價格逐年趨於合理,進而需求擴大,生產量亦逐年增加。尤其是彩色液晶電視大致成為TV之主流。又,最近,藉由自發光而視認性較高之有機EL顯示器等有機發光顯示裝置等之發光顯示裝置,亦作為下一代影像顯示裝置而受到矚目。針對該等影像顯示裝置之性能,強烈期望對比度或色再現性之提高等更進一步之高畫質化、或消耗電力之降低。
於此等液晶顯示裝置或發光顯示裝置中係使用彩色濾光片。例如,於彩色液晶顯示器之情形,以背光源為光源,藉由電驅動液晶而控制光量,該光通過彩色濾光片,藉此進行色表現。因此,對液晶電視之色表現而言,彩色濾光片不可或缺,並擔任左右顯示器性
能之重要角色。又,有機發光顯示裝置中,有對白色發光之有機發光元件使用彩色濾光片而與液晶顯示裝置同樣地形成彩色影像之情形。
作為近年來之趨勢,要求影像顯示裝置之省電力化,且為了提高背光源之利用效率,特別要求彩色濾光片之高輝度化。尤其是於移動式顯示器(行動電話、智慧型手機、平板PC)中成為較大課題。
雖說由於技術進化而使電池容量變大,但移動終端之蓄電量依然有限,另一方面,有隨著畫面尺寸擴大而增加消耗電力之傾向。由於直接關係到移動終端之可使用時間或充電頻度,故包含彩色濾光片之影像顯示裝置將左右移動終端之設計或性能。
於此,彩色濾光片通常具有透明基板、形成於透明基板上且包含紅、綠、藍三原色之著色圖案的著色層、與為了劃分各著色圖案而形成於透明基板上之遮光部。
於此種著色層之形成方法中,使用耐熱性或耐光性優異之顏料作為色材之顏料分散法被廣泛使用。然而,使用顏料之彩色濾光片變得難以達成較目前更進一步高輝度化之要求。
作為用以達成高輝度化之一種手段,已檢討了使用染料之感光性著色樹脂組成物。相較於顏料,染料係通常穿透率較高,可製造高輝度之彩色濾光片,但有耐熱性或耐光性差,於彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱時等色度容易變化之問題。又,使用染料之著色樹脂組成物有硬化塗膜之耐溶劑性差、染料色移至鄰接之其他色之畫素或保護膜等不含著色劑之硬化膜的問題。再者,將染料溶解而使用之著色樹脂組成物係有於乾燥步驟中於硬化塗膜
表面容易析出異物之問題,或因染料之螢光發光而對比度顯著降低等使用作為彩色濾光片用途的諸多問題。
作為提升染料之各種耐性的手法,已知有對染料進行成鹽的手法(例如專利文獻1、專利文獻2)。然而,色澱色材等染料即使進行成鹽,於習知之著色樹脂組成物中,仍因於形成著色層時所進行之高溫加熱而使染料之成鹽色材褪色,且實際上著色層之輝度降低,故尚難以達成高輝度化。又,含有染料之成鹽色材的著色層係於硬化塗膜之耐溶劑性方面存在問題。
本案發明人等於專利文獻3中揭示有使用了使複數種染料骨架藉由交聯基而交聯的2價以上之陽離子、與2價以上之陰離子的特定色材的彩色濾光片等。並揭示根據上述染料之成鹽色材,藉由含有2價以上之陽離子與2價以上之陰離子而形成分子會合體,改善耐熱性或耐溶劑性。
然而,對於含有染料之成鹽色材的著色樹脂組成物,係更進一步要求提升用於抑制因形成著色層時所進行之高溫加熱所造成的褪色以達成高輝度化的耐熱性、或硬化塗膜之耐溶劑性。
專利文獻4揭示了藉由於屬於染料之成鹽色材的色澱顏料中,使用含有與氮部位之至少一部分及酸性有機磷化合物形成鹽之構造單位的聚合體作為分散劑而使之分散,可抑制於後烘烤時之三芳基甲烷色素之褪色。然而,如後述比較例所示般,僅使用此種分散劑時,染料之成鹽色材的褪色抑制尚不足,或耐溶劑性不足,而要求更進一步的改善。
尚且,作為專利文獻4所使用之酸性有機磷化合物,亦可具有乙烯性不飽和鍵般之聚合性基,但為了與氮部位形成鹽而必須使用
具有酸性基者。
另一方面,專利文獻5係以改善顯影時之解析度或版污(scumming)為目的,揭示含有磷酸(甲基)丙烯酸酯化合物的著色樹脂組成物。又,專利文獻6揭示有藉由含有具酸性基之多官能單體,而顯影性或解析度優越的綠色感光性樹脂組成物。又,專利文獻7揭示了藉由含有具乙烯性不飽和基之磷酸酯,可使顯影性優越,亦有具N-取代順丁烯二醯亞胺等之含氮單體單位之鹼可溶樹脂的黃變抑制效果。然而,專利文獻5、6及7之技術係為了賦予顯影性,而必須使用具酸性基之磷酸(甲基)丙烯酸酯化合物。
專利文獻1:日本專利特開2012-194523號公報
專利文獻2:日本專利特開2001-81348號公報
專利文獻3:國際專利公開第2012/144521號公報
專利文獻4:日本專利特開2013-250446號公報
專利文獻5:日本專利特開平9-227635號公報
專利文獻6:日本專利特開2009-244321號公報
專利文獻7:日本專利特開2013-148602號公報
本發明係有鑑於上述問題點而完成者,目的在於提供:即使使用染料之成鹽色材,仍抑制彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱所造成的著色層之褪色,可形成高輝度、耐溶劑性優越之著
色層的感光性著色樹脂組成物;使用上述感光性著色樹脂組成物所形成之高輝度之彩色濾光片;具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置及發光顯示裝置。
本發明之1實施形態係提供一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑、與(F)溶劑,上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係於上述(D)多官能單體總量中,含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上。
本發明之1實施形態係提供一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑,上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基。
本發明之1實施形態係提供一種彩色濾光片,係至少具備透明基板、與設於該透明基板上之著色層者,其具有屬於上述本發明之1實施形態之感光性著色樹脂組成物之硬化物的著色層。
又,本發明之1實施形態係提供一種彩色濾光片之製造方法,係至少具備透明基板、與設於該透明基板上之著色層的彩色濾光片之製造方法,其具有:
使上述本發明之1實施形態之感光性著色樹脂組成物硬化而形成該著色層之至少一者的步驟。
本發明之1實施形態係提供一種液晶顯示裝置,其具有上述本發明之1實施形態之彩色濾光片、對向基板、與形成於上述彩色濾光片及上述對向基板之間的液晶層。
本發明之1實施形態係提供一種發光顯示裝置,其具有上述本發明之1實施形態之彩色濾光片、與發光體。
根據本發明,可提供:即使使用染料之成鹽色材,仍抑制彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱所造成的著色層褪色,可形成高輝度、耐溶劑性優越之著色層的感光性著色樹脂組成物;使用上述感光性著色樹脂組成物所形成之高輝度之彩色濾光片;具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置及發光顯示裝置。
1‧‧‧透明基板
2‧‧‧遮光部
3‧‧‧著色層
10‧‧‧彩色濾光片
13a、13b‧‧‧配向膜
15‧‧‧液晶層
20‧‧‧對向基板
25a、25b‧‧‧偏光板
30‧‧‧背光源
40‧‧‧液晶顯示裝置
50‧‧‧有機保護層
60‧‧‧無機氧化膜
71‧‧‧透明陽極
72‧‧‧電洞注入層
73‧‧‧電洞輸送層
74‧‧‧發光層
75‧‧‧電子注入層
76‧‧‧陰極
80‧‧‧發光體
圖1為表示本發明彩色濾光片之一例的概略剖面圖。
圖2為表示本發明液晶顯示裝置之一例的概略剖面圖。
圖3為表示本發明發光顯示裝置之一例的概略剖面圖。
以下,依序說明本發明之感光性著色樹脂組成物、彩色濾光片、液晶顯示裝置及發光顯示裝置。
尚且,於本發明中,所謂(甲基)丙烯酸係分別表示丙烯酸及甲基丙烯酸,所謂(甲基)丙烯酸酯係分別表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,所謂(甲基)丙烯醯基係分別表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基。
又,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,放射線係包括例如微波、電子束。具體而言,係指波長5μm以下之電磁波、及電子束。
1. 感光性著色樹脂組成物
本發明1實施形態提供一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑;上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係於上述(D)多官能單體總量中,含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上。
本發明1實施形態之感光性著色樹脂組成物,係藉由於含有染料之成鹽色材的色材中,依上述(D)多官能單體總量中20質量%以上含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯,而即使是彩色濾光片製造步驟中之200℃以上之高溫加熱下仍可抑制染料之成鹽色材的褪色,可實現較含有習知染料之成鹽色材的著色樹脂組成物更高輝度的著色層。
又,習知含有染料之成鹽色材的著色層係耐溶劑性差,但藉由在含有染料之成鹽色材的色材中,依於上述(D)多官能單體總量中為20質量%以上之方式含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯而組合使用,則可提升耐溶劑性、對於在彩色濾光片之配向膜製作時使用作為溶劑之N-甲基吡咯啶酮(NMP)的耐性(耐NMP性)。
又,本發明1實施形態提供一種感光性著色樹脂組成
物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑;上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基。
本發明1實施形態之感光性著色樹脂組成物,係藉由於含有染料之成鹽色材的色材中,組合使用上述特定之含磷原子多官能單體,而即使是彩色濾光片製造步驟中之200℃以上之高溫加熱下仍可抑制染料之成鹽色材的褪色,可實現較含有習知染料之成鹽色材的著色樹脂組成物更高輝度的著色層。
又,本發明1實施形態之感光性著色樹脂組成物,係藉由含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基;而可提升耐溶劑性,尤其可提升對N-甲基吡咯啶酮(NMP)的耐性(耐NMP性)。
藉由本發明之組合而發揮上述效果的理由,係推定如下。尚且,以下中,包括了於「上述特定之含磷原子多官能單體」中,依於上述(D)多官能單體總量中含有20質量%以上之方式組合使用不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯的態樣,與含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體的態樣的任一者:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構
造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基。
於高溫加熱下,活性氧增加,另一方面,因熱所造成之振動傳達至染料分子而使染料分子之分子運動變得激烈。推定如此激烈進行分子運動的染料分子,容易因周圍之活性氧而氧化、染料分子發生分解,因此褪色。
對此,推定上述特定之含磷原子多官能單體係具有使由活性氧產生之過氧化氫穩定化等抗氧化機能,同時由於磷原子較碳原子重、因熱所造成之振動數小,故具有因熱造成之振動不易傳達至色材的機能。又,推定上述特定之含磷原子多官能單體由於比重較大,故色材周邊之磷原子密度增加,進而熱所造成之振動不易傳達至色材,而抑制氧化。
通常於高溫加熱下係活性氧增加,但本發明中,推定由於如上述般上述特定之含磷原子多官能單體所造成之減低塗膜中之過氧化氫等的效果,與抑制色材之熱造成之振動之效果的相乘效果的結果,即使在塗膜形成後由200℃以上之高溫加熱進行的後烘烤下,仍有助於抑制染料之成鹽色材的褪色,可得到輝度非常高之著色層。
本發明之感光性著色樹脂組成物之所以可提升耐溶劑性的理由,推定上述特定之含磷原子多官能單體由於含有磷原子而比重較大,於硬化膜中依高密度進行交聯反應,結果抑制溶劑之滲透所致。又,推定在進一步不具有酸性基的情況,由於對NMP等極性強之溶劑的親和性變低,故可更加抑制溶劑滲透。又,推定在進一步具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構
造的情況,由於磷原子之含有率變大,故比重更大而高密度地交聯,或可使聚合性官能基數增多而更高密度地進行交聯反應,藉此可更加抑制溶劑滲透。又,進而在含有(甲基)丙烯醯胺基的情況,推定於NH部形成氫鍵,而更牢固地交聯,故可更加抑制溶劑滲透。又,在含有三聚異氰酸酯基的情況,分子變得剛直,且因三聚異氰酸酯基之疏水性的影響,使其對NMP等溶劑的溶解性降低,故可更加抑制溶劑滲透。
本發明之感光性著色樹脂組成物含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑,視需要亦可含有其他成分。以下依序說明各成分。
[(A)色材]
本發明所使用之(A)色材係含有染料之成鹽色材者,亦可進一步含有其他色材。
<染料之成鹽色材>
染料之成鹽色材若為染料係相對離子與鹽形成的色材即可,可舉例如鹼性染料與酸之成鹽色材、酸性染料與鹼之成鹽色材,亦包括將水可溶性之染料藉色澱化劑(沉澱劑)進行沉澱而成為不溶性的所謂色澱顏料的有機顏料。染料之成鹽色材由於來自染料,故穿透率較通常之顏料高,但一般大多耐熱性低。
此等染料之成鹽色材可單獨使用1種或組合使用2種以上。
尚且,以下為記載色指數名之情況,在色指數名中列舉僅編號相異者時,有僅列舉該編號的情形。
作為染料之成鹽色材可使用之染料,可舉例如酸性染
料、鹼性染料、直接染料等。
作為酸性染料之具體例,可舉例如C.I.酸性紫15、16、17、19、21、23、24、25、38、49、72,C.I.酸性藍1、3、5、7、9、19、22、83、90、93、100、103、104、109,C.I.酸性綠3、5、6、7、8、9、11、13、14、15、16、22、50等之三芳基甲烷系酸性染料;C.I.酸性紅50、51、52、87、91、92、93、94、98、289、388,C.I.酸性紫9、30、102,C.I.酸性藍19,C.I.酸性橙11,C.I.酸性黃73、74,磺酸玫瑰紅101等之系酸性染料等。系酸性染料中,較佳為C.I.酸性紅50、C.I.酸性紅52、C.I.酸性紅289、C.I.酸性紫9、C.I.酸性紫30、C.I.酸性藍19等之玫瑰紅系酸性染料。
其他,可舉例如C.I.酸性紅80、81、82、83、C.I.酸性紫34、36、39、41、42、43、47、48、51、63、109、126、C.I.酸性藍23、25、27、35、40、41、43、45、46、47、49、51、52、53、55、56、62、68、69、78、80、81、96、111、124、127、127:1、129、138、140、145、150、175、183、215、225、230、251、258、260、264、271、277、281、290、324、344、350、C.I.酸性綠25、27、28、36、37、38、40、41、42、44、54、95等之蒽醌系酸性染料;C.I.酸性藍74等之靛藍系酸性染料;C.I.酸性藍249、C.I.直接藍86、87等酞菁系酸性染料;C.I.酸性黃38、42、44、56、68、79、86、87、105、117、183、219、228、C.I.酸性橙4、24、25、33、45、49、55、56、63、79、95、116、128、156、165、C.I.酸性紅47、56、65、66、70、71、73、85、86、89、97、99、104、111、112、114、115、117、119、126、128、134、142、144、145、148、150、151、154、158、163、164、170、173、323、350、351、
374、444、C.I.酸性紫131、C.I.酸性藍26、29、36、44、85、87、92、113、114、116、118、120、128、352、C.I.酸性綠19、20、34、C.I.直接黃4、12、13、15、24、25、31、33、34、41、42、44、50、51、52、67、69、70、72、73、74、83、86、117、118、120、130、132、134、138、142、162、167、C.I.直接橙1、2、3、4、5、6、7、8、10、13、24、25、26、29、30、31、32、33、49、69、72、74、83、85、90、92、96、101、102、104、108、118、C.I.直接紅2、4、6、7、8、10、13、14、15、16、17、18、21、22、23、24、26、28、29、31、33、34、36、37、39、42、43、44、46、49、50、52、53、54、55、56、57、59、60、61、62、63、67、68、72、73、74、75、77、79、81、83、85、88、89、90、98、99、101、108、110、117、120、121、122、127、130、141、148、149、150、152、153、154、155、156、169、173、174、176、180、181、185、186、189、191、220、224、227、239、243、250、253、257、259、260、264、C.I.直接紫1、4、5、6、7、9、11、12、13、14、16、17、21、22、25、26、27、28、31、32、35、36、37、38、39、40、41、42、43、45、47、48、49、51、53、57、62、63、64、66、72、77、78、79、80、81、83、85、87、88、89、102、103、C.I.直接藍1、2、3、4、6、8、9、10、11、12、14、15、16、19、21、22、23、25、26、27、29、30、31、35、36、37、38、39、42、43、45、48、49、50、51、53、54、55、58、60、63、64、65、67、76、80、84、90、93、94、95、96、98、111、116、122、123、124、128、129、130、131、132、136、138、140、145、149、150、151、152、158、164、166、167、168、175、176、177、183、184、185、191、201、214、215、
218、226、230、231、273、278、290、295、297、306、C.I.直接綠1、3、6、7、8、9、10、11、12、13、19、20、21、22、34、38、39、42、49、55、57、58、60、85等之雙偶氮系酸性染料;C.I.酸性黃54、59、98、99、100、106、118、120、121、151、156、220、233、241、259、260、262、C.I.酸性橙61、72、74、97、125、142、148、164、C.I.酸性紅179、180、183、184、186、187、198、201、214、251、308、357、359、362、315、316、443、405、407、C.I.酸性紫56、58、61、90、91、92、C.I.酸性藍42、70、154、155、158、161、169、193、198、284、317、335、349、C.I.酸性綠12、35、43、45、73、125、C.I.直接紫46、56等之單偶氮系酸性染料;等。
又,所謂鹼性染料係指陽離子部成為發色團之離子性染料,可舉例如二系染料、系染料、噻系染料、偶氮系染料、蒽醌系染料、系染料、三芳基甲烷系染料、酞菁系染料、金胺系染料、吖啶系染料、次甲基系染料等。具體可舉例如下述色指數(C.I.)名者。
C.I.基本紅2、5、6、10,C.I.基本藍13、14、16,C.I.基本紫5、6、8、12,C.I.基本黃14等之二系染料;C.I.基本藍3、6、10、12、74等之系染料;C.I.基本藍9、17、24、25,C.I.基本綠5等之噻系染料;C.I.基本紅18、22、23、24、29、30、31、32、34、38、39、46、51、53、54、55、62、64、76、94、111、118,C.I.基本藍41、53、54、55、64、65、66、67、162,C.I.基本紫18、36,C.I.基本黃15、19、24、25、28、29、38、39、49、51、57、62、73,C.I.
基本橙1、2、24、25、29、30、33、54、69等之偶氮系染料;C.I.基本藍22、44、47、72等之蒽醌系染料;C.I.基本紅1、1:1、3、4、8、11,C.I.基本紫10、11、11:1等之系染料;C.I.基本紅9,C.I.基本藍1、2、5、7、8、11、15、18、20、23、26、35、81,C.I.基本紫1、2、3、4、14、23,C.I.基本綠1、4等之三芳基甲烷系染料;C.I.基本藍140等之酞菁系染料;C.I.基本黃2、3、37等之金胺系染料;C.I.基本黃5、6、7、9,C.I.基本橙4、5、14、15、16、17、18、19、23等之吖啶系染料;C.I.基本紅12、13、14、15、27、28、37、52、90,C.I.基本黃11、13、20、21、52、53,C.I.基本橙21、22,C.I.基本紫7、15、16、20、21、22等之次甲基系染料。
又,本發明中作為三芳基甲烷系鹼性染料,較佳可舉例如後述一般式(I)所示色材之具有陽離子的染料。
此等染料可單獨使用1種或組合使用2種以上。
染料之成鹽色材中,相對離子係視上述染料種類而異,酸性染料之相對離子為陽離子,鹼性染料之相對離子為陰離子。因此,色澱化劑係配合上述染料而適當選擇使用。亦即,在使上述酸性染料不溶化的情況,係使用產生該染料之相對陽離子之化合物作為色澱化劑;在使上述鹼性染料不溶化的情況,係使用產生該染料之相對陰離子之化合物作為色澱化劑。
作為酸性染料之相對陽離子,除了銨陽離子之外,可
舉例如鏻陽離子、鋶陽離子、鈣離子、鋇離子、鍶離子、錳離子、鋁離子、銫離子、鑭離子、釹離子、鈰離子等之金屬離子,聚氯化鋁或氧基氯化鋯等之無機聚合物。
作為產生鋁離子之色澱化劑,較佳可舉例如1級胺化合物、2級胺化合物、3級胺化合物等,其中,由耐熱性及耐光性優越的觀點而言,較佳係使用2級胺化合物或3級胺化合物。
另一方面,作為鹼性染料之相對陰離子,可為有機陰離子、亦可為無機陰離子。作為該有機陰離子,可舉例如具有陰離子性基作為取代基的有機化合物。作為該陰離子性基,可舉例如-SO2N-SO2CH3、-SO2N-COCH3、-SO2N-SO2CF3、-SO2N-COCF3、-CF2SO2N-SO2CH3、-CF2SO2N-COCH3、-CF2SO2N-SO2CF3、-CF2SO2N-COCF3等之醯亞胺酸基,或-SO3 -、-CF2SO3 -、-PO3 2-、-COO-、-CF2PO3 2-、-CF2COO-等。其中,由耐熱性或耐光性的觀點而言,較佳為醯亞胺酸基或-SO3 -、-CF2SO3 -,更佳為-SO3 -(磺酸根基)。
另一方面,作為無機陰離子可舉例如含氧酸之陰離子(磷酸離子、硫酸離子、鉻酸離子、鎢酸離子(WO4 2-)、鉬酸離子(MoO4 2-)等),或複數之含氧酸經縮合的多金屬氧酸陰離子等之無機陰離子或其混合物。
作為上述多金屬氧酸,可為異聚酸根離子(MmOn)c-,亦可為雜聚酸根離子(X1MmOn)c-。於上述離子式中,M表示聚原子,X表示雜原子,m表示聚原子之組成比,n表示氧原子之組成比。作為聚原子M,可舉例如Mo、W、V、Ti、Nb等。又,作為雜原子X,可舉例如Si、P、As、S、Fe、Co等。又,一部分可包含Na+或H+
等相對陽離子。
其中,由高輝度且耐熱性或耐光性優越的觀點而言,較佳係含有鎢(W)及鉬(Mo)之至少1種的無機酸的陰離子。
作為含有鎢(W)及鉬(Mo)之至少1種的多金屬氧酸,可舉例如屬於異多金屬氧酸的鎢酸離子[W10O32]4-、鉬酸離子[Mo6O19]2-或屬於雜多金屬氧酸的磷鎢酸離子[PW12O40]3-、[P2W18O62]6-、矽鎢酸離子[SiW12O40]4-、磷鉬酸離子[PMo12O40]3-、矽鉬酸離子[SiMo12O40]4-、磷鎢鉬酸離子[PW12-xMoxO40]3-(x為1~11之整數)、[P2W18-yMoyO62]6-(y為1~17之整數)、矽鎢鉬酸離子[SiW12-xMoxO40]4-(x為1~11之整數)等。作為含有鎢(W)及鉬(Mo)之至少1種的多金屬氧酸,由耐熱性的觀點、及原料取得容易度的觀點而言,其中較佳為雜多金屬氧酸,更佳為含有P(磷)之雜多金屬氧酸。
再者,由耐熱性的觀點而言,較佳為磷鎢鉬酸離子[PW10Mo2O40]3-、[PW11Mo1O40]3-、磷鎢酸離子[PW12O40]3-之任一者。
作為產生無機陰離子之色澱化劑,可舉例如上述無機陰離子之鹼鹽或鹼金屬鹽。
成鹽色材中之相對離子可單獨使用1種或組合使用2種以上。
本發明中染料之成鹽色材,由耐熱性及耐光性的觀點而言,其中較佳為染料之金屬色澱色材,更佳為三芳基甲烷系染料及系染料中之至少1種的金屬色澱色材。
本發明中,上述色澱色材係由耐熱性及耐光性優越、達成彩色濾光片之高輝度的觀點而言,其中較佳為含有下述一般式(I)所示的色材。
(一般式(I)中之各符號係如上述。)
上述一般式(I)所示色材之陽離子部,係與國際專利公開第2012/144521號公報記載之一般式(I)所示色材之陽離子部相同。
上述一般式(I)中之A係與N(氮原子)直接鍵結之碳原子為不具有π鍵結的a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O(氧原子)、S(硫原子)、N(氮原子)。由於與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵結,故陽離子性之發色部位所具有的色調或穿透率等的色特性不受到鍵結基A或其他發色部位的影響,可保持與單體相同的色。
於A中,至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基只要與N直接鍵結之末端之碳原子不具有π鍵,可為直鏈、分支或環狀中之任一者,除末端以外之碳原子可具有不飽和鍵,可具有取代基,碳鏈中亦可含有O、S、N。例如可包含羰基、羧基、氧基羰基、醯胺基等,氫原子亦可進一步經鹵素原子等所取
代。
又,於A中,作為具有上述脂肪族烴基之芳香族基,可舉例如具有至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基的單環或多環芳香族基,可具有取代基,亦可為含有O、S、N之雜環。
其中,由骨架之牢固性而言,A較佳為含有環狀之脂肪族烴基或芳香族基。
作為環狀之脂肪族烴基,其中,由骨架之牢固性而言,較佳為有橋脂環式烴基。所謂有橋脂環式烴基,係指於脂肪族環內具有交聯構造、具有多環構造之多環狀脂肪族烴基,可舉例如:降烷、聯環[2,2,2]辛烷、二環戊二烯、金剛烷等。有橋脂環式烴基之中,較佳為降烷。又,作為芳香族基,可舉例如含有苯環、萘環之基,其中較佳為含有苯環之基。
由原料取得之容易度的觀點而言,A較佳為2價以上且4價以下、更佳2價以上且3價以下、再更佳為2價。例如於A為2價有機基之情形時,可舉例如碳數1以上且20以下之直鏈、分支、或環狀之伸烷基、或二甲苯基等2個碳數1以上且20以下之伸烷基經2個取代之芳香族基等。
Ri~Rv中之烷基並無特別限定。可舉例如碳數1以上且20以下之直鏈或分支狀烷基等,其中較佳為碳數1以上且8以下之直鏈或分支烷基,由製造及原料取得之容易度的觀點而言,更佳為碳數1以上且5以下之直鏈或分支烷基。其中,Ri~Rv中之烷基特佳為乙基或甲基。作為烷基亦可具有之取代基,並無特別限定,可舉例如芳基、鹵素原子、羥基等,作為經取代之烷基,可舉
例如苄基等。
Ri~Rv中之芳基並無特別限定。可舉例如苯基、萘基等。作為芳基亦可具有之取代基,可舉例如烷基、鹵素原子等。
所謂Rii與Riii、Riv與Rv鍵結而形成環構造,係指Rii與Riii、Riv與Rv經由氮原子而形成環構造。環構造並無特別限定,可舉例如吡咯啶環、哌啶環、啉環等。
其中,由化學穩定性而言,作為Ri~Rv,較佳係分別獨立為氫原子、碳數1以上且5以下之烷基、苯基,或Rii與Riii、Riv與Rv鍵結而形成吡咯啶環、哌啶環、啉環。
Ri~Rv可分別獨立形成上述構造,其中,就色純度而言,較佳係Ri為氫原子,進而由製造及原料取得之容易度而言,更佳係Rii~Rv均相同。
Ar1中之2價芳香族基並無特別限定。芳香族基除了包含碳環之芳香族烴基以外,亦可為雜環基。作為芳香族烴基中之芳香族烴,除了苯環以外,亦可舉例如萘環、四氫萘、茚環、茀環、蒽環、菲環等縮合多環芳香族烴;聯苯、聯三苯、二苯基甲烷、三苯基甲烷、茋等鏈狀多環式烴。於該鏈狀多環式烴中,可如二苯基醚等般於鏈狀骨架中具有O、S、N。另一方面,作為雜環基中之雜環,可舉例如:呋喃、噻吩、吡咯、唑、噻唑、咪唑、吡唑等5元雜環;吡喃、吡喃酮、吡啶、嗒、嘧啶、吡等6元雜環;苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、咔唑、香豆素、苯并吡喃酮、喹啉、異喹啉、吖啶、呔、喹唑啉、喹啉等縮合多環式雜環。該等芳香族基亦可具有取代基。
作為芳香族基亦可具有之取代基,可舉例如碳數1以
上且5以下之烷基、鹵素原子等。
Ar1較佳為碳數6以上且20以下之芳香族基,更佳為碳數10以上且14以下之含有縮合多環式碳環之芳香族基。其中,由構造單純且原料價格低廉而言,更佳為伸苯基或伸萘基。
於1分子內存在複數個之Ri~Rv及Ar1可為相同或相異。於複數個Ri~Rv及Ar1分別相同之情形時,發色部位顯示同樣發色,因此可再現出與發色部位之單體同樣之色,由色純度而言屬較佳。另一方面,於Ri~Rv及Ar1中之至少1個經取代為不同取代基之情形,可再現出混合了複數種單體之色,而可調整為所需之色。
上述一般式(I)所示色材之陰離子(Bc-)為2價以上之多金屬氧酸陰離子。
作為多金屬氧酸陰離子,可由上述般多金屬氧酸陰離子中適當選擇使用。
其中,由高輝度且耐熱性或耐光性優越的觀點而言,較佳為含有鎢(W)及鉬(Mo)之至少1種的多金屬氧酸陰離子;由耐熱性之觀點而言,更佳係至少含有鎢,且亦可含有鉬的多金屬氧酸陰離子。
於至少含有鎢(W)之多金屬氧酸陰離子中,鎢與鉬之含有比並無特別限定,由耐熱性特別優越的觀點而言,鎢與鉬之莫耳比較佳為100:0~85:15,更佳100:0~90:10之範圍內。
多金屬氧酸陰離子(Bc-)可單獨使用上述多金屬氧酸陰離子之1種或組合2種以上,在組合使用2種以上的情況,較佳係多金屬氧酸陰離子全體中之鎢與鉬的莫耳比為上述範圍內。
上述一般式(I)所示色材係在不損及本發明效果的範圍,亦可進一步成為含有其他陽離子或陰離子的複鹽。作為此種陽
離子的具體例,除了其他鹼性染料之外,可舉例如含有胺基、吡啶基、咪唑基等可與陰離子形成鹽的官能基的有機化合物,或鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子、銅離子、鐵離子等之金屬離子。又,作為陰離子之具體例,除了酸性染料之外,可舉例如氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子等之鹵化物離子,或無機酸之陰離子等。作為無機酸之陰離子,可舉例如磷酸離子、硫酸離子、鉻酸離子、鎢酸離子(WO4 2-)、鉬酸離子(MoO4 2-)等之含氧酸之陰離子等。
尚且,作為一般式(I)所示色材,可參考例如國際專利公開第2012/144520號說明書而調製。
<其他色材>
本發明所使用之(A)色材係在不損及本發明效果的範圍內,以色調控制為目的,亦可進一步含有其他色材。作為其他色材,可舉例如公知之顏料及染料,若不損及本發明效果之範圍則無特別限定。
本發明所使用之(A)色材中的其他色材,係由即使經過彩色濾光片製造步驟之高溫加熱後、仍可得到高輝度之著色層的觀點而言,較佳係於(A)色材總量中為未滿50質量%、更佳30質量%以下、再更佳10質量%以下。
作為本發明所使用之(A)色材的平均分散粒徑,於作為彩色濾光片之著色層之情形時,若為可形成所需之發色者即可,並無特別限定,由分散性優越、提高對比度及輝度、耐熱性及耐光性優越的觀點而言,較佳為10nm以上且300nm以下之範圍內,更佳為20nm以上且200nm以下之範圍內。藉由(A)色材之平均分散
粒徑為上述範圍,可將使用本發明之感光性著色樹脂組成物所製造之液晶顯示裝置、發光顯示裝置作成高對比度、且高品質者。
(A)色材之平均分散粒徑為分散於至少含有溶媒之分散媒體中之色材粒子的分散粒徑,藉由雷射光散射粒度分佈計而測定。作為藉由雷射光散射粒度分佈計所進行之粒徑測定,可利用感光性著色樹脂組成物中所使用之溶媒將感光性著色樹脂組成物、或調製感光性著色組成物前預先調製之色材分散液適當稀釋成可利用雷射光散射粒度分佈計進行測定之濃度(例如1000倍等),使用雷射光散射粒度分佈計(例如MicrotracBEL製奈米軌道粒度分佈測定裝置UPA-EX150)藉由動態光散射法於23℃下進行測定。此處之平均分散粒徑為體積平均粒徑。
相對於本發明之感光性著色樹脂組成物之固形份總量,上述(A)色材之合計含量係由將感光性著色樹脂組成物塗佈為既定膜厚(通常為1.0μm以上且5.0μm以下)時之著色層具有充分色濃度的觀點而言,較佳為3質量%以上、更佳10質量%以上。又,由分散性及分散穩定性優越,且可得到具有充分硬度、或與基板間之密黏性的著色層的觀點而言,相對於本發明之感光性著色樹脂組成物之固形份總量,上述(A)色材之合計含量較佳為65質量%以下、更佳50質量%以下。又,本說明書中,所謂固形份係指溶劑以外之所有者,亦包括液狀之多官能單體等。
[(B)分散劑]
本發明之感光性著色樹脂組成物中,(A)色材係藉由(B)分散劑分散於溶劑中而使用。作為(B)分散劑,可由習知使用作為分散劑
者中適當選擇使用。作為分散劑之具體例,可使用例如陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、聚矽氧系、氟系等界面活性劑。界面活性劑之中,由可均勻地、微細地分散的觀點而言,較佳為高分子界面活性劑(高分子分散劑)。此等(B)分散劑可使用1種或組合使用2種以上。
作為高分子分散劑,可舉例如聚丙烯酸酯等不飽和羧酸酯之(共)聚合體類;聚丙烯酸等不飽和羧酸之(共)聚合體之(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷基胺鹽類;含羥基之聚丙烯酸酯等含羥基之不飽和羧酸酯之(共)聚合體或該等之改質物;聚胺基甲酸酯類;不飽和聚醯胺類;聚矽氧烷類;長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽類;聚伸乙基亞胺衍生物(藉由聚(低級伸烷基亞胺)與含游離羧基之聚酯之反應所獲得之醯胺或該等之鹼);聚烯丙基胺衍生物(使聚烯丙基胺、與選自具有游離羧基之聚酯、聚醯胺或酯與醯胺之共縮合物(聚酯醯胺)3種化合物中之1種以上之化合物反應所獲得之反應生成物)等。
作為此種分散劑之市售物,可舉例如Disperbyk-2000、2001、BYK-LPN6919、21116、21324(以上均為BYK-Chemie Japan製)、Ajisper PB821、881(Ajinomoto Fine-Techno製)等。其中,由耐熱性、電氣可靠性、分散性之觀點而言,較佳為BYK-LPN6919、21116。
作為高分子分散劑,其中,由可較佳地分散上述(A)色材、分散穩定性良好的觀點而言,較佳係選自由含有至少具有下述一般式(II)所示構造單位之聚合體、及1分子內具有1個以上胺基甲酸乙酯鍵結(-NH-COO-)之化合物的胺基甲酸乙酯系分散劑所
構成群的1種以上。
以下詳細說明上述較佳分散劑。
<至少具有下述一般式(II)所示構造單位的聚合體>
本發明中,作為(B)分散劑,可適合使用至少具有下述一般式(II)所示構造單位的聚合體。
(一般式(II)中,R51為氫原子或甲基,A為直接鍵結或2價連結基,Q為下述一般式(II-a)所示之基、或亦可具有取代基之可形成鹽的含氮雜環基。)
(一般式(II-a)中,R52及R53分別獨立示氫原子或亦可含有雜原子的烴基,R52及R53彼此可為相同或相異。)
一般式(II)中,A為直接鍵結或2價之連結基。直接鍵結係指Q未經由連結基而直接鍵結於一般式(II)中之碳原子。
作為A中之2價連結基,可舉例如碳原子數1以上且10以下之伸烷基、伸芳基、-CONH-基、-COO-基、碳原子數1以上且10以下之醚基(-R'-OR"-:R'及R"分別獨立為伸烷基)及此等之組合等。
其中,由分散性之觀點而言,一般式(II)中之A較佳為直接鍵結、-CONH-基、或含有-COO-基的2價連結基。
又,藉由將此等分散劑之由上述一般式(II)所示構造單位依任意比例藉由下述成鹽劑進行成鹽,可特別適合使用。
作為具有一般式(II)所示構造單位的聚合體,其中,由色材之分散劑及分散穩定性及樹脂組成物之耐熱性提升,可形成高輝度且高對比度之著色層的觀點而言,較佳為具有國際專利WO2011/108495號公報、日本專利特開2013-054200號公報、特開2010-237608號公報、特開2011-75661號公報記載之構造的嵌段共聚合體、及接枝共聚合體。
又,作為具有一般式(II)所示構造單位的聚合體的市售物,可舉例如BYK-LPN6919等。
(成鹽劑)
本發明之較佳分散劑,係上述一般式(II)所示構造單位所具有之氮部位之至少一部分形成鹽(以下有時稱為鹽改質)的聚合體。
本發明中,係使用成鹽劑,使一般式(II)所示構造單位所具有之氮部位進行鹽形成,藉此使分散劑對同樣形成鹽之色材較強地吸附,而提升色材之分散性及分散穩定性。作為成鹽劑,可適合使用國際專利WO2011/108495號公報、日本專利特開2013-054200號公報記載之酸性有機磷化合物、有機磺酸化合物、4級化劑等。尤其在成鹽劑為酸性有機磷化合物的情況,藉由於色材之粒子表面使分散劑之含有酸性有機磷化合物的成鹽部分局部存在化,使色材表面成為被磷酸鹽所被覆之狀態,故抑制由活性氧所造成之對色材之染
料骨架的攻擊(脫氫),提升含有染料骨架之色材的耐熱性或耐光性。因此,若使用藉由酸性有機磷化合物而經鹽改質的聚合體作為分散劑,由於本發明所使用之高穿透率之(A)色材呈良好分散之狀態而可更加抑制高溫加熱時之褪色,故即使經過彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱步驟,仍可形成更高輝度的著色層。
<胺基甲酸乙酯系分散劑>
適合使用作為分散劑的胺基甲酸乙酯系分散劑,係由於1分子內具有1個以上胺基甲酸乙酯鍵結(-NH-COO-)之化合物所構成的分散劑。
藉由使用胺基甲酸乙酯系分散劑,可依少量進行良好分散。藉由使分散劑成為少量,可相對地增加硬化成分等之調配量,其結果可形成耐熱性優越的著色層。
本發明中作為胺基甲酸乙酯系分散劑,其中,較佳為(1)1分子中具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯類、與(2)由在單末端或兩末端具有羥基之聚酯類、及單末端或兩末端具有羥基之聚(甲基)丙烯酸酯類所選擇之1種以上的反應生成物;更佳係(1)1分子中具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯類、(2)由在單末端或兩末端具有羥基之聚酯類、及單末端或兩末端具有羥基之聚(甲基)丙烯酸酯類所選擇之1種以上、(3)於同一分子內具有活性氫與鹼性基或酸性基之化合物的反應生成物。
作為胺基甲酸乙酯系分散劑之市售物,可舉例如Disperbyk-161、162、163、164、167、168、170、171、174、182、183、184、185、BYK-9077(以上均為BYK-Chemie Japan製)、Ajisper
PB711(Ajinomoto Fine-Techno製)、EFKA-46、47、48(EFKA CHEMICALS製)等。其中,由耐熱性、電氣可靠性、分散性之觀點而言,較佳為Disperbyk-161、162、166、170、174。
本發明之感光性著色樹脂組成物中,作為(B)分散劑之含量,若可使(A)色材均勻分散則無特別限定,由(A)色材之分散性及分散穩定性優越、保存穩定性優良的觀點而言,相對於著色樹脂組成物之固形份總量,較佳為3質量%以上、更佳5質量%以上。又,由成為顯影性良好者的觀點而言,(B)分散劑之含量係相對於著色樹脂組成物之固形份總量,較佳為70質量%以下、進而較佳60質量%以下、更佳50質量%以下。
[(C)鹼可溶性樹脂]
本發明中之鹼可溶性樹脂係具有酸性基者,只要具有作為黏結劑樹脂之作用,且對於形成圖案時所使用之顯影液、特佳為對鹼顯影液呈可溶性,則可適當選擇使用。
本發明中較佳之鹼可溶性樹脂較佳係具有羧基作為酸性基的樹脂,具體可舉例如具有羧基之丙烯酸系共聚合體、具有羧基之環氧基(甲基)丙烯酸酯樹脂等。該等之中,特佳為於側鏈具有羧基、且進而於側鏈具有乙烯性不飽和基等的光聚合性官能基者。其原因在於,藉由含有光聚合性官能基所形成之硬化膜之膜強度提高。又,此等丙烯酸系共聚合體、及環氧基丙烯酸酯樹脂亦可混合2種以上使用。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體,係使含羧基之乙烯性不飽和單體與乙烯性不飽和單體進行共聚合而獲得。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體亦可進一步含有具芳香族碳環之構造單位。芳香族碳環係具有作為對著色樹脂組成物賦予塗膜性之成分的機能。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體亦可進一步含有具酯基之構造單位。具有酯基之構造單位不僅具有作為抑制感光性著色樹脂組成物之鹼可溶性之成分的機能,亦具有作為使對溶劑之溶解性、進而溶劑再溶解性提升之成分的機能。
作為具有羧基之丙烯酸系共聚合體的具體例,可舉例如國際專利公開第2012/144521號公報記載者,具體可例示由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等之不具有羧基的單體,與選自(甲基)丙烯酸及其酐之一種以上所構成的共聚物。又,亦可例示對上述共聚物加成例如環氧丙基、羥基等反應性官能基的乙烯性不飽和化合物等,而導入了乙烯性不飽和鍵的聚合物等,但並不限定於此等。
此等之中,藉由對共聚物加成具有環氧丙基或羥基之乙烯性不飽和化合物等而導入了乙烯性不飽和鍵的聚合體等,由於在曝光時可與後述多官能性單體聚合,著色層變得更穩定,故特別適合。
含羧基之共聚合體中之含羧基之乙烯性不飽和單體之共聚合比例,由所得塗膜對鹼顯影液之溶解性良好、圖案形成容易的觀點而言,較佳為5質量%以上、更佳10質量%以上。又,含羧基之共聚合體中之含羧基之乙烯性不飽和單體之共聚合比例,係由藉由鹼性顯影液進行顯影時,抑制所形成之圖案自基板脫落或圖案表面之膜粗糙的觀點而言,較佳為50質量%以下、更佳40質量%以下。
含羧基之共聚合體之較佳質量平均分子量,係由抑制硬化後之黏結劑機能降低的觀點而言,較佳為1,000以上、更佳3,000以上,由藉由鹼性顯影液進行顯影時容易形成圖案的觀點而言,較佳為500,000以下、更佳200,000以下。又,質量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC),以標準聚苯乙烯換算值而求得。
作為具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,並無特別限定,較佳為使環氧化合物與含不飽和基之單羧酸之反應物與酸酐反應所獲得之環氧(甲基)丙烯酸酯化合物。
環氧化合物、含不飽和基之單羧酸、及酸酐可由公知物中適當選擇使用。作為具體例可舉例如國際專利公開第2012/144521號公報記載者等。環氧化合物、含不飽和基之單羧酸、及酸酐可分別單獨使用1種,亦可併用二種以上。
感光性著色樹脂組成物中所使用之鹼可溶性樹脂可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用,作為其含量,由可得到充分之鹼顯影性的觀點而言,相對於感光性著色樹脂組成物中所包含之色材100質量份,通常較佳為10質量份以上、更佳20質量份以上;由可充分含有色材、得到充分之著色濃度的觀點而言,鹼可溶性樹脂之含量係相對於感光性著色樹脂組成物中所包含之色材100質量份,較佳為1000質量份以下、更佳500質量份以下。
[(D)多官能單體]
感光性著色樹脂組成物中所使用之多官能單體,只要為可藉由後述光起始劑進行聚合者即可,通常使用具有2個以上之乙烯性不飽和雙鍵之化合物。
本發明1實施形態所使用之多官能單體,係於上述(D)多官能單體總量中含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上。
又,本發明之1實施形態所使用之多官能單體,係含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基。
以下分別舉例說明各實施形態,但並不限定於此等。
<不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯>
作為不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯,若為含有磷原子、且不具酸性基、具有2個以上(甲基)丙烯醯基的化合物即可。
於此所謂酸性基,可舉例如磷酸、膦酸、次磷酸所含之P-OH基、羧基、磺酸基、酚性羥基等。
不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯通常係藉由對氧基氯化磷等之鹵化磷化合物使含有(甲基)丙烯醯基與羥基之化合物反應,或者藉由使磷酸、膦酸、有機磷酸及有機膦酸之酸性基,與含有與酸進行反應之官能基及(甲基)丙烯醯基的化合物中該與酸進行反應之官能基,依不殘留上述酸性基的方式使上述酸性基全部進行反應,而可獲得。
作為上述鹵化磷化合物,可舉例如氧氯化磷、氧溴化磷、二氯磷酸甲酯、二氯磷酸乙酯、二氯磷酸苯酯、氯化二磷醯、甲基膦酸二氯、乙基膦酸二氯、苯基膦酸二氯、對甲氧基苯基膦酸
二氯等。
作為上述含有(甲基)丙烯醯基與羥基的化合物,可舉例如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、1,4-環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、2-(羥基甲基)丙烯酸甲酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等之具有醇性羥基的(甲基)丙烯酸酯、4-羥基苯基(甲基)丙烯酸酯等之具有酚性羥基的(甲基)丙烯酸酯等。
作為上述有機磷酸,可使用例如磷酸(O=P(OH)3)所具有之3個氫之一部分具有被有機基所取代之構造物。作為此種有機磷酸,可舉例如甲基磷酸、乙基磷酸、丙基磷酸、丁基磷酸、戊基磷酸、己基磷酸、辛基磷酸、月桂基磷酸等。
上述有機膦酸可舉例如一般式為R-P(=O)(OH)2(其中,R係與P鍵結之原子為碳原子的有機基)的一系列的化合物群。作為上述有機膦酸,可舉例如甲基膦酸、乙基膦酸、丙基膦酸、丁基膦酸、戊基膦酸、己基膦酸、辛基膦酸、乙烯基膦酸、苯基膦酸等。
尚且,有機基係表示含有至少1個碳原子之官能基的總稱。
於含有與酸進行反應之官能基及(甲基)丙烯醯基的化合物中,作為與酸進行反應之官能基,可舉例如羥基、環氧基、氧環丁烷基等。
作為含有與酸進行反應之官能基及(甲基)丙烯醯基的化合物,可舉例如上述般具有醇性羥基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、3,4-環氧基環己基甲基(甲基)丙烯酸酯等之3,4-環氧基環己基烷基(甲基)丙烯酸酯、3-乙基-3-氧環丁烷基甲基(甲基)丙烯酸酯
等。
作為本發明所使用之不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯,較佳係使用:屬於鹵化磷化合物與含有醇性羥基及(甲基)丙烯醯基之化合物的反應生成物,為不具酸性基的化合物;屬於膦酸或上述有機膦酸、與含有環氧基及氧環丁烷基之至少1種及(甲基)丙烯醯基的化合物的反應物,為不具酸性基之化合物。
作為本發明所使用之不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯,可舉例如下述一般式(III-1)所示化合物、下述一般式(III-2)所示化合物、下述一般式(IV-1)所示化合物、下述一般式(IV-2)所示化合物、下述一般式(V)所示化合物及下述一般式(VI)所示化合物的至少1種。其中,由色材之褪色抑制效果或硬化塗膜之耐溶劑性較高的觀點而言,較佳為下述一般式(III-1)所示化合物、下述一般式(III-2)所示化合物、下述一般式(IV-1)所示化合物、及下述一般式(IV-2)所示化合物的至少1種。
[化4]
(一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中,R1為烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,複數之R1可分別為相同或相異。R2為氫原子或甲基,複數之R2可分別為相同或相異。R3為亦可具有取代基之烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基且不具(甲基)丙烯醯基的基,複數之R3可分別為相同或相異。L為(b+1)價之連結基,複數之L可分別為相同或相異。上述烴基亦可分別具有取代基。a為0或1。b表示2以上之整數。c為0、1或2。)
[化5]
(一般式(V)及一般式(VI)中,Ra為烴基、-[CH(Rh)-CH(Ri)-O]s-Rj或-[(CH2)t-O]u-Rj所示之1價基。Rh及Ri分別獨立為氫原子或甲基。Rj為氫原子、烴基、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2或-CH2COORk所示之1價基,Rk為氫原子或碳數1以上且5以下之烷基。
Rb、Rc、Rd、Re、Rf及Rg分別獨立為氫原子、烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,Rb及Rd亦可彼此鍵結形成環構造。在形成上述環狀構造的情況,亦可具有取代基R1,R1為氫原子、烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基。其中,Rb、Rc、Rd及Re之至少一者以及Rf及Rg之至少一者係具有(甲基)丙烯醯基。
上述烴基亦可分別具有取代基。
s為1以上且18以下之整數,t為1以上且5以下之整數,u為1以上且18以下之整數。)
作為一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中R1之烴基,係為2價烴基,可舉例如伸烷基、伸烯基、伸芳基、及此等組合之基。伸烷基或伸烯基可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一者,亦可為直鏈狀或分枝狀與環狀之組合。
可舉例如亞甲基、伸乙基、伸乙烯基、伸丙烯基、各種伸丙基、伸丙烯基、各種伸丁基、伸環己基、伸降基、異降基、二伸環戊基、伸金剛烷基、及亞甲基伸環己基亞甲基等之直鏈狀或分枝狀伸烷基與環狀伸烷基的組合的基等。
作為伸芳基,可舉例如伸苯基、伸聯苯基、伸萘基等,亦可進一步對後述芳香環具有取代基。伸芳基之碳數較佳為6以上且24以下,更佳6以上且12以下。
又,一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中的R1中,所謂將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,係指使-R'-O-R"-、-R'-(C=O)-O-R"-或-R'-O-(C=O)-R"-(其中,R'及R"分別獨立為2價烴基,或將2價烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基)所示之基。例如,在含有聚氧伸烷基之情況般,於1個基中亦可具有醚鍵及酯鍵2個以上。R'及R"中之2價烴基可與上述相同。
尚且,R1中之烴基的數量,係除去取代基之碳數,分別較佳為1以上且15以下、更佳2以上且12以下、再更佳2以上且8以下。
又,一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中之R2,由光自由基聚合時之感度高、提升硬化塗膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為氫原子。
同樣地,一般式(V)及一般式(VI)所含之(甲基)丙烯醯基,係由提升硬化塗膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為丙烯醯基。
上述一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中之R3,以及一般式(V)及一般式(VI)中之Ra、Rb、Rc、
Rd、Re、Rf、Rg、Rj及R1中之烴基,可舉例如碳數1以上且18以下之烷基、碳數2以上且18以下之烯基、芳烷基及芳基等。
上述碳數1以上且18以下之烷基可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一者,可舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、環戊基、環己基、降基、異降基、二環戊烷基、金剛烷基、低級烷基取代金剛烷基等。
上述碳數2以上且18以下之烯基可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一者。作為此種烯基,可舉例如乙烯基、烯丙基、丙烯基等。烯基之雙鍵位置並無限定,由所得聚合物之反應性的觀點而言,較佳係於烯基末端具有雙鍵。
作為芳基,可舉例如苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等,亦可進一步具有取代基。芳基之碳數較佳為6以上且24以下、更佳6以上且12以下。
又,作為芳烷基,可舉例如苄基、苯乙基、萘甲基、聯苯基甲基等,亦可進一步具有取代基。芳烷基之碳數較佳為7以上且20以下、更佳7以上且14以下。
作為對芳基或芳烷基等之芳香環的取代基,除了碳數1以上且4以下之直鏈狀、分枝狀的烷基之外,可舉例如烯基、鹵原子等。
尚且,上述較佳碳數中並不包括取代基之碳數。
上述一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中之R3,以及一般式(V)及一般式(VI)中之Rb、Rc、Rd、Re、Rf及Rg、中之將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,係指使-R'-O-R'''、-R'-(C=O)-O-R'''或-R'-O-(C=O)-R'''(其中,R'及R'''分別獨立為烴基,或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基)
所示之基。例如,在聚伸烷基氧基般,於1個基中亦可具有2個以上之醚鍵及酯鍵之至少一者。作為烴基為1價的情況,可舉例如烷基、烯基、芳烷基、芳基等;在烴基為2價的情況,可舉例如伸烷基、伸烯基、伸芳基、及此等組合的基。
一般式(V)中,在Rb及Rd彼此鍵結形成環構造的情況,形成環構造之碳數較佳為5以上且8以下,更佳為6、亦即6員環。
取代基R1中之烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,可設為與上述Rb、Rc、Rd、Re、Rf及Rg中者相同。
上述一般式(III-1)、一般式(III-2)、一般式(IV-1)、一般式(IV-2)、一般式(V)及一般式(VI)中,作為上述烴基亦可具有的取代基,可舉例如鹵原子、碳數1以上且4以下之烷氧基等。
上述一般式(IV-1)及一般式(IV-2)中之L,為(b+1)價之鍵結基,若為可將b個(甲基)丙烯醯氧基鍵結即可,並無特別限定。例如,作為(b+1)價之鍵結基,可舉例如使可成為3價以上鍵結基之碳數3以上的分枝狀或環狀的烴基或雜環基、與視需要之2價鍵結基經組合者。
作為環狀之烴基,例如除了環己烷、環戊烷之外,可例示與上述一般式(I)之A所列舉的環狀之脂肪族烴基或芳香族基相同者。作為雜環基,可例示與上述一般式(I)之Ar1之雜環基所列舉之雜環相同者,或三聚異氰酸酯環等。作為2價鍵結基,可舉例如碳數1以上且10以下之伸烷基、伸芳基、-CONH-基、-COO-基、醚基及此等之組合等。
作為(b+1)價之鍵結基,可舉例如由季戊四醇去除了羥基的基,
或由二季戊四醇去除了羥基的基,或於三聚異氰酸酯環之3個氮鍵結了烷基的基等,但並不限定於此等。作為(b+1)價之鍵結基,可設為醇性羥基、由含有2個以上(甲基)丙烯醯氧基之化合物去除了羥基與2個以上(甲基)丙烯醯氧基的殘基,可適當選擇或合成。
b為2以上之整數,較佳為5以下、更佳3以下。
又,a及c較佳係分別獨立為0。
作為一般式(III-1)所示化合物,更具體可舉例如參(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)磷酸酯、參(3-(甲基)丙烯醯氧基丙基)磷酸酯等,此等亦可使用市售物。
本發明所使用之(D)多官能單體,可於上述(D)多官能單體總量中含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯100質量%,但若於上述(D)多官能單體總量中含有20質量%以上的範圍,則亦可含有與不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯相異的其他多官能單體。
其中,由色材之褪色抑制效果或硬化塗膜之耐溶劑性較高的觀點而言,上述(D)多官能單體較佳係於上述(D)多官能單體總量中含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯25質量%以上、更佳含有45質量%以上。
不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
作為其他多官能單體,可舉例如後述不含有磷原子的其他多官能(甲基)丙烯酸酯等。
<含磷原子多官能單體>
本發明中,所謂含磷原子多官能單體,若為含有磷原子、且於1分子中含有2個以上聚合性官能基的化合物即可。
作為上述含磷原子多官能單體所具有的聚合性官能基,可舉例如(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基、烯丙基等。又,本發明中,(甲基)丙烯醯胺基係由一般式CH2=CRCONR'-所示之基,該一般式中,R為氫原子或甲基,R'為氫原子或烷基。上述R係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化膜之耐NMP性的觀點而言,較佳為氫原子。又,上述R'係由藉由形成氫鍵而更牢固地交聯、可提升耐NMP性的觀點而言,較佳為氫原子。
作為上述聚合性官能基,由光自由基聚合時之感度較高、提升硬化塗膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基及(甲基)丙烯醯胺基的至少1種,由對後述(F)溶劑之溶解性的觀點而言,較佳係亦至少含有(甲基)丙烯醯基。
本發明1實施形態係含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基。
(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,係至少含有P-O-P鍵結者,亦可含有P-O-P-O-P鍵結、環狀之(P-O)3-鍵結、P-O-P-O-P-O-P鍵結等的構造。
作為(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,可舉例如含有下述一般式(A)所示部分構造的含磷原子多官能單體。
(一般式(A)中,R為烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,亦可含有聚合性官能基。複數之R可為相同或相異。上述烴基亦可分別具有取代基。n為2以上之整數。)
作為一般式(A)中n之上限,可舉例如3以下。若該n過大,則有上述一般式所示構造之一部分容易被水解的情形。n更佳為2。
一般式(A)中,聚合性官能基可與上述列舉者相同。又,一般式(A)中,作為R中之烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基且亦可含有聚合性官能基的基,亦可分別與後述一般式(VII)中之R11-W1-Z1、或R13相同。
上述含磷原子多官能單體,可例如藉由對氧氯化磷等鹵化磷化合物使含有聚合性官能基與羥基之化合物進行反應的方法,或者藉由使選自磷酸、膦酸、聚磷酸、有機磷酸、有機膦酸及有機聚磷酸之至少一種酸性基,與含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基的化合物中該與酸進行反應之官能基進行反應的方法,而可獲得。
(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,可例如藉由對聚磷酸之羥基具有經鹵原子取代之構造的鹵化磷化合物,使含有聚合性官能基與羥基之化合物
進行反應,或者藉由使聚磷酸或有機聚磷酸所具有之酸性基,與含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基的化合物中該與酸進行反應之官能基進行反應的方法,而可獲得。
(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基的含磷原子多官能單體,例如可藉由於上述方法中,使用含有(甲基)丙烯醯胺基作為聚合性官能基的化合物,而可獲得。
(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基的含磷原子多官能單體,可例如於上述方法中,藉由進一步使用含有三聚異氰酸酯之化合物作為上述含有聚合性官能基與羥基之化合物,或者藉由使用進一步含有三聚異氰酸酯基之化合物作為上述含有與酸進行反應之官能基與聚合性官能基的化合物,而可獲得。
作為上述鹵化磷化合物,可舉例如與上述<不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯>所列舉之鹵化磷化合物相同者。
又,作為具有上述聚磷酸之烴基經鹵原子取代之構造的鹵化磷化合物,可舉例如氯化二磷醯、溴化二磷醯等,但並不限定於此等。
作為上述含有聚合性官能基與羥基的化合物,可舉例如與上述<不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯>所列舉之具有(甲基)丙烯醯基與羥基之化合物相同者。
又,作為上述含有(甲基)丙烯醯胺基與羥基作為聚合性官能基的化合物,可舉例如羥乙基(甲基)丙烯醯胺、羥甲基(甲基)丙烯醯胺、羥丙基(甲基)丙烯醯胺、羥丁基(甲基)丙烯醯胺、(2,2-二甲氧基-1-羥乙基)-(甲基)丙烯醯胺等之具有醇性羥基的(甲基)丙烯醯胺;羥苯基(甲基)丙烯醯胺等之具有酚性羥基的(甲基)丙烯醯胺等。
又,作為含有聚合性官能基與羥基與三聚異氰酸酯基的化合物,可舉例如於1分子中具有1個羥基與1個三聚異氰酸酯基與至少1個聚合性官能基的化合物,適合使用於1分子中含有1個羥基與1個三聚異氰酸酯基與2個聚合性官能基的化合物。作為含有聚合性官能基與羥基與三聚異氰酸酯基的化合物,可舉例如雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)羥乙基三聚異氰酸酯、雙((甲基)丙烯醯氧基丙基)羥丙基三聚異氰酸酯等,但並不限定於此等。作為含有聚合性官能基與羥基與三聚異氰酸酯基的化合物,亦可使用市售物,但可適當使用習知合成方法進行合成。
又,作為上述含有聚合性官能基與羥基的化合物,亦可使用2-羥乙基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、環己烷二甲醇單乙烯基醚、丙烯基醇、乙烯基醇等之具有醇性羥基的乙烯基化合物;乙烯基酚、異丙烯基酚等之具有酚性羥基的乙烯基化合物等。
作為上述磷酸、膦酸、有機磷酸及有機膦酸,可舉例如與上述<不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯>所列舉的磷酸、膦酸、有機磷酸及有機膦酸相同者。
作為上述聚磷酸,可舉例如焦磷酸、三聚磷酸等。
作為上述有機聚磷酸,係使用具有上述聚磷酸所具有之氫原子之一部分經有機基取代之構造的化合物。於此,有機基係表示含有至少1個碳原子之官能基的總稱。作為上述有機聚磷酸所具有的有機基,可舉例如碳數1以上且20以下的烷基等。作為此種有機聚磷酸之具體例,可舉例如2-乙基己基焦磷酸酯、二丁基焦磷酸酯、二己基焦磷酸酯、二辛基焦磷酸酯、二異辛基焦磷酸酯等之烷基焦
磷酸酯;2-乙基己基三聚磷酸酯等之烷基三聚磷酸酯;等的烷基聚磷酸酯。
上述含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基的化合物中,作為與酸進行反應之官能基,可舉例如羥基、環氧基、氧環丁烷基等。
作為含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基的化合物,可舉例如上述般之具有醇性羥基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺及乙烯基化合物,以及(甲基)丙烯酸環氧丙酯、3,4-環氧基環己基甲基(甲基)丙烯酸酯等之3,4-環氧基環己基烷基(甲基)丙烯酸酯、N-[4-(2,3-環氧基丙烷-1-基氧基)-3,5-二甲基苄基](甲基)丙烯醯胺、1,2-環氧基-4-乙烯基環己烷、3-乙基-3-氧環丁基甲基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基氧環丁烷基醚等,但並不限定於此等。
又,作為含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基及三聚異氰酸酯基的化合物,可舉例如1分子中含有1個與酸進行反應之官能基及1個三聚異氰酸酯基及至少1個聚合性官能基的化合物,較適當使用1分子中含有1個與酸進行反應之官能基及1個三聚異氰酸酯基及2個聚合性官能基的化合物。作為含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基及三聚異氰酸酯基的化合物,可舉例如雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)羥乙基三聚異氰酸酯、雙((甲基)丙烯醯氧基丙基)羥丙基三聚異氰酸酯、二烯丙基單環氧丙基三聚異氰酸酯等,但並不限定於此等。
作為上述含磷原子多官能單體,較佳係使用鹵化磷化合物與含有醇性羥基及聚合性官能基之化合物的反應生成物;膦酸或上述有機膦酸、與含有環氧基及氧環丁烷基之至少一種及聚合性
官能基之化合物的反應物。
作為本發明所使用之上述含磷原子多官能單體,由耐溶劑性之觀點而言,較佳係含有不具酸性基之含磷原子多官能單體。
本發明所使用之含磷原子多官能單體,較佳係1分子中所含之酸性基平均未滿1個,更佳係平均為0.9以下、再更佳係平均0.8以下。
於此所謂多官能單體中之酸性基,可舉例如磷酸、膦酸、次磷酸所含之P-OH基、羧基、磺酸基、酚性羥基等。
本發明所使用之含磷原子多官能單體之1分子中所含的酸性基的平均數,可使用LC-MS、GC-MS等進行分析。
不具酸性基之含磷原子多官能單體,通常係藉由對鹵化磷化合物使含有聚合性官能基與羥基之化合物進行反應,或者藉由使選自磷酸、聚磷酸、膦酸、有機磷酸、有機膦酸及有機聚磷酸之至少一種酸性基,與含有與酸進行反應之官能基及聚合性官能基的化合物中該與酸進行反應之官能基,依不殘留上述酸性基的方式使上述酸性基全部進行反應,而可獲得。
作為(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,較佳為具有三聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體及具有焦磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,更佳為具有焦磷酸酯構造的含磷原子多官能單體。
又,作為上述具有聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,較佳為例如由下述一般式(VII)所示的含磷原子多官能單體。
[化7]
(一般式(VII)中,W1及W2分別獨立為直接鍵結或-O-鍵,在W1及W2為複數的情況可分別為相同或相異。R11及R12分別獨立為烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,R11及R12為複數的情況可分別為相同或相異。Z1及Z2分別獨立為(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基或乙烯基,Z1及Z2為複數的情況可分別為相同或相異。R13及R14分別獨立為烴基或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,為均不具有(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基及乙烯基之任一者的基,R13及R14為複數的情況可分別為相同或相異。上述烴基亦可分別具有置換基。d及e分別獨立為0、1或2,d+e為2、3或4。)
上述一般式(VII)中之R11及R12中的烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R1之烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基相同者。
上述一般式(VII)中之Z1及Z2,係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化塗膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基及(甲基)丙烯醯胺基之至少1種,更佳為(甲基)丙烯醯基,再更佳為丙烯醯基。
又,由對後述(F)溶劑之溶解性的觀點而言,較佳係上述一般式(VII)中之所有Z1及Z2中至少1個為(甲基)丙烯醯基。
上述一般式(VII)中之R13及R14中的烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R3之烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基相同者。
上述一般式(VII)中,由提升耐溶劑性的觀點而言,d較佳為1或2,e較佳為1或2,d+e較佳為3或4。
作為一般式(VII)所示之含磷原子多官能單體,可舉例如下述一般式(VII-1)所示的含磷原子多官能單體。
(一般式(VII-1)中,R15、R15'、R16及R16'分別獨立為氫原子或甲基,R17及R17'分別獨立為氫原子、甲基或乙基,f、f'、g及g'分別獨立為2以上且6以下之整數,h及i分別獨立為0、1或2。)
上述一般式(VII-1)中之R17及R17',係由可提升耐NMP性的觀點而言,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子。
上述一般式(IV-1)中之f、f'、g及g'係由提高硬化膜中之磷原子含有率、可提升耐溶劑性的觀點而言,較佳分別獨立為2以上且3以下。
上述一般式(VII-1)中之h及i,較佳係h+i為2以下、更佳1以下。
又,上述一般式(VII)中,亦可取代-O-R11-W1-Z1或-O-R12-W2-Z2,由上述一般式(IV-1)中之-O-L-(OCO-CR2=CH2)b般之具有2個以上聚合性官能基的基所取代。
作為(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基的含磷原子多官能單體,除了上述(i)所列舉之上述一般式(VII)所示含磷原子多官能單體或上述一般式(VII-1)所示含磷原子多官能單體中含有(甲基)丙烯醯胺基者以外,尚可舉例如下述一般式(VIII)所示之含磷原子多官能單體。
(一般式(VIII)中,W11、W12、W13及W14分別獨立為直接鍵或醚鍵,在W11、W12及W13分別為複數的情況,分別可為相同或相異。R21為烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,在R21為複數的情況,分別可為相同或相異。R22為氫原子或甲基,在R22為複數的情況,分別可為相同或相異。R23為直接鍵結、烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,在R23為複數的情況,分別可為相同或相異。Z11為(甲基)丙烯醯基或乙烯基,在Z11為複數的情況,分別可為相同或相異。R24為烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,為不具有(甲基)丙烯醯胺基、(甲基)丙烯醯基及乙烯基之任一者的基。上述烴基亦可分別具
有取代基。j為1、2或3,k為0、1或2,j+k為2或3。)
上述一般式(VIII)中之R21及R23中的烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R1之烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基相同者。
上述一般式(VIII)中之R22,係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化塗膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為氫原子。
由對後述(F)溶劑之溶解性之觀點及反應性優越的觀點而言,較佳係上述一般式(VIII)中之所有Z11為(甲基)丙烯醯基。
上述一般式(VIII)中之R24中的烴基、及將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R3之烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基相同者。
上述一般式(VIII)中,j及k較佳係j+k為3。
作為一般式(VIII)所示化合物,可舉例如下述一般式(VIII-1)所示化合物等。
(一般式(VIII-1)中,R26及R27分別獨立為氫原子或甲基,l及m分別獨立為2以上且6以下之整數,n為1或2。)
上述一般式(VIII-1)中之R26及R27,係由光自由基聚
合時之感度較高、可提升硬化膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為氫原子。
又,上述一般式(VIII-1)中之l及m係由提高硬化膜中之磷原子含有率、可提升耐溶劑性的觀點而言,較佳分別獨立為2以上且3以下。
又,上述一般式(VIII)中,亦可取代-W12-R23-W13-Z11,由上述一般式(IV-1)中之-O-L-(OCO-CR2=CH2)b般之具有2個以上聚合性官能基的基所取代。
作為(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基之含磷原子多官能單體,可舉例如下述一般式(IX)、或下述一般式(X)所示的含磷原子多官能單體。
(一般式(IX)中,W21、W22及W23分別獨立為直接鍵或-O-鍵,在W21、W22及W23分別為複數的情況,分別可為相同或相異。R31為烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,在R31為複數的情況,分別可為相同或相異。Z21為(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基或下述一般式(XI)所示之基,所有之Z21中至少一個為下述一般式(XI)所示之基,在Z21為複數的情況,分別可為相同或相異。R32為烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,為均不具有(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基及下述式(XI)所示之基之任一者的基,在R32為複數的情況,
分別可為相同或相異。上述烴基亦可分別具有取代基。o為1、2或3。)
(一般式(X)中,W24及W25分別獨立為直接鍵或-O-鍵,在W24及W25分別為複數的情況,分別可為相同或相異。R33及R34分別獨立為烴基、或將烴經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,在R33及R34分別為複數的情況,分別可為相同或相異。Z22及Z23分別獨立為選自(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基或下述一般式(XI)所示之基的一種,所有Z22及Z23中至少一者為下述一般式(XI)所示之基,在Z22及Z23為複數的情況,分別可為相同或相異。R35及R36分別獨立為烴基、或將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,為均不具有(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基及下述一般式(XI)所示基之任一者的基,在R35及R36為複數的情況,分別可為相同或相異。上述烴基亦可分別具有取代基。p及q分別獨立為0、1或2,p+q為1、2、3或4。)
[化13]一般式(XI)
(一般式(XI)中,R37及R38分別獨立為烴基、或將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,Z24及Z25分別獨立為選自-O-(C=O)-CR39=CH2及-NR40-(C=O)-CR41=CH2之一種,R39及R41分別獨立為氫原子或甲基,R40為氫原子、甲基或乙基。上述烴基亦可分別具有取代基。)
上述一般式(IX)中之W22及上述一般式(X)中之W24及W25,係在各自所鍵結之上述一般式(IX)中之Z21以及上述一般式(X)中之Z22及Z23為上述一般式(XI)所示基的情況,較佳為直接鍵結。
上述一般式(IX)中之R31、上述一般式(X)中R33及R34、以及上述一般式(XI)中之R37及R38的烴基、及將烴基藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R1之烴基、及將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基相同者。
上述一般式(IX)中之Z21、以及上述一般式(X)中之Z22及Z23,係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為選自(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基及上述一般式(XI)所示基的至少1種,更佳為(甲基)丙烯醯基及上述一般式(XI)所示基的至少1種。其中,由分子之剛直性增加、硬化膜對NMP等溶劑之溶解性降低、提升耐熱性的
觀點而言,上述一般式(IX)所示之含磷原子多官能單體較佳係具有2個以上屬於上述一般式(XI)所示基的Z21,上述一般式(X)所示含磷原子多官能單體較佳係具有合計2個以上屬於上述一般式(XI)所示基的Z22或Z23。
又,由提升與硬化膜中其他成分之相溶性、形成均勻之膜而提升耐溶劑性、耐熱性的觀點而言,上述一般式(IX)所示含磷原子多官能單體較佳係具有屬於(甲基)丙烯醯基的Z21,上述一般式(X)所示含磷原子多官能單體較佳係具有屬於(甲基)丙烯醯基的Z22或Z23。
又,由對後述(F)溶劑之溶解性的觀點而言,上述一般式(IX)所示含磷原子多官能單體及上述一般式(X)所示含磷原子多官能單體,較佳係具有至少1個(甲基)丙烯醯基,該(甲基)丙烯醯基亦可為上述一般式(XI)所示基中所包含者。
作為上述一般式(IX)中之R32及一般式(X)中之R35及R36的烴基、及將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種鍵結的基,分別可舉例如與上述一般式(III-1)中R3之烴基、及將烴基經藉由醚鍵及酯鍵之至少一種經鍵結的基相同者。
一般式(XI)中之Z24及Z25中之R39及R41,係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為氫原子。
一般式(XI)中之Z24及Z25中之R40,係由具有氫鍵結性的觀點而言,較佳為氫原子。
由提升耐溶劑性的觀點而言,上述一般式(IX)中,o較佳為2或3。又,上述一般式(X)中,p及q較佳為1或2,p+q
較佳為3或4。
作為上述一般式(IX)所示之含磷原子多官能單體,可舉例如下述一般式(IX-1)所示的含磷原子多官能單體;作為上述一般式(X)所示之含磷原子多官能單體,可舉例如下述一般式(X-1)所示的含磷原子多官能單體。
(一般式(IX-1)中,s分別獨立為2以上且6以下之整數,複數之s分別可為相同或相異。R42為氫原子或甲基,複數之R42分別可為相同或相異。r為1、2或3。)
(一般式(X-1)中,t分別獨立為2以上且6以下之整數,複數之t分別可為相同或相異。R43為氫原子或甲基,複數之R43分別可為
相同或相異。u及v分別獨立為0、1或2,u+v為1、2、3或4。)
上述一般式(IX-1)中之R42及(X-1)中之R43,係由光自由基聚合之感度較高、提升硬化膜之耐NMP性或鹼顯影時之圖案密黏性的觀點而言,較佳為氫原子。
上述一般式(IX-1)中之s及上述一般式(X-1)中之t,係由提高硬化膜中之磷原子含有率的觀點、及確保來自三聚異氰酸酯骨架之分子剛直性的觀點而言,較佳分別獨立為2以上且3以下。
由提升耐溶劑性的觀點而言,上述一般式(IX-1)中,t較佳為2或3,上述一般式(X-1)中,u及v較佳為1或2,u+v較佳為3或4。
又,若上述一般式(IX)中所有Z21中至少1個為上述一般式(XI)所示之基,及上述一般式(X)中所有Z22及Z23中至少1個為上述一般式(XI)所示基,則亦可取代上述一般式(IX)中之-W21-R31-W22-Z21或、上述一般式(X)中之-O-R33-W24-Z22或-O-R34-W25-Z23,由上述一般式(IV-1)中之-O-L-(OCO-CR2=CH2)b般之具有2個以上聚合性官能基的基所取代。
又,本發明中,在含有具有選自:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基;之至少1種構造的含磷原子多官能單體的情況,由提升色材之退色抑制效果或硬化塗膜之耐溶劑性的觀點而言,上述(D)多官能單體較佳係於上述(D)多官能單體總量中含有不具酸性基之含磷原子多官能單體20質量%以上。亦即,上述(D)多官能單體總量中之不具酸性基之含磷原子多官能單體的合計含有比例為20質量%以上、較佳25質量%以
上、更佳35質量%以上、再更佳45質量%以上。
尚且,本發明之感光性著色樹脂組成物中所含之含磷原子單體的酸價,較佳為35mgKOH/g以下、更佳20mgKOH/g以下。於此之含磷原子單體係不僅止於聚合性官能基為2個以上的多官能單體,亦包含聚合性官能基為1個的單體。
又,本發明之感光性著色樹脂組成物中所含之含磷原子(甲基)丙烯酸酯的酸價較佳為20mgKOH/g以下、更佳13mgKOH/g以下。於此之含磷原子(甲基)丙烯酸酯係不僅止於(甲基)丙烯醯基為2個以上的多官能(甲基)丙烯酸酯,亦包含(甲基)丙烯醯基為1個的(甲基)丙烯酸酯,亦包括具有酸性基的含磷原子(甲基)丙烯酸酯。
尚且,上述酸價係表示用於對含磷原子單體之固形份1g中所含酸性成分進行中和所需的氫氧化鉀質量(mg),藉由JIS K 0070記載之方法所測定的值。
本發明中若感光性著色樹脂組成物中所含之含磷原子單體的酸價過高,則與一般所使用之鹼性光起始劑形成鹽,於感光性著色樹脂組成物中發生異物凝集,或與色材分散液中之鹼性顏料分散劑形成鹽,使色材之分散性惡化而有對比減低之虞。又,若含磷原子單體全體的酸價過高,則有對鹼顯影液之溶解性變得過高而於顯影時圖案難以殘留,或因交聯密度降低而耐溶劑性顯著惡化之虞。
又,在多官能單體總量中含有含磷原子多官能(甲基)丙烯酯20質量%以上的情況,若含磷原子(甲基)丙烯酸酯全體的酸價過高,則有對鹼顯影液之溶解性變得過高而顯影時圖案難以殘留,或因交聯密度降低而耐溶劑性顯著惡化之虞。例如若將習知具有酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯取代而依發揮本發明效果之程度量
使用多官能單體,則產生顯影時不殘留圖案、分散性惡化、對比及輝度反而惡化,或容易溶解於NMP等溶劑、耐溶劑性反而惡化的問題。
即使是市售物,可設想於合成時稍微殘留酸性基、或於保存時稍微產生酸性基的情況,但若含磷原子單體之酸價如上述般,則抑制上述酸價過高的情況的問題,可使用於本發明之感光性著色樹脂組成物。
又,本發明之感光性著色樹脂組成物所使用之(D)多官能單體,係在不損及本發明效果的範圍內,亦可使用不含磷原子之其他多官能單體。
作為此種不含磷原子之其他多官能單體,可由習知公知物中適當選擇使用。具體例可舉例如國際專利公開第2012/144521號公報記載者等。作為不含磷原子之其他多官能單體,由不損及本發明效果的觀點而言,較佳係使用不具酸性基之多官能(甲基)丙烯酸酯。
上述不含磷原子之多官能單體可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。又,在對本發明之著色樹脂組成物要求優越之光硬化性(高感度)的情況,多官能單體較佳係具有3個(三官能)以上之可聚合之雙鍵者,更佳為3價以上之多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯類或其等之二羧酸改質物,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)丙烯酸酯的琥珀酸改質物、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質物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
感光性著色樹脂組成物中所使用之上述多官能單體
的含量並無特別限制,相對於上述鹼可溶性樹脂100質量份,較佳為5質量份以上、更佳20質量份以上。又,由提升鹼顯影性的觀點而言,上述(D)多官能單體之含量係相對於上述鹼可溶性樹脂100質量份,較佳為500質量份以下、更佳300質量份以下。
本發明之感光性著色樹脂組成物中,上述(D)多官能單體的合計含量係於感光性著色樹脂組成物之總固形份中,較佳為5質量%以上且70質量%以下、更佳10質量%以上且50質量%以下。
[(E)光起始劑]
作為感光性著色樹脂組成物中所使用之光起始劑,並無特別限制,可由習知之各種光起始劑中將1種或2種以上組合使用。具體例可舉例如國際專利公開第2012/144521號公報所記載者等。
感光性著色樹脂組成物中所使用之光起始劑的含量,係由使聚合反應充分產生、使著色層硬度充足的觀點而言,相對於上述多官能單體100質量份,較佳為0.01質量份以上、更佳5質量份以上。又,由使著色樹脂組成物之固形份中的色材等含量充足、得到充分之著色濃度的觀點而言,光起始劑之含量係相對於上述多官能單體100質量份,較佳為100質量份以下、更佳60質量份以下。
[(F)溶劑]
本發明中,(F)溶劑可由不與感光性著色樹脂組成物中之各成分反應、且使此等溶解或分散的溶劑中適當選擇使用。具體可舉例如
醇系;醚醇系;酯系;酮系;醚醇醋酸酯系;醚系;非質子性醯胺系;內酯系;不飽和烴系;飽和烴系等之有機溶劑;其中,由分散時之溶解性或塗佈適性之觀點而言,較佳係使用酯系溶劑。
作為較佳之酯系溶劑,可舉例如甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、醋酸甲氧基乙酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁基醋酸酯、3-甲氧基丁基醋酸酯、甲氧基丁基醋酸酯、乙氧基乙基醋酸酯、乙基賽珞蘇醋酸酯、二丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、1,3-丁二醇二醋酸酯、環己醇醋酸酯、1,6-己二醇二醋酸酯、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、二乙二醇單丁基醚醋酸酯等。
其中,由對人體的危險性低、於室溫附近之揮發性低但加熱乾燥性佳的觀點而言,較佳為使用丙二醇單甲基醚醋酸酯(PGMEA)。此時,尚具有在由習知使用了PGMEA之感光性著色樹脂組成物的轉換時不需要特別洗淨步驟的優點。
此等溶劑可單獨或組合2種以上而使用。
[任意添加成分]
本發明之感光性著色樹脂組成物中,在不損及本發明效果之範圍內,視需要亦可進一步含有各種添加劑。
(抗氧化劑)
感光性著色樹脂組成物中,由耐熱性及耐光性的觀點而言,較佳係進一步含有抗氧化劑。抗氧化劑可由習知者中適當選擇。作為抗氧化劑之具體例,可舉例如受阻酚系抗氧化劑、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,由耐熱性的觀點
而言,較佳為使用受阻酚系抗氧化劑。
所謂受阻酚系抗氧化劑,係指含有至少1個酚構造、且具有於該酚構造之羥基之2位與6位之至少一者取代了碳原子數4以上之取代基的構造的抗氧化劑。又,亦可為如日本專利特開2015-132791號公報記載般使受阻酚性羥基由保護基所保護而潛伏化的潛伏性抗氧化劑。
於使用抗氧化劑時,其調配量若為不損及本發明效果之範圍,則無特別限定。作為抗氧化劑之調配量,由耐熱性優越的觀點而言,相對於著色樹脂組成物中之固形份總量,較佳為0.1質量%以上、更佳0.5質量%以上;由可使感光性著色樹脂組成物成為高感度的觀點而言,相對於著色樹脂組成物中之固形份總量,較佳為5.0質量份以下、更佳4.0質量份以下。
(其他添加劑)
作為添加劑,除了上述抗氧化劑之外,尚可舉例如聚合停止劑、鏈移動劑、均平劑、可塑劑、界面活性劑、消泡劑、矽烷偶合劑、紫外線吸收劑、密黏促進劑等。
界面活性劑及可塑劑的具體例,可舉例如國際專利公開第2012/144521號公報所記載者。
<感光性著色樹脂組成物中之各成分的調配比例>
本發明之感光性著色樹脂組成物中,相對於著色樹脂組成物之固形份總量,成為黏結劑成分之(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體及(E)光起始劑的合計量,係由得到具有充分硬度、或與基板之密黏
性的著色層的觀點而言,較佳為10質量%以上、更佳15質量%以上;又,由顯影性優越、抑制由熱收縮所造成之微小皺紋發生的觀點而言,較佳為92質量%以下、更佳87質量%以下。
又,(F)溶劑之含量係可於能精度良好地形成著色層的範圍內適當設定。相對於包含該溶劑之上述著色樹脂組成物之總量,由塗佈性優越的觀點而言,通常為55質量%以上且95質量%以下之範圍內,其中更佳為65質量%以上且88質量%以下之範圍內。
<感光性著色樹脂組成物之製造方法>
本發明之感光性著色樹脂組成物之製造方法若為含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑、(F)溶劑與視需要所使用之各種添加成分,並可使色材藉由分散劑均勻分散於溶劑中的方法即可,並無特別限制,可藉由使用公知之混合手段進行混合而調製。
作為感光性著色樹脂組成物之調製方法,可舉例如:(1)於含有色材、分散劑與溶劑的色材分散液中,混合含有鹼可溶性樹脂、多官能單體與光起始劑的黏結劑成分、與視需要所使用之各種添加成分的方法;(2)將2種以上之色材分別與分散劑一起分散於溶劑中、或藉由使其他色材不使用分散劑而溶解於溶劑中所調製的色材分散液,及視情況含有色材溶液、鹼可溶性樹脂、多官能單體、與光起始劑的黏結劑成分,視需要所使用之各種添加成分進行混合的方法;(3),於溶劑中,同時投入色材、分散劑、黏結劑成分、與視需要所使用之各種添加成分,進行混合的方法;(4)於溶劑中,添加分
散劑、黏結劑成分、視需要所使用之各種添加成分,於混合後加入色材並混合的方法;等。
此等方法中,上述(1)或(2)之事先調製色材分散液的方法,由可有效防止色材凝集、均勻分散的觀點而言為較佳。
上述色材分散液之製造方法,若為含有(A)色材、(B)分散劑、(F)溶劑與視需要所使用之各種添加成分,可使(A)色材藉由分散劑均勻分散於溶劑中的方法即可,可藉由使用公知之混合手段予以混合而調製。
作為分散液之調製方法,可將(B)分散劑混合、攪拌於(F)溶劑中,調製分散劑溶液後,於該分散劑溶液中,混合(A)色材與視需要之其他成分,使用公知之攪拌機或分散機予以分散而調製分散液。又,在使用2種以上色材的情況,亦可針對各色材分別調製色材分散液,將此等混合,藉此作成本發明之色材分散液。
作為用於進行分散處理之分散機,可舉例如雙輥磨機、三輥磨機等輥磨機、球磨機、振動球磨機等球磨機、塗料振盪器、連續盤型珠磨機、連續環型珠磨機等珠磨機。作為珠磨機之較佳分散條件,所使用之珠徑較佳為0.03mm以上且2.00mm以下,更佳為0.05mm以上且1.0mm以下。
具體可舉例如,藉由珠徑為較大之2mm氧化鋯珠進行預備分散,再以珠徑為較小之0.1mm氧化鋯珠進行正式分散。又,分散後,較佳係藉由0.5μm以上且5.0μm以下之薄膜過濾器進行過濾。
2. 彩色濾光片
本發明1實施形態提供一種彩色濾光片,係至少具備透明基板、與設於該透明基板上之著色層者,其具有上述本發明1實施形態之感光性著色樹脂組成物之硬化物的著色層。
又,本發明之1實施形態提供一種彩色濾光片之製造方法,係至少具備透明基板、與設於該透明基板上之著色層的彩色濾光片之製造方法,其具有:使上述本發明之感光性著色樹脂組成物硬化,而形成該著色層之至少一者的步驟。
針對此種本發明之彩色濾光片,參照圖式進行說明。圖1為表示本發明之彩色濾光片之一例的概略剖面圖。根據圖1,本發明之彩色濾光片10具有透明基板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,其至少一者為含有本發明之感光性著色樹脂組成物之硬化物。
著色層通常形成於後述透明基板上之遮光部之開口部,通常由3色以上之著色圖案所構成。
另外,作為該著色層之配列,並無特別限定,例如可設為條紋型、馬賽克型、三角型、4像素配置型等一般配列。又,著色層之寬、面積等可任意設定。
該著色層之厚度可藉由調整塗佈方法、感光性著色樹脂組成物之固形份濃度或黏度等而適當控制,通常較佳為1μm以上且5μm以下之範圍。
該著色層可藉由下述方法而形成。
首先,使用噴塗法、浸塗法、棒塗法、輥塗法、旋塗法、狹縫式塗佈法、模塗法等塗佈手段將感光性著色樹脂組成物塗佈於後述透明基板上,形成濕塗膜。
接著,使用加熱板或烘箱等乾燥該濕塗膜後,於其上經由既定圖案之遮罩進行曝光,使鹼可溶性樹脂及多官能單體等進行光聚合反應,作成感光性之塗膜。作為曝光所使用之光源,可舉例如低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈等紫外線、電子束等。曝光量係根據所使用之光源或塗膜之厚度等而適當調整。
又,於曝光後,為了促進聚合反應,亦可進行加熱處理。加熱條件係根據所使用之著色樹脂組成物中之各成分之調配比例、或塗膜之厚度等而適當選擇。
接著,使用顯影液進行顯影處理,溶解除去未曝光部分,藉此使塗膜形成為所希望之圖案。作為顯影液,通常使用於水或水溶性溶劑中溶解了鹼的溶液。於該鹼性溶液中,亦可適量添加界面活性劑等。又,顯影方法可採用一般方法。
顯影處理後,通常進行顯影液之清洗、著色樹脂組成物之硬化塗膜之乾燥,形成著色層。再者,顯影處理後,為了使塗膜充分硬化,亦可進行加熱處理。作為加熱條件並無特別限定,可根據塗膜之用途而適當選擇。
(遮光部)
本發明之彩色濾光片中之遮光部,係於後述透明基板上形成為圖案狀者,可設為與一般彩色濾光片中用於作為遮光部者相同。
作為該遮光部之圖案形狀,並無特別限定,可舉例如條紋狀、
矩陣狀等之形狀。作為該遮光部,可舉例如使黑色顏料分散或溶解於黏結劑樹脂中而成者,或鉻、氧化鉻等之金屬薄膜等。該金屬薄膜可為積層了CrOx膜(x為任意之數)及Cr膜之2層而成者;又,亦可為積層了進一步降低反射率之CrOx膜(x為任意之數)、CrNy膜(y為任意之數)及Cr膜之3層而成者。
於該遮光部為使黑色色材分散或溶解於黏結劑樹脂中而成者時,作為該遮光部之形成方法,若為可對遮光部進行圖案化之方法即可,並無特別限定,可舉例如使用遮光部用著色樹脂組成物之光微影法、印刷法、噴墨法等。
作為遮光部之膜厚,於金屬薄膜時,設為0.2μm以上且0.4μm以下左右,於為使黑色色材分散或溶解於黏結劑樹脂中而成者時,設為0.5μm以上且2μm以下左右。
(透明基板)
作為本發明之彩色濾光片中之透明基板,若為對可見光呈透明之基材即可,並無特別限定,可使用一般之彩色濾光片所使用的透明基板。具體可舉例如石英玻璃、無鹼玻璃、合成石英板等無可撓性之透明剛性材,或透明樹脂膜、光學用樹脂板、可撓玻璃等具有可撓性或軟性之透明軟性材。
該透明基板之厚度並無特別限定,根據本發明之彩色濾光片的用途,例如可使用50μm以上且1mm以下左右者。
再者,本發明之彩色濾光片係除了上述透明基板、遮光部及著色層以外,例如亦可形成頂塗層或透明電極層、進而用於使液晶材料配向的配向膜或柱狀間隔件等。本發明之彩色濾光片並不限定於
上述例示之構成,可適當選擇使用一般彩色濾光片所使用的公知構成。
3. 液晶顯示裝置
本發明1實施形態係提供一種液晶顯示裝置,其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的液晶層。
針對此種本發明之液晶顯示裝置,以下參照圖式進行說明。圖2為表示本發明之液晶顯示裝置之一例的概略圖。如圖2所示,本發明之液晶顯示裝置40具有彩色濾光片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間之液晶層15。圖2中,表示了於彩色濾光片10之著色層3側形成有配向膜13,並於對向基板20側形成有配向膜13b,於該2個配向膜13a及13b之間形成有液晶層15的例子。進而圖2中,液晶顯示裝置40表示了具有:配置於彩色濾光片10之外側的偏光板25a;配置於對向基板20外側之偏光板25b;與配置於較配置於液晶顯示裝置40之對向基板20側之偏光板25b更靠外側的背光源30;的例子。
尚且,本發明之液晶顯示裝置並不限定於圖2所示構成,可設為一般作為使用彩色濾光片之液晶顯示裝置的公知構成。
作為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一般使用之驅動方式。作為此種驅動方式,可舉例如:TN方式、IPS方式、OCB方式、及MVA方式等。於本發明中,可適合使用該等之任一方式。
另外,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而適當選擇使用。
再者,作為構成液晶層之液晶,係根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方式等,可使用介電異向性相異之各種液晶、及此等之混合物。
作為液晶層之形成方法,可使用一般使用作為液晶單元之製作方法的方法,可舉例如真空注入方式或液晶滴下方式等。
於真空注入方式中,例如,預先使用彩色濾光片及對向基板製作液晶單元,藉由加熱液晶使其成為等向性液體,利用毛細管效果依等向性液體之狀態將液晶注入至液晶單元中,利用接著劑予以密封,藉此可形成液晶層。其後,將液晶單元緩慢地冷卻至常溫,藉此可使所封入之液晶配向。
又,於液晶滴下方式中,例如於彩色濾光片之邊緣塗佈密封劑,將該彩色濾光片加熱至液晶成為等方相之溫度,使用點膠機等依等向性液體之狀態滴下液晶,於減壓下重疊疊合彩色濾光片及對向基板,經由密封劑使其接著,藉此可形成液晶層。其後,將液晶單元緩慢地冷卻至常溫,藉此可使所封入之液晶配向。
又,作為本發明之液晶顯示裝置所使用的背光源,可配合液晶顯示裝置之用途而適當選擇使用。作為背光源,例如冷陰極螢光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)之外,可具備以白色LED、白色有機EL作為光源的背光單位。
作為白色LED,可舉例如:組合紅色LED與綠色LED與藍色LED並藉混色得到白色光的白色LED;組合藍色LED與紅色LED與綠色螢光體並藉混色得到白色光的白色LED;組合藍色LED與
紅色螢光體與綠色螢光體並藉混色得到白色光的白色LED;組合藍色LED與YAG系螢光體並藉混色得到白色光的白色LED;組合紫外線LED與紅色發光螢光體與綠色發光螢光體與藍色發光螢光體並藉混色得到白色光的白色LED等。作為上述螢光體,亦可使用量子點。
本發明之彩色濾光片係在含有上述一般式(I)所示色材的情況,由於具備高輝度、亦即高穿透率的藍色著色層,故相較於藍色LED-YAG螢光體系的背光源,可適合使用於與綠色與紅色之強度較強而藍色之強度相對變弱的背光源、例如組合紅色與綠色與藍色並藉由混色得到白色光的白色LED的組合。
4. 發光顯示裝置
本發明1實施形態提供一種發光顯示裝置,其具有上述本發明之彩色濾光片、與發光體。
作為本發明之發光顯示裝置,可舉例如具有有機發光體作為上述發光體的有機發光顯示裝置。發光體並不限定於有機發光體,亦適合使用無機發光體。
針對此種本發明之發光顯示裝置,以下參照圖式進行說明。圖3為表示本發明之發光顯示裝置之一例的概略剖面圖。如圖3所示,本發明之發光顯示裝置100具有彩色濾光片10、及發光體80。於彩色濾光片10、與發光體80之間亦可具有有機保護層50或無機氧化膜60。
作為發光體80之積層方法,可舉例如於彩色濾光片上面逐次形成透明陽極71、電洞注入層72、電洞輸送層73、發光
層74、電子注入層75、及陰極76之方法,或將形成於另一基板上之發光體80貼合於無機氧化膜60上之方法等。發光體80中之透明陽極71、電洞注入層72、電洞輸送層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。如此所製作之發光顯示裝置100可應用於例如被動驅動方式之有機EL顯示器或主動驅動方式之有機EL顯示器中。
再者,本發明之發光顯示裝置並不限定於圖3所示構成,可設為一般作為使用彩色濾光片之發光顯示裝置的公知構成。
[實施例]
以下針對本發明,例示實施例進行具體說明。但本發明並不限制於此等記載。
31P-NMR測定係依以下條件進行。
裝置名稱:BRUKER製AVANCE 3 HD
分解能量:400MHz
核種:31P
溶媒:DMSO-d6
濃度:0.2g/1ml
溫度:室溫(25℃)
化學位移基準:將磷酸規定為0ppm
視窗涵數:exponential
(合成例1:含磷原子多官能單體A的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝氯仿70質量份、羥乙基丙烯酸酯20.89
質量份、三乙基胺12.14質量份,於氮環境下一邊攪拌、一邊使用冰浴將液溫冷卻至約5℃後,將藉氯仿10質量份稀釋了氯化磷醯6.13質量份的溶液,調整為液溫不超過30℃而歷時15分鐘連續滴下。滴下結束後,移除冰浴並於室溫下攪拌3小時。其後,添加純水30質量份,再攪拌30分鐘後,將取出之反應溶液以飽和食鹽水洗淨3次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後,加入對甲苯基酚0.015質量份後餾除溶媒,藉此得到具有下述化學式(1)所示之磷酸三酯構造的含磷原子多官能單體A 14.09質量份(產率90%)。所得化合物之酸價為5mgKOH/g,藉31P-NMR測定確認到磷酸三酯為主成分,並檢測出微量的磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積分比為90%以上。
(合成例2:含磷原子多官能單體B的合成)
除了將合成例1之羥乙基丙烯酸酯20.89質量份變更為羥乙基甲基丙烯酸酯23.43質量份以外,其餘與合成例1同樣地進行,得到具有下述化學式(2)所示之磷酸三酯構造的含磷原子多官能單體B 16.8質量份(產率97%)。所得化合物之酸價為11mgKOH/g,藉
31P-NMR測定確認到磷酸三酯為主成分,並檢測出微量的磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積分比為90%以上。
(合成例3:含磷原子多官能單體C的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝氯仿70質量份、羥乙基丙烯酸酯13.93質量份、三乙基胺8.10質量份,於氮環境下一邊攪拌、一邊使用冰浴將液溫冷卻至約5℃後,將藉氯仿10質量份稀釋了二氯化苯基磷酸7.80質量份的溶液,調整為液溫不超過30℃而歷時15分鐘連續滴下。滴下結束後,移除冰浴並於室溫下攪拌3小時。其後,添加純水30質量份,再攪拌30分鐘後,將取出之反應溶液以飽和食鹽水洗淨3次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後,加入對甲苯基酚0.015質量份後餾除溶媒,藉此得到具有下述化學式(3)所示之有機磷酸二酯構造的含磷原子多官能單體C 16.20質量份(產率93%)。所得化合物之酸價為19mgKOH/g,藉31P-NMR測定確認到磷酸二酯為主成分,並檢測出微量的磷酸單酯,磷酸二酯之波峰積分比為90%以上。
(合成例4:含磷原子多官能單體D的合成)
除了將合成例1之羥乙基丙烯酸酯20.89質量份變更為1,4-環己烷二甲醇單丙烯酸酯23.79質量份以外,其餘與合成例1同樣地進行,得到具有下述化學式(4)所示之磷酸三酯構造的含磷原子多官能單體D 19.60質量份(產率77%)。所得化合物之酸價為18mgKOH/g,藉31P-NMR測定確認到磷酸三酯為主成分,並檢測出微量的磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積分比為90%以上。
(合成例5:含磷原子多官能單體E的合成)
除了將合成例3之羥乙基丙烯酸酯13.93質量份變更為季戊四醇三丙烯酸酯25.27質量份以外,其餘與合成例3同樣地進行,得到具有下述化學式(5)所示之有機磷酸二酯構造的含磷原子多官能單體E 28.6質量份(產率95%)。所得化合物之酸價為10mgKOH/g,藉31P-NMR測定確認到磷酸二酯為主成分,並檢測出微量的磷酸單酯,磷酸二酯之波峰積分比為90%以上。
(合成例6:含磷原子多官能單體F的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝氯仿70質量份、羥乙基丙烯酸酯20.89質量份、三乙基胺12.14質量份,於氮環境下一邊攪拌、一邊使用冰浴將液溫冷卻至約5℃後,將藉氯仿10質量份稀釋了氯化二磷醯7.55質量份的溶液,調整為液溫不超過30℃而歷時15分鐘連續滴下。滴下結束後,移除冰浴並於室溫下攪拌3小時。其後,添加純水30質量份,再攪拌30分鐘後,將取出之反應溶液以飽和食鹽水洗淨3次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後,餾除溶媒,藉此得到具有下述化學式(6)所示的含磷原子多官能單體F 14.09質量份
(產率82%)。所得化合物之酸價為31mgKOH/g,藉31P-NMR測定確認到焦磷酸四酯為主成分,並檢測出微量的焦磷酸三酯,焦磷酸四酯之波峰積分比為75%以上。
(合成例7:含磷原子多官能單體G的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝醋酸乙酯75質量份、氯化磷醯3.83質量份,於氮環境下一邊攪拌、一邊使用冰浴將液溫冷卻至約5℃後,將藉醋酸乙酯35質量份稀釋了雙(丙烯醯氧基乙基)羥乙基三聚異氰酸酯(三聚異氰酸EO改質二丙烯酸酯,東亞合成製,ARONIX M215)30.47質量份(有效成分93%)、三乙基胺8.35質量份的溶液,調整為液溫不超過30℃而歷時15分鐘連續滴下。滴下結束後,移除冰浴並於室溫下攪拌3小時。其後,添加純水50質量份,再攪拌15分鐘後,將取出之反應溶液以純水洗淨2次、以飽和食鹽水洗淨1次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後,加入對甲苯基酚0.015質量份後餾除溶媒,藉此得到含磷原子多官能單體G 18.4質量份(產率51%)。所得化合物之酸價為28mgKOH/g,藉31P-NMR及1H-NMR測定確認到磷酸三酯為主成分,並檢測出磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積分比為50%以上。
(合成例8:含磷原子多官能單體H的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝氯仿70質量份、羥乙基丙烯酸酯6.97質量份、羥乙基丙烯醯胺13.82質量份、三乙基胺12.14質量份,於氮環境下一邊攪拌、一邊使用冰浴將液溫冷卻至約5℃後,將藉氯仿10質量份稀釋了氯化磷醯6.13質量份的溶液,調整為液溫不超過30℃而歷時15分鐘連續滴下。滴下結束後,移除冰浴並於室溫下攪拌3小時。其後,添加純水30質量份,再攪拌30分鐘後,將取出之反應溶液以飽和食鹽水洗淨3次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後,加入對甲苯基酚0.015質量份後餾除溶媒,藉此得到含磷原子多官能單體H 8.3質量份(產率53%)。含磷原子多官能單體H之酸價為17mgKOH/g,對含磷原子多官能單體H藉31P-NMR測定確認到下述化學式(8)所示之含磷原子多官能單體1及上述化學式(9)所示之含磷原子多官能單體2為主成分,並檢測出微量的磷酸二酯,含磷原子多官能單體1與含磷原子多官能單體2之波峰積分比合計為90%以上。又,含磷原子多官能單體H所具有之聚合性
官能基係48%為丙烯醯胺基,52%為丙烯醯基。
(調製例1:藍色色材α之合成)
(1)中間體1之合成
參照國際專利公開第2012/144521號記載之中間體3及中間體4的製造方法,得到15.9g下述化學式所示中間體1(產率70%)。
所得化合物係藉由下述分析結果確認為目標化合物。
‧MS(ESI)(m/z):511(+)、2價
‧元素分析值:CHN實測值(78.13%、7.48%、7.78%);理論值(78.06%、7.75%、7.69%)
[化25]中間體1
(2)藍色色材α之合成
將5.00g之上述中間體1(4.58mmol)加入至水300ml中,以90℃使其溶解作成中間體1溶液。接著將磷鎢酸‧n水合物H3[PW12O40]‧nH2O(n=30)(日本無機化學工業製)10.44g(3.05mmol)加入至水100ml,以90℃攪拌,調製磷鎢酸水溶液。於先前之中間體1溶液中以90℃混合調製好之磷鎢酸水溶液,濾取生成之沉澱物,以水洗淨。將所得濾餅乾燥,得到下述化學式所示三芳基甲烷系鹼性染料之金屬色澱色材的藍色色材α13.25g。
所得化合物係藉由下述分析結果確認為目標化合物。
‧MS(ESI)(m/z):510(+)、2價
‧元素分析值:CHN實測值(41.55%、5.34%、4.32%);理論值(41.66%、5.17%、4.11%)
[化26]藍色色材α
(調製例2:紫色色材A的合成)
將5.0g之玫瑰紅6G(東京化成製)加入至水300ml中,以90℃使其溶解,調製染料溶液。接著將磷鎢酸‧n水合物H3[PW12O40]‧nH2O(n=30)11.90g加入至水100ml,以90℃攪拌,調製磷鎢酸水溶液。於先前之染料溶液中以90℃混合磷鎢酸水溶液,濾取生成之沉澱物,以水洗淨。將所得濾餅乾燥,得到玫瑰紅系鹼性染料之金屬色澱色材的紫色色材A13.45g(產率91.9%)。
(調製例3:紫色色材B的合成)
將5.0g之酸性紅289加入至水500ml中,以80℃使其溶解,調製染料溶液。接著將聚氯化鋁(「商品名:Takibine#1500」多木化學製,Al2(OH)5Cl,鹼度83.5質量%,以氧化鋁份計為23.5質量%)3.85g加入至水200ml使其溶解,調製聚氯化鋁水溶液。將所調製之聚氯化鋁水溶液以80℃歷時15分鐘滴下至上述染料溶液中,再以80℃攪拌1小時。濾取生成之沉澱物,以水洗淨。將所得濾餅乾燥,得到玫瑰紅系酸性染料之金屬色澱色材的紫色色材B
6.30g(產率96.2%)。
(調製例4:紫色色材C的合成)
將5.0g之酸性紅289加入至水500ml中,以80℃使其溶解,調製染料溶液。接著將Arquad 2HP flake(Lion Akzo製,二甲基二硬脂基氯化銨,有效固形份95.5%)4.99g加入至異丙基醇85g使其溶解,調製二甲基二硬脂基氯化銨溶液。將染料溶液以冰浴冷卻至5℃,將所調製之二甲基二硬脂基氯化銨溶液依5℃歷時25分鐘滴下至上述染料溶液,再以5℃攪拌1小時。濾取生成之沉澱物,以水洗淨。將所得濾餅乾燥,得到玫瑰紅系酸性染料之成鹽色材的紫色色材C 9.07g(產率97%)。
(調製例5:黏結劑樹脂A的合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣口、機械性攪拌機、數位溫度計的反應器中,填裝作為溶劑之PGMEA120質量份,於氮環境下升溫至90℃後,將含有甲基丙烯酸甲酯32質量份、甲基丙烯酸環己酯22質量份、甲基丙烯酸24質量份、作為起始劑之AIBN2.0質量份及作為鏈移動劑之正十二烷基巰4.5質量份的混合物歷時1.5小時連續滴下。
其後,保持合成溫度持續反應,滴下結束2小時後添加對甲氧基酚0.05質量份作為聚合停止劑。
接著,一邊吹入空氣、一邊添加甲基丙烯酸環氧丙酯22質量份,升溫為110℃後,添加三乙基胺0.2質量份並依110℃進行加成反應15小時,得到黏結劑樹脂A(固形份45質量%)。
所得黏結劑樹脂A係質量平均分子量(Mw)8850,數量平均分子量(Mn)4200,分子量分佈(Mw/Mn)為2.11,酸價78mgKOH/g。
(調製例6:Boc保護受阻酚系抗氧化劑的合成)
將屬於受阻酚系抗氧化劑的Irganox1010(BASF公司製)3.93g與二碳酸二第三丁酯3.64g加入至吡啶10.0g,再加入4-二甲基胺基吡啶1.02g,加熱至60℃並攪拌2小時。以氯仿稀釋反應液,以純水洗淨3次。將有機層以硫酸鎂進行脫水,過濾後餾除溶媒。進而藉由管柱精製(展開溶媒:氯仿),得到將Irganox1010之4個酚性羥基藉第三丁氧基羰基所保護的Boc保護受阻酚系抗氧化劑(Boc保護Irganox1010)4.62g(產率85%)。
(製造例1:鹽型嵌段聚合物分散劑A溶液的調製)
於反應器中,使PGMEA60.74質量份、含3級胺基之嵌段共聚合體(商品名:BYK-LPN6919,BYK Chemie公司製)(胺價120mgKOH/g,固形份60質量%)35.64質量份(有效固形份21.38質量份)分別溶解,加入PPA3.62質量份(相對於嵌段共聚合體之3級胺基為0.5莫耳當量),於40℃攪拌30分鐘,調製鹽型嵌段聚合物分散劑A溶液(固形份25質量%)。
(製造例2:色材分散液A的製造)
將作為色材之調製例1的藍色色材α13.00質量份、製造例1之分散劑A溶液18.20質量份(固形份4.55質量份)、調製例5之黏結劑樹脂A 13.00質量份(固形份5.85質量份)、PGMEA55.80質量
份混合,藉由塗料振盪器(淺田鐵工製)以2mm氧化鋯珠進行分散1小時作為預備分散,再以0.1mm氧化鋯珠進行分散4小時作為正式分散,得到色材分散液A。
(製造例3:色材分散液B的製造)
於製造例2中,除了將色材設為調製例1之藍色色材α11.96質量份與調製例2之紫色色材A1.04質量份以外,其餘與製造例2同樣進行,得到色材分散液B。
(製造例4:色材分散液C的製造)
於製造例2中,除了將色材設為調製例1之藍色色材α11.96質量份與調製例3之紫色色材B1.04質量份以外,其餘與製造例2同樣進行,得到色材分散液C。
(製造例5:色材分散液D的製造)
於製造例2中,除了將色材設為調製例1之藍色色材α11.96質量份與調製例4之紫色色材C1.04質量份以外,其餘與製造例2同樣進行,得到色材分散液D。
(實施例1)
(1)黏結劑組成物A的調製
將PGMEA44.36質量份、調製例5之黏結劑樹脂A(固形份45質量%)28.44質量份、不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯(商品名:Viscoat#3PA,大阪有機化學工業製,酸價5mgKOH/g,
藉31P-NMR測定確認到磷酸三酯為主成分,並檢測到微量之磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積分比為95%以上)4.80質量份、5~6官能丙烯酸酯單體(商品名:ARONIX M402,東亞合成製)14.40質量份、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙烷-1-酮(商品名:IRGACURE907,BASF製)6.00質量份、2,4二乙基硫(商品名:KAYACURE DETX-S,日本化藥製)2.00質量份混合,調製黏結劑組成物A(固形份40質量%)。
(2)感光性著色樹脂組成物的調製
將製造例2所得之色材分散液A 33.57質量份、由上述(1)所得之黏結劑組成物A 25.23質量份、PGMEA40.65質量份、界面活性劑R08MH(DIC製)0.05質量份、矽烷偶合劑KBM503(信越SILICONE製)0.5質量份添加混合,進行加壓過濾,得到實施例1的感光性著色樹脂組成物。
(實施例2~17、比較例1~7)
於實施例1中,除了將黏結劑組成物中之多官能單體的調配量(合計19.2質量份)變更為表1、表2般之調配比例,並如表2般變更色材分散液以外,與實施例1同樣進行,得到實施例2~17及比較例1~7的感光性著色樹脂組成物。
尚且,實施例5、6所使用之Viscoat3PMA(商品名:Viscoat3PMA,大阪有機化學工業製,酸價8mgKOH/g)係主成分為上述化學式(2)所示構造,不具有酸性基。藉31P-NMR測定確認到,磷酸三酯為主成分,並檢測到微量之磷酸二酯,磷酸三酯之波峰積
分比為95%以上。
又,比較例3所使用之LIGHT ESTER P-2M(商品名:LIGHT ESTER P-2M,共榮社化學製,酸價280mgKOH/g)係主成分為下述化學式(10)所示構造,具有酸性基(P-OH)。藉31P-NMR測定確認到,磷酸二酯與磷酸單酯為主成分,並檢測到正磷酸與微量之磷酸三酯,磷酸三酯之波峰積分比為5%以下。
又,比較例4所使用之LIGHT ESTER P-1M(商品名:LIGHT ESTER P-1M,共榮社化學製,酸價540mgKOH/g)係主成分為下述化學式(11)所示構造,具有酸性基。藉31P-NMR測定確認到,磷酸二酯與磷酸單酯為主成分,並檢測到正磷酸與微量之磷酸三酯,磷酸三酯之波峰積分比為3%以下。
(實施例18~19)
於實施例1中,除了將黏結劑組成物中之多官能單體的調配量
(合計19.2質量份)變更為表3般之調配比例,並進一步添加抗氧化劑0.2質量份以外,與實施例1同樣進行,得到實施例18~19的感光性著色樹脂組成物。
尚且,實施例18係使用Irganox1010(BASF公司製)作為抗氧化劑;實施例19係使用調製例6所得之Boc保護受阻酚系抗氧化劑作為抗氧化劑。
[評價]
<光學性能及耐熱性評價>
將各實施例及比較例所得之感光性著色樹脂組成物,分別使用旋塗器塗佈於厚0.7mm之玻璃基板(日本電氣硝子製,「OA-10G」)上。其後,於80℃加熱板上進行加熱乾燥3分鐘。使用超高壓水銀燈照射40mJ/cm2之紫外線,藉此得到硬化膜(藍色著色層)。使硬化後之色度成為y=0.082,使用Olympus製「顯微分光測定裝置OSP-SP200」測定所得著色基板的色度(x、y)、輝度(Y)、L、a、b(L0、a0、b0)。將上述形成了著色膜之基板以230℃的無塵爐進行後烘烤處理60分鐘,測定所得著色膜的色度(x、y)、輝度(Y)及L、a、b(L1、a1、b1)及對比。對比係使用壺坂電氣製「對比計CT-1」所測定。
作為耐熱性評價,係由下式算出色差(△Eab)△Eab={(L1-L0)2+(a1-a0)2+(b1-b0)2}1/2
將後烘烤後之著色膜的色度(x、y)、輝度(Y)、以及後烘烤前後之色差(△Eab)示於表1~表3。
<顯影性評價>
將各實施例及比較例所得之感光性著色樹脂組成物,分別使用旋塗器塗佈於厚0.7mm之玻璃基板(日本電氣硝子製,「OA-10G」)上。其後,於80℃加熱板上進行加熱乾燥3分鐘,形成藍色著色層。
對此著色層經由光罩使用超高壓水銀燈照射40mJ/cm2之紫外線。其後,將形成了上述著色層之玻璃板使用0.05質量%氫氧化鉀水溶液作為鹼顯影液進行淋浴顯影1分鐘。所得著色圖案基板之獨立細線中,以顯微鏡觀察最細的獨立細線的寬(μm),用於鹼顯影時之圖案密黏性的評價。又,藉由顯微鏡觀察解析度(線&間距:L&S(μm))。
<耐NMP性評價>
將藉切割刀依1mm間隔經十字切割的、由上述光學性能及耐熱性評價所得的具有著色樹脂組成物之著色層的基板,設置於90度加熱板上,於十字切割面上放置NMP並靜置3分鐘,以目視確認有無塗膜剝離。
<評價基準>
○:十字切割面無剝離。
×:十字切割面有剝離。
××:十字切割面溶解。
(結果整合)
使用了本發明之感光性著色樹脂組成物的實施例1~19,由於為在上述(D)多官能單體總量中含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上的實施形態,或含有具有選自:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基;之至少1種構造的含磷原子多官能單體的實施形態,故即使使用染料之成鹽色材,仍明顯抑制因彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱所造成的著色層褪色,可形成高輝度且耐溶劑性優越的著色層。
又,若參照比較例1~2及實施例1~4,闡明了不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯於上述(D)多官能單體總量後之取代比率越高,則為了獲得相同色度將有膜厚變越薄的傾向。可推定總量中之取代比率越高,由於抑制高溫加熱所造成的著色層褪色,故即使為較薄膜仍可達成相同色度。
另一方面,未使用不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯的比較例1、5~7,係彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱後的輝度低、色差大。又,相較於實施例,顯影時之解析度劣化。再者,於耐NMP性評價中,確認到塗膜剝離。
又,於上述(D)多官能單體總量中僅使用了不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯10質量%的比較例2,係耐熱性及耐溶劑性的改善效果小,彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱後的輝度低、色差大。又,相較於實施例,顯影時之解析度劣化。再者,於耐NMP性評價中,確認到塗膜剝離。
分別使用了具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯的比較例3及比較例4中,係與鹼性之光起始劑或分散劑發生反應,黏結劑組成物混濁。又,在混合色材分散液與黏結劑組成物時,分散性惡化,對比降低,輝度值亦低。又,由於具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯分別酸價過高,故顯影時未殘留圖案。再者,硬化膜之耐NMP性亦惡化,硬化膜溶解。
再者,組合了抗氧化劑之實施例18及19,闡明了進一步抑制因彩色濾光片製造步驟中之高溫加熱所造成的著色層褪色,可形成輝度提升的著色層。
Claims (16)
- 一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑,上述(A)色材係含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體係於上述(D)多官能單體總量中,含有不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯20質量%以上;上述不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯係選自由下述一般式(III-1)所示化合物、下述一般式(III-2)所示化合物、下述一般式(IV-1)所示化合物、下述一般式(IV-2)所示化合物、下述一般式(V)所示化合物及下述一般式(VI)所示化合物所構成群的至少1種;上述不具酸性基之含磷原子多官能(甲基)丙烯酸酯中之上述酸性基係選自由P-OH基、羧基、磺酸基及酚性羥基所構成群的至少1種;
- 如請求項1之感光性著色樹脂組成物,其中,上述感光性著色樹脂組成物中所含之含磷原子(甲基)丙烯酸酯的酸價為20mgKOH/g以下。
- 如請求項1之感光性著色樹脂組成物,其中,上述染料之成鹽色材為染料之金屬色澱色材。
- 如請求項1之感光性著色樹脂組成物,其中,上述染料之成鹽色材係含有下述一般式(I)所示色材;[化1]
- 一種彩色濾光片,係至少具備透明基板與設於該透明基板上之著色層者,其具有屬於請求項1至4中任一項之感光性著色樹脂組成物之硬化物的著色層。
- 一種彩色濾光片之製造方法,係至少具備透明基板與設於該透明基板上之著色層的彩色濾光片之製造方法,其具有: 使請求項1至4中任一項之感光性著色樹脂組成物硬化而形成該著色層之至少一者的步驟。
- 一種液晶顯示裝置,其具有請求項5之彩色濾光片、對向基 板、與形成於上述彩色濾光片及上述對向基板之間的液晶層。
- 一種發光顯示裝置,其具有請求項5之彩色濾光片與發光體。
- 一種感光性著色樹脂組成物,其含有(A)色材、(B)分散劑、(C)鹼可溶性樹脂、(D)多官能單體、(E)光起始劑與(F)溶劑,上述(A)色材含有染料之成鹽色材;上述(D)多官能單體含有具有選自下述者之至少1種構造的含磷原子多官能單體:(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造;(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基;及(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基;上述具有(i)具有2個以上磷原子彼此藉-O-鍵結所鍵結的聚磷酸酯構造的含磷原子多官能單體,係下述一般式(VII)所示的含磷原子多官能單體;上述具有(ii)含有磷原子與(甲基)丙烯醯胺基的含磷原子多官能單體,係下述一般式(VII)所示含磷原子多官能單體中含有(甲基)丙烯醯胺基之含磷原子多官能單體、或下述一般式(VIII)所示之含磷原子多官能單體;上述(iii)含有磷原子與三聚異氰酸酯基的含磷原子多官能單體,係下述一般式(IX)、或下述一般式(X)所示的含磷原子多官能單體;一般式(VII)
- 如請求項9之感光性著色樹脂組成物,其中,上述(D)多官能單體係於上述(D)多官能單體總量中,含有不具酸性基之含磷原子多官能單體20質量%以上;上述不具酸性基之含磷原子多官能單體中之上述酸性基係選自由P-OH基、羧基、磺酸基及酚性羥基所構成群的至少1種。
- 如請求項9之感光性著色樹脂組成物,其中,上述染料之成鹽色材為染料之金屬色澱色材。
- 如請求項9之感光性著色樹脂組成物,其中,上述染料之成鹽色材係含有下述一般式(I)所示色材;[化2]
- 一種彩色濾光片,係至少具備透明基板與設於該透明基板上之著色層者,其具有屬於請求項9至12中任一項之感光性著色樹脂組成物之硬化物的著色層。
- 一種彩色濾光片之製造方法,係至少具備透明基板與設於該透明基板上之著色層的彩色濾光片之製造方法,其具有:使請求項9至12中任一項之感光性著色樹脂組成物硬化而形成該著色層之至少一者的步驟。
- 一種液晶顯示裝置,其具有請求項13之彩色濾光片、對向基 板、與形成於上述彩色濾光片及上述對向基板之間的液晶層。
- 一種發光顯示裝置,其具有請求項13之彩色濾光片與發光體。
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Families Citing this family (4)
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201248316A (en) * | 2011-03-31 | 2012-12-01 | Jsr Corp | Method for forming pixel pattern, color filter, and display element |
TW201303385A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | Jsr Corp | 彩色濾光片、液晶顯示元件及彩色濾光片的製造方法 |
JP2014153569A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機発光表示装置 |
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Family Cites Families (1)
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TW201248316A (en) * | 2011-03-31 | 2012-12-01 | Jsr Corp | Method for forming pixel pattern, color filter, and display element |
TW201303385A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | Jsr Corp | 彩色濾光片、液晶顯示元件及彩色濾光片的製造方法 |
CN104411745A (zh) * | 2012-06-26 | 2015-03-11 | 株式会社尼康 | 包含矿物纳米颗粒的液体可聚合组合物及其生产光学物品的用途 |
JP2014153569A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機発光表示装置 |
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