着色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器和显示装置
文献发布时间:2024-01-17 01:26:37
技术领域
本发明涉及着色感光性组合物、包含利用其制造的着色图案的滤色器和包含上述滤色器的显示装置。
背景技术
图像传感器是指便携电话相机或数位相机(Digital Still Camera,DSC)等中生成影像的影像摄像元件部件,根据其制作工序和应用方式大体可以分为固体摄像元件(charge coupled device(电荷耦合器件);CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor;CMOS)图像传感器。其中,用于上述固体摄像元件的彩色摄像元件通常在其受光元件上分别设置具备红色(red)、绿色(green)、蓝色(blue)的滤波器节(filter segment)的滤色器(color filter)来对颜色进行分解。近年来,安装于这样的彩色摄像元件的滤色器的图案大小通常为2μm以下,已减小至现有LCD用滤色器图案的1/100~1/200。因此,安装于彩色摄像元件的滤色器的高透光性的实现以及串扰的改善成为左右性能的更加重要的课题。
与此相关,韩国公开专利第10-2006-0047854号公开了一种形成蓝色像素的蓝色感光性组合物的着色剂,其中,将C.I.颜料紫23的紫色着色剂与C.I.颜料蓝15:6并用,但实际情况是,这些颜料的组合难以实现最近的图像传感器所要求的400~500nm的高透光性。另外,由于像素的大小逐渐向微小化发展,因此会影响相邻的绿色和红色像素而使串扰增加。
因此,需要开发能够改善通过以往的颜料组成曾难以实现的高透光性以及串扰的着色感光性组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国公开专利第10-2006-0047854号
发明内容
所要解决的课题
本发明用于解决上述以往技术的问题,其目的在于,提供一种着色感光性树脂组合物,其能够改善通过以往的颜料组成曾难以实现的蓝色区域中的高透光性以及串扰。
另外,本发明的另一目的在于,提供包含利用上述本发明的着色感光性树脂组合物制造的着色图案的滤色器和包含该滤色器的显示装置。
但是,本申请所要解决的课题不受以上提及的课题的限制,本领域的一般技术人员应当能够通过以下记载而明确理解没有提及的其他课题。
解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明提供一种着色感光性树脂组合物,其包含着色剂、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂,上述着色剂相对于着色剂总重量包含蓝色颜料(A-1)60~85重量%、上述蓝色颜料(A-1)以外的蓝色颜料(A-2)5~20重量%、紫色颜料(B)5~20重量%和紫色染料(C)0.5~5重量%。
另外,本发明提供包含由上述着色感光性树脂组合物制造的着色图案的滤色器。
另外,本发明提供包含上述滤色器的显示装置。
发明效果
本发明的着色感光性树脂组合物具有如下效果:能够表现出通过以往的颜料组合曾难以实现的蓝色区域中的高透光性,同时能够降低600nm以上的波长区域中的透过率而改善串扰现象,且由于显影性改善而残渣特性良好。
具体实施方式
本发明涉及着色感光性树脂组合物、包含利用其制造的着色图案的滤色器和显示装置,本发明的着色感光性树脂组合物的特征在于,包含着色剂、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂,上述着色剂相对于着色剂总重量包含蓝色颜料(A-1)60~85重量%、上述蓝色颜料(A-1)以外的蓝色颜料(A-2)5~20重量%、紫色颜料(B)5~20重量%和紫色染料(C)0.5~5重量%,通过实验确认了由此得到的本发明的着色感光性树脂组合物具有如下效果:能够表现出通过以往的颜料组合曾难以实现的蓝色区域中的高透光性,同时能够降低600nm以上的波长区域中的透过率而改善串扰现象,且由于显影性改善而具有残渣特性良好的效果,从而完成了本发明。
上述着色感光性树脂组合物可以以用于形成蓝色像素为特征,上述蓝色像素可以以线宽为1um以下为特征。
另外,由上述着色感光性树脂组合物制造的涂膜可以以445nm波长中的透过率为88.5%以上、700nm波长中的透过率为20%以下为特征。
以下,对于构成本发明的着色感光性树脂组合物的各成分进行详细说明。但是,本发明不受这些成分的限定。
<着色感光性树脂组合物>
本发明的着色感光性树脂组合物包含蓝色颜料作为着色剂,具体包含蓝色颜料(A-1)和上述蓝色颜料(A-1)以外的蓝色颜料(A-2)。
本发明的蓝色颜料(A-1)可以包含选自由C.I颜料蓝15:6、C.I颜料蓝15、C.I颜料蓝16组成的组中的一种以上,优选可以包含C.I颜料蓝15:6。
相对于着色剂总重量,上述蓝色颜料(A-1)的含量为60~85重量%,更优选为60~80重量%。
在上述蓝色颜料(A-1)满足上述范围的情况下,具有蓝色区域中的光透过率得到提高的优点。
本发明的蓝色颜料(A-2)可以包含选自由C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝60、C.I颜料蓝21、C.I颜料蓝28、C.I颜料蓝64和C.I颜料蓝74组成的组中的一种以上,优选可以包含选自由C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝60组成的组中的一种以上。
相对于着色剂总重量,上述蓝色颜料(A-2)的含量为5~20重量%,更优选为7~20重量%。
在上述蓝色颜料(A-2)满足上述范围的情况下,具有串扰透过率得到改善的效果。
作为紫色颜料(B),可以例举颜色索引中被分类为颜料紫(Pigment Violet)的化合物。具体可以包含选自由C.I.颜料紫1、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫36和C.I.颜料紫38组成的组中的一种以上,特别优选为C.I.颜料紫23。
相对于着色剂总重量,上述紫色颜料(B)的含量为5~20重量%,更优选为7~20重量%。
在上述紫色颜料(B)满足上述范围的情况下,具有蓝色区域的光透过率得到提高的优点。
紫色染料(C)可以以包含式(1)所表示的化合物为特征。
(式(1)中,
R
R
m表示0~5的整数。当m为2以上的整数时,多个R
X表示卤素原子。
a表示0或1的整数。
R
R
Q表示碳原子数6~10的1价的芳香族烃基或碳原子数5~10的1价的芳香族杂环基,上述芳香族烃基和芳香族杂环基所含的氢原子可以被-OH、R
相对于着色剂总重量,上述紫色染料(C)的含量为0.5~5重量%。
在上述紫色染料(C)满足上述范围的情况下,具有蓝色区域的光透过率得到提高的优点。
上述着色剂的含量没有特别限定,相对于着色感光性树脂组合物固体成分总重量,其含量可以为3~60重量%,优选可以为5~50重量%。在上述范围内时,不会导致着色剂的外部流出,并且能够实现期望的颜色再现性。
本发明中,碱溶性树脂只要是能够溶解于本发明的溶剂且对于光或热的作用具有反应性、对于上述着色剂发挥粘结树脂的功能且能够溶解于碱性显影液的丙烯酸系共聚物,则可以不特别限制其种类地使用。
作为丙烯酸系共聚物,可以例举含羧基单体以及与能够与上述单体共聚的其他的单体的共聚物等。
作为含羧基单体的具体例,可以举出不饱和单羧酸或不饱和二羧酸、不饱和三羧酸等分子中具有1个以上的羧基的不饱和多元羧酸等不饱和羧酸等。
作为不饱和单羧酸,可以例举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、肉硅酸等。
作为不饱和二羧酸,可以例举马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。上述不饱和多元羧酸也可以为酸酐,具体可以举出马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。
不饱和多元羧酸也可以为其单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯,可以例举琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等。此外,上述不饱和多元羧酸也可以为其两末端二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,可以例举ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。
这些含羧基单体可以各自单独使用或将两种以上混合使用。
作为能够与上述含羧基单体共聚的其他单体的具体例,可以举出:
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻乙烯基苄基甲基醚、间乙烯基苄基甲基醚、对乙烯基苄基甲基醚、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、茚等芳香族乙烯基化合物;
丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、甲基丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-3-羟基丁酯、甲基丙烯酸-3-羟基丁酯、丙烯酸-4-羟基丁酯、甲基丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊二烯酯、甲基丙烯酸二环戊二烯酯、丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯等不饱和羧酸酯类;
丙烯酸-2-氨基乙酯、甲基丙烯酸-2-氨基乙酯、丙烯酸-2-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸-2-二甲基氨基乙酯、丙烯酸-2-氨基丙酯、甲基丙烯酸-2-氨基丙酯、丙烯酸-2-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸-2-二甲基氨基丙酯、丙烯酸-3-氨基丙酯、甲基丙烯酸-3-氨基丙酯、丙烯酸-3-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸-3-二甲基氨基丙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯类;
丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯类;
乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯类;
乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基缩水甘油基醚等不饱和醚类;
丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、亚乙烯基二氰等乙烯基氰化合物;
丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-2-羟乙基丙烯酰胺、N-2-羟乙基甲基丙烯酰胺等不饱和酰胺类;
马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等不饱和酰亚胺类;
1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共轭二烯类;
聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚硅氧烷的聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大单体类等。
这些单体可以各自单独使用或将两种以上混合使用。
碱溶性树脂中的含羧基单体单元的含量通常为10~50质量%,优选为15~40质量%,更优选为25~40质量%。在含羧基单体单元的含量为10~50质量%的情况下,具有对于显影液的溶解性良好,且显影时精确形成图案的倾向,因此优选。
作为上述丙烯酸系共聚物,可以例举(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(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2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/甘油单(甲基)丙烯酸酯共聚物等。这里,(甲基)丙烯酸酯的含义是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
它们中,优选使用(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)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物。
碱溶性树脂的聚苯乙烯换算重均分子量通常为5,000~50,000,优选为8,000~40,000,更优选为10,000~35,000,最优选为10,000~30,000。在碱溶性树脂的分子量为5,000~50,000的情况下,具有涂膜硬度得到提高,留膜率也高,非曝光部对于显影液的溶解性良好,分辨率得到提高的倾向,因此优选。
碱溶性树脂的酸值通常为50~150KOHmg/g,优选为60~140KOHmg/g,更优选为80~135KOHmg/g,最优选为80~130KOHmg/g。在酸值为50~150KOHmg/g的情况下,具有对于显影液的溶解性得到提高而非曝光部容易溶解,且实现高灵敏度化,在显影时曝光部的图案残留而提高留膜率的倾向,因此优选。这里,所谓酸值,是作为中和1g丙烯酸系聚合物所需的氢氧化钾的量(mg)而测得的值,通常可以使用氢氧化钾水溶液进行滴定来求得。
相对于本发明的着色感光性树脂组合物中的总固体成分重量,碱溶性树脂的含量可以为5~85重量%,优选为10~70重量%。在以如上所述的含量包含的情况下,具有显影液中的溶解性充分而非像素部分不易在基板上产生显影残渣,显影时不易发生曝光部的像素部分的膜减少,非像素部分的脱落性良好的倾向,因此优选。
上述光聚合性化合物是能够通过光聚合引发剂的作用而进行聚合的化合物,可以使用单官能单体、二官能以上的多官能单体,优选可以使用二官能以上的多官能单体。
作为上述单官能单体的具体例,有丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基乙酯或N-乙烯基吡咯烷酮等,但不限定于此。作为上述二官能单体的具体例,有1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚或3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等,但不限定于此。作为三官能以上的多官能单体的具体例,有三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等,但不限定于此。
相对于着色感光性树脂组合物中固体成分总重量,上述光聚合性化合物的含量以重量分数计优选为5~45重量%,更优选为7~45重量%。在上述光聚合性化合物的含量为上述范围的情况下,像素部的强度或平滑性变佳,因此优选。
本发明的一实施方式中,上述光聚合引发剂只要能够使上述碱溶性树脂和光聚合性单体聚合就可以无特别限制其种类地使用。特别是,从聚合特性、引发效率、吸收波长、获取性、价格等观点出发,优选使用选自由三嗪系化合物、苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物和肟化合物组成的组中的一种以上的化合物。
作为上述三嗪系化合物的具体例,可以举出2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)亚乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)亚乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)亚乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)亚乙基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述苯乙酮系化合物的具体例,可以举出二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
作为上述联咪唑化合物的具体例,可以举出2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑或4,4’,5,5’位置的苯基被烷氧羰基取代的联咪唑化合物等。它们中,优选使用2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑或2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑。
作为上述肟化合物的具体例,可以举出邻乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、以下化学式1~3所表示的化合物等。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
另外,只要是不损害本发明的效果的程度,则也可以追加并用本技术领域中通常使用的其他光聚合引发剂。
相对于着色感光性树脂组合物中固体成分总重量,本发明的着色感光性组合物中的光聚合引发剂的含量优选为0.05~30重量%,更优选为0.5~20重量%,进一步优选为0.5~10重量%。在光聚合引发剂满足上述含量范围的情况下,有利于实现目标尺寸的良好的图案特性。
上述溶剂只要在使着色感光性树脂组合物中所包含的其他成分溶解时有效,则可以无特别限制地使用通常的感光性树脂组合物中所使用的溶剂,尤其优选可以使用醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类或酰胺类等。
溶剂具体可以举出:乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚等乙二醇单烷基醚类;二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类;丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烃类;甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇类;3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等酯类、γ-丁内酯等环状酯类等。
从涂布性和干燥性方面考虑,上述溶剂优选沸点为100℃~200℃的有机溶剂,更优选可以使用丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。上述例示的溶剂可以各自单独使用或将两种以上混合使用。
以本发明的着色感光性树脂组合物总重量为基准,上述溶剂的含量可以为60~90重量%,优选可以为80~90重量%。如果溶剂的含量为上述范围,则在利用辊涂机、旋涂机、狭缝式旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模涂机)、喷涂机等涂布装置进行涂布时,能够获得涂布性变佳的效果。
上述添加剂是可以视需要选择性添加的物质,可以例举其他高分子化合物、固化剂、表面活性剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝剂等。
作为上述其他高分子化合物的具体例,可以举出环氧树脂、马来酰亚胺树脂等感光性树脂,聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。
上述固化剂是为了实现深部固化和提高机械强度而使用的,作为固化剂的具体例,可以举出环氧化合物、多官能异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、氧杂环丁烷化合物等。
作为上述固化剂中的环氧化合物的具体例,可以举出双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、其他芳香族系环氧树脂、脂环族系环氧树脂、缩水甘油酯系树脂、缩水甘油胺系树脂、或这些环氧树脂的溴化衍生物、环氧树脂及其溴化衍生物以外的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物、丁二烯(共)聚合物的环氧化物、异戊二烯(共)聚合物环氧化物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等。
作为上述固化剂中的氧杂环丁烷化合物的具体例,可以举出碳酸酯双氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷、环己烷二羧酸双氧杂环丁烷等。
上述固化剂可以与助固化化合物并用,该助固化化合物能够与固化剂一起使环氧化合物的环氧基、氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架开环聚合。上述助固化化合物例如有多元羧酸类、多元羧酸酐类、产酸剂等。上述羧酸酐类可以利用市售的环氧树脂固化剂。作为上述环氧树脂固化剂的具体例,可以举出ADEKA HARDENER EH-700(商品名,ADEKA工业(株)制造)、RIKACID HH(商品名,新日本理化(株)制造)、MH-700(商品名,新日本理化(株)制造)等。上述例示的固化剂可以各自单独使用或将两种以上混合使用。
上述表面活性剂可以为了进一步提高感光性树脂组合物的被膜形成性而使用,优选可以使用氟系表面活性剂或有机硅系表面活性剂等。
上述有机硅系表面活性剂例如有作为市售品的道康宁东丽有机硅公司的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、SH8400等,GE东芝有机硅公司的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452等。上述氟系表面活性剂例如有作为市售品的大日本油墨化学工业公司的MEGAFAC F-470、F-471、F-475、F-482、F-489等。上述例示的表面活性剂可以各自单独使用或将两种以上组合使用。
作为上述密合促进剂的具体例,可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。上述例示的密合促进剂可以各自单独使用或将两种以上组合使用。相对于着色感光性树脂组合物的固体成分,上述密合促进剂的含量以重量分数计通常可以为0.01~10重量%,优选可以为0.05~2重量%。
作为上述抗氧化剂的具体例,可以举出2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚等。
作为上述紫外线吸收剂的具体例,可以举出2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等。
作为上述防凝剂的具体例,可以举出聚丙烯酸钠等。
<滤色器和显示装置>
此外,本发明提供包含由本发明的着色感光性树脂组合物制造的着色图案的滤色器和包含上述滤色器的显示装置。本发明的滤色器和显示装置可以不包含偏光板,包含偏光板的情况也属于本发明的范围。
作为可以具备这样的滤色器的显示装置,可以有液晶显示装置、OLED、柔性显示器等,但不限定于此,可以例示能够应用的本领域已知的所有显示装置。
滤色器可以通过将上述本发明的着色感光性树脂组合物涂布于基材上,且进行光固化和显影形成图案来制造。
首先,将着色感光性树脂组合物涂布于基材后,进行加热干燥,由此将溶剂等挥发成分去除而获得平滑的涂膜。
作为涂布方法,可以通过例如旋涂、柔性涂布法、辊涂法、狭缝式旋涂或狭缝式涂布法等来实施。涂布后在加热干燥(前烘)、或减压干燥后,通过加热而使溶剂等挥发成分挥发。这里,加热温度通常为70~200℃,优选为80~130℃。加热干燥后的涂膜厚度通常为1~8μm左右。对于如此获得的涂膜,通过用于形成目标图案的掩模照射紫外线。此时,优选对于曝光部整体均匀地照射平行光线,而且使用掩模对准器或步进器等装置以便实施掩模与基板的精确的位置对准。当照射紫外线时,被紫外线照射的部位发生固化。
作为上述紫外线,可以使用g线(波长:436nm)、h线、i线(波长:365nm)等。紫外线照射量可以根据需要而适宜地选择,本发明中对其没有限定。如果使完成了固化的涂膜与显影液接触而使非曝光部溶解进行显影,则可以形成目标的图案形状。
上述显影方法可以使用添液法、浸渍法、喷雾法等任一方法。此外,显影时也可以将基板以任意的角度倾斜。上述显影液是含有通常的碱性化合物和表面活性剂的水溶液。上述碱性化合物可以为无机和有机碱性化合物的任一种。作为无机碱性化合物的具体例,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼酸钠、硼酸钾、氨等。此外,作为有机碱性化合物的具体例,可以举出四甲基氢氧化铵、2-羟基乙基三甲基氢氧化铵、单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺、乙醇胺等。
这些无机和有机碱性化合物可以各自单独使用或两种以上组合使用。碱性显影液中的碱性化合物的浓度优选为0.01~10质量%,更优选为0.03~5质量%。
上述碱性显影液中的表面活性剂可以使用选自由非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂和阳离子系表面活性剂组成的组中的至少一种。
作为上述非离子系表面活性剂的具体例,可以举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、其他聚氧乙烯衍生物、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
作为上述阴离子系表面活性剂的具体例,可以举出月桂醇硫酸酯钠或油醇硫酸酯钠等高级醇硫酸酯盐类、月桂基硫酸钠或月桂基硫酸铵等烷基硫酸盐类、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基萘磺酸钠等烷基芳基磺酸盐类等。
作为上述阳离子系表面活性剂的具体例,可以举出硬脂胺盐酸盐或月桂基三甲基氯化铵等胺盐或季铵盐等。这些表面活性剂可以各自单独使用或两种以上组合使用。
上述显影液中的表面活性剂的浓度通常为0.01~10质量%,优选为0.05~8质量%,更优选为0.1~5质量%。显影后,进行水洗,而且根据需要也可以在80~230℃、优选80~120℃实施10~60分钟的后烘。
以下,基于实施例来更详细地说明本发明,但以下公开的本发明的实施方式仅为例示,本发明的范围不受这些实施方式的限定。本发明的范围示于权利要求书中,进一步包括在与权利要求书的记载等同的含义和范围内进行的所有变更。此外,以下的实施例、比较例中表示含量的“%”和“份”只要没有特别提及则为质量基准。
将3',6'-二氯螺[苯并[c][1,2]
将作为颜料的C.I.颜料蓝15:6 11重量份、作为颜料分散剂的DISPERBYK-2001(毕克(BYK)公司制造)5.0重量份和作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯84.0重量份利用珠磨机混合并分散12小时,从而制造颜料分散液A-1。
将作为颜料的C.I.颜料蓝15:4 12重量份、作为颜料分散剂的DISPERBYK-2001(毕克公司制造)8.4重量份和作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯79.6重量份利用珠磨机混合并分散12小时,从而制造颜料分散液A-2-1。
将作为颜料的C.I.颜料蓝15:3 12重量份、作为颜料分散剂的DISPERBYK-2001(毕克公司制造)8.4重量份和作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯79.6重量份利用珠磨机混合并分散12小时,从而制造颜料分散液A-2-2。
将作为颜料的C.I.颜料紫23 11重量份、作为颜料分散剂的DISPERBYK-2001(毕克公司制造)5.0重量份和作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯84.0重量份利用珠磨机混合并分散12小时,从而制造颜料分散液B。
将合成例的染料C 8重量份、作为分散剂的DISPERBYK-2001(毕克公司制造)6.4重量份和作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯85.6重量份利用珠磨机混合并分散12小时,从而制造染料分散液C。
根据以下表1的组合和含量来制造实施例1~15和比较例1~7的着色感光性树脂组合物。
[表1]
上述实施例和比较例中使用的成分如下。
着色剂A-1-1:制造例1的颜料分散液A-1
着色剂A-2-1:制造例2的颜料分散液A-2-1
着色剂A-2-2:制造例3的颜料分散液A-2-2
着色剂B:制造例4的颜料分散液B
着色剂C:制造例5的染料分散液C
树脂D:甲基丙烯酸单元与甲基丙烯酸苄酯单元的摩尔比为31:69、重均分子量为12500、酸值为95的甲基丙烯酸与甲基丙烯酸苄酯的共聚物
光聚合性化合物E:二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA,日本化药(株)制品)
光聚合引发剂F:OXE-01(巴斯夫(BASF)公司制造)
添加剂G:SH-8400(韩国道康宁(株)制品)
溶剂H:丙二醇单甲基醚乙酸酯
1.透过率评价
首先,利用上述实施例和比较例中制造的着色感光性树脂组合物来制造滤色器。具体而言,利用旋涂法上述着色感光性树脂组合物分别涂布于玻璃基板上,然后在100℃的加热烘箱中维持1分30秒,由此形成薄膜。接着,使其冷却至23℃后,将所形成的着色感光性树脂组合物层曝光。此时,紫外线光源使用将g、h、i线全部包含的1kW的高压水银灯,以150mJ/cm
<透过率评价基准>
X:445nm透过率小于88.5%或700nm透过率大于20%,
○:445nm透过率为88.5%以上且小于89.5%以及700nm透过率大于19%且为20%以下,
◎:445nm透过率为89.5%以上以及700nm透过率为19%以下。
2.残渣评价
利用旋涂法将上述实施例和比较例中获得的着色感光性树脂组合物涂布于6英寸大小的硅晶片(Si-wafer)的表面上,然后在100℃干燥90秒而使挥发成分挥发,由此形成感光性组合物层。使其冷却至23℃后,利用i线步进式曝光机(i-line stepper)对所形成的感光性组合物层进行曝光。将形成有曝光后涂膜的晶片利用0.2重量%四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液进行显影,在220℃进行180秒后加热而形成像素。所获得的像素的厚度均为0.5μm。所形成的像素的最小线宽(分辨率)为1.0μm。使用CD-SEM观察上述得到的图案,按照以下评价基准对残渣有无进行评价,其结果如以下表2所示。
<残渣评价基准>
1:严重不良,2:不良,3:普通,4:良好,5:非常良好。
[表2]
参照上述表2,可以确认到在本发明的实施例1~15的情况下,满足445nm和700nm波长中的基准透过率,残渣也表现出普通以上的结果。
另一方面,在仅包含C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23作为着色剂的比较例1的情况下,虽然满足445nm波长中的基准透过率,但700nm波长中的透过率高。另外,在比较例1的着色剂组成中仅进一步包含紫色染料C的比较例2~4的情况下,虽然445nm波长中的透过率良好,但700nm波长中的透过率仍然高。另外,在比较例1的着色剂组成中仅进一步包含C.I.颜料蓝15:4的比较例5~7的情况下,虽然700nm波长中的透过率良好,但445nm波长中发生透过率降低而未能满足基准。
综合以上结果可知,在仅包含C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23作为着色剂的以往的着色感光性树脂组合物的情况下,对于串扰透过率十分不利。
- 着色感光性树脂组合物、包含该组合物的滤色器和包含该滤色器的显示装置
- 蓝色感光性树脂组合物、滤色器及图像显示装置
- 着色固化性树脂组合物、滤色器及显示装置
- 着色固化性树脂组合物、滤色器和显示装置
- 青色着色固化性树脂组合物、滤色器和显示装置
- 酞菁颜料纳米粒子分散物的制造方法及含有该分散物的滤色器用喷墨油墨的制造方法、以及含有该分散物的着色感光性树脂组合物、感光性转印材料、及滤色器、使用它们的液晶显示装置及CCD设备
- 感光性树脂组合物、利用该感光性树脂组合物制造的滤色器和包含该滤色器的显示装置