着色组合物的制作方法

文档序号:2759054阅读:214来源:国知局
专利名称:着色组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及一种着色组合物。
背景技术
影像传感器例如CCD(电荷偶合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)等中使用的滤色器是用一种含有染料的着色组合物形成的。含有染料的着色组合物没有足够的耐热性,而且不能给出滤色器所需要的足够耐热性,因而需要改善该组合物的耐热性(见日本专利申请公开公报(JP-A)No.2004~157455第3页第42行~第4页第8行,JP-A No.2004~246105第2页第35行~第3页第3行)。
染料在高沸点溶剂例如乳酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺以及低沸点溶剂例如乙酸丙二醇单甲醚酯即着色光敏树脂组合物的溶剂中没有足够的溶解度,而且染料在溶剂中的分散也是有问题的(见JP-ANo.2004~157455第3页第42行~第4页第8行)。

发明内容
本发明是要提供一种有改善的溶剂中分散性、能形成耐热性优异、且显影分辨率也优异的滤色器的着色组合物。
本发明者为找到一种很少显示如上所述问题的着色组合物而进行锐意研究,结果发现,使用一种用树脂进行分散处理的染料作为着色组合物的着色剂,可以提供一种显示出改善染料在溶剂中的分散性、能形成耐热性优异且显影分辨率也优异的图案的着色组合物,终于完成本发明。
即,本发明提供下列[1]~[9]。
一种着色组合物,包含(A)染料、(B)高分子化合物和(E)溶剂,其中染料(A)是用溶于溶剂(E)中的该高分子化合物(B)进行分散处理过的染料。
按照[1]的着色组合物,其中高分子化合物(B)是选自下列两者中的至少一种高分子化合物(B1)碱溶性树脂和(B2)分散剂。
按照[1]或[2]的着色组合物,其中溶剂(E)是一种含有丙二醇一甲醚乙酸酯的溶剂。
一种着色光敏树脂组合物,包含按照[1]~[3]中任何一项的着色组合物。
按照[4]的着色光敏树脂组合物,进一步包含(B1)碱溶性树脂,(C)可光聚合化合物,和(D)光聚合引发剂。
按照[4]或[5]的着色光敏树脂组合物,其中,以该着色光敏树脂组合物的固体重量含量为基准计,染料(A)的含量是20wt%~60wt%。
一种用按照[4]~[6]中任何一项的着色光敏树脂组合物形成的图案。
一种含有按照[7]的图案的滤色器。
一种装配有按照[8]的滤色器的图像传感器。
具体实施例方式
作为本发明的着色组合物中使用的染料(A),可以列举油溶性染料、酸性染料、酸性染料的胺盐、酸性染料的磺酰胺衍生物等。
上述染料的实例包括C.I.溶剂黄4(以下将C.I.溶剂黄这一叙词省略,只描述号码。关于其它染料种和色调,同样也使用缩略语)、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、162,C.I.溶剂红45、49,C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、56,C.1.溶剂蓝35、37、59、67等。C.I.酸性染料包括C.I.酸性黄17、29、40、76,C.I.酸性红91、92、97、114、138、151,C.I.酸性橙51、63,C.I.酸性蓝80、83、90,C.I.酸性绿9、16、25、27等。
作为染料(A),也可以使用诸如式(i)~(vii)的酸性染料的胺盐和式(viii)~(i×)的酸性染料的磺酰胺衍生物。
D-(SO3-)m(CnH2n+1N+H3)m(i)D-(SO3-)m{(CnH2n+1)2N+H2}m(ii)D-(SO3-)m{(CnH2n+1)3N+H}m(iii)
D-(SO3-)m{(CnH2n+1)4N+}m(iv)D-(SO3-)m(CeH2e+1OCfH2fN+H3}m(v)D-(SO3-)m{(CnH2n+1)(PhCH2)2N+H}m(vi)D-(SO3-)m{(CnH2n+1)Py+}m(vii)D-[{SO2NH(CnH2n+1)}p][(SO3L)q] (viii)D-[{SO2NH(CeH2e+1OCfH2f)}p][(SO3L)q] (ix)(在式(i)~(ix)中,D代表染料基体;m代表1~20的整数;n代表1-20的整数;e和f各自独立地代表1~10的整数;Ph代表苯基;Py代表一个经由氮原子与CnH2n+1连接的吡啶环残基或甲基吡啶环残基;p代表1~8的整数;q代表0~8的整数;L代表氢原子或一价阳离子)。
D的具体实例包括偶氮染料基体、呫吨染料基体、蒽醌染料基体、三苯甲烷染料基体和酞菁染料基体。
m代表较好1~10的整数、更好1~8的整数。
n代表较好1~10的整数、更好1~8的整数。
e和f各自独立地代表较好1~8的整数、更好1~6的整数。
Py代表较好甲基吡啶环残基。
p代表较好1~6的整数、更好1~5的整数。
q代表较好0-6的整数、更好0~5的整数。
一价阳离子L的实例包括锂离子、钠离子、钾离子、季铵离子例如(C2H5)3HN+等,较好列举钠离子。
作为偶氮染料,可以列举诸如式(I)的染料和式(11)~(13)的染料。

(在式(I)中,R30代表一个有2~20碳原子的烷基、一个带有一种有2~12碳原子的烷基链的环己基烷基、一个带有一种有1~4碳原子的烷基链的烷基环己基、一个有一种2~12碳原子的烷氧基取代的2~12碳原子的烷基、一个通式(I-1-1)的烷基羧基烷基L1-CO-O-L2- (I-1-1)(式中,L1代表一个有2~12碳原子的烷基,L2代表一个有2~12碳原子的亚烷基)、一个通式(I-1-2)的烷氧羧基烷基L3-O-CO-L4- (I-1-2)(式中,L3代表一个有2~12碳原子的烷基,L4代表一个有2~12碳原子的亚烷基)、一个有一种1~20碳原子的烷基取代的苯基、或一个有一种苯基取代的1~20碳原子的烷基,且R31~R34各自独立地代表氢原子、卤素原子或1~4碳原子的烷基)。
有2~20碳原子的烷基的实例包括乙基、正丙基、异丙基、正己基、正壬基、正癸基、正十二烷基、2-乙基己基、1,3-二甲基丁基、1-甲基丁基、1,5-二甲基己基、1,1,3,3-四甲基丁基等。
带有一种有2~12碳原子的烷基链的环己基烷基的实例包括环己基乙基、3-环己基丙基、8-环己基辛基等。
带有一种有1~4碳原子的烷基链的烷基环己基的实例包括2-乙基环己基、2-丙基环己基、2-正丁基环己基等。
有一种有2~12碳原子的烷氧基取代的2~12碳原子的烷基的实例包括3-乙氧基正丙基、丙氧丙基、4-丙氧基正丁基、3-甲基正己氧基乙基、3-(2-乙基己氧基)丙基等。
有一种有1~20碳原子的烷基取代的苯基的实例包括邻异丙基苯基等。
有一种苯基取代的1~20碳原子的烷基的实例包括DL-1-苯基乙基、苄基、3-苯基正丁基等。
取代基L1和L2所代表的2~12碳原子的烷基的实例包括乙基、丙基、正己基、正壬基、正癸基、正十二烷基、2-乙基己基、1,3-二甲基丁基、1-甲基丁基、1,5-二甲基己基、1,1,3,3-四甲基丁基等。
取代基L3和L4所代表的2~12碳原子的亚烷基的实例包括二亚甲基、六亚甲基等。
R31~R34包括氢原子、甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、仲丁基、叔丁基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,较好列举氢原子、甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、仲丁基、叔丁基、氟原子和氯原子。
式(I)的染料当中,尤其将式(14)的化合物列为较好的染料。呫吨染料的实例包括式(15)的化合物。铜酞菁染料的实例包括式(16)的化合物等。

这些染料可以一起使用,而且可以按照在用于着色组合物的溶剂中的溶解度、和当使用含有该着色组合物的着色光敏树脂组合物形成滤色器的图案时的耐光褪色性和光谱来选择。
例如,对于使用含有本发明的着色组合物的着色光敏树脂组合物形成红色像素来说,可以较好地选择式(13)的染料、式(14)的染料、和式(15)的染料的组合。
对于形成诸如蓝色像素来说,可以较好地选择式(16)的染料、C.I.酸性蓝90和C.I.溶剂蓝67的组合。
对于形成诸如绿色像素来说,可以较好地选择C.I.溶剂蓝67、C.I.酸性绿9、C.I.酸性绿16、C.I.溶剂黄82、和C.I.溶剂黄162的组合。
红、蓝和绿色染料的组合不限于以上所述组合,各染料可以按照意向像素的光谱予以适当组合。
对这些染料(A),必要时可以单独地或组合地进行松香处理、使用含有导入的酸性基团或碱性基团的衍生物的表面处理、用高分子化合物等对染料表面的接枝处理、为除去杂质而用有机溶剂、水等的洗涤处理、用离子交换法去除离子型杂质的处理等。
本发明的着色组合物中使用的染料(A)、高分子化合物(B)和溶剂(E)的混合物是作为着色组合物得到的,其中,染料是通过使用珠子等介质进行分散处理而分散于一种溶液中的。
上述分散处理可以诸如像以下所述那样进行。将高分子化合物(B)溶解于一种溶剂(E)例如乙酸丙二醇单甲醚酯等中而得到一种清漆,将染料(A)添加到该清漆中,然后,该混合物用一台捏合机例如三辊磨等捏合和分散,得到一种含染料清漆。关于高分子化合物(B)的含量,可以使用着色组合物所使用的高分子化合物(B)的全部或一部。
其次,上述含染料清漆用一台氧化锆珠等的介质磨以高分子化合物(B)和乙酸丙二醇单甲醚酯进行进一步分散处理,得到一种着色组合物。
作为高分子化合物(B),可以使用至少一种选自下列组成的一组的高分子化合物碱溶性树脂(B1)和分散剂(B2)。
作为碱溶性树脂(B1),可以得到与稍后描述的碱溶性树脂(B1)相同的树脂。
作为以上所述分散剂(B2),可以得到诸如阳离子型的、阴离子型的、非离子型的、两性型的、聚酯系的、聚胺系的表面活性剂等,这些可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。
当使用分散剂时,以染料(A)为基准,按重量分数计,其使用量较好是1wt%或以上~100wt%或以下、更好是5wt%或以上~50wt%或以下。当分散剂的使用量在上述范围内时,有得到均匀分散条件下的着色组合物的较好趋势。
在此,在得到上述着色组合物的过程中,可以使用为得到着色组合物而使用的高分子化合物(B)的全部或一部。高分子化合物(B)可以单独使用也可以组合使用。
以染料(A)为基准,按重量分数计,高分子化合物(B)的含量较好是1wt%或以上~100wt%或以下、更好是5wt%或以上~50wt%或以下。当高分子化合物(B)的含量在上述范围内时,有得到均匀分散条件下含染料的着色组合物的较好趋势。
如上所述得到的着色组合物是较好的,因为它可以提供一种能形成有优异紧密粘附和耐热性以及良好分辨率的图案的着色光敏树脂组合物。
当形成一种着色组合物时,以固体含量为基准,按重量分数计,染料(A)的含量较好是20wt%或以上~60wt%或以下、更好是25wt%或以上~55wt%或以下、进一步更好是30wt%或以上~50wt%或以下。
当着色剂(A)的含量在上述范围内时,形成滤色器时色浓度是足够的,而且该组合物可以按所要求的数量含有各成分例如碱溶性树脂(B1)、可光聚合化合物(C)和光聚合引发剂(D)等。因此,这样的含量范围是较好的。
用于生产滤色器的着色光敏树脂组合物含有本发明的着色组合物、且进一步含有碱溶性树脂(B1)、可光聚合化合物(C)和光聚合引发剂(D)。
作为碱溶性树脂(B1),在曝光后的显影过程中可溶于显影剂中的那种是较好的。较好的是,上述碱溶性树脂(B1)含有从(甲基)丙烯酸衍生的构成单元。在此,(甲基)丙烯酸系指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。上述从(甲基)丙烯酸衍生的构成单元的含量,按构成碱溶性树脂(B1)的所有构成单元的mol分数计,较好是16mol%或以上~40mol%或以下、更好是18mol%或以上~38mol%或以下。当从(甲基)丙烯酸衍生的构成单元的含量在上述范围内时,有在显影时非像素部分的溶解度是优异的且在显影后在非像素部分不容易形成残留的较好趋势。
除从(甲基)丙烯酸衍生的构成单元外的碱溶性树脂的构成单元的实例包括芳香族乙烯基化合物、不饱和羧化物、不饱和氨烷基羧化物、不饱和缩水甘油基羧化物、乙烯基羧化物、不饱和醚、乙烯基氰根化合物、不饱和酰胺、不饱和酰亚胺、脂肪族共轭双烯、在聚合物分子链末端有一个单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大分子单体、式(II)的单元和式(III)的构成单元等。
(在式(II)和式(III)中,R3和R4各自独立地代表氢原子或一个有1~6碳原子的烷基)。
有1~6碳原子的烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、仲丁基、叔丁基等。
上述碱溶性树脂(B1)的具体实例包括甲基丙烯酸/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/甲基丙烯酸异冰片酯共聚物、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/式(II)的构成成分(式(II)中,R3代表甲基、R4代表氢原子)/甲基丙烯酸苄酯共聚物、式(II)的构成成分(式(II)中,R3代表甲基、R4代表氢原子)/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/式(III)的构成成分(式(III)中,R3代表甲基、R4代表氢原子)/苯乙烯/甲基丙烯酸三环癸酯共聚物等。
本发明中使用的碱溶性树脂(B1)的酸值较好是50~150、更好是60~135、进一步较好是70~135。当酸值在上述范围内时,有如下的较好趋势在显影剂中的溶解度增加,非曝光部分容易溶解,灵敏度增加,曝光部分的图案仍然增加显影时薄膜剩余比例。
在此,该酸值是作为中和1g丙烯酸聚合物所需要的氢氧化钾数量(mg)测量的值,通常可以通过用氢氧化钾水溶液滴定来测定。
碱溶性树脂(B1)的内容,以着色光敏树脂组合物的固体含量为基准,按重量分数计,较好是15~35wt%、更好是18~33wt%、进一步更好是21~31wt%。当碱溶性树脂(B1)的含量在上述范围内时,有如下趋势可以形成图案,而且改善分辨率和薄膜剩余比例。
甲基丙烯酸/式(II)的构成成分(式(II)中,R3代表甲基、R4代表氢原子)/甲基丙烯酸苄酯共聚物,即一种有式(I)的构成成分的碱溶性树脂,可以诸如通过使甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯聚合,得到一种二元聚合物并使所得到的二元聚合物与式(IV)的化合物(式(IV)中,R5代表氢原子)得到的。
甲基丙烯酸/式(III)的构成成分(式(III)中,R3代表甲基、R4代表氢原子)/甲基丙烯酸三环癸酯共聚物,可以诸如通过使甲基丙烯酸缩水甘油酯与甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸、和三环癸烷骨架的一甲基丙烯酸酯共聚物反应得到的。
碱溶性树脂(B1)基于聚苯乙烯校准标准的重均分子量较好是5,000~35,000、更好6,000~30,000、进一步更好7,000~28,000。当该分子量在上述范围内时,有如下的较好趋势薄膜硬度增加、薄膜剩余比例高、非曝光部分在显影剂中的溶解度优异、分辨率得到改善。
上述可光聚合化合物(C)是一种能由酸、通过用光照射而从光聚合引发剂(D)发生的活泼自由基等聚合的化合物,其实例包括有可聚合碳-碳不饱和键的化合物。
上述可光聚合化合物(C)较好是一种三官能或更多官能的可光聚合化合物。
该三官能或更多官能可光聚合化合物的实例包括四丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸二聚季戊四醇酯、五甲基丙烯酸二聚季戊四醇酯、六丙烯酸二聚季戊四醇酯、六甲基丙烯酸二聚季戊四醇酯等。上述可光聚合化合物(C)可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。
按以着色光敏树脂组合物为基准的重量分数计,可光聚合化合物(C)的含量较好是5wt%或以上~90wt%或以下、更好是10wt%或以上~80wt%或以下、进一步更好是20wt%或以上~70wt%或以下。当该可光聚合化合物(C)的含量在上述范围内时,有如下的较好趋势硬化充分发生,显影前后的薄膜厚度比增大,图案上不容易形成咬边,改善了紧密粘附。
上述光聚合引发剂(D)包括乙酰苯系化合物、活泼自由基发生剂、酸发生剂等。
上述乙酰苯系化合物的实例包括二乙氧基乙酰苯、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮的低聚物等,较好提到的是2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮等。
活泼自由基发生剂是能通过用光照射而发生活泼自由基者。上述活泼自由基发生剂的实例包括苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。
上述苯偶姻系化合物的实例包括苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等。
上述二苯甲酮系化合物的实例包括二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯硫醚、3,3,’,4,4’-四(叔丁过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
上述噻吨酮系化合物的实例包括2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
上述三嗪系化合物的实例包括2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-三(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述肟系化合物,可以列举诸如O-酰基肟系化合物,其具体实例包括O-苯甲酸-1-(4-苯磺酰基苯基)丁-1,2-二酮-2-肟、O-苯甲酸-1-(4-苯磺酰基苯基)辛-1,2-二酮-2-肟、O-乙酸-1-(4-苯磺酰基苯基)辛-1-酮肟、O-乙酸-1-(4-苯磺酰基苯基)丁-1-酮肟等。
作为除以上列举的活泼自由基发生剂外的活泼自由基发生剂,也可以使用2,4,6-三甲基苯甲酰二苯膦氧化物、2,2’-二(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、偶苯酰、9,10-菲醌、莰醌、苯酰甲酸甲酯、二戊钛化合物等。
上述酸发生剂的实例包括鎓盐,例如对甲苯磺酸4-羟基苯基二甲基锍、六氟锑酸4-羟基苯基二甲基锍、对甲苯磺酸4-乙酰氧基苯基二甲基锍、六氟锑酸4-乙酰氧基苯基·甲基·苄基锍、对甲苯磺酸三苯基锍、六氟锑酸三苯基锍、对甲苯磺酸二苯碘鎓、六氟锑酸二苯碘鎓等,甲苯磺酸硝基苄酯、甲苯磺酸苯偶姻酯等。
在以上作为活泼自由基发生剂描述的化合物当中,有能与活泼自由基同时发生酸的化合物,例如三嗪系光聚合引发剂也用来作为酸发生剂。
按以碱溶性树脂(B1)和可光聚合化合物(C)的总量为基准的重量分数计,光聚合引发剂(D)的含量较好是0.1wt%或以上~20wt%或以下、更好是1wt%或以上~15wt%或以下。当该光聚合引发剂的含量在上述范围内时,有如下的较好趋势灵敏度提高,曝光时间缩短从而提高生产率,另一方面,用来分辨线条和空间的图案的最低限度线宽并没有因为灵敏度太高而变得太宽。
本发明的着色光敏树脂组合物可以进一步含有光聚合引发助剂(G)。光聚合引发助剂(G)是一种通常与光聚合引发剂(D)组合使用、用于促进由光聚合引发剂引发的可光聚合化合物的聚合的化合物。
光聚合引发助剂(G)的实例包括胺系化合物、烷氧基蒽系化合物、噻吨酮系化合物等。
上述胺系化合物的实例包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲胺基苯甲酸甲酯、4-二甲胺基苯甲酸乙酯、4-二甲胺基苯甲酸异戊酯、苯甲酸2-二甲胺基乙酯、4-二甲胺基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-二(二甲胺基)二苯甲酮(俗名米蚩酮)、4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、4,4’-二(乙基甲基胺基)二苯甲酮等,它们当中,4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮是较好的。
上述烷氧基蒽系化合物的实例包括9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
上述噻吨酮系化合物的实例包括2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙基噻吨酮等。
光聚合引发助剂(G)可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。作为光聚合引发助剂(G),也可以使用市售化合物,市售光聚合引发助剂(G)的实例包括EAB-F(Hodogaya化学公司制造)等。
本发明的着色光敏树脂组合物中光聚合引发剂(D)和光聚合引发助剂(G)的组合的实例包括二乙氧基乙酰苯/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、苄基二甲基缩酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙-1-酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮的低聚物/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮等,较好的是2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮/4,4’-二(二乙胺基)二苯甲酮。
当使用这些光聚合引发助剂(G)时,其使用量较好是0.01mol或以上~10mol或以下、更好0.01mol或以上~5mol或以下/mol光聚合引发剂(D)。
作为本发明中使用的溶剂(E),可以列举诸如醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类、酰胺类等。
醚类的实例包括四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二噁烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙醚、二甘醇二丁醚、乙酸丙二醇单甲醚酯、乙酸丙二醇单乙醚酯、乙酸丙二醇单丙醚酯、乙酸甲基溶纤剂、乙酸乙基溶纤剂、乙酸乙基卡必醇酯、乙酸丁基卡必醇酯、乙酸丙二醇甲醚酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯、茴香醚、苯乙醚、甲基茴香醚等。
芳香族烃类的实例包括苯、甲苯、二甲苯、等。
酮类的实例包括丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮、环己酮等。
醇类的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等。
酯类的实例包括乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷酯类、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、γ-丁酰丙酮等。
酰胺的实例包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等。
其它溶剂的实例包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。
上述溶剂当中,较好使用含有乙酸丙二醇单甲醚酯的溶剂。该溶剂中乙酸丙二醇单甲醚酯的含量较好为50~100wt%、更好55~97wt%、进一步更好60~95wt%。
上述溶剂可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。
本发明的着色组合物或着色光敏树脂组合物中溶剂(E)的含量,以该着色组合物或着色光敏树脂组合物为基准,按重量分数计,较好是70wt%或以上~90wt%或以下、更好是75wt%或以上~88wt%或以下。当溶剂(E)的含量在上述范围内时,施用的平面内均匀性是优异的,色浓度充分,且在形成滤色器方面显示特征优异,因而较好。
本发明的着色光敏树脂组合物可以进一步含有一种表面活性剂。作为该表面活性剂,可以列举从下列组成的一组中选择的至少一种表面活性剂硅酮系表面活性剂,氟系表面活性剂和含有氟原子的硅酮系表面活性剂。
作为上述硅酮系表面活性剂,可以列举含有硅氧烷键的表面活性剂等。具体列举的是Toray Silicone DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH21PA、SH28PA、29SHPA、SH30PA、聚醚改性硅油SH8400(商品名;Toray Silicone公司制造)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(Shin-Etsu Silicone公司)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452、TSF4460(GE Toshiba Silicone公司制造)等。
作为上述氟系表面活性剂,可以列举含有氟烃链的表面活性剂等。具体列举的是Florad(商品名)FC430、FC431(住友3M公司制造)、Megafack(商品名)F142D、F171、F172、F173、F177、F183、R30(Dainippon Ink&Chemicals公司制造)、Eftop(商品名)EF301、EF303、EF351、EF352(Shin Akita Kasei公司制造)、Surfron(商品名)S381、S382、SC101、SC105(Asahi Glass公司制造)、E5844(DaikinFine Chemical Laboratory制造)、BM-1000、BM-1100(均为商品名,BM Chemie公司制造)等。
作为上述有氟原子的硅酮系表面活性剂,可以列举有硅氧烷键和氟烃链的表面活性剂等。具体地列举的是Megafack(商品名)R08、BL20、F475、F477、F443(Daikin Fine Chemical Laboratory制造)等。
这些表面活性剂可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。
当含有表面活性剂时,以着色光敏树脂组合物为基准,按重量分数计,其含量较好是0.0005wt%或以上~0.6wt%或以下、更好是0.001wt%或以上~0.5wt%或以下。当表面活性剂的含量在上述范围内时,有施用平直度优异的较好趋势。
本发明的着色光敏树脂组合物可以进一步含有添加剂例如填料、除高分子化合物(B)外的高分子化合物、紧密粘附促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防粘连剂、有机酸、有机氨基化合物、硬化剂等。
作为上述填料,可以列举玻璃、氧化铝等的微细微粒。
上述除高分子化合物(B)外的高分子化合物的实例,包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚丙烯酸氟烷酯等。
上述紧密粘附促进剂的实例包括乙烯基三甲氧基甲硅烷、乙烯基三乙氧基甲硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)甲硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基·甲基·二甲氧基甲硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷、3-氨基丙基三乙氧基甲硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基甲硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基甲硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基甲硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基甲硅烷、3-氯丙基三甲氧基甲硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基甲硅烷、3-巯基丙基三甲氧基甲硅烷等。
上述抗氧化剂的实例包括4,4’-硫二(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等。
上述紫外线吸收剂的实例包括苯并三唑,例如2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑等;二苯甲酮,例如2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮等;苯甲酸酯,例如3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔丁基苯酯等;三嗪,例如2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚等。
上述防凝结剂的实例包括聚丙烯酸钠等。
上述有机酸的实例包括脂肪族单有机酸,例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、新戊酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸、辛酸等;脂肪族二羧酸,例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸酯、四甲基琥珀酸酯、环己烷二羧酸、衣康酸、柠康酸、马来酸、富马酸、中康酸等;脂肪族三羧酸,例如丙三羧酸、乌头酸、樟脑三酸等;芳香族单羧酸,例如苯甲酸、甲苯甲酸、枯酸、半酸、林酸等;芳香族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等;芳香族多羧酸,例如偏苯三酸、1,3,5-苯三酸、苯偏四甲酸、1,2,4,5-苯四酸等。
上述有机胺化合物的实例包括单烷基胺,例如正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷基胺、正十二烷基胺等;单环烷基胺,例如环己基胺、2-甲基环己基胺、3-甲基环己基胺、4-甲基环己基胺等;二烷基胺,例如甲基乙基胺、二乙胺、甲基正丙基胺、乙基正丙基胺、二正丙基胺、二异丙基胺、二正丁基胺、二异丁基胺、二仲丁基胺、二叔丁基胺、二正戊基胺、二正己基胺等;单烷基单环烷基胺,例如甲基环己基胺、乙基环己基胺等;二环烷基胺,例如二环己基胺等;三烷基胺,例如二甲基乙基胺、甲基二乙基胺、三乙胺、二甲基正丙基胺、二乙基正丙基胺、甲基二正丙基胺、乙基二正丙基胺、三正丙基胺、三异丙基胺、三正丁基胺、三异丁基胺、三仲丁基胺、三叔丁基胺、三正戊基胺、三正己基胺等;二烷基单环烷基胺,例如二甲基环己基胺、二乙基环己基胺等;单烷基二环烷基胺,例如甲基二环己基胺、乙基二环己基胺、三环己基胺等;单链烷醇胺,例如2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇等;单环烷醇胺,例如4-氨基-1-环己醇等;二链烷醇胺,例如二乙醇胺、二正丙醇胺、二异丙醇胺、二正丁醇胺、二异丁醇胺、二正戊醇胺、二正己醇胺等;二环烷醇胺,例如二(4-环己醇)胺等;三链烷醇胺,例如三乙醇胺、三正丙醇胺、三异丙醇胺、三正丁醇胺、三异丁醇胺、三正戊醇胺、三正己醇胺等;三环烷醇胺,例如三(4-环己醇)胺等;氨基链烷二醇,例如3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇、4-氨基-1,3-丁二醇、3-二甲胺基-1,2-丙二醇、3-二乙胺基-1,2-丙二醇、2-二甲胺基-1,3-丙二醇、2-二乙胺基-1,3-丙二醇等;氨基环烷二醇,例如4-氨基-1,2-环己二醇、4-氨基-1,3-环己二醇等;含氨基环烷酮甲醇,例如1-氨基环戊酮甲醇、4-氨基环戊酮甲醇等;含氨基环烷甲醇,例如1-氨基环己酮甲醇、4-氨基环己酮甲醇、4-二甲胺基环戊酮甲醇、4-二乙胺基环戊酮甲醇、4-二甲胺基环己烷甲醇、4-二乙胺基环怀烷甲醇等;氨基羧酸,例如β-丙氨酸、2-氨基丁酸、3-氨基丁酸、4-氨基丁酸、2-氨基异乙酸、3-氨基异乙酸、2-氨基戊酸、5-氨基戊酸、6-氨基丙酸、1-氨基环丙烷羧酸、1-氨基环己烷羧酸、4-氨基环己烷羧酸等;芳香族胺,例如苯胺,邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、对乙基苯胺、对正丙基苯胺、对异丙基苯胺、对正丁基苯胺、对叔丁基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、对甲基-N,N-二甲基苯胺等;氨基苄醇,例如邻氨基苄醇、间氨基苄醇、对氨基苄醇、对二甲胺基苄醇、对二乙胺基苄醇等;氨基苯酚,例如邻氨基苯酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚、对二甲胺基苯酚、对二乙胺基苯酚等;氨基苯甲酸,例如间氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、对二甲胺基苯甲酸、对二乙胺基苯甲酸等。
作为上述硬化剂,可以列举诸如能通过加热而与碱溶性树脂中的羧基反应而使该碱溶性树脂交联的化合物,能单独聚合而使彩色图案硬化的化合物等。作为上述化合物,可以列举诸如环氧化物、氧杂环丁烷化合物等,较好使用氧杂环丁烷化合物。
在此,环氧化合物的实例包括环氧树脂,例如双酚A系环氧树脂、加氢双酚A系环氧树脂、双酚F系环氧树脂、加氢双酚F系环氧树脂、线型酚醛清漆型环氧树脂、其它芳香族环氧树脂、脂肪族环氧树脂、杂环环氧树脂、缩水甘油酯系树脂、缩水甘油胺系树脂、环氧化油等,这些环氧树脂的溴化衍生物,除环氧树脂及其溴化衍生物外的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物,丁二烯(共)聚合物的环氧化化合物,异戊二烯(共)聚合物的环氧化化合物,(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。
上述氧杂环丁烷化合物的实例包括碳酸二氧杂环丁烷、二甲苯二氧杂环丁烷、己二酸二氧杂环丁烷、对苯二甲酸二氧杂环丁烷、环己烷二羧酸二氧杂环丁烷等。
当含有环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等作为硬化剂时,本发明的着色光敏树脂组合物可以含有能引起环氧化合物的环氧基团或氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架的开环聚合的化合物。作为这种化合物,可以列举诸如多元羧酸、多元羧酸酐、酸发生剂等。
上述多元羧酸的实例包括芳香族多元羧酸,例如邻苯二甲酸、3,4-二甲基邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2,4,5-苯四酸、偏苯三酸、1,4,5,8-萘四羧酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸等;脂肪族多元羧酸,例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、马来酸、富马酸、衣康酸;脂环族多元羧酸,例如六氢邻苯二甲酸、3,4-二甲基四氢邻苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、六氢对苯二甲酸、1,2,4-环戊烷三羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、环戊烷四羧酸、1,2,4,5-环己烷四羧酸等。
上述多元羧酸酐的实例包括芳香族多元羧酸酐,例如邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-苯四酸酐、1,2,4-苯三酸酐、3,4’,4,4’-二苯甲酮四羧酸酐等;脂肪族多元羧酸酐,例如衣康酸酐、琥珀酸酐、柠康酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、丙三酸酐、马来酸酐、1,2,3,4-丁四羧酸二酐等;脂环族多元羧酸酐,例如六氢邻苯二甲酸酐、3,4-二甲基四氢邻苯二甲酸酐、1,2,4-环戊烷三羧酸酐、1,2,4-环己烷三羧酸酐、环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、highmic anhydride、桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐等;含酯基羧酸酐,例如乙二醇二偏苯三酸、甘油三偏苯三酸酐等。
作为上述羧酸酐,可以使用作为环氧树脂硬化剂销售的那些。上述环氧树脂硬化剂的实例包括Adeka Hardener EH-700(Asahi Denka公司制造)、Rikacid HH,MH-700(全都由New Japan Chemical公司制造)等。
作为酸发生剂,可以列举与以上所述相同的化合物。
上述能引起环氧化合物的环氧基或氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架的开环聚合的化合物可以单独使用,也可以2种或更多种组合使用。
作为本发明的着色光敏树脂组合物的制备方法,可以列举这样一种方法,其中,染料(A)是通过让一种分散剂共存而分散于一种溶剂(E)中而制备染料(A)的分散液,进而,使碱溶性树脂(B1)、可光聚合化合物(C)、光聚合引发剂(D)及必要时其它添加剂等溶解于一种溶剂中,并与上述染料(A)分散液混合,且必要时进一步添加一种溶剂,或其它方法。
本发明的着色光敏树脂组合物通常密封于一种容器中并进行流通和贮存的。
使用本发明的着色光敏树脂组合物生产影像传感器滤色器的一般方法如以下所述。将本发明的着色光敏树脂组合物施用到一种底板上并使其干燥的过程、用一种i线步进器(stepper)进行所得到干燥施用薄膜上图案曝光的过程、曝光后进行碱显影的过程、和随后的热处理过程是按顺序进行的,并对每种颜色(三色或四色)按顺序重复上述过程而产生一种硬化的涂布薄膜,得到一种滤色器。
更具体地说,本发明的着色光敏树脂组合物是用一种施用装置例如旋涂器等施用到一种适用底板上的,使得当干燥时薄膜厚度一般为0.1~5μm、较好0.2~2μm,然后用一种加热装置例如100℃的烘箱将该组合物加热诸如3分钟,得到一种平整施用的薄膜。
该底板没有特别限定,包括玻璃板、塑料板、铝板、电子零部件基材例如成像元件用硅片等,进而包括透明树脂板、树脂薄膜、阴极射线管屏、显像管的受光平面、载带所形成固体成像元件例如CCD、BBD、CID、BASIS等的硅片、使用薄膜半导体的相干型影像传感器、液晶显示平面、彩色电子照像用光敏材料、电致变色(EC)显示器底板等。
为了改善与滤色器层的粘附,较好在底板上进行高紧密粘附处理。具体地说,事先在底板上薄薄地施用一种甲硅烷偶合剂,然后,形成着色光敏树脂组合物的图案,替而代之,在着色光敏树脂组合物中可以事先含有一种甲硅烷偶合剂。
当底板上有不均匀性时,在该底板上施用一种能消除该不均匀性并使所施用的平面变得更光滑的平整化薄膜,然后可以施用本发明的着色光敏树脂组合物。例如,在硅片底板上用一种能因受光量而异而发生电子的光电子转换零件(光电二极管)和一种用于输出所发生电子的读出门零件构成影像传感器例如CCD等,且当光线照射到该读出门零件时,引起噪声而不能输出正确数据,因此,在读出门零件上形成一个变调薄膜层,而且在一些情况下在这种零件与不带有变调薄膜层的光电二极管零件之间产生不均匀性。当在这样的不均匀性上施用彩色抗蚀剂并直接形成滤色器时,使光路延伸,因而影像变黑,光线集合也得变不良。为了改善这种情况,较好在CDD与滤色器之间形成一种透明的平整化薄膜以达到填充不均匀性之目的。作为这种平整化薄膜的材料,可以列举光敏树脂组合物、丙烯酸或环氧系热固性树脂等。
光敏树脂组合物施用后,通常进行预烘烤以使溶剂蒸发而得到干燥施用薄膜。作为这种预烘烤方法,有在减压下干燥、用高温空气等间接热干燥、用热板等直接热干燥(80~140℃,50~200秒)等。进而,还可以进行后烘烤,以使显影后得到的图案充分硬化而提高机械强度,给出一种永久薄膜。例如,在三色滤色器生产中,先形成一种图案,然后对其进行2次其它颜色的抗蚀剂液体施用、曝光和显影。在此程序中进行后烘烤,以防止由于与所施用抗蚀剂液体混色、曝光和显影而引起的图案缺失。对于这种后烘烤,使用与预烘烤相同的方法,然而后烘烤是在比预烘烤更高的温度进行更长的时间的。例如,在用烘箱加热的情况下,加热在120~250℃进行1~60分钟,而在用热板加热的情况下,加热在100~250℃进行2~60分钟。
曝光用光源没有特别限定,可以列举汞灯的i谱线作为能对图案形成性能产生显著影响的光源。本发明的这一特色,从工艺性能的观点来看,在使用汞灯的i谱线作为一线谱的影像传感器用滤色器生产中是特别显著的,而且无需说,本发明也可以用于液晶显示器。
用于硬化组合物显影的显影剂没有特别限定,可以使用惯常已知的显影剂。具体地说,基于季铵盐例如氢氧化四甲铵(TMAH)等的有机碱的显影剂,对于达到本发明之目的是较好的。
滤色器可以通过对于每一种不同色调重复经由如上所述过程形成的图案来得到,该滤色器可以适当地用来作为影像传感器的构成元件。
按照本发明,可以提供一种着色组合物,其中染料在溶剂中的分散性得到改善,该组合物在分辨率性能方面也是优异的,而且能形成有优异耐热性的图案。
本发明的着色组合物可以适当地用于形成影像传感器例如CCD、CMOS等用的滤色器的像素的着色光敏树脂组合物中,还可以用于形成显示器例如LCD等用的滤色器的像素的着色光敏树脂组合物中。
实施例本发明将根据以下实施例更详细地加以说明,但无需说,本发明不局限于这些实施例。
<树脂(B1)的合成>
向一个配备搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴液漏斗和气体导入管的1L烧瓶中导入333g乙酸丙二醇单甲醚酯。然后,将氮气经由气体导入管导入该烧瓶中,用氮气吹扫该烧瓶中的气氛。然而,加热该烧瓶中的溶液到可高达100℃,然后用滴液漏斗用2小时时间向该烧瓶中滴加由22.0g(0.10mol)甲基丙烯酸二环戊烷酯(FA-513M,HitachiChemical公司制造)、70.5g(0.40mol)甲基丙烯酸苄酯、43.0g(0.5mol)甲基丙烯酸、3.6g偶氮二异丁腈和164g乙酸丙二醇单甲醚酯的混合物,滴加完成后,混合物在100℃进一步搅拌5小时。
搅拌完成后,将空气经由气体导入管导入该烧瓶中,用空气吹扫该烧瓶中的气氛,然后向该烧并中加入35.5g
、0.9g三(二甲胺基)甲基苯酚和0.145g氢醌,反应在110℃继续6小时,得到酸值为80mg KOH/g、呈固体形式的树脂B1。
在此,酸值是作为中和1g有酸性基团例如羧酸等的聚合物所需要的氢氧化钾数量(mg)量度的、通常用已知浓度氢氧化钾水溶液滴定测定的值。
所得到的树脂B1用GPC方法测定、基于聚苯乙烯校准标准的重均分子量为9,000。
碱溶性树脂基于聚苯乙烯校准标准的重均分子量的测定是在下列条件下用GPC方法进行的。
装置HLC-8120GPC(由Tosoh公司制造)柱TSK-GELG 2000HXL柱温40℃溶剂THF(四氢呋喃)流量率1.0mL/min样品液体的固体浓度0.001~0.01wt%注射量50μL检测器RI校准用标准物质TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(Tosoh公司制造)各实施例中使用的成分如以下所述,在一些情况下用缩略语。
(A-1)C.I.溶剂黄162
(A-2)C.I.溶剂橙56 (A-3)C.I.酸性红289 R=R′或H(A-4)C.I.酸性绿16 R=Me或Et<着色剂(A-11)的制备>
用一台三辊磨,向通过将60g树脂B1溶解在200g乙酸丙二醇单甲醚酯中制备的260g清漆中捏合和分散200g着色剂(A-1)/(A-2)/(A-3)=31/33/36,然后用一台内容积为1L的介质磨(使用内容积80vol%的0.5mm氧化锆珠)处理460g上述树脂处理的染料淤浆、20g树脂B1和520g乙酸丙二醇单甲醚酯,得到一种着色剂溶液(A-11)。
<着色剂(A-12)的制备>
用一台内容积为1L的介质磨(使用内容积80vol%的0.5mm氧化锆珠)处理200g着色剂(A-1)/(A-2)/(A-3)=31/33/36、80g树脂B1和720g乙酸丙二醇单甲醚酯,得到一种着色剂溶液(A-12)。
<着色剂(A-13)的制备>
用一台三辊磨向通过将60g树脂B1溶解于200g乙酸丙二醇单甲醚酯中制备的260g清漆中捏合和分散200g着色剂(A-1)/(A-4)=52/48,然后用一台内容积为1L的介质磨(使用内容积80vol%的0.5mm氧化锆珠)处理460g上述树脂处理的染料淤浆、20g树脂B1和520g乙酸丙二醇单甲醚酯,得到一种着色剂溶液(A-13)。
<着色剂(A-14)的制备>
用一台内容积为1L的介质磨(使用内容积80vol%的0.5mm氧化锆珠)处理200g着色剂(A-1)/(A-4)=52/48、80g树脂B1和720g乙酸丙二醇单甲醚酯,得到一种着色剂溶液(A-14)。
(B-1)树脂B1(C-1)可光聚合化合物六丙烯酸二聚季戊四醇酯(D-1)光聚合引发剂2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮(G-1)光聚合引发助剂4,4’-二(二甲胺基)二苯甲酮(E-1)溶剂乙酸丙二醇单甲醚酯(E-2)溶剂3-乙氧基丙酸乙酯(H-1)聚醚改性硅油SH 8400(Toray Silicone公司制造)实施例1[着色光敏树脂组合物1的制备]将下列成分混合,得到着色光敏树脂组合物1。
(A-11)44.100重量份(B-1)1.144重量份(C-1)4.344重量份(D-1)1.043重量份(G-1)0.348重量份(E-1)35.820重量份
(E-2)7.900重量份(H-1)0.011重量份[图案的形成]在一枚硅片上旋涂Sumi Resist PR-1300Y-PG(住友化学公司制造),然后在100℃加热1分钟除去挥发性成分,从而形成一个厚度为0.5μm的平整化薄膜层。然后,此硅片在230℃加热15分钟以使该平整化薄膜形成材料层硬化,形成一种支撑体。用旋涂法将以上得到的着色光敏树脂组合物1施用在这种支撑体(有平整化薄膜的硅片)上,并在100℃加热3分钟以使挥发性成分挥发,形成一个着色光敏树脂组合物层。
其次,所得到的着色光敏树脂组合物层用一台曝光机(Nikon NSRi9C,尼康公司制造)经由一种有图案的掩膜[用方格形成2μm见方像素]以i线照射[10~300msec,按10msec间隔以30种姿态梯度曝光],然后这种底板在一种显影剂
中在23℃浸没60秒钟,进行显影。显影之后,该底板用水洗涤、干燥,得到一种线宽为2.0μm、厚度为2.0μm、呈方格形式的图案。
另外,在一种玻璃底板(#1737,Corning公司制造)上用旋涂法施用以上得到的着色光敏树脂组合物1,然后在100℃干燥1分钟,以使挥发性成分蒸发,形成一层着色光敏树脂组合物。冷却后,这个着色光敏树脂组合物层用i线[波长365nm]不经由光掩膜照射以进行其曝光,得到一种在该底板的整个表面上形成的着色薄膜。作为i线的光源,使用一种超高压汞灯,照射光数量是150m J/cm2。所得到的着色薄膜的色度是用一台色度计(OSP-SP-200,OLYMPUS公司制造)测定的。
(1)剩余材料评估(分辨率评估)在显影溶解部分没有剩余材料者评估为○,其它评估为×。结果列于表1中。
(2)形式评估(分辨率评估)图案断面用扫描电子显微镜确认,那些有显示出其底与邻边的夹角约80~90°的梯形断面的优异拔梢形式而且有2μm或以下的分辨率者评估为○,其它评估为×。结果列于表1中。当可以形成图案时,至少紧密粘附是优异的。
(3)表面糙度图案的表面用显微镜(Nanopics;精工仪器公司制造)观察,那些显示出平均粗糙程度为3nm或以下者评估为○,其它评估为×。结果列于表1中。
(4)耐热性评估形成一种着色薄膜,然后在150℃加热2分钟。该热处理之后,按照与如上所述相同的方式测量色度。将着色薄膜刚形成后的色度与热处理后的色度加以比较,那些显示出其色度差为3或以下者评估为○,其它评估为×。结果列于表1中。
比较例1[着色光敏树脂组合物2的制备]将下列成分混合,但染料(A)是不溶解的。分散是不充分的,得到一种染料混凝体,而没有得到均匀的着色光敏树脂组合物。
(A-3)3.780重量份(A-2)3.465重量份(A-1)3.255重量份(B-2)4.521重量份(C-1)4.521重量份(D-1)1.085重量份(G-1)0.362重量份(E-1)71.100重量份(E-2)7.900重量份(H-1)0.011重量份比较例2[着色光敏树脂组合物3的制备]着色光敏树脂组合物3是按照与实施例1中相同的方式得到的,所不同的是,着色光敏树脂组合物1中的(E-1)和(E-2)由46.800重量份乳酸乙酯和31.200重量份N,N-二甲基甲酰胺代替。试图按照与实施例1中相同的方式形成图案,然而仍然没有图案。
实施例2[着色光敏树脂组合物4的制备]
着色光敏树脂组合物4是按照与比较例2中相同的方式得到的,所不同的是,着色光敏树脂组合物3中的(A-11)由(A-12)代替。
按照与实施例1中相同的方式进行评估,所不同的是,实施例1中的着色光敏树脂组合物1由着色光敏树脂组合物4代替。
表1

比较例3[着色光敏树脂组合物5的制备]将下列成分混合,但染料(A)没有溶解。分散是不充分的,得到一种染料混凝体,而没有得到均匀的着色光敏树脂组合物。
(A-4)3.420重量份(A-1)6.580重量份(B-1)4.306重量份(C-1)4.306重量份(D-1)1.033重量份(G-1)0.344重量份(E-1)80.000重量份(H-1)0.010重量份比较例4[着色光敏树脂组合物6的制备]着色光敏树脂组合物6是按照与实施例1中相同的方式得到的,所不同的是,着色光敏树脂组合物5中的(E-1)代之以48.000重量份乳酸乙酯和32.000重量份N,N-二甲基甲酰胺。
按照与实施例1中相同的方式进行评估,所不同的是,实施例1中的着色光敏树脂组合物1代之以着色光敏树脂组合物6。结果示于表2中。
实施例3[着色光敏树脂组合物7的制备]将下列成分混合,得到着色光敏树脂组合物7。
(A-13)50.000重量份(B-1)0.306重量份(C-1)4.306重量份(D-1)1.033重量份(G-1)0.344重量份(E-1)44.000重量份(H-1)0.010重量份[图案的形成与评估]按照与比较例2中相同的方式进行评估,所不同的是,比较例2中的着色光敏树脂组合物2代之以着色光敏树脂组合物7。
实施例4[着色光敏树脂组合物8的制备]着色光敏树脂组合物8是按照与实施例3中相同的方式得到的,所不同的是,着色光敏树脂组合物7中的(A-13)代之以(A-14)。
表2

权利要求
1.一种着色组合物,包含(A)染料,(B)高分子化合物,和(E)溶剂,其中该染料(A)是用溶于溶剂(E)中的该高分子化合物(B)进行分散处理过的染料。
2.按照权利要求1的着色组合物,其中该高分子化合物(B)是选自(B1)碱溶性树脂和(B2)分散剂两者中的至少一种高分子化合物。
3.按照权利要求1或2的着色组合物,其中该溶剂(E)是一种含有丙二醇一甲醚乙酸酯的溶剂。
4.一种着色光敏树脂组合物,包含按照权利要求1~3中任何一项的着色组合物。
5.按照权利要求4的着色光敏树脂组合物,还包含(B1)碱溶性树脂、(C)可光聚合化合物和(D)光聚合引发剂。
6.按照权利要求4或5的着色光敏树脂组合物,其中以该着色光敏树脂组合物的固体重量含量为基准计,染料(A)的含量是20~60重量%。
7.一种用按照权利要求4~6中任何一项的着色光敏树脂组合物形成的图案。
8.一种含有按照权利要求7的图案的滤色器。
9.一种装配有按照权利要求8的滤色器的图象传感器。
全文摘要
一种着色组合物,包含(A)染料、(B)高分子化合物和(E)溶剂,其中染料(A)是用溶于溶剂(E)中的高分子化合物(B)分散处理过的染料。
文档编号G02B5/20GK1834164SQ20061000957
公开日2006年9月20日 申请日期2006年2月24日 优先权日2005年2月28日
发明者市川幸司 申请人:住友化学株式会社
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