着色感光性树脂组合物和使用其的滤色器的制作方法

文档序号:12269674阅读:258来源:国知局

本发明涉及着色感光性树脂组合物和使用其的滤色器,更详细地说,涉及制造彩色液晶显示装置等中使用的滤色器时使用的滤色器用着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器。



背景技术:

滤色器(color filter)采用染色法、印刷法、电沉积法、颜料分散法、膜转印法等制造,不仅在液晶显示装置(liquid crystal display pannel、LCD)中而且在电荷耦合元件(charge coupled device、CCD)和液晶开关等中广泛地使用。特别地,在其用途扩大的LCD中滤色器是再现色调的最重要的部件之一。

最近,LCD制造工序中,为了提高生产率,在进行着滤色器图案的制造时与高温烧成工序相比用于在低温烧成工序中制造高可靠性的滤色器的研究。但是,在200℃以下将现有的着色感光性树脂组合物固化的情况下,产生了无法充分地进行上述树脂组合物的固化、与下部基板的密合性降低、发生图案的剥离、或者为了形成薄膜而曝光量増加、感度降低的问题等。因此,对于在200℃以下的烧成工序中进行充分的固化、可以提供具有高感度和高可靠性的滤色器的低温固化型着色感光性树脂组合物的要求高涨,对于其的研究在积极地进行。作为一例,韩国公开专利第10-2012-0088026号中,提供了在200℃以下的低温烧成工序时在基板上可以进行充分的固化、低温烧成后与基板的密合力优异的着色感光性树脂组合物,其包含着色剂、碱可溶性树脂、光聚合化合物、光聚合引发剂、溶剂、偶氮化合物、巯基化合物、和环氧化合物。但是,上述现有技术由于含有偶氮化合物,因此滤色器的透过度降低,使偶氮化合物热分解而存在烟雾(fume)的问题,依然继续要求在200℃以下的低温烧成工序时在基板上可以进行充分的固化、并且可靠性提高的着色感光性树脂组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:韩国公开专利第10-2012-0088026号



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供在低温烧成工序中可以进行与基板的充分的固化、显示优异的感度的着色感光性树脂组合物。

另外,本发明的目的在于提供用上述着色感光性树脂组合物制造、具有高可靠性的滤色器。

用于解決课题的手段

本发明提供着色感光性树脂组合物,其特征在于,包含着色剂(A)、碱可溶性树脂(B)、多官能性单体(C)、光聚合引发剂(D)、溶剂(E)、和巯基化合物(F),上述多官能性单体(C)包含3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)、和由下述化学式1表示的多官能性单体(C-2)。

[化学式1]

上述化学式1中,X为含有杂原子或者不含杂原子的碳数1~10的脂肪族烃,

R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地各自为环氧化合物或由下述化学式2表示的化合物,R1~R6的至少1个以上为由化学式2表示的化合物和环氧化合物,

[化学式2]

n为0~5的整数。

一实施方式中,由化学式1表示的多官能性单体(C-2)可以为由下述化学式3表示的化合物。

[化学式3]

其他的实施方式中,3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)可以为选自三羟甲基丙烷三(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、和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯中的1种以上。

进而,其他的实施方式中,巯基化合物(F)可以为选自4-巯基氢化肉桂酸(4-Mercaptohydrocinnamic Acid)、4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic Acid)、硫代水杨酸(Thiosalicylic Acid)、3,4-二甲氧基苯硫酚(3,4-Dimethoxybenzenethiol)、3-乙氧基苯硫酚(3-Ethoxybenzenethiol)、4-羟基苯硫酚(4-Hydroxybenzenethiol)、3-甲氧基苯硫酚(3-Methoxybenzenethiol)、2-羟基苯硫酚(2-Hydroxybenzenethiol)、4-甲氧基苯硫酚(4-Methoxybenzenethiol)、3-羟基苯硫酚(3-Hydroxybenzenethiol)、2-甲氧基苯硫酚(2-Methoxybenzenethiol)、硫代水杨酸甲酯(MethylThiosalicylate)、2,3,5,6-四氟-4-巯基苯甲酸(2,3,5,6-Tetrafluoro-4-mercaptobenzoic Acid)、2-巯基苯并噻唑、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、β-巯基丙酸(β-Mercaptopropionicacid)、3-巯基丙酸甲酯(Methyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸2-乙基己酯(2-Ethylhexyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸正辛酯(n-Octyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸甲氧基丁酯(Methoxybuthyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸硬脂酯(Stearyl 3-Mercaptopropionate)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(Trimethylolpropanetris(3-mercaptopropionate))、三[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯(Tris[(3-Mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(Pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)(Tetraethyleneglycol bis(3-mercaptopropionate))、和二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)(Dipentaerythritol hexakis(3-mercaptopropionate))中的1种以上。

进而,其他的实施方式可以为:含有5~60重量%的着色剂(A),含有10~80重量%的碱可溶性树脂(B),含有5~80重量%的多官能性单体(C),含有0.1~5重量%的巯基化合物(F),以碱可溶性树脂(B)和多官能性单体(C)的总含量为基准,含有0.1~40重量%的光聚合引发剂(D),以着色感光性树脂组合物的总重量为基准,含有60~90重量%的溶剂(E)。

另外,本发明提供用上述着色感光性树脂组合物制造的滤色器。

发明的效果

本发明的着色感光性树脂组合物由于可以在低温烧成工序中充分地固化,显示出优异的感度,因此能够提供高可靠性的滤色器。

具体实施方式

本发明涉及着色感光性树脂组合物和使用其制造的滤色器。

本发明的着色感光性树脂组合物,其特征在于,通过包含由化学式1表示的多官能性单体(C-2)、和巯基化合物(F),从而在低温烧成工序中可以充分地固化,滤色器的可靠性提高。

以下对本发明详细地说明。

着色剂(A)

上述着色剂(A)以1种以上的颜料(a1)、或1种以上的染料(a2)作为必要成分。

颜料(a1)

上述颜料能够使用本领域中一般使用的有机颜料或无机颜料。上述颜料可以使用印刷油墨、喷墨油墨等中使用的各种的颜料,具体地,可列举出水溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚满酮颜料、异吲哚满颜料、苝颜料、苝酮颜料、二噁嗪颜料、蒽醌颜料、联蒽醌颜料、蒽嘧啶颜料、蒽垛蒽酮(anthanthrone)颜料、阴丹酮(indanthrone)颜料、黄蒽酮颜料、皮蒽酮(pyranthrone)颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料等。作为上述无机颜料,可列举出金属氧化物、金属络盐等金属化合物,具体地,可列举出铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑、炭黑等金属的氧化物或复合金属氧化物等。特别地,作为上述有机颜料和无机颜料,具体地,可列举出色指数(The society of Dyers and Colourists出版)中分类为颜料的化合物,更具体地,可列举出以下那样的色指数(C.I.)序号的颜料,但未必限定于这些,这些可以各自单独使用或者将2种以上组合使用。

C.I.颜料黄13、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180、和185

C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、和71

C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、208、215、216、224、242、254、255、和264

C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37、和38

C.I.颜料蓝15(15:3、15:4、15:6等)、21、28、60、64、和76

C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47、和58

C.I.颜料棕28

C.I.颜料黑1和7等

上述颜料可以使用本领域中一般使用的有机颜料或无机颜料,这些可以各自单独使用或者将2种以上组合使用。

上述例示的C.I.颜料中,优选使用选自C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185、C.I.颜料橙38、C.I.颜料红122、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红208、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料紫23、C.I.颜料蓝15:3、颜料蓝15:6、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58中的颜料。

上述颜料优选使用其粒径均一地分散的颜料分散液。作为用于使颜料的粒径均一地分散的方法的一例,可列举出含有颜料分散剂(a3)进行分散处理的方法等,根据该方法,能够得到颜料在溶液中均一地分散的状态的颜料分散液。

作为上述颜料分散剂的具体例,可列举出阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚酯系、多胺系等的表面活性剂等,这些可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。

颜料分散剂(a3)

上述颜料分散剂(a3)是为了维持颜料的脱凝聚和稳定性而添加的,可以无限制地使用本领域中一般使用的颜料分散剂。优选地,含有包含BMA(甲基丙烯酸丁酯)或DMAEMA(甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯)的丙烯酸酯系分散剂(以下称为丙烯酸系分散剂)的颜料分散剂为宜。此时,上述丙烯酸系分散剂优选应用采用韩国公开专利第2004-0014311号中提出的活性控制方法制造的丙烯酸系分散剂,作为采用上述活性控制方法制造的丙烯酸酯系分散剂的市售品,可列举出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、DISPER BYK-2150等。

上述例示的丙烯酸系分散剂可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。

上述分散剂(a3)除了上述的丙烯酸系分散剂以外,可使用其他树脂型的颜料分散剂。作为上述其他树脂型的颜料分散剂,可列举出公知的树脂型的颜料分散剂、特别是聚氨酯、以聚丙烯酸酯为代表的聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分的)胺盐、聚羧酸的铵盐、聚羧酸的烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐、含羟基的聚羧酸的酯、和这些的改性生成物、或通过具有游离(free)羧基的聚酯与聚(低级烯化亚胺)的反应形成的酰胺或它们的盐这样的油质的分散剂;(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇、或聚乙烯基吡咯烷酮这样的水溶性树脂或水溶性聚合物化合物;聚酯;改性聚丙烯酸酯;环氧乙烷/环氧丙烷的加成生成物和磷酸酯等。作为上述树脂型分散剂的市售品,作为阳离子系树脂分散剂,例如可列举出BYK(ビック)化学公司的商品名:DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184;BASF公司的商品名:EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800;Lubirzol公司的商品名:SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10;川研精细化学公司的商品名:ヒノアクト(HINOACT)T-6000、ヒノアクトT-7000、ヒノアクトT-8000;味之素公司的商品名:アジスパー(AJISPUR)PB-821、アジスパーPB-822、アジスパーPB-823;共荣社化学社的商品名:フローレン(FLORENE)DOPA-17HF、フローレンDOPA-15BHF、フローレンDOPA-33、フローレンDOPA-44等。除了上述丙烯酸系分散剂以外,其他树脂型的颜料分散剂可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用,可与丙烯酸系分散剂并用使用。

上述分散剂(a3)的使用量,相对于使用的颜料(a1)的固体成分100重量份,为5~60重量份,更优选为15~50重量份的范围。如果分散剂(a3)的含量根据上述基准超过60重量份,则粘度升高,不到5重量份的情况下,颜料的微粒化困难,或者有时引起分散后凝胶化等问题。

染料(a2)

上述染料(a2)只要具有对于有机溶剂的溶解性,则可以无限制地使用。优选地,优选使用具有对于有机溶剂的溶解性、并且能够确保对于碱显影液的溶解性和耐溶剂性、经时稳定性等的可靠性的染料。

作为上述染料,可以使用选自具有磺酸、羧酸等酸性基团的酸性染料、酸性染料与含氮化合物的盐、酸性染料的磺酰胺体等及它们的衍生物中的染料,此外,也可以选择偶氮系、呫吨系、酞菁系的酸性染料和它们的衍生物。

优选地,上述染料可以列举出在色指数(The Society of Dyers and Colourists出版)内分类为染料的化合物、染色笔记(色染社)中记载的公知的染料。

作为上述染料的具体例,作为C.I.溶剂染料,可列举出

C.I.溶剂黄4、14、15、16、21、23、24、38、56、62、63、68、79、82、93、94、98、99、151、162、163等黄色染料;

C.I.溶剂红8、45、49、89、111、122、125、130、132、146、179等红色染料;

C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、41、45、56、62等橙色染料;

C.I.溶剂蓝5、35、36、37、44、59、67、70等蓝色染料;

C.I.溶剂紫8、9、13、14、36、37、47、49等紫色染料;

C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等绿色染料等。

C.I.溶剂染料中,优选对于有机溶剂的溶解性优异的C.I.溶剂黄14、16、21、56、151、79、93;C.I.溶剂红8、49、89、111、122、132、146、179;C.I.溶剂橙41、45、62;C.I.溶剂蓝35、36、44、45、70;C.I.溶剂紫13,其中,更优选C.I.溶剂黄21、79;C.I.溶剂红8、122、132;C.I.。

另外,作为C.I.酸性染料,可列举出

C.I.酸性黄1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251等黄色染料;

C.I.酸性红1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426等红色染料;

C.I.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173等橙色染料;

C.I.酸性蓝1、7、9、15、18、23、25、27、29、40、42、45、51、62、70、74、80、83、86、87、90、92、96、103、112、113、120、129、138、147、150、158、171、182、192、210、242、243、256、259、267、278、280、285、290、296、315、324:1、335、340等蓝色染料;

C.I.酸性紫6B、7、9、17、19、66等紫色染料;

C.I.酸性绿1、3、5、9、16、25、27、50、58、63、65、80、104、105、106、109等绿色染料等。

酸性染料中,优选对于有机溶剂的溶解度优异的C.I.酸性黄42;C.I.酸性红92;C.I.酸性蓝80、90;C.I.酸性紫66;C.I.酸性绿27。

另外,作为C.I.直接染料,可列举出

C.I.直接黄2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141等黄色染料;

C.I.直接红79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250等红色染料;

C.I.直接橙34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107等橙色染料;

C.I.直接蓝38、44、57、70、77、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、166、167、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、196、198、199、200、207、209、210、212、213、214、222、228、229、237、238、242、243、244、245、247、248、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293等蓝色染料;

C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104等紫色染料;

C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等绿色染料等。

进而,作为C.I.媒染染料,可列举出

C.I.媒染黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65等黄色染料;

C.I.媒染红1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95等红色染料;

C.I.媒染橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48等橙色染料;

C.I.媒染蓝1、2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84等蓝色染料;

C.I.媒染紫1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58等紫色染料;

C.I.媒染绿1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等绿色染料等。

这些染料可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。

上述着色剂(A)的含量,以着色感光性树脂组合物中的固体成分作为基准,包含5~60重量%、优选地10~45重量%为宜。按照上述基准,包含5~60重量%的上述着色剂(A)的情况下,即使形成薄膜,像素的色浓度也充分,显影时非像素部的脱落性没有降低,不易产生残渣,因此优选。

本发明中,着色感光性树脂组合物中的固体成分含量,意味着从着色感光性树脂组合物中将溶剂去除的剩余的成分的总含量。

碱可溶性树脂(B)

为了对于形成图案时的显影处理工序中使用的碱显影液具有可溶性,以具有羧基的烯属不饱和单体(b1)作为必要成分共聚而制造。

另外,为了确保与染料(a2)的相容性和着色感光性树脂组合物的经时稳定性,碱可溶性树脂(B)的酸值优选为30~150mgKOH/g。碱可溶性树脂(B)的酸值不到30mgKOH/g的情况下,着色感光性树脂组合物不易确保充分的显影速度,超过150mgKOH/g的情况下,与基板的密合性减小,容易发生图案的短路,在与染料的相容性上产生问题,着色感光性树脂组合物内的染料析出,着色感光性树脂组合物的经时稳定性降低,粘度容易上升。

为了确保上述碱可溶性树脂(B)的追加的显影性,可以赋予羟基。赋予羟基具有改善显影速度的效果,将碱可溶性树脂(B)与多官能性单体(C)的羟基值的合计限定为50mgKOH/g以上且250mgKOH/g以下。羟基值的合计为不到50mgKOH/g的情况下,不能确保充分的显影速度,超过250mgKOH/g的情况下,所形成的图案的尺寸稳定性降低,图案的直进性容易变得不良,与染料的相容性降低,容易产生经时稳定性的问题。

上述具有羧基的烯属不饱和单体(b1),作为具体例,可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类;富马酸、中康酸、衣康酸等二羧酸类;和这些二羧酸的酸酐;ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等在两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯类等,优选丙烯酸、甲基丙烯酸。

为了对碱可溶性树脂(B)赋予羟基,可以使具有羧基的烯属不饱和单体(b1)与具有羟基的烯属不饱和单体(b2)共聚而制造,可以使具有缩水甘油基的化合物(b3)追加地与具有羧基的烯属不饱和单体(b1)的共聚物反应而制造。另外,可以追加地使具有缩水甘油基的化合物(b3)与具有羧基的烯属不饱和单体(b1)和具有羟基的烯属不饱和单体(b2)的共聚物反应而制造。

作为上述具有羟基的烯属不饱和单体(b2)的具体例,有(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、N-羟基乙基丙烯酰胺等,优选(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯,可以将2种以上组合使用。

上述具有缩水甘油基的化合物(b3)的具体的实例,有丁基缩水甘油基醚、缩水甘油基丙基醚、缩水甘油基苯基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、丁酸缩水甘油酯、缩水甘油基甲基醚、乙基缩水甘油基醚、缩水甘油基异丙基醚、叔丁基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚、4-叔-丁基苯甲酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯等,优选丁基缩水甘油基醚、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯,可以将2种以上组合使用。

作为上述具有缩水甘油基的化合物(b3)例示的单体可以各自单独地使用或者将2种以上组合使用。

作为可共聚的具有不饱和键的聚合单体(b4)的具体例,可列举出苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、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等芳香族乙烯基化合物;

N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺等N-取代马来酰亚胺系化合物;

(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;

(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、(甲基)丙烯酸2-双环戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环族(甲基)丙烯酸酯类;

(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯类;

3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等不饱和氧杂环丁烷化合物等。

上述碱可溶性树脂(B)的含量必须满足碱可溶性树脂(B)与多官能性单体(C)的羟基值的合计为50mgKOH/g以上且250mgKOH/g以下的条件,着色感光性树脂组合物中的固体成分基准计,为10~80重量%,优选为10~70重量%的范围。如果上述碱可溶性树脂(B)的含量按照上述基准为10~80重量%,则在显影液中的溶解性充分,图案形成容易,显影时防止曝光部的像素部分的膜减少,非像素部分的脱落性变得良好,因此优选。

多官能性单体(C)

多官能性单体(C)必须包含3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)、和由下述化学式1表示的多官能性单体(C-2)。

[化学式1]

上述化学式1中,X为含有杂原子或不含杂原子的碳数1~10的脂肪族烃,R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地各自为环氧化合物或由下述化学式2表示的化合物,R1~R6的至少1个以上为由化学式2表示的化合物和环氧化合物,

[化学式2]

n为0~5的整数。

更具体地,由上述化学式1表示的多官能性单体(C-2)可以是由下述化学式3表示的化合物。

[化学式3]

本发明的着色感光性树脂组合物通过包含上述多官能性单体(C),从而在低温烧成工序中可以进行与基板的充分的固化,感度优异,由此能够提供高可靠性的滤色器。另外,由于高光聚合密度,因此对于玻璃基板的粘接力和着色力优异。

上述多官能性单体(C)可以与单官能单体、2官能单体混用使用,优选地,能够使用2官能以上的多官能单体。

作为上述单官能单体的具体例,可列举出壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等,作为市售品,可列举出ARONIX M-101(东亚合成)、KAYARAD TC-110S(日本化药)、VISCOAT 158(大阪有机化学工业)等。

作为上述2官能单体的具体例,可列举出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、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等,作为市售品,有ARONIX M-210、M-1100、1200(东亚合成)、KAYARAD HDDA(日本化药)、VISCOAT 260(大阪有机化学工业)、AH-600、AT-600、UA-306H(共荣社化学社)等。

作为上述3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)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、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等,作为市售品,有ARONIX M-309、TO-1382(东亚合成)、KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA-40H(日本化药)等,(甲基)丙烯酸酯类和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯在聚合性优异、能够提高强度的方面特别优选。

与3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)和由上述化学式1表示的多官能性单体(C-2)混用来使用时,以全体单体为基准,优选以3官能以上的(甲基)丙烯酸系多官能单体(C-1)和由上述化学式1表示的多官能性单体(C-2)的总含量为80重量%以下来使用。超过80重量%来使用的情况下,难以实现上述多官能性单体的性能。

就上述多官能性单体(C)而言,以着色感光性树脂组合物中的固体成分为基准,优选包含5~80重量%,特别地,更优选包含20~70重量%。按照上述基准包含20~45重量%的上述光聚合性化合物(C)的情况下,像素部的强度、平滑性变得良好,因此优选。

由上述化学式1表示的多官能性单体(C-2)在全体单体中优选含有0.01~60重量%,特别地,更优选含有1~40重量%。

光聚合引发剂(D)

上述光聚合引发剂(D)只要能够使多官能性单体(C)聚合,能够对其种类无特别限制地使用。特别地,上述光聚合引发剂(D)从聚合特性、引发效率、吸收波长、获得性、价格等观点出发,优选使用选自苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、联咪唑系化合物、肟化合物、和噻吨酮系化合物中的1种以上的化合物。

作为上述苯乙酮系化合物的具体例,可列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-甲硫基苯基)-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。

作为上述二苯甲酮系化合物,例如有二苯甲酮、O-苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔-丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。

作为上述三嗪系化合物的具体例,可列举出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)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-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)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。

作为上述联咪唑化合物的具体例,可列举出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’位的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物等。这些中,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、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,可列举出邻-乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1酮等,作为市售品,BASF公司的OXE01、OXE02是代表性的。

作为上述噻吨酮系化合物,例如有2-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。

另外,上述光聚合引发剂(D),为了提高本发明的着色感光性树脂组合物的感度,可以进一步包含光聚合引发辅助剂(d2)。本发明涉及的着色感光性树脂组合物通过含有光聚合引发辅助剂(d2),感度进一步提高,可以提高生产率。

上述光聚合引发辅助剂(d2)优选使用例如选自胺化合物、羧酸化合物、具有硫醇基的有机硫化合物中的1种以上的化合物。

作为上述胺化合物,优选使用芳香族胺化合物,具体地,可以使用三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等脂肪族胺化合物、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称:米蚩酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。

上述羧酸化合物优选为芳香族杂醋酸类,具体地,可列举出苯基硫代醋酸、甲基苯基硫代醋酸、乙基苯基硫代醋酸、甲基乙基苯基硫代醋酸、二甲基苯基硫代醋酸、甲氧基苯基硫代醋酸、二甲氧基苯基硫代醋酸、氯苯基硫代醋酸、二氯苯基硫代醋酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基醋酸、萘基硫代醋酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基醋酸等。

作为上述具有硫醇基的有机硫化合物的具体例,可列举出2-巯基苯并噻唑、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)等。

上述光聚合引发剂(D),以本发明的着色感光性树脂组合物的固体成分的总重量为基准,相对于碱可溶性树脂(B)和多官能性单体(C)的总含量,含有0.1~40重量%,优选地含有1~30重量%。如果上述光聚合引发剂(D)在上述的0.1~40重量%的范围内,使着色感光性树脂组合物高感度化,使曝光时间缩短,因此生产率提高,能够维持高分辨率,因此优选。另外,使用上述的条件的组合物形成的像素部的强度与上述像素部的表面中的平滑性变得良好。

另外,进一步使用上述光聚合引发辅助剂(d2)的情况下,就上述光聚合引发辅助剂(d2)而言,以本发明的着色感光性树脂组合物的固体成分的总重量为基准,相对于碱可溶性树脂和(B)多官能性单体(C)的总含量,含有0.1~40重量%、优选地1~30重量%。如果上述光聚合引发辅助剂(d2)的使用量在上述的0.1~40重量%的范围内,提供着色感光性树脂组合物的感度进一步提高、使用上述组合物形成的滤色器的生产率提高的效果。

溶剂(E)

上述溶剂只要对于使着色感光性树脂组合物中所含的其他成分溶解有效,可以无特别限制地使用通常的着色感光性树脂组合物中使用的溶剂,特别优选醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类、或酰胺类等。

上述溶剂(E),具体地,可列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、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚等二甘醇二烷基醚类、

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。

上述溶剂(E)在涂布性和干燥性的方面,优选沸点为100℃~200℃的有机溶剂,更优选地,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(E)可以各自单独地使用或者将2种以上混合使用,以本发明的着色感光性树脂组合物的总重量为基准,含有60~90重量%、优选地70~85重量%。如果上述溶剂(E)为上述的60~90重量%的范围,采用辊涂机、旋涂机、狭缝和旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模压涂布机)、喷墨等涂布装置涂布时,提供涂布性变得良好的效果。

巯基化合物(F)

通过由上述化学式1表示的多官能性单体(C-2),即使是低温烧成,也可以实现高的交联度,但单独地使用多官能性单体(C-2)的情况下,由于曝光时多官能单体的效率降低,可发生图案的短路,因此如果与多官能硫醇化合物混用来使用,通过多官能硫醇化合物能够防止多官能单体的效率降低。

上述多官能硫醇化合物为巯基化合物(F)。

上述巯基化合物(F)可以是选自4-巯基氢化肉桂酸(4-Mercaptohydrocinnamic Acid)、4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic Acid)、硫代水杨酸(Thiosalicylic Acid)、3,4-二甲氧基苯硫酚(3,4-Dimethoxybenzenethiol)、3-乙氧基苯硫酚(3-Ethoxybenzenethiol)、4-羟基苯硫酚(4-Hydroxybenzenethiol)、3-甲氧基苯硫酚(3-Methoxybenzenethiol)、2-羟基苯硫酚(2-Hydroxybenzenethiol)、4-甲氧基苯硫酚(4-Methoxybenzenethiol)、3-羟基苯硫酚(3-Hydroxybenzenethiol)、2-甲氧基苯硫酚(2-Methoxybenzenethiol)、硫代水杨酸甲酯(MethylThiosalicylate)、2,3,5,6-四氟-4-巯基苯甲酸(2,3,5,6-Tetrafluoro-4-mercaptobenzoic Acid)、2-巯基苯并噻唑、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、β-巯基丙酸(β-Mercaptopropionicacid)、3-巯基丙酸甲酯(Methyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸2-乙基己酯(2-Ethylhexyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸正辛酯(n-Octyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸甲氧基丁酯(Methoxybuthyl 3-Mercaptopropionate)、3-巯基丙酸硬脂酯(Stearyl 3-Mercaptopropionate)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(Trimethylolpropanetris(3-mercaptopropionate))、三[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯(Tris[(3-Mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(Pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)(Tetraethyleneglycol bis(3-mercaptopropionate))、和二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)(Dipentaerythritol hexakis(3-mercaptopropionate))中的1种以上。

上述巯基化合物(F),在上述着色感光性树脂组合物中,按照全体固体成分基准计,含有0.1~5重量%。如果在上述范围内含有上述巯基化合物(F),即使是低温烧成,通过多官能单体也可防止交联度降低,着色感光性树脂组合物的感度进一步提高,或者使用组合物形成的滤色器的生产率能够提高。

本发明涉及的着色感光性树脂组合物根据需要可以进一步包含添加剂,作为具体例,可以使用选自分散剂、润湿剂、硅烷偶联剂、和防凝聚剂等中的至少1种以上。

以下举例对本发明的着色感光性树脂组合物的制造方法进行说明。

首先,将上述着色剂(A)中的颜料(a1)与溶剂(E)混合,使用珠磨机等使其分散直至颜料的平均粒径成为0.2μm以下的程度。此时,根据需要可以使颜料分散剂(a3)、碱可溶性树脂(B)的一部分或全部、或染料(a2)与溶剂(E)一起混合,使其溶解或分散。

可以在上述混合的分散液中进一步添加染料(a2)、碱可溶性树脂的残部(B)、多官能性单体(C)、和光聚合引发剂(D)、根据需要添加的添加剂和溶剂(E)以致成为规定的浓度,制造本发明涉及的着色感光性树脂组合物。

以下使用合成例、实施例、比较例和实验例对本发明详细地说明。但是,下述的合成例、实施例、比较例和实验例用于对本发明进行例示,本发明并不受下述的合成例、实施例、比较例和实验例限定,可以进行多种修正和改变。

合成例1.A-1的合成

在250ml的三口烧瓶中,将使季戊四醇(10mmol)、NaOH(20mmol)、表氯醇(80ml)溶解于乙醇200ml的反应混合物升温到90℃后,搅拌12小时。12小时后,使NaOH(2.89g、72.20mmol)溶解于蒸馏水20ml中,在60℃下缓慢地滴加1小时后,在80℃下使其反应2小时。反应结束后,加入精制水50ml和THF50ml后,搅拌30分钟,将有机层分离。将有机层用无水硫酸镁干燥、过滤后,将滤液在减压下浓缩,在浓缩残留物中加入甲醇和蒸馏水,将杂质除去,得到了白色固体的A-1 5.3g(收率84%)。

合成例2.T-1的合成

在反应器中,将上述A-1 30mmol和戊-4-烯酰氯(40ml)、0.1重量%钠、0.02重量%钙、对-甲苯磺酸一水合物15mmol溶解于200ml的甲苯中的反应混合物在氮气流下升温到120℃后,搅拌。反应结束后,冷却到常温后,加入甲苯400ml。取出有机层后,加入精制水200ml,清洗,在有机层中加入无水硫酸镁后搅拌30分钟。将有机层过滤后,在减压下浓缩,将浓缩残留物用硅胶柱色谱(醋酸乙酯:正己烷=1:4)精制,得到了T-1。

合成例3.碱可溶性树脂(B)的合成

在具备搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮导入管的烧瓶中,投入丙二醇单甲基醚乙酸酯120份、丙二醇单甲基醚80份、AIBN 2份、丙烯酸19.0份、甲基丙烯酸苄酯10份、苯乙烯51.0份、正十二烷基硫醇3份,氮置换。然后,搅拌,使温度上升到110℃,使其反应6小时。接下来,将反应液的温度降低到常温,将烧瓶的空气再次置换为一般空气后,投入三乙胺0.3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20份,在110℃下使其反应5小时。这样合成的碱可溶性树脂的固体成分酸值为80mgKOH/g,采用GPC测定的重均分子量Mw为约22,000。

实施例1.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机将颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、上述合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份、作为巯基化合物的三羟甲基丙烷三(F-2)0.2重量份(制品名:TMMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

实施例2.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、上述合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份、作为巯基化合物的二季戊四醇六(F-2)0.2重量份(制品名:DPMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

实施例3.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)3.1重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)3.1重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份、作为巯基化合物的三羟甲基丙烷三(F-1)0.2重量份(制品名:TMMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

实施例4.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)3.1重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)3.1重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份、作为巯基化合物的二季戊四醇六(F-2)0.2重量份(制品名:DPMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

实施例5.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合的颜料分散物(A-1)与C.I.酸性紫66(A-2)使用珠磨机充分地分散,接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.4重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)50.4重量份、作为巯基化合物的三羟甲基丙烷三(F-1)0.2重量份(制品名:TMMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

实施例6.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合的颜料分散物(A-1)、C.I.酸性紫66(A-2)使用珠磨机充分地分散,接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.4重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)50.4重量份、作为巯基化合物的二季戊四醇六(F-2)0.2重量份(制品名:DPMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

比较例1.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1.2重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

比较例2.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合,使用珠磨机使颜料充分地分散(A-1),接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.2重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1.2重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)48.4重量份混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

比较例3.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合的颜料分散物(A-1)、C.I.酸性紫66(A-2)使用珠磨机充分地分散,接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.4重量份、多官能性单体(C-1)6.1重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)50.4重量份、三羟甲基丙烷三(F-1)0.2重量份(制品名:TMMP、制造公司:堺化学)混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

比较例4.着色感光性树脂组合物的制造

将C.I.颜料蓝15:6(颜料)12重量份、C.I.酸性红52 1.8重量份、作为颜料分散剂的BYK-2001 4.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯82.2重量份混合的颜料分散物(A-1)、C.I.酸性紫66(A-2)使用珠磨机充分地分散,接下来,将合成例3的碱可溶性树脂(B)18.4重量份、多官能性单体(C-1)4.9重量份(制品名:DPHA、制造公司:日本化药)、合成例2的T-1的多官能性单体(C-2)1.2重量份、作为肟酯系引发剂的PBG-305(D、制造公司:TRONLY)1.2重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(E)50.4重量份混合,得到了着色感光性树脂组合物(参照表1)。

【表1】

实验例1.感度测定、密合性评价和耐溶剂性评价

使用上述实施例1~6和比较例1~4中制造的着色感光性树脂组合物制造滤色器。

具体地,将上述各个着色感光性树脂组合物采用旋涂法涂布到2英寸见方的玻璃基板(康宁公司制造、“EAGLE XG”)上后,放置到加热板上,在100℃的温度下维持3分钟,形成了薄膜。接下来,在上述薄膜上放置具有使透射率在1~100%的范围阶梯状变化的图案和1μm~50μm的线/空间图案的试验光掩模,使与试验光掩模的间隔为100μm,照射紫外线。此时,紫外线光源使用包含全部g、h、i线的1KW的高压汞灯,以100mJ/cm2的照度照射,没有使用特别的光学滤波器。将上述紫外线照射过的薄膜在pH10.5的KOH水溶液显影溶液中浸渍2分钟,显影。将上述薄膜涂布的玻璃板用蒸馏水清洗后,喷射氮气,进行干燥,使用150℃的加热烘箱,加热20分钟,制造滤色器。

上述制造的滤色器的膜厚为2.0μm。对于上述实施例1~6和比较例1~4中制造的着色感光性树脂组合物,采用以下的方法进行可靠性评价,将其结果示于下述表2中。

<感度>

显影后,测定为了形成没有图案缺损的薄膜所必需的最低曝光量。

<密合性>

采用光学显微镜对生成的图案评价时,按照以下这样的图案上的缺损现象的程度进行评价。

○:无图案上的缺损

△:图案上的缺损1~3个

X:图案上的缺损4个以上

<耐溶剂性>

将上述制作的滤色器在N-甲基吡咯烷酮溶剂中浸渍30分钟,对评价前后的色变化进行比较评价。对于此时使用的式子,用由L*、a*、b*定义的表示3维色度计中的色变化的下述数学式1计算,色变化值越小,越可以制造高可靠性的滤色器。

△E*ab值如果为3.0以下,则为人感觉不到色差的基准。

[数学式1]

△Eab*=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2](1/2)

【表2】

如表2中所示那样,实施例1~6的着色感光性树脂组合物的情况下,确认了耐热性和耐溶剂性优异,固化度优异。

具体地,实施例1~6的着色感光性树脂组合物由于在低温烧成工序中进行充分的固化,因此与基板的密合性优异,耐溶剂性得到了改善。由此确认,即使将本发明的着色感光性树脂组合物在低温烧成工序中使用,也能够提供高可靠性的滤色器。

而比较例2和比较例4涉及没有添加巯基化合物的着色感光性树脂组合物,确认了耐溶剂性良好,但图案的密合性降低。另外,对于没有添加由化学式1表示的多官能单体(C-2)的比较例1和比较例3的着色感光性树脂组合物,确认了低温固化后耐溶剂性不良。

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