專利名稱:著色感光性樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種著色感光性樹脂組合物。
背景技術(shù):
通常利用旋轉(zhuǎn)涂布機在形成黑色矩陣圖案的基板上,均勻地涂布含有相當于紅、綠和藍各色的顏料的著色感光性樹脂組合物后,進行加熱干燥(以下往往稱為前烘干),使其涂膜曝光、顯像,根據(jù)需要,再進行加熱固化(以下,往往稱為后烘干)的操作,每個色都反復(fù)進行上述操作,通過形成各色的像素來制造在彩色液晶顯示器或攝像元件等中使用的彩色濾光片。對于這樣的著色感光性樹脂組合物來說,從耐光性優(yōu)良、色變化少來看,使用在側(cè)鏈具有羧基的丙烯酸系樹脂。例如公開了,在由具有環(huán)氧基和不飽和雙鍵的單體構(gòu)成的聚合物上附加不飽和羧酸后,含有附加多堿式酸酐而構(gòu)成的丙烯酸系樹脂的感光性樹脂組合物(特開平8-297366號公報),但是當使用該組合物形成像素時,存在在基板上發(fā)生顯像殘渣這樣的問題,或得到的像素的鉛筆硬度不夠這樣的問題。
由此可見,上述現(xiàn)有的著色感光性樹脂組合物仍存在有諸多的缺陷,而亟待加以進一步改進。為了解決著色感光性樹脂組合物存在的問題,相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道,但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成,而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題,此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的著色感光性樹脂組合物存在的缺陷,本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識,積極加以研究創(chuàng)新,以期創(chuàng)設(shè)一種新型的著色感光性樹脂組合物,能夠改進一般現(xiàn)有的著色感光性樹脂組合物,使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計,并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后,終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于,克服現(xiàn)有的著色感光性樹脂組合物存在的缺陷,而提供一種新的著色感光性樹脂組合物,所要解決的技術(shù)問題是,當形成像素時,在基板上顯像殘渣的發(fā)生少、能夠形成鉛筆硬度優(yōu)良的像素,從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種著色感光性樹脂組合物,其含有粘合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)、著色材料(D)和溶劑E的著色感光性樹脂組合物,粘合劑樹脂(A)是在下述(A1)~(A 3)發(fā)生共聚而得到的共聚物中,再使(A4)反應(yīng)而得到的含不飽和基的樹脂,而且光聚合引發(fā)劑(C)是從三吖嗪化合物、苯乙酮化合物、聯(lián)咪唑化合物和肟化合物組成的組中選擇的至少一種化合物;(A1)在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架和二環(huán)戊二烯骨架組成的組中選擇的至少一種骨架和不飽和鍵的化合物,(A2)含有(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物,(A3)不飽和羧酸,(A4)在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的著色感光性樹脂組合物,其中,由各自導(dǎo)入(A1)~(A3)的構(gòu)成成分的比率,相對該構(gòu)成成分的合計摩爾數(shù),按摩爾百分率,是以下的范圍由導(dǎo)入(A1)的構(gòu)成單位2~30摩爾%;由導(dǎo)入(A2)的構(gòu)成單位2~95摩爾%;由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成單位2~70摩爾%;且相對由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成成分,使5~80摩爾%(A4)發(fā)生反應(yīng)而得到含不飽和基的樹脂。
前述的著色感光性樹脂組合物,其中含有光聚合引發(fā)助劑(C-1)。
前述的著色感光性樹脂組合物,使用所述的著色感光性樹脂組合物以形成圖案。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的彩色濾光片,其含有使用所述的著色感光性樹脂組合物形成的圖案。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的液晶顯示器,它具備上述的彩色濾光片。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知,為了達到前述發(fā)明目的,本發(fā)明人等,必須找到像上述的問題少的著色感光性樹脂組合物,而銳意研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)了含有含某種不飽和基的粘合劑樹脂和光聚合引發(fā)劑的著色感光性樹脂組合物,當形成像素時,在基板上顯像殘渣的發(fā)生少、能夠形成鉛筆硬度優(yōu)良的像素,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明是提供以下的[1]~[6]的著色感光性樹脂組合物。
著色感光性樹脂組合物,它是含有粘合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)、著色材料(D)和溶劑(E)的著色感光性樹脂組合物,粘合劑樹脂(A)是在下述(A1)~(A3)發(fā)生共聚而得到的聚合物中,再使(A4)反應(yīng)而得到的含不飽和基的樹脂,而且光聚合引發(fā)劑(C)是從三吖嗪化合物、苯乙酮化合物、聯(lián)咪唑化合物和肟化合物組成的組中選擇的至少一種化合物。
(A1)在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架和二環(huán)戊二烯骨架組成的組中選擇的至少一種骨架和不飽和鍵的化合物。
(A2)含有(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物。
(A3)不飽和羧酸。
(A4)在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物。
在[1]中記載的著色感光性樹脂組合物,由分別導(dǎo)入(A1)~(A3)的構(gòu)成成分的比率,相對該構(gòu)成成分的合計摩爾數(shù),按摩爾百分率,是以下的范圍,而且含有相對由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成成分,使5~80摩爾%(A4)發(fā)生反應(yīng)而得到的含不飽和基樹脂。
由導(dǎo)入(A1)的構(gòu)成單位2~30摩爾%由導(dǎo)入(A2)的構(gòu)成單位2~95摩爾%由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成單位2~70摩爾%[3]在[1]或者[2]中記載的著色感光性樹脂組合物,還含有光聚合引發(fā)劑(C-1)。
使用[1]~[3]的任一項中記載的著色感光性樹脂組合物形成的圖案。
包含[4]記載的圖按的彩色濾光片。
具備[5]記載的彩色濾光片的液晶顯示器。
以下,詳細地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物是含有粘合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)、著色材料(D)和溶劑(E)的著色感光性樹脂組合物。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物,優(yōu)先選擇作為顏料分散抗蝕劑使用。優(yōu)先選擇粘合劑樹脂A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)和著色材料(D),還有任意地其他添加劑(F)溶解或者分散在溶劑(E)中。
粘合劑樹脂(A),通常,具有由光或熱的作用而引起的反應(yīng)性和堿溶解性,作為著色材料起作用。
在本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物中使用的粘合劑樹脂(A)是在使下述(A1)~(A3)共聚而得到的共聚物中,再使(A4)反應(yīng)而得到的含不飽和基的樹脂。
(A1)是在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架和二環(huán)戊二烯骨架組成的組中選擇的至少一種骨架和不飽和鍵的化合物。
(A2)含有(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物。
(A3)不飽和羧酸。
(A4)在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物。
作為在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架(tricyclodecane skeleton)和/或二環(huán)戊二烯骨架(dicyclopentadiene skeleton)的化合物(A1),具體的可舉出(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烷基酯(dicyclopentanyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯基酯(dicyclopentenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烷基羥乙酯(dicyclopentanyloxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯基羥乙酯(dicyclopentenyloxyethyl(meth)acrylate)等。這些,可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。這里,所謂(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate),意味著丙酸酯(acrylate)和/或甲基丙烯酸酯(methacrylate)。
作為具有上述的(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物(A2),具體的可舉出(甲基)丙烯酸甲酯(methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸乙酯(ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸丁酯(buthyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯(hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸氨基乙酯(aminoethyl(meth)acrylate)等不飽和羧酸的無取代或者取代烷基酯;含有(甲基)丙烯酸環(huán)戊酯(cyclopentyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯(cyclohexyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸甲基環(huán)己酯(methyl cyclohexyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)庚酯cycloheptyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)辛酯(cyclooctyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸孟酯(menthyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)戊烯酯(cyclopentenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)己烯酯(cyclohexenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)庚烯酯(cycloheptenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸環(huán)辛烯酯(cyclooctenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸孟二烯酯(menthadienyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異冰片酯(isobornyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸蒎烷酯(pinanyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸金剛基酯(adamantyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸降冰片基酯(norbornyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸蒎烯酯(pinenyl(meth)acrylate)等的脂環(huán)式取代基的不飽和羧酸酯化合物;低聚(甲基)丙烯酸乙二醇一烷基酯(oligo ethyleneglycolmonoalkyl(meth)acrylate)等的乙二醇類的一飽和羧酸酯化合物;含有有(甲基)丙烯酸芐基酯(benzyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸苯氧基酯(phenoxy(meth)acrylate)等的芳香環(huán)的取代基的不飽和羧酸酯化合物;苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯(methyl styrene)、乙烯基二甲苯(vinyl toluene)等芳香族乙烯系化合物;乙酸乙烯酯(vinyl acetate)、丙酸乙烯酯(vinyl propionate)等羧酸乙烯酯;(甲基)丙烯腈((meth)acrylonitrile)、α-氯丙烯腈(chloroacrylonitrile)等丙烯腈化合物;N-環(huán)己基馬來酰亞胺(cyclohexyl maleimide)、N-苯基馬來酰亞胺(phenyl maleimide)等馬來酰亞胺化合物等。
這些可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
作為不飽和羧酸(A3),具體的可舉出丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)等。丙烯酸、甲基丙烯酸等可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
另外,除了這些丙烯酸或甲基丙烯酸外,也可以至少使用一種其他的酸。作為其他的酸,具體的可舉出巴豆酸(crotonic acid)、衣康酸(itaconic acid)、馬來酸(maleic acid)、富馬酸(fumaric acid)等不飽和羧酸等。在同一分子中還可以同時使用含有α-(甲氧基)丙烯酸(α-(hydroxymethyl)acrylic acid)等的羥基和羧基的單體。
在使本發(fā)明中使用的(A1)~(A3)共聚而得到的共聚物中,由分別導(dǎo)入(A1)~(A3)的構(gòu)成成分的比率,相對構(gòu)成上述共聚物的構(gòu)成成分的合計摩爾數(shù),按摩爾百分率,優(yōu)先選擇在以下的范圍。
由導(dǎo)入(A1)的構(gòu)成單位2~30摩爾%由導(dǎo)入(A2)的構(gòu)成單位2~95摩爾%由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成單位2~70摩爾%另外,上述的構(gòu)成成分的比率,更優(yōu)先選擇在以下的范圍。
由導(dǎo)入(A1)的構(gòu)成單位5~30摩爾%由導(dǎo)入(A2)的構(gòu)成單位5~80摩爾%由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成單位5~65摩爾%如果上述的構(gòu)成比率在上述的范圍,則顯像性、撓性和耐熱性的平衡是良好的,因而是令人滿意的。
例如使用像以下的方法,使(A1)~(A3)進行共聚就能夠制造上述共聚物。
在具備攪拌機、溫度計、回流冷卻管、滴下漏斗和氮氣導(dǎo)入管的燒瓶中,相對(A1)~(A3)的合計量,按質(zhì)量基準,導(dǎo)入0.5~20倍的溶劑(E),將燒瓶內(nèi)氣氛從空氣置換成氮氣。此后,使溶劑(E)升溫至40~140℃后,用0.1~8小時從滴下漏斗,向上述的燒瓶中滴下相對(A1)~(A3)的規(guī)定量、即(A1)~(A3)的合計量,按質(zhì)量基準,添加0~20倍的溶劑(E)、及偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)或過氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)等聚合引發(fā)劑,相對(A1)~(A3)的合計摩爾數(shù)添加0.1~10倍摩爾%的溶液(在室溫或者加熱下攪拌溶解),再在40~140℃攪拌1~10小時。
再者,在上述的過程中,可以向燒瓶中裝入聚合引發(fā)劑的一部分或者全量,也可以向燒瓶中裝入(A1)~(A3)的一部分或者全量。另外,為了控制分子量或分子量分布,作為鏈移動劑可以使用α-甲基苯乙烯二聚物或巰基化合物。α-甲基苯乙烯二聚物或巰基化合物的使用量,相對(A1)~(A3)的合計量,按質(zhì)量基準,是0.005~5%。再者,上述的聚合條件,考慮制造設(shè)備或由聚合產(chǎn)生的發(fā)熱量等,可以適宜地調(diào)整裝入方法或反應(yīng)溫度。
在使(A1)~(A3)共聚而得到的共聚物中,再使(A4)反應(yīng)就能夠得到本發(fā)明中使用的粘合劑樹脂(A)。通過在上述的共聚物中附加(A4),能夠在粘合劑樹脂中賦予光/熱固化性。
作為在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物(A4),具體的可舉出(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧環(huán)己酯(3,4-epoxycyclohexyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸縮水甘油甲酯(methyl glycidyl(meth)acrylate)等。其中,尤其優(yōu)先使用(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)。這些可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
(A4),相對使(A1)~(A3)聚合而得到的樹脂中的羧基(來自A3成分),即由導(dǎo)入(A3)個構(gòu)成單位,是5~80摩爾%,最好是10~80摩爾%。
(A4)的組成比如果在上述范圍內(nèi),就得到充分的光固化性,使感光度和鉛筆硬度并存,可靠性優(yōu)良,因而是令人滿意的。
例如通過使用像以下的方法使上述的共聚物和(A4)發(fā)生反應(yīng),就能夠制造粘合劑樹脂(A)。
使燒瓶內(nèi)氣氛從氮氣置換成空氣,相對由導(dǎo)入上述共聚物、(A3)的構(gòu)成單位,按摩爾百分率,在燒瓶內(nèi)放入5~80摩爾%的(A4),作為羧基和環(huán)氧基的反應(yīng)催化劑,相對(A1)~(A4)的合計量,按質(zhì)量基準,例如放入0.01~5%的三個二甲氨基甲酚(tris(dimethyl-aminomethyl)phenol),作為聚合抑制劑,相對(A1)~(A4)的合計量,按質(zhì)量基準,放入0.001~5%的氫醌(hydroquinone),通過在60~130℃反應(yīng)10小時,就能夠使上述的共聚物和(A4)發(fā)生反應(yīng)。再者,和聚合條件同樣地考慮制造設(shè)備或由聚合而產(chǎn)生的發(fā)熱量等,可以適宜地調(diào)整裝入方法或反應(yīng)溫度。
粘合劑樹脂(A),按其聚苯乙烯換算的重均分子量,較好在3,000~100,000的范圍內(nèi),最好在5,000~50,000的范圍內(nèi)。粘合劑樹脂(A)的重均分子量如果在3,000~100,000的范圍內(nèi),在顯像時就不易發(fā)生膜減薄,并且在顯像時處于非像素部分的去掉性良好的傾向,因此是令人滿意的。
粘合劑樹脂(A)的分子量分布[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)]較好是1.5~6.0,最好是1.8~4.0。分子量分布[重均分子量(Mw)/數(shù)均分子量(Mn)]如果是1.5~6.0,則顯像性優(yōu)良,因此是令人滿意的。
粘合劑樹脂(A)的含量,相對著色感光性樹脂組合物中的全固形分,通常是5~90質(zhì)量%,最好是10~70質(zhì)量%的范圍。粘合劑樹脂(A)的含量,按質(zhì)量基準,如果是5~90質(zhì)量%,向顯像液的溶解性則是充分的,在非像素部分的基板上就不易發(fā)生顯像殘渣,并且在顯像時也難以發(fā)生曝光部的像素部分的膜減薄,非像素部分的去掉性處于良好的傾向,因此是令人滿意的。
在本發(fā)明中使用的光聚合性化合物(B)是在光和后述的光聚合引發(fā)劑的作用下進行聚合而得到的化合物,可舉出單官能單體、雙官能單體、其他的多官能單體等。
作為單官能單體的具體例子,可舉出丙烯酸壬苯基卡必醇酯(nonylphenylcarbitol acrylate)、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯(2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate)、丙烯酸2-乙己基卡必醇酯(2-ethylhexylcarbitol acrylate)、丙烯酸2-羥乙酯(2-hydroxyethyl acrylate)、N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinylpyrrolidone)等。
作為雙官能單體的具體例子,可舉出二(甲基)丙烯酸(1,6-己二醇)酯(1,6-hexanediol di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯(ethylene glycol di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯(neo-pentyl glycol di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯(triethylene glycol di(meth)acrylate)、雙酚A的雙(丙烯酰氧基乙基)醚(bis(acryloyloxyethyl)ether of BisphenolA)、二(甲基)丙烯酸(3-甲基戊二醇)酯(3-methylpentanediol di(meth)acrylate)等。
作為其他的多官能單體的具體例子,可舉出三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tetra(meth)acrylate)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol penta(meth)acrylate)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol hexa(meth)acrylate)等。
這些之中,尤其優(yōu)先使用雙官能單體、多官能單體。
光聚合性化合物(B),相對粘合劑樹脂(A)和光聚合性化合物(B)的合計100重量份數(shù),通常以1~60重量份數(shù),最好以5~50重量份數(shù)的范圍使用。光聚合性化合物(B),按上述的基準,如果是1~60重量份數(shù)的范圍,就有像素部的強度或平滑性變得良好的傾向,因此是令人滿意的。
在本發(fā)明中使用的光聚合引發(fā)劑(C)是從三吖嗪系化合物、苯乙酮系化合物、聯(lián)咪唑系化合物和肟化合物組成的組中選擇的至少一種化合物。
含有上述的光聚合引發(fā)劑(C)的著色感光性樹脂組合物,是高感光度的,并且使用該組合物形成的膜,其像素部的強度或表面平滑性變得良好。
再有,在光聚合引發(fā)劑(C)中如果同時使用光聚合引發(fā)助劑(C-1),含有這些的著色感光性樹脂組合物,則成為更高感光度,提高使用該組合物而形成彩色濾光片時的生產(chǎn)率,因此是優(yōu)先選擇的。
作為上述的三吖嗪系化合物,例如可舉出2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxynaphtyl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(piperonyl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃基-2-基)乙烯基]-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(5-methylfuran-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃基-2-基)乙烯基]-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙氨基-2-甲苯基)乙烯基]-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino-2-methylphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三吖嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine)等。
另外,作為上述的苯乙酮系化合物,例如可舉出二乙氧基苯乙酮(diethoxy acetophenone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1-on)、芐基二甲基縮酮(benzyl dimethyl ketal)、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮(2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropane-1-on)、1-羥基環(huán)己基二苯酮(1-hydroxycyclohexylphenylketone)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉代丙烷-1-酮(2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropane-1-on)、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butane-1-on)、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯)烷苯基]丙烷-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propane-1-on)的低聚物等。作為苯乙酮系化合物,可以使用特開昭63-264560號公報中記載的苯乙酮系化合物,作為該苯乙酮系化合物,例如可舉出以下述式(1)表示的化合物。
式(1)中,R1~R4分別獨立地氫原子、鹵素原子、羥基、可以用碳原子數(shù)1~12的烷基取代的苯基可以用碳原子數(shù)1~12的烷基取代的芐基、或者可以用碳原子數(shù)1~12的烷基取代的萘基。
作為以式(1)表示的化合物的具體例子,可舉出2-甲基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮(2-methyl-2-amino(4-morpholinophenyl)ethane-1-on)、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮(2-ethyl-2-amino(4-morpholinophenyl)ethane-1-on)、2-丙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮(2-propyl-2-amino(4-morpholinophenyl)ethane-1-on)、2-丁基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮(2-butyl-2-amino(4-morpholinophenyl)ethane-1-on)、2-甲基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮(2-methyl-2-amino(4-morpholinophenyl)propane-1-on)、2-甲基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮(2-methyl-2-amino(4-morpholinophenyl)butane-1-on)、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮(2-ethyl-2-amino(4-morpholinophenyl)propane-1-on)、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮(2-ethyl-2-amino(4-morpholinophenyl)butane-1-on)、2-甲基-2-甲氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮(2-methyl-2-methylamino(4-morpholinophenyl)propane-1-on)、2-甲基-2-二甲氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮(2-methyl-2-diamino(4-morpholinophenyl)propane-1-on)、2-甲基-2-二乙氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮(2-methyl-2-diethylamino(4-morpholinophenyl)propane-1-on)等。
作為上述的聯(lián)咪唑化合物,例如可舉出2,2′-雙(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基聯(lián)咪唑(2,2′-bis(2-chlorophenyl)-4,4′,5,5′-tetraphenylbiimidazole)、2,2′-雙(2,3-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基聯(lián)咪唑(2,2′-bis(2,3-dichlorophenyl)-4,4′,5,5′-tetraphenylbiimidazole)(例如參照特開平6-75372號公報、特開平6-75373號公報等)、2,2′-雙(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(烷氧苯基)聯(lián)咪唑(2,2′-bis(2-chlorophenyl)-4,4′,5,5′-tetraalkoxyphenylbiimidazole)、2,2′-雙(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(二烷氧苯基)聯(lián)咪唑(2,2′-bis(2-chlorophenyl)-4,4′,5,5′-tetradialkoxyphenylbiimidazole)、2,2′-雙(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(三烷氧苯基)聯(lián)咪唑(2,2′-bis(2-chlorophenyl)-4,4′,5,5′-tetratrialkoxyphenylbiimidazole)(例如參照特公昭48-38403號公報、特開昭62-174204號公報等)、4,4′,5,5′-位的苯基被羧烷氧基取代的咪唑化合物(例如參照特開平7-10913號公報)等。這些之中,尤其優(yōu)先使用2,2′-雙(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基聯(lián)咪唑、2,2′-雙(2,3-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基聯(lián)咪唑。
作為上述的肟化合物,例如可舉出鄰乙氧羰基-α-肟基-1-苯基丙烷-1-酮(o-ethoxycarbonyl-α-oxyimino-1-phenylpropane-1-on)等。
另外,如果是不損害本發(fā)明的效果的程度,還可以同時使用在該領(lǐng)域中通常使用的其他的光聚合引發(fā)劑等。作為其他的光聚合引發(fā)劑,例如可舉出苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、噻噸酮系化合物、蒽系化合物等。這些可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
作為苯偶姻系化合物,例如可舉出苯偶姻(benzoin)、苯偶姻甲醚(benzoin methyl ether)、苯偶姻乙醚(benzoin ethyl ether)、苯偶姻異丙醚(benzoin isopropyl ether)、苯偶姻異丁醚(benzoinisobutyl ether)等。
作為二苯甲酮系化合物,例如可舉出二苯甲酮(benzophenone)、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯(methyl o-benzoyl benzoate)、4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone)、4-苯甲酰-4′-甲基二苯硫(4-benzoyl-4′-methyldiphenylsulfide)、3,3′,4,4′-四(叔丁基過氧羰基)二苯甲酮(3,3′,4,4′-tetra(tert-butylperoxycarbonyl)-benzophenone)、2,4,6-三甲基二苯甲酮(2,4,6-trimethylbenzophenone)等。
作為噻噸酮系化合物,例如可舉出2-異丙基噻噸酮(2-isopropylthioxanthone)、4-異丙基噻噸酮(4-isopropylthioxanthone)、2,4-二乙基噻噸酮(2,4-diethylthioxanthone)、2,4-二氯噻噸酮(2,4-dichlorothioxanthone)、1-氯-4-丙氧基噻噸酮(1-chloro-4-propoxythioxanthone)等。
作為蒽系化合物,例如可舉出9,10-二甲氧基蒽(9,10-dimethoxyanthracene)、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽(2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene)、9,10-二乙氧基蒽(9,10-diethoxyanthracene)、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽(2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene)等。
其他,作為其他的光聚合引發(fā)劑可舉出2,4,6-三甲基苯甲酰氧化二苯硫(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphineoxide)、10-丁基-2-氯吖啶酮(10-butyl-2-chloroacridone)、2-乙基蒽醌(2-ethylanthraquinone)、苯偶酰(benzil)、9,10-菲醌(9,10-phenanthrenequinone)、樟腦醌(camphorquinone)、苯基乙醛酸甲酯(phenyl methyl glyoxylate)、二茂鈦(titanocene)化合物等。
另外,也可以使用具有能夠引起鏈移動的基的光聚合引發(fā)劑,作為該光聚合引發(fā)劑,例如可舉出在特表2002-544205號公報中記載的這種光聚合引發(fā)劑。
作為具有能夠引起上述鏈移動的基的光聚合引發(fā)劑,例如可舉出以下述式(2)~(7)表示的化合物。
作為使上述的(A1)~(A3)共聚而得到的共聚物的構(gòu)成成分(A2)也可以使用具有能夠引起上述鏈移動的基的光聚合引發(fā)劑。作為構(gòu)成成分(A2)使用具有能夠引起上述鏈移動的基的光聚合引發(fā)劑而得到的共聚物,可以和粘合劑樹脂(A)并用。
另外,也可以在光聚合引發(fā)劑(C)中組合光聚合引發(fā)助劑(C-1)而使用。
作為光聚合引發(fā)助劑(C-1),優(yōu)先使用胺化合物、羧酸化合物。
作為胺化合物的具體例子,可舉出三乙醇胺(triethanol amine)、甲基二乙醇胺(methyl diethanol amine)、三異丙醇胺(triisopropanolamine)等脂肪族胺化合物,4-二甲氨基苯甲酸甲酯(methyl 4-dimethylamino benzoate)、4-二甲氨基苯甲酸乙酯(ethyl 4-dimethylamino benzoate)、4-二甲氨基苯甲酸異戊酯(isoamyl 4-dimethylamino benzoate)、4-二甲氨基苯甲酸2-乙己酯(2-ethylhexyl4-dimethylamino benzoate)、苯甲酸2-二甲氨基乙酯(2-dimethylaminoethyl benzoate)、N,N-二甲基對甲苯胺(N,N-dimethylp-toluidine)、4,4′-雙(二甲氨基)二苯甲酮(4,4′-bis(dimethylamino)benzophenone)(通稱米蚩酮)、4,4′-雙(二乙氨基)二苯甲酮(4,4′-bis(diethylamino)benzophenone)等芳香族胺化合物。作為胺化合物,優(yōu)先使用芳香族胺化合物。
作為羧酸化合物的具體例子,可舉出苯硫基乙酸(phenylthioaceticacid)、甲基苯硫基乙酸(methylphenylthioacetic acid)、乙基苯硫基乙酸(ethylphenylthioacetic acid)、甲硫基苯硫基乙酸(methylethylphenylthioacetic acid)、二甲基苯硫基乙酸(dimethylphenylthioacetic acid)、甲氧基苯硫基乙酸(methoxyphenylthioacetic acid)、二甲氧基苯硫基乙酸(dimethoxyphenylthioacetic acid)、氯苯硫基乙酸(chlorophenylthioacetic acid)、二氯苯硫基乙酸(dichlorophenylthioacetic acid)、N-苯基甘氨酸(N-phenylglycine)、萘氧基乙酸(phenoxyacetic acid)等芳香族雜酸類。
光聚合引發(fā)劑(C)的使用量,相對粘合劑樹脂(A)和光聚合性化合物(B)的合計100質(zhì)量份數(shù),通常是0.1~40質(zhì)量份數(shù),最好是1~30質(zhì)量份數(shù),光聚合引發(fā)助劑(C-1)的使用量,按上述的基準,通常是0.1~50質(zhì)量份數(shù),最好是1~40質(zhì)量份數(shù)。
光聚合引發(fā)劑(C)的使用量如果在上述的范圍,著色感光性樹脂組合物就成為高感光度,使用該組合物形成的像素部的強度或在該像素部的表面上的平滑性就有變得良好的傾向,因此是令人滿意的。再有,光聚合引發(fā)助劑(C-1)的使用量如果在上述的范圍,著色感光性樹脂組合物的感光度就變得更高,使用該組合物形成的彩色濾光片的生產(chǎn)率就處于提高的傾向,因此是令人滿意的。
本發(fā)明中使用的著色顏料(D),通常是顏料,是在顏料分散抗蝕劑中通常使用的有機顏料或者無機顏料是優(yōu)先選擇的。
作為無機顏料,可舉出金屬氧化物或金屬絡(luò)鹽等的金屬化合物,具體的可舉出鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻等的金屬氧化物或者復(fù)合金屬氧化物等。
作為有機顏料和無機顏料,可舉出在染料索引(Colour Index)(The Societyof Dyers and Colourists出版)中分類成顏料的化合物,更具體地可舉出像以下的比色指數(shù)(C.I.)號的顏料,但不限于這些。
C.I.顏料黃20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173和180;C.I.顏料橙黃13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65和71;C.I.顏料紅9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、215、216、224、242、254、255和264;C.I.顏料紫14、19、2 3、29、32、33、36、37和38;C.I.顏料藍15、(15∶3、15∶4、15∶6等)、21、28、60、64和76;C.I.顏料綠7、10、15、25、36和47;C.I.顏料棕28;C.I.顏料黑1和7等。
這些著色顏料(D),可以單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。著色顏料(D)的含量,以著色感光性樹脂組合物中的全固形分量為基準,通常是3~60質(zhì)量%,最好是5~55質(zhì)量%的范圍。按上述的基準,著色顏料(D)的含量如果是5~60質(zhì)量%的范圍,即使形成薄膜,像素的色濃度也是足夠的,在顯像時非像素部的去掉性也不降低,因而有殘渣不易發(fā)生的傾向,因此是令人滿意的。
本發(fā)明中使用的溶劑(E),可以使用在著色感光性樹脂組合物領(lǐng)域中使用的各種有機溶劑。
作為其具體的例子,可舉出乙二醇一甲醚(ethylene glycol monomethylether)、乙二醇一乙醚(ethylene glycol monoethyl ether)、乙二醇一丙醚(ethylene glycol monopropyl ether)、乙二醇一丁醚(ethyleneglycol monobutyl ether)等乙二醇一烷基醚類;二甘醇二甲醚(diethylene glycol dimethyl ether)、二甘醇二乙醚(diethylene glycol diethyl ether)、二甘醇二丙醚(diethyleneglycol dipropyl ether)、二甘醇二丁醚(diethylene glycol dibutylether)等二甘醇二烷基醚類;甲基溶纖素乙酸酯(methyl cellosolve acetate)、乙基溶纖素乙酸酯(ethyl cellosolve acetate)等烷基溶纖素乙酸酯類;丙二醇一甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl etheracetate)、丙二醇一乙醚乙酸酯(propylene glycol monoethyl etheracetate)、丙二醇一丙醚乙酸酯(propylene glycol monopropyl etheracetate)、丁二醇甲醚乙酸酯(methoxy butyl acetate)、戊二醇甲醚乙酸酯(methoxy pentyl acetate)等烷撐二醇烷基醚乙酸酯類;苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、米(mesitylene)等芳香烴類;甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮等酮類;乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環(huán)己醇、乙二醇、丙三醇等醇類;3-乙氧基丙酸乙酯(ethyl 3-ethoxy propionate)、3-甲氧基丙酸甲酯(methyl 3-methoxy propionate)等酯類;γ-丁內(nèi)酯(γ-butyrolactone)等環(huán)狀酯類等。
上述的溶劑中,從涂布性、干燥性的方面考慮,在上述溶劑中,較好的可舉出沸點100℃~200℃的有機溶劑,更好的可舉出烷撐二醇烷基醚乙酸酯類、丙酮類、3-乙氧基丙酸乙酯或3-甲氧基丙酸甲酯等酯類,最好的可舉出丙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、環(huán)己酮、三乙氧基丙酸乙酯、三甲氧基丙酸甲酯等。
這些溶劑(E),可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物中的溶劑(E)的含量,相對含有該溶劑的著色感光性樹脂組合物全體量,按質(zhì)量百分率,通常是60~90質(zhì)量%,最好是70~85質(zhì)量%。溶劑(E)的含量,按上述的基準,如果是60~90質(zhì)量%,在使用輥涂機(roller coater)、旋轉(zhuǎn)涂布機(spin coater)、縫隙和旋轉(zhuǎn)涂布機(slit & spin coater)、縫隙涂布機(slit coater)(也往往稱為裂縫涂布機(die coater))、噴墨(ink jet)等涂布裝置進行涂布時,則存在涂布性處于良好的傾向,因此是令人滿意的。
在本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物中,根據(jù)需要,也可以含有填充劑、其他的高分子化合物、顏料分散劑、附著促進劑、防氧化劑、紫外線吸收劑、防凝集材料等的添加劑(F)。
作為填充劑,具體地例示出玻璃、二氧化硅、氧化鋁等。
作為其他的高分子化合物,具體地可舉出環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、馬來酰亞胺(maleimide resin)樹脂等固化性樹脂,聚乙烯醇(polyvinylalcohol)、聚丙烯酸(polyacrylic acid)、聚乙二醇一烷基醚(polyethylene glycol monoalkyl ether)、聚丙烯酸氟烷基酯(polyfluoroalkyl acrylate)、聚酯(polyester)、聚氨酯(polyurethane)等的熱塑性樹脂等。
作為顏料分散劑,可以使用市售的表面活性劑,例如可舉出硅系、氟系、酯系、陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性等表面活性劑等。這些可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。作為上述的表面活性劑,例如除了聚氧乙烯烷基醚類(polyoxyethylene alkyl ethers)、聚氧乙烯烷基苯基醚類(polyoxyethylene alkyl phenyl ethers)、聚乙二醇二酯類(polyoxyethylene glycol diethers)、脫水山梨糖醇脂肪酸酯類、脂肪酸改性聚酯類、叔胺改性聚氨酯類、聚乙烯亞胺類等,可舉出以商品名KP(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制)、POLYFLOW(共榮社化學(xué)株式會社制)、EFTOP(ト-ケムプロダクツ社制)、MEGAFAC(大日本インキ化學(xué)工業(yè)株式會社制)、Fluorad(住友スリ-エム株式會社制)、AsahiGuard、Surflon(以上,旭硝子株式會社制)、SOLSPERSE(ゼネカ株式會社制)、EFKA(EFKA CHEMICALS公司制)、PB821(味の素株式會社制)等。
作為附著促進劑,具體地可舉出乙烯基三甲氧基硅烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基硅烷(vinyl triethoxysilane)、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(vinyltris(methoxyethoxy)silane)、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane)、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基三甲氧基硅烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxy silane)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxy silane)、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)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-異丁烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷等。
作為防氧化劑,具體地可舉出2,2′-硫代雙(4-甲基-6-叔丁酚)、2,6-二叔丁基-4-甲酚等。
作為紫外線吸收劑,具體地可舉出2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基苯并二苯甲酮等。
作為防凝集材料,具體地可舉出聚丙烯酸鈉等。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物,例如可以使用像以下的方法制備。預(yù)先將著色材料(D)和溶劑(E)混合,直至著色材料的平均粒徑成為小于或等于0.2μm程度,使用珠粒磨機等進行分散。此時,根據(jù)需要,使用顏料分散劑,并且也往往配合粘合劑樹脂(A)的一部分或者全部。在所得到的分散液(以下,往往稱為研磨料)中,為了成為規(guī)定的濃度添加粘合劑樹脂(A)的剩余部分、光聚合性化合物(B)和光聚合引發(fā)劑(C)、根據(jù)需要所使用的其他成分、再根據(jù)需要追加的溶劑,而得到目的的著色感光性樹脂組合物。
這樣制備成的光固性樹脂組合物,例如,像以下那樣涂布在底材上,進行光固化和顯像,就能夠形成黑色矩陣或者著色像素(著色圖像)。首先,在基板是(通常是玻璃)或者由先形成的著色感光性樹脂組合物的固形分構(gòu)成的層上涂布該組合物,通過預(yù)烘干去除溶劑等的揮發(fā)成分,而得到平滑的涂膜。此時的涂膜的厚度是大約1~3μm程度。在這樣得到的涂膜上,通過用于形成黑色矩陣或者像素(圖像)的掩模照射紫外線。此時,在曝光部全體上均勻地照射平行光線,而且為了進行掩模和基板的正確位置的對準,最好使用掩模對準器或逐次移動式曝光裝置等裝置。此后使固化結(jié)束的涂膜接觸堿水溶液,溶解非曝光部,通過顯像,就得到作為目的的黑色矩陣或者像素(圖像)。顯像后,根據(jù)需要,也可以在150~230℃實施10~60分(min)左右的后烘干。
在圖案形成曝光后的顯像中使用的顯像液,通常是含有堿性化合物和表面活性劑的水溶液。
堿性化合物,可以是無機或者有機的堿性化合物的任一種。
作為無機堿性化合物的具體例子,可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硅酸鈉、硅酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀、氨水等。
另外,作為有機堿性化合物的具體例子,可舉出氫氧化四甲銨、氫氧化2-羥乙基三甲銨、一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、一異丙胺、二異丙胺、乙醇胺等。這些無機和有機堿性化合物,可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
堿顯像液中的堿性化合物的優(yōu)選的濃度是0.01~10質(zhì)量%的范圍,最好是0.03~5質(zhì)量%。
堿顯像液中的表面活性劑,可以使用非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或者陽離子表面活性劑的任一種。
作為非離子表面活性劑的具體例子,可舉出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷芳基醚、其他的聚氧化乙烯衍生物、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基胺等。
作為陰離子表面活性劑的具體例子,可舉出月桂醇硫酸酯鈉或油醇硫酸酯鈉等高級醇硫酸酯鹽類、月桂基硫酸鈉或月桂基硫酸銨等烷基硫酸鹽類、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基鈉磺酸鈉等烷芳基磺酸鹽類等。
作為陽離子表面活性劑的具體例子,可舉出硬脂胺鹽酸鹽或氯化月桂基三甲銨等胺鹽或者季銨鹽等。
這些表面活性劑,可以各自單獨使用,也可以組合大于或等于2種使用。
堿顯像液中的表面活性劑的濃度,通常是0.01~10質(zhì)量%,更好是0.05~8質(zhì)量%,最好是0.1~5質(zhì)量%。
經(jīng)過像以上的著色感光性樹脂溶液的涂布、干燥、向得到的干燥涂膜的圖案形成曝光、然后稱為顯像的操作,就得到相當于光固性樹脂組合物中的著色材料的色的像素或者黑色矩陣,再根據(jù)彩色濾光片需要的色數(shù),只反復(fù)進行這些操作,就得到彩色濾光片。
彩色濾光片,通常是在基板上配置黑色矩陣以及紅、綠和藍的三原色像素的彩色濾光片,但使用含有相當于某種色的著色材料的本發(fā)明著色感光性樹脂組合物,通過進行上述的操作,得到該色的黑色矩陣或者像素,關(guān)于其他的色,也使用含有相當于所要求色的著色材料的本發(fā)明著色感光性樹脂組合物,進行同樣的操作,就能夠在基板上配置黑色矩陣和三原色像素。當然,黑色矩陣和三原色中的任一色,僅二色或者三色,應(yīng)用本發(fā)明的光固性樹脂組合物也是可能的。
再者,是遮光層的黑色矩陣,例如可以用鉻層等形成。
使用本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物制成的彩色濾光片,面內(nèi)的膜厚差小,例如是1~3μm,可以使面內(nèi)膜厚差達到小于或等于0.15μm,進而達到小于或等于0.05μm。因此,這樣得到的彩色濾光片,平滑性優(yōu)良,另外將該彩色濾光片組裝在彩色液晶顯示器上,就能夠以高的合格率制造品質(zhì)優(yōu)良的液晶顯示器。
按照本發(fā)明能夠提供,在形成像素時,在基板上顯像殘渣的發(fā)生少、能夠形成鉛筆硬度優(yōu)良的像素的著色感光性樹脂組合物。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物,感光度也優(yōu)良,在形成像素時,在基板上發(fā)生顯像殘渣少。另外,在像素部發(fā)生表面粗糙少,所得到的像素鉛筆硬度高,可靠性良好,因而能夠提供高品質(zhì)的彩色濾光片。
因此,以本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物作為顏料分散抗蝕劑(pigment dispersed reist)使用,如果制造彩色濾光片,就能夠達到生產(chǎn)率優(yōu)良、而且高品質(zhì)的彩色濾光片。
此外,本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物也可以作為紫外線固化型墨、光致抗蝕劑(photoresist)、著色光隔離層(photo spacer)使用。從本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物除去著色材料的感光性樹脂組合物,也可以在絕緣膜、光隔離層、罩面層(over coat)(平坦化膜)、液晶取向控制用的突起形成材中使用。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物,能夠適合用于形成在彩色液晶顯示器或攝像元件等中使用的著色像素(著色圖像)。
綜上所述,本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的著色感光性樹脂組合物,其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值,并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新,其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進,在技術(shù)上有較大的進步,并產(chǎn)生了好用及實用的效果,且較現(xiàn)有的著色感光性樹脂組合物具有增進的多項功效,從而更加適于實用,而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值,誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實施,以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖
詳細說明如后。
具體實施例方式
以下結(jié)合較佳實施例,對依據(jù)本發(fā)明提出的著色感光性樹脂組合物其具體實施方式
、特征及其功效,詳細說明如后?;趯嵤├敿毜卣f明本發(fā)明,但不用說,本發(fā)明不受實施例的限制。再者,在以下的實施例、對比例中,表示含量、使用量的%和份數(shù),只要沒有特別說明,是以質(zhì)量為基準。
<樹脂A的合成>
在具備攪拌機、溫度計、回流冷卻管、滴下漏斗和氮氣導(dǎo)入管的燒瓶中,導(dǎo)入182g丙二醇一甲醚乙酸酯,將燒瓶內(nèi)氣氛從空氣置換成氮氣后,升溫至100℃,然后從滴下漏斗,用2小時向燒瓶中滴下70.5g(0.40mol)甲基丙烯酸烯芐酯、43.0g(0.5mol)甲基丙烯酸、以及由22.0g(0.10mol)三環(huán)癸烷骨架的一甲基丙烯酸酯(日立化成株式會社制FA-513M)和136g丙二醇一甲醚乙酸酯構(gòu)成的化合物中添加3.6g偶氮雙異丁腈的溶液,再在100℃繼續(xù)攪拌5小時。接著,將燒瓶內(nèi)氣氛從氮氣置換成空氣,向燒瓶內(nèi)投入35.5g
、0.9g三個二甲氨基甲酚和0.145g氫醌,在110℃使反應(yīng)持續(xù)6小時,得到固形分酸價是79mgKOH/g的樹脂A。利用GPC(凝膠滲透色譜法)測定的換算成聚苯乙烯的重均分子量是13000,分子量分布(Mw/Mn)是2.1。
<樹脂B的合成>
在具備攪拌機、溫度計、回流冷卻管、滴下漏斗和氮氣導(dǎo)入管的燒瓶中,導(dǎo)入333g丙二醇一甲醚乙酸酯,將燒瓶內(nèi)氣氛從空氣置換成氮氣后,升溫至100℃,然后從滴下漏斗,用2小時向燒瓶中滴下70.5g(0.40mol)甲基丙烯酸烯芐酯、71.1g(0.50mol)甲基丙烯酸縮水甘油酯、以及由22.0g(0.10mol)三環(huán)癸烷骨架的一甲基丙烯酸酯(日立化成株式會社制FA-513M)和164g丙二醇一甲醚乙酸酯構(gòu)成的化合物中添加3.6g偶氮雙異丁腈的溶液,再在100℃繼續(xù)攪拌5小時。接著,將燒瓶內(nèi)氣氛從氮氣置換成空氣,向燒瓶內(nèi)投入43.0g
、0.9g三個二甲氨基甲酚和0.145g氫醌,在110℃使反應(yīng)持續(xù)6小時,在固形分酸價成為1mgKOH/g時結(jié)束反應(yīng)。接著添加60.9g(0.40mol)四氫化鄰苯二甲酸酐、0.8g三乙胺,在120℃反應(yīng)3.5小時,得到固形分酸價是80mgKOH/g的樹脂B。利用GPC(凝膠滲透色譜法)測定的換算成聚苯乙烯的重均分子量是12000,分子量分布(Mw/Mn)是2.1。
在上述的粘合劑聚合物的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)的測定中,使用GPC法,在以下的條件下進行。
裝置HLC-8120GPC(東ソ-株式會社制)柱TSK-GELG4000HXL+TSK-GELG2000HXL(串聯(lián)連接)柱溫度40℃移動相溶劑四氫呋喃流速1.0ml/min注入量50μl檢測器RI測定試料濃度0.6質(zhì)量%(溶劑四氫呋喃)校正用標準物質(zhì)TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(東ソ-株式會社制)以上述得到的重均分子量和數(shù)均分子量的比作為分子量分布(Mw/Mn)。
實施例1在下述表1中記載的各成分中,是預(yù)著色材料(D)的顏料和是添加劑(F)的顏料分散劑的合計量,相對顏料分散劑和丙二醇一甲醚乙酸酯的混合物,成為20質(zhì)量%地混合,使用珠粒磨機使顏料充分地分散后,分離珠粒,在添加含有丙二醇一甲醚乙酸酯的余量的剩余成分,進行混合,得到著色感光性樹脂組合物。
表1
用中性洗劑、水和醇依次將2英寸方形玻璃基板(コ一ニング社制,#1737)洗凈后,進行干燥。使以100mJ/cm2的曝光量(365nm)曝光,省略了顯像過程時的厚烘干后的膜厚成為1.9μm地在該玻璃基板上涂布上述的著色感光性樹脂組合物,接著,在凈化烘箱中,在100℃進行3分鐘預(yù)=前烘干。冷卻后,已涂布該著色感光性樹脂組合物的基板和石英玻璃制光掩模(具有在1~100%的范圍使透射率發(fā)生臺階狀變化的圖案和1μm至50μm的線/空間圖案)的間隔達到100μm,使用ウシオ電機株式會社制的超高壓水銀燈(商品名USH-250D),在大氣氣氛下,以100mJ/cm2的曝光量(265nm)進行光照射。此后,上述涂膜在含有0.12%非離子系表面活性劑和0.06%氫氧化鉀的水系顯像液中,在26℃浸漬規(guī)定的時間進行顯像,水洗后,在220℃進行30分鐘后烘干。在得到的像素部沒有看到表面粗糙。另外,對于像素部來說,在基板上未發(fā)生顯像殘渣。而且,即使顯像,為了形成無表面粗糙的圖案所必要的最低必要曝光量才是15mJ/cm2。
實施例2在實施例1中,除了將Irgacure-369變更成下述的肟系引發(fā)劑以外,進行和實施例1相同的操作,評價結(jié)果示于表2中。
對比例1在實施例1中,除了樹脂A變更成樹脂B以外,進行和實施例1相同的操作。評價結(jié)果示于表2中。
表2
表中注釋的說明*1表示即使顯像,用于形成無表面粗糙的圖案所必要的最低必要曝光量。
*2○是基板上無顯像殘渣,×在基板上有顯像殘渣*3用SEM(掃描電子顯微鏡)觀察像素端部的斷面形狀?!痦槇A錐狀,×反圓錐狀*4除了不使用光掩模以外,和實施例1相同地制作,制成固化涂膜。鉛筆硬度的測定,按照JIS K5600-5-4。
從表2可知,含有本發(fā)明的含不飽和基粘合劑樹脂的實施例1和2的光固性樹脂組合物,是高感光度,形狀殘渣也少,而且所得到的像素的鉛筆硬度高,得到高品質(zhì)彩色濾光片。而不含有本發(fā)明的含不飽和基粘合劑樹脂的對比例1的著色感光性樹脂組合物,顯像殘渣的發(fā)生使彩色濾光片的品質(zhì)降低,所得到的像素的鉛筆硬度降低,不能得到高品質(zhì)的彩色濾光片。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種著色感光性樹脂組合物,其特征在于其含有粘合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)、著色材料(D)和溶劑E的著色感光性樹脂組合物,粘合劑樹脂(A)是在下述(A1)~(A3)發(fā)生共聚而得到的共聚物中,再使(A4)反應(yīng)而得到的含不飽和基的樹脂,而且光聚合引發(fā)劑(C)是從三吖嗪化合物、苯乙酮化合物、聯(lián)咪唑化合物和肟化合物組成的組中選擇的至少一種化合物;(A1)在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架和二環(huán)戊二烯骨架組成的組中選擇的至少一種骨架和不飽和鍵的化合物,(A2)含有(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物,(A3)不飽和羧酸,(A4)在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的著色感光性樹脂組合物,其特征在于其中由各自導(dǎo)入(A1)~(A3)的構(gòu)成成分的比率,相對該構(gòu)成成分的合計摩爾數(shù),按摩爾百分率,是以下的范圍由導(dǎo)入(A1)的構(gòu)成單位2~30摩爾%;由導(dǎo)入(A2)的構(gòu)成單位2~95摩爾%;由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成單位2~70摩爾%;且相對由導(dǎo)入(A3)的構(gòu)成成分,使5~80摩爾%(A4)發(fā)生反應(yīng)而得到含不飽和基的樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的著色感光性樹脂組合物,其特征在于其中含有光聚合引發(fā)助劑(C-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的著色感光性樹脂組合物,其特征在于使用所述的著色感光性樹脂組合物以形成圖案。
5.彩色濾光片,含有權(quán)利要求4所述的圖案。
6.液晶顯示器,它具備權(quán)利要求5所述的彩色濾光片。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種著色感光性樹脂組合物,它是含有粘合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發(fā)劑(C)、著色材料(D)和溶劑E的著色感光性樹脂組合物,粘合劑樹脂(A)是在下述(A1)~(A3)發(fā)生共聚而得到的共聚物中,再使(A4)反應(yīng)而得到的含不飽和基的樹脂,而且光聚合引發(fā)劑(C)是從三吖嗪化合物、苯乙酮化合物、聯(lián)咪唑化合物和肟化合物組成的組中選擇的至少一種化合物。(A1)在一分子中具有從三環(huán)癸烷骨架和二環(huán)戊二烯骨架組成的組中選擇的至少一種骨架和不飽和鍵的化合物。(A2)含有(A1)和(A3)能夠共聚的不飽和鍵的化合物。(A3)不飽和羧酸。(A4)在一分子中具有不飽和鍵和環(huán)氧基的化合物。
文檔編號G02F1/1335GK1612042SQ20041008652
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者武部和男, 田中聰 申請人:住友化學(xué)株式會社