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感放射線性組合物、彩色濾光片和彩色液晶顯示元件的制作方法

文檔序號:2741221閱讀:235來源:國知局
專利名稱:感放射線性組合物、彩色濾光片和彩色液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及著色層形成用感放射性組合物、彩色濾光片和彩色液晶 顯示元件,更詳細地,涉及用于形成著色層的感放射線性組合物、具備 使用該感放射線性組合物而形成的著色層的彩色濾光片、以及具備該彩 色濾光片的彩色液晶顯示元件,所述著色層在透射型或反射型的彩色液 晶顯示元件、彩色攝像管元件等中使用的彩色濾光片中是有用的。
背景技術(shù)
作為使用著色感放射線性組合物形成彩色濾光片的方法,已知通過
如下步驟獲得各色像素的方法,所述步驟為在基板上或者預(yù)先形成了 期望的圖案的遮光層的基板上形成著色感放射線性組合物的涂膜,通過 具有期望圖案形狀的光掩模照射放射線(以下稱為"曝光"),再利用 堿顯影液進行顯影,溶解除去未曝光部分,然后使用凈化烘箱或熱板進 行后烘(水7卜《一夕)(例如,參照專利文獻l、專利文獻2)。
近年來,由于用于形成彩色濾光片的基板尺寸大型化,感放射線性 組合物的涂布方法逐漸由使用中央滴下型的旋轉(zhuǎn)涂布機的方式變更為 使用狹縫噴嘴的方式,所述狹縫噴嘴的用于涂布感放射線性組合物的液 突出部為更小的直徑。后者的狹縫噴嘴方式中,由于液突出部的直徑小 (狹小),因此在涂布結(jié)束之后的噴嘴前端部的周邊大多殘留有感放射 線性組合物,該殘留的感放射線性組合物干燥后在下一次的涂布時成為 干燥雜質(zhì)而落到彩色濾光片上,從而使彩色濾光片的品質(zhì)顯著降低,因 此通常在涂布之前向噴嘴前端部噴出洗滌溶劑,進行噴射洗滌,但即使 這樣也不能有效防止由于干燥雜質(zhì)引起的彩色濾光片的品質(zhì)降低,成為 產(chǎn)品成品率降低的重要原因。
因此,為了應(yīng)對這樣的問題,近年來,要求采用溶劑洗滌的洗滌性, 也就是即使干燥后在洗滌溶劑中的溶解性也高的彩色濾光片用感放射 線性組合物。
另外,伴隨著彩色液晶顯示元件的高色純度化,著色感放射線性組 合物中含有的著色劑的濃度變高時,涂膜對于堿顯影劑的溶解性有顯著
降低的傾向。因此,采用噴淋顯影法進行時,剝離除去的未曝光部分的 涂膜在顯影槽中不能完全溶解,而是浮游于顯影槽,在彩色濾光片上作 為雜質(zhì)再次附著,成為產(chǎn)品成品率降低的重要原因。
近年來,要求具備彩色濾光片的彩色液晶顯示元件長壽命化,由此, 對于彩色濾光片的防燒屏能力的要求日益增強。
可是,"燒屏"是彩色液晶顯示元件顯示不良的一種,是本來不該 顯示的圖像顯示在畫面上,或者黑色或白色的"煙靄"狀的圖像重疊顯 示在本來要顯示的圖像上的現(xiàn)象。這樣的現(xiàn)象被認為是由于下述原因造 成的,即,液晶中帶有電荷的雜質(zhì)在液晶內(nèi)擴散,為了使液晶分子取向 而施加的電位差不能保持規(guī)定的時間。最近進一步明確了該雜質(zhì)不僅是 在制造液晶分子時帶來的,而且從形成的彩色濾光片中也溶解析出。并 且,為了防止"燒屏",例如專利文獻3所公開的那樣,雖然已知提高 顏料純度是有效的,但雜質(zhì)也有可能來自于著色感放射線性組合物中顏 料以外的成分,因此只是提高顏料純度不能說是充分的。
因此,近年來,正在強烈謀求開發(fā)出滿足制造彩色濾光片時的高產(chǎn) 品成品率的要求,并且不會產(chǎn)生"燒屏"的改良的著色感放射線性組合 物。特開平2-144502號公報 [專利文獻2]特開平3-53201號公報 [專利文獻3]特開2000-329929號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供著色層形成用感放射線性組合物等,其可以 以高的產(chǎn)品成品率形成不產(chǎn)生"燒屏,,的彩色濾光片,并且可以形成干 燥后在洗滌溶劑中的溶解性高,對堿顯影液的溶解性也高的涂膜。
本發(fā)明的第一方面在于,提供一種著色層形成用感放射線性組合 物,該組合物含有(A)著色劑、(B)堿可溶性樹脂、(C)多官能性 單體和(D)光聚合引發(fā)劑,其中,(B)堿可溶性樹脂是含有(bl)選 自不飽和羧酸、其酸酐和不飽和酚化合物中的一種、(b2)N-取代馬來 酰亞胺、以及(b3)下述式(1)表示的不飽和化合物而形成的不飽和 化合物的共聚物(以下稱為"共聚物(Bl)"),
<formula>formula see original document page 6</formula>(i)
式中,Ri表示氫原子或曱基,R2表示碳原子數(shù)2 4的亞烷基,R3表示 氫原子、碳原子數(shù)1~20的烷基或碳原子數(shù)7~20的芳烷基,n表示1~ 10的整數(shù)。
本發(fā)明的第二方面在于,提供一種彩色濾光片,其具有使用上述著 色層形成用感放射線性組合物而形成的著色層。
本發(fā)明的笫三方面在于,提供一種彩色液晶顯示元件,其具備上述 彩色濾光片。
本發(fā)明的第四方面在于,上述共聚物(Bl)。
本發(fā)明的著色層形成用感放射線性組合物可以以高的產(chǎn)品成品率 形成不產(chǎn)生"燒屏"的彩色濾光片,并且在干燥后在洗滌溶劑中的溶解 性也高,適合于例如采用狹縫噴嘴的涂布。此外,即使是在著色感放射 線性組合物中含有的著色劑的濃度高的情況下,涂膜在堿顯影劑中的溶 解性也高,適合于例如采用噴淋顯影法的顯影。
另外,本發(fā)明的共聚物(Bl)作為著色層形成用感放射線性組合物 中使用的堿可溶性樹脂有用。
本發(fā)明中所說的"著色層",是指包括像素和/或黑矩陣的層。
具體實施例方式
下面,對本發(fā)明進4亍詳細地說明。 著色層形成用感放射線性組合物 一 (A)著色劑一
本發(fā)明中的著色劑沒有特別的限定,可以是顏料、染料或天然色素 中的任一種,但由于彩色濾色片要求高純度且高透光性的發(fā)色,或者要 求高的遮光性和耐熱性,因此優(yōu)選顏料,特別優(yōu)選有機顏料或炭黑。
作為上述有機顏料,可以舉出例如,在染料索引中被分類為顏料的 化合物,具體的是下述的帶有染料索引(CI.)號的物質(zhì)。
C丄顏料黃12、 C.I.顏料黃13、 C.I.顏料黃14、 C丄顏料黃17、 C丄
顏料黃20、 C丄顏料黃24、 C.I.顏料黃31、 CI.顏料黃55、 C.I.顏料黃83、 C丄顏料黃93、 C.I.顏料黃109、 C.I.顏料黃llO、 C.I.顏料黃138、 C丄顏 料黃139、 C丄顏料黃150、 C丄顏料黃153、 C.I.顏料黃154、 C.I.顏料黃 155、 C丄顏料黃166、 C.I.顏料黃168、 C.I.顏料黃211;
C.I.顏料橙5、 C.I.顏料橙13、 C丄顏料橙14、 C丄顏料橙24、 C.I.顏 料橙34、 C.I.顏料橙36、 C丄顏料橙38、 C丄顏料橙40、 C丄顏料橙43、 C丄顏料橙46、 C丄顏料橙49、 C.I.顏料橙61、 C.I.顏料橙64、 C.I.顏料 橙68、 C.I.顏料橙70、 C丄顏料橙71、 C丄顏料橙72、 C丄顏料橙73、 C丄 顏料橙74;
C.I.顏料紅1、 C.I.顏料紅2、 C丄顏料紅5、 C.I.顏料紅17、 C.I.顏料 紅31、 C.I.顏料紅32、 C丄顏料紅41、 C.I.顏料紅122、 C丄顏料紅123、 C丄顏料紅144、 C.I.顏料紅149、 C.I.顏料紅166、 C丄顏料紅168、 C丄 顏一牛紅170、 C丄顏料紅171、 C.I.顏4+紅175、 C.I.顏誶牛紅176、 C.I.顏泮牛 紅177、 C丄顏料紅178、 C.I.顏料紅179、 C.I.顏料紅180、 C丄顏料紅185、 C.I.顏料紅187、 C丄顏料紅202、 C.I.顏料紅206、 C.I.顏料紅207、 C.I. 顏料紅209、 C.I.顏料紅214、 C.I.顏料紅220、 C.I.顏料紅221、 C丄顏料 紅224、 C.I.顏料紅242、 C丄顏料紅243、 C丄顏料紅254、 C.I.顏料紅255、 C丄顏料紅262、 C.I.顏料紅264、 C.I.顏料紅272;
C.I.顏料紫1、 C.I.顏料紫19、 C丄顏料紫23、 C.I.顏料紫29、 C.I.顏 料紫32、 C丄顏料紫36、 C丄顏料紫38;
C丄顏料藍15、 C.I.顏料藍15:3、 C丄顏料藍15:4、 C丄顏料藍15:6、 C.I.顏料藍60、 C.I.顏料藍80;
C丄顏料綠7、 C.I.顏料綠36、 C.I.顏料綠58;
C.I.顏料棕23、 C丄顏料棕25;
C.I.顏料黑1、 C.I.顏料黑7。
這些有才幾顏料中,優(yōu)選選自C.I.顏料黃83、 C丄顏泮+黃138、 C丄顏 料黃139、 C丄顏料黃150、 C丄顏料黃180、 C.I.顏料紅177、 C丄顏料紅 254、 C.I.顏料藍15:3、 C.I.顏料藍15:4、 C丄顏料藍15:6、 C.I.顏料綠7、 C丄顏料綠36、 C.I.顏料綠58、 C丄顏料紫23、 C.I.顏料藍60和C丄顏料 藍80中的至少一種。
上述有機顏料可以單獨或者混合2種以上使用,另外還可以將有機 顏料和炭黑混合使用,在形成像素時,優(yōu)選使用有機顏料,在形成黑矩
陣時,優(yōu)選使用2種以上的有機顏料和/或炭黑。
在本發(fā)明的組合物中,著色劑為顏料時,優(yōu)選如下制備在溶劑中、 分散劑存在下,使用例如珠磨機、輥磨機等將該顏料邊粉碎邊進行混合、 分散,制成顏料分散液,再將該顏料分散液與后述的(B)成分、(C) 成分和(D)成分混合,根據(jù)需要再添加、混合追加的溶劑或后述的其 他添力口劑。
作為在上述顏料分散液的制備中使用的分散劑,可使用例如陽離子 類、陰離子類、非離子類或兩性等適當?shù)姆稚?,但?yōu)選含有具有氨基 甲酸酯鍵的化合物(以下,稱為"氨基甲酸酯類分散劑")的分散劑。
上述氨基甲酸酯鍵通??纱嬖谟谟肦-NH-COO-R4 (其中,R和R4 是脂肪族、脂環(huán)族或芳香族的l價或多價的有機基團,該多價的有機基 團結(jié)合在其他的具有氨基甲酸酯鍵的基團或其他基團上。)表示的、氨 基甲酸酯類分散劑中的親油性基團和/或親水性基團中,還可以存在于氨 基甲酸酯類分散劑中的主鏈和/或側(cè)鏈中,另外,氨基曱酸酯類分散劑中 可以存在1個以上所述氨基甲酸酯鍵。在氨基甲酸酯類分散劑中存在2 個以上氨基甲酸酯鍵時,各氨基曱酸酯鍵可以相同也可以不同。
作為這樣的氨基甲酸酯類分散劑,可舉出例如二異氰酸酯類和/或三 異氰酸酯類與一個末端具有羥基的聚酯類和/或兩末端具有羥基的聚酯 類的反應(yīng)產(chǎn)物。
作為上述二異氰酸酯類,可舉出例如苯-l,3-二異氰酸酯、苯-l,4-二 異氰酸酯等苯二異氰酸酯類;甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,5-二異氰酸 酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、甲苯-3,5-二異氰酸酯等曱苯二異氰酸酯類; 1,2-二甲苯-3,5-二異氰酸酯、1,2-二曱苯-3,6-二異氰酸酯、1,3-二曱苯-2,4-二異氰酸酯、1,3-二甲苯-2,5-二異氰酸酯、1,3-二甲苯-4,6-二異氰酸酯、 1,4-二甲苯-2,5-二異氰酸酯、1,4-二甲苯-2,6-二異氰酸酯等二曱苯二異氰 酸酯類等其他的芳香族二異氰酸酯類等。
作為上述三異氰酸酯類,可舉出例如苯-l,2,4-三異氰酸酯、苯-1,2,5-三異氰酸酯、苯-l,3,5-三異氰酸酯等苯三異氰酸酯類;曱苯-2,3,5-三異氰 酸酯、甲苯-2,3,6-三異氰酸酯、曱苯-2,4,5-三異氰酸酯、甲苯-2,4,6-三異 氰酸酯等甲苯三異氰酸酯類;1,2-二甲苯-3,4,5-三異氰酸酯、1,2-二甲苯 -3,4,6-三異氰酸酯、1,3-二甲苯-2,4,5-三異氰酸酯、1,3-二甲苯-2,4,6-三異 氰酸酯、1,3-二甲苯-4,5,6-三異氰酸酯、1,4-二甲苯-2,3,5-三異氰酸酯、
1,4-二甲苯-2,3,6-三異氰酸酯等二甲苯三異氰酸酯類等其他芳香族三異
氰酸酯類等。
這些二異氰酸酯類和三異氰酸酯類可以分別單獨使用或者混合2種
以上使用。
作為上述在一個末端具有羥基的聚酯類和在兩末端具有羥基的聚 酯類,可舉出例如,在一個末端或兩末端具有羥基的聚己內(nèi)酯、在一個 末端或兩末端具有羥基的聚戊內(nèi)酯、在一個末端或兩末端具有羥基的聚
丙內(nèi)酯等在一個末端或兩末端具有羥基的聚內(nèi)酯類;在一個末端或兩末
端具有羥基的聚對苯二曱酸乙二醇酯、在一個末端或兩末端具有羥基的 聚對苯二甲酸丁二醇酯等在一個末端或兩末端具有羥基的縮聚聚酯類等。
這些在一個末端具有羥基的聚酯類和在兩末端具有羥基的聚酯類 可以分別單獨使用或者混合2種以上使用。
作為本發(fā)明的氨基甲酸酯類分散劑,優(yōu)選芳香族二異氰酸酯類與在 一個末端具有羥基的聚內(nèi)酯類和/或在兩末端具有羥基的聚內(nèi)酯類的反 應(yīng)產(chǎn)物,特別優(yōu)選甲苯二異氰酸酯類與在一個末端具有羥基的聚己內(nèi)酯 和/或在兩末端具有羥基的聚己內(nèi)酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
作為這樣的氨基甲酸酯類分散劑的具體例,用商品名表示時,可舉
出例如,Disperbyk161、 Disperbyk170 (以上為匕、7夕少、;一 (BYK)公 司制造)、EFKA (工7力 一 少;、力A乂匕'一7、、 4 ( EFKA)公司制造)、 f"、、只 口> (楠本化成(抹)制造)等系列產(chǎn)品。
本發(fā)明的氨基甲酸酯類分散劑的Mw通常為5000~ 50000,優(yōu)選為 7000 ~ 20000。
上述氨基甲酸酯類分散劑可以單獨使用或者混合2種以上使用。 另外,優(yōu)選包含(曱基)丙烯酸類單體的(共)聚合物的(曱基)
丙烯酸類分散劑作為分散劑。
作為這樣的(甲基)丙烯酸類分散劑的具體例,以商品名表示時,
可舉出Disperbyk2000、 Disperbyk2001 (以上為匕'7夕少^ 一 (BYK)
公司制造)等。
上述(甲基)丙烯酸類分散劑可以單獨使用或者混合2種以上使用。 制備顏料分散液時的分散劑的使用量,相對于100重量份顏料,通 常為100重量份以下,優(yōu)選為0.5~ 100重量份,更優(yōu)選為1~70重量份,
特別優(yōu)選為10~50重量份。此時,分散劑的使用量如果超過100重量 份,則顯影性等可能受損。
作為制備顏料分散液時使用的溶劑,可舉出例如,與后述的感放射 線性組合物的液態(tài)組合物所列舉的溶劑相同的溶劑。
制備顏料分散液時的溶劑的使用量,相對于100重量份顏料,通常 為200 ~ 1200重量份,優(yōu)選為300 ~ 1000重量份。
使用珠磨才幾制備顏料分散液時,例如可如下進行使用直徑0.5 ~ 10mm左右的玻璃珠或氧化鈥珠,優(yōu)選邊用冷卻水等進行冷卻邊將包含 顏料、溶劑和分散劑的顏料混合液混合、分散。
此時,珠的填充率通常為磨機容量的50~ 80%,顏料混合液的注入 量通常為磨機容量的20~50%左右。處理時間通常為2-50小時,優(yōu)選 為2-25小時。
4吏用輥磨機進行制備時,例如可如下進行〗吏用3輥磨機或2輥磨 才幾等,優(yōu)選邊用冷卻水等冷卻邊對顏3?;旌弦哼M4亍處理。
此時,輥間距優(yōu)選為10pm以下,剪切力通常為1()Sdyn/秒左右。另 外,處理時間通常為2~50小時,優(yōu)選為2 25小時。
一 (B)堿可溶性樹脂一
本發(fā)明的堿可溶性樹脂含有共聚物(Bl),即含有(bl)選自不飽 和羧酸、其酸酐和不飽和酚化合物(以下,將這些化合物統(tǒng)稱為"不飽 和化合物(M),,)中的至少一種、(b2) N-取代馬來酰亞胺(以下稱 為"不飽和化合物(b2)")和(b3)上述式(1 )表示的不飽和化合 物(以下稱為"不飽和化合物(b3)")而成的不飽和化合物的共聚物, 并且該堿可溶性樹脂在形成著色層時的顯影處理步驟中使用的堿顯影 液中具有可溶性。
不飽和化合物(bl)中,作為不飽和羧酸或其酸酐,可舉出例如 (甲基)丙烯酸、巴豆酸、a-氯丙烯酸、肉桂酸等不飽和單羧酸類;
馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸 酐、中康酸等不飽和二羧酸或其酸酐類;
3元以上的不飽和多元羧酸或其酸酐類;
琥珀酸單[2-(曱基)丙烯酰氧乙基]酯、鄰苯二曱酸單[2-(甲基) 丙烯酰氧乙基〕酯等2元以上的多元羧酸的單[(甲基)丙烯酰氧烷基] 酯類;
(O-羧基聚己內(nèi)酯單(甲基)丙烯酸酯等的兩末端具有羧基和鞋基的 聚合物的單(曱基)丙烯酸酯類等。
這些不飽和羧酸或其酸酐中,琥珀酸單(2-丙烯酰氧乙基)酯和鄰
苯二甲酸單(2-丙烯酰氧乙基)酯分別以,4卜工只^^HOA-MS和, >f卜工7f^ HOA-MPE (以上,為共栄社化學(抹)制造)的商品名 在市場上銷售。
另外,作為不飽和酚化合物,可舉出例如
鄰乙烯基苯盼、間乙烯基苯酚、對乙烯基苯酚、2-甲基-4-乙烯基苯 酚、3-曱基-4-乙烯基苯酚、鄰異丙烯基苯酚、間異丙烯基苯酚、對異丙 烯基苯酚等不飽和苯盼類;
2-乙烯基-l-萘紛、3-乙烯基-l-萘酴、l-乙烯基-2-萘盼、3-乙烯基-2-萘酚、2-異丙烯基-l-萘紛、3-異丙烯基-l-萘盼等不飽和萘酴類等。
在本發(fā)明中,作為不飽和化合物(bl),優(yōu)選(曱基)丙烯酸、對 乙烯基苯酚等,特別優(yōu)選(甲基)丙烯酸。
作為不飽和化合物(b2),可舉出例如
N-苯基馬來酰亞胺、N-鄰羥苯基馬來酰亞胺、N-間羥苯基馬來酰亞 胺、N-對羥苯基馬來酰亞胺、N-千基馬來酰亞胺、N-環(huán)己基馬來酰亞胺、 N-琥珀酰亞胺基-3-馬來酰亞胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亞胺基-4-馬來酰亞胺 丁酸酯、N-琥珀酰亞胺基-6-馬來酰亞胺己酸酯、N-琥珀酰亞胺基-3-馬來 酰亞胺丙酸酯、N-(吖咬基)馬來酰亞胺等。
這些N-取代馬來酰亞胺類中,優(yōu)選N-苯基馬來酰亞胺、N-環(huán)己基 馬來酰亞胺等,特別優(yōu)選N-苯基馬來酰亞胺。
在共聚物(Bl)中,不飽和化合物(b2)可以單獨使用或者混合2 種以上使用。
在本發(fā)明中,通過在堿可溶性樹脂中共聚上述式(1)表示的不飽 和化合物(b3),可以得到如下的著色層形成用感放射線性組合物,該 著色層形成用感放射線性組合物能夠形成干燥后在洗滌溶劑中的溶解 性高,并且在顯影液中的溶解性也高的涂膜。
在式(l)中,作為R3的碳原子數(shù)1 20的烷基,例如、甲基、乙 基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正 己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、 環(huán)戊基、環(huán)己基等直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基。
在式(l)中,作為R3的碳原子數(shù)7-20的芳烷基,可舉出千基、 苯乙基、a-甲基節(jié)基、2-苯基丙烷-2-基等苯基CV6烷基。
在式(l)中,作為R"優(yōu)選碳原子數(shù)7-20的芳烷基,特別優(yōu)選 2-苯基丙烷-2-基。
另外,在式(l)中,作為R2的碳原子數(shù)2-4的亞烷基,可舉出 亞乙基、亞丙基、三亞曱基、亞丁基、四亞曱基等,特別優(yōu)選亞乙基、 亞丙基。
另外,在式(1 )中,n優(yōu)選為1 ~6,特別優(yōu)選為1 ~4。 作為不飽和化合物(b3),可舉出例如
苯酴的環(huán)氧乙烷(EO)改性(甲基)丙烯酸酯、對枯基苯酚的EO 改性(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚的EO改性(曱基)丙烯酸酯或環(huán)氧 丙烷(PO)改性(曱基)丙烯酸酯等。
這些不飽和化合物(b3)中,苯酚的EO改性丙烯酸酯以商品名7 口 - 7夕義M-101A (11=約2 ) 、 M-102 (11=約4 )銷售;對枯基苯酚的 E0改性丙烯酸酯以商品名7口- 夕只M-110(r^約l)銷售;壬基苯 酚的EO改性丙烯酸酯以商品名7 口 - 7夕7 M-lll (11=約1 ) 、 M-113 (11=約4 )被銷售;壬基苯酚的PO改性丙烯酸酯以商品名7 口 -少夕 7M-117銷售(以上均為東亞合成(抹)制造)。
在本發(fā)明中,共聚物(Bl)的合成中使用的不飽和化合物除了不飽 和化合物(bl)、不飽和化合物(b2)和不飽和化合物(b3)以外,還 可以含有能夠與它們共聚的其他不飽和化合物(以下,稱為"不飽和化 合物(b4 )")。
作為不飽和化合物(b4),可舉出例如
苯乙烯、a-曱基苯乙烯、鄰乙烯基甲苯、間乙烯基甲苯、對乙烯基 曱苯、對氯苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對曱氧基苯乙 烯、鄰乙烯基節(jié)基曱基醚、間乙烯基千基曱基醚、對乙烯基芐基甲基醚、 鄰乙烯基千基縮水甘油醚、間乙烯基千基縮水甘油醚、對乙烯基芐基縮 水甘油醚等芳香族乙烯基化合物;
茚、l-曱基茚等茚類;
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚 硅氧烷等聚合物分子鏈的一個末端具有(曱基)丙烯?;拇蠓肿訂误w (以下,簡稱為"大分子單體")類(曱基)丙烯酸曱酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸正丙 酯、(曱基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(曱基)丙烯酸 異丁酯、(曱基)丙烯酸仲丁酯、(曱基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙
烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酉旨、 (甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸 3-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(曱基)丙烯酸烯丙酯、(曱基) 丙烯酸節(jié)酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基) 丙烯酸2-曱氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙基酯、曱氧基二甘 醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(曱基)丙烯酸酯、曱氧基丙二醇 (曱基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯 酸降水片酯、(甲基)丙烯酸三環(huán)[5.21.02'6]癸烷-8-基酯、(甲基)丙 烯酸2-羥基-3-苯氧基丙基酯、丙三醇(甲基)丙烯酸酯等不飽和羧酸酯 類;
(甲基)丙烯酸2-氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-二曱基氨基乙基 酯、(甲基)丙烯酸2-氨基丙基酯、丙烯酸2-二甲基氨基丙基酯、(甲 基)丙烯酸3-氨基丙基酯、(甲基)丙烯酸3-二甲基氨基丙基酯等不飽 和羧酸氨基烷基酯類;
(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等不飽和羧酸縮水甘油酯類; 醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯 基酯類;
乙烯基曱基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基縮水甘油基醚等其他不飽和 醚類;
(甲基)丙烯腈、a-氯丙烯腈、偏二氰乙烯等氰化乙烯基化合物; (曱基)丙烯酰胺、a-氯丙烯酰胺、N-2-羥基乙基(曱基)丙烯酰
胺等不飽和酰胺類;
1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯、異戊二烯磺酸等脂肪族共軛二
烯類等。
這些不飽和化合物(b4)中,優(yōu)選苯乙烯、大分子單體類、(甲基) 丙烯酸曱酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、 (甲基)丙烯酸烯丙酯、(曱基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酉旨、 (曱基)丙烯酸苯酯、(曱基)丙烯酸降水片酯、(曱基)丙烯酸三環(huán) [5.21.02'6]癸烷-8-基酯、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯等,另外,大分子
單體中,特別優(yōu)選聚苯乙烯大分子單體、聚(甲基)丙烯酸曱酯大分子單體。
在共聚物(Bl)中,不飽和化合物(b4)可以單獨或混合2種以上 使用。
在共聚物(Bl)中,不飽和化合物(bl)的共聚比例優(yōu)選為10 ~ 40重量%,特別優(yōu)選為10~25重量%;不飽和化合物(b2)的共聚比例 優(yōu)選為10~50重量%,特別優(yōu)選為15~40重量%;不飽和化合物(b3 ) 的共聚比例優(yōu)選為5~50重量%,特別優(yōu)選為10~40重量%;不飽和化 合物(b4)的共聚比例優(yōu)選為5~70重量%,特別優(yōu)選為10~60重量%。
在本發(fā)明中,通過使共聚物(Bl)中的各不飽和化合物的共聚比例 為上述范圍,可以得到靈敏度、與基板的密合性、采用有機溶劑的洗滌 性、在堿顯影液中的溶解性等均優(yōu)異的著色層形成用感放射性組合物。
在本發(fā)明中,可以將共聚物(Bl)與其他的堿可溶性樹脂并用。
作為上述其他的堿可溶性樹脂,只要對于在形成著色層時的顯影處 理步驟中使用的堿顯影液具有可溶性,則沒有特別限定,可舉出例如, 選自上述不飽和化合物(bl)中的至少一種與選自上述不飽和化合物 (b2)和不飽和化合物(b4)中的至少一種的共聚物等。
在本發(fā)明中,共聚物(Bl )和其他堿可溶性樹脂的Mw優(yōu)選為1000 ~ 25000,更優(yōu)選為3000 ~ 20000,特別優(yōu)選為3000 ~ 12000。
另外,共聚物(B1 )和其他堿可溶性樹脂的Mw/Mn分別優(yōu)選為1.0~ 2.2,更優(yōu)選為1.0-2.0,特別優(yōu)選為1.0~ 1.8。
在本發(fā)明中,通過使用具有上述特定的Mw和/或Mw/Mn的共聚物 (Bl),或者將該共聚物(Bl)與具有上述特定的Mw和/或Mw/Mn 的其他堿可溶性樹脂并用,可得到顯影性優(yōu)異的感放射線性組合物,由 此,可以形成具有尖銳的圖案邊緣的像素和黑矩陣,同時,由于采用有 機溶劑的洗滌性高,在制造彩色濾光片時不會產(chǎn)生干燥異物,可以實現(xiàn) 高的產(chǎn)品成品率,并且可以更有效地防止彩色濾光片"燒屏,,。
另外,根據(jù)本發(fā)明人,如果在(B)堿可溶性樹脂中使上式(1 )表 示的不飽和化合物(b3)共聚,則有聚合轉(zhuǎn)化率降低的傾向。如果聚合 轉(zhuǎn)化率降低,未反應(yīng)的不飽和化合物殘留,則得到的著色層的電特性有 惡化的可能,因此,需要控制未反應(yīng)的不飽和化合物。在共聚物(B1) 的制造中,優(yōu)選使其聚合轉(zhuǎn)化率為80重量%以上,更優(yōu)選為90%重量
%以上,特別優(yōu)選為95重量%以上。在此,聚合轉(zhuǎn)化率是指,聚合反
應(yīng)得到的共聚物(Bl)的重量與供聚合反應(yīng)的構(gòu)成共聚物(Bl)的各成 分的總重量的比例。
作為將共聚物(Bl)的Mw、 Mn和聚合轉(zhuǎn)化率控制在上述范圍的 制造方法可列舉出活性自由基聚合?;钚宰杂苫酆峡赏ㄟ^下述方法實 施,即,在2,2,-偶氮二異丁腈、2,2,-偶氮二 (2,4-二甲基戊腈)、2,2,-偶氮二 (4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等自由基聚合引發(fā)劑,吡唑-l-二硫 代曱酸氰基(二甲基)甲酯、吡唑-l-二硫代曱酸芐酯、四乙基秋蘭姆二 硫醚、雙(吡唑-l-基硫羰基)二硫醚、雙(3-甲基吡唑-l-基硫羰基)二 硫醚、雙(4-曱基p比哇-l-基硫羰基)二硫醚、雙(5-曱基吡唑-l-基硫羰 基)二硫醚、雙(3,4,5-三甲基吡唑-1-基硫羰基)二硫醚、雙(吡咯-l-基硫羰基)二硫醚、雙硫代苯甲?;蛎选㈦p(正辛基巰基-硫羰基) 二硫醚、雙(正十二烷基巰基-硫羰基)二硫醚、雙(節(jié)基巰基-硫羰基) 二硫醚等作為引發(fā)轉(zhuǎn)移終止劑(iniferter)起作用的分子量控制劑的存在 下,在惰性溶劑中聚合各不飽和化合物,反應(yīng)溫度通常為0~ 150°C,優(yōu) 選為50 ~ 120°C。
在本發(fā)明中,共聚物(B1)可以單獨或者混合2種以上使用,另外, 其他的堿可溶性樹脂也相同。
在本發(fā)明中,相對于(A)著色劑100重量份,堿可溶性樹脂的總 4吏用量通常為10- 1000重量個分,優(yōu)選為20 500重量^P分。此時,石咸可 溶性樹脂的總使用量低于10重量份時,可能出現(xiàn)例如堿顯影性降低、 或者在未曝光部的基板上或者遮光層上發(fā)生浮垢或殘膜,另一方面,如 果超過1000重量份,則由于著色劑濃度相對降低,因此有時薄膜往往 難以達到目標色濃度。
另外,堿可溶性樹脂中的共聚物(Bl)的使用比例優(yōu)選為10 ~ 100 重量%,特別優(yōu)選為30~ 100重量%。此時,共聚物(Bl)的使用比例 低于10重量%時,本發(fā)明的期望的效果有可能受到損害。
一 (C)多官能性單體一
本發(fā)明的多官能性單體是具有2個以上聚合性不飽和鍵的單體。
作為多官能性單體,可舉出例如
乙二醇、丙二醇等烷二醇的二 (甲基)丙烯酸酯類;
聚乙二醇、聚丙二醇等聚烷二醇的二 (曱基)丙烯酸酯類;
丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等3元以上的多元
醇的聚(曱基)丙烯酸酯類或它們的二羧酸改性物;
聚酯、環(huán)氧樹脂、氨基曱酸酯樹脂、醇酸樹脂、有機硅樹脂、螺烷 樹脂等低聚(曱基)丙烯酸酯類;
兩末端羥基聚-l,3-丁二烯、兩末端羥基聚異戊二烯、兩末端羥基聚 己內(nèi)酯等兩末端羥基化聚合物的二(曱基)丙烯酸酯類、
三[2-(曱基)丙烯酰氧乙基]磷酸酯等。
這些多官能性單體中,優(yōu)選3元以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸 酯類或它們的二羧酸改性物,具體地是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥 甲基丙烷三曱基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三曱基丙烯 酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四曱基丙烯酸酯、二季戊四醇五 丙烯酸酯、二季戊四醇五曱基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季 戊四醇六曱基丙烯酸酯、
下述式(2)表示的化合物、
下述式(3)表示的化合物等,
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙 烯酸酯的著色層強度高,著色層的表面平滑性優(yōu)異,并且在未曝光部的 基板上和遮光層上難于發(fā)生浮垢、殘膜等,是特別優(yōu)選的。
上述多官能性單體可以單獨或混合2種以上使用。
相對于(B)堿可溶性樹脂100重量份,本發(fā)明的多官能性單體的 ^使用量通常為5~ 500重量份,優(yōu)選為20- 300重量份。此時,如果多 官能性單體的使用量過少,則著色層的強度或表面平滑性有可能降低, 另一方面,如果過多,則可能出現(xiàn)例如堿顯影性降低、或者在未曝光部 的基板上或者遮光層上發(fā)生浮垢、殘膜等。
另外,在本發(fā)明中,還可以將部分多官能性單體替換成具有1個聚 合性不飽和鍵的單官能性單體。
作為上述單官能性單體,例如與(B)堿可溶性樹脂中列舉的不飽 和化合物(bl)或不飽和化合物(b4)的化合物同樣的化合物,可舉出 N隱(甲基)丙烯酰嗎啉、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-s-己內(nèi)酰胺、以 及作為市售品的M-5600 (商品名,東亞合成(株)制造)等。
這些單官能性單體可以單獨或混合2種以上使用。
相對于多官能性單體和單官能性單體的總和,單官能性單體的使用
比例通常為90重量%以下,優(yōu)選為50重量Q/。以下。此時,如果單官能 性單體的使用比例過多,則得到的著色層的強度或表面平滑性有可能不 充分。
相對于(B)堿可溶性樹脂100重量份,本發(fā)明的多官能性單體和 單官能性單體的總使用量通常為5~500重量份,優(yōu)選為20 ~ 300重量 份。此時,如果該總使用量過少,則著色層的強度或表面平滑性有可能 降低,另一方面,如果過多,則可能出現(xiàn)例如堿顯影性降低、或者在未 曝光部的基板上或者遮光層上易發(fā)生浮垢、殘膜等。
一 (D)光聚合引發(fā)劑一
本發(fā)明的光聚合引發(fā)劑是利用可見光、紫外線、遠紫外線、電子射 線、X射線等放射線的曝光,產(chǎn)生能夠引發(fā)上述(C)多官能性單體和 根據(jù)情況使用的單官能性單體的聚合的活性種的化合物。
作為這樣的光聚合引發(fā)劑,可舉出例如苯乙酮類化合物、聯(lián)咪唑 類化合物、三溱類化合物、O-酰基肟類化合物、镥鹽類化合物、苯偶姻 類化合物、二苯甲酮類化合物、a-二酮類化合物、多核醌類化合物、坫噸 酮類化合物、偶氮類化合物、亞胺磺酸酯類化合物等。這些化合物是通 過曝光產(chǎn)生活性自由基或活性酸、或者產(chǎn)生活性自由基和活性酸兩者的 成分。
在本發(fā)明中,光聚合引發(fā)劑可單獨或混合2種以上使用,作為本發(fā) 明的光聚合引發(fā)劑,優(yōu)選選自苯乙酮類化合物、聯(lián)咪唑類化合物、三。秦 類化合物、鄰?;鶎㈩惢衔镏械闹辽僖环N。
在本發(fā)明中,相對于(C)多官能性單體和單官能性單體的總和100 重量份,光聚合引發(fā)劑的一般使用量通常為0.01 ~ 120重量份,優(yōu)選為 1~100重量份。此時,如果光聚合引發(fā)劑的使用量過少,則曝光產(chǎn)生的 固化不充分,難以獲得著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的彩色濾光片, 另一方面,如果過多的話,則形成的著色層在顯影時可能容易從基板上 脫落。
本發(fā)明中優(yōu)選的光聚合引發(fā)劑中,作為苯乙酮類化合物的具體例, 可舉出2-羥基-2-甲基-l-苯基丙烷-l-酮、2-甲基-l-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代丙烷-l-酮、2-芐基-2-二曱基氨基-1- (4-嗎啉代苯基)丁烷小酮、 1-羥基環(huán)己基.苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1,2-辛烷二酮等。
這些苯乙酮類化合物中,特別優(yōu)選2-甲基-l-[4-(甲基疏代)苯基]-2-嗎啉代丙烷-l-酮、2-千基-2-二甲基氨基-1- (4-嗎啉代苯基)丁烷-l-酮、 1,2-辛烷二酮等。
上述苯乙酮類化合物可以單獨或混合2種以上使用。
在本發(fā)明中,相對于(C)多官能性單體和單官能性單體的總和100
0.01~80重量份,優(yōu)選為l-70重量份,進一步優(yōu)選為1-60重量份。 此時,如果苯乙酮類化合物的使用量過少,則曝光產(chǎn)生的固化不充分, 難以獲得著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的彩色濾光片,另一方面,如 果過多的話,則形成的著色層在顯影時可能容易從基板上脫落。
另外,作為上述聯(lián)咪唑類化合物的具體例,可舉出2,2,-雙(2-氯苯 基)—4,4,,5,5,畫四(4-乙氧羰基苯基)-1,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2-溴苯基) 畫4,4,,5,5,-四(4-乙氧羰基苯基)-l,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2畫氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-l,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2,4-二氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián)咪 唑、2,2,-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2-溴苯基)陽4,4,,5,5,國四苯基-l,2,-聯(lián)咪唑、2,2,誦雙(2,4-二溴苯基)國4,4,,5,5,國 四苯基-l,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2,4,6-三溴苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián) 咪唑等。
這些聯(lián)咪唑類化合物中,優(yōu)選2,2,-雙(2-氯苯基)-4,4,,5,5'-四苯基 -1,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2,4-二氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián)咪唑、2,2,-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián)咪唑等,特別優(yōu)選2,2,-雙 (2-氯苯基)-4,4,,5,5,-四苯基-1,2,-聯(lián)咪唑。
這些聯(lián)咪唑類化合物在溶劑中的溶解性優(yōu)異,不會產(chǎn)生未溶解物、 析出物等雜質(zhì),并且靈敏度高,利用能量小的曝光就可以充分地進行固 化反應(yīng),同時在未膝光部不產(chǎn)生固化反應(yīng),因此曝光后的涂膜明確地#: 區(qū)分為對顯影液不溶的固化部分和對顯影液具有高溶解性的未固化部 分,由此,可以形成著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的沒有咬邊 (undercut)的高精細的彩色濾光片。
在本發(fā):月中, 目對于(口c)多官^能性;體和單官能性單體的總量100
0.01~40重量份,優(yōu)選為1~30重量份,更優(yōu)選為1~20重量份。此時,
如果聯(lián)咪唑類化合物的使用量過少,則曝光產(chǎn)生的固化不充分,難以獲 得著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的彩色濾光片,另一方面,如果過多 的話,則在顯影時形成的著色層可能容易從基板上脫落或者帶來著色層 表面的膜粗糙化。
在本發(fā)明中,使用聯(lián)咪唑類化合物作為光聚合引發(fā)劑時,考慮到進 一步改善靈敏度,優(yōu)選并用下述的供氫體。
這里所說的"供氫體"是指相對通過曝光由聯(lián)咪唑類化合物產(chǎn)生的 自由基,可以供給氫原子的化合物。
作為本發(fā)明中的供氫體,優(yōu)選下述定義的硫醇類化合物、胺類化合 物等。
上述硫醇類化合物是以苯環(huán)或雜環(huán)為母核,并具有l(wèi)個以上、優(yōu)選
具有1 ~ 3個,更優(yōu)選具有1 ~ 2個直接鍵合在母核上的巰基的化合物(下 面稱作"硫醇類供氫體")。
上述胺類化合物是以苯環(huán)或雜環(huán)為母核,并具有l(wèi)個以上、優(yōu)選具 有1 ~ 3個,更優(yōu)選具有1 ~ 2個直接鍵合在母核上的氨基的化合物(下 面稱作"胺類供氫體")。
另外,這些供氬體還可以同時具有巰基和氨基。
下面,對供氫體更具體地進行說明。
硫醇類供氫體可以分別具有1個以上的苯環(huán)或雜環(huán),另外,還可以 具有苯環(huán)和雜環(huán)兩者,具有2個以上這些環(huán)時,可以形成稠環(huán)也可以不 形成稠環(huán)。
另外,硫醇類供氫體具有2個以上巰基時,只要殘留至少一個游離 的巰基,剩余的一個以上巰基也可以用烷基、芳烷基或芳基取代;而且, 只要殘留至少一個游離的巰基即可,還可以具有如下的結(jié)構(gòu)單元2個 硫原子通過亞烷基等2價的有機基團鍵合的結(jié)構(gòu)單元;或者2個硫原子 以二硫醚的形式鍵合的結(jié)構(gòu)單元。
而且,疏醇類供氬體還可以在巰基以外的位置,利用羧基、烷氧羰 基、取代烷氧羰基、苯氧羰基、取代苯氧羰基、氰基等取代。
作為這樣的硫醇類供氫體的具體例,可舉出2-巰基苯并噻唑、2-巰 基苯并p惡哇、2-巰基苯并咪唑、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、2-巰基-2,5-二 甲基氨基吡啶等。
這些硫醇類供氫體中,優(yōu)選2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并魂唑,特
別優(yōu)選2-巰基苯并瘞唑。
另外,胺類供氫體可以分別具有1個以上的苯環(huán)或雜環(huán),另外,還
可以具有苯環(huán)和雜環(huán)兩者,具有2個以上這些環(huán)時,可以形成稠環(huán)也可
以不形成稠環(huán)。
另外,胺類供氬體的一個以上的氨基可以被烷基或取代烷基取代, 另外,在氨基以外的位置還可以利用羧基、烷氧羰基、取代烷氧羰基、 苯氧羰基、取代苯氧羰基、氰基等取代。
作為這樣的胺類供氫體的具體例,可舉出4,4,-雙(二甲基氨基)二 苯曱酮、4,4,-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二 甲基氨基苯丙酮、乙基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、4-二甲基氨基苯甲酸、 4-二曱基氨基苯甲腈等。
這些胺類供氬體中,優(yōu)選4,4,-雙(二曱基氨基)二苯曱酮、4,4,-雙(二乙基氨基)二苯甲酮,特別優(yōu)選4,4,-雙(二乙基氨基)二苯曱酮。
另外,胺類供氫體在使用聯(lián)咪唑類化合物以外的自由基發(fā)生劑的情 況下,還具有增敏劑的作用。
在本發(fā)明中,供氫體可以單獨或混合2種以上使用,但考慮到形成 的著色層在顯影時難于從基板上脫落,并且著色層強度和靈敏度高,優(yōu) 選組合使用一種以上的硫醇類供氳體和一種以上的胺類供氬體。
作為硫醇類供氪體和胺類供氫體的組合的具體例,可舉出2-巰基苯 并p塞唑/4,4,-雙(二甲基氨基)二苯曱酮、2-巰基苯并噻唑/4,4,-雙(二乙 基氨基)二苯曱酮、2-巰基苯并魂唑/4,4,-雙(二甲基氨基)二苯曱酮、 2-巰基苯并魂唑/4,4,-雙(二乙基氨基)二苯曱酮等,更優(yōu)選的組合是2-巰基苯并噻唑/4,4,-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、2-巰基苯并魂唑/4,4,-雙(二乙基氨基)二苯甲酮,特別優(yōu)選的組合是2-巰基苯并噻唑/4,4,-雙(二乙基氨基)二苯甲酮。
硫醇類供氫體和胺類供氫體的組合中的硫醇類供氫體和胺類供氫 體的重量比通常為1:1 ~ 1:4,優(yōu)選為1:1~1:3。
在本發(fā)明中,相對于(C)多官能性單體和單官能性單體的總量100 重量份,在將供氫體與聯(lián)咪唑系化合物并用時的^f吏用量優(yōu)選為0. 01 ~ 40重量份,更優(yōu)選為l-30重量份,特別優(yōu)選為1-20重量份。此時, 如果供氫體的使用量過少,則靈敏度的改善效果有降低的傾向,另一方 面,如果過多,則形成的著色層在顯影時傾向于易于從基板上脫落。
另外,作為上述三嗪類化合物的具體例,可列舉2,4,6-三(三氯曱 基)-均三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯曱基)-均三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯曱基)-均三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯曱基)-均三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-曱基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯曱基)-均三嗪、2-[2- (3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三 氯甲基)-均三嗪、2- (4-曱氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三溱、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2- (4-N-丁氧基苯 基)_4,6_雙(三氯甲基)-均三嗪等具有囟曱基的三溱類化合物。
這些三嗪類化合物中,特別優(yōu)選2-[2- (3,4-二甲氧基苯基)乙烯 基]_4,6-雙(三氯曱基)-均三溱。
上述三。秦類化合物可以單獨或者混合2種以上使用。
在本發(fā)明中,相對于(C)多官能性單體和單官能性單體總量100 重量份,使用三嗪類化合物作為光聚合引發(fā)劑時的使用量優(yōu)選為0.01 ~ 40重量份,更優(yōu)選為l-30重量份,特別優(yōu)選為1 ~20重量份。此時, 如果三。秦類化合物的使用量過少,則曝光產(chǎn)生的固化不充分,難以獲得 著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的彩色濾光片,另一方面,如果過多的 話,則形成的著色層在顯影時可能容易從基板上脫落。
另外,作為上述O-?;款惢衔锏木唧w例,可舉出l-[4-(苯基 硫代)苯基]庚烷-l,2-二酮2- (O-苯曱酰肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-l,2-二酮2- (O-苯曱酰肟)、1-[4-(苯曱酰基)苯基〕-辛烷-U-二 酮2- (O-苯曱酰肟)、1-[9-乙基-6- (2-甲基苯甲酰基)-9&味唑-3-基]乙 酮1- (O-乙酰將)、1-[9-乙基-6- (3-曱基苯曱?;?-9&呼唑-3-基]乙酮 1- (O-乙酰肟)、1- (9-乙基-6-苯甲?;?9H-??ㄟ?3-基)-乙酮1- (O-乙 酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6- (2-曱基-4-四氬呋喃基苯曱?;?-9!^-口卡哇-3-基]-1- ( O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6- ( 2-曱基-4-四氬吡喃基苯曱?;? -911-。,唑-3-基]-1- (O-乙酰將)、乙酮-1-[9-乙基-6- (2-曱基-5-四氬吹喃 基苯甲酰基)畫9H-呼唑-3-基]-l醫(yī)(O-乙酰將)、乙酮-l-[9國乙基國6誦(2曙曱基 -5-四氫吡喃基苯甲酰基)-911-^唑-3-基]-1- (O-乙酰將)、乙酮-l-[9-乙 基-6-{2-曱基-4- (2,2-二曱基-1,3-二氧雜戊環(huán)基)苯曱?;?9H-呼唑-3-基]-l- (O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6- (2-曱基-4-四氫呋喃基曱氧基苯 曱?;?-9&^唑-3-基]-1- (O-乙酰將)、乙酮-1-[9-乙基-6- (2-曱基-4-四氫吡喃基甲氧基苯曱?;?-911-啼唑-3-基]-1- (O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-
乙基-6- (2-甲基-5-四氫呋喃基甲氧基苯曱?;?-9&??ㄟ?3-基]-1- (0-乙酰將)、乙酮-1-[9-乙基-6- ( 2-甲基-5-四氬吡喃基甲氧基苯曱?;?-9H-呻哇-3-基]-l-(0-乙酰將)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二曱基-1,3-二氧雜戊環(huán)基)曱氧基苯甲?;鶀-911-咕唑-3-基]-1- (O-乙酰肟)等。
這些O-?;活惢衔镏校貏e優(yōu)選1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷 -1,2-二酮2- ( O-苯曱酰肟)、1-[9-乙基-6- ( 2-甲基苯甲?;?-911-葉唑-3-基]-乙酮l-(O-乙酰將)、乙酮-1-[9-乙基-6- (2-甲基-4-四氬吹喃基曱氧 基苯甲?;?-9H-口卡唑-3-基〕-1- (O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6- {2-甲 基-4-( 2,2-二甲基-l,3-二氧雜戊環(huán)基)甲氧基苯甲?;?-9H-啼唑-3-基]小 (O-乙酰肟)等。
上述O-?;鶎㈩惢衔锟梢詥为毣蚧旌?種以上使用。
在本發(fā)明中,使用O-酰基肟類化合物作為光聚合引發(fā)劑時,其使用 量相對于(C)多官能性單體和單官能性單體的總量100重量份優(yōu)選為 0. 01 ~ 8 0重量份,更優(yōu)選為1 ~ 70重量份,特別優(yōu)選為1 ~ 60重量份。 此時,如果O-?;鶎㈩惢衔锏氖褂昧窟^少,則曝光產(chǎn)生的固化不充分, 難以獲得著色層圖案按照規(guī)定的排列配置的彩色濾光片,另一方面,如 果過多的話,則形成的著色層在顯影時可能容易從基板上脫落。
一其4也添力口劑一
本發(fā)明的著色層形成用感放射線性組合物以上述(A) ~ (D)成 分為必須成分,根據(jù)需要還可以含有其他添加劑。
作為上述其他添加劑,可舉出例如,玻璃、氧化鋁等填料;聚乙歸 醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)類等高分子化合物;非離子型表面活性劑、 陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑等表面活性劑;乙烯基三甲 氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二曱氧基硅烷、N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三 甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三曱氧基硅烷、 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-氯丙基甲基二曱氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基 丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷等密合促進劑;2,2-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基苯酚等抗氧化劑;2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮類等紫外 線吸收劑;聚丙烯酸鈉等抗凝劑;丙二酸、己二酸、衣康酸、檸康酸、
富馬酸、中康酸等殘渣改良劑等。 液態(tài)組合物的制備
本發(fā)明的著色層形成用感放射線性組合物通常配合溶劑而配制成 液態(tài)組合物。
作為上述溶劑,只要分散或溶解構(gòu)成感放射線性組合物的(A) ~
(D)成分或其他添加劑成分,并且不與這些成分反應(yīng),具有適度的揮
發(fā)性,則可以適當選擇使用。
作為這樣的溶劑,可舉出例如
丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙醚等丙二醇單烷基醚類;
乙二醇單曱醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單正丙基醚乙 酸酯、乙二醇單正丁基醚乙酸酯、二甘醇單曱醚乙酸酯、二甘醇單乙醚 乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單曱醚 乙酸酯、二丙二醇單乙醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等(聚)烷二醇 單烷基醚乙酸酯類;
二甘醇二曱醚、二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇二甲 醚、二丙二醇甲基乙基醚、二丙二醇二乙醚等(聚)烷二醇二醚類;
四氫呋喃等其他醚類;
曱乙酮、環(huán)己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮類;
二丙酮醇(即,4-羥基-4-甲基戊烷-2-酮)、4-羥基-4-甲基己烷-2-酮
等酮醇類;
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯類;
2-羥基-2-曱基丙酸乙酯、羥基酢酸乙酯、2-羥基-3-曱基丁酸甲酯、 3-曱氧基丙酸甲酯、3-曱氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙 酸乙酯、乙氧基酢酸乙酯、3-曱基-3-曱氧基丁基乙酸酯、3-曱基-3-甲氧 基丁基丙酸酯、酢酸乙酯、酢酸正丙酯、酢酸異丙酯、酢酸正丁酯、酢 酸異丁酯、甲酸正戊酯、酢酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正 丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正 丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯類;
甲苯、二曱苯等芳香族烴類;
N-曱基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺類等。
這些溶劑中,從溶解性、顏料分散性、涂布性等觀點考慮,優(yōu)選丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單正丙醚乙 酸酯、乙二醇單正丁醚乙酸酯、二甘醇單甲醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚 乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚 乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇曱基乙基醚、二丙二醇二曱醚、環(huán)己酮、
2-庚酮、3-庚酮、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸曱酯、3-乙氧基丙酸 乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、酢酸正丁酯、 酢酸異丁酯、曱酸正戊酯、酢酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸 異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
上述溶劑可以單獨或混合2種以上使用。
另外,還可以與上述溶劑同時并用千基乙基醚、二正己基醚、丙酮 基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、l-辛醇、l-壬醇、節(jié)醇、乙酸節(jié)酯、 苯曱酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、Y-丁內(nèi)酯、碳酸乙烯酯、碳 酸丙烯酯、乙二醇單苯醚乙酸酯等高沸點溶劑。
上述高沸點溶劑可以單獨或混合2種以上使用。
溶劑的使用量沒有特別限定,但從得到的液態(tài)組合物的涂布性、穩(wěn) 定性等觀點考慮,除該組合物的溶劑以外的各成分的總濃度優(yōu)選為5~ 50重量%,特別優(yōu)選為10 ~ 40重量%。
彩色濾光片的形成方法
接著,對于使用本發(fā)明的著色層形成用感放射線性組合物形成本發(fā) 明的彩色濾光片的方法進行說明。
形成彩色濾光片的方法通常至少包含下述(1) ~ (4)的步驟。 (1 )在基板上形成本發(fā)明的著色層形成用感放射線性組合物的涂 膜的步驟;
(2) 對該涂膜的至少一部分曝光的步驟;
(3) 將曝光后的涂膜顯影的步驟;
(4) 對顯影后的該涂膜進行熱處理(下面稱為"后烘")的步驟。 下面,依次對這些步驟進行說明。
—(1)步驟一
首先,在基板的表面上根據(jù)需要形成遮光層,使形成像素的部分分 開,在該基板上涂布例如含有紅色顏料的著色層形成用感放射線性組合 物的液態(tài)組合物,然后進行預(yù)烘,使溶劑蒸發(fā),形成涂膜。
作為在該步驟中使用的基板,例如有玻璃、硅、聚碳酸酯、聚酯、
芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚醚砜以及環(huán)狀烯烴的開環(huán) 聚合物或其加氫物等。
處理、等離子體處i、離子噴鍍、賊:、、氣相反應(yīng)法 真空蒸鍍等i當
的前處理。
將液態(tài)組合物涂布在基板上時,可以采用旋涂、流涂、輥涂、利用 狹縫噴嘴的涂布等適當?shù)耐坎挤?,本發(fā)明的感放射線性組合物干燥后在 洗滌溶劑中的溶解性高,適用于利用狹縫噴嘴的涂布。
預(yù)烘的條件通常為70~ ll(TC、 2~4分鐘左右。 涂布厚度以除去溶劑后的膜厚計,通常為0.1 ~ 10pm,優(yōu)選為0.2 ~ 8.0pm,更優(yōu)選為0.2 ~ 6.0pm。 一 (2 )步驟一
然后,對形成的涂膜的至少一部分進行曝光。對涂膜的一部分進行 曝光時, 一般通過具有適當圖案的光致掩^t來進行曝光。
作為在該步驟中使用的放射線,可使用例如可見光、紫外線、遠紫 外線、電子射線、X射線等,但優(yōu)選波長為190~450n m范圍的放射線。
放射線的曝光量通常為10- 10000J/m2左右。
一 (3 )步驟一
然后,對曝光后的涂膜優(yōu)選用堿顯影液進行顯影,溶解除去涂膜的 未曝光分,形成圖案。
作為上述堿顯影液,優(yōu)選例如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲 基氫氧化銨、膽堿、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮雜雙環(huán) [4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
上述堿顯影液中,可以適當添加例如甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑 或表面活性劑等。另外,堿顯影后通常進行水洗。
作為顯影處理法,可使用噴淋顯影法、噴射顯影法、浸漬顯影法、 液浸(劃水)顯影法等,本發(fā)明的感放射線性組合物在堿顯影液中的溶 解性高,適用于利用噴淋顯影法進行的顯影。
顯影條件優(yōu)選在常溫下進行5 ~ 300秒左右。
—(4 )步驟一
然后,通過對顯影后的涂膜進行后烘,可以得到包含感放射線性組 合物的固化物的像素圖案以規(guī)定的排列配置的基板。
后烘的條件優(yōu)選在180 ~ 230。C下進行20 ~ 40分左右。 這樣形成的像素的膜厚通常為0.5~5.0pm,優(yōu)選為1.5~3.0^im。 另外,通過使用含有綠色或藍色的顏料的著色層形成用感放射線性 組合物的各液態(tài)組合物反復進行上述(1) ~ (4)的步驟,將綠色的像 素圖案和藍色的像素圖案形成在同一基板上,由此,可以在基板上形成 紅色、綠色和藍色的三原色的像素圖案以規(guī)定的排列配置的著色層。但 是,本發(fā)明的各色像素圖案的形成順序并不限于上述的順序。
另外,黑矩陣除了使用含有黒色顏料的著色層形成用感放射線性組 合物的液態(tài)組合物以外,可與上述像素圖案的形成進行同樣的處理而形 成。
彩色濾光片
本發(fā)明的彩色濾光片具有使用本發(fā)明的著色層形成用感放射線性 組合物而形成的著色層。
本發(fā)明的彩色濾光片對于例如透射型或反射型的彩色液晶顯示元 件、彩色攝像管元件、彩色傳感器等是極為有用的。
彩色液晶顯示元件
本發(fā)明的彩色液晶顯示元件具有本發(fā)明的彩色濾光片。 本發(fā)明的彩色液晶顯示元件可以釆用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)。例如可以采用如 下的結(jié)構(gòu)在不同于配置有薄膜晶體管(TFT)的驅(qū)動用基板的其他的 基板上形成彩色濾光片,驅(qū)動用基板和形成有彩色濾光片的基板通過液 晶層相對配置;還可以采用如下結(jié)構(gòu)在配置有薄膜晶體管(TFT)的 驅(qū)動用基板的表面上形成了彩色濾光片的基板和形成了 ITO (摻雜了錫 的氧化銦)電極的基板通過液晶層相對配置。后者的結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點 可以顯著提高開口率,并可以獲得明亮、高精細的彩色液晶顯示元件。
實施例
下面,舉出實施例更具體地說明本發(fā)明的實施方式。但本發(fā)明并不 限定于下述實施例。
下述各合成例得到的樹脂的Mw和Mn通過下述的凝膠滲透色譜法 (GPC)測定。
裝置GPC-101 (昭和電工(林)制造)。
柱組合GPC-KF-801、 GPC-KF-802、 GPC-KF畫803和GPC-KF-804使用。
流動相含有0.5重量°/。磷酸的四氬吹喃。
堿可溶性樹脂的合成
合成例1
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異丁腈2重量份、 吡唑-l-二硫代甲酸氰基(二曱基)曱酯4重量份和二丙二醇二曱醚200 重量份,接著,加入甲基丙烯酸20重量份、N-苯基馬來酰亞胺30重量 份、對枯基苯酚的EO改性丙烯酸酯(東亞合成制造的7口二7夕義 M-110) 30重量份以及苯乙烯20重量份,氮氣置換后,慢慢攪拌,將 反應(yīng)溶液升溫至8(TC,保持該溫度進行2小時聚合。然后,將反應(yīng)溶液 升溫至10(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈1重量份,再繼續(xù)進行2小時聚 合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率99%)。該共聚物的Mw=6000、 Mw/Mn=1.4。將該共聚物作為"共聚物(S-l)"。
這里所說的聚合轉(zhuǎn)化率,是表示供聚合反應(yīng)的的溶劑以外的成分 中,在聚合反應(yīng)中消耗的量所占的比例,具體地,通過下述式子計算。
聚合添加率(%)=共聚物溶液的固體成分濃度(%) x所有成分的 加入總重量/溶劑以外的成分的加入總重量
共聚物溶液的固體成分濃度如下計算在鋁皿中稱量共聚物溶液, 在180。C的熱板上加熱1小時,測定加熱前后的重量,通過(加熱后的 重量xlOO/加熱前的重量)。
合成例2
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異丁腈3.5重量 份和二丙二醇二曱醚200重量份,接著加入曱基丙烯酸20重量份、N-苯基馬來酰亞胺30重量份、對枯基苯酚的EO改性丙烯酸酯30重量份、 苯乙烯20重量份和a-曱基苯乙烯二聚物(分子量控制劑)IO重量份, 氮氣置換后,慢慢攪拌,將反應(yīng)溶液升溫至80°C,保持該溫度進行2小 時聚合。然后,將反應(yīng)溶液升溫至IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈1.5 重量份,再繼續(xù)進行2小時聚合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率 87%)。該共聚物的Mw=17000、 Mw/Mn=2.1。將該共聚物作為"共聚物 (S國2 )"。
合成例3
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異丁腈3.5重量
份和二丙二醇二曱醚200重量份,接著加入曱基丙烯酸20重量份、N-苯基馬來酰亞胺30重量份、對枯基苯酚的EO改性丙烯酸酯30重量份、 苯乙烯20重量份和a-甲基苯乙烯二聚物(分子量控制劑)IO重量份, 氮氣置換后,慢慢攪拌,將反應(yīng)溶液升溫至80°C,保持該溫度進行2小 時聚合。然后,將反應(yīng)溶液升溫至IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈3.5 重量份,再繼續(xù)進行2小時聚合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率 92%)。該共聚物的Mw=22000、 Mw/Mn=1.9。將該共聚物作為"共聚物 (S曙3 ),,。 合成例4
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異丁腈2重量份、 吡唑-l-二硫代甲酸氰基(二甲基)甲酯4重量份和二丙二醇二曱醚200 重量份,接著加入甲基丙烯酸20重量份、N-苯基馬來酰亞胺30重量份、 甲基丙烯酸節(jié)酯30重量份和苯乙烯20重量份,氮氣置換后,慢慢攪拌, 將反應(yīng)溶液升溫至80°C,保持該溫度進行2小時聚合。然后,將反應(yīng)溶 液升溫至IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈1重量份,再繼續(xù)進行2小時 聚合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率99%)。該共聚物的Mw=6500、 Mw/Mn=1.5。將該共聚物作為"共聚物(S-4)"。
合成例5
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異丁腈2重量份、 吡唑-l-二硫代甲酸氰基(二甲基)甲酯4重量份和二丙二醇二甲醚200 重量份,接著加入曱基丙烯酸20重量份、甲基丙烯酸千酯30重量份、 對枯基苯酚的EO改性丙烯酸酯(東亞合成制造的7 口 - 7夕只M-110 ) 30重量份以及苯乙烯20重量份,氮氣置換后,慢慢攪拌,將反應(yīng)溶液 升溫至80°C,保持該溫度進行2小時聚合。然后,將反應(yīng)溶液升溫至 IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈1重量份,再繼續(xù)進行2小時聚合,由 此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率99%)。該共聚物的Mw=7000、 Mw/Mn=1.5。將該共聚物作為"共聚物(S-5)"。
合成例6
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異戊腈7重量份 和二丙二醇二曱醚200重量份,接著加入甲基丙烯酸20重量份、N-苯 基馬來酰亞胺30重量份、甲基丙烯酸千酯30重量份、苯乙烯20重量 份和a-甲基苯乙烯二聚物(分子量控制劑)10重量份,氮氣置換后,慢
慢攪拌,將反應(yīng)溶液升溫至80°C,保持該溫度進行2小時聚合。然后, 將反應(yīng)溶液升溫至IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈3重量份,再繼續(xù)進 行2小時聚合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率99%)。該共聚物的 Mw=6300、 Mw/Mn=2.3。將該共聚物作為"共聚物(S-6)"。 合成例7
在裝備有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2,-偶氮二異戊腈3.5重量 份和二丙二醇二甲醚200重量份,接著加入甲基丙烯酸20重量份、N-苯基馬來酰亞胺30重量份、甲基丙烯酸千酯30重量份、苯乙烯20重 量份和a-甲基苯乙烯二聚物(分子量控制劑)IO重量份,氮氣置換后, 慢慢攪拌,將反應(yīng)溶液升溫至80°C,保持該溫度進行2小時聚合。然后, 將反應(yīng)溶液升溫至IO(TC,追加2,2,-偶氮二異戊腈1.5重量份,再繼續(xù) 進行2小時聚合,由此得到共聚物溶液(聚合轉(zhuǎn)化率99%)。該共聚物 的Mw46000、 Mw/Mn=2.0。將該共聚物作為"共聚物(S-7)"。
實施例1
利用金剛石微粉磨機(夕'4弋乇 > 卜'7 7 O 、; A)(商品名,三 菱7亍ij 7A (林)制造的珠磨機(珠直徑l.Omm)將由160重量份作 為(A)著色劑的C.I.顏料紅254和C.I.顏料黃139的50/50 (重量比) 混合物、40重量份(以固體成分換算)作為分散劑的Disperbyk2001以 及800重量份作為溶劑的3-乙氧基丙酸乙酯構(gòu)成的混合液混合、分散12 小時,制備顏料分散液。
接著,將600重量份該顏料分散液、70重量份(以固體成分換算) 作為(B)堿可溶性樹脂的共聚物(S-l)、 80重量份作為(C)多官能 性單體的二季戊四醇六丙烯酸酯、50重量份作為(D)光聚合引發(fā)劑的 2-千基-2-二曱基氨基-1- (4-嗎啉代苯基)丁烷-l-酮以及作為溶劑的800 重量份丙二醇單甲醚乙酸酯和200重量份乙二醇單正丁基醚乙酸酯混 合,制備液態(tài)組合物(M )。
接著,將液狀組合物(r-l)旋涂在直徑4英寸的鈉玻璃基板上,該 鈉玻璃基板的表面形成用來防止鈉離子溶解析出的Si02膜,然后在80°C 的凈化烘箱內(nèi)進行10分鐘的預(yù)烘,在基板上形成3.0pm的涂膜。
接著,將該基板在通過磁力攪拌器進行攪拌的1000亳升含有0.04 重量%氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,此時,涂膜完全溶解。
實施例2
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-2)代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-2),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000毫升含有0.04重量% 氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜完全溶解。
實施例3
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-3 )代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-3),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000毫升含有0.04重量% 氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜完全溶解。
比車支例1
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-4 )代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-4),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000毫升含有0.04重量% 氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜不能完全溶解,在 液體中觀察到大量的不溶解的塊狀物。
比4交例2
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-5 )代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-5),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000毫升含有0.04重量% 氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜完全溶解。
比專支例3
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-6)代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-6),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000毫升含有0.04重量% 氫氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜不能完全溶解,在 液體中觀察到大量的不溶解的塊狀物。
比豐支例4
除了使用70重量份(以固體成分換算)共聚物(S-7)代替共聚物 (S-l)以外,與實施例1同樣地,制備液態(tài)組合物(r-7),并在鈉玻璃 基板上形成涂膜。
接著,與實施例1同樣地,將該基板在1000亳升含有0.04重量% 氬氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬2分鐘,結(jié)果,涂膜不能完全溶解,在 液體中觀察到大量的不溶解的塊狀物。
由實施例1 ~ 3和比4交例1 ~ 4可知,通過在(B )石咸可溶性樹脂中 共聚上述式(1)表示的不飽和化合物,可以形成在顯影液中的溶解性 高的涂膜。
實施例4
將液狀組合物(r-l )旋涂在直徑4英寸的表面形成了防止鈉離子溶 解析出的Si02膜的鈉玻璃基板上,然后在23。C的凈化烘箱內(nèi)放置12小 時進行干燥,形成涂膜。
接著,將該基板在100毫升丙二醇單曱醚乙酸酯中浸漬2分鐘,結(jié) 果,涂膜完全溶解。
實施例5
除了使用上述液態(tài)組合物(r-2)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實 施例4同樣地進行溶劑浸漬試驗,結(jié)果,涂膜完全溶解。 實施例6
除了使用上述液態(tài)組合物(r-3)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實 施例4同樣地進行溶劑浸漬試驗,結(jié)果,涂膜不能完全溶解,觀察到少 量的雜質(zhì)。
比4吏例5
除了使用上述液態(tài)組合物(r-4)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實 施例4同樣地進行溶劑浸漬試^r,結(jié)果,涂膜完全溶解。 比4支例6
除了使用上述液態(tài)組合物(r-5)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實 施例4同樣地進行溶劑浸漬試驗,結(jié)果,涂膜完全溶解。 比4交例7
除了使用上述液態(tài)組合物(r-6)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實
施例4同樣地進行溶劑浸漬試驗,結(jié)果,涂膜完全溶解。 比專交例8
除了使用上述液態(tài)組合物(r-7)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實 施例4同樣地進行溶劑浸漬試驗,結(jié)果,涂膜不能完全溶解,觀察到大 量雜質(zhì)。
由實施例5 ~ 6和比較例8可知,通過在(B )堿可溶性樹脂中共聚 上述式(1)表示的不飽和化合物,具有提高干燥后的著色層形成用感 放射線性組合物在洗滌溶劑中的溶解性的效果。
實施例7
將液狀組合物(r-l )旋涂在鈉玻璃基板上,該鈉玻璃基板的表面形 成了用來防止鈉離子溶解析出的Si02膜,并進一步蒸鍍規(guī)定形狀的ITO (銦-氧化錫合金)電極,然后在9(TC的凈化烘箱內(nèi)進行10分鐘的預(yù)烘, 在基才反上形成2.0|iim的涂膜。
接著,使用高壓水銀燈不通過光致掩模對涂膜以5000J/n^的曝光量 照射包含365nm、 405nm和436nm的各波長的放射線。然后,將該基板 在23t:的含有0.04重量%氪氧化鉀水溶液的顯影液中浸漬1分鐘,顯影 后用超純水洗滌并風干,再于25(TC下進行30分鐘的后烘,使涂膜固化, 在基板上形成紅色的像素。該像素的膜厚為1.6)Lim。
接著,用混合了 0.8mm的玻璃珠的密封劑將形成了該像素的基板和 只是蒸鍍了規(guī)定形狀的ITO電極的基板貼合,然后注入乂》夕制造的液 晶MLC6608 (商品名),制作液晶盒。
接著,將液晶盒放入到60。C的恒溫槽中,利用東陽亍夕二力制造的 液晶電壓保持率測定系統(tǒng)VHR-1A型(商品名)測定液晶盒的電壓保持 率。此時的施加電壓為5.5V的方形波,測定頻率為60Hz。這里所it的 電壓保持率是(16.7毫秒后的液晶盒電位差/第0毫秒施加的電壓)的值。 其結(jié)果,電壓保持率為95%。
如果液晶盒的電壓保持率不到90%,則意^^未著液晶盒在16.7毫秒的 時間不能使施加電壓保持在規(guī)定水平,不能使液晶充分取向。因此,具 有使用液態(tài)組合物(r-1 )形成的彩色濾光片的液晶顯示元件幾乎不用擔 心會引起"燒屏"。
實施例8
除了使用液態(tài)組合物(r-2 )代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為90%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-2)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件幾 乎不用擔心會引起"燒屏"。
實施例9
除了使用液態(tài)組合物(r-3)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為93%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-3)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件幾 乎不用擔心會引起"燒屏"。
比凈交例9
除了4吏用液態(tài)組合物(r-4)代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為95%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-4)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件幾 乎不用擔心會引起"燒屏"。
比4支例10
除了使用液態(tài)組合物(r-5 )代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為95%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-5)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件幾 乎不用擔心會引起"燒屏"。
比專支例11
除了4吏用液態(tài)組合物(r-6)代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為47%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-6)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件引 起"燒屏"的可能性高。
比4支例12
除了使用液態(tài)組合物(r-7)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實施例 7同樣地制作液晶盒,并測定電壓保持率,結(jié)果,電壓保持率為91%。 因此,具有使用液態(tài)組合物(r-7)形成的彩色濾光片的液晶顯示元件引 起"燒屏"的可能性低。
由實施例1 3和比較例1 ~ 4可知,通過控制(B )堿可溶性樹脂的 Mw、 Mw/Mn和聚合轉(zhuǎn)化率,可提高電壓保持率。
實施例10
將液狀組合物(r-l )旋涂在直徑4英寸的表面形成了防止鈉離子溶 解析出的Si02膜的鈉玻璃基板上,然后用9(TC的熱板進行2分鐘的預(yù) 烘,形成膜厚2.5pm的涂膜。接著,將基板冷卻到室溫,使用高壓水銀 燈通過光致掩才莫(狹縫寬度90|im)對涂膜照射包含365nm、 405nm和 436nm的各波長的紫外線。此時的曝光量為100mJ/cm2。然后,以 lkgf/cm2的顯影壓力(噴嘴直徑lmm)向涂膜噴出23。C的0.04重量% 氬氧化鉀水溶液,進行噴淋顯影,然后在22(TC下進行30分鐘的后烘, 在基板上形成紅色的條狀像素圖案。
用光學顯微鏡觀察基板上的像素陣列,結(jié)果在未曝光部的基板上未 發(fā)現(xiàn)顯影殘渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
實施例11
除了使用液態(tài)組合物(r-2)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上未發(fā)現(xiàn)顯影殘 渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
實施例12
除了使用液態(tài)組合物(r-3 )代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上未發(fā)現(xiàn)顯影殘 渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
比專支例13
除了使用液態(tài)組合物(r-4)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上未發(fā)現(xiàn)顯影殘 渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
比專交例14
除了使用液態(tài)組合物(r-5 )代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上發(fā)現(xiàn)顯影殘渣, 并且發(fā)現(xiàn)在像素圖案的邊緣出現(xiàn)了缺損。
比凈支例15
除了使用液態(tài)組合物(r-6)代替液態(tài)組合物(r-l)以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上未發(fā)現(xiàn)顯影殘 渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
比4支例16
除了使用液態(tài)組合物(r-7)代替液態(tài)組合物(r-l )以外,與實施例 10同樣地進行顯影性的評價,結(jié)果,在未曝光部的基板上未發(fā)現(xiàn)顯影殘 渣,并且未發(fā)現(xiàn)像素圖案的邊緣缺損。
由實施例10~12和比較例13~16可知,通過在(B)堿可溶性樹 脂中共聚N-取代馬來酰亞胺,可以得到具有優(yōu)異的顯影性的著色層形成 用感放射線性組合物。
這里對使用了紅色顏料的感放射線性組合物進行評價,但使用了藍 色、綠色、黃色或黑色顏料的感放射線性組合物的情況也得到同樣的結(jié) 果。
由上述(1)顯影液浸漬試驗、(2)溶劑浸漬試驗、(3)電壓保持 率的評價和(4)顯影性的評價可知配合了作為(B)堿可溶性樹脂的 含有(bl)、 (b2)和(b3)的共聚物的組合物的這些所有評價結(jié)果都良 好,為可以以高的產(chǎn)品成品率形成不產(chǎn)生"燒屏"的彩色濾光片,另夕卜, 可以形成干燥后在洗滌溶劑中的溶解性高,并且在堿顯影液中的溶解性 也高的涂膜的著色層形成用感放射線性組合物。
權(quán)利要求
1.著色層形成用感放射性組合物,該組合物含有(A)著色劑、(B)堿可溶性樹脂、(C)多官能性單體和(D)光聚合引發(fā)劑,其特征在于,(B)堿可溶性樹脂是含有(b1)選自不飽和羧酸、其酸酐和不飽和酚化合物中的一種、(b2)N-取代馬來酰亞胺、以及(b3)下述式(1)表示的不飽和化合物而形成的不飽和化合物的共聚物,式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示碳原子數(shù)2~4的亞烷基,R3表示氫原子、碳原子數(shù)1~20的烷基或碳原子數(shù)7~20的芳烷基,n表示1~10的整數(shù)。
2. 權(quán)利要求1所述的感放射性組合物,其中,構(gòu)成(B)堿可溶性 樹脂的共聚物通過凝膠滲透色譜法GPC測定的聚苯乙烯換算重均分子 量Mw為1000 ~ 25000,并且Mw與通過凝膠滲透色譜法GPC測定的聚 苯乙烯換算數(shù)均分子量Mn之比Mw/Mn為1.0-2.2。
3. 權(quán)利要求2所述的感放射性組合物,其中,(B)堿可溶性樹脂 是通過活性自由基聚合而得到的共聚物。
4. 使用權(quán)利要求1 ~ 3中任一項所述的感放射性組合物而形成的彩 色濾光片。
5. 具備權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的彩色液晶顯示元件。
6. 含有(bl)選自不飽和羧酸、其酸酐和不飽和酚化合物中的一 種、(b2) N-取代馬來酰亞胺、以及(b3)下述式(1)表示的不飽和 化合物而形成的不飽和化合物的共聚物,<formula>formula see original document page 3</formula> (1)式中,R4表示氫原子或甲基,R2表示碳原子數(shù)2 4的亞烷基,R3表示 氫原子、碳原子數(shù)1 ~20的烷基或碳原子數(shù)7~20的芳烷基,n表示1 ~ 10的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供著色層形成用感放射線性組合物、彩色濾光片和彩色液晶顯示元件,該著色層形成用感放射線性組合物可以以高的產(chǎn)品成品率形成不產(chǎn)生“燒屏”的彩色濾光片,另外,可以形成干燥后在洗滌溶劑中的溶解性高、并且在堿顯影液中的溶解性也高的涂膜。該著色層形成用感放射線性組合物含有(A)著色劑、(B)堿可溶性樹脂、(C)多官能性單體和(D)光聚合引發(fā)劑,其中,(B)堿可溶性樹脂是含有(b1)選自不飽和羧酸、其酸酐和不飽和酚化合物中的一種、(b2)N-取代馬來酰亞胺、以及(b3)下述式(1)表示的不飽和化合物而形成的不飽和化合物的共聚物。
文檔編號G03F7/028GK101339365SQ200810125098
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者小林和博, 河本達慶, 荒井雅史, 高見朋宏 申請人:Jsr株式會社
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