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CN104777714B - 感光性树脂组合物和使用其的滤色片 - Google Patents

感光性树脂组合物和使用其的滤色片 Download PDF

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CN104777714B
CN104777714B CN201410453813.6A CN201410453813A CN104777714B CN 104777714 B CN104777714 B CN 104777714B CN 201410453813 A CN201410453813 A CN 201410453813A CN 104777714 B CN104777714 B CN 104777714B
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photosensitive resin
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Abstract

本发明公开了一种感光性树脂组合物和使用其的滤色片。所述光性树脂组合物包括(A)着色剂，其包含由下列化学式1和化学式2表示的化合物；(B)丙烯酸类粘合剂树脂；(C)可光致聚合的单体；(D)光聚合引发剂；和(E)溶剂。在所述化学式1和2中，每个取代基与具体实施方式中定义相同。[化学式1]
Figure DDA0000566783970000011
[化学式2]

Description

感光性树脂组合物和使用其的滤色片
相关申请的引用
本申请要求于2014年1月14日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2014-0004640，以及于2014年8月12日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2014-0104456的优先权和权益，其全部内容结合在此以供参考。
技术领域
本发明涉及用于滤色片的感光性树脂组合物和使用其的滤色片。
背景技术
滤色片用于液晶显示器(LCD)、用于照相机的滤光片等。滤色片可通过在电荷耦合器件或透明基板上涂布以三种或更多重颜色着色的精细区域而制备。着色的薄膜使用颜料分散法等来制备。通过颜料分散法用于制备滤色片的彩色感光性树脂组合物通常包括粘合剂树脂、可光致聚合的单体、光聚合引发剂、颜料、溶剂、其他添加剂等。对于着色剂而言，大多使用颜料分散。例如，通过混合红色颜料和黄色颜料得到的红色颜料分散体用来实现滤色片的红色像素，而通过混合绿色颜料和黄色颜料得到的绿色颜料分散体用来实现滤色片的绿色像素。近来，滤色片通过能够大量生产的连续工艺来生产。此外，由于近来根据高品质规范滤色片要求具有优异的颜色特性、耐热性等，所以为改善亮度与对比度特性，已尝试增强着色剂。
发明内容
一个实施方式提供了由于改善的透光率和高亮度与高对比度所致的具有优异的颜色特性的感光性树脂组合物。
另一个实施方式提供了使用该感光性树脂组合物制备的滤色片。
一个实施方式提供包括以下各项的感光性树脂组合物：(A)着色剂，其包括由下列化学式1和化学式2表示的化合物；(B)丙烯酸类粘合剂树脂；(C)可光致聚合的单体；(D)光聚合引发剂；和(E)溶剂。
[化学式1]
Figure BDA0000566783960000021
[化学式2]
Figure BDA0000566783960000022
在上述化学式1中，
R1至R13独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1至C10烷基、磺酸基、或包括羧基的脂肪族有机基团，以及
R10至R13中的一个或多个为包括羧基的脂肪族有机基团，
在上述化学式2中，
R14至R19独立地为氢、卤素、取代或未取代的C1至C10烷基、磺酸基、或包括羧基的脂肪族有机基团，
R14和R15中的一个或多个为包括羧基的脂肪族有机基团，以及
X-为CF3SO3 -、Cl-、C6F5B-或C6H5SO3 -。
在上述化学式1中，R1至R4中的两个可为卤素，而余下的两个可为磺酸基，R5至R9可为氢，且R10至R13中的一个可为包括羧基的脂肪族有机基团，而余下的三个可为卤素。
在上述化学式2中，R14至R15可为包括羧基的脂肪族有机基团，且R16至R19可为取代或未取代的C1至C10烷基。
包括羧基的脂肪族有机基团可由下列的化学3表示。
[化学式3]
Figure BDA0000566783960000031
在上述化学式3中，
L1和L2独立地为单键或者取代或未取代C1的C1至C10亚烷基。
着色剂可包括重量比为约1:5至约1:10的由前面化学式1表示的化合物和由前面化学式2表示的化合物。
可光致聚合的单体可包含如下的物质：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、酚醛环氧基(甲基)丙烯酸酯、或它们的组合。
感光性树脂组合物可包括约1wt％至约10wt％的着色剂(A)；约1wt％至约10wt％的丙烯酸类粘合剂树脂(B)；约3wt％至约13wt％的可光致聚合的单体(C)；约0.1wt％至约3wt％的光聚合引发剂(D)，和余量的溶剂(E)。
感光性树脂组合物可进一步包含选自以下的至少一种添加剂：丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；具有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类偶联剂；流平剂(均化剂，levelingagent)；氟类表面活性剂；和自由基聚合引发剂。
另一个实施方式提供了使用用于滤色片的感光性树脂组合物的滤色片。
下面的具体实施方式中包括其他的实施方式。
感光性树脂组合物具有优异的透光率、和高亮度以及高对比度，并且因此具有优异的颜色特性，从而可用于滤色片。
具体实施方式
下面将详细地说明本发明的实施方式。但是，这些实施方式是示例性的，且本公开内容不限于此。
如在此使用的，当没有另外提供明确定义时，术语“取代的”可指用下列基团取代至少一个氢：卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨甲酰基、巯基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C20至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C30杂芳基、或它们的组合。
如在此使用的，当没有另外提供明确定义时，术语“杂”可指用N、O、S和P中的至少一个杂原子取代环状取代基中的至少一个C。
如在此使用的，当没有另外提供明确定义时，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”两者，且“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
如在此使用的，当没有另外提供明确定义时，术语“组合”是指混合或共聚。
如在此使用的，除非另外提供明确定义，当化学键在应该给出的位置处没有画出时，氢原子结合在该位置上。
如在此使用的，当没有另外提供明确定义时，“*”表示相同或不同的原子或化学式连接的点。
根据一个实施方式的感光性树脂组合物包括(A)着色剂，其包含由下列化学式1和化学式2表示的化合物；(B)丙烯酸类粘合剂树脂；(C)可光致聚合的单体；(D)光聚合引发剂；和(E)溶剂。
根据一个实施方式的感光性树脂组合物包括由下列化学式1和化学式2表示的化合物且提高了着色剂的溶解度和分散性，从而可改善颜色特性例如透光率、亮度等。
[化学式1]
Figure BDA0000566783960000061
[化学式2]
Figure BDA0000566783960000062
在上述化学式1中，
R1至R13独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1至C10烷基、磺酸基或包括羧基的脂肪族有机基团，以及
R10至R13中的一个或多个为包括羧基的脂肪族有机基团，
在上述化学式2中，
R14至R19独立地为氢、卤素、取代或未取代的C1至C10烷基、磺酸基或包括羧基的脂肪族有机基团，
R14和R15中的一个或多个为包括羧基的脂肪族有机基团，以及
X-为CF3SO3 -、Cl-、C6F5B-或C6H5SO3 -。
例如，在上述化学式1中，R1至R4中的两个可为卤素而余下的两个可为磺酸基，R5至R9可为氢，R10至R13中的一个可为包括羧基的脂肪族有机基团，而余下的三个可为卤素，以及
在上述化学式2中，R14至R15可为包括羧基的脂肪族有机基团，且R16至R19可为取代或未取代的C1至C10烷基。
下面将详细地说明每种成分。
(A)着色剂
根据一个实施方式的感光性树脂组合物包括包含由上述化学式1和化学式2表示的化合物的着色剂。
由上述化学式1表示的化合物与黄色颜料Y138具有相似的结构但比黄色颜料Y138具有更好的着色力，因此具有优异的颜色特性如亮度等并很好地实现颜色，但通常比染料的溶解度低，因此，当仅使用由上述化学式1表示的化合物作为着色剂时会出现可溶性劣化的问题。此外，由于具有酸性的质子(氢)如羧基等容易被碱等除去，所以由上述化学式1表示的化合物变成阴离子型。
另一方面，作为花青类的红色染料的由化学式2表示的化合物可改善染料的持久性，因此通过与阴离子化合物的酸-碱离子吸附反应来改善可靠性。
由上述化学式1表示的化合物容易变成阴离子型，因此可与由化学式2表示的化合物的X-进行离子交换。结果，由化学式2表示的化合物与由化学式1表示的化合物形成了离子键，因此可弥补由化学式1表示的化合物的低溶解度并且改善可溶性。
此外，由化学式1表示的化合物显示出高透光率特性，因此可弥补由化学式2表示的化合物的持久性并且改善可靠性。
在一个示例性实施方式中，包括羧基的脂肪族有机基团可由下列的化学式3表示。
[化学式3]
Figure BDA0000566783960000081
在上述化学式3中，
L1和L2独立地为单键或者取代或未取代C1的C1至C10亚烷基。
着色剂具有由化学式3表示的取代基，因此，预期可以改善溶解度并且特别地，可通过与阳离子材料形成离子键或吸附作用对改善溶解度和持久性产生影响。
着色剂可包含重量比为约1:5至约1:10的由化学式1表示的化合物和由化学式2表示的化合物。当由化学式1和化学式2表示的化合物包括在该范围内时，可改善溶解度和持久性。
分散剂可另外地加入到感光性树脂组合物中以分散由上述化学式1和化学式2表示的化合物。
分散剂可为非离子型分散剂、阴离子型分散剂、阳离子型分散剂等。分散剂的具体实例可以是聚亚烷基二醇及其酯类、聚氧化亚烷基、多元醇酯氧化烯加成产物、醇氧化烯加成产物、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺氧化烯加成产物、烷基胺等。这些分散剂可单独使用或以两种或更多种的混合物使用。
市售的分散剂实例可包括：由BYK公司生产的DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-160、DISPERBYK-16、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-182、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001等；由EFKA Chemicals公司生产的EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA-48、EFKA-49、EFKA-100、EFKA-400、EFKA-450等；由Zeneka公司生产的Solsperse 5000、Solsperse 12000、Solsperse 13240、Solsperse 13940、Solsperse17000、Solsperse 20000、Solsperse 24000GR、Solsperse 27000、Solsperse 28000等；由Ajinomoto公司生产的PB711、PB821等。
基于感光性树脂组合物总量，可包括的分散剂的量为约0.01wt％至约15wt％。当分散剂包括在该范围内时，由于改善的分散性能，感光性树脂组合物具有优异的稳定性、显影性和图案形成能力。
在此，在感光性树脂组合物中，能够以分散体形式包括颜料。用于制备颜料分散体的溶剂可为乙二醇乙酸酯、乙基溶纤剂、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、聚乙二醇、环己酮、丙二醇甲基醚等。
基于感光性树脂组合物的总量，可包括的包含由上述化学式1和化学式2表示的化合物的着色剂的量为约1wt％至约10wt％，例如约3wt％至约8wt％。当着色剂包括在该范围内时，可改善颜色特性且在相同的颜色坐标下可实现高亮度和对比度。
(B)丙烯酸类粘合剂树脂
根据一个实施方式的感光性树脂组合物包含丙烯酸类粘合剂树脂。
丙烯酸类粘合剂树脂是第一烯类不饱和单体和可以与其共聚的第二烯类不饱和单体的共聚体，并且是包含至少一个丙烯酸类重复单元的树脂。
第一烯类不饱和单体是包含至少一个羧基的烯类不饱和单体。单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、或它们的组合。
基于丙烯酸类粘合剂树脂的总量，可包括的第一烯类不饱和单体的量为约5wt％至约50wt％，例如约10wt％至约40wt％。
第二烯类不饱和单体可为芳香族乙烯基化合物如，苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲基醚等；不饱和羧酸酯化合物如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯等；不饱和羧酸氨基烷基酯化合物，如(甲基)丙烯酸2-氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙基酯等；羧酸乙烯基酯化合物，如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物如(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯等；乙烯基氰化合物如(甲基)丙烯腈等；不饱和酰胺化合物如(甲基)丙烯酰胺等；等等。这些化合物可单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
丙烯酸类粘合剂树脂的具体实例可以为，但不局限于：聚甲基丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸2-羟乙基酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟乙基酯共聚物等。这些树脂可单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
丙烯酸类粘合剂树脂的重均分子量可为约3,000g/mol至约150,000g/mol，例如约5,000g/mol至约50,000g/mol。当丙烯酸类粘合剂树脂的重均分子量在该范围内，用于滤色片的感光性树脂组合物可具有优异的物理与化学性能和合适的粘性，保持合适的显影性和感光度，且在制造滤色片期间显示了与基板优异的紧密接触特性。
丙烯酸类粘合剂树脂的酸值可为约50mgKOH/g至约150mgKOH/g，例如约70mgKOH/g至约130mgKOH/g。当丙烯酸类粘合剂树脂的酸值在该范围内时，像素具有优异的分辨率。
基于用于滤色片的感光性树脂组合物总量，可包括的丙烯酸类粘合剂树脂的量为约1wt％至约10wt％，例如约4wt％至约8wt％。当丙烯酸类粘合剂树脂包括在该范围内时，感光性和显影性得到改善，且由于改善的耐化学性，没有了剥离的图案。
(C)可光致聚合的单体
可光致聚合的单体可为包含至少一个烯类不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能酯和/或多官能酯。
可光致聚合的单体具有烯类不饱和双键，因此在图案-形成过程中在曝光期间可引起适当的聚合反应并且形成具有优异的耐热性、耐光性和耐化学性的图案。
可光致聚合的单体具体的实例可以是乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、酚醛环氧基(甲基)丙烯酸酯等。
市售的反应性不饱和化合物实例如下。单官能(甲基)丙烯酸酯可包括
Figure BDA0000566783960000121
(Toagosei Chemistry Industry公司)；KAYARAD
Figure BDA0000566783960000122
(Nippon Kayaku公司)；
Figure BDA0000566783960000123
Figure BDA0000566783960000124
(Osaka Organic Chemical公司)等。双官能(甲基)丙烯酸酯的实例可包括Aronix
Figure BDA0000566783960000125
(Toagosei Chemistry Industry公司)，KAYARAD
Figure BDA0000566783960000126
NipponKayaku公司)，
Figure BDA0000566783960000127
Figure BDA0000566783960000128
(Osaka Organic Chemical公司)等。三官能(甲基)丙烯酸酯的实例可以包括Aronix
Figure BDA0000566783960000129
Figure BDA00005667839600001210
(Toagosei Chemistry Industry Co.,Ltd.)；KAYARAD
Figure BDA00005667839600001211
(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)；
Figure BDA00005667839600001212
(Osaka Yuki Kayaku KogyoCo.Ltd.)等。这些化合物可单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
可光致聚合的单体可用酸酐处理以改善显影性。
基于用于滤色片的感光性树脂组合物的总量，可包括的可光致聚合的单体在的量为约3wt％至约13wt％，例如约4wt％至约11wt％。当可光致聚合的单体包括在该范围内时，在图案-形成过程中在曝光期间，可光致聚合的单体可被适当地固化(cure)并且具有优异的可靠性，并且可改善碱显影液的显影性。
(D)光聚合引发剂
光聚合引发剂可为苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、噻吨酮类化合物、苯偶姻类化合物、三嗪类化合物、肟类化合物等。
苯乙酮类化合物的实例可以是2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对-叔-丁基三氯苯乙酮、对-叔-丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮等。
二苯甲酮类化合物的实例可以是二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯酮等。
噻吨酮类化合物的实例可为噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
苯偶姻类化合物的实例可为苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁基醚、苄基二甲基缩酮等。
三嗪类化合物的实例可以是2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对-甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲基氧基萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。
肟类化合物的实例可以是2-(O-苯甲酰肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮等。
除了上述化合物，光聚合引发剂可进一步包括咔唑类化合物、二酮类化合物、硼酸锍类化合物、重氮类化合物、咪唑类化合物、联咪唑类化合物等。
基于用于滤色片的感光性树脂组合物的总量，可包括的光聚合引发剂的量为约0.1wt％至约3wt％，例如约0.2wt％至约2wt％。当光聚合引发剂包括在该范围内时，在图案-形成过程中在曝光期间，发生适当的光聚合反应，并且可防止由于未反应的引发剂引起的透光率劣化。
(E)溶剂
溶剂是与丙烯酸类粘合剂、可光致聚合的单体、光聚合引发剂和着色剂具有相容性但不与其反应的材料。
溶剂没有具体的限制，但它可以具体地为：例如，醇类如甲醇、乙醇等；醚类如二氯乙基醚、正丁基醚、二异戊基醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等；二醇醚类如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚等；溶纤剂乙酸酯类如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙基溶纤剂乙酸酯等；卡必醇类如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚等；乙酸烷基酯类例如乙酸正丁基酯、乙酸正戊基酯、乙酸正己基酯、乙酸异丁基酯等；丙二醇烷基醚乙酸酯类如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；芳烃类如甲苯、二甲苯等；酮类如甲乙酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基正戊基酮、2-庚酮等；饱和脂肪族单羧酸烷基酯类如乙酸乙酯，乙酸正丁酯，乙酸异丁酯等；乳酸烷基酯类如乳酸甲酯，乳酸乙酯等；羟基乙酸烷基酯类如羟基乙酸甲酯，羟基乙酸乙酯，羟基乙酸丁基酯等；乙酸烷氧基烷基酯类如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙基酯，乙酸甲氧基丁酯，乙酸乙氧基甲基酯，乙酸乙氧基乙基酯等；3-羟基丙酸烷基酯类如3-羟基丙酸甲基酯，3-羟基丙酸乙基酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯类如3-甲氧基丙酸甲基酯，3-甲氧基丙酸乙酯，3-乙氧基丙酸乙基酯，3-乙氧基丙酸甲基酯等；2-羟基丙酸烷基酯类如2-羟基丙酸甲基酯，2-羟基丙酸乙基酯，2-羟基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯类如2-甲氧基丙酸甲基酯，2-甲氧基丙酸乙酯，2-乙氧基丙酸乙酯，2-乙氧基丙酸甲酯等；2-羟基-2-甲基丙酸烷基酯类如2-羟基-2-甲基丙酸甲基酯，2-羟基-2-甲基丙酸乙基酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯类如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲基酯，2-乙氧基-2-甲基丙酸乙基酯等；酯类如丙酸2-羟基乙酯，丙酸2-羟基-2-甲基乙基酯，乙酸羟乙基酯，2-羟基-3-甲基丁酸甲基酯等；或酮酸酯类如丙酮酸乙酯等。此外，还可使用如下的溶剂：如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。它们可以单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
考虑到可混合性和反应性，可优选使用二醇醚类如乙二醇单乙基醚等；乙二醇烷基醚乙酸酯类如乙基溶纤剂乙酸酯等；酯类如丙酸2-羟基乙酯等；二乙二醇类如二乙二醇单甲醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯类如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
基于用于滤色片的感光性树脂组合物的总量，可以使用的溶剂的量为余量，例如约60wt％至90wt％。当溶剂包括在该范围内时，由于在制备滤色片期间合适的粘性，用于滤色片的感光性树脂组合物具有改善的可加工性。
(F)其他添加剂
为了防止涂布期间的污点或斑点、为了调节平整性(匀染，leveling)、或为了防止由于未显影造成的图案残留，用于滤色片的感光性树脂组合物可进一步包括其他添加剂如：丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；包含乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的偶联剂；流平剂；氟类表面活性剂；自由基聚合引发剂。
添加剂的用量可根据所需性能进行控制。
偶联剂可以是硅烷类偶联剂，并且硅烷类偶联剂的实例可以是三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。这些偶联剂可单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
基于用于滤色片的感光性树脂组合物的100重量份，硅烷类偶联剂的量可具体地为约0.01重量份至约1重量份。
根据需要，用于滤色片的感光性树脂组合物可进一步包含氟类表面活性剂。
氟类表面活性剂的实例可以是DIC公司的F-482、F-484、F-478、F-554等，但不限于此。
基于感光性树脂组合物的总量，可包括的氟类表面活性剂的量为约0.01wt％至约1wt％，并且具体地，约0.01wt％至约0.8wt％。当氟类表面活性剂用量不在该范围内时，可能存在显影后产生杂质的问题。
根据一个实施方式的感光性树脂组合物可以是能够被辐射光固化且能用碱水溶液显影的碱显影类型。当将感光性树脂组合物在基板上叠层并且通过光化射线辐射以形成用于滤色片的图案时，感光性树脂组合物通过光化射线起反应，因此与非反应区相比急剧地劣化了反应区的溶解度，因此，只有非反应区可被选择性地溶解。这样，去除非曝光区的溶液称为显影液，并且该显影液分为两种类型如有机溶剂型和碱显影型。由于有机溶剂型显影液引起大气污染且对人体造成伤害，所以在环境方面可使用碱显影型溶液。根据一个实施方式的感光性树脂组合物使用碱显影型溶液，因此可用于环境方面。
另一个实施方式提供了使用上述感光性树脂组合物制备的滤色片。
制造滤色片的方法如下。
为在玻璃基板上形成约0.5μm至约10μm厚的树脂组合物层，上述感光性树脂组合物以适当的方法如旋涂、滚涂、喷涂等进行涂布。
随后，具有树脂组合物层的基板通过光辐射形成滤色片所需的图案。辐射可使用UV、电子束或X-射线作为光源来进行，UV可以例如，在约190nm至约450nm的区域内，具体地，约200nm至约400nm进行辐射。辐射可进一步使用光致抗蚀剂掩模来进行。以这样的方式进行辐射过程之后，曝光于光源的树脂组合物层用显影液进行处理。在此，树脂组合物层中的非曝光区被溶解且形成了用于滤色片的图案。该过程可重复与所需要的颜色数同样多的次数，获得具有所需图案的滤色片。此外，当经上述过程显影获得的图象图案通过重新加热或向其中辐射光化射线而固化时，可提高抗裂性、耐溶剂性等。
下面将参照实施例更详细地说明本发明。但是，这些实施例，不应在任何意义上理解为限制本发明的范围。
(着色剂)
制备实施例1
由下列化学式4表示的化合物和由下列化学式5表示的另一种化合物按照以下组成用搅拌器捏合。捏合后，捏合的化合物在室温下干燥以除去溶剂，从而制备着色剂。
由化学式4表示的化合物：1g
由化学式5表示的化合物：5g
溶剂(丙二醇甲基乙基乙酸酯，Sigma-Aldrich)：94ml
[化学式4]
Figure BDA0000566783960000181
[化学式5]
Figure BDA0000566783960000182
在上述化学式5中，X-为C6F5B-。
制备实施例2
根据与制备实施例1相同的方法以下列组成制备着色剂。
黄色颜料(颜料Y138)：2g
红色染料(颜料R254)：2g
分散剂(BYK163，BYK)：1.5g
丙烯酸类粘合剂(100H，SMS)：1.5g
溶剂(丙二醇甲基乙基乙酸酯，Sigma-Aldrich)：86ml
(感光性树脂组合物)
实施例1与比较例1
以下表1中提供的组成将下列的光聚合引发剂溶解于下列溶剂中，且在室温下将溶液搅拌一小时。以表1中提供的组成将下列的丙烯酸类粘合剂树脂和下列的丙烯酸类可光致聚合的单体加入到其中，且将混合物在室温下搅拌一小时。以表1中提供的组成将下列的氟类表面活性剂加入其中，并且将形成的混合物在室温下搅拌一小时。以表1中提供的组成将根据制备实施例的着色剂加入其中，将混合物在室温下搅拌2小时，并且将溶液过滤三次以除去杂质，从而制备了根据实施例1和比较例1的每种感光性树脂组合物。用于制备感光性树脂组合物的成分如下。
(A)着色剂
(A-1)根据制备实施例1的着色剂
(A-2)根据制备实施例2的着色剂
(B)丙烯酸类粘合剂树脂(聚甲基丙烯酸苄酯树脂(NPR1520)，Miwon Commercial公司)
(C)丙烯酸类可光致聚合的单体(双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)，Nippon Kayaku公司)
(D)光聚合引发剂(肟类化合物(CGI-124，BASF))
(E)溶剂(丙二醇甲基乙基乙酸酯，Sigma-Aldrich)
(F)氟类表面活性剂(F-554，DIC公司)
(表1)
(单位：wt％)
Figure BDA0000566783960000191
Figure BDA0000566783960000201
评估：感光性树脂组合物的光谱特性
通过使用涂布设备(MIKASA公司)，在玻璃基板上涂布3.0μm至4.0μm厚的根据实施例1和比较例1的每种感光性树脂组合物，且在热板上干燥，获得薄膜。将获得的膜暴露于曝光剂量为100mJ/cm2的光下且在条件为230℃的烘箱中烘焙30分钟。膜的透光率、颜色坐标和亮度通过使用分光光度计(Otsuka Electronics公司，MCPD 3000)进行测量，结果示于下列的表2中。
(表2)
Figure BDA0000566783960000202
参见表2，与根据比较例1的感光性树脂组合物相比，使用根据实施例1的根据一个实施方式的着色剂的感光性树脂组合物显示了高亮度与对比度和优异的透光率。
虽然本发明结合目前认为实用的示例性实施方式进行说明，应理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是，相反地，旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种各样的修改和等效安排。因此，上述的实施方式应理解为是示例性的但不以任何方式限制本发明。

Claims (6)

1.一种感光性树脂组合物，包括
(A)着色剂，其包含由下列化学式1和化学式2表示的化合物；
(B)丙烯酸类粘合剂树脂；
(C)可光致聚合的单体；
(D)光聚合引发剂；和
(E)溶剂：
[化学式1]
Figure FDA0002225245000000011
[化学式2]
Figure FDA0002225245000000012
其中，在上述化学式1中，
R1至R4中的两个为卤素，而余下的两个为磺酸基，
R5至R9为氢，以及
R10至R13中的一个为包括羧基的脂肪族有机基团，而余下的三个为卤素，
在上述化学式2中，
R14至R15为包括羧基的脂肪族有机基团，以及
R16至R19为取代或未取代的C1至C10烷基，以及
X-为CF3SO3 -、Cl-、(C6F5)4B-或C6H5SO3 -，
其中，所述着色剂包含重量比为1:5至1:10的由上述化学式1表示的化合物和由上述化学式2表示的化合物，
基于所述感光性树脂组合物的总量，包括的所述着色剂的量为1wt％至10wt％。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述包括羧基的脂肪族有机基团由下列化学式3表示：
[化学式3]
Figure FDA0002225245000000021
其中，在上述化学式3中，
L1和L2独立地为单键或者取代或未取代的C1至C10亚烷基。
3.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述可光致聚合的单体包含如下物质：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、酚醛环氧基(甲基)丙烯酸酯或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述的感光性树脂组合物包含
1wt％至10wt％的所述着色剂(A)；
1wt％至10wt％的所述丙烯酸类粘合剂树脂(B)；
3wt％至13wt％的所述可光致聚合的单体(C)；
0.1wt％至3wt％的所述光聚合引发剂(D)，以及
余量的所述溶剂(E)。
5.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述感光性树脂组合物进一步包含选自以下的至少一种添加剂：丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；具有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类偶联剂；流平剂；氟类表面活性剂；和自由基聚合引发剂。
6.一种使用权利要求1所述的感光性树脂组合物的滤色片。
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