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    • 专利摘要:
    本發明公開了光敏樹脂組合物和使用該組成物的濾色器，所述光敏樹脂組合物包括染料，該染料包括由以下化學式1表示的基於次甲基的化合物和一金屬錯合物。在化學式1中，各個取代基與在具體實施方式中限定的相同。本發明的光敏樹脂組合物具有高亮度和對比度。□
    公开号:TW201319729A
    申请号:TW101130126
    申请日:2012-08-20
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Ji-Yun Kwon；Nam-Gwang Kim；Shahrokh Motallebi；In-Jae Lee；Sun-Hee Jin；Jae-Hyun Kim；Hwan-Sung Cheon；Gyu-Seok Han
    申请人:Cheil Ind Inc；
    IPC主号:G02B5-00
    专利说明:
    光敏樹脂組成物及使用該組成物之濾色器 相關申請
    本申請案請求2011年11月11日提交韓國智慧財產權局的韓國專利申請案10-2011-0117710的優先權和權益，其全部內容引入本文以供參考。 發明領域
    本披露內容涉及一種光敏樹脂組合物和使用該組成物的濾色器。 發明背景
    近來，由於大螢幕液晶顯示器(LCD)的使用顯著地增加，因而越來越需要改善其性能。為了生產率，人們積極研究增加濾色器的工藝邊界(process margin)，因為濾色器是液晶顯示器的眾多部件中實現色彩的最重要的因素。此外，為了增加大螢幕液晶顯示器(LCD)的色純度，使用藉由增加著色劑的濃度來製備的光敏樹脂組合物來製造濾色器。因此，需要光敏樹脂組合物具有降低的顯影速度以在生產過程中增加生產率和產量，並且儘管極少暴露在光線下也具有優異的靈敏度。
    光敏樹脂組合物係通過乾燥、電泳沈積(EPD)、印刷、顏料分散、及類似方法，而應用於製造濾色器，其中有三種或更多顏色塗於透明基底上。最近，更積極地採用顏料分散法(pigment dispersion)。
    通過顏料分散法製造的濾色器在亮度和對比度上具有局限性，這源於顏料顆粒的尺寸。為了克服該局限性，對光敏樹脂組合物引入染料進行研究，該染料不形成顆粒或比已制得的顏料分散溶液具有更小的一次粒徑(原始粒徑、初級粒徑，primary particle diameter)。 發明概要
    一個實施方式提供了一種具有高亮度和對比度的光敏樹脂組合物。
    另一個實施方式提供了一種應用所述光敏樹脂組合物製造的濾色器。
    根據一個實施方式，提供一種光敏樹脂組合物，其包括染料，該染料包括由以下化學式1表示的基於次甲基的化合物(methine-based compound)和金屬錯合物(metal complex)。
    在化學式1中，R1至R4和R11至R14各自獨立地為氫、鹵素、取代的或未取代的C1至C20烷基、取代的或未取代的C1至C20鹵烷基、取代的或未取代的C1至C20烷氧基、取代的或未取代的C2至C20烯基、取代的或未取代的C2至C20炔基、取代的或未取代的C3至C20環烷基、取代的或未取代的C3至C20環烯基、取代的或未取代的C3至C20環炔基、取代的或未取代的C2至C20雜環烷基、取代的或未取代的C2至C20雜環烯基、取代的或未取代的C2至C20雜環炔基、取代的或未取代的C6至C30芳基、取代的或未取代的C2至C30雜芳基，R5、R6、R8和R9各自獨立地為氫、或取代的或未取代的C1至C20烷基，R7和R10各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1至C20烷基、或取代的或未取代的(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯基、或取代的或未取代的C6至C30芳基，且n為從1到4的整數，且A為鹵素離子、ClO4 -、BF4 -、SbF6 -、CF3SO3 -、N(SO2CF3)2 -、或由以下化學式2-1和2-2表示的化合物中的一種。
    在化學式1中，每個R5、R6、R8和R9為取代的或未取代的C1至C20烷基，且每個R7和R10為取代的或未取代的C1至C20烷基。
    在以上所述化學式1中，A可以是CF3SO3 -或N(SO2CF3)2 -。
    所述基於次甲基的化合物具有範圍為從400到700nm的再發射(re-emitted)光波長。
    所述金屬錯合物在200到650nm波長可具有最大吸收峰。
    所述金屬錯合物可含有選自Mg、Ni、Cu、Co、Zn、Cr、Pt、Pd、和Fe中的至少一種金屬離子。
    所述金屬錯合物可含有金屬離子和選自以下中的至少一種的複合物(composite)：溶劑黃19、溶劑黃21、溶劑黃25、溶劑黃79、溶劑黃82、溶劑黃88、溶劑橙45、溶劑橙54、溶劑橙62、溶劑橙99、溶劑紅8、溶劑紅32、溶劑紅109、溶劑紅112、溶劑紅119、溶劑紅124、溶劑紅160、溶劑紅132、和溶劑紅218。
    所述染料可以基於所述光敏樹脂組合物總量以1到80wt%的量存在。
    所述光敏樹脂組合物可進一步包括顏料，並且所述顏料可包括選自C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅248、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅177、和C.I.顏料黃150中的至少一種。
    所述光敏樹脂組合物可以1：9至9：1的重量比包括所述染料和所述顏料。
    所述光敏樹脂組合物可包括0.1到30wt%的基於丙烯醯基的黏結劑樹脂(acryl-based binder resin)；0.1到5wt%的光聚合引發劑；0.1到30wt%的光聚合單體；和餘量的溶劑。
    根據另一個實施方式，提供一種應用所述光敏樹脂組合物製造的濾色器。
    本披露內容的進一步實施方式在以下具體實施方式中進行描述。
    所述光敏樹脂組合物同時實現了高亮度和對比度，並可有益地應用於具有優異圖案特性、顯影加工性、耐化學性、色彩可再現性的濾色器。 圖式簡單說明
    圖1是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的紫外(UV)譜圖。
    圖2是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的螢光譜圖。 詳細說明
    在下文本發明的具體實施方式中將更充分地描述本發明，其中描述了本發明的一些、而非全部的實施方式。事實上，本發明可以不同的形式體現，不應將本發明理解為局限於本文所列出的實施方式；相反，提供這些實施方式以便本披露內容能滿足適用的法律規定。
    正如本文所用的，當沒有提供另外的特別限定時，術語，“取代的”是指被選自以下所構成的組中的至少一種取代基取代至少一個氫：鹵素(F、Cl、Br、I)、羥基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、疊氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽類、磺酸基或其鹽類、磷酸基或其鹽類、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至C20環烷基、C3至C20環烯基、C3至C20環炔基、C2至C20雜環烷基、C2至C20雜環烯基、C2至C20雜環炔基、或它們的組合。
    正如本文所用的，當沒有提供另外的特別限定時，術語，“雜環烷基”，“雜環烯基”，“雜環炔基”和“亞雜環烷基(heterocycloalkylene group)”是指包括N、O、S、或P中至少一個雜原子的環烷基、環烯基、環炔基、和亞環烷基的環狀基團。
    正如本文所用的，當沒有提供另外的特別限定時，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”兩者。
    根據一個實施方式，光敏樹脂組合物包括(A)染料，該染料包括由以下化學式1表示的(A-1)基於次甲基的化合物和(A-2)金屬錯合物，以及在另一個實施方式中，(B)基於丙烯醯基的黏結劑樹脂、(C)光聚合引發劑、(D)光聚合單體、和(E)溶劑。
    在下文中，對每個組分進行詳細描述。 (A)染料 (A-1)基於次甲基的化合物
    所述基於次甲基的化合物可以是由以下化學式1表示的化合物。
    在化學式1中，R1到R4和R11到R14各自獨立地為氫、鹵素、取代的或未取代的C1至C20烷基、取代的或未取代的C1至C20鹵烷基、取代的或未取代的C1至C20烷氧基、取代的或未取代的C2至C20烯基、取代的或未取代的C2至C20炔基、取代的或未取代的C3至C20環烷基、取代的或未取代的C3至C20環烯基、取代的或未取代的C3至C20環炔基、取代的或未取代的C2至C20雜環烷基、取代的或未取代的C2至C20雜環烯基、取代的或未取代的C2至C20雜環炔基、取代的或未取代的C6至C30芳基、或取代的或未取代的C2至C30雜芳基。
    在化學式1中，每個R5、R6、R8和R9優選地為氫、或取代的或未取代的C1到C20烷基，並且在一個實施方式中，每個R5、R6、R8和R9優選地為取代的或未取代的C1到C20烷基。
    在化學式1中，每個R7和R10為氫、取代的或未取代的C1到C20烷基、取代的或未取代的(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯基、或取代的或未取代的C6到C30芳基，在一個實施方式中，每個R7和R10為取代的或未取代的C1到C20烷基。
    在化學式1中，n是1到4的整數。
    在化學式1中，A是鹵素離子、ClO4 -、BF4 -、SbF6 -、CF3SO3 -、N(SO2CF3)2 -、或由以下化學式2-1和2-2表示的化合物中的一種，並優選CF3SO3 -或N(SO2CF3)2 -。
    所述基於次甲基的化合物是本身被染色並吸收光譜可見區域的光的分子，正如一種典型的染料。然而，與典型染料不同，所述基於次甲基的化合物是再發射比吸收光波長更大的可見光譜的螢光的分子。所述再發射光的波長範圍為從400到700nm。
    所述基於次甲基的化合物可以是紅色染料。
    當使用具有高透光率(透射，transmittance)的基於次甲基的化合物時，可實現具有高亮度的濾色器。 (A-2)金屬錯合物
    所述金屬錯合物可使用在200到650nm波長具有最大吸收峰的化合物，並且為了使彩色合成與彩色座標匹配，具有所述範圍吸收波長的化合物可使用溶解在有機溶劑中的所有顏色的金屬錯合物。
    所述金屬錯合物可使用在200到400nm波長具有最大吸收峰的黃色染料，在300到500nm波長具有最大吸收峰的橙色染料，和在500到650nm波長具有最大吸收峰的紅色染料。
    所述金屬配合物可以是直接染料、酸性染料、鹼性染料、酸性媒染染料(酸性媒染劑，acidic mordant dye)、硫化染料、還原染料、冰染染料(偶氮染料，azoic dye)、分散染料、活性染料(反應染料，reactivity dye)、氧化染料、醇溶型染料、偶氮染料(azo dye)、蒽醌染料、靛類染料(indigoid dye)、碳鎓離子染料(碳陽離子染料，carbonium ion dye)、酞菁染料、硝基染料、喹啉染料、菁染料(花青染料)、聚甲炔染料(聚次甲基染料，polymethine dye)、或它們的組合。
    所述金屬錯合物可包括選自Mg、Ni、Cu、Co、Zn、Cr、Pt、Pd、和Fe中的至少一種金屬離子。
    所述金屬錯合物可包括金屬離子和選自以下中的至少一種的複合物：溶劑黃19、溶劑黃21、溶劑黃25、溶劑黃79、溶劑黃82、溶劑黃88、溶劑橙45、溶劑橙54、溶劑橙62、溶劑橙99、溶劑紅8、溶劑紅32、溶劑紅109、溶劑紅112、溶劑紅119、溶劑紅124、溶劑紅160、溶劑紅132、和溶劑紅218。
    雖然上述基於次甲基的化合物具有高發光特性，但是它具有散射偏振光特性。因此，它有低對比度。根據一個實施方式，由使用所述基於次甲基的化合物造成的低對比度，可通過混合所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物來提高。因此，當使用所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物的混合染料時，可同時獲得高亮度和高對比。
    根據一個實施方式，所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物可以50：1至1：50的重量比混合。根據另一個實施方式，它們可以30：1至1：30的重量比混合。根據另一個實施方式，它們可以5：1至1：5的重量比混合。當以上述重量比範圍混合所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物時，可提高亮度和對比度。
    根據本發明的一個實施方式，相對於用於光敏樹脂組合物中的溶劑，即，溶劑(E)(稍後對其進行描述)，所述染料可具有大於或等於5的溶解度。根據另一個實施方式，所述染料可具有5到10的溶解度。通過溶解在100g所述溶劑中的所述染料的量(g)可獲得所述溶解度。根據一個實施方式，當所述染料的溶解度在所述範圍內時，可獲得染色力以及與組成所述光敏樹脂組合物的其它組分的相容性，並且所述染料可以防止被沉澱。
    所述溶劑可包括丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、乳酸乙酯(EL)、乙二醇乙酸乙酯(乙二醇乙基乙酸酯，ethylene glycol ethyl acetate，EGA)、環己酮、或它們的組合。
    通過混合和使用所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物，所述染料可同時獲得高亮度和高對比。根據一個實施方式，可實現在500到800nm具有高於或等於95%的透光率的濾色器。
    所述染料具有高耐熱性。換句話說，當用熱重分析儀(TGA)測量時，熱分解溫度可高於或等於200℃。根據另一個實施方式，範圍為從200到400℃。
    具有所述特性的染料可有益地應用於濾色器中，如LCD和LED，在期望的彩色座標中顯示高亮度和高對比。
    所述染料可以基於所述光敏樹脂組合物總量以1到80wt%的量存在。當所述染料在所述範圍內使用時，在期望的彩色座標中可顯示高亮度和對比度。 (A’)顏料
    所述染料可進一步與顏料混合並使用，在這種情況下，亮度和對比度可以提高更多。
    所述顏料可能是紅色顏料。
    所述紅色顏料可包括具有色指數的C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅248、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅177，它們可單獨使用或可以作為它們中兩個以上的混合物使用。
    所述顏料可包括黃色顏料，如C.I.顏料黃150，作為輔助顏料(auxiliary pigment)以獲得給定顏色的特性。
    所述顏料可作為分散溶液來製備並且包含在光敏樹脂組合物中。這種顏料分散體(pigment dispersion)可包括所述顏料和溶劑、分散劑、黏結劑樹脂，等等。
    所述溶劑可包括乙酸乙二醇酯、乙基溶纖劑(ethyl cellosolve)、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、聚乙二醇、環己酮、丙二醇甲醚等，並且其中優選丙二醇甲醚乙酸酯。
    所述分散劑有助於所述顏料均勻分散，並且可包括非離子、陰離子、或陽離子分散劑。所述分散劑的實例包括聚二醇(聚亞烷基二醇)和其酯類、聚氧化烯(polyoxy alkylene)、多元醇酯氧化烯加成產品(polyhydric alcohol ester alkylene oxide additional products)、醇氧化烯加成產品(alcohol alkylene oxide additional products)、磺酸酯類、磺酸鹽類、羧酸酯類、羧酸鹽類、烷基醯胺氧化烯加成產品(alkyl amide alkylene oxide additional products)、烷基胺類，等等。這些分散劑可單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
    此外，為了改善圖元圖案以及顏料分散溶液的穩定性，可添加含羧基的基於丙烯醯基的樹脂以及所述分散劑到所述顏料中。
    所述顏料的一次粒徑範圍為10到70nm。當一次粒徑在上述範圍內時，在分散溶液中具有良好的穩定性並可提高圖元解析度。
    此外，所述顏料的二次粒徑沒有特別限制，但考慮到圖元的解析度，可具有小於或等於200nm的二次粒徑。在另一個實施方式中，可具有範圍為70到100nm的二次粒徑。
    所述染料和顏料以從1：9至9：1範圍的重量比混合，尤其是從3：7至7：3。當在所述範圍內混合時，所述組合物不僅可保持色彩特性而且具有高亮度和對比度。 (B)基於丙烯醯基的黏結劑樹脂
    所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂是第一烯屬不飽和單體(first ethylenic unsaturated monomer)和與第一烯屬不飽和單體可共聚的第二烯屬不飽和單體(second ethylenic unsaturated monomer)、以及包括至少一個基於丙烯醯基的重複單元的樹脂的共聚物。
    所述第一烯屬不飽和單體是一種包括至少一個羧基的烯屬不飽和單體。所述單體的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸、或它們的組合。
    所述第一烯屬不飽和單體可基於所述丙烯醯基黏結劑樹脂的總量以5到50wt%範圍的量，尤其是從10到40wt%被包含。
    所述第二烯屬不飽和單體的實例可包括芳香族乙烯基化合物如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲醚等；不飽和羧酸酯化合物如(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-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等；不飽和羧酸氨基烷基酯化合物如(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯等；羧酸乙烯基酯化合物如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不飽和羧酸縮水甘油酯化合物如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等；丙烯腈化合物如(甲基)丙烯腈等；不飽和醯胺化合物如(甲基)丙烯醯胺等；等等。它們可單獨使用或以兩種以上的混合物使用。
    基於丙烯醯基的黏結劑樹脂的實例可包括甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物等，但不僅限於此。它們可以單獨使用或以兩種或更多的混合物使用。
    所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂重均分子量範圍為從3000到150,000g/mol，特別地，從5000到50,000g/mol，更特別地，從20,000到30,000g/mol。當基於丙烯醯基的黏結劑樹脂重均分子量在所述範圍內時，所述組合物具有良好的與基底(substrate)緊密接觸性能、良好的物理和化學性能、以及適當的黏性(viscosity)。
    所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂具有範圍為從15到60mgKOH/g的酸值，特別地，從20到50mgKOH/g。當所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂酸值在所述範圍內時，可帶來良好的圖元解析度。
    所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂基於所述光敏樹脂組合物的總量可以範圍0.1到30wt%的量，特別地，從5到20wt%的量被包含。當所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂在所述範圍內被包含時，所述組合物可具有良好的顯影性能和改善的交聯，並且因此在製造濾色器時具有良好的表面光滑度。 (C)光聚合引發劑
    所述光聚合引發劑通常用於製備光敏樹脂組合物，並且可包括基於苯乙酮的化合物、基於二苯甲酮的化合物、基於噻噸酮的化合物、基於安息香(苯偶姻)的化合物、基於三嗪的化合物、基於肟的化合物、或它們的組合。
    所述基於苯乙酮的化合物可包括2,2’-二乙氧基苯乙酮、2,2’-二丁氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、對叔丁基三氯苯乙酮、對叔丁基二氯苯乙酮、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-嗎啉丙-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丁-1-酮等。
    所述基於二苯甲酮的化合物包括二苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸、苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮(acrylated benzophenone)、4,4’-雙(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮、4,4’-二甲氨基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、3,3’-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
    所述基於噻噸酮的化合物包括噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮等。
    所述基於安息香的化合物包括安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苄基二甲基縮酮(benzyldimethylketal)等。
    所述基於三嗪的化合物可包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4’-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-聯苯基4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘酚1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘酚1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4’-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。
    所述基於肟的化合物可包括2-(鄰苯甲醯肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(鄰乙醯肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯)-9H-哢唑-3-基]乙酮等。
    除了上述光聚合引發劑之外，所述光聚合引發劑可包括基於哢唑的化合物、基於二酮的化合物、基於硼酸鋶的化合物、基於重氮的化合物、基於非咪唑的化合物(nonimidazole-based compound)等。
    所述光聚合引發劑可基於所述光敏樹脂組合物的總量以0.1到5wt%，特別地，1到3wt%範圍的量被包含。當所述光聚合引發劑以所述範圍被包含時，所述組合物在用於製備濾色器的圖案形成過程中當暴露於光時可充分地聚合，實現良好的敏感度和提高透光率。 (D)光聚合單體
    所述光聚合單體可包括含有兩個或更多羥基的多官能單體。所述光聚合單體的實例包括甘油丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛環氧丙烯酸酯(novolacepoxy acrylate)、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、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯等。
    所述光聚合單體可基於所述光敏樹脂組合物的總量以0.1到30wt%，特別地，5到20wt%範圍的量被包含。當所述光聚合單體以所述範圍被包含時，所述組合物可具有優良的圖案特性和顯影性能。 (E)溶劑
    所述溶劑不受特別限制，但所述溶劑的實例包括醇類如甲醇、乙醇等；醚類如二氯乙醚、正丁醚、二異戊醚、甲苯醚、四氫呋喃等；二醇醚(乙二醇醚，glycol ether)如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚等；乙酸溶纖劑如乙酸甲基溶纖劑、乙酸乙基溶纖劑、乙酸二乙基溶纖劑等；卡必醇類如甲乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯類如丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等；芳烴類如甲苯、二甲苯等；酮類如甲乙酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正-丙酮、甲基-正-丁酮、甲基-正-戊酮、2-庚酮等；飽和脂肪族一元羧酸烷基酯類如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等；乳酸酯類如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；氧乙酸烷基酯類(oxyacetate alkyl esters)如氧乙酸甲酯、氧乙酸乙酯、氧乙酸丁酯等；乙酸烷氧基烷基酯類如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等；3-氧基丙酸烷基酯類如3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯類如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-氧基丙酸烷基酯類如2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯類如2-甲氧基丙酸甲酯、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-氧基-2-甲基丙酸酯類如2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等的單氧基一元羧酸烷基酯類；酯類如2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯；或酮酸酯類如丙酮酸乙酯。此外，所述溶劑可以是N-甲基甲醯胺、N,N二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞碸、苯甲基乙醚、二己醚、乙醯丙酮、異佛樂酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、苯基溶纖素乙酸酯(phenyl cellosolve acetate)等。這些溶劑可單獨使用或組合使用。
    所述溶劑，考慮到可混溶性、反應性等，可包括二醇醚類如乙二醇單乙醚等；乙二醇烷基醚乙酸酯類如乙酸乙基溶纖劑等；酯類如2-羥基丙酸乙酯等；二乙二醇烷基醚類如二乙二醇單甲醚等；或丙二醇烷基醚乙酸酯類如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
    所述溶劑可以餘量包括，特別地，基於所述光敏樹脂組合物總量範圍為20到90wt%的量。當所述溶劑以所述範圍包含時，所述光敏樹脂組合物可具有優良的塗層性能並在厚度高於或等於3μm的層內保持良好的光滑度。 (F)表面活性劑
    所述光敏樹脂組合物進一步包括表面活性劑以使所述顏料均勻分散在所述溶劑中並且改善勻染性能(流平性能，leveling performance)。
    所述表面活性劑可以是基於氟的表面活性劑。
    所述基於氟的表面活性劑的實例包括由DIC Co.,Ltd.製造的F-482、F-484、F-478等，但不限於此。
    所述表面活性劑可包括基於矽的表面活性劑以及所述基於氟的表面活性劑。
    所述基於矽的表面活性劑的實例可包括Toshiba Silicon Co.,Ltd.製造的TSF400、TSF401、TSF410、TSF4440等，但不限於此。
    基於100重量份的所述光敏樹脂組合物，所述表面活性劑的含量可為0.01到5重量份，特別地，0.1到2重量份。當所述表面活性劑以該範圍被包含時，在顯影後所述組合物可具有更少的生成雜質。 (G)其它添加劑
    所述光敏樹脂組合物進一步包括其它添加劑如丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、或含乙烯基的或含(甲基)丙烯醯氧基的基於矽烷的偶聯劑，以防止在塗層期間變污或弄髒，以調整勻染，或防止因非顯影的圖案殘留。這些添加劑可取決於期望的性能以一定量調整。
    此外，如果需要，所述光敏樹脂組合物可另外包括環氧化合物以提高緊密接觸性能和其它特性。
    所述環氧化合物可包括環氧酚醛丙烯醯羧酸酯樹脂(epoxy novolac acryl carboxylate resin)、鄰甲酚酚醛環氧樹脂、苯酚酚醛環氧樹脂、四甲基聯苯環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、或它們的組合。
    當包括所述環氧化合物時，可另外包括過氧化物引發劑或自由基聚合引發劑如基於偶氮的引發劑(azobis-based initiator)。
    基於100重量份的所述光敏樹脂組合物，所述環氧化合物的含量可為0.01到5重量份。當所述環氧化合物以上述範圍包含時，可改善儲存、緊密接觸、和其它性能。
    所述光敏樹脂組合物在方法上沒有特別限制，但可通過混合上述染料、基於丙烯醯基的黏結劑樹脂、光聚合引發劑、光聚合單體、和溶劑、以及選擇性地添加劑來製備。
    根據另一個實施方式，提供了一種應用所述光敏樹脂組合物製造的濾色器。
    這種濾色器可用一般方法製造，但尤其是，應用所述光敏樹脂組合物的旋塗、輥塗、狹縫塗布法等製備，以具有範圍為從1.5到2.0μm的厚度。塗層後，用UV射線、電子束、或X射線輻照所述層以形成為濾色器所需的圖案。所述UV射線波長區域範圍為從190到450nm，特別地，從200nm到400nm。接下來，當所述塗層用鹼顯影溶液處理時，其未輻照區域可溶解，為圖像濾色器形成圖案。可根據R、G和B顏色的必要數量重複這個過程，製造有期望圖案的濾色器。此外，通過熱處理、光化射線輻照等固化顯影獲得的圖像圖案，結果改善了抗裂性、抗溶劑性等。
    以下，參考實施例對本發明進行更詳細說明。然而，這些是本發明的示例性實施方式，且不是限制性的。 (光敏樹脂組合物的製備)
    用以下組分製備光敏樹脂組合物。 (A)染料
    (A-1)基於次甲基的化合物使用KCF R008(Kyung-In Synthetic Corporation)
    (A-2)金屬錯合物使用黃R(Yellow R)(Kyung-In Synthetic Corporation) (A’)顏料
    (A’-1)使用C.I.顏料紅254和C.I.顏料紅177以60：40的重量比混合的固體含量為4.9%的混合物。
    (A’-2)使用C.I.顏料黃150。 (B)基於丙烯醯基的黏結劑樹脂
    使用重均分子量為28,000g/mol的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物，其以30：70的重量比混合。 (C)光聚合引發劑
    使用由Ciba Specialty Chemicals Co.製造的CGI-124。 (D)光聚合單體
    使用二季戊四醇六丙烯酸酯。 (E)溶劑
    (E-1)使用丙二醇單甲醚乙酸酯和環己酮的混合物。
    (E-2)使用丙二醇單甲醚乙酸酯和3-乙氧基丙酸乙酯的混合物。 (F)表面活性劑
    使用基於氟的表面活性劑(F-482，DIC Co.,Ltd.)。 實施例1
    將2g所述光聚合引發劑(C)溶解到作為溶劑(E-1)的44.5g丙二醇單甲醚乙酸酯和15g環己酮中。所述溶液在室溫下攪拌2小時。接著，加入2.9g基於次甲基的化合物A-1和0.1g金屬錯合物A-2並攪拌30分鐘，然後加入15g基於丙烯醯基的黏結劑樹脂(B)和20g光聚合單體(D)並在室溫下攪拌2小時。接著，加入0.5g表面活性劑(F)並在室溫下攪拌1小時。所述溶液過濾三次以去除雜質以便製備光敏樹脂組合物。 實施例2
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，加入2.5g所述基於次甲基的化合物A-1和0.5g所述金屬錯合物A-2。 實施施3
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，加入2.0g所述基於次甲基的化合物A-1和1.0g所述金屬錯合物A-2。 實施例4
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，加入1.5g所述基於次甲基的化合物A-1和1.5g所述金屬錯合物A-2。 實施例5
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，加入1.3g所述基於次甲基的化合物A-1和1.7g所述金屬錯合物A-2。 比較例1
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，使用3.0g所述基於次甲基的化合物A-1且不使用所述金屬錯合物A-2。 比較例2
    按照與實施例1相同的方法製備光敏樹脂組合物，不同在於，使用3.0g所述金屬錯合物A-2且不使用所述基於次甲基的化合物A-1。 實施例6
    將2g所述光聚合引發劑(C)溶解到作為溶劑(E-1)的29.5g丙二醇單甲醚乙酸酯和15g環己酮中。所述溶液在室溫下攪拌2小時。接著，加入1g基於次甲基的化合物A-1和1g金屬錯合物A-2並攪拌30分鐘，然後加入15g所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂(B)和20g所述光聚合單體(D)並在室溫下攪拌2小時。其中，加入14g所述顏料A’-1和2g所述顏料A’-2，並在室溫下攪拌1小時，然後，加入0.5g所述表面活性劑(F)並在室溫下攪拌1小時。所述溶液過濾三次以去除雜質以便製備光敏樹脂組合物。 比較例3
    將2g所述光聚合引發劑(C)溶解到作為溶劑(E-2)的29.8g丙二醇單甲醚乙酸酯和15g 3-乙氧基丙酸乙酯中。所述溶液在室溫下攪拌2小時。接著，加入5g所述基於丙烯醯基的黏結劑樹脂(B)和10g所述光聚合單體(D)並在室溫下攪拌2小時。其中，加入33.8g所述顏料A’-1和3.9g所述顏料A’-2，並在室溫下攪拌1小時，然後，加入0.5g所述表面活性劑(F)並在室溫下攪拌1小時。所述溶液過濾三次以去除雜質以便製備光敏樹脂組合物。 評估1：染料光譜特性評估
    圖1是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的紫外譜圖。圖2是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的螢光譜圖。
    參照圖1和2，因為所述基於次甲基的化合物具有555nm的最大吸收波長和螢光，在比吸收波長更長的610nm處發射光。 (用於濾色器的圖案形成)
    根據實施例1到6和比較例1到3所述的光敏樹脂組合物用旋塗法分別塗於10×10cm2的玻璃基底上，然後在90℃預烘烤3分鐘。在空氣中冷卻生成物，然後用具有365nm波長的UV輻照至100mJ/cm2的曝光量，製造薄膜。輻照後，所述薄膜在230℃熱空氣乾燥機中後烘烤30分鐘，製備固化薄膜。 評估2：光敏樹脂組合物的亮度和對比度
    根據實施例1至6和比較例1至3所述的固化薄膜，根據以下方法測量其彩色座標、亮度、和對比度。結果如下表1所示。
    (1)彩色座標(x和y)和亮度(Y)：使用色度計(MCPD3000，Korea Otsuka Pharmaceutical Co.,Ltd.)。
    (2)對比度：使用對比度測量設備(Tsubosaka Electronic Co.Ltd.,CT-1,30,000：1)。
    從表1中可看出，根據一個實施方式所述的使用基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物的混合染料的實施例1至5同時具有高亮度和高對比。同樣，從實施例1至4可以看出，由於所述基於次甲基的化合物用量減少，亮度和對比度提高，同時所述彩色座標x和y增加。
    同時，使用所述基於次甲基的化合物和所述金屬錯合物之間任何一個的比較例1和2，具有與傳統彩色目標不同的彩色座標，並且當單獨使用所述基於次甲基的化合物時，所述對比度非常低，當單獨使用所述金屬錯合物時，顏色幾乎接近黃色。
    同樣，與使用所述基於次甲基的化合物、所述金屬錯合物和顏料的混合物的實施例6相比，單獨使用顏料的比較例3具有低亮度和低對比度。
    儘管本披露內容已結合目前被認為是實踐上示例性的實施方式進行了描述，但應當理解的是，本發明並不局限於所披露的實施方式，而是相反地，旨在涵蓋包括在所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種變化和等同安排。上述實施方式是示例性，且不以任何方式進行限制。
    圖1是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的紫外(UV)譜圖。
    圖2是實施例1中使用的基於次甲基的化合物的螢光譜圖。
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種光敏樹脂組合物，包括：染料，所述染料包括由以下化學式1表示的基於次甲基的化合物和一金屬錯合物： 其中，在化學式1中，R1至R4和R11至R14各自獨立地為氫、鹵素、取代的或未取代的C1至C20烷基、取代的或未取代的C1至C20鹵烷基、取代的或未取代的C1至C20烷氧基、取代的或未取代的C2至C20烯基、取代的或未取代的C2至C20炔基、取代的或未取代的C3至C20環烷基、取代的或未取代的C3至C20環烯基、取代的或未取代的C3至C20環炔基、取代的或未取代的C2至C20雜環烷基、取代的或未取代的C2至C20雜環烯基、取代的或未取代的C2至C20雜環炔基、取代的或未取代的C6至C30芳基、取代的或未取代的C2至C30雜芳基，R5、R6、R8和R9各自獨立地為氫、或取代的或未取代的C1至C20烷基，R7和R10各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1至C20烷基、取代的或未取代的(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯基、或取代的或未取代的C6至C30芳基，n為從1到4的整數，且A為鹵素離子、ClO4 -、BF4 -、SbF6 -、CF3SO3 -、N(SO2CF3)2 -、或由以下化學式2-1和2-2表示的化合物中的一種：
    [2] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，在化學式1中，每個R5、R6、R8和R9為取代的或未取代的C1至C20烷基，且每個R7和R10為取代的或未取代的C1至C20烷基。
    [3] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，在化學式1中，A是CF3SO3 -或N(SO2CF3)2 -。
    [4] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述基於次甲基的化合物具有400-700 nm的再發射光波長。
    [5] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述金屬錯合物在200到650 nm波長具有最大吸收峰。
    [6] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述金屬錯合物包含選自Mg、Ni、Cu、Co、Zn、Cr、Pt、Pd、和Fe中的至少一種金屬離子。
    [7] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述金屬錯合物包含金屬離子和選自以下中的至少一種的複合物：溶劑黃19、溶劑黃21、溶劑黃25、溶劑黃79、溶劑黃82、溶劑黃88、溶劑橙45、溶劑橙54、溶劑橙62、溶劑橙99、溶劑紅8、溶劑紅32、溶劑紅109、溶劑紅112、溶劑紅119、溶劑紅124、溶劑紅160、溶劑紅132、和溶劑紅218。
    [8] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，基於所述光敏樹脂組合物的總量，所述染料以1到80 wt%的量存在。
    [9] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物進一步包括顏料。
    [10] 根據申請專利範圍第9項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述顏料包括選自C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅248、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅177、和C.I.顏料黃150中的至少一種。
    [11] 根據申請專利範圍第9項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物以1：9至9：1的重量比包括所述染料和所述顏料。
    [12] 根據申請專利範圍第1項所述的光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物包括0.1到30 wt%的基於丙烯醯基的黏結劑樹脂；0.1到5 wt%的光聚合引發劑；0.1到30 wt%的光聚合單體；和餘量的溶劑。
    [13] 一種濾色器，其係使用如申請專利範圍第1至12項中任一項所述的光敏樹脂組合物所製造者。
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    法律状态:
    2020-01-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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