專利名稱：用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物以及濾色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，更具體地，其涉及一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，包括通過(guò)使一種或兩種在其側(cè)鏈上具有環(huán)氧環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸酯與具有端羥基的(甲基)丙烯酸酯共聚合而獲得的自固化共聚物和有機(jī)溶劑，并且涉及包括由該組合物制備的保護(hù)膜的濾色器以及包括該濾色器的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
為了整平并且保護(hù)用于液晶顯示器的濾色器表面，典型地是往表面上附著保護(hù)膜。這樣的表面保護(hù)膜應(yīng)該表現(xiàn)出光學(xué)透明性和足夠的薄膜強(qiáng)度，并且還應(yīng)具有足夠的耐熱性以經(jīng)歷在該保護(hù)膜上形成透明導(dǎo)電膜的過(guò)程。
此外，適合用于最近開發(fā)的垂直取向型液晶顯示器的保護(hù)膜除了具有透明性、薄膜強(qiáng)度和耐熱性外，還應(yīng)該具有耐酸蝕性和耐堿性以經(jīng)歷剝離抗蝕劑的過(guò)程。
用于濾色器保護(hù)膜的常規(guī)材料和形成該保護(hù)膜的方法是眾所周知的。如，日本專利特開平第1-134306號(hào)公報(bào)公開了將甲基丙烯酸縮水甘油酯用作主成分，日本專利特開昭第62-163016號(hào)公報(bào)公開了將聚酰亞胺作為主成分。此外，日本專利特開昭第63-131103號(hào)公報(bào)公開了將三聚氰胺甲醛樹脂和環(huán)氧樹脂的混合物作為主成分。
另外，使用環(huán)氧樹脂制備用于具有粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)性和耐水的濾色器保護(hù)膜的組合物是已知的高可靠的技術(shù)。如，日本專利特開平08-050289號(hào)公報(bào)中公開了一種通過(guò)將酚型固化劑加入到甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物中獲得的固化樹脂組合物。另外，日本專利特開平08-201617號(hào)公報(bào)中公開了使用一種由環(huán)氧樹脂、固化劑和有機(jī)溶劑組成的用于透明薄膜的樹脂組合物，其中該固化劑由苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物和胺之間反應(yīng)形成的。
通常，環(huán)氧樹脂與固化劑快速反應(yīng)是已知的，因此其被頻繁地應(yīng)用于將主試劑和固化劑混合的兩組分體系中，但是其很難應(yīng)用于單組分體系中。該兩組分環(huán)氧樹脂體系很難處理，并且不適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
然而，上述常規(guī)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)透明性、薄膜強(qiáng)度、耐熱性、耐酸性和耐堿性等所有特性的同時(shí)不能形成單組份環(huán)氧樹脂體系。關(guān)于此事，雖然日本專利特許公開第2001-091732號(hào)公報(bào)中公開了一種通過(guò)用乙烯基醚保護(hù)多官能團(tuán)羧酸化合物來(lái)顯示儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的技術(shù)，然而該方法很復(fù)雜，因此負(fù)面影響了最終成本。此外，由于所用的乙烯基醚對(duì)人有害，乙烯基醚是否可以被工業(yè)應(yīng)用是未確定的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是牢記上述發(fā)生在相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題完成的，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，其表現(xiàn)出好的粘結(jié)強(qiáng)度、透明性、薄膜強(qiáng)度、耐熱性、耐酸性和耐堿性并且可以儲(chǔ)藏很長(zhǎng)時(shí)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種濾色器，其包括使用上述組合物制備的保護(hù)膜，具有優(yōu)良的平整度、粘合性和薄膜強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包括該濾色器的液晶顯示器。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案，提供了一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，其包括一種通過(guò)使一種或兩種在其側(cè)鏈上具有環(huán)氧環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸酯與具有端羥基的(甲基)丙烯酸酯共聚合而獲得的自固化共聚物以及有機(jī)溶劑。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案，提供了一種包括使用上述組合物制備的保護(hù)膜的濾色器。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案，提供了一種包括上述濾色器的液晶顯示器。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將給出本發(fā)明的詳細(xì)描述。
在本發(fā)明中，一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物包括(i)自固化共聚物，其包括選自于由下面的化學(xué)式1和2表示的組成單元中的至少一種，和由下面的化學(xué)式3表示的組成單元；以及(ii)有機(jī)溶劑化學(xué)式1 其中每一個(gè)R1獨(dú)立地是氫原子或甲基，1是20-85mol％，p是0或2-9的一個(gè)整數(shù)，并且當(dāng)p為0時(shí)q是0，或者當(dāng)p為2-9時(shí)q為1。
化學(xué)式2 其中每一個(gè)R2獨(dú)立地是氫原子或甲基，并且m是20-85mol％；及化學(xué)式3 其中每一個(gè)R3獨(dú)立地是氫原子或甲基，并且n是5-45mol％；并且r是2-9的一個(gè)整數(shù)。
構(gòu)成本發(fā)明用于保護(hù)膜的組合物的自固化共聚物在通過(guò)選自于由化學(xué)式1和2表示的組成單元中的至少一種單元與由化學(xué)式3表示的組成單元之間的熱交聯(lián)反應(yīng)后具有熱固特性。
在該自固化共聚物的組成單元中，由化學(xué)式1表示的組成單元的比例(其中1是20-85mol％)和由化學(xué)式2表示的組成單元的比例(其中m是20-85mol％)的總和，即1+m，優(yōu)選在20-85mol％的范圍內(nèi)。如果1+m的比例太低或太高，則本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物沒(méi)有表現(xiàn)出熱固性能，并且具有降低了的耐熱性和包括耐酸性和耐堿性的耐化學(xué)性。
該自固化共聚物可以任選地以無(wú)規(guī)共聚物、交聯(lián)共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物的形式制備。
在本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物中，該自固化共聚物進(jìn)一步包括由下面的化學(xué)式4表示的組成單元化學(xué)式4 其中每一個(gè)R4獨(dú)立地是氫原子或甲基，s是10-30mol％；并且每一個(gè)R5獨(dú)立地是選自于由下面的化學(xué)式5表示的化合物中的任何一種。
化學(xué)式5 其中t是4-12的一個(gè)整數(shù)，并且R6是氫原子或甲基。
由此可見(jiàn)，該自固化共聚物進(jìn)一步包括由化學(xué)式4表示的組成單元，從而提高了透明性和在有機(jī)溶劑中的溶解性。
由化學(xué)式4表示的組成單元的比例s落入10-30mol％的范圍內(nèi)，而不降低粘結(jié)強(qiáng)度、透明性、薄膜強(qiáng)度、耐熱性、耐酸性、耐堿性和長(zhǎng)的儲(chǔ)藏性。
此外，除了選自于由化學(xué)式1和2表示的組成單元中的至少一種單元，由化學(xué)式3表示的組成單元，和由化學(xué)式4表示的組成單元外，該自固化共聚物可以在不使用于本發(fā)明保護(hù)膜的組合物所需的物理性能變壞的范圍內(nèi)，進(jìn)一步包括一種可以共聚合的成分。
進(jìn)一步包含在自固化共聚物中的可以共聚合的成分的例子是不飽和有機(jī)酸類，例如(甲基)丙烯酸或馬來(lái)酸及其酸酐，(甲基)丙烯酸酯類，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸芐酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯，丙烯酰胺類，例如N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N-異丙基甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺或N，N-二乙基甲基丙烯酰胺，苯乙烯類，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯或羥基苯乙烯，N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基甲酰胺，N-乙烯基酰胺，和N-乙烯基咪唑。
該可共聚成分優(yōu)選以少于15mol％的含量使用以至于不降低構(gòu)成本發(fā)明用于保護(hù)膜的組合物中自固化共聚物的粘結(jié)強(qiáng)度，或者使用上述組合物制備的保護(hù)膜的物理性能。
該自固化共聚物的重均分子量在3,000-1,000,000的范圍內(nèi)，但并不限制于此。分子量太低導(dǎo)致固化性能不充分，然而分子量太高導(dǎo)致溶劑溶解性或適用性降低。
作為本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物的主要成分的有機(jī)溶劑，優(yōu)選是能夠溶解上述共聚物的任何材料，但是在本發(fā)明中其并不受具體限定。該可用的有機(jī)溶劑包括選自于由乙二醇類，例如乙二醇或二甘醇，二醇醚類，例如乙二醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚、乙二醇二乙基醚或二甘醇二甲基醚，二醇醚醋酸酯類，例如乙二醇單乙醚醋酸酯、二甘醇單乙醚醋酸酯或二甘醇單丁醚醋酸酯，丙二醇類，例如丙二醇，丙二醇醚類，例如丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚或二丙二醇二乙醚，丙二醇醚醋酸酯，例如丙二醇單甲醚醋酸酯或二丙二醇單乙醚醋酸酯，酰胺類，例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺，酮類，例如甲基乙基酮(MEK)，甲基異丁基酮(MIBK)或環(huán)己酮，石油，例如甲苯，二甲苯或溶劑石腦油，酯類例如醋酸乙酯，醋酸丁酯或油酸乙酯組成的組中的至少一種溶劑，以及它們的組合。
同時(shí)，該自固化共聚物可以使用任何常規(guī)的方法合成，而并不受具體限制。優(yōu)選地，該自固化共聚物是在有機(jī)溶劑，如包含在本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物中的有機(jī)溶劑存在下，使用自由基聚合引發(fā)劑合成的。
也就是說(shuō)，雖然用于制備該自固化共聚物的有機(jī)溶劑不受具體限制，但是優(yōu)選使用如上面所述的本發(fā)明用作濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物主要成分的有機(jī)溶劑。因而，優(yōu)選控制用于聚合的有機(jī)溶劑的量以使該自固化共聚物在有機(jī)溶劑和自固化共聚物的溶液中具有5-50wt％的濃度。更優(yōu)選，該濃度為10-30wt％。如果上述溶液中的自固化共聚物的濃度少于5wt％，由于慢的聚合速度而導(dǎo)致未反應(yīng)的單體殘留，因此可能引起問(wèn)題。另一方面，如果該自固化共聚物的濃度超過(guò)50wt％，則由于其太粘稠，該自固化共聚物很難處理并且反應(yīng)速度變得很難控制。
作為用作聚合該自固化共聚物的聚合引發(fā)劑，可以使用例如熱聚合引發(fā)劑，光聚合引發(fā)劑，氧化還原引發(fā)劑等。具體而言，鑒于容易處理，以及容易控制反應(yīng)速度和分子量，優(yōu)選使用過(guò)氧化物型或偶氮型自由基聚合引發(fā)劑。
可以用于本發(fā)明的過(guò)氧化物型聚合引發(fā)劑包括，例如，過(guò)氧化甲基乙基酮，過(guò)氧化環(huán)己酮，過(guò)氧化甲基環(huán)己酮，乙酰丙酮過(guò)氧化物，1，1-雙(叔-丁基過(guò)氧基)3，3，5-三甲基環(huán)己烷，1，1-雙(叔-丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷，1，1-雙(叔-己基過(guò)氧基)3，3，5-三甲基環(huán)己烷，1，1-雙(叔-己基過(guò)氧基)環(huán)己烷，1，1-雙(叔-丁基過(guò)氧基)環(huán)十二烷，異丁基過(guò)氧化物，過(guò)氧化月桂酰，琥珀酸過(guò)氧化物，3，5，5-三甲基己酰過(guò)氧化物，過(guò)氧化苯甲酰，過(guò)氧化辛酰，過(guò)氧化十八烷酰，二異丙基過(guò)氧化二碳酸酯，二正丙基過(guò)氧化二碳酸酯，二-2-乙基己基過(guò)氧化二碳酸酯，二-2-乙氧基乙基過(guò)氧化二碳酸酯，二-2-甲氧基丁基過(guò)氧化二碳酸酯，雙-(4-叔-丁基環(huán)己基)過(guò)氧化二碳酸酯，(α，α-雙新癸酰過(guò)氧基)二異丙基苯，過(guò)氧化新癸酸枯基酯，過(guò)氧化新癸酸辛基酯，過(guò)氧化新癸酸己基酯，過(guò)氧化新癸酸叔丁酯，過(guò)氧化新戊酸-叔-己基酯，過(guò)氧化新戊酸-叔-丁酯，2，5-二甲基-2，5-雙(2-乙基己酰過(guò)氧基)己烷，1，1，3，3-四甲基丁基過(guò)氧基-2-乙基己酸酯，過(guò)氧-2-乙基己酸-叔-己基酯，過(guò)氧-2-乙基己酸-叔-丁基酯，過(guò)氧-3-甲基丙酸-叔-丁基酯，過(guò)氧化月桂酸-叔-丁基酯，叔-丁基過(guò)氧-3，5，5-三甲基己酯，叔-己基過(guò)氧化異丙基單碳酸酯，叔-丁基過(guò)氧化異丙基碳酸酯，2，5-二甲基-2，5-雙(過(guò)氧化苯甲酰)己烷，過(guò)乙酸-叔-丁基酯，過(guò)苯甲酸-叔-己基酯，過(guò)苯甲酸-叔-丁基酯，等等。另外，可以向上述過(guò)氧化物型聚合引發(fā)劑中加入還原劑，然后該還原劑可以被用作氧化還原引發(fā)劑。
可以用于本發(fā)明的偶氮型聚合引發(fā)劑包括，例如，1，1-偶氮雙(環(huán)己烷-1-腈)，2，2’-偶氮雙(2-甲基-丁腈)，2，2’-偶氮雙丁腈，2，2’-偶氮雙(2，4-二甲基-戊腈)，2，2’-偶氮雙(2，4-二甲基-4-甲氧基戊腈)，2，2’-偶氮雙(2-amizino-丙烷)氫氯化物，2，2’-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)-丙烷]氫氯化物，2，2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]氫氯化物，2，2’-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)-丙烷]，2，2’-偶氮雙-2-甲基-N-(1，1-雙(2-羥甲基)-2-羥乙基)丙酰胺，2，2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺]，2，2’-偶氮雙(2-甲基-丙酰胺)二水合物，4，4’-偶氮雙(4-氰基-戊酸)，2，2’-偶氮雙(2-羥甲基丙腈)，2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲基酯(二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯))(V-601，日本W(wǎng)ako Pure Chemicals Industries，Ltd.)，氰基-2-丙基偶氮甲酰胺，等等。
另外，除了過(guò)氧化物型聚合引發(fā)劑或偶氮型聚合引發(fā)劑外，可以加入已知的分子量控制劑，例如鏈轉(zhuǎn)移劑、封端劑、聚合加速劑等以在聚合該自固化共聚物時(shí)達(dá)到優(yōu)選的分子量范圍。例如可以使用巰基丙酸，巰基丙酸酯，硫甘醇，硫甘油，十二烷基硫醇，α-甲基苯乙烯二聚物，等等。
在聚合后，可以使用除用于聚合的有機(jī)溶劑以外的溶劑來(lái)幫助該組成成分的溶解性，并且控制流平性和干燥速度。
而且，該合成的共聚物可以被提取成固體用于提純、儲(chǔ)藏和溶劑交換，然后其可以被用來(lái)制備用作濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物。雖然提取的方法并不受限制，但是可以使用噴霧干燥，薄膜干燥，以小滴加入劣溶劑，或者再沉淀。
為了增加耐蝕刻性和耐堿性并且控制本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物的流動(dòng)性，可以進(jìn)一步包括除自固化共聚物之外的聚合物。雖然該進(jìn)一步包含的聚合物并沒(méi)有具體限定，其是由環(huán)氧樹脂類，例如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂或取代的環(huán)氧樹脂，聚(甲基)丙烯酸酯，尼龍，聚酯，聚酰亞胺和硅聚合物為例的。這樣，基于100重量份自固化共聚物，上述聚合物優(yōu)選以50重量份或更少的量使用。
此外，可以向本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物中加入胺化合物，磷化合物，硼化合物，銻化合物，羧酸化合物，或有機(jī)磺酸化合物作為熱固性反應(yīng)催化劑。該熱固性反應(yīng)催化劑優(yōu)選以基于100重量份自固化共聚物為10重量份或更少的量使用以保證儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。
另外，如果必要的話，本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物可以進(jìn)一步包括常規(guī)的已知成分，例如，抗氧劑，紅外線穩(wěn)定劑，增塑劑，流平劑，偶聯(lián)劑，填料等等。
另外，為了制備濾色器保護(hù)膜，使用絲網(wǎng)印刷、簾式涂布、刮刀涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、噴涂、浸涂、流涂、輥式涂布、縫隙涂布等等，將本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物涂敷到基底上。涂層薄膜的干燥厚度在0.5-5.0μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.7-2.5μm。如果該涂層薄膜是以少于0.5μm的厚度形成的，則其太薄以至于在不均勻的表面不能獲得足夠的平整度。然而，如果該涂層薄膜是以超過(guò)5.0μm的厚度形成的，則其太厚，其穿透性下降，干燥和固化需要很長(zhǎng)時(shí)間并且生產(chǎn)率降低。
通過(guò)干燥加熱固化，將溶劑從本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物涂敷的基底上揮發(fā)，然后通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)使所涂敷的組合物固化形成硬質(zhì)薄膜。這樣，干燥過(guò)程和加熱固化過(guò)程可以同時(shí)或分開進(jìn)行。然而，由于劇烈加熱可能引起泡沫或裂紋，優(yōu)選分開進(jìn)行干燥過(guò)程和加熱固化過(guò)程。
用于干燥過(guò)程的裝置并沒(méi)有具體限制，其可以是熱空氣干燥器，遠(yuǎn)紅外干燥器，加熱板等等。干燥溫度優(yōu)選在50-150℃的范圍內(nèi)，并且根據(jù)該干燥器的設(shè)備能力、風(fēng)速、溫度和薄膜厚度，干燥時(shí)間在1-10分鐘的范圍內(nèi)。
用于加熱固化過(guò)程的裝置并沒(méi)有具體限制，其可以是熱空氣烘箱，遠(yuǎn)紅外烘箱，加熱板等等。加熱處理的溫度優(yōu)選在150-250℃的范圍內(nèi)。如果該加熱處理溫度低于150℃，則沒(méi)有充分發(fā)生固化反應(yīng)。另一方面，如果該溫度超過(guò)250℃，則發(fā)生聚合物的解聚或碳化，從而降低了所獲得的薄膜的性能。
另外，可以將包括由上述方法制備的保護(hù)膜的濾色器應(yīng)用到液晶顯示器上。
根據(jù)下面的例子可以獲得對(duì)本發(fā)明的更好的理解，提出這些例子是為了解釋說(shuō)明，而并不應(yīng)被視為是對(duì)本發(fā)明的限制。
合成實(shí)施例1將297g丙二醇單甲基醚乙酸酯裝入到裝備了回流冷凝器和攪拌器的500ml燒瓶中，然后攪拌，并且將反應(yīng)溫度升到80℃。接下來(lái)，保持反應(yīng)溫度為80℃，并且在攪拌的同時(shí)將包含56g 2-羥乙基丙烯酸酯，78g甲基丙烯酸縮水甘油和6.8g二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(V-601，日本W(wǎng)ako Pure Chemicals Industries，Ltd.)的混合物用1-1.5小時(shí)滴加入到燒瓶中的材料中。在完成混合物液滴的滴加后，保持反應(yīng)溫度在80℃，并且在攪拌燒瓶中的溶液的同時(shí)使該反應(yīng)發(fā)生4-5個(gè)小時(shí)以獲得透明聚合物溶液A。該溶液具有32,000的重均分子量，該分子量是使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GPC(凝膠滲透色譜法)測(cè)量的。
合成實(shí)施例2將290g丙二醇單甲基醚乙酸酯裝入到裝備了回流冷凝器和攪拌器的500ml燒瓶中，然后攪拌，并且將反應(yīng)溫度升到80℃。接下來(lái)，保持反應(yīng)溫度為80℃，并且在攪拌的同時(shí)將包含14g 2-羥乙基甲基丙烯酸酯，34g甲基丙烯酸縮水甘油，78g二環(huán)戊基甲基丙烯酸酯(FA-513M，日本Hitachi Chemical Co.，Ltd.)和6.8g二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(V-601，日本W(wǎng)ako Pure ChemicalsIndustries，Ltd.)的混合物用1-1.5小時(shí)滴加入到燒瓶中的材料中。在完成混合物液滴的滴加后，保持反應(yīng)溫度在80℃，并且在攪拌燒瓶中的溶液的同時(shí)使該反應(yīng)發(fā)生4-5個(gè)小時(shí)以獲得透明聚合物溶液B。該溶液具有32,000的重均分子量，該分子量是使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GPC測(cè)量的。
合成實(shí)施例3將290g丙二醇單甲基醚乙酸酯裝入到裝備了回流冷凝器和攪拌器的500ml燒瓶中，然后攪拌，并且將反應(yīng)溫度升到80℃。接下來(lái)，保持反應(yīng)溫度為80℃，并且在攪拌的同時(shí)將包含28g 2-羥乙基甲基丙烯酸酯，18g甲基丙烯酸縮水甘油，78g二環(huán)戊基甲基丙烯酸酯(FA-513M，日本Hitachi Chemical Co.，Ltd.)和6.8g二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(V-601，日本W(wǎng)ako Pure ChemicalsIndustries，Ltd.)的混合物用1-1.5小時(shí)滴加入到燒瓶中的材料中。在完成混合物液滴的滴加后，保持反應(yīng)溫度在80℃，并且在攪拌燒瓶中的溶液的同時(shí)使該反應(yīng)發(fā)生4-5個(gè)小時(shí)以獲得透明聚合物溶液C。該溶液具有32,000的重均分子量，該分子量是使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GPC測(cè)量的。
合成實(shí)施例4將290g丙二醇單甲基醚乙酸酯裝入到裝備了回流冷凝器和攪拌器的500ml燒瓶中，然后攪拌，并且將反應(yīng)溫度升到80℃。接下來(lái)，保持反應(yīng)溫度為80℃，并且在攪拌的同時(shí)將包含28g 2-羥乙基甲基丙烯酸酯，18g甲基丙烯酸縮水甘油，60g苯乙烯，和6.8g二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(V-601，日本W(wǎng)ako Pure ChemicalsIndustries，Ltd.)的混合物用1-1.5小時(shí)滴加入到燒瓶中的材料中。在完成混合物液滴的滴加后，保持反應(yīng)溫度在80℃，并且在攪拌燒瓶中的溶液的同時(shí)使該反應(yīng)發(fā)生4-5個(gè)小時(shí)以獲得透明聚合物溶液D。該溶液具有21,000的重均分子量，該分子量是使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GPC測(cè)量的。
對(duì)比合成實(shí)施例1將390.0g丙二醇單甲基醚乙酸酯裝入到裝備了回流冷凝器和攪拌器的500ml燒瓶中，然后攪拌，并且將反應(yīng)溫度升到80℃。接下來(lái)，保持反應(yīng)溫度為80℃，并且在攪拌的同時(shí)將包含79g甲基丙烯酸縮水甘油，30g二環(huán)戊基甲基丙烯酸酯(FA-513M，日本Hitachi Chemical Co.，Ltd.)，12g苯乙烯，和8.5g二甲基-2，2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(V-601，日本W(wǎng)ako Pure Chemicals Industries，Ltd.)的混合物用1-1.5小時(shí)滴加入到燒瓶中的材料中。在完成混合物液滴的滴加后，保持反應(yīng)溫度在80℃，并且在攪拌燒瓶中的溶液的同時(shí)使該反應(yīng)發(fā)生3個(gè)小時(shí)以獲得透明聚合物溶液E。該溶液具有17,000的重均分子量，該分子量是使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GPC測(cè)量的。
制備實(shí)施例1將40g在合成實(shí)施例1中獲得的聚合物溶液A與3.5g環(huán)氧樹脂(EP-154，JER)，1.4g硅烷偶聯(lián)劑(S-510，Chisso)，0.12g表面活性劑(frorard FC-430，Suimitomo 3M)和31g丙二醇單甲基醚乙酸酯混合，然后充分?jǐn)嚢?、溶解并且過(guò)濾該反應(yīng)混合物，以獲得希望的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物F。
制備實(shí)施例2
除了使用40g在合成實(shí)施例2中獲得的聚合物溶液B代替聚合物溶液A外，以和制備實(shí)施例1相同的方式制備用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物G。
制備實(shí)施例3除了使用40g在合成實(shí)施例3中獲得的聚合物溶液C代替聚合物溶液A外，以和制備實(shí)施例1相同的方式制備用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物H。
制備實(shí)施例4除了使用40g在合成實(shí)施例4中獲得的聚合物溶液D代替聚合物溶液A外，以和制備實(shí)施例1相同的方式制備用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物I。
對(duì)比制備實(shí)施例1將40g在對(duì)比合成實(shí)施例1中獲得的聚合物溶液E與3.5g環(huán)氧樹脂(EP-154，JER)，1.4g硅烷偶聯(lián)劑(S-510，Chisso)，3.1g 1，2，4-苯三酸酐(Aldrich)，0.12g表面活性劑(frorard FC-430，Suimitomo 3M)和31g丙二醇單甲基醚乙酸酯混合，然后充分?jǐn)嚢琛⑷芙獠⑶疫^(guò)濾該反應(yīng)混合物，以獲得用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物J。
實(shí)施例1使用旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)，將在制備實(shí)施例1中制備的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物F涂敷在玻璃基底(No.1737，厚度0.7mm，Corning Co.，Ltd.)和具有RGB圖案的標(biāo)準(zhǔn)濾色器中的每一個(gè)上，使用干燥機(jī)在80℃下干燥3分鐘，然后在220℃下固化50分鐘，以獲得1.5μm厚的透明保護(hù)膜和濾色器。
實(shí)施例2除了使用制備實(shí)施例2中制備的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物G代替用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物F外，以和實(shí)施例1相同的方式獲得1.5μm厚的透明保護(hù)膜和濾色器。
實(shí)施例3除了使用制備實(shí)施例3中制備的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物H代替用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物F外，以和實(shí)施例1相同的方式獲得1.5μm厚的透明保護(hù)膜和濾色器。
實(shí)施例4除了使用制備實(shí)施例4中制備的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物I代替用于濾色器保護(hù)膜的熱固性溶液型組合物F外，以和實(shí)施例1相同的方式獲得1.5μm厚的透明保護(hù)膜和濾色器。
對(duì)比實(shí)施例1除了用在對(duì)比制備實(shí)施例1中制備的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物J代替用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物F外，以與實(shí)施例1相同的方式獲得1.5μm厚的透明保護(hù)膜和濾色器。
<物理性能分析>
根據(jù)下面的方法測(cè)量玻璃基材和在實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1中獲得的濾色器的平整度、粘合性和薄膜強(qiáng)度。另外，測(cè)量在制備實(shí)施例1-4和對(duì)比制備實(shí)施例1中獲得的熱固性組合物的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。結(jié)果歸納在下面的表1中。
1)平整度確定標(biāo)準(zhǔn)濾色器的紅像素和綠像素中心部分的高度差(heightdifference)(像素之間的高度差)以分析平整度。然后，確定用實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1中每一個(gè)的保護(hù)膜涂敷的濾色器的紅像素和綠像素中心部分的高度差。根據(jù)下面的方程式1，計(jì)算用保護(hù)膜涂布之前的濾色器的像素高度差d1和用保護(hù)膜涂布之后濾色器的像素高度差d2之間的比例R。根據(jù)下面的判斷標(biāo)準(zhǔn)，將本發(fā)明用于保護(hù)膜的組合物規(guī)定為1-5的5個(gè)級(jí)別之一。
方程式1R＝d2/d1當(dāng)R＞0.4時(shí)，規(guī)定為“1”，當(dāng)0.4≤R≤0.3時(shí)規(guī)定為“2”，當(dāng)0.3＜R≤0.2時(shí)規(guī)定為“3”，當(dāng)0.2＜R≤0.1時(shí)規(guī)定為“4”，以及當(dāng)R＜0.1時(shí)規(guī)定為“5”。因而，1顯示了低平整度，而5顯示了高平整度。
2)粘合性和耐化學(xué)性測(cè)試在實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1中獲得的濾色器保護(hù)膜上形成100個(gè)方格形式的橫切(crosscut)。然后使用賽璐玢帶子進(jìn)行剝離試驗(yàn)，在此之后，數(shù)點(diǎn)剩余的橫切數(shù)以分析該保護(hù)膜的粘合性。
此外，在40℃下將該保護(hù)膜分別浸漬入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，10％氫氧化鉀水溶液和蝕刻劑(LCE-12K，CYANTEKCORPORATION)中的每一種中30分鐘。此后，以與上述粘合性測(cè)試相同的方式進(jìn)行剝離測(cè)試。當(dāng)剩余的橫切為100時(shí)，規(guī)定為“好”，而將橫切數(shù)少于100時(shí)規(guī)定為“差”來(lái)分析對(duì)每一種溶液的耐化學(xué)性。
3)薄膜強(qiáng)度使用從Staedtler購(gòu)得的六種鉛筆(1H-6H)刻劃實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1中每一個(gè)所獲得的透明保護(hù)膜。根據(jù)對(duì)基材的損傷度將薄膜強(qiáng)度分類為1H-6H級(jí)刻痕。
4)貯藏穩(wěn)定性測(cè)量在制備實(shí)施例1-4和對(duì)比制備實(shí)施例1每一個(gè)中獲得的熱固性組合物的粘度為起始粘度，在此之后，將其裝入到10ml玻璃瓶中然后使用恒溫箱在40℃下貯藏。每3天測(cè)量粘度。12天后，測(cè)量該粘度5次的結(jié)果為，由0，3，6，9或12表示粘度增加超過(guò)10％。因此，3或以下被視為“差”。
表1

從表1中明顯可見(jiàn)，使用本發(fā)明用于保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物制備的用于濾色器的保護(hù)膜具有優(yōu)良的平整度、粘合性、耐化學(xué)性、透光度和薄膜強(qiáng)度。此外，本發(fā)明的組合物比常規(guī)的用于濾色器的熱固性組合物具有較高的貯藏穩(wěn)定性。
如在上文中所描述的，本發(fā)明提供了用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物和使用該組合物的濾色器。本發(fā)明用于保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物能夠比常規(guī)的用于濾色器的熱固性組合物儲(chǔ)藏更長(zhǎng)的時(shí)間。此外，使用本發(fā)明用于保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物制備的濾色器保護(hù)膜表現(xiàn)出優(yōu)良的平整度、耐化學(xué)性、粘合性、透光度和薄膜強(qiáng)度。
雖然為了解釋的目的，公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可能進(jìn)行各種修改，增加和替換而不偏離如所附的權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，其含有(i)自固化共聚物，其包括選自于由下面的化學(xué)式1和2表示的組成單元中的至少一種，和由下面的化學(xué)式3表示的組成單元；及(ii)有機(jī)溶劑化學(xué)式1 其中每一個(gè)R1獨(dú)立地是氫原子或甲基，1是20-85mol％，p是0或2-9的一個(gè)整數(shù)，并且當(dāng)p為0時(shí)q是0，或者當(dāng)p為2-9時(shí)q為1；化學(xué)式2 其中每一個(gè)R2獨(dú)立地是氫原子或甲基，并且m是20-85mol％；及化學(xué)式3 其中每一個(gè)R3獨(dú)立地是氫原子或甲基，并且n是5-45mol％；并且r是2-9的一個(gè)整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述自固化共聚物進(jìn)一步含有由下面的化學(xué)式4表示的組成單元化學(xué)式4 其中每一個(gè)R4獨(dú)立地是氫原子或甲基，s是10-30mol％，并且每一個(gè)R5獨(dú)立地是選自于由下面的化學(xué)式5表示的化合物中的任何一種化學(xué)式5 其中t是4-12的一個(gè)整數(shù)，并且R6是氫原子或甲基。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中1+m在20-85mol％的范圍內(nèi)變化。
4.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中所述自固化共聚物具有3,000-1,000,000范圍內(nèi)的重均分子量。
5.如權(quán)利要求1和2所述的組合物，其進(jìn)一步含有至少一種選自下述聚合物中的聚合物包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂或取代的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧樹脂，聚(甲基)丙烯酸酯，尼龍，聚酯，聚酰亞胺和硅聚合物。
6.如權(quán)利要求1和2所述的組合物，其中所述自固化共聚物進(jìn)一步含有選自于由不飽和有機(jī)酸類，包括(甲基)丙烯酸或馬來(lái)酸及其酸酐，(甲基)丙烯酸酯類，包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸芐酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯，丙烯酰胺類，包括N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺，N-異丙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N-異丙基甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺，N，N-二乙基丙烯酰胺，N，N-二甲基甲基丙烯酰胺或N，N-二乙基甲基丙烯酰胺，苯乙烯類，包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯或羥基苯乙烯，N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基甲酰胺，N-乙烯基酰胺和N-乙烯基咪唑組成的組中的至少一種材料。
7.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中所述有機(jī)溶劑包括選自于乙二醇類，包括乙二醇或二甘醇，乙二醇醚類，包括乙二醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚、乙二醇二乙基醚或二甘醇二甲基醚，二醇醚醋酸酯類，包括乙二醇單乙醚醋酸酯、二甘醇單乙醚醋酸酯或二甘醇單丁醚醋酸酯，丙二醇類，丙二醇醚類，包括丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚或二丙二醇二乙醚，丙二醇醚醋酸酯類，包括丙二醇單甲醚醋酸酯或二丙二醇單乙醚醋酸酯，酰胺類，包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺，酮類，包括甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)或環(huán)己酮，石油，包括甲苯、二甲苯或溶劑石腦油，酯類，包括醋酸乙酯、醋酸丁酯或油酸乙酯中的至少一種物質(zhì)，以及它們的組合。
8.一種濾色器，其包括使用權(quán)利要求1或2所述的用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物制備的保護(hù)膜。
9.一種液晶顯示器，其包括權(quán)利要求8所述的濾色器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物。具體而言，提供了一種用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物，包含通過(guò)使一種或兩種在其側(cè)鏈上具有環(huán)氧環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸酯與具有端羥基的(甲基)丙烯酸酯共聚合而獲得的自固化共聚物以及有機(jī)溶劑，以及包括使用上述組合物制備的保護(hù)膜的濾色器和包括該濾色器的液晶顯示器。本發(fā)明用于濾色器保護(hù)膜的熱固性單溶液型組合物具有優(yōu)良的粘結(jié)強(qiáng)度、透明性、薄膜強(qiáng)度、耐熱性、耐酸性和耐堿性，并且可以被儲(chǔ)存很長(zhǎng)時(shí)間。
文檔編號(hào)C03C17/28GK1760702SQ200510084399
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者張?jiān)? 宇都宮伸, 李善栗 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社