(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-20
(45)【発行日】2024-11-28
(54)【発明の名称】組成物
(51)【国際特許分類】
C08F 290/12 20060101AFI20241121BHJP
G03F 7/038 20060101ALI20241121BHJP
G03F 7/004 20060101ALI20241121BHJP
G02B 1/04 20060101ALI20241121BHJP
【FI】
C08F290/12
G03F7/038 501
G03F7/004 501
G02B1/04
(21)【出願番号】P 2021505863
(86)(22)【出願日】2019-07-31
(86)【国際出願番号】 EP2019070572
(87)【国際公開番号】W WO2020025651
(87)【国際公開日】2020-02-06
【審査請求日】2022-07-29
(32)【優先日】2018-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591032596
【氏名又は名称】メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Merck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung
【住所又は居所原語表記】Frankfurter Str. 250,D-64293 Darmstadt,Federal Republic of Germany
(74)【代理人】
【識別番号】110003971
【氏名又は名称】弁理士法人葛和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岸本 匡史
(72)【発明者】
【氏名】新井 裕子
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 成嘉
(72)【発明者】
【氏名】横山 大志
(72)【発明者】
【氏名】谷口 克人
【審査官】横山 法緒
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/093028(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 290/00-290/14
G03F 7/038
G03F 7/004
G02B 1/04
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つのナノサイズ発光材料、(メタ)アクリルポリマーおよび
湿潤分散剤を含む組成物であって、(メタ)アクリルポリマーが、以下の化学式(1):
【化1】
式中、
R
1は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基またはイミン基によって置き換えられていてもよく、およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
R
2、R
2’は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、ヒドロキシル基(-OH)、カルボキシル基(-COOH)、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、ただし同じC原子に結合するラジカルR
2およびR
2’は、同時にカルボキシル基を示してもよく、
R
3は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
R
4は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~20個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~20個のC原子を有するアルケニレンまたはアルキニレン基、または、6~24個のC原子を有するアリーレンまたはヘテロアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレン基における1以上のメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、
R’、R’’は、同一にまたは異なって、出現毎に、ヒドロキシル基、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
で表される少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含み、および
湿潤分散剤はホスフィン基、ホスフィンオキシド基、ホスファート基、ホスホナート基、チオール基、三級アミン基、カルボキシル基、複素環基、シラン基、スルホン酸、ヒドロキシル基、およびホスホン酸から選択されるアンカー基を含むコポリマーである、前記組成物。
【請求項2】
R
1が、水素、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基を示し、および/または、
R
2’が、水素またはメチル基を示し、およびR
2が、水素、カルボキシル基、1~8個のC原子を有する直鎖のアルキル基を示し、ここで1以上のH原子は、F、Cl、OH、またはカルボキシル基(-COOH)によって置き換えられていてもよく、および/または、
R
3が、水素、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基を示し、および/または、
R
4が、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~10個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~10個のC原子を有するアルケニレン基、または、6~10個のC原子を有するアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、またはアリーレン基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよい、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
(メタ)アクリルポリマーが、以下の化学式(2)、(3)および(4)
【化2-1】
【化2-2】
式中、ラジカルR
1、R
2およびR
2’は、出現毎に、同一にまたは異なって、請求項1または請求項2において定義されるとおりであり、
R
5は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~20個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~20個のC原子を有するアルケニレンまたはアルキニレン基、または6~24個のC原子を有するアリーレンまたはヘテロアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレン基における1以上のメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでラジカルR’およびR’’は、上に定義されるとおりであり、および、
R
6は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキル基、または3~20個のC原子を有する環状アルキル基を示し、
から選択される1以上の(メタ)アクリル構造単位をさらに含む、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項4】
R
5が、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~10個のC原子を有する分枝のアルキレン基、または2~10個のC原子を有するアルケニレン基を示し、ここで該アルキレン、またはアルケニレン基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでラジカルR’およびR’’は、上に定義されるとおりであり、および/またはR
6は、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基、または6個のC原子を有する環状アルキル基を示す、請求項3に記載の組成物。
【請求項5】
(メタ)アクリルポリマーの重量平均分子量が、2000から100000ま
での範囲
である、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
(メタ)アクリルポリマーにおけるアクリロイル基を包含する(メタ)アクリル構造単位の当量が、400から560ま
での範
囲である、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
組成物が、光重合開始
剤をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
組成物が、溶媒をさらに含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項9】
組成物が、散乱粒子、屈折率調節材料、およびこれらの任意の組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項10】
組成物が、2以上の(メタ)アクリロイル
基を包含する化学化合物をさらに含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項11】
請求項1~6のいずれか一項において定義されるとおりの化学式(1)によって表される、少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む(メタ)アクリルポリマーの、
請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物におけ
る使用。
【請求項12】
請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物の、光学媒体を製造するためのプロセスにおける使用。
【請求項13】
方法が、以下のステップa)およびb)
a)請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物を基体へ提供すること、および、
b)組成物を放射線下に曝露することによって重合させること、
をこの順番で含む、光学媒体を調製するための方法。
【請求項14】
方法が、ステップb)の後にステップc)
c)重合された組成物を現像すること、
をさらに含む、請求項13に記載の光学媒体を調製するための方法。
【請求項15】
請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物から形成される、または、請求項13または14に記載の方法によって得られる光学媒体。
【請求項16】
請求項15に記載の光学媒体の、光学デバイスにおける使用。
【請求項17】
請求項15に記載の光学媒体を含む光学デバイス。
【請求項18】
方法が、以下のステップA)
A)請求項15に記載の光学媒体を光学デバイスにおいて提供すること、
を含む、光学デバイスを調製するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の分野
本発明は、少なくとも1つのナノサイズ発光材料および(メタ)アクリルポリマーを含む組成物に関する。さらに本発明は、該(メタ)アクリルポリマーの組成物における使用、該組成物の光学媒体を製造するためのプロセスにおける使用、および該光学媒体の光学デバイスにおける使用に関する。さらにまた本発明は、光学媒体を含む光学デバイス、および、光学媒体および光学デバイスを調製するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明の背景
ナノサイズ発光材料、量子材料または量子ドットを含む感光性組成物は、様々な光学用途、例えば量子材料をドープしたフォトレジストフィルム、とくに光学デバイスの調製のために使用される。かかる量子材料をドープしたフォトレジストフィルムは、ディスプレイおよび照明デバイスの色域を広げ、およびエネルギー効率を高める大きな可能性を有する。しかしながら、とくにマイクロLEDの用途のためには、高い耐溶媒性を有し、および従来のフォトリソグラフィ技法を使用して高解像度にてパターン化できる量子材料をドープしたフォトレジストフィルムが要求される。
【0003】
しかしながら、光硬化プロセス中の不十分な重合に起因して、かかるフィルムは、高解像度にて容易にパターン化されることはできず、および硬化フィルムは低い耐溶媒性を呈する。とりわけ、フィルムに包埋された量子材料は、硬化プロセス中に曝露されるUV光を大部分吸収するため、不十分に深化された(in-depth)光重合が起き、主にフォトパターンの低解像度の原因となり、および、フィルム表面にての不十分な架橋密度は、硬化フィルムに塗布される上塗りされる材料の溶媒への乏しい耐久性へとつながる。
したがって、フォトパターンの解像度および硬化フィルムの耐溶媒性を改善することのできる組成物の必要性が存在する。
【発明の概要】
【0004】
本発明の概要
本発明は、上に記載の問題の観点からされた。したがって、本発明の目的は、フォトパターニング能力を改善するために、より低いUV曝露用量にてさえ十分な重合を達成することができ、および硬化フィルム上での耐溶媒性が改善され得る、高度に架橋されたポリマー表面の形成を可能にする組成物を提供することである。好ましくは、該組成物は感光性組成物である。
【0005】
本発明者らは、驚くべきことに、上に記載の問題の1以上は、請求項において定義されるとおりの特色によって解決できることを見出した。
具体的には、上に記載の問題の1以上を解決するために、本発明は、少なくとも1つのナノサイズ発光材料および(メタ)アクリルポリマーを含む組成物であって、(メタ)アクリルポリマーが、以下の化学式(1):
【0006】
【化1】
式中、
R
1は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH
2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0007】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
【0008】
R2、R2’は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、ヒドロキシル基(-OH)、カルボキシル基(-COOH)、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0009】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、ただし同じC原子に結合するラジカルR2およびR2’は、同時にカルボキシル基を示してもよく、
【0010】
R3は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0011】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
【0012】
R4は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~20個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~20個のC原子を有するアルケニレンまたはアルキニレン基、または、6~24個のC原子を有するアリーレンまたはヘテロアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレン基における1以上のメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、
【0013】
R’、R’’は、同一にまたは異なって、出現毎に、ヒドロキシル基、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0014】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
で表される少なくとも1つの構造単位を含む前記組成物、好ましくは該組成物は感光性組成物である、を提供する。
【0015】
本発明者らは、驚くべきことに、本発明に従う組成物は、例えば、大量生産プロセスに許容することのできる約80mJ/cm2の低いUV曝露用量にてさえ、フォトレジスト複合フィルムの調製のために十分に重合されることができ、かかるフィルムは、例えば10μmの範囲において高解像度にて容易にパターン化されることができ、光学フィルムまたはパターン化フィルムなどの光学媒体を低コストで製造することを可能にすることを見出した。低いUV用量に起因して、フォトレジスト複合フィルムにおける量子材料は、UV曝露中に著しく損傷をされることなく、量子材料は、光学媒体において高い量子収率を維持し得る。
【0016】
さらにまた、本発明者らは、驚くべきことに、本発明に従う感光性組成物は、フィルム表面にて高い架橋密度を呈し、高度に架橋されたポリマー表面が形成されることができ、特に上塗り材料がフィルムに塗布されるとき、フォトレジスト複合フィルムの高い耐溶媒性、および高い化学耐久性につながり、とりわけアルカリ現像プロセス中の光硬化エリアの剥離を防止することを見出した。
さらに、上に記載の問題の1以上を解決するために、本発明は、化学式(1)によって表される少なくとも1つの構造単位を含む(メタ)アクリルポリマーの、少なくとも1つのナノサイズ発光材料を含む組成物、好ましくは該組成物は感光性組成物である、における使用を提供する。
【0017】
本発明はさらに、方法が、以下のステップa)およびb)
a)組成物を基体へ提供すること、および、b)組成物を放射線下に曝露することによって重合させること、
をこの順番で含む、光学フィルムを調製するための方法を提供する。
好ましい態様において、該組成物は、感光性組成物である。
【0018】
本発明はまた、組成物から、好ましくは本発明の感光性組成物から形成される光学媒体にも関する。
さらに本発明は、光学媒体の、光学デバイスにおける使用に関する。
さらに本発明は、光学媒体を含む光学デバイス、および、光学媒体を光学デバイスに提供するステップを含む、光学デバイスを調製するための方法に関する。
【0019】
本発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明
以下、本発明を行うためのベストモードが詳細に説明される。
本明細書に使用されるとき、アスタリスク(「*」または「*」)は、一般に、例えばポリマーの場合において隣接する繰り返しまたは構成単位または別の基、例えばモノマー化合物の場合において側鎖、を包含する隣接する単位または基への連結を示すために使用される。
本明細書に使用されるとき、用語「感光性」または「光反応性」は、それぞれの組成物が好適な光照射に応答して化学的に反応することを意味する。光は大抵、可視光またはUV光から選択される。感光性応答は、組成物の硬化または軟化、好ましくは硬化を包含する。
【0020】
本出願の目的のために、用語「コポリマー」は、1より多い種のモノマーに由来するポリマーを示すために使用される(International Union of Pure and Applied Chemistry, Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, Version 2.3.3, 2012-02-24, page 335も参照)。
本出願の目的のために、用語「モノマー」は、モノマー分子から構成される物質を示すために使用され、および用語「モノマー分子」は、重合を受けることができ、それによって1以上の構成単位を巨大分子またはポリマーの必須構造に寄与することができる分子を示すために使用される(International Union of Pure and Applied Chemistry, Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, Version 2.3.3, 2012-02-24, page 662も参照)。
【0021】
本発明に従って、少なくとも1つのナノサイズ発光材料および(メタ)アクリルポリマーを含む組成物、好ましくは感光性組成物は、上記のとおり本発明の目的を解決するために提供される。
本明細書に使用されるとき、用語「(メタ)アクリルポリマー」は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリラート、メタクリラート、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーの重合によって得られるポリマーの一般用語を意味する。
(メタ)アクリルポリマーは、以下の化学式(1):
【化2】
式中、
【0022】
R1は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0023】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
【0024】
R2、R2’は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、ヒドロキシル基(-OH)、カルボキシル基(-COOH)、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0025】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、ただし同じC原子に結合するラジカルR2およびR2’は、同時にカルボキシル基を示してもよく、
【0026】
R3は、同一にまたは異なって、出現毎に、水素、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0027】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、カルボキシル基(-COOH)、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
【0028】
R4は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~20個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~20個のC原子を有するアルケニレンまたはアルキニレン基、または、6~24個のC原子を有するアリーレンまたはヘテロアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレン基における1以上のメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、
【0029】
R’、R’’は、同一にまたは異なって、出現毎に、ヒドロキシル基、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のまたは環状アルキル基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、5~24個のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
【0030】
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールまたはヘテロアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOH、2~20個のC原子を有する直鎖のアルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキルまたはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基によって置き換えられていてもよく、
で表されるとおりの、アクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む。
【0031】
本明細書に使用されるとき、用語「環状アルキル基」は、モノ環状アルキル基、二環式アルキル基などのポリ環状アルキル基、および、環状と直鎖または分岐のアルキル基との組み合わせを包含すると理解される。
本明細書に使用されるとき、用語「アリール基」は、フェニルなどの芳香族炭化水素に由来する置換基であり、および、アルキル基が結合しているアリール基を意味すると理解される用語である「アリールアルキル基」もまた包含すると理解される。
【0032】
本明細書に使用されるとき、用語「ヘテロアリール基」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子O、N、またはSの1つで置き換えられているアリール基を意味すると理解される。
本明細書に使用されるとき、用語「アリーレン基」は、フェニレンなどの、2つの環炭素原子から水素原子が除去された芳香族炭化水素(アレーン)に由来する置換基である。用語「アリーレン基」は、鎖状または環状の炭素原子に関係なく、2つの炭素原子から水素原子が除去された上記のアリールアルキル基を意味すると理解される用語である「アリールアルキレン基」もまた包含すると理解される。したがって、「ヘテロアリーレン基」は、2つの環原子から水素原子が除去された上記のヘテロアリール基に由来する置換基であり、アルキル基が結合しているヘテロアリーレン基もまた包含すると理解される。
【0033】
好ましくは、化学式(1)において、ラジカルR1は、水素、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基を示す。より好ましくは、ラジカルR1は、水素またはメチル基を示す。
さらに好ましくは、化学式(1)において、ラジカルR2’は、水素またはメチル基を示し、およびラジカルR2は、水素、カルボキシル基、1~8個のC原子を有する直鎖のアルキル基を示し、ここで1以上のH原子は、F、Cl、OH、またはカルボキシル基(-COOH)によって置き換えられていてもよい。なおより好ましくは、ラジカルR2’は、水素を示し、および、ラジカルR2は、メチル基またはカルボキシル基を示す。
【0034】
さらに好ましくは、化学式(1)においてラジカルR3は、水素、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基を示す。より好ましくは、ラジカルR3は、水素またはメチル基を示す。
さらに好ましくは、化学式(1)においてラジカルR4は、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~10個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~10個のC原子を有するアルケニレン基、または6~10個のC原子を有するアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、またはアリーレン基において、1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでR’、R’’は、上に定義されるものと同じ意味である。なおより好ましくは、ラジカルR4は、1~6個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~6個のC原子を有するアルケニレン基、または6個のC原子を有するアリーレン基を示す。
【0035】
好ましくは、R’、R’’は、同一にまたは異なって、出現毎に、ヒドロキシル基、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基、2~10個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~10個のC原子を有するアリール基を示し、ここで該アルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリール基における1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、またはイミン基によって置き換えられていてもよく、
およびここで、該アルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリール基は、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNまたはOHによって置き換えられていてもよい。
【0036】
最も好ましくは、ラジカルR1は、水素またはメチル基を示し、ラジカルR2’は、水素を示し、ラジカルR2は、水素、カルボキシル基またはメチル基を示し、ラジカルR3は、水素またはメチル基を示し、およびラジカルR4は、メチレン基または2~6個のC原子を有する直鎖のアルキレン基を示す。
理論によって拘束されることは望まないが、化学式(1)によって表されるとおりのアクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む(メタ)アクリルポリマーに起因して、(光)反応性部位の数は、感光性組成物の十分な重合が達成され得るように、増加すること考えられる。よって、(メタ)アクリルポリマーの組成比は、十分な重合を維持しながら減少され得る。したがって、高いODを達成するために、感光性組成物への量子材料のより高い装填が実現され得る。
【0037】
本発明に従って、(メタ)アクリルポリマーが、以下の化学式(2)、(3)および(4)
【化3】
式中、ラジカルR
1、R
2およびR
2’は、出現毎に、同一にまたは異なって、式(1)について上に定義されるとおりであり、
【0038】
R5は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~20個のC原子を有する分枝のアルキレン基、2~20個のC原子を有するアルケニレンまたはアルキニレン基、または6~24個のC原子を有するアリーレンまたはヘテロアリーレン基を示し、ここで該アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレン基における1以上のメチレン構造単位(-CH2-)は、各場合において、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’、または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでラジカルR’およびR’’は、上に定義されるとおりであり、および、
【0039】
R6は、同一にまたは異なって、出現毎に、1~20個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~20個のC原子を有する分枝のアルキル基、または3~20個のC原子を有する環状アルキル基を示し、
から選択される1以上の構造単位をさらに含む場合、さらに好ましい。
【0040】
より好ましくは、化学式(3)において、ラジカルR5は、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキレン基、2~10個のC原子を有する分枝のアルキレン基、または2~10個のC原子を有するアルケニレン基を示し、ここで該アルキレンまたはアルケニレン基において、1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、スルホニル基、カルボニル基、エーテル基、スルフィド基、スルホキシド基、エステル基、アミド基、イミン基、基CHR’または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでラジカルR’およびR’’は、上に定義されるとおりである。なおより好ましくは、ラジカルR5は、1~6個のC原子を有する直鎖のアルキレン基を示し、ここで該アルキレン基において、1以上の非隣接するメチレン構造単位(-CH2-)は、基CHR’または基CR’R’’によって置き換えられていてもよく、ここでR’およびR’’は、同一にまたは異なって、出現毎に、ヒドロキシル基、1~6個のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~6個のC原子を有する分枝のアルキル基を示し、
【0041】
ここで、該アルキル基は、1以上のH原子は、F、Cl、またはOHによって置き換えられていてもよい。
さらにより好ましくは、化学式(4)において、ラジカルR6は、1~10個のC原子を有する直鎖のアルキル基、3~10個のC原子を有する分枝のアルキル基、または6個のC原子を有する環状アルキル基を示す。なおより好ましくは、ラジカルR6は、2~8個のC原子を有する直鎖のアルキル基を示す。
【0042】
これは、本発明に従って、アクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位(上記の化学式(1)に対応する)を含む(メタ)アクリルポリマーが、カルボキシル基を包含する1以上の(メタ)アクリル構造単位(上記の化学式(2)に対応する)、および/または、ヒドロキシル基を包含する1つ以上の(メタ)アクリル構造単位(上記の化学式(3)に対応する)、および/または、アルキルエステル基を包含する1以上の(メタ)アクリル構造単位(上記の化学式(4)に対応する)をさらに含むコポリマーであることが好ましいことを意味する。
【0043】
本発明に従って、アクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む(メタ)アクリルポリマーが、カルボキシル基を包含する1以上の(メタ)アクリル構造単位、ヒドロキシル基を包含する1以上の(メタ)アクリル構造単位、およびアルキルエステル基を包含する1以上の(メタ)アクリル構造単位をさらに含む場合、それは特に好ましく、各基は本明細書に定義されるとおりである。
(メタ)アクリルポリマーは、好ましくは、異なるモノマーの重合により得られるコポリマーである。
カルボキシル基を包含するメタ)アクリル構造単位は、ポリマーをアルカリ現像剤に溶解する役割を果たし、および好ましくは、不飽和カルボン酸から誘導される。カルボキシル基を包含するメタ)アクリル構造単位を形成するための不飽和カルボン酸の例は、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、および桂皮酸を包含する。それらの不飽和カルボン酸の混合物を使用することも可能である。上記の中で、(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
【0044】
カルボキシル基を包含する(メタ)アクリル構造単位の数は特に制限されない。ポリマー中のこの構造単位の含有量は、好ましくは3と50wt.%との間であり、より好ましくは5と30wt.%との間である。この範囲内で、ポリマーがアルカリ現像剤に溶解することが意図されているエリアにおけるポリマーの溶解度は増加される。感光性組成物のより良好な反応性および保管安定性を調和させるために、(メタ)アクリルポリマーの酸価は、好ましくは10から200mgまでのKOH/gの範囲にある。より好ましくは、それは、15mgKOH/gから150mgKOH/gまでである。
【0045】
ヒドロキシル基を包含する(メタ)アクリル構造単位は、ポリマーに機械的強度などの特性を与える架橋構造を形成する役割を果たす。これらの構造単位は、好ましくは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリラート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリラート、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリラート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリラート、または8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリラート;2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリラート、2-ヒドロキシプロピル-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリラート、または3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラートなどのヒドロキシル含有不飽和モノマー、および、2,2-ジメチル-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリラート、ジエチレングリコール(メタ)アクリラート、またはグリセロール(メタ)アクリラートなどの三級ヒドロキシル含有モノマーに由来する。ポリマー中のヒドロキシル基を包含する(メタ)アクリル構造単位の含有量は、ポリマーが機械的強度などの特性を有することができるように、好ましくは3wt.%以上であるが、保管安定性を損なわないようにするために、好ましくは40wt.%以下である。ヒドロキシル基を包含する(メタ)アクリル構造単位は、特に好ましくは5~35wt.%の量で含有される。
【0046】
アルキルエステル基を包含する(メタ)アクリル構造単位もまた、ポリマーに機械的強度などの特性を与える。これらの構造単位は、好ましくは、メチル(メタ)アクリラート、エチル(メタ)アクリラート、n-プロピル(メタ)アクリラート、イソプロピル(メタ)アクリラート、n-ブチル(メタ)アクリラート、イソブチル(メタ)アクリラート、sec-ブチル(メタ)アクリラート、tert-ブチル(メタ)アクリラート、n-ペンチル(メタ)アクリラート、イソペンチル(メタ)アクリラート、ネオペンチル(メタ)アクリラート n-ヘキシル(メタ)アクリラート、イソヘキシル(メタ)アクリラート、n-へプチル(メタ)アクリラート、イソへプチル(メタ)アクリラート、n-オクチル(メタ)アクリラート、イソオクチル(メタ)アクリラート、n-ノニル(メタ)アクリラート、イソノニル(メタ)アクリラート、n-デシル(メタ)アクリラート、イソデシル(メタ)アクリラート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリラート、ラウリル(メタ)アクリラート、またはシクロヘキシル(メタ)アクリラートなどの不飽和のカルボン酸エステルモノマーに由来する。
【0047】
ポリマー中のアルキルエステル基を包含する(メタ)アクリル構造単位の含有量は、ポリマーが機械的強度などの特性を有することができるように、好ましくは3wt.%以上であるが、保管安定性を損なわないようにするために、好ましくは40wt.%以下である。アルキルエステル基を包含する(メタ)アクリル構造単位は、特に好ましくは5~35wt.%の量で含有される。
【0048】
他の重合単位は、ポリマーが機械的強度などの特性を有することができるように、ポリマーの主骨格を形成する役割を果たす。これら重合単位は、コポリマー化可能なモノマーに由来するが、特に制限されない。コポリマー化可能なモノマーの例は、スチレン、a-メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエン、p-クロロトルエン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-ビニルベンジルメチルエーテル、m-ビニルベンジルメチルエーテル、p-ビニルベンジルメチルエーテル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、およびp-ビニルベンジルグリシジルエーテルなどの芳香族ビニル化合物、
【0049】
および、トリデシルラウリル(メタ)アクリラート、セチルラウリル(メタ)アクリラート、n-ステアリルラウリル(メタ)アクリラート、i-ステアリルラウリル(メタ)アクリラート、フェニル(メタ)アクリラート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリラート、イソボロニル(メタ)アクリラート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリラート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリラート、2-イソプロピル-2-アダマンチル(メタ)アクリラート、2-メトキシエチル(メタ)アクリラート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、イソボロニル(メタ)アクリラート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリラート、2-アミノエチル(メタ)アクリラート、2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリラート、2-アミノプロピル(メタ)アクリラート、2-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリラート、3-アミノエチル(メタ)アクリラート、3-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリラート、グリシジル(メタ)アクリラート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリラート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリラート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリラート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリラート、2-(ペルフルオロブチル)エチル(メタ)アクリラート、3-ペルフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラート、2-(ペルフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリラート、3-ペルフルオロヘキシル-2-ヒドロキシル-プロピル(メタ)アクリラート、lH,lH,3H-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリラート、lH,lH,5H-オクタフルオロペンチル(メタ)アクリラート、lH,lH,7H-ドデカフルオロへプチル(メタ)アクリラート、およびペルフルオロオクチルエチル(メタ)アクリラートなどの不飽和カルボン酸エステルを包含する。
【0050】
ポリマー中の他の重合単位の含有量は、ポリマーが機械的強度等の特性を有することができるように、好ましくは40wt.%以上であるが、ポリマーが必須の構成物質を確実に含有することができるように、好ましくは90wt.%以下である。
本発明に従って、(メタ)アクリルポリマーの重量平均分子量(Mw)は特に制限されない。好ましくは、(メタ)アクリルポリマーの重量平均分子量は、2000から10,000まで、より好ましくは3000から30000まで、およびさらにより好ましくは4000から20000までの範囲である。ここで、「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定されるポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
【0051】
さらに好ましくは、本発明に従って、(メタ)アクリルポリマー中にアクリロイル基を含む(メタ)アクリル構造単位の当量は、400から560まで、より好ましくは440から520までの範囲、さらに好ましくは480である。本明細書に使用されるとき、用語「当量」は、分子量/アクリロイル基を包含する構造単位の数n(単位:g/eq)を意味すると理解されるべきであり、およびアクリロイル基を包含する1つの構造単位当たりの分子量を示す。
(メタ)アクリルポリマー中のアクリロイル基を包含する(メタ)アクリル構造単位の当量を変えることにより、(メタ)アクリルポリマーの(光)反応性は、所望に応じて調節され得る。
-ナノサイズ発光材料
【0052】
本発明に従って、半電導性ナノサイズ発光材料の無機部分として、多種多様の公的に知られる半電導性ナノサイズ発光材料は、所望に応じて使用され得る。
本発明のナノサイズ発光材料の形状のタイプは、特に制限されない。任意のタイプのナノサイズ発光材料、例えば、球形、細長い形、星形、多面体形の半電導性発光ナノ粒子が使用され得る。
本発明の好ましい態様において、ナノサイズ発光材料は、ナノサイズ無機蛍光体材料、量子ドットおよび/または量子ロッドなどの量子サイズの材料、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
より好ましくは、ナノサイズ発光材料は、量子サイズの材料であり、さらに好ましくは、量子ドット材料、量子ロッド材料、またはこれらの任意の組み合わせである。
【0053】
本発明に従って、用語「ナノサイズ」は、0.1から999nmまで、好ましくは0.1nmから150nmまでの範囲にあるサイズを意味する。よって、本発明に従って、ナノサイズ発光材料は、全径のサイズが0.1nmから999nmまでの範囲、好ましくは0.1nmから150nmまでの範囲にある発光材料を意味すると解釈される。および、材料が細長い形状を有する場合、蛍光材料の全体構造の長さは、0.1nmから999nmまで、好ましくは0.1nmから150nmまでの範囲である。
【0054】
本明細書に使用されるとき、用語「量子サイズ」は、例えば、ISBN:978-3-662-44822-9に記載されるとおり、量子閉じ込め効果を表すことができる、配位子も他の表面修飾も伴わない半電導性発光材料自体のサイズを意味する。一般に、量子ドット材料および/または量子ロッド材料などの量子サイズ材料は、「量子閉じ込め」効果により、調整可能でシャープで鮮やかな色の光を放出できるといわれる。
好ましくは、量子サイズ材料の全体構造のサイズは、1nmから100nmまでであり、より好ましくは、1nmから30nmまでであり、さらにより好ましくは、5nmから15nmまでである。
【0055】
量子ドットとして、公的入手可能な量子ドット、例えば、CdSeS/ZnS合金化量子ドット製品番号753793、753777、753785、753807、753750、753742、753769、753866、InP/ZnS量子ドット製品番号776769、776750、776793、776777、776785、PbSコア型量子ドット製品番号747017、747025、747076、747084、またはSigma-AldrichのCdSe/ZnS合金量子ドット製品番号754226、748021、694592、694657、694649、694630、694622は、所望に応じて使用され得る。
本発明の別の好ましい態様において、ナノサイズ発光材料は、コアが1以上のシェル層によって囲まれている、コアシェル構造を有する半電導性発光ナノ粒子である。
【0056】
本発明に従って、半電導性発光ナノ粒子の前記1つ以上のシェル層は、好ましくは、シングルシェル層、ダブルシェル層、または2つ以上のシェル層を有するマルチシェル層であり、最も好ましくは、それはダブルシェル層である。
本明細書に使用されるとき、用語「シェル層」は、該コアを完全にまたは部分的に覆う構造を意味する。好ましくは、該1以上のシェル層は、該コアを完全に覆う。用語「コア」および「シェル」は、当技術分野において周知であり、および典型的には、US 8221651 B2などの量子材料の分野で使用される。本発明に従って、半電導性発光ナノ粒子の該コアは変更され得る。例えば、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSeS、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InPS、InPZnS、InPZn、InPGa、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu2S、Cu2Se、CuInS2、CuInSe2、Cu2(ZnSn)S4、Cu2(InGa)S4、TiO2合金、およびこれらの任意の組み合わせは使用され得る。
【0057】
本発明の好ましい態様において、半電導性発光ナノ粒子の該コアは、周期表の第13族元素の1つ以上、および周期表の第15族元素の1つ以上を含む。例えば、GaAs、GaP、GaSb、InAs、InP、InPS、InPZnS、InPZn、InPGa、InSb、AlAs、AlP、AlSb、CuInS2、CuInSe2、Cu2(InGa)S4、およびこれらの任意の組み合わせ。
なおより好ましくは、コアは、InおよびP原子、例えば、InP、InPS、InPZnS、InPZnまたはInPGaを含む。
【0058】
本発明のさらに好ましい態様に従って、該シェル層の少なくとも1つは、周期表の12、13または14族の第1の元素、および周期表の15または16族の第2の元素を含む。好ましくは、すべてのシェル層は、周期表の12、13または14族の第1の元素、および周期表の15または16族の第2の元素を含む。
より好ましくは、シェル層の少なくとも1つは、周期表の12族の第1の元素、および周期表の16族の第2の元素を含む。例えば、CdS、CdZnS、ZnS、ZnSe、ZnSSe、ZnSSeTe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnSまたはZnS/ZnSeシェル層は、使用され得る。さらにより好ましくは、すべてのシェル層は、周期表の12族の第1の元素および周期表の16族の第2の元素を含む。
【0059】
特に好ましくは、少なくとも1つのシェル層は、以下の式(5)
ZnSxSeyTez, 式(5)
式中、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、およびx+y+z=1であり、および、さらにより好ましくは0≦x≦1、0≦y≦1、z=0、およびx+y=1である、で表される。
最も好ましくは、ZnS、ZnSe、ZnSeS、ZnSeSTe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnS/ZnSeシェル層は、使用される。
【0060】
すべてのシェル層が式(5)で表されることは、さらに好ましい。例えば、緑および/または赤放射の使用のためのコア-シェル半電導性発光ナノ粒子として、CdSe/CdS、CdSeS/CdZnS、CdSeS/CdS/ZnS、ZnSe/CdS、CdSe/ZnS、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InP/ZnS/ZnSe、InPZn/ZnS、InPZn/ZnSe/ZnS、InPZn/ZnS/ZnSe、ZnSe/CdS、ZnSe/ZnS半電導性発光ナノ粒子またはこれらの任意の組み合わせが使用され得る。
より好ましくは、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InP/ZnS/ZnSe、InPZn/ZnS、InPZn/ZnSe/ZnS、InPZn/ZnS/ZnSeは使用され得る。
【0061】
本発明の好ましい態様において、半電導性発光ナノ粒子の該シェル層は、ダブルシェル層である。
該半電導性発光ナノ粒子は、例えばSigma-Aldrichから公的に入手可能である、および/または、例えば、ACS Nano, 2016, 10 (6), pp 5769-5781, Chem. Mater. 2015, 27, 4893-4898、および国際特許出願No. WO 2010/095140 A2に記載される。
好ましくは、量子ロッドおよび/または量子ドットなどのナノサイズ発光材料は、表面配位子を含む。量子ロッドおよび/または量子ドット材料の表面は、1以上の種類の表面配位子で上塗りされてもよい。
【0062】
理論によって拘束されることは望まないが、かかる表面配位子は、ナノサイズ蛍光材料を溶媒中により容易に分散させ得ることにつながると考えられる。湿潤および分散剤は、ナノサイズ蛍光材料の配位子の表面に付着、または以下の-湿潤および分散剤に記載の配位子交換プロセスを使用して、部分的または完全にナノサイズ蛍光材料の表面に直接付着され得る。
本発明に従って、好ましくは感光性組成物は、複数の緑可視光放出可能な発光ナノサイズ発光材料を含有する緑タイプ感光性組成物、複数の赤可視光放出可能なナノサイズ発光材料を含む赤タイプ感光性組成物、または、緑可視光放出可能な発光ナノサイズ発光材料と赤可視光放出可能なナノサイズ発光材料との混合物などの複数の異なる種類のナノサイズ発光材料を含有する白タイプ感光性組成物である。
【0063】
-光重合開始剤
本発明の態様に従って、感光性組成物は、好ましくは、重合開始剤をさらに含み、およびよって、ネガティブ型感光性組成物として機能する。本発明に使用される重合開始剤は、好ましくは光重合開始剤である。一般に、本明細書で交換可能に使用される用語である光重合開始剤または光開始剤は、放射線に曝露されるとき、酸、塩基、またはラジカルを生成する種類の重合開始剤である。
本発明において採用可能な重合開始剤は、例えば、放射線に曝露されるとき分解し、および組成物を光硬化させるための活性物質として作用する酸を放出する光酸発生剤、ラジカルを放出する光ラジカル発生剤、または塩基を放出する光塩基発生剤である。放射線の例は、可視光線、UV線、赤外線、X線、電子ビーム、a線、y線を包含する。光ラジカル発生剤を使用することが特に好ましい。
【0064】
重合開始剤の最適量は、分解される開始剤から放出される活性物質の種類、放出される物質の量、要求される感度、および、曝露面積と非曝露面積との間の溶解コントラストに依存する。
本発明の好ましい態様において、重合開始剤の量は、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、0.001から10重量部まで、より好ましくは0.01から5重量部までの範囲である。曝露面積と非曝露面積との間のより良好な溶解コントラストを実現し、および開始剤の効果を得るためには、0.001重量部を超えることが好ましい。他方、重合開始剤の10重量部未満は、製造された色変換フィルムの亀裂、または開始剤の分解によって引き起こされる作製されたフィルムの着色を防止し、フォトレジスト除去剤に対するコーティングの良好な耐久性を実現するために好ましい。
【0065】
上記の光酸発生剤の例は、ジアゾメタン化合物、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、スルホニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩およびスルホンアミド化合物を包含する。それらの光酸発生剤の構造は、式(A)で表され得る。
R+X- (A)
式中、R+は、水素、または、炭素原子または他のヘテロ原子により修飾される有機イオンであり、ただし有機イオンはアルキル基、アリール基、アルケニル基、アシル基、およびアルコキシ基からなる群から選択される。例えば、R+は、ジフェニルヨードニウムイオンまたはトリフェニルスルホニウムイオンである。
【0066】
さらに、X-は、好ましくは、以下の式
SbYe-、AsYe-、Ra
pPY6-p
-、Ra
qBY4-q
-、Ra
qGaY4-q
-、RaSO3
-、(RaSO2)3C-、RaCOO-、およびSCN-、
式中、
Yは、ハロゲン原子であり、
Raは、1~20個の炭素原子のアルキル基または6~20個の炭素原子のアリール基であり、ただし各基は、フッ素、ニトロ基およびシアノ基からなる群から選択される置換基で置換され、
Rbは、水素または1~8個の炭素原子のアルキル基であり、
pは、0~6の数であり、および
qは、0~4.5の数である、のいずれかで表される対イオンである。
【0067】
対イオンの具体例は、BF4
-、(C6F5)4B-、((CF3)2C6H3)4B-、PF6
-、(CF3CF2)3PF3
-、SbF6
-、(C6F5)4Ga-、((CF3)2C6H3)4Ga-、SCN-、(CF3SO2)3C-、(CF3SO2)2N-、ホルマートイオン、アセタートイオン、トリフルオロメタンスルホナートイオン、ノナフルオロブタンスルホナートイオン、メタン-スルホナートイオン、ブタンスルホナートイオン、ベンゼンスルホナートイオン、p-トルエンスルホナートイオン、およびスルホナートイオンを包含する。
【0068】
本発明において使用可能な光酸発生剤の中で、スルホン酸またはホウ酸を発生するものが特に好ましい。それらの例は、トリクミルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)-ボラート(PHOTOINITIATOR2074[商標]、Rhodorsilによって製造)、ジフェニルヨードニウムテトラ(ペルフルオロフェニル)ボラート、および、それぞれカチオンおよびアニオン部分としてスルホニウムイオンおよびペンタフルオロボラートイオンを有する化合物を包含する。さらに、光酸発生剤の例はまた、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホナート、トリフェニルスルホニウムテトラ(ペルフルオロフェニル)ボラート、4-アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセナート、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロ-メタンスルホナート、1-(4,7-ジブトキシ-1-ナフタレニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロ-メタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、およびジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセナートも包含する。さらにまた、以下の式
【化4】
式中、
【0069】
各Aは、独立して、1~20個の炭素原子のアルキル基、1~20個の炭素原子のアルコキシ基、6~20個の炭素原子のアリール基、1~20個の炭素原子のアルキルカルボニル基、6~20個の炭素原子のアリールカルボニル基、ヒドロキシル基、およびアミノ基からなる群から選択される置換基であり、
各pは、独立して0~5の整数であり、および、
B-は、フッ素化されたアルキルスルホナート基、フッ素化されたアリールスルホナート基、フッ素化されたアルキルボラート基、アルキルスルホナート基またはアリールスルホナート基である、
で表される光酸発生剤を採用することもまたなお可能である。
【0070】
上記の式のカチオンおよびアニオンが互いに交換されるか、または上記の他の様々なカチオンおよびアニオンと組み合わされる光酸発生剤を使用することもまた可能である。例えば、上記の式で表されるスルホニウムイオンの任意の1つは、テトラ(ペルフルオロフェニル)ボラートイオンと組み合わせられてもよく、およびまた、上記の式で表されるヨードニウムイオンの任意の1つは、テトラ(ペルフルオロフェニル)ボラートイオンと組み合わせられてもよい。それらは、光酸発生剤として採用されてもまたなおよい。
【0071】
光ラジカル発生剤の例は、アゾ化合物、過酸化物、アシルホスフィンオキシド、アルキルフェノン、オキシムエステル、およびチタノセンを包含する。本発明に従って、光ラジカル発生剤として、アシルホスフィンオキシド、アルキルフェノン、オキシムエステル、またはこれらの任意の組み合わせは、より好ましい。好ましい開始剤の例は、2,2-ジメスキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(2,2-dimethxye-1,2-diphenylethane-1-one)、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル]フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェノン)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、1,2-オクタンジオン1-[4-(フェニルチオ)-2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(o-アセチルオキシム)またはこれらの任意の組み合わせを包含し、好ましくは使用され得る。特に好ましくは、光ラジカル発生剤として、1,2-オクタンジオン1-[4-(フェニルチオ)-2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(o-アセチルオキシム)(それぞれIrgacure(登録商標)Oxe01およびIrgacure(登録商標)Oxe02として入手可能、BASF製)またはIrgacure(登録商標)Oxe03(BASF製)などのオキシムエステル、またはこれらの任意の組み合わせが使用される。
【0072】
光塩基発生剤の例は、多置換の、アミド基を有するアミド化合物、ラクタム、イミド化合物、およびそれら構造を有する化合物を包含する。上記の熱塩基発生剤の例は、N-(2-ニトロベンジルオキシカルボニル)イミダゾール、N-(3-ニトロベンジルオキシカルボニル)イミダゾール、N-(4-ニトロベンジルオキシカルボニル)イミダゾール、N-(5-メチル-2-ニトロベンジルオキシカルボニル)イミダゾール、およびN-(4-クロロ-2-ニトロ-ベンジルオキシカルボニル)イミダゾールなどのイミダゾール誘導体、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、三級アミン、四級アンモニウム塩、およびそれらの混合物を包含する。これら塩基発生剤ならびに酸発生剤および/またはラジカル発生剤は、単独で、または混合物において使用され得る。
【0073】
本発明の態様に従って、放射線に曝露されるとき、酸、塩基、またはラジカルを発生させる重合開始剤は、使用され得る。
よって、本発明の好ましい態様において、重合開始剤は、光ラジカル発生剤、光塩基発生剤、光酸発生剤、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【0074】
より好ましくは、重合開始剤は、光ラジカル発生剤であり、および最も好ましくはオキシムエステルである。オキシムエステル光ラジカル発生剤の好ましい例は、上に列挙される。
-分散および湿潤剤
本発明に従って、組成物が、好ましくはホスフィン基、ホスフィンオキシド基、ホスファート基、ホスホナート基、チオール基、三級アミン基、カルボキシル基、複素環基、シラン基、スルホン酸、ヒドロキシル基、およびホスホン酸から選択されるアンカー基を含む湿潤および分散剤をさらに含む場合、さらに好ましい。かかる好ましい湿潤および分散剤の例は、例えば、WO 2007/054898 A1に開示される。
【0075】
本発明の好ましい態様において、湿潤および分散剤のアンカー基は、三級アミン、ホスフィンオキシド基、ホスホン酸、およびホスファート基からなる群から選択され得る。
より好ましくは、暗反応(dark reaction)を避けるために、アンカー基は、以下の化学式(6)
-NR11R21 式(6)
式中、R11は、水素原子、1~30個の炭素原子を有するアルキル基、または1~30個の炭素原子を有するアリール基であり、R22は、水素原子、1~30個の炭素原子を有するアルキル基、または1~30個の炭素原子を有するアリール基であり、R11およびR21は、互いに同じまたは異なってもよい、で表される三級アミンであり得る。
【0076】
なおより好ましくは、R11は、1~30個の炭素原子を有するアルキル基であり、R21は、1~30個の炭素原子を有するアルキル基であり、R11およびR21は、互いに同じまたは異なってもよい。
さらにより好ましくは、R11は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、またはn-ブチル基であり、R21は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、またはn-ブチル基である。
【0077】
本発明のさらに好ましい態様において、湿潤および分散剤は、グラフトコポリマー、ブロックコポリマー、交互コポリマー、およびランダムコポリマーからなる群から選択されるコポリマーである。
より好ましくは、コポリマーは、上に定義されるとおりのアンカー基を包含するポリマー単位A、および、いずれのアンカー基も包含しないポリマー単位Bを含む。
なおより好ましくは、コポリマーは、以下の化学式(7)または(8)
An-Bm 式(7)
Bo-An-Bm 式(8)
ここで、式(7)および(8)において、記号「A」は、アンカー基を包含するポリマー単位Aを表し、記号「B」は、いずれのアンカー基も包含しないポリマー単位Bを表し、および各々の記号「n」、「m」、および「o」は、整数である、で表されるブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーである。
好ましくは、湿潤および分散剤のポリマー単位Bは、ポリエチレングリコール、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース、およびこれらの任意の誘導体からなる群から選択されるポリマー鎖を含む。
より好ましくは、ポリマー単位Bのポリマー鎖は、ポリエチレングリコールである。
【0078】
本発明に従って、湿潤および分散剤の重量-平均分子量は、特に制限されない。より良好な分散性およびフィルム強度の観点から、好ましくはそれは、2,000-100,000の範囲、より好ましくはそれは5,000-30,000の範囲である。
本発明に従って、分子量Mwは、ポリスチレン内部標準に対して、GPC(=ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いて測定される。
【0079】
-溶媒
本発明のさらなる態様に従って、組成物は、溶媒をさらに含んでもよい。本発明に従って、多種多様の公的に知られる溶媒が、好ましくは使用され得る。上記の(メタ)アクリルポリマー、重合開始剤、および任意に組み込まれる添加剤を均一に溶解または分散させることができる限り、溶媒は、特に制限されない。
【0080】
本発明の好ましい態様において、溶媒は、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、およびエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、およびジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル;メチルセロソルブアセタートおよびエチルセロソルブアセタートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセタート;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、およびプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセタートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセタート;ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素;メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノンなどのケトン;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、およびグリセリンなどのアルコール;エチル3-エトキシプロピオナート、メチル3-メトキシプロピオナートおよびエチルラクタートなどのエステル;および、γ-ブチロラクトンなどの環状エステルからなる群から選択され得る。それらの溶媒は、単独でまたは2以上の組み合わせで使用され、および、その量は、コーティング方法およびコーティングの厚さに依存する。
【0081】
より好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(以後「PGMEA」)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、またはプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセタートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセタートが使用される。なおより好ましくは、PGMEAが使用される。
組成物における溶媒の量は、組成物のコーティングの方法に従って自由にコントロールされ得る。例えば、組成物がスプレイコートされる場合、それは90wt.%以上の量において溶媒を含有してもよい。さらに、大きい基体をコーティングする際においてしばしば採用されるスリットコーティング方法が行われる場合、溶媒の含量は、通常60wt.%以上、好ましくは70wt.%以上である。
【0082】
-2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物
本発明の好ましい態様に従って、組成物、好ましくは感光性組成物は、2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物をさらに含む。
本発明に従って、用語「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基およびメタアクリロイル基の総括的な用語を意味する。
【0083】
2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物は、(メタ)アクリルポリマーと反応し、架橋構造体を作り出し得る。好ましくは、化学化合物は、3または4さえ超える(メタ)アクリロイル基を含み、(メタ)アクリルポリマーとともに、より高次元の架橋構造を作り出す。
【0084】
2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物の例として、ポリオールと2以上の(メタ)アクリル酸とを反応させることにより形成されるエステルは、本発明において好ましくは使用される。
本発明に従って、ポリオールは、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、複素環式炭化水素、一級、二級、または三級アミン、エーテルからなる群から選択される基本構造を有し、および2以上のヒドロキシル基を置換基として有する。本発明のポリオールは、本発明の効果を損なわない限り、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、エーテル結合、チオール基、およびチオエーテル結合などの1以上の追加の置換基をさらに包含してもよい。
ポリオール化合物の好ましい例は、アルキルポリオール、アリールポリオール、ポリアルカノールアミン、シアヌル酸、およびジペンタエリトリトールを包含する。ポリオール化合物が3以上のヒドロキシル基を有する場合、すべてのヒドロキシル基が(メタ)アクリル酸と反応する必要はなく、およびゆえに、化合物は部分的にエステル化されていてもよい。換言すれば、エステルは、未反応ヒドロキシル基を有していてもよい。そのエステルの例は、トリス(2-アクリルオキシエチル)イソシアナート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリラート、トリペンタエリトリトールオクタ(メタ)アクリラート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリラート、ジプロピレングリコールジアクリラート、トリプロピレングリコールジアクリラート、トリメチロールプロパントリアクリラート、ポリテトラメチレングリコールジメタクリラート、トリメチロールプロパントリメタクリラート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリラート、トリシクロデカンジメタノールジアクリラート、1,9-ノナンジオールジアクリラート、1,6-ヘキサンジオールジアクリラート、および1,10-デカンジオールジアクリラートを包含する。上の中で、反応性および架橋性の基の数の観点から、トリス(2-アクリルオキシエチル)イソシアナートおよびジペンタエリトリトールヘキサアクリラートは、好ましい。それらの化合物は、形成されるパターンの形状をコントロールするために、その2以上の組み合わせにおいて使用されてもよい。例えば、3つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物を2つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有するものと組み合わせて採用することができる。
【0085】
反応性の観点から、上の化合物は、好ましくは2000以下、より好ましくは1500以下の分子量を有する、好ましくは分子である。公的に入手可能な官能性アクリラートとして、A-DOD、A-DCP、および/またはA-9300(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.から)などの好ましくは二官能性アクリラート、多官能性アクリラートが、単独でまたは混合物において使用されてもよい。本発明のさらに好ましい態様において、2以上の(メタ)アクリロイル基を含む化学化合物の量は、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、0.001から90重量部までの範囲、より好ましくは、本発明の組成物に使用される他のポリマーとのより良好な溶解性を実現するために、3から60重量部までの範囲である。なおより好ましくは、それは、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、5から50重量部までの範囲にある。
【0086】
-散乱粒子および/または屈折率調節材料
本発明の態様に従って、組成物は、散乱粒子、屈折率調節材料、およびこれらの任意の組み合わせから選択される添加剤をさらに含み得る。
本発明に従って、光散乱粒子として、該光散乱粒子を包含し、およびミー散乱効果を与えることができる層のマトリックス材料とは異なる屈折率を有する任意のタイプの公的に知られてる光散乱粒子は、好ましくは所望に使用され得る。
例えば、SiO2、SnO2、CuO、CoO、Al2O3、TiO2、Fe2O3、Y2O3、ZnO、MgOなどの無機オキシドの小粒子;重合ポリスチレン、重合PMMAなどの有機粒子;中空シリカなどの無機中空オキシド、またはこれらの任意の組み合わせは、好ましくは使用され得る。先述の光散乱粒子は、屈折率調節材料として使用され得る。
【0087】
好ましくは、光散乱粒子および/または屈折率調節材料の平均粒径は、350nmから5μmの範囲にある。より好ましくは、500nmから2μmまでである。
理論によって拘束されることは望まないが、350nmを超える平均粒径は、たとえ光散乱粒子と層マトリックスとの間の屈折率の差が0.1と小さくとも、後にミー散乱によって引き起こされる強い前方散乱につながる可能性があると考えられている。他方、光散乱粒子を使用することによってより良好な層形成特性を得るために、最大平均粒径は好ましくは5μmである。
【0088】
-着色剤
さらに、必要性に従って、着色料は、本発明の組成物に組み込まれ得る。様々な既知の有機および無機の着色料は採用可能であるが、熱耐久性の観点から無機着色料が好ましい。その例は、カーボンブラック、チタンブラック色素、酸化鉄色素、および複合金属酸化物色素を包含する。
着色料の量は、(メタ)アクリルポリマーの合計における100重量部に基づき、好ましくは0.1から50重量部である。それが0.1重量部未満の場合、十分な遮光効果は得られることができない。他方、それが50重量部を超える場合、遮光効果が大きくなり、感光性材料がパターンを得るために十分に曝露され得ない。
【0089】
-他の添加剤
本発明の組成物は、必要ならば、他の添加剤を含んでもよい。添加剤の例は、現像剤溶解促進剤、スカム除去剤、接着増強剤、重合阻害剤、消泡剤、界面活性剤および増感剤を包含する。
【0090】
現像剤溶解促進剤またはスカム除去剤は、現像剤中に形成されたコーティングの溶解度をコントロールし、およびそれによって、現像後にスカムが基体上に残存することを防ぐ機能を有する。この添加剤として、クラウンエーテルは採用され得る。最も単純な構造を有するクラウンエーテルは、一般式(-CH2-CH2-O-)nで表される。その中で、本発明において、nが4~7である式のクラウンエーテルが好ましくは使用される。一方、クラウンエーテルはしばしば個別に「x-クラウン-y-エーテル」と称され、xおよびyはそれぞれ環を形成する原子の総数、およびそれに包含される酸素原子の数を表す。本発明において、添加剤は、好ましくは、X=12、15、18および21およびy=x/3のクラウンエーテル、それらのベンゾ縮合生成物、およびそのシクロヘキシル縮合生成物からなる群から選択され得る。クラウンエーテルの好ましい例は、2-クラウン-7-エーテル、18-クラウン-6-エーテル、15-クラウン-5-エーテル、12-クラウン-4-エーテル、ジベンゾ-21-クラウン-7-エーテル、ジベンゾ-18-クラウン-6-エーテル、ジベンゾ-15-クラウン-5-エーテル、ジベンゾ-12-クラウン-4-エーテル、ジシクロヘキシル-21-クラウン-7-エーテル、ジシクロヘキシル-18-クラウン-6-エーテル、ジシクロヘキシル-5-クラウン-5-エーテル、およびジシクロヘキシル-12-クラウン-4-エーテルを包含する。それらの中で、18-クラウン-6-エーテルおよび15-クラウン-5-エーテルからなる群から選択される添加剤を選択することが特に好ましい。その量は、(メタ)アクリルポリマーの100重量部に基づき、好ましくは0.05から15重量部、より好ましくは0.1から10重量部である。
【0091】
接着増強剤は、本発明の感光性組成物から硬化膜が形成されるとき、硬化後に加えられる応力によってパターンが剥がれることを防ぐ機能を有する。接着増強剤として、イミダゾールおよびシランカップリング剤を採用することが好ましい。イミダゾールの例は、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、2-ヒドロキシエチルベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-ヒドロキシイミダゾール、イミダゾール、2-メルカプトイミダゾール、および2-アミノイミダゾールを包含する。それらの中で、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-ヒドロキシイミダゾールおよびイミダゾールは特に好ましい。
【0092】
シランカップリング剤として、エポキシ-シランカップリング剤、アミノ-シランカップリング剤およびメルカプト-シランカップリング剤などの知られる化合物は、好ましくは採用され得る。その例は、3-グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドオキシプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノ-プロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、および3-イソシアナートプロピルトリメトキシシランを包含する。それらは、単独で、または2以上の組み合わせで使用され得る。その量は、好ましくは、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、0.05から15重量部までである。シランカップリング剤として使用可能なさらなる化合物、特に酸性基を有するシランまたはシロキサン化合物は、WO 2017 / 054898A1に開示される。
【0093】
重合阻害剤として、ニトロン誘導体、ニトロキシドラジカル誘導体、およびヒドロキノン、メチルヒドロキノンおよびブチルヒドロキニンなどのヒドロキノン誘導体は組み込まれ得る。それらは、単独で、または2以上の組み合わせで使用され得る。その量は、好ましくは、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、0.1から10重量部までである。
【0094】
消泡剤の例は、アルコール(C1~C18)、オレイン酸およびステアリン酸などの高級脂肪酸、グリセリンモノラウラートなどの高級脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール(PEG)(Mn:200~10000)およびポリプロピレングリコール(Mn:200~10000)などのポリエーテル、ジメチルシリコーンオイル、アルキル修飾シリコーンオイル、フルオロシリコーンオイルなどのシリコーン化合物、および以下に詳細に記載される有機シロキサン界面活性剤を包含する。それらは、単独で、または2以上の組み合わせで使用され得る。その量は、好ましくは、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、0.1から3重量部までである。
【0095】
必要ならば、本発明の感光性組成物は、コーティング性、現像性などを改善する目的で組み込まれる界面活性剤をさらに含んでもよい。本発明において使用可能な界面活性剤は、例えば、非イオン性、アニオン性および両性の界面活性剤である。
非イオン性界面活性剤の例は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、およびポリオキシエチレンセチルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレン脂肪酸ジエーテル;ポリオキシエチレン脂肪酸モノエーテル;ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロックポリマー;アセチレンアルコール;アセチレングリコール、アセチレンアルコールのポリエトキシエート、およびアセチレングリコールのポリエトキシエートなどのアセチレングリコール誘導体;Fluorad((商標)Sumitomo 3M Limited製)、MEGAFAC((商標)DIC Corporation製)、Surufuron((商標)Asahi Glass Co., Ltd.製)などのシリコン含有界面活性剤; KP341((商標)、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)などの有機シロキサン界面活性剤を包含する。上記のアセチレングリコールの例は、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール、および2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオールを包含する。
【0096】
アニオン性界面活性剤の例は、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸のアンモニウム塩および有機アミン塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸のアンモニウム塩および有機アミン塩、アルキルベンゼンスルホン酸のアンモニウム塩および有機アミン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸のアンモニウム塩および有機アミン塩、および、アルキル硫酸のアンモニウム塩および有機アミン塩を包含する。さらに、両性界面活性剤の例は、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、およびラウリル酸アミドプロピルヒドロキシスルホンベタインを包含する。
【0097】
これらの界面活性剤は、単独で、または2以上の組みわせで使用され得る。その量は、本発明の感光性組成物に基づき、通常、50から300000ppmまで、好ましくは100から200000ppmまでである。
必要に従って、増感剤は、本発明の感光性組成物にさらに組み込まれ得る。
本発明の組成物において好ましく使用される増感剤の例は、クマリン、ケトクマリン、それらの誘導体、チオピリリウム塩、およびアセトフェノンを包含する。具体的に言うと、その具体例は、p-ビス(o-メチルスチリル)ベンゼン、7-ジメチルアミノ-4-メチルキノロン-2,7-アミノ-4-メチルクマリン、4,6-ジメチル-7-エチルアミノクマリン、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ピリジルヨウ化メチル、7-ジエチルアミノクマリン、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロ-8-メチルキノリジノ-<9,9a,1-gh>クマリン、7-ジエチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン、7-ジメチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン、7-アミノ-4-トリフルオロメチルクマリン、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロキノリジノ-<9,9a,1-gh>クマリン、7-エチルアミノ-6-メチル-4-トリフルオロメチルクマリン、7-エチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロ-9-カルボエトキシキノリジノ-<9,9a,1-gh>クマリン、3-(2’-N-メチル-ベンズイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン、N-メチル-4-トリフルオロメチルピペリジノ-<3,2-g>クマリン、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンゾ-チアゾリルエチルヨウ化物、3-(2’-ベンズイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン、3-(2’-ベンゾチアゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン、および以下の式で表されるピリリウムまたはチオピリリウム塩などの増感色素を包含する。
【0098】
増感色素は、高圧水銀ランプ(360~430nm)などの安価な光源を使用してパターニングを行うことが可能である。その量は、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、好ましくは0.05から15重量部まで、より好ましくは0.1から10重量部までである。
【0099】
【化5】
増感剤として、例えば、WO2012 / 059931 A1またはJP3820633 Bに開示されるアントラセン骨格を有する化合物を採用することも可能である。アントラセン骨格を有する増感剤が添加されるとき、その量は、100重量部の(メタ)アクリルポリマーに基づき、好ましくは0.01から5重量部までである。
さらに、必要ならば、安定剤は、本発明の組成物に添加されてもまたよい。安定剤は、一般的に知られているものから自由に選択されてもよい。しかしながら、本発明において、芳香族アミンは、それらが安定化に高い効果を有するので好ましい。それらの芳香族アミンの中で、ピリジン誘導体は好ましく、および2位および6位にかさ高い置換基を有するピリジン誘導体は特に好ましい。具体例は以下のとおりである。
【化6】
【0100】
さらに、必要性に従って、架橋剤は、本発明の組成物に組み込まれてもよい。架橋剤の例は、メチロールまたはアルコキシルメチル基を有するメラミンまたはイソシアネート化合物を包含する。メラミン化合物の具体例は、イミノ、メチロール、またはメトキシメチル基を有する、NIKAKAC NW-390、NW-100LM、MX-750LM、MX-270、およびMX-280を包含する。
イソシアナート化合物の具体例は、X-12-9659、またはKBM-9659、およびX-12-9659、またはKBM-585((商標)、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製)を包含する。これらの構造を包含するポリマー、シリコーン基で部分的に置換されてもよい、もまた好ましい。
【0101】
架橋剤の量は、(メタ)アクリルポリマーの100重量部に基づき、0から50重量部まで、好ましくは2から50重量部まで、より好ましくは5から20重量部までである。それは5重量部以上である場合、解像度は十分に改善させられ得る。他方、それは50重量部以下である場合、パターンにおけるギャップが埋まり、解像度が低下する懸念はほとんどない。架橋剤として、上記の化合物は、単独で、または2以上の混合物として使用され得る。
【0102】
本発明に従う感光性組成物は、少なくとも1つのナノサイズ発光材料、および本明細書で定義されるアクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む(メタ)アクリルポリマー、および好ましくはオキシムエステル型光開始剤、分散剤、または湿潤剤、および2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物を含み、大量生産プロセスに許容される低UV曝露用量、および従来のフォトリソグラフィー技術を使用する高解像度パターニングにおいてさえ、高度に架橋されたフィルム製造を有利に達成することができる。いかなる理論にも拘束されることなく、本発明において定義される感光性組成物は、有効なラジカル運搬を誘導し、より深化された(in depth)重合を達成できると考えられている。
【0103】
したがって、低いUV曝露用量によってさえ十分な重合は達成され得る。低いUV用量に起因し、量子材料をドープしたフィルムの量子材料は、光学媒体中で高い量子収率を有利に維持することができる。さらに、本発明による感光性組成物は、好ましくは高度に架橋されたポリマー表面の形成を可能にし、それにより、特に上塗り材料がフィルムに塗布されるとき、硬化フィルムの耐溶媒性、および化学耐久性は上昇する。
【0104】
-使用
本発明の課題の1以上はまた、化学式(1)によって表されるとおりのアクリロイル基を包含する少なくとも1つの(メタ)アクリル構造単位を含む本明細書で定義される(メタ)アクリルポリマーの、少なくとも1つのナノサイズ発光材料を含む組成物における使用によって解決され、好ましくは該組成物は感光性組成物である。
かかる感光性組成物に含まれるナノサイズ発光材料は、本明細書で定義されるとおりであり得る。
【0105】
感光性組成物は、光重合開始剤、湿潤または分散剤、溶媒、2以上の(メタ)アクリロイル基を包含する化学化合物、散乱粒子、および屈折率調節材料の1以上をさらに含んでもよく、化合物の各々は本明細書で定義されているとおりである。
(メタ)アクリルポリマーは、本明細書で定義されるとおりの化学式(2)、(3)、および(4)から選択される1以上の(メタ)アクリル構造単位をさらに含み得る。
本発明はまた、光学媒体を製造するためのプロセスにおける、少なくとも1つのナノサイズ発光材料および本明細書で定義される(メタ)アクリルポリマーを含む感光性組成物の使用に関する。
本発明に従う光学媒体は、好ましくは、カラーフィルター、色変換フィルム、遠隔蛍光体テープ、または別のフィルムまたはフィルターなどの光学フィルムである。本発明に従って、「フィルム」という用語は、「層」および「シート」などの構造を包含する。
【0106】
-製造方法
本発明はさらにまた、方法が、以下のステップa)およびb)、
a)感光性組成物を基体へ提供すること、および、
b)感光性組成物を放射線下に曝露することによって、感光性組成物を重合させること、
をこの順番で含む、光学媒体を調製するための方法に関する。
【0107】
本発明に従って、ステップa)に従って基材上に感光性組成物を提供するために、任意のタイプの公的に知られるコーティング方法は、好ましくは使用され得る。例えば、浸漬コーティング、グラビアコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ブラシコーティング、スプレーコーティング、ドクターコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、およびスリットコーティング。
ステップa)において、組成物でコーティングされる基体もまた特に制限されず、および例えば、シリコン基体、ガラス基体、およびポリマーまたは樹脂フィルムから適切に選択され得る。基体は、固体または可撓性、および透明または非透明であり得る。
【0108】
本発明の好ましい態様において、任意に、ステップa)の後に、プリベーク(予熱処理)ステップは、乾燥およびそこに残存する溶媒を減少させる目的で基体に提供される感光性組成物に適用され得る。プリベークステップは、一般に50~150℃、好ましくは90~120℃の温度で、10~300秒、好ましくはホットプレート上で30~120秒、または清浄なオーブン中で1~30分間行われ得る。さらに、必要に従って、感光性組成物を基体に提供するステップは、所望の厚さのコーティングまたはフィルムを形成するために、1回または2回以上繰り返し行われ得る。
【0109】
コーティングが形成される後、その表面は放射線に曝露される。曝露のための放射線の供給源として、従来のパターン形成プロセスで使用される任意の光源を採用することが可能である。光源の例は、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、半導体レーザー、LEDを包含する。曝露のための光は通常、g線、h線、i線のUV線または同種のものである。半導体等の超微細な制作の場合を除き、数マイクロメートル~数十マイクロメートルのパターニングのために、波長360~430nmの光(高圧水銀ランプ)を使用することが一般的である。
【0110】
特に液晶ディスプレイを製造する際、430nmの光は、しばしば使用される。曝露放射線のエネルギーは、放射線の供給源およびコーティングの厚さに依存するが、満足のいく解像度を得て、およびハレーションを回避するために、一般に10~2000mJ/cm2、好ましくは20~1000mJ/cm2である。
本方法に従って、曝露における環境条件に特別な制限はなく、および曝露は、周囲雰囲気(通常の雰囲気)または窒素雰囲気下で行われ得る。基体の表面全体に膜を形成する場合、基体表面全体は放射線に曝露される。本発明において、用語「パターンフィルム」は、かくして基体の表面全体に形成されるフィルムを包含する。
【0111】
曝露ステップb)の後、任意に、コーティングの曝露エリアにおいて反応開始剤によって引き起こされるポリマー間反応を促進する目的で、必要に従って曝露後ベーキング(post-exposure baking)は行われ得る。曝露後ベーキングの温度は、好ましくは40~150℃、より好ましくは60~120℃である。曝露後ベーキングステップは、ホットプレート、オーブン、炉または同種のものを使用して行われ得る。ベーキングの間の雰囲気は特に制限されない。組成物の硬化速度をコントロールするために、雰囲気は、例えば、窒素ガスなどの不活性ガスの雰囲気、真空雰囲気、減圧雰囲気、酸素ガス雰囲気などから選択され得る。ベーキング時間は、ウェーハ表面の熱収支のより高い均一性を維持するだけでなく、酸の拡散を防ぐために、好ましくは20~500秒、より好ましくは40~300秒である。
【0112】
曝露ステップb)の後、重合組成物、好ましくは感光性組成物を現像するステップc)は、任意に行われてもよい。基体の全表面にフィルムが形成される場合、現像ステップc)は省略され得る。現像ステップにおいて使用される現像剤として、従来の感光性組成物の現像に使用される任意の現像剤を採用することが可能である。本発明において、TMAH水溶液は、感光性組成物の溶解速度を決定するために使用されるが、それらは、硬化フィルムを形成するための現像剤を決して制限しない。現像剤の好ましい例は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、コリン、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属(メタ)シリカート(水和物)、アルカリ金属(メタ)ホスファート(水和物)、アンモニア、アルキルアミン、アルカノールアミン、および複素環式アミンなどのアルカリ化合物の水溶液であるアルカリ現像剤を包含する。テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドの水溶液は特に好ましい。これらのアルカリ現像剤は、必要ならば、メタノールおよびエタノールなどの水溶性有機溶媒、または界面活性剤を含有してもよい。現像方法は、ディップ、パドル、シャワー、スリット、キャップコート、およびスプレー現像プロセスなどの既知の方法から自由に選択され得る。現像の結果、パターンが得られてもよい。現像剤で現像された後、パターンは水で洗浄されることが好ましい。現像ステップ後のアセトン洗浄プロセスは、任意に追加され得る。
【0113】
現像ステップの後、得られるパターンフィルムは、任意に加熱され、およびそれによって硬化され得る。加熱ステップにおいて使用される加熱装置は、曝露後ベーキングステップにおいて使用されるものと同じであり得る。この加熱ステップにおける加熱温度は、フィルムが硬化され得る限り、特に制限されない。具体的には、組成物は、好ましくは、360℃以下の温度にて硬化される。硬化フィルムを高いフィルム比のままにするために、加熱温度は、より好ましくは300℃以下、さらに好ましくは250℃以下である。他方、硬化反応を促進し、および十分に硬化した膜を得るために、温度は、好ましくは70℃以上、さらに好ましくは100℃以上、特に好ましくは110℃以上である。加熱時間もまた特に制限されないが、一般に10分~24時間、好ましくは30分~3時間である。ここで、「加熱時間」は、パターンフィルムの温度が上昇してから目的の加熱温度に達するまでの時間を意味する。パターンフィルムを初期温度から目的の加熱温度まで加熱するには、通常、数分~数時間かかる。
【0114】
かくして得られる光学媒体は、カラーフィルター、色変換フィルム、遠隔蛍光テープ、または別のフィルムまたはフィルターなどの光学フィルムであり得、化学耐久性および耐溶媒性が向上し、微細パターン化、高量子収率、および高いODを達成することができる。
したがって、本発明はまた、本発明の方法によって得られる、または得ることのできる光学媒体に関する。
【0115】
さらにまた、本発明は、本明細書で定義されるとおりの組成物から、好ましくは感光性組成物から形成される光学媒体に関する。
本発明に従う光学媒体は、様々な用途で有利に使用され得る。例えば、光導波路などの光学素子の材料として、および、LCDデバイスまたは有機ELデバイスなどのディスプレイのバックプレーンとして使用される薄膜トランジスタ(TFT)基体上の平坦化フィルム、半導体デバイスにおける層間絶縁フィルム、および他の絶縁フィルム、または、固体イメージセンサーの、反射防止パネルまたはフィルムの、光学フィルターの、高輝度LEDデバイスの、タッチパネルの、および太陽電池の透明保護フィルムなどの様々なフィルムの材料として有利に使用され得る。
したがって、本発明はまた、光学デバイスにおける光学媒体の使用に関する。
【0116】
本発明はさらにまた、光学媒体を含む光学デバイスに関する。
本発明の光学デバイスは、好ましくは、液晶ディスプレイ、電気ルミネセンスディスプレイ、微小電気機械システム(MEMS)ディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、および電気泳動ディスプレイである。より好ましくは、光学デバイスは、ねじれネマティック液晶ディスプレイ、垂直配向モード液晶ディスプレイ、IPSモード液晶ディスプレイ、ゲストホストモード液晶ディスプレイ、または通常は黒色のTNモード液晶ディスプレイなどの液晶ディスプレイである。光学デバイスの例は、例えば、WO2010 / 095140 A2およびWO2012 / 059931 A1に記載される。
本発明はさらに、方法が、以下のステップA)
A)光学デバイスに光学媒体を提供する、
を含む、光学デバイスを調製するための方法に関する。
【0117】
技術的効果
本発明は、以下の効果の1つ以上を提供する。
より低いUV照射強度での改善された重合、微細なパターン化、組成物のフォトパターンの改善された解像度、上塗り材料がパターンに塗布されるときのパターンの改善された溶媒損傷安定性、パターン化後に発光材料から放出される光の改善された光ルミネセンス、パターン化後および/または上塗り材料がパターン上に製造された後の発光材料の改善された量子収率、改善された溶媒安定性、UV照射後の組成物の改善された架橋密度。
本発明は、以下の実施例を参照してより詳細に説明されているが、これらは例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【0118】
実施例
実施例1-感光性組成物1の調製
t-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に40wt.%で分散する4.32gのUV反応性ポリマー(RNUV-071、Natoco Co.,Ltd.から入手)の溶液を1.976gの六官能性アクリルモノマー(A-DPH、Shin-Nakamura Chem.から入手)および0.297gのオキシムエステル型光開始剤(BASFから入手したIrgacureOXE03)と混合させる。その後、4.408gのPGMEAを混合物に添加し、およびこの混合物を磁気撹拌器によって室温で30分間撹拌し、UV反応性感光性ポリマー混合物を得る。
0.5gのInPベースの赤色量子物質のCHCl3における溶液を、0.53gの分散剤(BYK-LPN22822)のCHCl3における溶液に滴下で添加する。この混合物を最初に磁気撹拌器で60℃で18時間撹拌し、次いで窒素雰囲気下で80℃にて2時間撹拌する。その後、1.428gのPGMEAをこの混合物に添加し、ロータリーエバポレーターを使用してCHCl3を蒸発させる。
かくして得られる667mgの赤色量子材料を包含する溶液を、次いで、500mgのUV反応性感光性ポリマー混合物を包含する溶液と混合させる。
【0119】
比較例1-感光性組成物2の調製
n-ブタノールおよびPGMEAに40wt.%で分散する19.25gのアクリルポリマー(AZHT-003、Natoco Co.,Ltd.から入手)および19.25gのn-ブタノールに分散するアクリルポリマーおよび40wt.%のPGMEA(AZHT-002、Natoco Co.,Ltd.から入手)の溶液を、7.75gの二官能性アクリルモノマー(A-DCP、Shin-Nakamura Chem.から入手)、7.75gの二官能性アクリルモノマー(A-DOD-N、Shin-Nakamura Chem.から入手)、24.7gの六官能性モノマー(A-DPH、Shin-Nakamura Chem.から入手)、および3.7gのオキシムエステル型光開始剤(BASFから入手したIrgacureOXE03)と混合させる。このポリマー混合物を磁気撹拌器により室温で30分間撹拌させる。
CHCl3における0.5gのInPベースの赤色量子材料の溶液を、CHCl3における0.53gの分散剤(BYK-LPN22822)の溶液に滴下で添加する。この混合物を最初に磁気撹拌器で60℃で18時間撹拌し、次いで窒素雰囲気下で80℃で2時間撹拌する。その後、1.428gのPGMEAをこの混合物に加え、ロータリーエバポレーターを使用してCHCl3を蒸発させる。
かくして得られる500mgの赤色量子物質を含む溶液を、500mgのポリマー混合物の溶液と混合する。
【0120】
実施例2-パターン化されたフィルムの製造
ガラス基体を、洗浄剤をもつ水中で超音波処理することによって洗浄する。 次いで、感光性組成物1のUV反応性溶液を、バーコーティング技術を使用して、洗浄されたガラス基体上にコーティングする。生じるフィルムコーティングされた基体を、溶媒を蒸発させるために、空気条件で100℃で90秒間加熱する。
ベーキング後、基体上にコーティングされた感光性複合フィルムを、3.9mW/cm2のi、g、h線発光(80mJ/cm2、Mikasa製MA-10)に21秒間曝露させる。
その後、基体上にコーティングされた感光性複合フィルムをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)に30秒間曝露させ、室温で10秒間流水ですすいだ後、ホットプレート上で100℃で90秒間加熱して水を蒸発させる。
同じ方法でおよび同じ条件下で、比較例1の感光性組成物2を使用してパターン化フィルムを製造する。
【0121】
実施例3-耐溶媒性試験
PGMEAを、実施例2において得られる各硬化レジストフィルム上に、150rpmで10秒間のスピンコーティング技術によってコーティングし、およびPGMEAコーティングされたフィルムを、3分間そのままにする。その後、フィルムをホットプレート上で90℃にて90秒間加熱する。
カメラを備える光学顕微鏡を使用することによる耐溶媒性試験の測定結果。
結果Aは、耐溶媒性試験後、UV反応性感光性組成物1を使用して、実施例2において得られる量子材料をドープしたレジストフィルムの外観の画像に関するものである。
結果Bは、耐溶媒性試験後、感光性組成物2を使用して、実施例2において得られる量子材料をドープしたレジストフィルムの外観の画像に関するものである(参照)。
【0122】
本明細書で定義されるとおりのUV反応性感光性(メタ)アクリルポリマーを包含する感光性組成物を使用して得られるフォトレジスト複合フィルムは、固体で、および滑らかな表面を維持する(結果A)。他方、UV反応性ポリマーをもたない感光性組成物を使用して得られるフォトレジスト複合フィルムは、しわを示す(結果B)。