CN101017323A - 放射线敏感性树脂组合物、由该组合物形成的突起和分隔物及其形成方法、及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种适合用于同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的放射线敏感性树脂组合物。为了解决上述问题,本发明提供一种用于同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的放射线敏感性树脂组合物,其特征在于:包括,[A]将下述(a1)~(a2)共聚而得到的共聚物,其中(a1)是不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐,(a2)是(a1)成分以外的其它不饱和化合物;[B]聚合性不饱和化合物;和[C]以乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基)-,1-(O-乙酰基肟)所代表的特定结构的放射线敏感性聚合引发剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于同时形成垂直型液晶显示元件的突起和分隔物(spacer)的放射线敏感性树脂组合物、由该组合物形成的突起和分隔物、包含该突起和分隔物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示面板目前广泛用于平板显示器。特别是,随着例如个人计算机和文字处理器等OA设备以及液晶电视等的推广,对TFT(薄膜晶体管)方式的液晶显示面板(TFT-LCD)的显示品质的要求变得越来越严格。
在TFT-LCD之中,现在TN(Twisted Nematic)型LCD是使用最多的。该LCD是通过下述方法制造的:在2块透明电极的外侧分别配置取向方向相差90度的起偏膜,并在两块透明电极内侧配置取向膜;在两取向膜之间配置向列型液晶,将液晶的取向方向以90度的角度从一个电极侧扭转向另一个电极侧。当非偏振光在该状态下入射时,已穿过一个起偏振片的直线偏振光穿过液晶,它的偏振方向改变了,因此它能穿过另一个起偏振片,形成光亮状态。然后,当向两个电极都施加电压而使液晶分子直立时,到达液晶的直线偏振光就这样穿过,不会穿过另一个起偏振片,形成黑暗状态。此后,再次停止施加电压时,就恢复成光亮状态。
虽然,由于近年来的技术进步,在正面的对比度和色彩再现性等方面,这种TN型LCD变得与CRT相当或更优越。但是,TN型LCD仍有一个大问题需要解决,那就是视角狭窄。
作为解决这种问题的方法,开发出了STN(Super TwistedNematic)型LCD和MVA(Multi-domain Vertically Aligned)型LCD(垂直取向型液晶显示面板)。其中,STN型LCD是在TN型LCD的向列型液晶中混入作为光活性物质的手性试剂,将液晶分子的取向轴在2块电极间扭转180度或更大。另外,MVA型LCD是将具有负的介电常数各向异性的负型液晶和垂直方向的取向膜组合,并不使用TN型LCD的旋光模式,而是使用双折射模式的LCD;即使在不施加电压的状态下,在接近取向膜的位置上的液晶取向方向也可以大致保持垂直方向,因此,对比度、视角等优异,而且可以不进行使液晶取向的研磨处理等,在制造工序方面也是优异的(参照非专利文献1和专利文献1)。
在MVA型LCD中,为了使液晶在一个像素区域可以取多个取向方向,作为区域限制方法可以是使显示侧的电极为在1个像素区域内具有狭缝的电极,而且在光入射侧的电极上的同一像素区域内,将电极的狭缝和位置错开,形成具有斜面的突起(例如,三角锥形,半凸透镜形等)。
这种突起通常可以通过光刻法形成,光刻法具有可以微细加工、容易控制形状的优点。
另一方面,必须在液晶面板中设置规定的分隔物,从而将2块基板保持一定间隔。目前,作为这种分隔物使用具有规定粒径的玻璃珠、塑料珠等分隔物粒子。但是,这些分隔物粒子在玻璃基板上随机分布,所以在有效像素部内存在上述分隔物时,会受到分隔物的反射,入射光被散射,具有液晶面板的对比度降低的问题。为了解决这些问题,提出了使用放射线敏感性树脂组合物,通过光刻法在有效像素部以外形成分隔物的方法。
在使用利用放射线敏感性树脂的光刻法形成突起和形成分隔物时,可以使用同样的方法,但是下述各自要求的性能有所不同。
(1)突起和分隔物所要求的膜厚不同。
(2)所要求的形状不同,分别是突起为半凸透镜状,而分隔物为柱状或顺圆锥状。
另外,由于必须在突起上形成取向膜,所以在后续工序中形成取向膜时,为了不产生排斥,要求取向膜材料有足够的涂布性。
另一方面,为了使液晶面板不会由于外部压力变形,分隔物还必须有很高的压缩强度。
此外,突起、分隔物还必须对之后的面板组装工序中施加的热量有足够的承受力。
在突起上形成取向膜时,如果突起相对基板的圆锥角过大,例如为30度或更大时,则在突起的上部,会产生取向膜的印刷不良,面板形成后,发生显示不佳的可能性变高。因此,突起相对基板的圆锥角优选为30度或更小。
如上所述,由于突起和分隔物要求不同的形状、不同的化学性质,至今为止必须使用不同的放射线敏感性材料,使用不同的工序形成。另外,在专利文献2中还公开了使用负型感光材料,同时形成突起和分隔物的设想,但是在该公报中并未公开可以在这种用途中使用的放射线敏感性组合物的具体方案,还不知道用于同时形成突起和分隔物的放射线敏感性组合物,所以强烈需要提供这种材料。
【非专利文献1】武田有广,液晶,日本液晶学会,1999年4月25日,Vol.3,No.2,117
【专利文献1】特开平11-258605号公报
【专利文献2】特开2001-83517号公报
另外,近年来,从液晶显示元件的大面积化和提高生产性等观点出发,玻璃母板的大型化(例如,1,500×1,800mm左右)快速发展。然而,现在的基板的尺寸(680×880mm左右)比掩模的尺寸更小,所以可以与整体曝光方式相适应,但是在为大型基板时,几乎无法制造与该基板的尺寸相同程度的掩模,难以适应整体曝光方式。
因此,作为适应大型基板的曝光方式,提倡分步曝光方式。但是,分步曝光方式是对一块基板进行几次曝光,在每次曝光时,使位置对齐和分步移动需要花费时间,与整体曝光方式相比,可以认为是降低生产能力的问题。
另外,在整体曝光方式中,可以是3,000J/m2左右的曝光量,但是在分步曝光时,必须使各次的曝光量更低,至今为止在分隔物的形成中使用的现有的放射线敏感性树脂组合物难以在1,200J/m2或更低的曝光量下形成足够的分隔物形状和膜厚。
发明内容
本发明是根据以上的问题而提出的,其目的在于提供一种放射线敏感性树脂组合物,由该组合物形成的突起和分隔物,具有该突起和分隔物的液晶显示元件;其中该放射线敏感性树脂组合物是高灵敏度,即使在1,200J/m2或更低的曝光量下也可以得到足够的形状,适合用于同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物。
根据本发明,上述课题第一是通过一种用于同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的放射线敏感性树脂组合物实现的,该放射线敏感性树脂组合物的特征在于:包括,
[A]将下述(a1)~(a2)共聚而得到的共聚物,其中(a1)是不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐,(a2)是(a1)成分以外的其它不饱和化合物;
[B]聚合性不饱和化合物;和
[C]由下式(1)或(2)所示的化合物形成的放射线敏感性聚合引发剂,
在这里,R1是选自碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基或苯基的基团,R2、R3分别是选自氢原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基、取代或未取代的苯基、或碳原子数为7~20的脂环基(除了碳原子数为7~8的环烷基以外)的基团,上述取代苯基的取代基为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯基或卤原子,R4是选自碳原子数为4~20的含氧杂环基、碳原子数为4~20的含氮杂环基或碳原子数为4~20的含硫杂环基的基团,R5是选自氢、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~12的烷氧基的基团,n是1~5的整数,m是0~5的整数,n+m≤5,
在这里,R1、R2、R3、R4、R5、m以及n的定义与上述相同,l为0-6的整数,R1、R2、R3、R4、R5、m、n以及l是相互独立的。
本发明的上述课题,第二点是通过一种同时形成突起和分隔物的形成方法实现的,该方法的特征在于:至少含有下述顺序记载的下述工序:
(1)在基板上形成上述放射线敏感性树脂组合物薄膜的工序,
(2)将该薄膜的至少一部曝光的工序,
(3)将曝光后的该薄膜显影的工序,和
(4)将显影后的该薄膜加热的工序。
本发明的上述课题,第三点是通过由上述记载的放射线敏感性树脂组合物形成的突起和分隔物实现的。
本发明的上述课题,第四点是通过具有上述记载的突起和分隔物的液晶显示元件实现的。
附图说明
图1是例示分隔物的剖面形状的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
放射线敏感性树脂组合物
[A]共聚物:
本发明的放射线敏感性树脂组合物中使用的[A]共聚物是将(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐,(a2)(a1)成分以外的其它不饱和化合物共聚物得到的。
在构成[A]共聚物的各成分中,作为(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐(将它们总称为“(a1)不饱和羧酸类化合物”),可以列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸等一元羧酸类;马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸类;上述二元羧酸的酸酐类等。
在这些(a1)不饱和羧酸类化合物中,从共聚反应性、所得的[A]共聚物对碱性显影液的溶解性和容易获得方面出发,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸等。
在[A]共聚物中,(a1)不饱和羧酸类化合物可以单独使用,也可以多种混合使用。
在[A]共聚物中,来自(a1)不饱和羧酸类化合物的重复单元的含有率为5~60重量%,优选为10~50重量%,更优选为15~40重量%(其中,(a1)+(a2)=100重量%,下同)。此时,来自(a1)不饱和羧酸类化合物的重复单元的含有率小于5重量%时,对碱性显影液的溶解性有降低的趋势;另一方面,如果超过60重量%,则该共聚物对碱性显影液的溶解性有变得过大的危险。
作为(a2)其它不饱和化合物,首先可以列举出含有环氧基的不饱和化合物。
作为含有环氧基的不饱和化合物,可以列举出例如丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、丙烯酸4-羟丁基酯缩水甘油醚、丙烯酸-3,4-环氧丁基酯、丙烯酸-6,7-环氧庚基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基酯等丙烯酸环氧(环)烷基酯类;
甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁基酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基酯等甲基丙烯酸环氧(环)烷基酯类;
α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚基酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧环己基酯等其它的α-烷基丙烯酸环氧(环)烷基酯类;
邻-乙烯基苄基缩水甘油醚、间-乙烯基苄基缩水甘油醚、对-乙烯基苄基缩水甘油醚等缩水甘油醚类等。
在这些含有环氧基的不饱和化合物中,从共聚反应性以及分隔物和突起材料的强度方面出发,优选甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯缩水甘油醚、邻-乙烯基苄基缩水甘油醚、间-乙烯基苄基缩水甘油醚、对-乙烯基苄基缩水甘油醚等。
在[A]共聚物中,(a2)含环氧基的不饱和化合物可以单独使用,也可以多种混合使用。
另外,作为(a2)其它不饱和化合物,除了上述含环氧基的不饱和化合物以外,还可以列举出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯等丙烯酸烷基酯类;
甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯等甲基丙烯酸烷基酯类;
丙烯酸环己基酯、丙烯酸2-甲基环己基酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙基酯、丙烯酸异佛尔酮酯等丙烯酸脂环酯类;
甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸2-甲基环己基酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙基酯、甲基丙烯酸异佛尔酮酯等甲基丙烯酸脂环酯类;
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等不饱和二元羧酸二烷基酯类;
丙烯酸四氢呋喃-2-基酯、丙烯酸四氢吡喃-2-基酯、丙烯酸2-甲基四氢吡喃-2-基酯等具有含氧五元杂环或含氧六元杂环的丙烯酸酯类;
甲基丙烯酸四氢呋喃-2-基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃-2-基酯、甲基丙烯酸2-甲基四氢吡喃-2-基酯等具有含氧五元杂环或含氧六元杂环的甲基丙烯酸酯类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯等乙烯基芳香族化合物;
1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯类化合物,以及丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯、偏二氯乙烯、醋酸乙烯酯等。
在上述含有环氧基的不饱和化合物以外的(a2)其它不饱和化合物中,从共聚反应性和所得的[A]共聚物对碱水溶液的溶解性方面出发,优选丙烯酸2-甲基环己基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、甲基丙烯酸四氢呋喃-2-基酯、1,3-丁二烯等。
在[A]共聚物中,含有环氧基的不饱和化合物以外的(a2)其它不饱和化合物可以单独使用,也可以多种混合使用。
在[A]共聚物中,(a2)可以使用多种,来自它们的重复单元的总含量为40~95重量%,优选为50~90重量%,更优选为60~85重量%。此时,来自(a2)的重复单元的总含量小于40重量%时,在显影时可能会产生膨胀以及出现溶液粘度增加;另一方面如果超过95重量%,则对显影液的溶解性可能会降低。可能会产生显影时膨胀和溶液粘度增加。
[A]共聚物,例如可以在适当的溶剂中、在自由基聚合引发剂的存在下,将(a1)不饱和羧酸类化合物、(a2)(a1)以外的不饱和化合物聚合而制造。
作为上述聚合中使用的溶剂,可以列举出例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等醇类;四氢呋喃、二烷等醚类;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚等乙二醇单烷基醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单正丙基醚乙酸酯、乙二醇单正丁基醚乙酸酯等乙二醇单烷基醚乙酸酯类;
乙二醇单甲基醚丙酸酯、乙二醇单乙基醚丙酸酯、乙二醇单正丙基醚丙酸酯、乙二醇单正丁基醚丙酸酯等乙二醇单烷基醚丙酸酯类;二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚等二甘醇烷基醚类;
丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚等丙二醇单烷基醚类;二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基乙基醚等二丙二醇单烷基醚类;
丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单正丙基醚乙酸酯、丙二醇单正丁基醚乙酸酯等丙二醇单烷基醚乙酸酯类;丙二醇单甲基醚丙酸酯、丙二醇单乙基醚丙酸酯、丙二醇单正丙基醚丙酸酯、丙二醇单正丁基醚丙酸酯等丙二醇单烷基醚丙酸酯类;
甲苯、二甲苯等芳烃类;甲乙酮、2-戊酮、3-戊酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等酮类;
2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸正丙酯、2-甲氧基丙酸正丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸正丙酯、2-乙氧基丙酸正丁酯、2-正丙氧基丙酸甲酯、2-正丙氧基丙酸乙酯、2-正丙氧基丙酸正丙酯、2-正丙氧基丙酸正丁酯、2-正丁氧基丙酸甲酯、2-正丁氧基丙酸乙酯、2-正丁氧基丙酸正丙酯、2-正丁氧基丙酸正丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸正丙酯、3-甲氧基丙酸正丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸正丙酯、3-乙氧基丙酸正丁酯、3-正丙氧基丙酸甲酯、3-正丙氧基丙酸乙酯、3-正丙氧基丙酸正丙酯、3-正丙氧基丙酸正丁酯、3-正丁氧基丙酸甲酯、3-正丁氧基丙酸乙酯、3-正丁氧基丙酸正丙酯、3-正丁氧基丙酸正丁酯等烷氧基丙酸烷基酯类;
以及醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、羟基醋酸甲酯、羟基醋酸乙酯、羟基醋酸正丙酯、羟基醋酸正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸正丙酯、3-羟基丙酸正丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸正丙酯、甲氧基醋酸正丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、乙氧基醋酸正丙酯、乙氧基醋酸正丁酯、正丙氧基醋酸甲酯、正丙氧基醋酸乙酯、正丙氧基醋酸正丙酯、正丙氧基醋酸正丁酯、正丁氧基醋酸甲酯、正丁氧基醋酸乙酯、正丁氧基醋酸正丙酯、正丁氧基醋酸正丁酯等其它酯类等。
在这些溶剂中,优选出二甘醇烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、烷氧基丙酸烷基酯类等。
上述溶剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
相对于(a1)、(a2)成分的总量100重量份,以上溶剂的用量为150~450重量份、优选为200~400重量份。
另外,作为上述自由基聚合引发剂没有特别的限定,可以列举出例如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;苯甲酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、叔丁基过氧化新戊酸酯、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;过氧化氢等。
另外,在使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,可以将其与还原剂一起作为氧化还原型引发剂使用。
这些自由基聚合引发剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
相对于(a1)、(a2)成分的总量100重量份,自由基聚合引发剂的用量为1~20重量份,优选为3~15重量份。
在自由基聚合时,除此以外,还可以和表面活性剂、链转移剂等一起使用。
另外,自由基聚合条件是温度为50~110℃、优选为60~100℃,聚合时间为180~480分钟,优选为240~420分钟左右。
[A]共聚物的凝胶渗透色谱法(GPC)的聚苯乙烯换算重均分子量(下文,称作“Mw”)为2,000~100,000,优选为5,000~50,000。此时,在Mw小于2,000时,所得的涂膜的碱显影性、残膜率等降低,而且具有图案形状、耐热性等受损的危险;另一方面,如果超过100,000,则有清晰度降低或者图案形状受损的危险。
[A]共聚物的分子量可以通过溶剂相对于共聚物(a1)、(a2)成分的总量的量、自由基聚合引发剂的量、聚合时间、聚合温度、使用的链转移剂调节。
[B]聚合性不饱和化合物:
[B]聚合性不饱和化合物由在放射线敏感性聚合引发剂的存在下,通过放射线曝光聚合的不饱和化合物形成。
作为这种[B]聚合性不饱和化合物没有特别的限制,例如,优选单官能、2官能、3官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类,这是由于其共聚性良好,可以提高所得的突起和分隔物的强度。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯类,可以列举出例如丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、二甘醇单乙基醚丙烯酸酯、二甘醇单乙基醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸异佛尔酮酯、甲基丙烯酸异佛尔酮酯、丙烯酸3-甲氧基丁基酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁基酯、(2-丙烯酰氧基乙基)(2-羟基丙基)邻苯二甲酸酯、(2-甲基丙烯酰氧基乙基)(2-羟基丙基)邻苯二甲酸酯等。另外,作为市售品,可以列举出例如アロニツクスM-101、アロニツクス M-111、アロニツクス M-114(以上,东亚合成(株)制);KAYARAD TC-110S、KAYARAD TC-120S(以上,日本化药(株)制);ビスコ一ト158、ビスコ一ト2311(以上,大阪有机化学工业(株)制)等商品。
另外,作为上述2官能的(甲基)丙烯酸酯类,可以列举出例如乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、二苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、二苯氧基乙醇芴二甲基丙烯酸酯、聚酯两末端(甲基)丙烯基改性、聚丙二醇两末端(甲基)丙烯基改性、聚1,4-丁二醇两末端(甲基)丙烯基改性。另外,作为市售品,可以列举出例如アロニツクスM-210、アロニツクスM-240、アロニツクスM-6200(以上,东亚合成(株)制),KAYARAD HDDA、KAYARADHX-220、KAYARAD R-604(以上,日本化药(株)制),ビスコ一ト260、ビスコ一ト312、ビスコ一ト335HP(以上,大阪有机化学工业(株)制),U-108A、U-200AX、UA-4100、UA-4400、UA340P、UA-2235PE、UA-160TM、UA-6100、U-2PPA200A(以上,新中村化学工业(株)制)等,UN-9000PEP、UN-9200A、UN-7600、UN-5200、UN-1003、UN-1255、UN-6060PTM、UN-6060P、SH-500B(以上,根上工业(株)制)等商品。
此外,作为上述3官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类,可以列举出例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯;以及作为9官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类,可以列举出具有直链亚烷基和脂环结构且具有2个或更多个异氰酸酯的化合物,和在分子内具有1个或更多个羟基且具有3个、4个或5个丙烯酰氧基和/或甲基丙烯酰氧基的化合物反应得到的多官能聚氨酯丙烯酸酯类化合物等。
作为3官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类的市售品,可以列举出例如アロニツクスM-309、アロニツクスM-400、アロニツクスM-405、アロニツクスM-450、アロニツクスM-7100、アロニツクスM-8030、アロニツクスM-8060、アロニツクスTO-1450(以上,东亚合成(株)制),KAYARAD TMPTA、KAYARADDPHA、KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARADDPCA-60、KAYARAD DPCA-120(以上,日本化药(株)制),ビスコ一ト295、ビスコ一ト300、ビスコ一ト360、ビスコ一トGPT、ビスコ一ト3PA、ビスコ一ト400(以上,大阪有机化学工业(株)制)的等。作为含有多官能聚氨酯丙烯酸酯类的市售品,可以列举出ニユ一フロンテイアR-1150(以上,第一工业制药(株)制),KAYARAD DPHA-40H(以上,日本化药(株)制),U-4HA、U-6HA、U-6LPA、U-15HA、UA-32P、U-324A、U-4H、U-6H(以上,新中村化学工业(株)制),UN9000H、UN-3320HA、UN-3320HB、UN-3320HC、UN-901T、UN-1200TPK(以上,根上工业(株)制)等。
在这些单官能、2官能、3官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类中,更优选为2官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类,特别优选为聚酯两末端丙烯基改性、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯以及含有多官能聚氨酯丙烯酸酯类化合物的市售商品等。
上述单官能、2官能、3官能或更多官能的(甲基)丙烯酸酯类可以单独使用,也可以多种混合使用。
在本发明的放射线敏感性树脂组合物中,相对于100重量份[A]共聚物,[B]聚合性不饱和化合物的用量优选为1~120重量份,更优选为3~100重量份。此时,在[B]共聚物不饱和化合物的用量小于1重量份时,在显影时可能会产生显影残缺;另一方面,如果超过120重量份,则所得的突起和分隔物的密合性有降低的趋势。
[C]放射线敏感性聚合引发剂:
[C]放射线敏感性聚合引发剂优选由O-乙酰基肟型光引发剂形成的,特别是上述式(1)或(2)表示的化合物(以下,称为“光聚合引发剂[C]”)。
本发明的光聚合引发剂指:通过可视光线、紫外线、远紫外线、带电粒子束、X射线等放射线曝光,引发聚合性化合物[B]的聚合,产生活性种子的成分。
前述式(1)或(2)所示的光聚合引发剂[C]中,R1是选自碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基或苯基的基团。R2和R3分别是选自氢原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基、取代或未取代的苯基、或碳原子数为7~20的脂环基(除去碳原子数为7~8的环烷基以外)的基团。上述取代苯基的取代基为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯基或卤原子。这些取代基可为1-5个。R4是选自碳原子数为4~20的含氧杂环基、碳原子数为4~20的含氮杂环基、或碳原子数为4~20的含硫杂环基。R5是选自氢、碳原子数为1~12的烷基、或碳原子数为1~12的烷氧基的基团。n是1~5的整数,m是0~5的整数,n+m≤5,l是0~6的整数。
作为式(1)或(2)中的R1的碳原子数为1~20的烷基可为直链或支链状烷基,具体可以列举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基。作为碳原子数为3~8的环烷基,可以例举出例如环戊基、环己基等。
另外,R2、R3的碳原子数为1~20的烷基可为直链或支链状,具体可以列举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基。作为碳原子数为3~8的环烷基,可以例举出例如环戊基、环己基等。
作为R2、R3的取代苯基的取代基的碳原子数为1~6的烷基可为直链、支链、环状,具体可以列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环戊基、环己基等。
另外,作为碳原子数为1~6的烷氧基可为直链、支链、环状,具体可以列举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基等。作为卤原子,可以列举出例如氟原子、氯原子等。
作为碳原子数为7~20的脂环基(除了碳原子数为7~8的环烷基以外),可以列举出例如二环烷基、三环烷基、螺环烷基、叔环烷基(ter-シクロアルキル基)、含萜骨架的基团、含金刚烷骨架的基团等。
R4的碳原子数为4~20的含氮杂环基、碳原子数为4~20的含氧杂环基、碳原子数为4~20的含硫杂环基,可以列举出例如四氢噻吩(チオラニル)基、吖庚因(アゼピニル)基、二氢吖庚因基、二烷基、三嗪基、(オキサチアニル)基、噻唑(チアゾ一リル)基、二嗪基、二茚满基、ジヒアナフタレニル、呋喃基、苯硫基、吡咯基、唑烷基、异唑烷基、噻唑(チアゾリル)基、异噻唑基、吡唑基、呋咱基、吡喃基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、吡咯啉基、吗啉基、哌嗪基、奎宁基、吲哚基、异吲哚基、苯并呋喃基、苯并苯硫基、中氮茚基(インドリジニル基)、色烯基、喹啉基、异喹啉基、嘌呤基(プリニル基)、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、菲啶基、噻吨基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噻基、吩嗪基、噻蒽基、四氢呋喃、四氢吡喃基等。其中,特别优选四氢呋喃基、四氢吡喃基等。
作为R5的碳原子数为1~12的烷基可为直链、支链或环状,具体可以列举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、环戊基、环己基等。
另外,作为碳原子数为1~12的烷氧基可为直链、支链或环状的,具体可以列举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基等。
作为R5,其中特别优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、甲氧基、乙氧基。
n优选为1。m优选为0、1或2的任一个,特别优选为1。另外,l优选为0、1或2的任一个,特别优选为1。
作为该化合物[C]的具体例子,可以列举出:
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-2-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-3-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-苯甲酰基乙酰基肟)
乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二烷基)甲氧基苯甲酰基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)等。
其中,优选为乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟);乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟);乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟);乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)和乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二烷基)甲氧基苯甲酰基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)。
这些光聚合引发剂[C]可以单独或多种一同使用。
作为光聚合引发剂[C],也可以同时使用上述式(1)以外的O-酰基肟型光聚合引发剂(以下,称为“光聚合引发剂[C-2]”)。
作为这些光聚合引发剂[C-2]的具体实例,可以例举出,1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟);1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟);1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-乙酰基肟);1,2-辛二酮-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟);1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-(4-甲基苯甲酰基肟))等。它们之中,特别优选1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)。光聚合引发剂[C-2]优选使用光聚合引发剂[C]的30重量%或更少。
在本发明中,通过使用[C]放射线敏感性聚合引发剂,即使在1,200J/m2或更低的曝光量下,也可以达到足够的灵敏度,且可以得到具有良好的粘合性的突起和分隔物。
在本发明的放射线敏感性树脂组合物中,相对于100重量份[B]聚合性不饱和化合物,[C]放射线敏感性聚合引发剂的用量优选为5~30重量份,更优选为5~20重量份。此时,[C]放射线敏感性聚合引发剂的用量小于5重量份时,显影时的残膜率有降低的倾向;另一方面,如果超过30重量份,则显影时未曝光部对碱性显影液的溶解性有降低的倾向。
此外,在本发明的放射线敏感性树脂组合物中,还可以将一种或多种的其它放射线敏感性树脂组合物和[C]放射线敏感性聚合引发剂一起使用。
作为上述其他的光聚合引发剂,可以例举出比如,二咪唑类化合物、安息香类化合物、苯乙酮类化合物、二苯酮类化合物、α-二酮类化合物、多核醌类化合物、咕吨酮类化合物、膦类化合物、三嗪类化合物等。它们之中,优选苯乙酮类化合物(以下,有时称为“(D)成分”)、二咪唑类化合物(以下,有时称为“(E)成分”)。作为上述其它放射线敏感性聚合引发剂,可以列举出例如苯乙酮类化合物、二咪唑类化合物、安息香类化合物、二苯酮类化合物、α-二酮类化合物、多核醌类化合物、噻吨酮类化合物、膦类化合物、三嗪类化合物等,其中,优选苯乙酮类化合物、二咪唑类化合物等。
(D)成分:苯乙酮类化合物
另外,作为上述苯乙酮类化合物,可以列举出例如α-羟基酮类化合物,α-氨基酮类化合物、这些以外的化合物等。
作为α-羟基酮类化合物的具体实例,可以列举出例如1-苯基-2-羟基-2-甲基-丙-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基-丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮等。作为上述α-氨基酮类化合物的具体实例,可以列举出例如2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉基-丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮、2-(4-甲基苯甲酰基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。作为这些以外的化合物的具体实例,例如可以列举出2,2-二甲氧基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。
这些苯乙酮类化合物可以单独使用,也可以多种混合使用。
通过使用这些苯乙酮类化合物,可以进一步改善灵敏度、分隔物和突起的形状和压缩强度。
(E)成分:二咪唑类化合物
作为二咪唑类化合物的具体实例可以列举出例如2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-溴代苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-溴代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二溴代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三溴代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑等。
在这些二咪唑类化合物中,优选2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑等,特别优选2,2’-二(2,4-二氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑。
上述二咪唑类化合物可以单独使用,也可以多种混合使用。
通过使用这些二咪唑类化合物,可以进一步改善灵敏度、分辨率和密合性。
另外,为了增加二咪唑类化合物的灵敏度,可以添加具有二烷基氨基的脂肪族类或芳香族类化合物(以下,称作“增感剂[E-2]”)。
作为上述增感剂[E-2]的具体实例,可以列举出例如N-甲基二乙醇胺、4,4’-二(二甲基氨基)二苯酮、4,4’-二(二乙基氨基)二苯酮、对-二甲基氨基苯甲酸乙酯、对-二甲基氨基苯甲酸异戊酯等。在这些增感剂中,优选为4,4’-二(二乙基氨基)二苯酮。
上述增感剂[E-2]可以单独使用,也可以将多种混合后使用。
相对100重量份[A],增感剂[E-2]的使用量优选含有0.1-50重量份,更优选含有1-20重量份。
增感剂[E-2]的用量小于0.1重量份时,具有发生所得的分隔物和突起的薄膜减少或图案形状不良的倾向,另外,如果超过50重量份的话,同样具有产生图案形状不良的倾向。
在使用二咪唑类化合物时,可以添加硫醇类化合物(以下,有时称为“硫醇类化合物[E-3]”)作为供氢化合物。二咪唑类化合物通过具有二烷基氨基的二苯酮类化合物增感而破裂,产生咪唑自由基。在此场合无法显现出高的聚合引发能,所得的分隔物大多为倒圆锥形状这样不希望的形状。该问题可通过在二咪唑类化合物和具有二烷基氨基的二苯酮类化合物共存的系统中,添加硫醇类化合物[E-3]而缓解。通过对咪唑自由基提供来自硫醇类化合物的氢自由基,而产生中性的咪唑和具有高聚合引发能的硫自由基的化合物。由此,分隔物的形状为更优选的顺圆锥状。
相对100重量份化合物[C],上述硫醇类化合物[E-3]的使用比例,优选含有0.1-50重量份,更优选含有1-20重量份。硫醇类化合物[E-3]的用量小于0.1重量份时,具有发生所得的分隔物和突起的薄膜减少或图案形状不良的倾向,另外,如果超过50重量份的话,同样具有产生图案形状不良的倾向。
作为其具体实例,可以列举出例如2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑、2-巯基-5-甲氧基苯并咪唑等芳香族硫醇;3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙酸乙酯、3-巯基丙酸辛酯等脂肪族单硫醇;作为2官能或更多官能的脂肪族硫醇可以例举出3,6-二氧杂-1,8-辛-二硫醇、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等。
作为上述噻吨酮类化合物,可以列举出2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯代噻吨酮等。
作为上述膦类化合物,可以列举出氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦、氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基乙基膦、氧化二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦等。
其它光聚合引发剂的使用比例相对于全部的光聚合引发剂100重量份,优选为100重量份或更少,更优选为80重量份或更少,特别优选为60重量份或更少。此时,其它光聚合引发剂的使用比例如果超过100重量份,则可能会损害本发明所预期的效果。
添加剂:
在不损害本发明所预期的效果的范围内,在本发明的放射线敏感性树脂组合物中,根据需要,除了添加上述成分以外,还可以添加表面活性剂、粘结助剂、保存稳定剂、耐热性提高剂等添加剂。
上述表面活性剂是具有改善涂布性的作用的成分,优选氟类表面活性剂和有机硅类表面活性剂。
作为上述氟类表面活性剂优选为在末端、主链和侧链的至少一个部位上具有氟代烷基或氟代亚烷基的化合物,作为其具体的例子,可以列举出1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟代正丙基)醚、1,1,2,2-四氟代正辛基(正己基)醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟正丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟正戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟正丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟正戊基)醚、1,1,2,2,3,3-六氟正癸烷、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟正十二烷、全氟正十二烷磺酸钠和、氟代烷基苯磺酸钠类、氟代烷基亚磷酸钠类、氟代烷基羧酸钠类、氟代烷基聚氧乙烯醚类、二甘油四(氟代烷基聚氧乙烯基醚)类、氟代烷基铵碘化合物类、氟代烷基甜莱碱类、氟代烷基聚氧乙烯醚类、全氟烷基聚氧乙醇类、全氟烷基烷氧化物类、氟类烷基酯类等。
作为氟类表面活性剂的市售商品,可列举出例如商品名为BM-1000、BM-1100(以上,BMCHEMIE公司制),メガフアツクF142D、メガフアツクF172、メガフアツクF173、メガフアツクF183、メガフアツクF178、メガフアツクF191、メガフアツクF471、メガフアツクF476(以上,大日本油墨化学工业(株)制),フロラ一ドFC-170C、フロラ一ドFC-171、フロラ一ドFC-430、フロラ一ドFC-431(以上,住友スリ一エム(株)制),サ一フロンS-112、サ一フロンS-113、サ一フロンS-131、サ一フロンS-141、サ一フロンS-145、サ一フロンS-382、サ一フロンSC-101、サ一フロンSC-102、サ一フロンSC-103、サ一フロンSC-104、サ一フロンSC-105、サ一フロンSC-106(以上,旭硝子(株)制),エフトツプEF301、フトツプEF303、フトツプEF352(以上,新秋田化成(株)制)、フタ一ジエントFT-100、フタ一ジエントFT-110、フタ一ジエントFT-140A、フタ一ジエントFT-150、フタ一ジエントトFT-250、フタ一ジエントFT-251、フタ一ジエントFTX-251、フタ一ジエントFTX-218、フタ一ジエントFT-300、フタ一ジエントFT-310、フタ一ジエントFT-400S(以上,ネオス(株)制)等。
作为上述有机硅系表面活性剂,作为市售商品可列举出例如商品名为ト一レシリコ一ンDC3PA、ト一レシリコ一ンDC7PA、ト一レシリコ一ンSH11PA、ト一レシリコ一ンSH21PA、ト一レシリコ一ンSH28PA、ト一レシリコ一ンSH29PA、ト一レシリコ一ンSH30PA、ト一レシリコ一ンSH-190、ト一レシリコ一ンSH-193、ト一レシリコ一ン SZ-6032、ト一レシリコ一ンSF-8428、ト一レシリコ一ンDC-57、ト一レシリコ一ンDC-190(以上、东レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン(株)制),TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上,GE东芝シリコ一ン(株)制)等的商品。
另外,作为上述以外的表面活性剂,可举出聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂酰基醚、聚氧乙烯油烯基醚等的聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯正辛基苯基醚、聚氧乙烯正壬基苯基醚等的聚氧乙烯芳基醚类;聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等的聚氧乙烯二烷基酯等的非离子性表面活性剂;以及作为市售商品,可以列举出例如KP341(信越化学工业(株)制)、ポリフロ一No.57、ポリフロ一No.95(以上,共荣社化学(株)制)等商品。
上述表面活性剂可以单独使用,可以将2种或更多种混合使用。
相对于100重量份[A]共聚物,表面活性剂的配合量优选的是5重量份或更少、进而优选的是2重量份或更少。此时,表面活性剂配合量超过5重量份时,有容易在涂布时生成膜粗糙的倾向。
上述粘结助剂是具有改善突起和分隔物与基体的密合性的作用的成份,优选为官能性硅烷偶联剂。
作为上述官能性硅烷偶联剂,可以列举出例如具有羧基、甲基丙烯酰基、乙烯基、异氰酸酯基、环氧基等的反应性官能基的化合物。更具体地,可列举出三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
这些粘结助剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
相对于[A]共聚物100重量份,粘结助剂的混合量优选的是20重量份或更少、更优选的是10重量份或更少。此时,粘结助剂的混合量如果超过20重量份,则有容易产生显影残缺的倾向。
作为上述保存稳定剂,可列举出例如硫、醌类、氢醌类、聚氧化合物、胺类、硝基亚硝基化合物等,更具体地可举出4-甲氧基苯酚、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铝等。
这些保存稳定剂可以单独使用,或多种混合使用。
相对于100重量份[A]共聚物,保存稳定剂的配合量优选的是3重量份或更少、更优选的是0.001~0.5重量份。此时,保存稳定剂的混合量超过3重量份时,可能降低灵敏度损害图形形状。
作为上述耐热性提高剂,可列举出例如N-(烷氧基甲基)甘脲化合物、N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物、具有2个或更多个环氧基的化合物等。
作为上述N-(烷氧基甲基)甘脲化合物,可列举出例如N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(乙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(异丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丁氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(叔丁氧基甲基)甘脲等。
这些N-(烷氧基甲基)甘脲化合物中,特别优选的是N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲。
作为上述N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物,可列举出例如N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(乙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(异丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丁氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺等。
这些N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物中,特别优选的是N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺,作为其市售品,可举出例如ニカラツクN-2702、ニカラツクMW-30M(以上,三和化学(株)制)的商品等。
另外,作为具有上述2个或更多个环氧基的化合物,可举出例如乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、邻甲酚酚醛型环氧树脂。此外,作为市售品,可举出例如エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト1600、エポライト80MF、エポライト100MF、エポライト3002、エポライト4000(以上,共荣社化学(株)制),EOCN102、EOCN103S、EOCN104S、EOCN1020、EOCN1025、EOCN1027(日本化药(株)制),エピコ一ト180S(ジヤパン·エポキシ·レジン公司制)等商品。
这些耐热性提高剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
相对于100重量份[A]共聚物,耐热性提高剂的混合量优选的是30重量份或更少,更优选的是20重量份或更少。此时,耐热性提高剂的混合量如果超过30重量份,则放射线敏感性树脂组合物的保存稳定性有降低的趋势。
本发明的放射线敏感性树脂组合物,优选的是使用溶解在适当溶剂中的组合物溶液。
作为上述溶剂可以使用可均一地溶解构成放射线敏感性树脂组合物的各成份,而且不与各成份反应、具有适当的挥发性的溶剂,从各成分的溶解能、与各成分的反应性和容易形成涂膜的观点出发,优选为醇类、乙二醇单烷基醚乙酸酯类、二甘醇单烷基醚乙酸酯、二甘醇烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、烷氧基丙酸烷基酯类等,特别优选的是苯甲醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇、乙二醇单正丁基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇乙基甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯等。
上述溶剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
在本发明中,进一步的,还将高沸点溶剂和上述溶剂一起使用。
作为上述高沸点溶剂,可列举出例如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、二正己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、醋酸苄酯、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、乙二醇单苯基醚乙酸酯等。
这些高沸点溶剂可以单独使用,也可以多种混合使用。
在所有溶剂中,高沸点溶剂的用量优选为50重量%或更少,更优选为30重量%或更少。
另外,以上溶剂的用量通常是使本发明的放射线敏感性树脂组合物的固态成分的浓度为15~45重量%、优选为20~40重量%左右的量。
另外,上述调制的组合物溶液也可用孔径0.5μm左右的微孔过滤器等过滤后使用。
本发明的放射线敏感性树脂组合物非常适合用于形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物。
突起和分隔物的形成方法
以下,对于使用本发明的放射线敏感性树脂组合物形成本发明的突起和分隔物的方法进行说明。
本发明的突起和分隔物的形成方法至少包括下述顺序记载的下述工序。
(i)在基板上形成本发明的放射线敏感性树脂组合物薄膜的工序,
(ii)将该薄膜的至少一部分曝光的工序,
(iii)显影曝光后的该薄膜的工序,以及
(iv)加热显影后的该薄膜的工序。
以下,对于这些工序依次进行说明。
(i)工序
在透明基板的一面上形成透明导电膜,在该透明导电膜上涂覆放射线敏感性树脂组合物、优选为组合物溶液后,加热涂覆面(预烘烤)形成薄膜。
作为用于形成分隔物的透明基板,可列举出例如玻璃基板、树脂基板等。更具体地,可举出碱石灰玻璃、无碱玻璃等的玻璃基板;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺等的塑料形成的树脂基板。
作为在透明基板的一面上设置的透明导电膜,可举出由氧化锡(SnO2)形成的NESA膜(美国PPG社的注册商标)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)形成的ITO膜等。
作为形成本发明的感光性树脂组合物涂膜的方法,例如可以通过(1)涂布法、(2)干燥薄膜法进行。
作为组合物溶液的涂覆方法,例如可采用喷射法、辊涂法、旋转涂覆法(旋涂法)、狭缝涂覆法、刮条涂覆法、油墨喷射涂覆法等适宜的方法,特别优选旋涂法、狭缝涂覆法。
另外,在采用(2)干燥薄膜法形成本发明的感光性树脂组合物的涂膜时,该干燥薄膜是在基底薄膜、优选为柔韧性的基底薄膜上,层压由本发明的感光性树脂组合物形成的感光性层形成的(以下,称作“感光性干燥薄膜”)。
上述感光性干燥薄膜是在基底薄膜上涂布本发明的感光性树脂组合物、优选为液状组合物后,干燥,层压感光性层形成。作为感光性干燥薄膜的基底薄膜,例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯等合成树脂薄膜。基底薄膜的厚度合适的是15~125μm。所得的感光性层的厚度优选为1~30μm左右。
另外,感光性干燥薄膜在未使用时,可以在该感光性层上进一步层压保护膜进行保存。该保护膜在未使用时,不剥离,在使用时可以容易地剥离,所以必须有适当的脱模性。作为满足这种条件的保护膜,可以列举出例如在PET薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜等合成树脂的表面上,涂覆或烧结有机硅类脱模剂形成的薄膜。保护膜的厚度通常为25μm左右。
另外,预烘烤的条件,根据各成份的种类、混合比例等而异,通常在70~120℃下,为1-15分钟左右。
(ii)工序
接着,将形成的薄膜的至少一部分曝光。此时,在薄膜的一部分上曝光时,通过具有规定图形的光掩模曝光。此时,如果考虑生产性,优选对形成突起的区域和作为分隔物的区域,以实质上相同的曝光量曝光。此时,在曝光间隙一定时,掩模的开口宽度越小,曝光照明度越低,所以交联度越低,结果是,后烘烤时容易流动,产生高度差。
另外,还可以通过具有放射线透过率大的部分和放射线透过率小的部分的图案掩模进行曝光。
作为曝光时使用的放射线,可以使用例如可视光线、紫外线、远紫外线、电子束、X射线等,优选波长范围是190~450nm的放射线,特别优选含有365nm的紫外线的放射线。
曝光量是通过光度计(OAI model 356,OAI Optical AssociatesInc.制造)测定曝光的放射线波长为365nm的强度的值,通常是100~3,000J/m2,优选为200~1,200J/m2。
(iii)工序
接着,通过将曝光后的薄膜显影,除去不要的部分形成规定的图形。
作为用于显影的显影液,优选碱性显影液,作为其例子可以列举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、甲基硅酸钠、氨等无机碱类;乙胺、正丙胺等脂肪族伯胺类;二乙胺、二正丙胺等脂肪族仲胺类;三甲胺、甲基二乙胺、二甲基乙胺、三乙胺等的脂肪族叔胺类;吡咯、哌啶、N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯等的脂环族叔胺类;吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、喹啉等的芳香族叔胺类;二甲基乙醇胺,甲基二乙醇胺、三乙醇胺等链烷醇胺类;氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵等季铵盐等碱性化合物的水溶液。
另外,在上述碱性化合物的水溶液中也可添加适当量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂和表面活性剂后使用。
作为显影方法,也可以盛液法、浸渍法、喷淋法等的任意一种方法,显影时间通常是10~180秒左右。
显影后,例如流水洗涤30~90秒后,例如通过压缩空气或压缩氮气风干形成所希望的图形。
(iv)工序
接着,将得到的图形通过例如热板、烘箱等加热装置加热(后烘烤)到规定温度,例如150~250℃,规定时间,例如对于热板上是5~30分钟、对于烘箱中是30~180分钟,可得到规定的突起和分隔物。
本发明的放射线敏感性树脂组合物是高灵敏度的,可以同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物,可以得到足够的图形形状,可以形成分隔物强度、耐研磨性、和透明基板的密合性、耐热性等都优异的垂直取向型液晶显示元件用的突起和分隔物。
另外,本发明的垂直取向型液晶显示元件具有图形形状、分隔物强度、耐研磨性、与透明基板的密合性、耐热性等各种性能都优异的突起和分隔物,经过很长时间也可以显示出高的可靠性。
实施例
以下,用实施例对本发明的实施方式进行更具体的说明。这里,份和%是重量基准。
合成例1
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶中,加入5份2,2’-偶氮二异丁腈和250份二甘醇甲基乙基醚,接着,加入35份2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、25份甲基丙烯酸正丁酯、35份甲基丙烯酸苄酯,氮气置换后,再加入5重量份1,3-丁二烯,慢慢搅拌且将溶液的温度上升到90℃,在该温度下保持5小时进行聚合,得到固态成分浓度为28.0%的[A]共聚物溶液。将其作为[A-1]聚合物。
所得的[A-1]聚合物使用GPC(凝胶渗透色谱法)HLC-8020(商品名,东ソ一(株)制)测定Mw,为12,000。
合成例2
在具备冷却管、搅拌机的烧瓶中,加入5重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)和200重量份二甘醇甲基乙基醚,接着,加入18重量份甲基丙烯酸、40重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、5重量份苯乙烯、3 2重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、氮气置换后,再加入5重量份1,3-丁二烯,慢慢搅拌且将溶液的温度上升到70℃,保持该温度5小时进行聚合,得到共聚物[A-2]的溶液。
该溶液的固态成分浓度为33.0重量%,共聚物[A-2]的Mw,为11,000。
实施例1
组合物溶液的配制
将100份作为[A]成份的作为聚合物[A-1]的由合成例1得到的[A]共聚物溶液,60份作为[B]成份的二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名KAYARAD DPHA、日本化药(株)制)、5份作为[C]成份的乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)混合,溶解到丙二醇单甲基醚乙酸酯中,使固态成分浓度成为30%,然后用孔径0.5μm的微孔过滤器过滤,配制组合物溶液。
突起和分隔物的形成
在无碱玻璃基板上使用旋转喷射器涂覆上述组合物溶液后,在80℃的热板上预烘烤3分钟形成膜厚4.0μm的薄膜。
接着,在得到的薄膜上通过残留5μm和15μm圆的图形的光掩模,以曝光狭缝200μm,365nm的强度为250W/m2的紫外线曝光4秒钟。此时的实际曝光量相当于1000J/m2。然后,用0.05重量%的氢氧化钾水溶液在25℃下显影规定时间后,用纯水洗涤1分钟,再在220℃的烘箱中加热60分钟,一次曝光同时形成突起和分隔物。通过残留5μm的图形的光掩模形成突起,通过残留15μm的圆的图形的光掩模形成分隔物。
接着,根据下述要领,进行各种评价。评价结果如表2所示。
(1)灵敏度评价
在所得的图形中,显影后的残膜率为90%或更高的灵敏度为1200J/m2或更低时,可以认为灵敏度良好。
(2)剖面形状的评价
用扫描型电子显微镜观察所得的突起和分隔物的剖面形状,根据是否符合于图1所示的A~E的任何一种进行评价。对于突起的情况来说,剖面形状为图1(D)这样的半凸透镜状时,是良好的;在为图1(E)这样的正三角形时,从取向膜的涂布性来说是不好的。
另一方面,对于分隔物的情况来说,在形成图1(A)这样的柱状或者图1(B)这样的顺圆锥状时,剖面形状良好。相对于此,在为图1(C)所示的倒圆锥状(剖面形状是薄膜表面的边缘比基板侧的边缘更长的倒三角形)时,在后期研磨处理时由于图形极有可能剥落,所以剖面形状不好。
(3)分隔物强度的评价
对所得的分隔物,用微小压缩试验机(商品名MCTM-200、(株)岛津制作所制造),用直径50μm的平面压子,以2.6mN/s的负荷速度,测定加入10mN的负荷时的变形量(测定温度为23℃)。该值在0.5μm或更低时,可以认为分隔物的强度良好。
(4)耐研磨性的评价
用液晶取向膜涂覆用印刷机将作为液晶取向剂的AL3046(商品名,JSR(株)制)涂覆在形成有分隔物的基板上后,在180℃下干燥1小时,形成膜厚0.05μm的液晶取向剂的涂膜。
而后,在该涂膜上,使用具有卷绕聚酰胺制布的辊的研磨机进行研磨处理,辊的转速是500rpm、载物台的移动速度是1cm/s。此时评价图形有无被切削或者剥离。
(5)密合性的评价
除了不使用光掩模外,与上述分隔物的形成相同地实施,形成固化膜。而后,根据JIS K-5400(1900)8.5的粘着性试验中的8.5·2的棋盘格胶带法进行评价。此时100个的棋盘格中残留的棋盘格的数量如表2所示。
(6)耐热性的评价
除了不使用光掩模外,与上述分隔物的形成相同地实施,形成固化膜,之后,在240℃的烘箱中加热60分钟,测定加热前后的膜厚,通过残膜率(加热后的膜厚×100/初期膜厚)评价。
实施例2~12、比较例1~4
在实施例1中,将表1的各成分以及5份作为粘接助剂的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、0.5份作为表面活性剂的FTX-218、0.5份作为保存稳定剂的4-甲氧基苯酚混合,溶解在丙二醇单甲基醚乙酸酯中,以使固态成分浓度为30%后,用孔径0.5μm的微孔过滤器过滤,制备组合物溶液。之后,与实施例1同样地,形成突起和分隔物,与实施例1同样地评价。结果如表2所示。
在表1中,聚合物以外的各成分,如下所述。
[B]成分
B-1:二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名KAYARAD DPHA)
B-2:含多官能聚氨酯丙烯酸酯类化合物的市售品(商品名KAYARAD DPHA-40H)
[C]成分
C-1:乙醇,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基)-,1-(O-乙酰基肟)
C-2:乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二烷基)甲氧基苯甲酰基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)
D-1:2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉基-丙-1-酮(商品名イルガキユア907,チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制)
D-2:2-(4-甲基苯甲酰基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮(商品名イルガキユア379,チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制)
E-1:2,2’-二(2,4-二氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑
E-2:2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑
E-3:4,4’-二(二乙基氨基)二苯酮
E-4:2-巯基苯并噻唑
F-1:2,4-二乙基噻吨酮
F-2:氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦
表1
组合物种类 | A成分 | B成分 | C成分 | D成分 | E成分 | F成分 | |||||||
种类 | 重量份 | 种类 | 重量份 | 种类 | 重量份 | 种类 | 重量份 | 种类 | 重量份 | 种类 | 重量份 | ||
实施例1 | (S-1) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | C-1 | 5 | - | - | - | - | - | - |
实施例2 | (S-2) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | C-1 | 1 | D-1 | 10 | - | - | F-1 | 2.5 |
实施例3 | (S-3) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | C-1 | 1 | D-2 | 10 | - | - | - | - |
实施例4 | (S-4) | 聚合物A-1 | 100 | B-1+B-2 | 40+20 | C-1 | 5 | - | - | E-2+E-3+E-4 | 10+10+5 | - | - |
实施例5 | (S-5) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 60 | C-1 | 5 | - | - | - | - | - | - |
实施例6 | (S-6) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 60 | C-1 | 1 | D-1 | 10 | - | - | F-1 | 2.5 |
实施例7 | (S-7) | 聚合物A-2 | 100 | B-1+B-2 | 40+20 | C-1 | 1 | - | - | E-2+E-3+E-4 | 10+10+5 | - | - |
实施例8 | (S-8) | 聚合物A-2 | 100 | B-1+B-2 | 40+20 | C-1 | 2 | - | - | - | - | F-2 | 5 |
实施例9 | (S-9) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | C-2 | 5 | - | - | - | - | - | - |
实施例10 | (S-10) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | C-2 | 1 | D-1 | 10 | - | - | F-1 | 2.5 |
实施例11 | (S-11) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 60 | C-2 | 5 | - | - | - | - | - | - |
实施例12 | (S-12) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 60 | C-2 | 1 | D-1 | 10 | - | - | F-1 | 2.5 |
比较例1 | (s-1) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 110 | - | - | D-1 | 20 | - | - | - | - |
比较例2 | (s-2) | 聚合物A-1 | 100 | B-1 | 60 | - | - | D-2 | 10 | - | - | - | - |
比较例3 | (s-3) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 110 | - | - | D-1 | 20 | - | - | - | - |
比较例4 | (s-4) | 聚合物A-2 | 100 | B-1 | 60 | - | - | D-2 | 10 | - | - | - | - |
表2
组合物种类 | 灵敏度(J/m2) | 剖面形状 | 分隔物强度(μm) | 耐研磨性实验有无剥离 | 密合性(/100) | 耐热性(%) | ||
突起 | 分隔物 | |||||||
实施例1 | (S-1) | 700 | D | B | 0.6 | 无 | 100 | 80 |
实施例2 | (S-2) | 800 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 81 |
实施例3 | (S-3) | 1000 | D | A | 0.6 | 无 | 100 | 83 |
实施例4 | (S-4) | 1000 | D | B | 0.8 | 无 | 100 | 82 |
实施例5 | (S-5) | 600 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 93 |
实施例6 | (S-6) | 700 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 93 |
实施例7 | (S-7) | 800 | D | A | 0.9 | 无 | 100 | 92 |
实施例8 | (S-8) | 800 | D | B | 0.8 | 无 | 100 | 90 |
实施例9 | (S-9) | 600 | D | B | 0.6 | 无 | 100 | 80 |
实施例10 | (S-10) | 750 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 80 |
实施例11 | (S-11) | 600 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 92 |
实施例12 | (S-12) | 650 | D | B | 0.7 | 无 | 100 | 92 |
比较例1 | (s-1) | 2000 | E | C | 0.5 | 有 | 90 | 75 |
比较例2 | (s-2) | 2500 | D | A | 0.7 | 无 | 100 | 78 |
比较例3 | (s-3) | 1800 | D | B | 0.6 | 无 | 100 | 89 |
比较例4 | (s-4) | 2200 | D | A | 0.7 | 无 | 100 | 90 |
Claims (4)
1.一种用于同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的放射线敏感性树脂组合物,其特征在于:包括,
[A]将下述(a1)~(a2)共聚而得到的共聚物,其中(a1)是不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐,(a2)是(a1)成分以外的其它不饱和化合物;
[B]聚合性不饱和化合物;和
[C]由下式(1)或(2)所示的化合物形成的放射线敏感性聚合引发剂,
在这里,R1是选自碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基或苯基的基团,R2、R3分别是选自氢原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~8的环烷基、取代或未取代的苯基、或碳原子数为7~20的脂环基(除了碳原子数为7~8的环烷基以外)的基团,上述取代苯基的取代基为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯基或卤原子,R4是选自碳原子数为4~20的含氧杂环基、碳原子数为4~20的含氮杂环基或碳原子数为4~20的含硫杂环基的基团,R5是选自氢、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~12的烷氧基的基团,n是1~5的整数,m是0~5的整数,n+m≤5,
在这里,R1、R2、R3、R4、R5、m以及n的定义与上述相同,l为0-6的整数,R1、R2、R3、R4、R5、m、n以及l是相互独立的。
2.一种同时形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的形成方法,其特征在于:含有下述顺序记载的下述工序,
(1)在基板上形成权利要求1所记载的放射线敏感性组合物的涂膜的工序,
(2)对该涂膜的至少一部分照射放射线的工序,
(3)显影工序,和
(4)加热工序。
3.由权利要求2的方法形成的垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物。
4.具有权利要求3所记载的用于形成垂直取向型液晶显示元件的突起和分隔物的液晶显示元件。
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-
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