CN102093514B - 树脂组合物及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含有树脂、聚合性化合物、某种化合物以及溶剂的树脂组合物。本发明的树脂组合物可以形成涂布性良好、斑点少的涂膜及图案。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂组合物、由该树脂组合物得到的涂膜及图案、以及含有上述涂膜及/或图案的显示装置。
背景技术
显示装置(例如液晶显示装置)中使用的滤色片的像素图案、涂层等透明膜通常使用树脂组合物(特别是感光性树脂组合物)形成。在显示装置的涂层及图案等的制造中,通常使用旋涂法或狭缝&旋转涂布法等将树脂组合物涂布在基板上。因此,要求可以形成斑点少的、均匀的涂膜的树脂组合物。以前,作为感光性树脂组合物,已知例如含有树脂、聚合性化合物、光聚合引发剂及溶剂的树脂组合物(专利文献1等)。
专利文献1:日本特开2008-181087号公报
但是,使用以前公知的树脂组合物形成的涂膜有时会产生涂布斑点。
发明内容
本发明的课题在于,提供一种可以形成斑点少的涂膜的树脂组合物。
本发明提供一种可以解决上述课题的树脂组合物。
即,本发明提供以下[1]~[14]。
[1]一种树脂组合物,其含有树脂、聚合性化合物、式(F)表示的化合物以及溶剂。
[式(F)中,L1表示2价的C2-8的脂肪族烃基。
L2及L3各自独立地表示3价的C2-8的脂肪族烃基。
R1及R2各自独立地表示1价的C1-8的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的至少3个氢原子被氟原子取代。
m及n各自独立地表示0以上22以下的整数。其中,m+n为3以上22以下。]
[2]如[1]所述的树脂组合物,其中,R1及R2各自独立地为式(f1)所示的基团。
-CpH2p-CqF2q+1(f1)
[式(f1)中,p及q各自独立地表示1以上4以下的整数。]
[3]如[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,R1及R2是直链状的C1-8的脂肪族烃基。
[4]如[2]或[3]所述的树脂组合物,其中,q是4。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,式(F)所示的化合物是式(F1-1)所示的化合物。
[式(F1-1)中,m及n和上述意思相同。]
[6]如[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,m+n为3以上6以下。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,树脂是含有下述结构单元的共聚物:来源于选自不饱和羧酸及不饱和羧酸酸酐中的至少一种单体(a)的结构单元和来源于具有碳-碳双键及环状醚结构的单体(b){其中,和单体(a)不同}的结构单元。
[8]如[7]所述的树脂组合物,其中,单体(b)是选自式(b1-1)所示的化合物及式(b1-2)所示的化合物中的至少一种单体。
[式(b1-1)及式(b1-2)中,R3表示氢原子或C1-4的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的氢原子可以被羟基取代。
L4表示单键或C1-6的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的-CH2-可以被-O-、-S-或-NH-取代。
需要说明的是,式(b1-1)中的R3及L4可以分别和式(b1-2)中的R3及L4相同,也可以不同。]
[9]如[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,进一步含有聚合引发剂。
[10]如[9]所述的树脂组合物,其中,聚合引发剂是含有联咪唑化合物的聚合引发剂。
[11]一种使用[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物形成的涂膜。
[12]一种使用[9]或[10]所述的树脂组合物形成的图案。
[13]一种含有选自[11]所述的涂膜及[12]所述的图案中的至少一种的液晶显示装置。
[14]一种含有选自[11]所述的涂膜及[12]所述的图案中的至少一种的有机EL显示装置。
具体实施方式
本发明的树脂组合物含有树脂(A)、聚合性化合物(B)、化合物(F)及溶剂(H),根据情况也可以含有聚合引发剂(C)、聚合引发助剂(D)、多官能硫醇(E)及其它的添加剂(G)。
上述各成分没有特别限制,可以单独使用一种,也可以两种以上并用。下面,对本发明的树脂组合物所含的各成分进行逐次说明。
<树脂(A)>
树脂(A)优选相对于显影液(特别优选碱性显影液)是可溶的。作为可溶于碱性显影液的树脂,可以举出例如:选自不饱和羧酸及不饱和羧酸酸酐中的至少一种单体(a)和含有碳-碳双键且和单体(a)不同的单体(x)的共聚物。单体(a)及单体(x)各自可以单独使用,或者两种以上并用。下面,对它们进行逐次说明。
作为单体(a),可以举出例如:(甲基)丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、邻、间、对乙烯基苯甲酸、琥珀酸单[2-(甲基)丙烯酰氧乙基]、邻苯二甲酸单[2-(甲基)丙烯酰氧乙基]、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯等不饱和羧酸类;马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基邻苯二甲酸、4-乙烯基邻苯二甲酸、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、二甲基四氢邻苯二甲酸、1,4-环己烯二羧酸、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸等不饱和二羧酸类;马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯酸酐(腐殖酸酸酐)等不饱和二羧酸类酸酐等。
需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示选自丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少一种。“(甲基)丙烯酰基”及“(甲基)丙烯酸酯”等表示也具有相同的意思。
从共聚反应性、碱溶解性等观点出发,单体(a)优选为选自(甲基)丙烯酸及马来酸酐中的至少一种化合物,更优选为甲基丙烯酸。
单体(x)优选包含具有碳-碳双键及环状醚结构的单体(b)。单体(b)可以单独使用一种,也可以两种以上并用。作为单体(b),可以举出:具有环氧结构(即环氧乙烷结构)的单体(b1)、具有氧杂环丁烷结构的单体(b2)及具有四氢呋喃结构(即氧杂环戊烷结构)的单体(b3)等。其中,优选具有环氧结构的单体(b1)及具有氧杂环丁烷结构的单体(b2),更优选具有环氧结构的单体(b1)。
环氧结构可以分类为:(1)具有单环的环氧乙烷的结构(以下简称为“脂肪族环氧结构”)、及(2)脂肪族烃的环与环氧乙烷环缩合后的结构(以下简称为“脂环型环氧结构”)。进而,脂环型环氧结构可以分类为:(2-1)脂肪族烃的环是单环的环氧结构(以下简称为“脂肪族单环式环氧结构”)、及(2-2)脂肪族烃的环是多环的环氧结构(以下简称为“脂肪族多环式环氧结构”)。其中,优选脂环式环氧结构,更优选脂肪族多环式环氧结构。
作为具有脂肪族环氧结构的单体(b1),可以举出例如:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、β-甲基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-乙基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油基乙烯基醚、日本特开平7-248625号公报中所述的式(b1-3)所表示的单体等{式(b1-3)中,R4~R6各自独立地表示氢原子或C1-10的烷基。m1表示1~5的整数。}
作为具有脂肪族环氧结构的单体(b1-3),可以举出例如: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、α-甲基-邻乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基-间乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基-对乙烯基苄基缩水甘油醚、2,3-二(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4-二(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,5-二(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,6-二(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯及2,4,6-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯等。
作为具有脂肪族单环式环氧结构的单体(b1),可以举出例如:1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如,Celoxide 2000;大赛璐化学工业(株)制)、2,3-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯(例如,CYCLOMER A400;大赛璐化学工业(株)制)、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯(例如,CYCLOMER M100;大赛璐化学工业(株)制)等。
具有脂肪族多环式环氧结构的单体(b1)可以在多环式脂肪族烃基中含有碳-碳双键,也可以在与环相结合的侧链中含有碳-碳双键。作为多环,可以举出例如:降莰烷环、三环癸烷环等,其中,优选三环癸烷环。
作为具有脂肪族多环式环氧结构的单体(b1),可以举出例如:环氧降冰片基(甲基)丙烯酸酯{例如,3,4-环氧降冰片基(甲基)丙烯酸酯}、式(b1-1)所示的单体、以及式(b1-2)所示的单体。
式(b1-1)及式(b1-2)中,R3表示氢原子或C1-4的脂肪族烃基,上述脂肪族烃基的氢原子可以被羟基取代。
L4表示单键或2价的C1-6的脂肪族烃基,上述脂肪族烃基的-CH2-可以被-O-、-S-或-NH-取代。
作为R3的可以被羟基取代的脂肪族烃基,可以举出例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟丙基、2-羟丙基、3-羟丙基、1-羟基-1-甲基乙基、2-羟基-1-甲基乙基、1-羟丁基、2-羟丁基、3-羟丁基、4-羟丁基等。R3优选为氢原子、甲基、羟甲基、1-羟乙基、或2-羟乙基,更优选为氢原子或甲基。
作为L4的可以被-O-等取代的2价脂肪族烃基,可以举出:亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、亚甲氧基(-CH2-O-)、亚乙氧基{-(CH2)2-O-}、丙烷二基氧基{-(CH3)3-O-等}、亚甲基硫烷二基(-CH2-S-)、亚乙基硫烷二基(-(CH2)2-S-)、丙烷二基硫烷二基{-(CH2)3-S-等}、亚甲基亚氨基(-CH2-NH-)、亚乙基亚氨基{-(CH2)2-NH-}、丙烷二基亚氨基{-(CH2)3-NH-等}等。L4优选为单键、亚甲基、亚乙基、亚甲氧基、亚乙氧基、亚乙基硫烷二基、或亚乙基亚氨基,更优选为单键或亚乙氧基。
单体(b1-1)及单体(b1-2)各自可以单独使用1种或者2种以上并用。也可以进一步使用单体(b1-1)及单体(b1-2)的混合物。使用它们的混合物时,单体(b1-1)∶单体(b1-2)的摩尔比优选为5∶95~95∶5,更优选为10∶90~90∶10,进一步优选为20∶80~80∶20。
优选的单体(b1-1)用式(b1-1-1)~式(b1-1-15)中的任一个表示。其中,更优选单体(b1-1-1)、单体(b1-1-3)、单体(b1-1-5)、单体(b1-1-7)、单体(b1-1-9)、以及单体(b1-1-11)~单体(b1-1-15),进一步优选单体(b1-1-1)、单体(b1-1-7)、单体(b1-1-9)、以及单体(b1-1-15)。
优选的单体(b1-2)用式(b1-2-1)~式(b1-2-15)中的任一个表示。其中,更优选单体(b1-2-1)、单体(b1-2-3)、单体(b1-2-5)、单体(b1-2-7)、单体(b1-2-9),以及单体(b1-2-11)~单体(b1-2-15),进一步优选单体(b1-2-1)、单体(b1-2-7)、单体(b1-2-9)、以及单体(b1-2-15)。
作为具有氧杂环丁烷结构的单体(b2),可以举出例如:3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-[1-(甲基)丙烯酰氧基]甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-[1-(甲基)丙烯酰氧基]甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-[1-(甲基)丙烯酰氧基]乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-[1-(甲基)丙烯酰氧基]乙基氧杂环丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷或2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-(甲基)丙烯酰氧基氧杂环丁烷等。其中,优选3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷。
作为具有四氢呋喃结构的单体(b3),可以举出例如:(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、四氢呋喃基甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃基甲氧基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
单体(x)可以含有和单体(a)及与单体(b)不同的单体(c)。作为单体(c),可以举出例如:具有碳-碳双键的羧酸酯类、具有碳-碳双键的酰胺类、在侧链上具有聚合性不饱和键(碳-碳双键或三键)的芳香族化合物、取代乙烯基化合物、N-取代马来酰亚胺类、二烯类、多环式不饱和化合物等。单体(c)可以单独使用一种,也可以2种以上并用。
作为单体(c),可以举出例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、三环[5.2.1.02,6]癸-8-基(甲基)丙烯酸酯(在该领域中有时也以“(甲基)丙烯酸二环戊酯”的惯用名称呼)、4-三环[5.2.1.02,6]癸烯-8-基(甲基)丙烯酸酯、5-三环[5.2.1.02,6]癸烯-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸氨基乙酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等不饱和羧酸酯类;
醋酸乙烯酯或丙酸乙烯酯等羧酸乙烯酯类;
二甲基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺等具有碳-碳双键的酰胺类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯等在侧链上具有聚合性不饱和键的芳香族化合物;
丙烯腈、甲基丙烯腈或α-氯(甲基)丙烯腈等氰化乙烯基化合物;
氯乙烯、二氯乙烯、三氯乙烯、氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯等卤化乙烯基化合物;
N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等N-取代马来酰亚胺类;
1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等二烯类;
双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羟乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羟乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(环己氧基羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯等多环式不饱和化合物等。
单体(c)中,优选丙烯酸苄酯、苯乙烯、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、双环[2.2.1]庚-2-烯。
作为单体(x),可以仅使用单体(b)或单体(c)的任一个,也可以并用两者。单体(x)优选含有单体(b)。即,单体(x)优选仅为单体(b)、或为单体(b)及单体(c)二者,更优选仅为单体(b)。含有单体(b)的共聚物的由树脂组合物得到的涂膜或图案的耐热性、耐光性、耐溶剂性、机械特性提高。
树脂(A)是单体(a)和单体(b)的共聚物时,在共聚物的全部结构单元中,源自单体(a)的结构单元优选为2~98摩尔%(更优选为5~60摩尔%,进一步优选为10~50摩尔%),源自单体(b)的结构单元优选为2~98摩尔%、更优选为40~95摩尔%、进一步优选为50~90摩尔%。在该范围内时,树脂组合物的保存稳定性及显影性、以及涂膜、图案的残膜率及耐溶剂性趋于良好。
树脂(A)是单体(a)和单体(c)的共聚物时,在共聚物的全部结构单元中,源自单体(a)的结构单元优选为2~98摩尔%,源自单体(c)的结构单元优选为2~98摩尔%。在该范围内时,保存稳定性、耐热性趋于良好。更优选单体(a)和单体(c)的共聚物的全部结构单元中源自单体(a)的结构单元为5~50摩尔%、源自单体(c)的结构单元为50~95摩尔%。在该范围内时,显影性、残膜率也趋于良好。
树脂(A)是单体(a)、单体(b)以及单体(c)的共聚物时,在共聚物的全部结构单元中,优选源自单体(a)的结构单元为2~97摩尔%、源自单体(b)的结构单元为2~97摩尔%、源自单体(c)的结构单元为1~96摩尔%。在该范围内时,保存稳定性、耐热性及机械强度趋于良好。更优选在单体(a)、单体(b)和单体(c)的共聚物的全部结构单元中,源自单体(a)的结构单元为10~50摩尔%、源自单体(b)的结构单元为20~80摩尔%、源自单体(c)的结构单元为10~70摩尔%。在该范围内时,显影性、残膜率也趋于良好。
树脂(A)例如可以通过参考文献“高分子合成的实验法”(大津隆行著发行所(株)化学同人第1版第1次印刷1972年3月1日发行)所述的方法以及该文献所引用的文献,使单体聚合来制造。更详细而言,可以通过将规定量的单体(a)、以及单体(b)及/或单体(c)、聚合引发剂及溶剂装入反应容器中,在氮取代后不存在氧的情况下,搅拌、加热、保温来制造共聚物。该共聚的装入方法和反应温度可以根据制造设备及聚合发热量等进行适当调整。
得到的共聚物可以直接使用反应后的溶液。特别是使用后述的溶剂(H)作为聚合溶剂时,可以不必从聚合后的共聚物溶液中除去溶剂而直接用于树脂组合物,可以简化制造工序。另外,可以浓缩共聚物溶液,也可以稀释共聚物溶液。也可以使用进而通过再沉淀等的方法以固体(粉体)的形式取出的共聚物。
树脂(A)可以进一步包含在侧链上具有碳-碳双键的结构单元(d)。结构单元(d)如式(d1)或式(d2)所示,优选在末端含有1-烷基-亚乙基羰基、更优选在末端含有(甲基)丙烯酰基。
式(d1)及式(d2)中,R7及R8各自独立地表示氢原子或C1-6的烷基(优选为氢原子或甲基)。需要说明的是,式(d1)及式(d2)中的*标记各自独立地表示结构单元(d1)及结构单元(d2)中的结合位置。其它的化学式也同样。
在侧链上具有碳-碳双键的结构单元(d)可以如下形成:使单体(a)、以及单体(b)及/或单体(c)共聚后,在源自单体(a)的羧基或羰基氧基羰基(羧酸酸酐结构)上,用例如和日本特开2005-189574号公报中所述的方法相同的方法加成具有碳-碳双键及环状醚结构的单体(b)、优选具有碳-碳双键及环氧结构的单体(b1){例如式(b1-4)或式(b1-5)所示的单体}而形成[式(b1-4)或(b1-5)中,R8和上述意思相同。]。
在侧链上具有碳-碳双键的结构单元(d)详细而言可以如下形成。使单体(a)、以及单体(b)及/或单体(c)共聚后,将反应容器内的氛围由氮气取代为空气,添加相对于用于共聚的单体(a)的量为5~80摩尔%的单体(b)。接着,相对于用于共聚物的单体(a)及用于加成反应的单体(b)的合计量,添加0.001~5质量%的反应催化剂(例如三二甲基氨基甲基苯酚等)及0.001~5质量%的阻聚剂(例如氢醌等),在60~130℃下反应1~10小时。需要说明的是,和共聚一样,该加成反应也根据制造设备及加成反应的发热量等适当调整装入方法及反应温度即可。
该加成反应中,用于加成反应的单体(b)的量相对于用于共聚的单体(a)的量,优选为10~75摩尔%,更优选为15~70摩尔%。在该范围内时,保存稳定性、显影性、耐溶剂性、耐热性、机械强度及感度趋于良好。
包含在侧链上具有碳-碳双键的结构单元(d)的共聚物可以直接使用反应后的溶液,也可以浓缩或稀释后使用。也可以使用进而通过再沉淀等方法以固体(粉末)的形式取出的共聚物。
树脂(A)的酸值优选为50~150(mgKOH/g),更优选为60~135(mgKOH/g),进一步优选为70~135(mgKOH/g)。在该范围内时,其对显影液的溶解性提高,未曝光部分变得容易溶解。此处的酸值是以中和具有酸性基团的聚合物1g所需的氢氧化钾的量(mg)进行测定所得的值,通常可以通过使用氢氧化钠水溶液滴定来求得。
树脂(A)的重均分子量优选为2,000~100,000,更优选为2,000~50,000,进一步优选为3,000~30,000。在该范围内时,树脂组合物的涂布性良好,保持显影时的残膜率,同时趋于得到较高的显影速度。需要说明的是,重均分子量是通过以聚苯乙烯为标准的凝胶渗透色谱法求得。
树脂(A)的分子量分布{即重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)}优选为1.1~6.0,更优选为1.2~4.0。在该范围内时,显影性趋于良好。
树脂组合物中的树脂(A)的含量优选在树脂组合物的固体成分中为5~90质量%,更优选为10~70质量%。在该范围内时,对显影液的溶解性充分,在非曝光部分(非像素部分)的基板上不容易产生显影残渣。另外,显影时,不容易发生曝光部分(像素部分)的膜减少,残膜率趋于提高。需要说明的是,本说明书中“组合物的固体成分”是指“除去溶剂的树脂组合物的各成分的合计”。该固体成分可以用气相色谱法或液相色谱法等公知的方法测定。
<聚合性化合物(B)>
作为聚合性化合物(B),可以举出例如:具有聚合性碳-碳不饱和键的化合物等。聚合性化合物(B)优选为具有3个以上碳-碳不饱和键的聚合性化合物(以下称为“3官能以上的聚合性化合物”)。
作为3官能以上的聚合性化合物,可以举出例如:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物、己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应物等。
其中,优选季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯,更优选二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
聚合性化合物(B)的含量优选在树脂(A)及聚合性化合物(B)中为5~75质量%,更优选为10~70质量%,进一步优选为15~65质量%。在该范围内时,固化充分,可以防止显影前后膜厚的降低,并且图案上不易产生底切(Undercut),图案的密接性趋于良好。另外,在该范围内时,树脂组合物的感度、以及涂膜和图案的强度、平滑性、耐热性、耐药性趋于良好。
<聚合引发剂(C)>
本发明的树脂组合物根据需要可以含有聚合引发剂(C)、优选含有光聚合引发剂(C)。聚合引发剂(C)为通过加热或光照射产生活性自由基、酸等,从而引发聚合的化合物,可以使用公知的聚合引发剂。
作为聚合引发剂(C),可以举出例如:联咪唑化合物、苯乙酮化合物、三嗪化合物、酰基膦氧化物、肟化合物、安息香化合物、二苯甲酮化合物等。其中,优选联咪唑化合物、苯乙酮化合物、肟化合物及三嗪化合物,更优选感度优良的联咪唑化合物。
作为联咪唑化合物,可以举出:2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-二(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(例如,参照日本特开平6-75372号公报、日本特开平6-75373号公报等)、2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-二(2-氯苯基)--4,4’,5,5’-四(二烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑(例如,参照日本特公昭48-38403号公报、日本特开昭62-174204号公报等)、4,4’,5,5’位的苯基被烷氧基羰基(-COOR)取代的咪唑化合物(例如,参照日本特开平7-10913号公报等)等。
其中,优选2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑{特别是2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑}、2,2’-二(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑。
作为苯乙酮化合物,可以举出:二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁烷-1-酮、2-(2-甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(3-甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(4-甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-乙基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-丙基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-丁基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2,3-二甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2,4-二甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-氯苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-溴苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(3-氯苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(4-氯苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(3-溴苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(4-溴苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-甲氧基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(3-甲氧基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(4-甲氧基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-甲基-4-甲氧基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-甲基-4-溴苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-(2-溴-4-甲氧基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等。
作为三嗪化合物,可以举出:2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基(ethenyl)]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基(ethenyl)]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基(ethenyl)]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基(ethenyl)]-1,3,5-三嗪等。
作为酰基膦氧化物,可以举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物等。
作为肟化合物,可以举出O-酰基肟系化合物,作为具体的例子,可以举出:1-(4-苯基硫烷基-苯基)-丁烷-1,2-二酮、2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯基硫烷基-苯基)-辛烷-1,2-二酮、2-肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮、1-O-醋酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧环戊基甲氧基)苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、1-O-醋酸酯等。
作为安息香化合物,可以举出例如:安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚等。
作为二苯甲酮化合物,可以举出例如:二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,3,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
进而,作为聚合引发剂(C),可以使用10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苯偶酰、9,10-菲醌、莰烷醌、苯酰甲酸甲酯、二茂钛化合物等。
另外,作为聚合引发剂(C),可以使用如日本特表2002-544205号公报所述的具有可以引起链转移的基团的聚合引发剂。需要说明的是,具有可以引起链转移的基团的聚合引发剂可以用于树脂(A)的共聚,作为结构单元插入树脂(A)。
作为具有可以引起链转移的基团的聚合引发剂,可以举出例如式(C1)~(C6)所示的聚合引发剂。
使用聚合引发剂(C)时,其含量相对于树脂(A)及聚合性化合物(B)的合计100质量份,优选为0.1~40质量份,更优选为1~30质量份。在该范围内时,树脂组合物对光、热的感度高,使用该树脂组合物形成的涂膜、图案的强度及平滑性趋于良好。
<聚合引发助剂(D)>
本发明的树脂组合物根据需要可以含有聚合引发助剂(D)。聚合引发助剂(D)通常和聚合引发剂(C)组合使用,用于促进聚合引发剂(C)引发的聚合。
使用聚合引发助剂(D)时,其含量相对于树脂(A)及聚合性化合物(B)的合计100质量份优选为0.01~50质量份,更优选为0.1~40质量份。在使用该范围的聚合引发助剂(D)时,得到的树脂组合物对光、热的感度进一步提高,使用该树脂组合物形成的涂膜、图案的生产性趋于良好。
作为聚合引发助剂(D),可以举出胺化合物、噻吨酮化合物、羧酸化合物等。
作为胺化合物,可以举出:三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等脂肪族胺类;4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-二(二甲基氨基)二苯甲酮(通称:米氏酮)、4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮等芳香族胺类。另外,作为胺化合物,可以使用商品名“EAB-F”(保土谷化学工业(株)制)等市售品。
作为噻吨酮化合物,可以举出例如:2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
作为羧酸类化合物,可以举出:(苯基硫代)醋酸、(甲基苯基硫代)醋酸、(乙基苯基硫代)醋酸、(甲基乙基苯基硫代)醋酸、(二甲基苯基硫代)醋酸、(甲氧基苯基硫代)醋酸、(二甲氧基苯基硫代)醋酸、(氯苯基硫代)醋酸、(二氯苯基硫代)醋酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基醋酸、(萘基硫代)醋酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基醋酸等芳香族杂环醋酸等。
作为聚合引发剂(D),可以使用式(D1)所示的化合物。
式(D1)中,W1表示C6-12的芳香环,上述芳香环的氢原子可以被卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子等)取代。L5表示-O-或-S-。R9表示直链状、支链状或环式的C1-6的脂肪族烃基。R10表示直链状、支链状或环式的C1-12的脂肪族烃基、或C6-12的芳香族烃基,上述脂肪族烃基及上述芳香族烃基的氢原子可以被卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子等)取代。
作为W1的芳香环,可以举出:苯环、甲基苯环、二甲基苯环、乙基苯环、丙基苯环、丁基苯环、戊基苯环、己基苯环、环己基苯环、萘环、苯基苯环等。作为W1的卤化芳香环,可以举出:氯苯环、二氯苯环、溴苯环、二溴苯环、氯苯基苯环、溴苯基苯环、氯萘环、溴萘环等。W1优选为苯环(亚苯基)或萘环(亚萘基)。
作为R9的脂肪族烃基,可以举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、2-丁基、2-甲基丙基、叔丁基、戊基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、己基、环戊基、环己基等。R9优选为甲基。
作为R10的脂肪族烃基,在R9列举过的基团的基础上,还可以举出:庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、环庚基、甲基环己基、己基环己基、降冰片基、金刚烷基等。作为R10的卤化脂肪族烃基,可以举出:三氟甲基、1-氯丁基、2-氯丁基、3-氯丁基、1-溴己基、2-溴十二烷基等。作为R10的芳香族烃基,可以举出例如:苯基、甲基苯基、二甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、环己基苯基、萘基、联苯基等。另外,作为R10的卤化芳香族烃基,可以举出:氯苯基、二氯苯基、溴苯基、二溴苯基、氯苯基苯基、溴苯基苯基、氯萘基、溴萘基等。R10优选为苯基、联苯基或萘基。
作为聚合引发助剂(D1),可以举出例如:2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[2,1-d]噻唑啉、2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉、2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[2,3-d]噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噻唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氟苯并噻唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氟苯并噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氯苯并噻唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氟苯并噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-溴苯并噻唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-溴苯并噻唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噻唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噻唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉、2-(对氟苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噻唑啉、2-(对氟苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉、2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[2,1-d]噁唑啉、2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[1,2-d]噁唑啉、2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[2,3-d]噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噁唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噁唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氟苯并噁唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氟苯并噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氯苯并噁唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-氯苯并噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-溴苯并噁唑啉、2-(1-萘甲酰亚甲基)-3-甲基-5-溴苯并噁唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噁唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基-5-苯基苯并噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噁唑啉、2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噁唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噁唑啉、2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噁唑啉、2-(对氟苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[2,1-d]噁唑啉、2-(对氟苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噁唑啉等。
上述化合物中,优选式(D1-1)所示的2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、式(D1-2)所示的2-苯甲酰亚甲基-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉以及式(D1-3)所示的2-(4-苯基苯甲酰亚甲基)-3-甲基萘并[1,2-d]噻唑啉。
含有聚合引发助剂(D1)的树脂组合物的感度高,涂膜、图案的生产性趋于提高。聚合引发助剂(D1)因光或热的作用褪色,因此使用时,可以提高涂膜、图案的可见光透过率。
聚合引发助剂(D1)的含量在聚合引发助剂(D)的含量中,优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为65质量%以上,并且优选为100质量%以下。以该范围的量使用聚合引发助剂(D1)时,涂膜的可见光透过率变高。
另外,作为聚合引发剂(D),可以使用式(D2)或(D3)所示的化合物。
式(D2)或(D3)中,W2及W3各自独立地表示C6-12的芳香环或杂环,上述芳香环及上述杂环的氢原子可以被卤原子取代。L6及L7各自独立地表示-O-或-S-(优选为-S-)。R11及R12各自独立地表示直链状、支链状或环式的C1-12的脂肪族烃基或C6-12的芳香族烃基,上述脂肪族烃基及上述芳香族烃基的氢原子可以被卤原子、羟基或C1-6的烷氧基取代。
作为W2以及W3的芳香环及杂环,可以举出:苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、咪唑环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环等、以及它们的组合(例如,萘环、异苯并呋喃环、苯并咪唑环等)。作为W2及W3的卤化芳香环,可以举出:氯苯环、二氯苯环、溴苯环、二溴苯环、苯基苯环、氯苯基苯环、溴苯基苯环、氯萘环、溴萘环等。W2及W3各自独立地优选为苯环或萘环。
作为R11及R12的脂肪族烃基、卤化脂肪族烃基、芳香族烃基、以及卤化芳香族烃基,可以举出R10中列举过的基团等。作为R11或R12的可被羟基取代的脂肪族烃基,可以举出:羟甲基、羟乙基、羟丙基、羟丁基等。作为R11或R12的被羟基取代的芳香族烃基,可以举出:羟苯基、羟萘基等。作为R11或R12的可被烷氧基取代的脂肪族烃基,可以举出:甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、丁氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基丁基等。作为R11或R12的可被烷氧基取代的芳香族烃基,可以举出:甲氧基苯基、乙氧基萘基等。R11及R12各自独立地优选为甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基。
作为聚合引发助剂(D1)或(D3),可以举出例如:二甲氧基萘、二乙氧基萘、二丙氧基萘、二异丙氧基萘、二丁氧基萘等二烷氧基萘类;二甲氧基蒽、二乙氧基蒽、二丙氧基蒽、二异丙氧基蒽、二丁氧基蒽、二戊氧基蒽、二己氧基蒽、甲氧基乙氧基蒽、甲氧基丙氧基蒽、甲氧基异丙氧基蒽、甲氧基丁氧基蒽、乙氧基丙氧基蒽、乙氧基异丙氧基蒽、乙氧基丁氧基蒽、丙氧基异丙氧基蒽、丙氧基丁氧基蒽、异丙氧基丁氧基蒽等二烷氧基蒽类;二甲氧基丁省、二乙氧基丁省、二丙氧基丁省、二异丙氧基丁省、二丁氧基丁省等二烷氧基丁省类。
<多官能硫醇(E)>
本发明的树脂组合物根据需要可以含有多官能硫醇(E)。此处的“多官能硫醇”是指“分子内含有2个以上硫烷基的化合物”。多官能硫醇(E)中,具有2个以上和脂肪族烃基的碳原子相结合的硫烷基的化合物能使树脂组合物的感度提高,所以优选。
作为多官能硫醇(E),可以举出例如:己二硫醇、癸二硫醇、1,4-二甲基巯基苯、丁二醇二(3-硫烷基(sulfanyl)丙酸酯)、丁二醇二(2-硫烷基醋酸酯)、乙二醇二(2-硫烷基醋酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-硫烷基醋酸酯)、丁二醇二(3-硫烷基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-硫烷基丙酸酯)、三羟基基丙烷三(2-硫烷基醋酸酯)、季戊四醇四(3-硫烷基丙酸酯)、季戊四醇四(2-硫烷基醋酸酯)、三羟乙基三(3-硫烷基丙酸酯)、季戊四醇四(3-硫烷基丁酸酯)、1,4-二(3-硫烷基丁酰氧基)丁烷等。
使用多官能硫醇(E)时,其含量相对于聚合引发剂(C)100质量份,优选为0.5~100质量份,更优选为1~90质量份。以该范围的量使用多官能硫醇(E)时,感度提高,另外显影性趋于良好。另外,多官能硫醇(E)优选和作为聚合引发剂(C)的联咪唑化合物组合使用。组合使用时,感度趋于变高。
<化合物(F)>
本发明的树脂组合物的特征在于,含有式(F)所示的化合物。通过使用化合物(F),可以制造斑点少的、均匀的涂膜及图案。另外,本发明的树脂组合物也可以形成耐热性高的涂膜。
以下逐次对式(F)中的基团进行说明。
式(F)中,L1表示2价的C2-8的脂肪族烃基。作为L1,可以举出:亚乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、2,2-二甲基丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、环己烷-1,4-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。其中,优选2,2-二甲基丙烷-1,3-二基。
式(F)中,L2及L3各自独立地表示3价的C2-8的脂肪族烃基。作为L2及L3,可以举出例如:式(f2-1)~式(f2-11)所示的基团,其中,优选式(f2-1)所示的基团。需要说明的是,下式中的*标记表示结合部位,在该位置和式(F)中的氧原子结合。
式(F)中,R1及R2各自独立地表示1价的C1-8的脂肪族烃基,上述脂肪族烃基的氢原子中的至少3个被氟原子取代。作为R1及R2,可以举出例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基之类的直链状脂肪族烃基中至少3个氢原子被氟原子取代所得的基团(例如三氟甲基等);2-甲基乙基、2-甲基丙基、2,2-二甲基乙基、2-丁基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基之类的支链状脂肪族烃基中至少3个氢原子被氟原子取代所得的基团(例如,2-三氟甲基丙基等);环戊基、环己基、甲基环己基、乙基环己基之类的环式脂肪族烃基中至少3个氢原子被氟原子取代所得的基团(例如,五氟乙基环己基)。其中,优选直链状的基团,更优选具有至少3个氟原子的乙基、丙基、丁基及己基。
R1及R2各自独立地优选为式(f1)所示的基团:-CpH2p-CqF2q+1(f1)
式(f1)中,p及q各自独立地表示1以上4以下的整数。p优选为1或2,更优选为2。q优选为3或4,更优选为4。另外,式(f1)所示的基团优选为直链状。式(f1)所示的基团中,优选2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊基{n-CF3(CF2)3CH2-}、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基{n-CF3(CF2)3(CH2)2-}、4,4,5,5,6,6,7,7,7-九氟庚基{n-CF3(CF2)3(CH2)3-}、5,5,6,6,7,7,8,8,8-九氟辛基{n-CF3(CF2)3(CH2)4-},更优选3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基。
式(F)中,m及n各自独立地表示0以上、优选1以上、更优选2以上的整数,表示22以下、优选10以下、更优选6以下的整数。其中,m+n为3以上、优选为4以上,且为22以下、优选为10以下、更优选为6以下。
化合物(F)优选用式(F1)表示[式(F1)中,m、n、p及q和上述意思相同。-CpH2p-CqF2q+1所示的基团的说明和式(f1)所示的基团的说明相同。]。
化合物(F1)中,优选式(F1-1)~式(F1-3)所示的化合物,更优选化合物式(F1-1),进一步优选m+n为3以上6以下的化合物(F1-1)[式(F1-1)~式(F1-3)中,m及n和上述意思相同。式(F1-1)中的-C4F9优选为直链状。]
化合物(F)的含量优选在树脂组合物的固体成分中为0.001~0.15质量%、更优选为0.01~0.1质量%,进一步优选为0.02~0.1质量%。化合物(F)的含量在该范围内时,容易得到斑点少的涂膜。
化合物(F)可以通过各种反应途径制造。例如,优选的化合物(F1)可以通过使用式(f3)所示的化合物和式(f4)所示的化合物(即,2,2-二甲基-1,3-丙二醇)的醚化反应来制造。另外,优选的化合物(F1)可以以来自Omnova公司的PolyFoxTM PF-7002等市售。
<其它的添加剂(G)>
本发明的树脂组合物根据需要也可以含有其它的添加剂(G)。作为其它的添加剂(G),可以举出例如:着色剂、颜料分散剂、填充剂、和树脂(A)不同的高分子化合物、密接促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、链转移剂、表面活性剂等。
作为着色剂,可以举出按照颜色指数(The Society of Dyers andColourists出版)分类为颜料的化合物。详细来说,可以举出例如:C.I.颜料黄1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194、214等黄色颜料;C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等橙色颜料;C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265等红色颜料;C.I.颜料蓝15、15:3、15:4、15:6、60等蓝色颜料;C.I.颜料紫1、19、23、29、32、36、38等紫色颜料;C.I.颜料绿7、36、58等绿色颜料;C.I.颜料棕23、25等棕色颜料;C.I.颜料黑1、7等黑色颜料等。需要说明的是,本说明书中,最初的颜料中只记载了“C.I.颜料黄”等,其后的相同记载的颜料只记载序号。
作为颜料分散剂,可以使用表面活性剂。表面活性剂按带电性可以分为阳离子系、阴离子系、非离子系、两性,按化合物可以分为酯类、胺类、丙烯酸类、有机硅类等。作为表面活性剂,可以举出例如:聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚乙二醇二酯类、脱水山梨醇脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类、聚亚乙基亚胺类等。另外,也可以使用市售的表面活性剂,例如商品名为KP(信越化学工业(株)制)、POLYFLOW(注册商标)(共荣社化学(株)制)、SOLSPERSE(注册商标)(zeneca(株)制)、EFKA(CIBA公司制)、Addisper(注册商标)(味之素精细(株)制)、Disperbyk(byk公司制)等。
作为填充剂,可以举出例如:玻璃、氧化硅、氧化铝等。
作为高分子化合物,可以举出例如:环氧树脂(例如邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂)、马来酰亚胺树脂等固化性树脂;聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。
作为密接促进剂,可以举出例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
作为抗氧化剂,可以举出例如:2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯、6-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷环庚烷(dioxaphosphepine)、3,9-二[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、2,2’-亚甲基二(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4,4’-亚丁基二(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-硫代二(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、2,2’-硫代二(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸双十四烷基酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂酰酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、3,3’,3”,5,5’5”-六叔丁基-a,a’,a”-(-2,4,6-三基)三对甲酚、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等。另外,抗氧化剂以来自汽巴日本公司等的“IRGANOX3114”等商品名市售。
作为紫外线吸收剂,可以举出例如:2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-[4-[(2-羟基-3-十二烷基氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-双丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-[1-辛氧基羰基乙氧基]苯基)-4,6-二(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等。
作为光稳定剂,可以举出例如:琥珀酸和(4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)乙醇形成的高分子:N,N’,N”,N’”-四(4,6-二(丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基)三嗪-2-基)-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺;癸二酸和二(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯和1,1-二甲基乙基氢过氧化物的反应物;二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-[[3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯;2,4-二[N-丁基-N-(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基]-6-(2-羟乙基胺)-1,3,5-三嗪;二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;甲基(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等。
作为链转移剂,可以举出例如:十二硫醇、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。
作为表面活性剂,可以举出例如有机硅类表面活性剂。作为有机硅类表面活性剂,可以举出具有硅氧烷键的表面活性剂。
具体来说,可以举出:toray silicone DC3PA、toray silicone SH7PA、toraysilicone DC11PA、toray silicone SH21PA、toray silicone SH28PA、toraysilicone SH29PA、tory silicone SH30PA、聚醚改性有机硅油SH8400(商品名;东丽·道康宁(株)制)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工业(株)制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452、TSF4460(Momentive Performance Materials日本合同公司制)等。
表面活性剂的含量相对于固化树脂组合物为0.001质量%以上0.2质量%以下,优选为0.002质量%以上0.1质量%以下,更优选为0.005质量%以上0.05质量%以下。通过含有上述范围的表面活性剂,可以使涂膜的平坦性变好。
需要说明的是,上述表面活性剂与上述颜料分散剂不同。
<溶剂(H)>
作为溶剂(H),优选可以均匀地溶解或者分散树脂(A)等各成分、且不和各成分反应的物质。从涂布性及干燥性方面考虑,优选沸点为100℃~200℃的有机溶剂。作为溶剂(H),例如可以使用下述物质。
乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚等乙二醇单烷基醚类;
乙二醇单甲基醚醋酸酯、乙二醇单丁基醚醋酸酯、乙二醇单乙基醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯、丙二醇单丙基醚醋酸酯、甲氧基戊基醋酸酯等亚烷基二醇烷基醚醋酸酯类。
丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等丙二醇单烷基醚类;
丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇乙基甲基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇丙基甲基醚、丙二醇乙基丙基醚等丙二醇二烷基醚类;
丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯、丙二醇丁基醚丙酸酯等丙二醇烷基醚丙酸酯类。
甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等丁二醇单烷基醚类;
甲氧基丁基醋酸酯、乙氧基丁基醋酸酯、丙氧基丁基醋酸酯、丁氧基丁基醋酸酯等丁二醇单烷基醚醋酸酯类;
甲氧基丁基丙酸酯、乙氧基丁基丙酸酯、丙氧基丁基丙酸酯、丁氧基丁基丙酸酯等丁二醇单烷基醚丙酸酯类。
二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇丁基甲基醚、二甘醇甲基乙基醚等二甘醇二烷基醚类;
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二烷基醚类。苯、甲苯、二甲苯、等芳香族烃类;
甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类。
醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基醋酸甲酯、羟基醋酸乙酯、羟基醋酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、乙氧基醋酸丙酯、乙氧基醋酸丁酯、丙氧基醋酸甲酯、丙氧基醋酸乙酯、丙氧基醋酸丙酯、丙氧基醋酸丁酯、丁氧基醋酸甲酯、丁氧基醋酸乙酯、丁氧基醋酸丙酯、丁氧基醋酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等酯类。
四氢呋喃、吡喃等环状醚类;
γ-丁内酯等环状酯类。
上述化合物中,优选亚烷基二醇烷基醚醋酸酯类(更优选丙二醇单甲基醚醋酸酯)、酮类(更优选环己酮)、丁二醇单烷基醚醋酸酯类(更优选甲氧基丁基醋酸酯)、丁二醇单烷基醚类(更优选甲氧基丁醇)、二甘醇二烷基醚类(更优选二甘醇乙基甲基醚)、酯类(更优选3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯)。
溶剂(H)的含量优选在树脂组合物中为50质量%以上,更优选为60质量%以上,且优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下。
<涂膜、图案、显示装置>
本发明的涂膜可以如下制作:将上述树脂组合物涂布在基体(例如,玻璃板、硅、金属、塑料等基板、或者形成了树脂层或无机化合物层的基板等)上后,进行热聚合及/或光聚合,形成涂膜。用于形成涂膜的涂布方式没有特别限定,可以使用旋涂法等公知的方法。
本发明的图案可以如下制作:例如使用喷墨设备等,将本发明的树脂组合物涂布成图案状后,进行热聚合或光聚合来形成。另外,使用含有光聚合引发剂(C)的本发明的感光性树脂组合物时,也可以通过光刻法形成图案。光刻法中,通常经过感光性树脂组合物的涂布、溶剂除去、曝光前的加热(预烘)、曝光、显影、显影后的加热(后烘)、以及各工序来形成图案。
含有化合物(F)的本发明的树脂组合物可以形成斑点少的涂膜。因此适合用于大型显示装置的涂层及像素图案等的制造。
本发明的涂膜及图案优选用于例如作为显示装置的滤色片或阵列基板等的构成零件的透明膜、滤色片的着色图案、感光型间隔物(Photo-Spacer)、外涂层、绝缘膜、液晶取向控制用突起、微透镜、涂层等。本发明的涂膜及图案对基板显示充分的密接性,因此作为在该基板上形成的涂膜或图案特别有用。作为上述显示装置,优选举出液晶显示装置、有机EL显示装置等。
实施例
以下,列举实施例更具体地说明本发明,但是本发明并不限定于以下的实施例,在符合上述·下述主旨的范围内可以进行适当的变更,而且所做的变更均包含于本发明的技术范围内。
需要说明的是,以下,成分量中的“%”及“份”没有特殊说明时,表示“质量%”及“质量份”。
1.树脂(A)的合成
在具备回流冷凝管、滴液漏斗及搅拌机的1L的烧瓶内,以0.02L/分钟的速度流通氮气,形成氮气氛围,加入3-甲氧基丁基醋酸酯130份及3-甲氧基-1-丁醇110份,搅拌并加热到80℃。接着,将甲基丙烯酸40份、单体(b1-1-1)及单体(b1-2-1)的混合物{混合物中单体(b1-1-1)∶单体(b1-2-1)的摩尔比=50∶50}360份、偶氮双二甲基戊腈36重量部溶解在3-甲氧基丁基醋酸酯210份及3-甲氧基-1-丁醇170份中,得到混合溶液,并用5小时向烧瓶内滴加该混合溶液,进一步熟化3小时后,冷却到室温,得到固体成分43.1%、酸值60mg-KOH/g的共聚物的溶液。将该共聚物作为树脂(A1)。得到的树脂(A1)的重均分子量(Mw)为7800,分子量分布(Mw/Mn)为1.95。
得到的树脂(A1)的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)是使用GPC法在以下条件下进行。
装置:K2479((株)岛津制作所制)
色谱柱:SHIMADZU Shim-pack GPC-80M
柱温:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0mL/min
检测器:RI
标准:聚苯乙烯
2.树脂组合物的制备
按表1所示的量将以下所示的各成分混合,得到树脂组合物1~6。
树脂(A):树脂(A1)溶液(表1中,表示固体成分换算后的树脂(A1)的份数。)
聚合性化合物(B):二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARADDPHA;日本化学药品(株)制)
聚合引发剂(C):2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(B-CIM,保土谷化学(株)制)
聚合引发助剂(D):2-(2-萘甲酰亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉
多官能硫醇(E):季戊四醇四(3-硫烷基丙酸酯)(PEMP;SC有机化学(株)制)
化合物(F):式(F1-1-1)所示的PolyFoxTM PF-7002(Omnova公司制,式(F1-1-1)中,)
其它的添加剂(G)
(G1):邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(sumiepoxy ESCN-195XL-80;住友化学(株)制)
(G2):IRGANOX3114(汽巴日本公司制)
(G3):3-氨基丙基三甲氧基硅烷(KBM-903;信越化学工业(株)制)
(G4):聚醚改性有机硅油(东丽·道康宁(株)制SH8400)
溶剂(H)
(H1):3-乙氧基丙酸乙酯
(H2):3-甲氧基-1-丁醇
(H3):3-甲氧基丁基醋酸酯
(H4):丙二醇单甲基醚醋酸酯
(H5):二甘醇乙基甲基醚
3.树脂组合物的评价
如下对由上述组合物1~7得到的涂膜的不均匀(むら)(条纹(striation)及雾状斑点unevenness)进行评价。
另外,如下对分别由组合物4及组合物6得到的涂膜的耐热性进行评价。
(1)条纹评价
为了评价由组合物1~7得到的涂膜的条纹,首先使用表2所示的组成的着色树脂组合物,在硅基板上形成着色图案,接着,使用组合物1~7在形成有着色图案的硅基板上形成涂膜。此处的条纹是指来源于着色图案的段差的涂膜的放射线状的斑点。
【表2】
依次用中性洗涤剂、水及2-丙醇清洗4英寸的硅基板,然后干燥。以后烘后的膜厚为3.0μm的方式将着色树脂组合物旋涂在该硅基板上。接着,将旋涂后的着色树脂组合物层在洁净烘箱中、在90℃下预烘3分钟。冷却后,使该涂布有着色树脂组合物层的基板和石英玻璃制光掩模的间隔为100μm,用曝光机(TEM-150RSK;拓普康(株)制、光源:超高压水银灯),在大气氛围下,以100mJ/cm2的曝光量(365nm基准)进行曝光。需要说明的是,对此时的着色树脂组合物层的曝光是通过使来自超高压水银灯的放射光透过光学过滤器(UV-35;旭TECHNO GLASS(株)制)来进行。另外,作为光掩模,使用图案(具有边长10mm的正方形的透光部,上述正方形的间隔为100mm)形成于同一平面上的光掩模。曝光后,用含有非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液将曝光后的着色树脂组合物层在23℃下浸渍80秒进行显影,水洗后,在烘箱中,在220℃下进行20分钟后烘,在硅基板上形成边长10mm的正方形的着色图案。
在固化后的膜厚为2.0μm的条件下,在形成有着色图案的硅基板上,使用旋涂机涂布组合物1~6。然后,用减压干燥器(VCDマイクロテツク(株)制)将减压度减压到1.0Torr(约1.3×102Pa),进行干燥。接着,在设定为90℃的热板上进行2分钟预烘,形成涂膜。冷却后,用钠灯照射涂膜表面后,目视观察涂膜表面。在基板上未看到条纹时评价为良好(○)(verygood),看到条纹时评价为不良(×)(bad)。结果如表3所示。
(2)雾状斑点评价
用和条纹评价同样的方法,在未形成着色图案的硅基板上,使用组合物1~6形成涂膜,用钠灯照射涂膜表面后,目视确认涂膜表面。在涂膜上未看到不均匀的雾状斑点时评价为良好(○)(very good),看到雾状斑点但很轻微时评价为实用上没有的水平(△)(good),看到雾状斑点时评价为不良(×)(bad)。结果如表3所示。
(3)耐热性评价
依次用中性洗涤剂、水及2-丙醇清洗2英寸见方的玻璃基板(EAGLE2000;Corning公司制),然后干燥。用旋涂法在该玻璃基板上涂布组合物4或组合物6,在洁净烘箱中,在100℃下烘烤3分钟,继续在220℃下烘烤20分钟,形成涂膜。将由此形成的涂膜在洁净烘箱中,在240℃下加热4小时,在此前后,分别用显微分光测光装置(OSP-SP200;OLYMPUS公司制)测定涂膜在波长400nm处的透过率(%),由式(i)求出透过率的保持率:
透过率的保持率(%)
=100×加热后的透过率(%)/加热前的透过率 (i)
结果如表3所示。透过率的保持率在90%以上时,可以判断其涂膜的耐热性良好。
【表3】
从表1~3所示的结果可知,含有化合物(F)的组合物1~4以及7相对于不含有化合物(F)的组合物5及6,可以形成斑点少的涂膜。另外,由组合物4得到的涂膜与由组合物6得到的涂膜相比,透过率的保持率良好,耐热性优异。
含有化合物(F)的本发明的树脂组合物可以形成涂布性良好、斑点少的涂膜及图案。因此,使用本发明的树脂组合物时,可以以较高的成品率制造高品质的显示装置。特别是本发明的树脂组合物可以优选用于大型显示装置的涂层及像素图案等的制造。
Claims (13)
1.一种树脂组合物,其含有树脂、聚合性化合物、式(F)表示的化合物以及沸点为100℃~200℃的有机溶剂,
在所述树脂组合物中所述有机溶剂的含量为50质量%以上,
式(F)中,L1表示2价的C2-8的脂肪族烃基,
L2及L3各自独立地表示3价的C2-8的脂肪族烃基,
R1及R2各自独立地表示1价的C1-8的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的至少3个氢原子被氟原子取代,
m及n各自独立地表示1以上6以下的整数,其中,m+n为3以上10以下,
所述树脂是含有来源于选自不饱和羧酸及不饱和羧酸酸酐中的至少一种单体a的结构单元、和来源于具有碳-碳双键及环状醚结构的单体b的结构单元的共聚物,其中,上述单体b与单体a不同。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,R1及R2各自独立地为式(f1)所示的基团,
-CpH2p-CqF2q+1 (f1)
式(f1)中,p及q各自独立地表示1以上4以下的整数。
3.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,R1及R2是直链状的C1-8的脂肪族烃基。
4.如权利要求2所述的树脂组合物,其中,q是4。
5.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,式(F)所示的化合物为式(F1-1)所示的化合物,
式(F1-1)中,m及n和上述含义相同。
6.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,m+n为3以上6以下。
7.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,单体b是选自式(b1-1)所示的化合物及式(b1-2)所示的化合物中的至少一种,
式(b1-1)及式(b1-2)中,R3表示氢原子或C1-4的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的氢原子可以被羟基取代,
L4表示单键或C1-6的脂肪族烃基,所述脂肪族烃基的-CH2-可以被-O-、-S-或-NH-取代,
需要说明的是,式(b1-1)中的R3及L4可以分别和式(b1-2)中的R3及L4相同,也可以不同。
8.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,进一步含有聚合引发剂。
9.如权利要求8所述的树脂组合物,其中,聚合引发剂为含有联咪唑化合物的聚合引发剂。
10.一种使用权利要求1所述的树脂组合物而形成的涂膜。
11.一种使用权利要求8所述的树脂组合物而形成的图案。
12.一种含有权利要求10所述的涂膜或者权利要求11所述的图案的液晶显示装置。
13.一种含有权利要求10所述的涂膜或者权利要求11所述的图案的有机EL显示装置。
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