CN105319850A - 感光性树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及感光性树脂组合物。本发明涉及负型感光性树脂组合物,其包含:包含由特定结构表示的重复单元的第1树脂、包含第2树脂的碱可溶性树脂(A)、聚合性化合物(B)、3官能以上的多官能硫醇化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为50:50~90:10,由此在低温固化条件下也能够形成反应性和耐久性优异的图案。
Description
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物,更具体地说,涉及即使在低温固化条件下也能够形成反应性和耐久性优异的图案的感光性树脂组合物。
背景技术
在显示器领域中,感光性树脂组合物用于形成光致抗蚀剂、绝缘膜、保护膜、黑底、柱状间隔物等各种光固化图案。具体地,将感光性树脂组合物采用光刻工序选择性地曝光和显影,形成所需的光固化图案,但该过程中,为了提高工序上的收率,提高应用对象的物性,要求具有高感光度的感光性树脂组合物。
感光性树脂组合物的图案形成利用光刻法,即通过光反应而发生的高分子的极性变化和交联反应。特别地,利用曝光后对于碱水溶液等溶剂的溶解性的变化特性。
采用感光性树脂组合物的图案形成,根据感光的部分的对于显影的溶解度,分类为正型和负型。正型光致抗蚀剂是通过利用显影液将曝光的部分溶解,负型光致抗蚀剂是通过曝光的部分不溶解于显影液,而是将没有曝光的部分溶解,从而形成图案的方式,正型和负型在使用的粘结剂树脂、交联剂等上彼此不同。
近年来,具备触摸面板的触摸屏的使用激增,最近,柔性触摸屏在得到关注。因此,对于用于触摸屏的各种基板等的原料,必须具备柔性的特性,因此能够使用的原料也限制在柔性的高分子原料,制造工序也要求在更温和的条件下进行。
因此,感光性树脂组合物的固化条件也不再是以往的高温固化,而要求低温固化的必要性,但低温固化存在反应性降低和形成的图案的耐久性降低的问题。
韩国注册专利第10-1302508号公报记载了负型感光性树脂组合物,其通过包含使用丙烯酸环己烯酯系单体聚合而成的共聚物,耐热性和耐光性优异,并且能够提高感光度,但低温固化条件下不能发挥所要求的耐久性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国注册专利第10-1302508号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供低温下能够固化、并且反应性优异、形成的图案的耐化学性等耐久性优异的负型感光性树脂组合物。
此外,本发明的目的在于提供在光刻工序中具有优异的图案形成能力的负型感光性树脂组合物。
此外,本发明的目的在于提供用上述感光性树脂组合物形成的光固化图案。
用于解决课题的手段
1.负型感光性树脂组合物,其包含:含有包含下述化学式1所示的重复单元的第1树脂和包含下述化学式2所示的重复单元的第2树脂的碱可溶性树脂(A)、聚合性化合物(B)、3官能以上的多官能硫醇化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为50:50~90:10。
[化学式1]
[式中,R1、R2和R3相互独立地为氢或甲基,
R4为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R5为来自从下述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R6为来自从下述式(10)~(12)中选择的单体的结构,
a=10~30摩尔%、b=30~60摩尔%、c=20~50摩尔%。]
[化学式2]
[式中,R7、R8、R9和R10相互独立地为氢或甲基,
R11为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R12为来自从甲基丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇丙烯酸酯、苯氧基二甘醇丙烯酸酯、(2-苯基)苯氧基乙氧基丙烯酸酯、2-羟基-(2-苯基)苯酚丙基丙烯酸酯、2-羟基-(3-苯基)苯氧基丙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、N-苄基马来酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基四甘醇甲基丙烯酸酯、苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基二甘醇甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯中选择的单体的结构,
R13为来自从上述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R14为来自从下述式(13)~(19)中选择的单体的结构,
d=10~30摩尔%、e=10~20摩尔%、f=30~60摩尔%、g=10~30摩尔%。]
2.上述项目1的负型感光性树脂组合物,其中,上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为70:30~80:20。
3.上述项目1的负型感光性树脂组合物,其中,上述第1树脂的重均分子量为6,000~12,000。
4.上述项目1的负型感光性树脂组合物,其中,上述第2树脂的重均分子量为20,000~30,000。
5.上述项目1的负型感光性树脂组合物,其中,上述多官能硫醇化合物为4官能以上。
6.上述项目1的负型感光性树脂组合物,其中,在70~100℃的低温下能够固化。
7.由上述项目1~6的任一项目的负型感光性树脂组合物形成的光固化图案。
8.上述项目7的光固化图案,其中,上述光固化图案选自阵列平坦化膜图案、保护膜图案、绝缘膜图案、光致抗蚀剂图案、黑底图案、柱状间隔物图案和黑柱状间隔物。
9.图像显示装置,其包含上述项目7的光固化图案。
发明的效果
本发明的感光性树脂组合物在低温固化中显示优异的反应性,由其制造的图案显示优异的耐化学性、耐热性等的高耐久性。
此外,本发明的感光性树脂组合物显示优异的图案形成能力。
具体实施方式
本发明涉及负型感光性树脂组合物,其包含:含有包含化学式1所示的重复单元的第1树脂和包含化学式2所示的重复单元的第2树脂的碱可溶性树脂(A)、聚合性化合物(B)、3官能以上的多官能硫醇化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为50:50~90:10,即使在低温固化条件下反应性也优异并且能够形成耐久性优异的图案。
<感光性树脂组合物>
本发明的感光性树脂组合物包含碱可溶性树脂(A)、聚合性单体化合物(B)、3官能以上的多官能硫醇化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E)。
碱可溶性树脂(A)
用于本发明的碱可溶性树脂(A)是对于形成图案时的显影处理工序中使用的碱显影液赋予可溶性的成分,含有包含下述化学式1所示的重复单元的第1树脂和包含下述化学式1所示的重复单元的第2树脂。
[化学式1]
[式中,R1、R2和R3相互独立地为氢或甲基,
R4为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R5为来自从下述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R6为来自从下述式(10)~(12)中选择的单体的结构,
a=10~30摩尔%、b=30~60摩尔%、c=20~50摩尔%。]
[化学式2]
[式中,R7、R8、R9和R10相互独立地为氢或甲基,
R11为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R12为来自从甲基丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇丙烯酸酯、苯氧基二甘醇丙烯酸酯、(2-苯基)苯氧基乙氧基丙烯酸酯、2-羟基-(2-苯基)苯酚丙基丙烯酸酯、2-羟基-(3-苯基)苯氧基丙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、N-苄基马来酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基四甘醇甲基丙烯酸酯、苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基二甘醇甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯中选择的单体的结构,
R13为来自从上述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R14为来自从下述式(13)~(19)中选择的单体的结构,
d=10~30摩尔%、e=10~20摩尔%、f=30~60摩尔%、g=10~30摩尔%。]。
本发明中,化学式1和2所示的各重复单元并非如化学式1和2中所示那样限定并解释,在确定括弧内的子重复单元的摩尔%范围内可自由地位于链的任何位置。即,化学式1和2的各括弧为了表示摩尔%而用一个嵌段表示,但各子重复单元只要在该树脂内,则并无限制,可以嵌段的形式或者彼此分离地存在。
作为本发明的化学式1的化合物的优选的例子,可列举下述化学式1-1的化合物。
[化学式1-1]
[式中,R1、R2和R3相互独立地为氢或甲基,a=10~30摩尔%、b=30~60摩尔%、c=20~50摩尔%。]
此外,作为本发明的化学式2的化合物的优选的例子,可列举下述化学式2-1的化合物。
[化学式2-1]
[式中,R7、R8、R9和R10相互独立地为氢或甲基,d=10~30摩尔%、e=10~20摩尔%、f=30~60摩尔%、g=10~30摩尔%。]
本发明的第1树脂发挥改善感光性树脂组合物的耐化学性和反应性的功能,从这样的方面出发,第1树脂的重均分子量优选为6,000~12,000。在上述分子量范围内能够显示最优异的反应性和耐化学性。
本发明的第2树脂发挥改善感光性树脂组合物的图案形成性和耐热性等的耐久性的功能,从这样的方面出发,第2树脂的重均分子量优选为20,000~30,000。在上述分子量范围内能够显示最优异的图案形成性和耐热性等。
本发明的第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为50:50~90:10,可优选为70:30~80:20。如果第1树脂的含量比第2树脂少,低温固化性降低,产生显影后的残渣。如果第1树脂的含量超过第2树脂重量的9倍,则图案形成性降低。
本发明的第1树脂和第2树脂能够相互独立地在化学式1和2的重复单元以外进一步包含由本领域中的公知的其他的单体形成的重复单元,可只由化学式1的重复单元形成。
作为形成可在化学式1和2中进一步的添加的重复单元的单体,并无特别限定,可列举例如巴豆酸等一元羧酸类;富马酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸类和它们的酸酐;ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等在两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯类;乙烯基甲苯、对-氯苯乙烯、邻-甲氧基苯乙烯、间-甲氧基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、邻-乙烯基苄基甲基醚、间-乙烯基苄基甲基醚、对-乙烯基苄基甲基醚、邻-乙烯基苄基缩水甘油基醚、间-乙烯基苄基缩水甘油基醚、对-乙烯基苄基缩水甘油基醚等芳香族乙烯基化合物;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、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺等N-取代马来酰亚胺系化合物;(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)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸2-双环戊氧基乙酯等脂环族(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酸苯酯等(甲基)丙烯酸芳基酯类;3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等不饱和氧杂环丁烷化合物;(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯等不饱和环氧乙烷化合物;在碳数4~16的环烷烃或双环烷烃环取代的(甲基)丙烯酸酯;等。这些能够单独或者将2种以上混合使用。
碱可溶性树脂(A)优选酸值为20~200(KOHmg/g)的范围。如果酸值为上述范围内,能够具有优异的显影性和经时稳定性。
对碱可溶性树脂(A)的含量并无特别限定,例如,以固形粉为基准,相对于感光性树脂组合物合计100质量份,可以以10~90质量份、优选地25~70质量份含有。在上述数值范围内含有的情形下,由于对于显影液的溶解性充分,因此显影性变得良好,能够形成具有优异的机械物性的光固化图案。
聚合性化合物(B)
用于本发明的感光性树脂组合物的聚合性化合物(B)可增加制造工序中的交联密度,强化光固化图案的机械特性。
聚合性化合物(B)可无特别限制地使用本领域中使用的聚合性化合物,例如,为单官能单体、2官能单体和其他的多官能单体,对其种类并无特别限定,作为其实例可列举下述化合物。
作为单官能单体的具体例,可列举壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。作为2官能单体的具体例,可列举1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。作为其他的多官能单体的具体例,可列举三羟甲基丙烷三(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、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。这些中,优选使用2官能以上的多官能单体。
对上述聚合性化合物(B)的含量并无特别限定,例如,以感光性树脂组合物中的固形粉为基准,相对于碱可溶性树脂100质量份,以10~90质量份、优选地30~80质量份的范围使用。在上述的含量范围内含有聚合性化合物(B)的情形下,能够具有优异的耐久性,能够提高组合物的显影性。
多官能硫醇化合物(C)
本发明的多官能硫醇化合物是3官能以上的硫醇化合物,具有如下功能:提高交联密度,提高光固化图案的耐久性和与基材的密合性,防止高温下的黄变现象。
本发明的3官能以上的多官能硫醇化合物是3官能以上的硫醇化合物,只要是可用于感光性树脂组合物的化合物,则并无特别限定,优选4官能以上的硫醇化合物。本发明的硫醇化合物可表示在例如下述化学式3中。
[化学式3]
[式中,Z1为亚甲基或碳数2~10的直链或支链的亚烷基或烷基亚甲基,Y为单键、-CO-、-O-CO-或-NHCO-,n为3~10的整数,X为能够具有1个或多个醚键的碳数2~70的n价的烃基,或者n为3,X为下述化学式4所示的3价的基团。]
[化学式4]
[式中,Z2、Z3和Z4相互独立地为亚甲基或碳数2~6的亚烷基,“*”表示键合端。]
n优选为4以上或者优选为4~10的整数,更优选为4、6或8。
作为n为3的情形的X,可列举例如下述化学式5所示的3价的基团,作为n为4、6或8的情形的X,作为各自优选的实例,可列举例如下述化学式6所示的4、6或8价的基团等。
[化学式5]
[式中,“*”表示键合端。]
[化学式6]
[式中,m为0~2的整数,“*”表示键合端。]
对本发明的多官能硫醇化合物(C)的含量并无特别限定,例如,以感光性树脂组合物中的固形粉为基准,相对于碱可溶性树脂100质量份,以0.1~15质量份、优选地1~10质量份的范围使用。在上述的含量范围含有多官能硫醇化合物(C)的情形下,能够发挥优异的低温固化性能。
光聚合引发剂(D)
本发明的光聚合引发剂(D)只要能将上述聚合性化合物(B)聚合,能够对其种类并无特别限制地使用,能够使用例如从苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、联咪唑系化合物、噻吨酮系化合物、肟酯系化合物中选择的至少1种的化合物,优选地,优选使用肟酯系化合物。
作为上述苯乙酮系化合物的具体例,可列举二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
作为上述二苯甲酮系化合物的具体例,可列举二苯甲酮、邻-苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作为上述三嗪系化合物的具体例,可列举2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述联咪唑系化合物的具体例,可列举2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑或4,4’,5,5’位的苯基被烷氧基羰基取代的咪唑化合物等,优选地,可列举2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。
作为上述噻吨酮系化合物的具体例,可列举2-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。
作为上述肟酯系化合物的具体例,可列举邻-乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-辛二酮-1-(4-苯硫基)苯基-2-(邻-苯甲酰基肟)或乙酮、1-(9-乙基)-6-(2-甲基苯甲酰基-3-基)-1-(邻-乙酰基肟)等,作为市售品,有CGI-124(チバガイギー社)、CGI-224(チバガイギー社)、IrgacureOXE-01(BASF社)、IrgacureOXE-02(BASF社)、N-1919(アデカ社)、NCI-831(アデカ社)等。
此外,上述光聚合引发剂(D),为了提高本发明的感光性树脂组合物的感光度,可进一步包含光聚合引发助剂。本发明的感光性树脂组合物通过包含光聚合引发助剂,感光度进一步提高,能够提高生产率。
作为上述光聚合引发助剂,可列举从胺化合物、羧酸化合物、和具有硫醇基的有机硫化合物中选择的1种以上的化合物。
作为上述胺化合物的具体例,可列举三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺等脂肪族胺化合物、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’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称:米蚩酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等,优选使用芳香族胺化合物。
作为上述羧酸化合物的具体例,优选为芳香族杂醋酸类,可列举例如苯基硫代醋酸、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。
作为上述具有硫醇基的有机硫化合物的具体例,可列举2-巯基苯并噻唑、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)等。
对上述光聚合引发剂(D)的含量并无特别限定,例如,以固形粉为基准,相对于感光性树脂组合物的全体100质量份,可以以0.1~10质量份的量含有,优选地,可以以0.1~5质量份的量含有。满足上述数值范围的情况下,由于感光性树脂组合物的高感光度化而缩短曝光时间,因此生产率提高,能够维持高的析像清晰度,在形成的像素部的强度和像素部的表面的平滑性变得良好的方面优选。
溶剂(E)
溶剂(E)只要是本领域中通常使用的溶剂,则能够无限制地使用任何溶剂。
作为上述溶剂的具体例,可列举乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚和乙二醇单丁基醚这样的乙二醇单烷基醚类;二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚等二甘醇二烷基醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类;丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁基酯、甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类;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;醋酸甲氧基丁酯、醋酸乙氧基丁酯、醋酸丙氧基丁酯、醋酸丁氧基丁酯等丁二醇单烷基醚醋酸酯类;丙酸甲氧基丁酯、丙酸乙氧基丁酯、丙酸丙氧基丁酯、丙酸丁氧基丁酯等丁二醇单烷基醚丙酸酯类;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、1,3,5-三甲苯等芳香族烃类;甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇类;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-丁内酯等环状酯类等。这些溶剂能够各自单独使用或者将2种以上混合使用。
上述溶剂,如果考虑涂布性和干燥性,可使用亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、酮类、丁二醇烷基醚乙酸酯类、丁二醇单烷基醚类、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等酯类,更优选地,可使用丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、醋酸甲氧基丁酯、甲氧基丁醇、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。
上述溶剂(E)的含量,相对于感光性树脂组合物的全体100质量份,可以以40~95质量份、优选地45~85质量份的量含有。满足上述范围的情况下,采用旋涂器、狭缝和旋转涂布器、狭缝涂布器(也有时称为“模压涂布器”、“帘式流动涂布器”)、喷墨等涂布装置涂布时,涂布性变得良好,因此优选。
添加剂(E)
本发明涉及的感光性树脂组合物,根据需要可还含有填充剂、其他的高分子化合物、固化剂、流平剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝聚剂、链转移剂等添加剂。
作为上述填充剂的具体例,可列举玻璃、二氧化硅、氧化铝等。
作为上述其他的高分子化合物的具体例,可列举环氧树脂、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、聚丙烯酸氟烷基酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。
上述固化剂用于提高深部固化和机械强度,作为固化剂的具体例,可列举环氧化合物、多官能异氰酸酯化合物、蜜胺化合物、氧杂环丁烷化合物等。
在上述固化剂中作为环氧化合物的具体例,可列举双酚A系环氧树脂、氢化双酚A系环氧树脂、双酚F系环氧树脂、氢化双酚F系环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、其他的芳香族系环氧树脂、脂环族系环氧树脂、缩水甘油基酯系树脂、缩水甘油基胺系树脂、或这样的环氧树脂的溴代衍生物、环氧树脂及其溴代衍生物以外的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物、丁二烯(共)聚合物环氧化合物、异戊二烯(共)聚合物环氧化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等。
在上述固化剂中作为氧杂环丁烷化合物的具体例,可列举碳酸酯双氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷、环己烷二羧酸双氧杂环丁烷等。
对于上述固化剂,能够与该固化剂一起将能够使环氧化合物的环氧基、氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架开环聚合的固化辅助化合物并用。作为上述固化辅助化合物,可列举例如多元羧酸类、多元羧酸酐类、产酸剂等。
上述羧酸酐类能够利用作为环氧树脂固化剂已市售的产品。作为上述环氧树脂固化剂,可列举例如商品名アデカハードナーEH-700(アデカ工业(株)制造)、商品名リカシッドHH(新日本理化(株)制造)、商品名MH-700(新日本理化(株)制造)等。上述例示的固化剂能够单独地使用或者将2种以上混合使用。
作为上述流平剂,能够使用市售的表面活性剂,可列举例如有机硅系、氟系、酯系、阳离子系、阴离子系、非离子系、两性等表面活性剂等,这些可各自单独使用,也可将2种以上组合使用。
作为上述表面活性剂,可列举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、山梨糖醇酐脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类、聚乙烯亚胺类等,除此以外,作为商品名,可列举KP(信越化学工业(株)制造)、ポリフロー(共荣化学(株)制造)、エフトップ(トーケムプロダクツ社制造)、メガファック(大日本インキ化学工业(株)制造)、フロラード(住友スリーエム(株)制造)、アサヒガード、サーフロン(以上为旭硝子(株)制造)、ソルスパース(ゼネカ(株)制造)、EFKA(EFKACHEMICALS社制造)、PB821(味の素(株)制造)等。
作为上述密合促进剂,优选硅烷系化合物,具体地,可列举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、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-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油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。
作为上述抗氧化剂,具体地,可列举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]二氧杂磷杂环庚烯、3,9-双[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’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4,4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、2,2’-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、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’’-(1,3,5-三甲苯-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。
作为上述紫外线吸收剂,具体地,可列举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。
作为上述防凝聚剂,具体地,可列举聚丙烯酸钠等。
作为上述链转移剂,具体地,可列举十二烷基硫醇、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。
<光固化图案和图像显示装置>
本发明的目的在于提供用上述感光性树脂组合物制造的光固化图案和包含上述光固化图案的图像显示装置。
用上述感光性树脂组合物制造的光固化图案的低温固化性优异,耐化学性、耐热性等优异。由此,能够在图像显示装置中用于各种图案,例如粘合剂层、阵列平坦化膜、保护膜、绝缘膜图案等,可利用于光致抗蚀剂、黑底、柱状间隔物图案、黑色柱状间隔物图案等,但并不受其限制,特别地,非常优选作为光致抗蚀剂图案。
作为具备这样的光固化图案或者在制造过程中使用上述图案的图像显示装置,可列举液晶显示装置、OLED、柔性显示器等,但并不限定于此,可列举能够应用的本领域中已知的全部的图像显示装置。
光固化图案能够通过将前述的本发明的感光性树脂组合物在基材上涂布,(根据需要经过显影工序后)形成光固化图案而制造。
首先,将感光性树脂组合物涂布于基板后,通过加热干燥,从而将溶剂等挥发成分除去而得到平滑的涂膜。
作为涂布方法,可采用例如旋转涂布、柔软涂布法、辊式涂布法、狭缝和旋转涂布或者狭缝涂布法等实施。涂布后进行加热干燥(预烘焙),或者减压干燥后加热,使溶剂等挥发成分挥发。在此,加热温度为相对低的温度,即70~100℃。加热干燥后的涂膜厚度通常为1~8μm左右。对于这样得到的涂膜,通过用于形成目标的图案的掩模而照射紫外线。此时,为了对曝光部的全体均匀地照射平行光线,而且为了进行掩模与基板的正确的对位,优选使用掩模对位器或步进器等装置。如果照射紫外线,则进行照射了紫外线的部位的固化。
作为上述紫外线,能够使用g线(波长:436nm)、h线、i线(波长:365nm)等。紫外线的照射量能够根据需要适当选择,在本发明中并无限定。如果根据需要使固化结束的涂膜与显影液接触,使非曝光部溶解而显影,则能够形成目标的图案形状。
上述显影方法可以使用液添加法、浸渍法、喷雾法等的任一种。此外,显影时可使基板倾斜到任意的角度。上述显影液通常是含有碱性化合物和表面活性剂的水溶液。上述碱性化合物可以是无机和有机碱性化合物的任一种。作为无机碱性化合物的具体例,可列举氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼酸钠、硼酸钾、氨等。此外,作为有机碱性化合物的具体例,可列举四甲基氢氧化铵、2-羟基乙基三甲基氢氧化铵、单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺、乙醇胺等。
这些无机和有机碱性化合物能够各自单独地使用或者将2种以上组合使用。碱显影液中的碱性化合物的浓度优选为0.01~10质量%,更优选为0.03~5质量%。
上述碱显影液中的表面活性剂,能够使用从非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、或阳离子系表面活性剂中选择的至少一种。
作为上述非离子系表面活性剂的具体例,可列举聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、其他的聚氧乙烯衍生物、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
作为上述阴离子系表面活性剂的具体例,可列举月桂醇硫酸酯钠、油醇硫酸酯钠等高级醇硫酸酯盐类、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵等烷基硫酸盐类、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠等烷基芳基磺酸盐类等。
作为上述阳离子系表面活性剂的具体例,可列举硬脂胺盐酸盐、月桂基三甲基氯化铵等胺盐或季铵盐等。这些表面活性剂能够各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
上述显影液中的表面活性剂的浓度,通常为0.01~10重量%,优选为0.05~8重量%,更优选为0.1~5重量%。显影后,进行水洗,在相对低的温度,即70~100℃下实施10~60分钟的后烘焙。
以下为了使本发明的理解变得容易,示出优选的实施例,这些实施例只不过是对本发明进行例示,不应限制所附的专利权利要求的范围,在本发明的范畴和技术思想的范围内对实施例能够进行各种改变并且能够进行修正,这对本领域技术人员而言是显而易见的,这样的改变和修正当然也属于所附的专利权利要求的范围。
调制例1:碱可溶性树脂(第1树脂(A-1))的合成
使具备回流冷却器、滴液漏斗和搅拌器的1L的烧瓶内成为氮气氛下,装入甲基乙基二甘醇300质量份,边搅拌边加热到70℃。接下来,将下述化学式5和6的混合物(摩尔比50:50)300质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯150质量份和甲基丙烯酸50质量份溶解于甲基乙基二甘醇140质量份,调制溶液。
[化学式5]
[化学式6]
使用滴液漏斗将调制的溶液历时4小时滴入温度保持在70℃的烧瓶内。另一方面,将使聚合引发剂2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)30质量份溶解于甲基乙基二甘醇225质量份的溶液使用另外的滴液漏斗历时4小时滴入烧瓶内。聚合引发剂的溶液的滴入结束后,历时4小时维持于70℃,然后冷却到室温,得到了固形粉36.7质量%、酸值59mg-KOH/g(固形粉换算)的共聚物(第1树脂(A-1))的溶液。
得到的树脂A-1的重均分子量(Mw)为8,200,分子量分布为1.85。
此时,上述分散树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定使用HLC-8120GPC(东ソー(株)制造)装置,柱将TSK-GELG4000HXL和TSK-GELG2000HXL串联连接而使用,柱温度为40℃,移动相溶剂为四氢呋喃,流速为1.0mL/分钟,注入量为50μL,检测器使用RI,测定试料浓度为0.6质量%(溶剂=四氢呋喃),校正用标准物质使用了TSKSTANDARDPOLYSTYRENEF-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(东ソー(株)制)。
将上述得到的重均分子量与数均分子量之比作为分子量分布(Mw/Mn)。
调制例2:碱可溶性树脂(第2树脂(A-2))的合成
使氮以0.02L/分钟流入具备回流冷却器、滴液漏斗和搅拌器的1L的烧瓶内,使其成为氮气氛下,装入甲基乙基二甘醇300质量份,边搅拌边加热到70℃。接下来,使苯乙烯30质量份、甲基丙烯酸45质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯135质量份、2-(八氢-4,7-桥亚甲基-1H-茚-5-基)甲基-2-丙烯酸酯65质量份溶解于甲基乙基二甘醇140质量份,调制溶液。
使用滴液漏斗将调制的溶解液历时4小时滴入温度保持在70℃的烧瓶内。另一方面,将使聚合引发剂2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)30质量份溶解于甲基乙基二甘醇225质量份的溶液使用另外的滴液漏斗历时4小时滴入烧瓶内。聚合引发剂的溶液的滴入结束后,历时4小时维持于70℃,然后冷却到室温,得到了固形粉32.4质量%、酸值31mg-KOH/g(固形粉换算)的共聚物(第2树脂(A-2))的溶液。
得到的树脂A-2的重均分子量(Mw)为28,000,分子量分布为3.20。
此时,上述分散树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定使用HLC-8120GPC(东ソー(株)制造)装置,柱将TSK-GELG4000HXL和TSK-GELG2000HXL串联连接而使用,柱温度为40℃,移动相溶剂为四氢呋喃,流速为1.0mL/分钟,注入量为50μL,检测器使用RI,测定试料浓度为0.6质量%(溶剂=四氢呋喃),校正用标准物质使用了TSKSTANDARDPOLYSTYRENEF-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(东ソー(株)制)。
将上述得到的重均分子量与数均分子量之比作为分子量分布(Mw/Mn)。
调制例3:碱可溶性树脂(A-3)的合成
在具备搅拌器、温度计、回流冷却管、滴液漏斗和氮导入管的烧瓶中装入丙二醇单甲基醚乙酸酯182g,以0.02L/分钟使氮流入以使烧瓶内气氛由空气成为氮后,升温到100℃后,用滴液漏斗历时2小时向烧瓶中滴入在包含甲基丙烯酸60质量份、甲基丙烯酸甲酯40质量份、2-(八氢-4,7-桥亚甲基-1H-茚-5-基)甲基-2-丙烯酸酯20质量份和丙二醇单甲基醚乙酸酯136g的混合物中添加了偶氮二异丁腈3.6g的溶液,在100℃下进一步继续搅拌5小时。接下来,将甲基丙烯酸缩水甘油酯30质量份、三(二甲基氨基)甲基苯酚0.9g和氢醌0.145g投入烧瓶内,在110℃下进行6小时反应,得到了固形粉酸值为110mgKOH/g的共聚物(第3树脂(A-3))。采用GPC测定的聚苯乙烯换算的重均分子量为33,000,分子量分布(Mw/Mn)为4.0。
此时,上述分散树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定使用HLC-8120GPC(东ソー(株)制造)装置,柱将TSK-GELG4000HXL和TSK-GELG2000HXL串联连接而使用,柱温度为40℃,移动相溶剂为四氢呋喃,流速为1.0mL/分钟,注入量为50μL,检测器使用RI,测定试料浓度为0.6质量%(溶剂=四氢呋喃),校正用标准物质使用了TSKSTANDARDPOLYSTYRENEF-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(东ソー(株)制)。
将上述得到的重均分子量与数均分子量之比作为分子量分布(Mw/Mn)。
实施例和比较例
按下述表1中记载的组成调制负型感光性树脂组合物。
【表1】
试验方法
将2英寸见方的玻璃基板(イーグル2000、コーニング社制造)用中性洗剂、水和醇依次洗净后,干燥。在该玻璃基板上分别旋转涂布上述实施例和比较例中调制的感光性树脂组合物后,利用热板在90℃下进行125秒预烘焙。将进行了上述预烘焙的基板在常温下冷却后,使与石英硝子制造的光掩模的间隔为150μm,使用曝光机(UX-1100SM;Ushio(株)制造)以60mJ/cm2的曝光量(365nm基准)照射光。此时,光掩模使用了将以下的图案在同一平面上形成的光掩模。
具有作为30μm正方形图案的正四方形的开口部(孔图案),相互间隔为100μm,在光照射后在包含非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液中将上述涂膜在25℃下浸渍60秒而显影,在水洗后在烘箱中、90℃下实施了1小时后烘焙。对于这样得到的图案如下所述实施物性评价,将其结果示于下述表2中。
(1)孔线宽:孔图案形成时对底面的X方向和Y方向测定的平均值。上述的实施中,进行了利用30μm正方形图案的图案形成。
(2)CD-Bias:是从制造的实际图案大小减去应用的掩模大小所得的值,实际图案大小越接近应用的掩模大小,则能够判断图案形成性能越优异。
这种情况下,具有接近0的值的组成判断为更为优异。
(3)显影后残渣:用显微镜确认在孔图案形成时显影阶段后是否存在在未曝光部表面残留的部分(优选没有产生)。
(4)耐热残膜率:将图案形成完成的显影后固化物在90℃下加热1小时,最终固化后进一步在230℃下加热30分钟,观察追加加热导致的膜收缩的程度。低温固化条件下固化性能优异的材料视为追加加热导致的膜收缩小,追加加热后的耐热残膜率高,则能够判断为低温固化性能更为优异。
(5)耐化学性评价:在90℃下加热1小时,将经过了固化阶段的涂膜浸渍于HNO3和HCl水溶液中,处理45分钟/6分钟。
然后,基于ASTMD-3359-08标准试验条件,采用将用刀具切割而成的表面附着胶带后剥离的方法确认了密合性。
化学品液处理后对切割/胶带试验中涂膜的剥离发生的程度,基于标准试验法,规定为0B-5B,5B判断为具有最优异的性能(5B:剥离0%、4B:剥离小于5%、3B:剥离5以上~小于15%、2B:剥离15以上~小于35%、1B:剥离35以上~小于65%、0B:65%以上)。
(6)透过率:将图案形成完成的显影后固化物在90℃下加热1小时,最终固化后,测定涂膜部分的透过率。
【表2】
参考上述表2,能够确认根据本发明的感光性树脂组合物在低温固化条件下制造的图案的图案形成特性和耐化学性、耐热性等优异。
具体地,对于只使用了第1树脂的比较例1和没有使用本发明的第2树脂的比较例4,可知孔图案的显现特性显著地低,对于只使用了第2树脂的比较例2,可知产生显影残渣,耐热残膜率不到70%,因此低温固化性能差。
此外,对于没有使用硫醇化合物的比较例3和使用了2官能硫醇的比较例5,可知可靠性显著地降低。
Claims (9)
1.负型感光性树脂组合物,其包含:含有包含下述化学式1所示的重复单元的第1树脂和包含下述化学式2所示的重复单元的第2树脂的碱可溶性树脂(A)、聚合性化合物(B)、3官能以上的多官能硫醇化合物(C)、光聚合引发剂(D)和溶剂(E),上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为50:50~90:10,
式中,R1、R2和R3相互独立地为氢或甲基,
R4为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R5为来自从下述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R6为来自从下述式(10)~(12)中选择的单体的结构,
a=10~30摩尔%、b=30~60摩尔%、c=20~50摩尔%,
式中,R7、R8、R9和R10相互独立地为氢或甲基,
R11为来自从甲基丙烯酸、丙烯酸、琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构,
R12为来自从甲基丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇丙烯酸酯、苯氧基二甘醇丙烯酸酯、(2-苯基)苯氧基乙氧基丙烯酸酯、2-羟基-(2-苯基)苯酚丙基丙烯酸酯、2-羟基-(3-苯基)苯氧基丙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、N-苄基马来酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基四甘醇甲基丙烯酸酯、苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基二甘醇甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯中选择的单体的结构,
R13为来自从上述式(1)~(9)中选择的单体的结构,
R14为来自从下述式(13)~(19)中选择的单体的结构,
d=10~30摩尔%、e=10~20摩尔%、f=30~60摩尔%、g=10~30摩尔%。
2.权利要求1所述的负型感光性树脂组合物,其中,上述第1树脂与上述第2树脂的混合重量比为70:30~80:20。
3.权利要求1所述的负型感光性树脂组合物,其中,上述第1树脂的重均分子量为6,000~12,000。
4.权利要求1所述的负型感光性树脂组合物,其中,上述第2树脂的重均分子量为20,000~30,000。
5.权利要求1所述的负型感光性树脂组合物,其中,上述多官能硫醇化合物为4官能以上。
6.权利要求1所述的负型感光性树脂组合物,其中,在70~100℃的低温下能够固化。
7.用权利要求1-6的任一项所述的负型感光性树脂组合物形成的光固化图案。
8.权利要求7所述的光固化图案,其中,上述光固化图案选自阵列平坦化膜图案、保护膜图案、绝缘膜图案、光致抗蚀剂图案、黑底图案、柱状间隔物图案和黑色柱状间隔物。
9.图像显示装置,其包含权利要求7所述的光固化图案。
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