CN105988288B - 感光性树脂组合物、光固化图案及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供感光性树脂组合物、由其形成的光固化图案和具备该光固化图案的图像显示装置。本发明涉及通过包含特定结构的化合物，从而可以低温固化、耐化学性优异的感光性树脂组合物、由其形成的光固化图案和具备该光固化图案的图像显示装置。

Description

感光性树脂组合物、光固化图案及图像显示装置
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物、由该感光性树脂组合物形成的光固化图案、及具备该光固化图案的图像显示装置。
背景技术
在显示器领域中，使用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、柱状间隔物等各种各样的光固化图案。具体而言，将感光性树脂组合物通过光刻工序选择性地曝光及显影而形成期望的光固化图案。在该过程中，为了提高工序上的收率、提高应用对象的物性，要求高感度的感光性树脂组合物。
近年来，在LCD制造工序中，为了提高生产率，进行了在图案制造时用低温烧成工序而非高温烧成工序来制造高可靠性的滤光器的研究。但是，在200℃以下将以往的感光性树脂组合物固化的情况下，产生了如下等问题：无法充分地进行上述树脂组合物的固化，与下部基板的密合性下降，发生图案的剥离，为了形成薄膜，曝光量増加，感度降低。因此，对于在低温烧成工序中可以充分固化的低温固化型的着色感光性树脂组合物的要求在提高。
进而，在可以低温固化的同时，感光性树脂组合物在工序中被放置于酸、碱等的严酷环境中的情况下，也要求改善耐化学性。
专利文献1公开了感光性树脂组合物，其包含：包含用含有封闭异氰酸酯基的单体、具有烯属不饱和双键和酸基的单体、和具有1个以上的烯属不饱和双键的单体聚合的共聚物的粘合剂树脂；具有烯属不饱和双键的多官能性单体；引发剂；着色剂和溶剂，但没有提出对于上述的问题的替代方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利第2014-0147056号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供在低温下可固化的同时形成的图案的耐化学性等的耐久性优异的感光性树脂组合物。
另外，本发明的目的在于提供由上述感光性树脂组合物形成的光固化图案。
进而，本发明的目的在于提供具备上述光固化图案的图像显示装置。
用于解决课题的手段
1、感光性树脂组合物，其包含下述化学式1的化合物。
Figure BDA0000939344200000021
(式中，R1～R6、R8和R9各自独立地为氢或碳数1～6的直链或支链的烷基，R7为氢，所述X－为有机酸盐阴离子。)
2、根据上述项目1所述的感光性树脂组合物，其中，所述化学式1的化合物中的R1～R9全部为氢。
3、根据上述项目1所述的感光性树脂组合物，其中，所述化学式1的化合物的阴离子为选自对-甲苯磺酸根阴离子、2-羧基苯甲酸根阴离子和辛酸根阴离子中的任一个。
4、根据上述项目1所述的感光性树脂组合物，其中，相对于组合物的全体100重量份，以0.05～10重量份含有所述化学式1的化合物。
5、根据上述项目1所述的感光性树脂组合物，其中，还包含碱可溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂。
6、根据上述项目5所述的感光性树脂组合物，其中，所述碱可溶性树脂包含具有环氧基的碱可溶性树脂。
7、根据上述项目5所述的感光性树脂组合物，其中，所述碱可溶性树脂包含具有由下述化学式2表示的重复单元的第1树脂和具有由下述化学式3表示的重复单元的第2树脂。
Figure BDA0000939344200000031
(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、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)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，
Figure BDA0000939344200000032
Figure BDA0000939344200000041
R6为来自从下述式(10)～(12)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000042
a＝10～60摩尔％、b＝20～50摩尔％、c＝10～70摩尔％。)
Figure BDA0000939344200000043
(式中，R1、R2、R3及R4相互独立地为氢或甲基，
R5为来自从(甲基)丙烯酸、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯及琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构，
R6为来自从(甲基)丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、(2-苯基)苯氧基乙氧基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-(2-苯基)苯酚丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-(3-苯基)苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、(甲基)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)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯中选择的单体的结构，
R7为来自从下述式(1)～(9)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000051
R8为来自从下述式(10)～(16)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000052
Figure BDA0000939344200000061
d＝10～30摩尔％、e＝10～20摩尔％、f＝30～60摩尔％、g＝10～30摩尔％。)
8、根据上述项目5所述的感光性树脂组合物，其中，还包含多官能硫醇化合物。
9、根据上述项目1所述的感光性树脂组合物，其在70～100℃下可以固化。
10、光固化图案，其由根据上述项目1～9中任一项所述的感光性树脂组合物制造。
11、根据上述项目10所述的光固化图案，其中，所述光固化图案选自粘接剂层、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、滤色器图案、黑底图案和柱状间隔物图案。
12、图像显示装置，其包含根据上述项目10所述的光固化图案。
发明的效果
本发明的感光性树脂组合物由于在低温下可以固化，因此显示优异的反应性。
另外，由本发明的感光性树脂组合物制造的图案显示优异的耐化学性等的高耐久性。
本发明尤其可以适用于负型感光性树脂。
具体实施方式
本发明涉及：通过包含特定结构的化合物从而在低温下可以固化、耐化学性优异的感光性树脂组合物、由其形成的光固化图案和具备该光固化图案的图像显示装置。
以下，对本发明进行详细说明。
感光性树脂组合物
本发明的感光性树脂组合物包含下述化学式1的化合物。
Figure BDA0000939344200000071
式中，R1～R6、R8和R9各自独立地为氢或碳数1～6的直链或支链的烷基，R7为氢，上述X－为有机酸盐阴离子。
上述化学式1的化合物的R7位的氢为酸性(acidic)，容易脱离，因此即使在100℃以下的低温下也可以进行感光性树脂组合物的固化。特别是在碱可溶性树脂中含有环氧结构的情况下，通过上述酸性(acidic)氢使上述环氧环开环，能够进一步提高低温下的固化度。
作为本发明的一实施方式，上述化学式1的化合物中的R1～R9可以全部为氢。
上述化学式1的化合物的阴离子(X-)只要是不容易与从R7位脱离的氢结合，离子化度高，并且不脱离本发明的目的，则对其种类并无特别限制。具体地，可以是选自对-甲苯磺酸根阴离子、2-羧基苯甲酸根阴离子和辛酸根阴离子中的任一个。
本发明的感光性树脂组合物中，对由上述化学式1表示的化合物的含量并无特别限制，具体地，相对于组合物的全体100重量份，可以含有0.05～5重量份、优选地0.1～5重量份。如果由上述化学式1表示的化合物的含量为上述的范围内，则感光性树脂组合物的低温固化能力进一步提高。
本发明的感光性树脂组合物，除了化学式1的化合物以外，能够进一步包含本领域中的公知的成分。例如，能够进一步包含碱可溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂。
碱可溶性树脂
本发明中，碱可溶性树脂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，只要是不脱离本发明的目的的范围，能够没有特别限制地使用其种类。
作为具体例，作为丙烯酸系共聚物，可列举含有羧基的单体和可与上述单体共聚的其他单体的共聚物等。
作为含有羧基的单体的具体例，可列举不饱和单羧酸、或者不饱和二羧酸、不饱和三羧酸等在分子中具有1个以上的羧基的不饱和多元羧酸等不饱和羧酸等。
这些含有羧基的单体可以各自单独地使用或者将2种以上混合使用。
作为可与上述含有羧基的单体共聚的其他单体的具体例，可列举芳香族乙烯基化合物；
不饱和羧酸酯类；
不饱和羧酸氨基烷基酯类；
不饱和羧酸缩水甘油酯类；
羧酸乙烯酯类；
不饱和醚类；
氰化乙烯化合物；
不饱和酰胺类；
不饱和酰亚胺类；
脂肪族共轭二烯类；
在聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚硅氧烷的聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大分子单体类等。
这些单体可以各自单独地使用或者将2种以上混合使用。
碱可溶性树脂中的含有羧基的单体单元的含量通常为10～50质量％，优选为15～40质量％，更优选为25～40质量％。含有羧基的单体单元的含量为10～50质量％的情况下，由于存在对于显影液的溶解性良好、显影时正确地形成图案的倾向，因此优选。
作为上述丙烯酸系共聚物，例如可列举(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/甘油单(甲基)丙烯酸酯共聚物等。其中，(甲基)丙烯酸酯意味着丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
其中，优选使用(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物。
上述碱可溶性树脂优选地可以包含具有环氧基的碱可溶性树脂。
作为上述具有环氧基的碱可溶性树脂的一实施方式，本发明的碱可溶性树脂可以含有具有由下述化学式2表示的重复单元的第1树脂和具有由下述化学式3表示的重复单元的第2树脂。
Figure BDA0000939344200000101
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、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)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，
Figure BDA0000939344200000102
R6为来自从下述式(10)～(12)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000103
Figure BDA0000939344200000111
a＝10～60摩尔％、b＝20～50摩尔％、c＝10～70摩尔％。
Figure BDA0000939344200000112
式中，R1、R2、R3及R4相互独立地为氢或甲基，
R5为来自从(甲基)丙烯酸、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯及琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯中选择的单体的结构，
R6为来自从(甲基)丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、(2-苯基)苯氧基乙氧基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-(2-苯基)苯酚丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-(3-苯基)苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、(甲基)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)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯中选择的单体的结构，
R7为来自从下述式(1)～(9)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000113
Figure BDA0000939344200000121
R8为来自从下述式(10)～(16)中选择的单体的结构，
Figure BDA0000939344200000122
d＝10～30摩尔％、e＝10～20摩尔％、f＝30～60摩尔％、g＝10～30摩尔％。
在本发明中，由化学式2及化学式3表示的各重复单元并非限定于由化学式2及化学式3表示的那样解释，括号内的子重复单元可以在规定的摩尔％范围内自由地位于链的任意位置。即，为了用摩尔％表示，化学式2及化学式3的各括号用一个嵌段表示，但如果在该树脂内，各子重复单元可以无限制地以嵌段或各自分离地分布。
作为本发明涉及的化学式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。
Figure BDA0000939344200000131
式中，R1、R2和R3相互独立地为氢或甲基，a＝10～60摩尔％、b＝20～50摩尔％、c＝10～70摩尔％。
另外，作为本发明涉及的化学式3的化合物的优选的例子，可列举下述化学式3-1的化合物。
Figure BDA0000939344200000132
式中，R1、R2、R3和R4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％。
本发明涉及的第1树脂具有改善感光性树脂组合物的耐化学性和反应性的功能。从这样的观点出发，第1树脂的重均分子量优选为6000～12000。在所述分子量范围内，能够显示最优异的反应性及耐化学性。
本发明涉及的第2树脂具有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。从这样的观点出发，第2树脂的重均分子量优选为20000～30000。在所述分子量范围内，能够显示最优异的图案形成性及耐热性等。
本发明涉及的第1树脂和所述第2树脂的混合重量比为50：50～90：10，优选地，可以为70：30～80：20。如果第1树脂的含量比第2树脂少，则低温固化性降低，显影后产生残渣。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。
除了化学式2及化学式3的重复单元以外，本发明涉及的第1树脂及第2树脂可以相互独立地进一步包含由该领域中的公知的其他单体所形成的重复单元，也可以仅由化学式2的重复单元形成。
碱可溶性树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量通常为5000～50000，优选为8000～40000，更优选为10000～35000，最优选为10000～30000。如果碱可溶性树脂的分子量为5000～50000，则涂膜硬度提高，残膜率也高，未曝光部对于显影液的溶解性良好，分辨率倾向于提高，因此优选。
碱可溶性树脂的酸值通常为50～150，优选为60～140，更优选为80～135，最优选为80～130。如果酸值为50～150，则对于显影液的溶解性提高，未曝光部容易溶解，高感度化，显影时曝光部的图案残留，残膜率倾向于提高，因此优选。在此，所谓酸值，是作为中和丙烯酸系聚合物1g所需的氢氧化钾的量(mg)测定的值，通常通过使用氢氧化钾水溶液进行滴定求出。
对碱可溶性树脂的含量没有特别限定，具体地，相对于100重量份的本发明的感光性树脂组合物的全体，可以包含10～90重量份、优选地25～80重量份。以上述的含量含有的情况下，在显影液中的溶解性充分，在非像素部分的基板上难以产生显影残渣，显影时曝光部的像素部分的膜减少难以发生，因此存在非像素部分的脱落性良好的倾向。进而，能够形成具有优异的机械物性的光固化图案，因此优选。
光聚合性化合物
本发明的感光性树脂组合物中所使用的聚合性化合物在制造工序中可以使交联密度增加，增强光固化图案的机械特性。
光聚合性化合物，可以没有特别限制地使用该领域中所使用的光聚合性化合物，例如为单官能单体、2官能单体及其它的多官能单体。对其种类没有特别限定，作为其实例可列举下述化合物。
作为单官能单体的具体例，可以举出：壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、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，可以举出：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。作为其它的多官能单体的具体例，可以举出：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的含量没有特别限定，例如，以感光性树脂组合物中的固体成分为基准，相对于碱可溶性树脂100重量份，以10～90重量份、优选地30～80重量份的范围使用。如果聚合性化合物的含量为上述范围，则能够具有优异的耐久性，能够提高组合物的显影性。
光聚合引发剂
本发明涉及的光聚合引发剂只要能够聚合上述光聚合性化合物，则对其种类没有特别限制，例如，可以使用选自苯乙酮系化合物、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、肟酯系化合物中的至少一种化合物，优选地，优选使用联咪唑系化合物或肟酯系化合物。
另外，为了提高本发明的感光性树脂组合物的感度，所述光聚合引发剂可以进一步包含光聚合引发助剂。本发明涉及的感光性树脂组合物通过含有光聚合引发助剂，感度进一步提高，可以提高生产率。
作为所述光聚合引发助剂，可以举出选自胺化合物、羧酸化合物及具有硫醇基的有机硫化合物中的一种以上的化合物。
对上述光聚合引发剂的含量没有特别限定，例如，以固体成分为基准，相对于感光性树脂组合物的全体100重量份，可以以0.1～10重量份含有，优选地，可以以0.1～5重量份含有。如果满足上述范围，感光性树脂组合物高感度化，曝光时间缩短，因此生产率提高，可以维持高的分辨率，而且形成的像素部的强度和像素部的表面的平滑性变得良好，故优选。
溶剂
溶剂只要为该领域中通常使用的溶剂，则均可以没有限制地使用。
作为上述溶剂的具体例，可以举出：乙二醇单烷基醚类；二甘醇二烷基醚类；乙二醇烷基醚乙酸酯类；亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类；丙二醇单烷基醚类；丙二醇二烷基醚类；丙二醇烷基醚丙酸酯类；丁二醇单烷基醚类；丁二醇单烷基醚乙酸酯类；丁二醇单烷基醚丙酸酯类；二丙二醇二烷基醚类；芳香族烃类；酮类；醇类；酯类；环状酯类等。在此例示的溶剂可以分别单独使用或混合使用2种以上。从涂布性及干燥性的观点出发，上述溶剂可优选使用亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、二甘醇二烷基醚类、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、酯类，进一步优选地，可使用丙二醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇甲基乙基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基丁醇、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。
对上述溶剂的含量并无特别限定，具体地，相对于感光性树脂组合物的全体100重量份，可以以40～95重量份、优选地45～85重量份含有。如果满足上述范围，则在用旋涂机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机(也称为模压涂布机、帘式流涂机)、喷墨涂布机等涂布装置进行涂布时，涂布性变得良好，故优选。
添加剂
根据需要，本发明涉及的感光性树脂组合物可以进一步含有填充剂、其它的高分子化合物、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。
对上述添加剂的含量并无特别限定，具体地，相对于感光性树脂组合物的全体100重量份，可以以0.1～15重量份、优选地0.1～10重量份含有。
光固化图案及图像显示装置
本发明的目的在于提供由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。
由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，耐化学性等优异。由此，可用于图像显示装置中的各种图案，例如粘接剂层、阵列平坦化膜、保护膜、绝缘膜图案等，也可用于光致抗蚀剂、黑底、柱状间隔物图案、黑色柱状间隔物图案等，但并不限定于此，特别适合作为光致抗蚀剂图案。
作为具备这样的光固化图案或在制造过程中使用上述图案的图像显示装置，可以举出：液晶显示装置、OLED、柔性显示器等，但并不限定于这些，可例示可应用的该领域中已知的所有图像显示装置。
光固化图案可以通过将上述的本发明的感光性树脂组合物涂布于基材上，(根据需要经过了曝光和显影工序后)形成光固化图案而制造。
以下，为了帮助理解本发明而示出优选的实施例，这些实施例只不过是对本发明进行例示，并不限制所附的专利权利要求书，对本领域技术人员而言，显而易见的是在本发明的范畴及技术思想的范围内可对实施例加以各种变更及修正，这样的变形及修正当然也属于所附的专利权利要求书。
制造例1：碱可溶性树脂(第1树脂)的合成
使具备回流冷凝器、滴液漏斗及搅拌器的1L的烧瓶内为氮气气氛，装入甲基乙基二甘醇300g(4.05摩尔)，边搅拌边加热到70℃。接下来，使下述的化学式8和化学式9的混合物(摩尔比为50：50)300g(1.36摩尔)、甲基丙烯酸缩水甘油酯150g(1.06摩尔)和甲基丙烯酸50g(1.7摩尔)溶解于甲基乙基二甘醇140g(0.94摩尔)，制备溶液。
Figure BDA0000939344200000181
使用滴液漏斗，历时4小时将制造的溶液滴入保温于70℃的烧瓶内。另一方面，使用另外的滴液漏斗、历时4小时将聚合引发剂的2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)30g(0.12摩尔)溶解于甲基乙基二甘醇225g(1.5摩尔)中的溶液滴入烧瓶内。聚合引发剂的溶液的滴加结束后，在70℃下维持4小时，然后，冷却到室温，得到了固体成分36.7质量％、酸值59mg-KOH/g(固体成分换算)的共聚物(第1树脂)的溶液。
得到的第1树脂的重均分子量Mw为8200，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)的测定中，使用HLC-8120GPC(东曹(株)制造)装置，另外，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，注入量为50μl，使用检测器RI，测定试样浓度为0.6质量％(溶剂＝四氢呋喃)，校正用标准物质使用了TSK STANDARDPOLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500((东曹(株)制造))。
将上述得到的重均分子量及数均分子量之比作为分子量分布(Mw/Mn)。
制造例2：碱可溶性树脂(第2树脂)的合成
作为单体，使用了苯乙烯30g(0.29摩尔)、甲基丙烯酸45g(0.5摩尔)、甲基丙烯酸缩水甘油酯135g(0.95摩尔)、2-(八氢-4，7-桥亚甲基-1H-茚-5-基)甲基-2-丙烯酸酯65g(0.3摩尔)以外，采用与制造例1同样的方法，得到了固形分32.4质量％、酸值31mg-KOH/g(固体成分换算)的共聚物(第2树脂)的溶液。
得到的第2树脂的重均分子量Mw为28000，分子量分布为3.20。
实施例1
在由制造例1合成的碱可溶性树脂1的12.8重量份、由制造例2合成的碱可溶性树脂2的27.0重量份、作为光聚合性化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA、日本化药(株)制造)9.7重量份、作为光聚合引发剂的肟酯系化合物OXE-01的0.7重量份、2，2’-双(2-氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基-1，2’-联咪唑的0.2重量份、和作为多官能硫醇化合物的(2，4，6-三氧代-1，3，5-三嗪-1，3，5-三基)三(乙烷-2，1-二基)三(3-巯基丁酸酯((2，4，6-trioxo-1，3，5-triazinane-1，3，5-triyl)tris(ethane-2，1-diyl)tris(3-mercaptobutanoate))的7.3重量份中混合作为添加剂的SH-8400的0.1重量份，为了提高固化度，将U-CAT SA506(2，3，4，6，7，8，9，10-八氢嘧啶并[1，2-a]氮杂
Figure BDA0000939344200000191
(2，3，4，6，7，8，9，10-octahydropyrimido[1，2-a]aqepin-1-ium)、和对甲苯磺酸根(p-toluenesulfonate)的盐、San Apro社制造)的0.2重量份、二甘醇甲基乙基醚：丙二醇单甲基醚乙酸酯的混合比(重量比)为4：6的溶剂混合以成为全体100重量份，搅拌3小时，制造感光性树脂组合物。
实施例2
使用了U-CAT SA810(阴离子为2-羧基苯甲酸根、San Apro社制造)以外，采用与实施例1同样的方法制造感光性树脂组合物。
实施例3
使用了U-CAT SA102(阴离子为辛酸根、San Apro社制造)以外，采用与实施例1同样的方法制造感光性树脂组合物。
实施例4
包含8重量份的U-CAT SA506、34.2重量份的溶剂以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
实施例5
包含12重量份的U-CAT SA506、30.2重量份的溶剂以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
比较例1
不含U-CAT SA506以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
比较例2
代替U-CAT SA506而包含1，8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳-7-烯(1，8-diazabicyclo[5，4，0]undec-7-ene)以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
比较例3
代替U-CAT SA506而包含U-CAT 5002(San Apro社制造)以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
比较例4
代替U-CAT SA506而使用了1-甲基-2，3，4，6，7，8，9，10-八氢嘧啶并[1，2-a]氮杂
Figure BDA0000939344200000201
(1-methyl-2，3，4，6，7，8，9，10-octahydropyrimido[1，2-a]aqepin-1-ium)、和对甲苯磺酸根(p-toluenesulfonate)的盐以外，采用与实施例1同样的方法制造了感光性树脂组合物。
试验方法
使用中性洗剂、水及醇依次清洗2英寸×2英寸的玻璃基板(Eagle2000；康宁公司制造)后干燥。在该玻璃基板上分别旋涂上述实施例及比较例中制造的感光性树脂组合物后，使用热板在90℃下预烘焙125秒。将上述预烘焙的基板冷却到25℃后，使与石英玻璃制光掩模的间隔为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形成于同一平面上的光掩模。
具有30μm正方形图案(square pattern)的正四边形的开口部(Hole图案)，相互间隔为100μm，光照射后，将上述涂膜在含有非离子系表面活性剂0.12％和氢氧化钾0.04％的水系显影液中在25℃下浸渍60秒而显影，水洗后，在烘箱中，在80℃下进行了后烘焙1小时。对于这样得到的图案进行下述的物性评价，将其结果示于下述表1。
(1)耐热残膜率(低温固化性能评价)
将完成了图案形成的显影后的固化物在80℃下加热1小时，最终固化后，进一步在230℃下加热30分钟，观察追加加热产生的膜收缩的程度。
在低温固化条件下固化性能优异的材料视为追加加热中的膜收缩小的材料，追加加热后的耐热残膜率高的材料可以判断为低温固化性能更为优异的材料。
(2)耐酸性评价
将采用上述的方法制造的涂膜在45℃下在HNO3和HCl水溶液中浸渍2分钟。然后，在用切割机切割的表面粘贴胶带，对于剥离时涂膜的剥离发生的程度，基于标准试验条件(ASTM D-3359-08)确认密合性，从而评价耐酸性。
＜评价标准＞
5B：剥离为0％
4B：剥离为大于0％且不到5％
3B：剥离为5％以上且不到15％
2B：剥离为15％以上且不到35％
1B：剥离为35％以上且不到65％
0B：剥离为65％以上
(3)碱溶解性评价
将制造的组合物涂布于基板，分别旋涂后，使用热板在80℃下预烘焙120秒。将上述预烘焙的基板冷却到25℃后，浸渍于0.04％KOH系水溶液后，观察涂膜的溶解过程90秒。根据下述标准，评价了碱溶解性。
＜评价标准＞
5B：经过不到40秒后溶解
4B：经过40秒以上且不到60秒后溶解
3B：经过60秒以上且不到80秒后溶解
2B：经过80秒以上且不到100秒后溶解
1B：经过100秒以上后溶解
0B：被剥离
(4)耐剥离液性评价
将采用上述的方法制造的涂膜在50℃下浸渍于SAM-19(DONGWOO FINE-CHEMStripper)中2分钟。然后，对于剥离发生的程度，基于(ASTM D-3359-08)确认密合性，从而评价了耐剥离液性。
＜评价标准＞
5B：没有剥离
4B：以超过0％且不到5％剥离
3B：以5％以上且不到15％剥离
2B：以15％以上且不到35％剥离
1B：以35％以上且不到65％剥离
0B：以65％以上剥离
(5)保存稳定性评价
将制造的组合物在23℃的恒温箱中保管48小时后，使粘度计(TVE-33L、Toki-SanGyo制造)的温度与25℃一致，使用微量移液管，滴入1.2mL组合物后，观察粘度的变化，按照下述的评价标准。
＜评价标准＞
○：无2cp以上的变化
×：有2cp以上的变化
【表1】
区分 耐热残膜率 耐酸性 碱溶解性 耐剥离液性 保存稳定性
实施例1 5B 5B 5B 5B ○
实施例2 5B 4B 5B 5B ○
实施例3 5B 3B 5B 4B ○
实施例4 4B 3B 4B 4B ○
实施例5 3B 3B 4B 3B ○
比较例1 3B 3B 3B 3B ○
比较例2 3B 2B 3B 2B ○
比较例3 3B 1B 4B 2B ○
比较例4 3B 1B 5B 1B ○
由上述表1可知，本发明的范围中所含的实施例与比较例相比，由于耐热残膜率提高，因此低温固化性能优异，同时由于耐酸性和耐剥离液性提高，因此耐化学性更为优异。进而，在碱溶解性评价中，由于溶解越快，评价为碱溶解性越优异，因此能够确认本发明可以应用于负型感光性树脂(特别是负型光致抗蚀剂)。

Claims (10)

1.感光性树脂组合物，其包含具有环氧基的碱可溶性树脂、和与所述具有环氧基的碱可溶性树脂的所述环氧基反应的下述化学式1的化合物：
Figure FDA0002999118140000011
化学式1中，R1～R6、R8和R9各自独立地为氢或碳数1～6的直链或支链的烷基，R7为氢，所述X－为有机酸盐阴离子。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述化学式1的化合物中的R1～R9全部为氢。
3.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述化学式1的化合物的阴离子为选自对-甲苯磺酸根阴离子、2-羧基苯甲酸根阴离子和辛酸根阴离子中的任一个。
4.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，相对于组合物的全体100重量份，以0.05～10重量份含有所述化学式1的化合物。
5.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，还包含光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂。
6.根据权利要求5所述的感光性树脂组合物，其中，还包含多官能硫醇化合物。
7.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其在70～100℃下可以固化。
8.光固化图案，其由根据权利要求1所述的感光性树脂组合物制造。
9.根据权利要求8所述的光固化图案，其中，所述光固化图案选自粘接剂层、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、滤色器图案、黑底图案和柱状间隔物图案。
10.图像显示装置，其包含根据权利要求8所述的光固化图案。
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