CN111103760A - 隔离壁用感光性树脂组合物、硬化物及隔离壁的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种为所期望的光密度、所期望的剖面形状及硬化时不会产生收缩差的隔离壁用感光性树脂组合物、硬化物及隔离壁的制造方法。本发明的隔离壁用感光性树脂组合物为包含含有不饱和基的感光性树脂、末端具有两个以上的乙烯性聚合性基的树枝状聚合物、以及光聚合引发剂的隔离壁用感光性树脂组合物。本发明的隔离壁为使隔离壁用感光性树脂组合物硬化而成的硬化物。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔离壁用感光性树脂组合物及使所述树脂组合物硬化而成的硬化物以及隔离壁的制造方法。
背景技术
近年来,在有机电致发光(electroluminescence,EL)元件、量子点显示器、薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)阵列及包含波长转换元件等的彩色滤光片的制造中,采用喷墨法,所述喷墨法不需要曝光,且通过可仅对需要部分涂布着色材料的喷墨方式对像素等的有机层进行图案印刷。此处,喷墨法为在玻璃、塑料片等透明基板上形成隔离壁后,对由所述形成的隔离壁包围的区域内注入规定量的包含有机层的材料的墨水的方法。
在喷墨方式的情况下,在对由隔离壁包围的区域内注入墨水时,为了抑制墨水流入邻接的区域内、及墨水附着于隔离壁的情况,需要对隔离壁赋予疏墨水性。另外,为了将墨水保持于隔离壁内,要求隔离壁为厚膜。但是,随着隔离壁增厚,经曝光的部分中的相对于膜厚方向的交联密度的差扩大,因此,难以获得无褶皱、且为良好的形状的隔离壁。
专利文献1中揭示有:添加丙烯酸共聚物作为碱可溶性树脂的黑色抗蚀剂(blackresist)在厚度1μm以上的厚膜中抑制褶皱的产生。
专利文献2中揭示有:一种树枝状聚合物,其是针对多官能丙烯酸酯而对于多官能丙烯酸酯所具有的乙烯性双键迈克尔加成(Michael addition)少量的多元巯基化合物而成。由此,可提供一种具备对于弯曲的柔软性与耐擦伤性的包含多分支聚合物的树脂组合物。此处,树枝状聚合物也被称为树状聚合物(dendrimer)或多分支聚合物。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2007-286478号公报
[专利文献2]国际公开第2008/47620号
发明内容
[发明所要解决的问题]
专利文献1中可提供一种即便为厚膜也可抑制褶皱的树脂组合物,专利文献2中可提供一种柔软性、耐擦伤性优异的树脂组合物。但是,根据本发明者等人的研究,在利用专利文献1、专利文献2中记载的树脂组合物形成隔离壁的情况下,并未获得满足为所期望的光密度、所期望的剖面形状及硬化时不会产生收缩差所有的条件的隔离壁。
本发明的目的是鉴于所述方面而成,且在于提供一种为所期望的光密度、所期望的剖面形状及硬化时不会产生收缩差的隔离壁用树脂组合物及其硬化物。另外,本发明的目的在于提供一种使用所述树脂组合物的隔离壁的制造方法。
[解决问题的技术手段]
本发明的隔离壁用感光性树脂组合物为包含(A)含有不饱和基的感光性树脂、(B)末端具有两个以上的乙烯性聚合性基的树枝状聚合物、以及(C)光聚合引发剂的隔离壁用感光性树脂组合物。
本发明的硬化物为使所述隔离壁用感光性树脂组合物硬化而成的硬化物。
本发明的隔离壁的制造方法包括:将(E)成分为黑色颜料或混色有机颜料的所述隔离壁用感光性树脂组合物涂布于基板上而形成涂膜并使所述涂膜干燥的工序;利用紫外线曝光装置对所述涂膜进行曝光的工序;以及对所述涂膜利用碱性水溶液进行显影并进行热煅烧的工序。所述隔离壁的光密度(Optical Density,OD)为0.2/μm~4.0/μm。
另外,本发明的隔离壁的制造方法包括:将(E)成分为白色颜料的所述隔离壁用感光性树脂组合物涂布于基板上而形成涂膜并使所述涂膜干燥的工序;利用紫外线曝光装置对所述涂膜进行曝光的工序;以及对所述涂膜利用碱性水溶液进行显影并进行热煅烧的工序。所述隔离壁的光密度(OD)为0.1/μm~0.3/μm。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种遮光性优异、表面外观及图案形状良好、另外表面疏墨水性优异的隔离壁用树脂组合物及其硬化物。另外,本发明的目的在于可提供一种使用所述树脂组合物的隔离壁的制造方法。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。本发明的隔离壁用感光性树脂组合物(以下,有时简称为感光性树脂组合物)含有(A)成分~(E)成分。以下,对(A)成分~(E)成分进行说明。
((A)成分)
作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂优选为在一分子中具有聚合性不饱和基、与用于使碱可溶性显现出的酸性基,更优选为含有聚合性不饱和基与羧基两者。若为所述树脂,则并无特别限定,可广泛使用。
所述含有不饱和基的感光性树脂的例子有通过如下方式而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物:使(甲基)丙烯酸与由双酚类衍生的具有两个缩水甘油醚基的环氧化合物(以下,称为“双酚型环氧化合物”)进行反应,获得具有羟基的化合物,并使多元羧酸或其酐与所述获得的具有羟基的化合物进行反应。由双酚类衍生的环氧化合物是指使双酚类与表卤醇进行反应而获得的环氧化合物或其同等物。作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂兼具乙烯性不饱和双键与羧基,因此,作为感光性树脂组合物而可赋予优异的光硬化性、良好的显影性、图案化特性并可带来遮光膜的物性提高。尤其是,关于使用所述树脂的图案化性,例如,不仅使用20μm开口的负型光掩模时形成的粗线的像素图案可具有良好的图案化性,而且使用5μm开口的负型光掩模时形成的细线的像素图案也可具有良好的图案化性。再者,“(甲基)丙烯酸”为丙烯酸及甲基丙烯酸的总称,是指这些的一者或两者。
作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂优选为通式(1)所表示的双酚型环氧化合物。
[化1]
通式(1)中,R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子、碳数1~5的烷基或卤素原子的任一者,X表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、通式(2)所表示的芴-9,9-二基或单键,l为0~10的整数。
[化2]
通式(1)所表示的双酚型环氧化合物为使双酚类与表氯醇反应而获得的具有两个缩水甘油醚基的环氧化合物。所述反应时,通常伴有二缩水甘油醚化合物的寡聚物化,因此,包含含有两个以上的双酚骨架的环氧化合物。
所述反应中所使用的双酚类的例子包含:双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)酮、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)砜、双(4-羟基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、双(4-羟基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)芴、4,4'-联苯酚、3,3'-联苯酚等。其中,优选为具有芴-9,9-二基的双酚类。
另外,和使此种环氧化合物与(甲基)丙烯酸进行反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯分子中的羟基反应的(a)二羧酸或三羧酸的酸单酐的例子包含:链式烃二羧酸或三羧酸的酸单酐、脂环式二羧酸或三羧酸的酸单酐、芳香族二羧酸或三羧酸的酸单酐等。此处,链式烃二羧酸或三羧酸的酸单酐的例子包含:琥珀酸、乙酰基琥珀酸、马来酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、柠苹酸、丙二酸、戊二酸、柠檬酸、酒石酸、氧代戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸等的酸单酐。进而包含导入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸单酐等。另外,脂环式二羧酸或三羧酸的酸单酐的例子包含:环丁烷二羧酸、环戊烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、降冰片烷二羧酸等的酸单酐。进而也包含导入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸单酐等。另外,芳香族二羧酸或三羧酸的酸单酐的例子包含:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三甲酸等的酸单酐。进而包含导入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸单酐。
另外,和使此种环氧化合物与(甲基)丙烯酸进行反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯分子中的羟基反应的(b)四羧酸的酸二酐的例子包含:链式烃四羧酸的酸二酐、脂环式四羧酸的酸二酐或芳香族四羧酸的酸二酐。此处,链式烃四羧酸的酸二酐的例子包含:丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸等的酸二酐,进而包含导入有任意的取代基的四羧酸的酸二酐。另外,脂环式四羧酸的酸二酐的例子包含:环丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环己烷四羧酸、环庚烷四羧酸、降冰片烷四羧酸等的酸二酐,进而包含导入有任意的取代基的四羧酸的酸二酐。进而,芳香族四羧酸的酸二酐的例子包含:均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、联苯基四羧酸、联苯基醚四羧酸等的酸二酐,进而包含导入有任意的取代基的四羧酸的酸二酐。
与环氧(甲基)丙烯酸酯进行反应的(a)二羧酸或三羧酸的酸酐和(b)四羧酸的酸二酐的摩尔比(a)/(b)优选为0.01~10.0,更优选为0.02以上且小于3.0。若摩尔比(a)/(b)脱离所述范围,则无法获得用于制成具有良好的光图案化性的感光性树脂组合物的最优分子量,因此并不优选。再者,有如下倾向:摩尔比(a)/(b)越小,分子量越变大,碱溶解性越降低。
另外,环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应、及利用所述反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯与多元羧酸或其酸酐的反应并无特别限定,可采用公知的方法。另外,利用所述反应而合成的含有不饱和基的感光性树脂的重量平均分子量(Mw)优选为2000~10000,酸值优选为30mgKOH/g~200mgKOH/g。
关于作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂,优选的树脂的其他例子包含:为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等的共聚物、且具有(甲基)丙烯酸基及羧基的树脂。所述树脂的例子包含通过如下方式而获得的含有聚合性不饱和基的碱可溶性树脂:使包含(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的(甲基)丙烯酸酯类在溶剂中共聚而获得共聚物,且使(甲基)丙烯酸与所获得的共聚物反应,最后使二羧酸或三羧酸的酐进行反应。所述共聚物可参考:日本专利特开2014-111722号公报中所表示的、包含源自利用(甲基)丙烯酸将两端的羟基加以酯化而成的二酯甘油的重复单元20摩尔%~90摩尔%、及源自可与其共聚的一种以上的聚合性不饱和化合物的重复单元10摩尔%~80摩尔%且数量平均分子量为2千~2万并且酸值为35mgKOH/g~120mgKOH/g的共聚物;以及日本专利特开2018-141968号公报中所表示的、包含源自(甲基)丙烯酸酯化合物的单元、与具有(甲基)丙烯酰基及二羧酸残基或三羧酸残基的单元的、重量平均分子量(Mw)为3000~50000、酸值为30mgKOH/g~200mgKOH/g的聚合物即含有聚合性不饱和基的碱可溶性树脂。
关于(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂,可单独使用仅一种,也可并用两种以上。
((B)成分)
作为(B)成分的树枝状聚合物为末端具有两个以上的乙烯性聚合性基的多分支型聚合物。乙烯性聚合性基优选为源自(甲基)丙烯酸酯。此处,乙烯性聚合性基为具有碳-碳双键的基,并且已知:在羰基键结于所述碳-碳双键而成的α,β-不饱和羰基化合物般的共轭后的化合物中,利用与巯基化合物般的亲核剂的相互作用最强的乙烯基而引起迈克尔加成反应。因此,通过使α,β-不饱和羰基化合物般的具有多个乙烯性聚合性基的化合物、与多元巯基化合物般的具有多个亲核性基的化合物反应,而相对于羰基在β位的碳中产生加成反应。此处,在产生加成反应的基存在多个的情况下,产生大量的分支而成为树枝状聚合物。此种树枝状聚合物通过专利文献2等而公知,可利用所述文献中记载的方法而获得。
作为(B)成分的树枝状聚合物的例子包含:通式(3)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯与通式(4)所表示的多元巯基化合物通过迈克尔加成(关于羰基而针对β位的碳-碳双键的加成)聚合而成的聚合物。
[化3]
[化4]
此处,针对通式(3)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的、通式(4)所表示的多元巯基化合物的迈克尔加成优选为以如下方式进行:所获得的树枝状聚合物之后仍可进行基于碳-碳双键的放射线聚合,将通式(3)所表示的化合物所具有的碳-碳双键的总量设为100摩尔%时,碳-碳双键以0.1摩尔%~50摩尔%的范围残存。
例如,通式(4)所表示的多元巯基化合物的巯基、与通式(3)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的碳-碳双键(是指通式(3)中CH2=C(R5)-所表示的双键,在计算摩尔比的情况下,是指双键)的加成比例优选为巯基/双键的摩尔比为1/100~1/3,更优选为1/50~1/5,特别优选为1/20~1/8。
另外,所述树枝状聚合物优选为具有用于进行放射线聚合的充分量的官能基。因此,在树枝状聚合物的分子量中,每1摩尔碳-碳双键的分子量优选为处于100~10000的范围。另外,树枝状聚合物的重量平均分子量(Mw)优选为处于1000~20000的范围,更优选为处于8000~15000的范围。
所述通式(3)中,R5为氢或碳数1~4的烷基,R6为将多元醇R7(OH)m的m个羟基中的n个羟基供予至通式(3)中的酯键后的残留部分。R7(OH)m为基于碳数2~8的非芳香族的直链或分支链的烃骨架的多元醇、或多元醇的多个分子通过醇的脱水缩合并经由醚键进行连结而成的多元醇醚、或者这些多元醇或多元醇醚与羟基酸的酯。通式(3)中,m表示2~20的整数,n表示2~20的整数,m≧n。
通式(3)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的例子包含:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性六氢邻苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、羟基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷苯甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、烷氧基改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯。这些化合物可单独使用仅其中一种,也可并用两种以上。
所述通式(4)中,R8为单键或2价~6价的含有碳数1~6的烃基的基,p在R8为单键时为2,在R8为2价~6价的基时表示2~6的整数。此处,R8可具有单键或取代基,也可在碳数1~6的烃基或烃基的骨架中进而包含氧原子。这些烃基可为直链或分支链。另外,这些含有烃基的基也可进而具有与通式(4)中所示的硫代甲基(HSCH2-)的一部分键结的羰基氧基。再者,于在烃基的骨架中包含氧原子的情况下,两端优选为烃基。此处,p表示2~6的整数,与R8的价数对应。因此,在R8为单键时,p为2,在R8的碳数为1时,p为2~4,在R8的碳数为2~6时,p为2~6。
通式(4)所表示的多元巯基化合物的例子包含:1,2-二巯基乙烷、1,3-二巯基丙烷、1,4-二巯基丁烷、双二巯基乙烷硫醇、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基丙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(巯基乙酸酯)、二季戊四醇六(巯基丙酸酯)等。
在合成作为所述(B)成分的树枝状聚合物时,可视需要添加聚合阻止剂。聚合阻止剂的例子包含对苯二酚系化合物、酚系化合物。这些的具体例包含:对苯二酚、甲氧基对苯二酚、邻苯二酚、对-叔丁基邻苯二酚、甲酚、二丁基羟基甲苯、2,4,6-三-叔丁基酚(2,4,6-tri-tert-butyl phenol,BHT)等。
作为(B)成分的树枝状聚合物的合成结束的确认可利用液相色谱法、凝胶过滤色谱法、其他通常的分析设备来确认。
在合成作为(B)成分的树枝状聚合物时,产生将通式(4)所表示的多元巯基化合物加成至通式(3)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的双键的迈克尔加成反应。所述反应可通过如下方式进行:将多官能(甲基)丙烯酸酯与多元巯基化合物混合,并在室温~100℃下添加碱性催化剂。反应时间通常优选为30分钟~20小时,更优选为6小时~12小时。
作为(B)成分的树枝状聚合物作为感光性树脂组合物而具有优异的特性的详细机制并不确定。但是,认为,通常使用硫醇与丙烯酸酯的树枝状聚合物就其独特的结构方面而言,在自由基聚合中不易受到氧或溶剂所致的反应阻碍并以低能量硬化、硬化收缩少、涂膜的表面粗糙度的恶化得到抑制,因此,例如在制成遮光膜的情况下,具有尤其优异的特性。
另外,(A)成分及(B)成分的含量的比例优选为95/5~40/60,更优选为60/40~50/50。通过将(A)成分及(B)成分的含量的比例设为优选的范围内,可进行可抑制剥离、且也可抑制表面褶皱的适当的图案化。另外,通过设为更优选的范围内,可以适当的显影时间进行隔离壁所需的5μm~25μm等厚膜的图案化,可获得图案形状、图案表面性状优异的硬化膜图案。
在(A)成分的比例比所述范围少的情况下,光硬化反应后的硬化物容易变脆。相反,在(A)成分的调配比例比所述范围多的情况下,难以增大未曝光部的相对于碱性显影液的溶解速度。因此,在(A)成分的调配比例比所述范围多的情况下,在作为彩色滤光片用途而进行通常所形成的2μm以下的膜厚的图案化时,可控制为适当的显影速度,但在进行5μm以上的膜厚的图案化时,难以控制为适当的显影速度及图案形状。
(其他光聚合性单体)
为了控制光硬化性,除了并用(A)成分与(B)成分以外,还可并用具有至少两个乙烯性不饱和键的光聚合性单体(B'成分)。所述光聚合性单体的例子包含:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(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、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的环氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类等。这些光聚合性单体可单独使用仅其中一种,也可并用两种以上。
((C)成分)
(C)光聚合引发剂的例子包含:苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、对-叔丁基苯乙酮等苯乙酮类;二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、p,p'-双二甲基氨基二苯甲酮等二苯甲酮类;苯偶酰、安息香、安息香甲基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚等安息香醚类;2-(邻氯苯基)-4,5-苯基联咪唑、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)联咪唑、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基联咪唑、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基联咪唑、2,4,5-三芳基联咪唑等联咪唑系化合物类;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对氰基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑等卤代甲基噻唑化合物类;2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等卤代甲基-均三嗪系化合物类;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲酰基肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯等O-酰基肟系化合类;苄基二甲基缩酮、硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2-甲基硫杂蒽酮、2-异丙基硫杂蒽酮等硫化合物;2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等蒽醌类;偶氮双异丁腈、苯甲酰基过氧化物、枯烯过氧化物等有机过氧化物;2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑等硫醇化合物;三乙醇胺、三乙基胺等三级胺等。这些光聚合引发剂可单独使用仅其中一种,也可并用两种以上。
尤其是,在设为包含着色剂的感光性树脂组合物的情况下,优选为使用O-酰基肟系化合物类(包含酮肟)。另外,在以高颜料浓度使用着色剂的情况及形成遮光膜图案的情况下,优选为使用365nm下的摩尔吸光系数为10000以上的O-酰基肟系光聚合引发剂。作为其具体的化合物群组,有通式(5)所表示的O-酰基肟系光聚合引发剂。再者,本发明中所述的“光聚合引发剂”是以包含增感剂的含义使用。
[化5]
式(5)中,R9、R10分别独立地表示C1~C15的烷基、C6~C18的芳基、C7~C20的芳基烷基或C4~C12的杂环基,R11表示C1~C15的烷基、C6~C18的芳基、C7~C20的芳基烷基。此处,烷基及芳基可经C1~C10的烷基、C1~C10的烷氧基、C1~C10的烷酰基、卤素取代,亚烷基部分可包含不饱和键、醚键、硫醚键、酯键。另外,烷基可为直链、分支、或环状的任一种的烷基。
(C)成分的光聚合引发剂的使用量以(A)及(B)各成分的合计100重量份为基准而优选为3重量份~30重量份,更优选为5重量份~20重量份。在(C)成分的调配比例小于3重量份的情况下,感度降低,从而光聚合的速度变慢。相对于此,在(C)成分的调配比例超过30重量份的情况下,感度过强,从而有无法获得所期望的图案线宽及所期望的图案边缘的担忧。
((D)成分)
(D)成分的疏墨水剂为对隔离壁赋予相对于墨水的疏墨水性的成分。在对由隔离壁包围的区域内注入规定量的包含有机层的材料的墨水的情况下,优选为含有疏墨水剂。其原因在于:可抑制墨水流入邻接的隔离壁内、及墨水附着于隔离壁的情况。
(D)成分的疏墨水剂的例子包含含有硅酮的化合物或氟系化合物。本发明中,(D)成分的疏墨水剂优选为氟系化合物,更优选为含有交联基的氟系化合物。其原因在于:在使用氟系化合物作为疏墨水剂的情况下,具有氟原子的基在隔离壁的表面进行取向,由此抑制墨水的渗出或混色。另外,其原因在于:所述基排斥墨水,由此可抑制进入至邻接的隔离壁的区域内。另外,通过使用含有交联基的氟系化合物,可在对所形成的涂布膜进行曝光时加速其表面中的交联反应。由此,在显影处理中,疏墨水剂不易自涂布膜流出,因此可获得具有高的疏墨水性的隔离壁。
作为所述交联基,优选为环氧基或乙烯性不饱和基,就抑制疏墨水剂自隔离壁流出的观点而言,优选为乙烯性不饱和基。此处,具有乙烯性不饱和基的氟系化合物的例子包含:全氟烷基磺酸、全氟烷基羧酸、全氟烷基环氧烷加成物、全氟烷基三烷基铵盐、包含全氟烷基与亲水基的寡聚物、包含全氟烷基与亲油基的寡聚物、包含全氟烷基与亲水基及亲油基的寡聚物、包含全氟烷基与亲水基的氨基甲酸酯、全氟烷基酯、全氟烷基磷酸酯等含有氟的有机化合物等。
本发明中使用的(D)成分的疏墨水剂的分子量并无特别限定,可小可大。此处,通过使用分子量大的疏墨水剂,可抑制煅烧所致的疏墨水剂的流动性,且可抑制疏墨水剂自隔离壁流出,因此优选。另外,疏墨水剂的重量平均分子量(Mw)优选为处于100~200,000的范围,更优选为处于1,000~150,000的范围,特别优选为处于10,000~130,000的范围。若重量平均分子量(Mw)为下限值(Mw:100)以上,则在使用负型感光性树脂组合物形成硬化膜时,疏墨水剂容易在上表面移行。另外,若为上限值(Mw:200,000)以下,则开口部残渣变少,因此优选。
本发明的感光性树脂组合物中的(D)成分的疏墨水剂的含量相对于所有固体成分而优选为0.01质量%以上且10质量%以下,更优选为0.05质量%以上且8质量%以下,特别优选为0.1质量%以上且6质量%以下。此处,通过将疏墨水剂的含量设为0.01质量%以上,而具有高的疏墨水性,通过设为10质量%以下,可抑制向像素部的流出。
疏墨水剂的例子包含:包括主链为烃链、且在侧链包含氟原子的化合物的疏墨水剂。另外,疏墨水剂也可使用包含水解性硅烷化合物的部分水解缩合物的疏墨水剂,所述水解性硅烷化合物包含具有氟原子的水解性硅烷化合物。疏墨水剂可单独使用仅其中一种,也可并用两种以上。
((E)成分)
本发明中可使用的(E)成分的黑色颜料、混色有机颜料及白色颜料的着色剂若为以1nm~1000nm的平均粒径(激光衍射/散射法粒径分布计或动态光散射法粒径分布计测定的平均粒径)分散的着色剂,则可无特别限制地使用公知的着色剂。
此处,黑色颜料的例子包含:苝黑、花青黑、苯胺黑、碳黑、钛黑等。混色有机颜料的例子包含:选自偶氮颜料、缩合偶氮颜料、偶氮甲碱颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚酮颜料、异吲哚啉颜料、二噁嗪颜料、还原(threne)颜料、苝颜料、紫环酮(perinone)颜料、喹酞酮颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、硫靛颜料等有机颜料中的至少两色混合而成的颜料。白色颜料的例子包含:氧化钛颜料、复合氧化物颜料;硅酸钙、碳酸镁、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等无机填料。根据目标感光性树脂组合物的功能,这些(E)成分可单独使用仅其中一种,也可并用两种以上。
再者,可作为(E)成分使用的有机颜料的例子包含在染料索引(Color Index)名称中为以下编号的颜料,但并不限定于此。
颜料红(pigment red)2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等
颜料橙(pigment orange)5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等
颜料黄(pigment yellow)1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等
颜料绿(pigment green)7、36、58等
颜料蓝(pigment blue)15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、80等
颜料紫(pigment violet)19、23、37等
关于(E)成分的着色剂的调配比例,可根据所期望的遮光度而任意决定,优选为相对于感光性树脂组合物中的固体成分而为1质量%~80质量%。此处,在形成黑色的隔离壁的情况下,更优选为3质量%~50质量%,在形成白色的隔离壁的情况下,更优选为10质量%~80质量%。
所述(E)成分通常是以分散于溶剂中的着色剂分散体的形式与其他调配成分混合,此时,可添加分散剂(E'成分)。分散剂可无特别限制地使用颜料(着色剂)分散中所使用的公知的化合物(以分散剂、分散润湿剂、分散促进剂等名称而市售的化合物等)等。分散剂的例子包含:阳离子性高分子系分散剂、阴离子性高分子系分散剂、非离子性高分子系分散剂、颜料衍生物型分散剂(分散助剂)。尤其是,就对着色剂的吸附方面而言,分散剂优选为具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、一级氨基、二级氨基或三级氨基等阳离子性官能基且胺值为1mgKOH/g~100mgKOH/g、数量平均分子量处于1千~10万的范围的阳离子性高分子系分散剂。所述分散剂的调配量相对于着色剂而优选为1质量%~35质量%,更优选为2质量%~25质量%。再者,树脂类般的高粘度物质通常具有使分散稳定的作用,但不具有分散促进能力的物质并不处理为分散剂。然而,并不限制出于使分散稳定的目的而使用的情况。
通过利用适当的方法将所述(A)成分~(E)成分混合并进行分散,可制备本发明的感光性树脂组合物。
(溶剂)
本发明的感光性树脂组合物中,优选除了使用(A)成分~(E)成分以外,还使用作为(F)成分的溶剂。溶剂的例子包含:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类;α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯类;丙酮、甲基乙基酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯等乙酸酯类等。通过单独使用这些或并用两种以上并进行溶解、混合,可制成均匀的溶液状的组合物。
另外,本发明的感光性树脂组合物中可视需要调配环氧树脂等(A)成分以外的树脂、硬化剂、硬化促进剂、热聚合抑制剂及抗氧化剂、塑化剂、填充材料、流平剂、消泡剂、表面活性剂、偶合剂等添加剂。此处,热聚合抑制剂及抗氧化剂的例子包含:对苯二酚、对苯二酚单甲醚、连苯三酚(pyrogallol)、叔丁基邻苯二酚、吩噻嗪、受阻酚系化合物等。塑化剂的例子包含:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等。填充材料的例子包含:玻璃纤维、二氧化硅、云母、氧化铝等。消泡剂或流平剂的例子包含:硅酮系、氟系、丙烯酸系的化合物。表面活性剂的例子包含氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂等。偶合剂的例子包含:3-(缩水甘油基氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷等。
本发明的感光性树脂组合物优选为在将溶剂除外的固体成分(固体成分中包含硬化后成为固体成分的单体)中以合计为80质量%以上、优选为90质量%以上包含作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂、作为(B)成分的树枝状聚合物、作为(C)成分的光聚合引发剂、作为(D)成分的疏墨水剂、以及作为(E)成分的着色剂。溶剂的量根据目标粘度而变化,优选为相对于整体量而为40质量%~90质量%。
另外,使本发明的感光性树脂组合物硬化而成的硬化物(隔离壁)例如可通过如下方式获得:将感光性树脂组合物的溶液涂布于基板等上,使溶剂干燥,并照射光(包含紫外线、放射线等)而进行硬化。若使用光掩模等设置照射到光的部分与并未照射到光的部分,且仅使照射到光的部分硬化,并利用碱性溶液使其他部分溶解,则可获得所期望的图案的隔离壁。
对感光性树脂组合物的利用涂布/干燥进行的成膜方法的各工序进行具体例示。
作为将感光性树脂组合物涂布于基板上的方法,也可采用公知的溶液浸渍法、喷雾法、使用辊涂布机、圆盘涂布机(Land coater machine)、狭缝涂布机或旋转机的方法等任一方法。在利用这些方法涂布为所期望的厚度后,将溶剂去除(预烘烤),由此形成被膜。预烘烤是通过利用烘箱、加热板等进行的加热、真空干燥或者这些的组合而进行。预烘烤中的加热温度及加热时间可根据使用的溶剂而适宜选择,例如优选为在80℃~120℃下进行1分钟~10分钟。
作为曝光中所使用的放射线,例如可使用可见光线、紫外线、远紫外线、电子束、X射线等,放射线的波长范围优选为250nm~450nm。另外,作为适合于所述碱显影的显影液,例如可使用碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、二乙醇胺、四甲基氢氧化铵等的水溶液。这些显影液可根据树脂层的特性而适宜选择,但视需要添加表面活性剂也是有效的。显影温度优选为20℃~35℃,可使用市售的显影机或超声波清洗机等精密地形成微细的图像。再者,在碱显影后,通常进行水洗。作为显影处理法,可应用喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍(dip)显影法、水坑式(puddle)显影法等。
如此进行显影后,在180℃~250℃下以20分钟~100分钟进行热处理(后烘烤)。其中,在进行制膜的基板等的耐热性低的情况下,也可设计组合物的配方,以便可设为80℃~180℃下、30分钟~100分钟的后烘烤条件。所述后烘烤是出于提高经图案化的涂膜与基板的密合性等目的而进行。后烘烤与预烘烤同样地,可通过利用烘箱、加热板等进行加热来进行。
根据以上,本发明中,可获得光密度(OD)为0.2/μm~4.0/μm、锥角为21°以上的黑色的隔离壁以及光密度(OD)为0.1/μm~0.3/μm、锥角为21°以上的白色的隔离壁。另外,可获得光密度(OD)为0.2/μm~4.0/μm、锥角为51°以上的黑色的隔离壁以及光密度(OD)为0.1/μm~0.3/μm、锥角为51°以上的白色的隔离壁。
本发明的感光性树脂组合物可在有机EL元件、量子点显示器、TFT阵列及包含波长转换元件等的彩色滤光片的制造中使用。
[实施例]
以下,基于实施例及比较例对本发明进行详细说明,本发明并不限定于这些。另外,示出作为(A)成分的含有不饱和基的感光性树脂及作为(B)成分的树枝状聚合物的合成例。再者,本发明的范围并不由这些实施例等限定。
合成例1~合成例3中使用的简称为如下所述。
BPFE:双酚芴型环氧化合物(9,9-双(4-羟基苯基)芴与氯甲基氧杂环丙烷的反应物(环氧当量250g/eq))
AA:丙烯酸
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
TEAB:溴化四乙基铵
BPDA:3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐
THPA:四氢邻苯二甲酸酐
MAA:甲基丙烯酸
MMA:甲基丙烯酸甲酯
CHMA:甲基丙烯酸环己酯
AIBN:偶氮双异丁腈
GMA:甲基丙烯酸缩水甘油酯
TPP:三苯基膦
TBPC:2,6-二-叔丁基-对甲酚
PTMA:季戊四醇四(巯基乙酸酯)
DPHA:二季戊四醇五丙烯酸酯与二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物
HQ:对苯二酚
BzDMA:苄基二甲基胺
[合成例1]
在带回流冷却器的500ml四口烧瓶中投入BPFE(114.4g(0.23摩尔))、AA(33.2g(0.46摩尔))、PGMEA(157g)及TEAB(0.48g),在100℃~105℃下搅拌20小时并进行反应。继而,在烧瓶内投入BPDA(35.3g(0.12摩尔))、THPA(18.3g(0.12摩尔)),在120℃~125℃下搅拌6小时,获得含有不饱和基的感光性树脂(A)-1。所获得的树脂溶液的固体成分浓度为56.1质量%,酸值(固体成分换算计)为103mgKOH/g,通过凝胶渗透色谱法(Gel PermeationChromatography,GPC)分析而Mw为3600。
[合成例2]
在带氮气导入管及回流管的1000ml四口烧瓶中投入MAA(51.65g(0.60摩尔))、MMA(36.04g(0.36摩尔))、CHMA(40.38g(0.24摩尔))、AIBN(5.91g)、及PGMEA(360g),在氮气流下、80℃~85℃下搅拌8小时并进行聚合。进而,在烧瓶内投入GMA(61.41g(0.43摩尔))、TPP(2.27g)及TBPC(0.086g),在80℃~85℃下搅拌16小时,获得含有不饱和基的感光性树脂(A)-2。所获得的树脂溶液的固体成分浓度为35.7质量%,酸值(固体成分换算计)为50mgKOH/g,由GPC分析获得的Mw为19600。
[合成例3]
在1L的四口烧瓶内投入PTMA(20g(巯基:0.19摩尔))、DPHA(212g(丙烯酸基:2.12摩尔))、PGMEA(58g)、HQ(0.1g)、及BzDMA(0.01g),在60℃下搅拌12小时并进行聚合,获得树枝状聚合物(B)。所获得的树枝状聚合物的固体成分浓度为80质量%,由GPC分析获得的Mw为10000。关于所述树枝状聚合物,利用滴定碘法(iodometry)而确认到巯基的消失。
合成例1~合成例3中所获得的含有不饱和基的感光性树脂及树枝状聚合物的固体成分浓度、酸值及分子量是利用以下方法求出。
[固体成分浓度]
使合成例中所获得的树脂溶液1g含浸于玻璃滤光片〔重量:W0(g)〕中并进行称量〔W1(g)〕,根据以160℃加热2小时后的重量〔W2(g)〕并利用下式进行求出。
固体成分浓度(重量%)=100×(W2-W0)/(W1-W0)
[酸值]
使树脂溶液溶解于二噁烷中并使用电位差滴定装置〔平沼产业股份有限公司制造,商品名COM-1600〕以1/10N-KOH水溶液进行滴定而求出。
[分子量]
利用凝胶渗透色谱仪(Gel Permeation Chromatograph,GPC)[东曹(Tosoh)股份有限公司制造商品名:HLC-8220GPC,溶媒:四氢呋喃,管柱:TSKgelSuperH-2000(2根)+TSKgelSuperH-3000(1根)+TSKgelSuperH-4000(1根)+TSKgelSuper-H5000(1根)〔东曹(Tosoh)股份有限公司制造〕,温度:40℃,速度:0.6ml/分钟]进行测定,并以标准聚苯乙烯〔东曹(Tosoh)股份有限公司制造的PS-寡聚物套组〕换算值求出重量平均分子量(Mw)。
将实施例1~实施例17及比较例1的隔离壁用感光性树脂组合物的各成分及其调配量示于表1及表2中。再者,表1及表2中的(A)~(E)各成分为溶剂以外的固体成分的分量,树脂溶液、着色分散液的溶剂的量是与溶剂(F)加以合计来表示。另外,以下记载(A)~(F)所表示的成分。
表1及表2中所表示的实施例及比较例中使用的符号为如下所述。
(A)含有不饱和基的感光性树脂
(A)-1:合成例1中所获得的树脂
(A)-2:合成例2中所获得的树脂
(B)树枝状聚合物:合成例3中所获得的树枝状聚合物
(B')光聚合性单体:二季戊四醇五丙烯酸酯与二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA,日本化药股份有限公司制造)
(C)光聚合引发剂:肟酯系光聚合引发剂(艾迪科亚科鲁兹(Adeka Arkls)NCI-831,艾迪科(ADEKA)股份有限公司制造,“艾迪科亚科鲁兹(Adeka Arkls)”为所述公司的注册商标)
(D)疏墨水剂:(美佳法(Megafac)RS-72-K,迪爱生(DIC)股份有限公司,“美佳法(Megafac)”为所述公司的注册商标)
(E)着色剂
(E)-1:碳黑
(E)-2:内酰胺黑
(E)-3:氧化钛
(E')分散剂
(F)溶剂:PGMEA
[实施例1]
将(A)~(F)为止的各成分以表1中记载的比例加以调配,并均匀地混合,由此获得实施例1的隔离壁用感光性树脂组合物。
使用实施例1中所获得的隔离壁用感光性树脂组合物进行以下的评价。
[光密度(OD)]
使用旋转涂布机将所述隔离壁用感光性树脂组合物以后烘烤后的膜厚为1μm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃板(益格(EAGLE)XG,康宁(Corning)公司制造,“益格(EAGLE)XG”为所述公司的注册商标)上,并在90℃下预烘烤1分钟。使用热风干燥机,以230℃进行30分钟热后烘烤后,使用麦克贝斯(Macbeth)透过浓度计进行测定,评价光密度(OD)。
光密度(OD)是利用以下式(1)算出。
光密度(OD)=-log10T (1)
(T表示透过率)
[显影时间(膜厚:10μm)]
使用旋转涂布机将所述隔离壁用感光性树脂组合物以后烘烤后的膜厚为10μm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃板(益格(EAGLE)XG,康宁(Corning)公司制造)上,并在90℃下预烘烤1分钟。在干燥涂膜上,将20μm开口的负型光掩模调整为曝光间隙100μm并进行覆盖,利用i射线照度为30mW/cm2的超高压水银灯照射80mJ/cm2的紫外线,进行感光部分的光硬化反应。其次,对所述完成曝光的涂板使用25℃、0.05%氢氧化钾水溶液,并以1kgf/cm2的喷淋显影压力评价图案开始出现的显影时间。
膜厚为10μm时的显影时间是以如下方式评价。
(评价)
○:图案开始出现的显影时间小于2分钟
△:图案开始出现的显影时间为2分钟以上且小于3分钟
×:图案开始出现的显影时间为3分钟以上
[显影时间(膜厚:2μm)]
除了以后烘烤后的膜厚为2μm的方式进行以外,与所述膜厚(10μm)的显影时间的操作同样地进行评价。
膜厚为2μm时的显影时间是以如下方式评价。
(评价)
○:图案开始出现的显影时间为20秒以上
△:图案开始出现的显影时间小于20秒
×:图案开始出现的显影时间小于5秒
[细线的图案化性(膜厚:5μm)]
使用旋转涂布机将所述隔离壁用感光性树脂组合物以后烘烤后的膜厚为10μm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃板(益格(EAGLE)XG,康宁(Corning)公司制造)上,并在90℃下预烘烤1分钟。在干燥涂膜上,将5μm开口的负型光掩模调整为曝光间隙100μm并进行覆盖,利用i射线照度为30mW/cm2的超高压水银灯照射80mJ/cm2的紫外线,进行感光部分的光硬化反应。其次,对所述完成曝光的涂板使用25℃、0.05%氢氧化钾水溶液,并以1kgf/cm2的喷淋显影压力,进行自图案开始出现的显影时间起、进而经过10秒后的显影后,进行5kgf/cm2压力的喷雾水洗,将涂膜的未曝光部去除,确认玻璃基板上是否形成有像素图案。
[粗线的图案化性(膜厚:20μm)]
除了将负型光掩模的开口自5μm变更为20μm以外,与所述细线的图案化性同样地确认玻璃基板上是否形成有像素图案。
细线及粗线的图案化特性的评价是以如下方式评价。
(评价)
○:形成有图案
△:虽形成有图案但在一部分中看到剥离
×:并未形成图案
[锥角度]
使用旋转涂布机将所述隔离壁用感光性树脂组合物以后烘烤后的膜厚为10μm的方式涂布于125mm×125mm的玻璃板(益格(EAGLE)XG,康宁(Corning)公司制造)上,并在90℃下预烘烤1分钟。在干燥涂膜上,将20μm开口的负型光掩模调整为曝光间隙100μm并进行覆盖,利用i射线照度为30mW/cm2的超高压水银灯照射80mJ/cm2的紫外线,进行感光部分的光硬化反应。其次,对所述完成曝光的涂板使用25℃、0.05%氢氧化钾水溶液,并以1kgf/cm2的喷淋显影压力,进行自图案开始出现的显影时间起、进而经过10秒后的显影后,进行5kgf/cm2压力的喷雾水洗,将涂膜的未曝光部去除,从而在玻璃基板上形成像素图案。切断所形成的像素图案(格子状的隔离壁),制作剖面观察用的样品,并使用扫描式电子显微镜(基恩士(Keyence)股份有限公司制造)观察隔离壁的剖面形状,测定其锥角度。
锥角度的评价是以如下方式评价。
(评价)
◎:锥角度为51°~90°
○:锥角度为21°~50°
×:锥角度为5°~20°
(表面褶皱的评价)
对于锥角度评价用样品,利用光学显微镜观察所形成的像素图案的表面,评价褶皱的有无。
表面褶皱的评价是以如下方式评价。
(评价)
○:表面并无褶皱
△:有不会对下一工序造成影响的程度的褶皱
×:表面有褶皱
[实施例2~实施例17及比较例1]
关于实施例2~实施例17及比较例1,也与实施例1同样地,将(A)~(F)为止的各成分以表1中记载的比例加以调配,并均匀地混合,由此获得实施例2~实施例17及比较例1的隔离壁用感光性树脂组合物。实施例2~实施例17及比较例1的隔离壁用感光性树脂组合物的各评价是与实施例1同样地进行。
将实施例1~实施例17及比较例1的评价结果示于表3及表4中。
根据表3及表4所示的评价结果可确认到:通过并用含有不饱和基的感光性树脂(A)与树枝状聚合物(B),在硬化后的像素图案中不会在表面产生褶皱。因此,树枝状聚合物(B)对抑制隔离壁用感光性树脂组合物硬化时的收缩差有效。
另外,通过调整含有不饱和基的感光性树脂(A)的调配量与树枝状聚合物(B)的调配量,可提供一种自2μm般的薄膜至10μm般的厚膜为止均可应用的隔离壁用感光性树脂组合物。
另外,得知:通过使用由双酚型环氧化合物衍生的环氧丙烯酸酯酸加成物(例如,(A)-1)作为含有不饱和基的感光性树脂,不仅在粗线中可获得良好的图案化性,而且在细线中也可获得良好的图案化性。
[产业上的可利用性]
本发明的感光性树脂组合物在有机EL元件、量子点显示器、TFT阵列及包含波长转换元件等的彩色滤光片的制造中极其有用。另外,也存在针对厚膜隔离壁而专门化的组合物,因此认为作为迷你发光二极管(Light Emitting Diode,LED)或微LED的隔离壁等强光源体的防混色材料也有用。
Claims (8)
1.一种隔离壁用感光性树脂组合物,包含:
A成分,含有不饱和基的感光性树脂;
B成分,末端具有两个以上的乙烯性聚合性基的树枝状聚合物;以及
C成分,光聚合引发剂。
4.根据权利要求1或2所述的隔离壁用感光性树脂组合物,其特征在于:所述隔离壁用感光性树脂组合物包含疏墨水剂作为D成分。
5.根据权利要求1或2所述的隔离壁用感光性树脂组合物,其特征在于:所述隔离壁用感光性树脂组合物包含选自黑色颜料、混色有机颜料及白色颜料中的至少一种着色剂作为E成分。
6.一种硬化物,其是使如权利要求1至5中任一项所述的隔离壁用感光性树脂组合物硬化而成。
7.一种隔离壁的制造方法,包括:
将E成分为黑色颜料或混色有机颜料的如权利要求1至4中任一项所述的隔离壁用感光性树脂组合物涂布于基板上而形成涂膜并使所述涂膜干燥的工序;
利用紫外线曝光装置对所述涂膜进行曝光的工序;以及
对所述涂膜利用碱性水溶液进行显影并进行热煅烧的工序,所述隔离壁的制造方法的特征在于:
隔离壁的光密度为0.2/μm~4.0/μm。
8.一种隔离壁的制造方法,包括:
将E成分为白色颜料的如权利要求1至4中任一项所述的隔离壁用感光性树脂组合物涂布于基板上而形成涂膜并使所述涂膜干燥的工序;
利用紫外线曝光装置对所述涂膜进行曝光的工序;以及
对所述涂膜利用碱性水溶液进行显影并进行热煅烧的工序,所述隔离壁的制造方法的特征在于:
隔离壁的光密度为0.1/μm~0.3/μm。
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