CN114253068A - 感光性树脂组合物、遮光膜及显示装置 - Google Patents

感光性树脂组合物、遮光膜及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及感光性树脂组合物、遮光膜及显示装置，更进一步的，涉及提供一种遮光膜形成用的感光性树脂组合物，其于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光反射率，且可使遮光膜制造时的碱显影中的图案形成性能达到极高。解决技术问题的手段为一种遮光膜形成用的感光性树脂组合物，含有：成分(A)碱可溶性树脂、成分(B)具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、成分(C)光聚合引发剂、成分(D)遮光剂及成分(E)二氧化硅粒子。在将由特定平均膜厚的前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并以对该膜进行元素分析而求取特定的原子比(X)、(Y)及(Z)时，原子比(Y)的值为原子比(X)的值的1.1至10倍，原子比(Z)的值为原子比(X)的值的0.5至2.8倍。

Description

感光性树脂组合物、遮光膜及显示装置
技术领域
本发明关于遮光膜形成用的感光性树脂组合物、遮光膜以及显示装置。
背景技术
于液晶显示器等显示装置中，以对比的提升或漏光的防止等为目的，于红、绿、蓝等各像素的交界上形成有方格状、长条状或镶嵌状的黑色矩阵等遮光膜。此遮光膜已知有使用含有黑色颜料等遮光剂的感光性树脂组合物并形成于透明基板上的遮光膜。然而，于具备在表面配置有如此遮光膜的透明基板的显示装置中，由于从透明基板侧所入射的光于遮光膜的表面(与透明基板的界面)产生反射，因而有放置在周围的物品等映入画面的问题。因此，在如此遮光膜的领域中，为了达到反射率的降低而进行各项研究。
例如于日本国际公开第2015/159370号(专利文献1)中，揭示一种遮光材，其含有(A)色材及(B)有机粘合材，并且满足下述(1)及(2)所记载的条件：
(1)前述遮光材含有(C)折射率1.2以上1.8以下的微粒子；
(2)前述遮光材中的前述微粒子的浓度在厚度方向上不同，相比于前述透明基板侧，与前述透明基板为相反的一侧较低。
然而，即使是专利文献1所记载的遮光材，也不一定可充分地抑制光的反射。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本国际公开第2015/159370号。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
本发明是有鉴于前述先前技术所具有的课题而研创，该目的在于提供；于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光的反射率，并且可使遮光膜的制造时的碱显影中的图案形成性能达到极高的遮光膜形成用的感光性树脂组合物、使用该感光性树脂组合物所得到的遮光膜、以及具备该遮光膜的显示装置。
[用以解决课题的技术手段]
本发明人等为了达成前述目的而进行精心研究，结果发现将遮光膜形成用的感光性树脂组合物构成为含有下述成分(A)至(E)，并且将该感光性树脂组合物构成为：在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并使用STEM-EDS以能量分散型X射线分析法对该膜的剖面进行元素分析而据此求取下述原子比(X)、(Y)及(Z)时，前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小，据此，于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光的反射率，并且可使遮光膜的制造时的碱显影中的图案形成性能(显影性)达到极高，因而完成本发明。
也就是，本发明的感光性树脂组合物为遮光膜形成用的感光性树脂组合物，含有下述成分(A)至(E)：
(A)碱可溶性树脂、
(B)具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、
(C)光聚合引发剂、
(D)遮光剂、
(E)二氧化硅粒子；并且
在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并使用STEM-EDS以能量分散型X射线分析法对该膜的剖面进行元素分析而据此求取下述原子比(X)、(Y)及(Z)时：
[原子比(X)]该膜中的Si元素相对于该膜中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Y)]该膜于玻璃基板附近的区域中的Si元素，相对于从前述玻璃基板与前述膜的界面至厚度200nm为止的间的前述膜于玻璃基板附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Z)]该膜于表面附近的区域中的Si元素，相对于从不与前述玻璃基板接触的一侧的前述膜的表面至厚度200nm为止的间的前述膜于表面附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小。
此外，本发明的感光性树脂组合物中，前述成分(E)较优选为平均粒径为10至180nm的二氧化硅粒子。
此外，本发明的感光性树脂组合物中，前述成分(D)较优选为平均粒径为50至180nm的炭黑。
本发明的遮光膜是由上述本发明的感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜，且平均厚度为0.5μm至2.5μm。
另外，本发明的显示装置是具备上述本发明的遮光膜。
[发明的效果]
根据本发明，能够提供：于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光的反射率，并且可使遮光膜的制造时的碱显影中的图案形成性能达到极高的遮光膜形成用的感光性树脂组合物、使用该感光性树脂组合物所得到的遮光膜、以及具备该遮光膜的显示装置。
具体实施方式
以下依循较优选实施方式来详细地说明本发明。
[感光性树脂组合物(遮光膜形成用的感光性树脂组合物)]
本发明的感光性树脂组合物为一种遮光膜形成用的感光性树脂组合物，含有下述成分(A)至(E)：
(A)碱可溶性树脂、
(B)具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、
(C)光聚合引发剂、
(D)遮光剂、
(E)二氧化硅粒子；并且
在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并使用STEM-EDS以能量分散型X射线分析法对该膜的剖面进行元素分析而据此求取下述原子比(X)、(Y)及(Z)时：
[原子比(X)]该膜中的Si元素相对于该膜中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比([膜中的Si元素的量]/[膜中所存在的C、O及Si元素的总量])，
[原子比(Y)]该膜于玻璃基板附近的区域中的Si元素，相对于从前述玻璃基板与前述膜的界面至厚度200nm为止的间的前述膜于玻璃基板附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比([膜于玻璃基板附近的区域中的Si元素的量]/[膜于玻璃基板附近的区域中所存在的C、O及Si元素的总量])，
[原子比(Z)]该膜于表面附近的区域中的Si元素，相对于从不与前述玻璃基板接触的一侧的前述膜的表面至厚度200nm为止的间的前述膜于表面附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比([膜于表面附近的区域中的Si元素的量]/[膜于表面附近的区域中所存在的C、O及Si元素的总量])，
前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小。
以下，首先说明感光性树脂组合物所含有的成分(A)至(E)。
[成分(A)]
使用作为如此成分(A)的碱可溶性树脂并无特别限制，可适当地应用能够应用在所谓碱显影的一般所知的树脂(例如于日本特开2019-203963号公报所记载的树脂等)。如此，碱可溶性树脂可适当地应用溶解于所谓碱显影液的树脂。如此，本发明中所谓“碱可溶性”，只要是可应用并溶解一般所知的碱显影液的性质即可。于如此碱可溶性树脂中，从硬化性与相对于碱显影液的溶解性更高来看，尤优选为于树脂分子内(1分子中)具有聚合性不饱和基以及用以显现碱可溶性的酸性基的树脂。如此聚合性不饱和基可列举例如丙烯酸基、甲基丙烯酸基，此外，前述酸性基可列举例如羧基。
此外，如此碱可溶性树脂并无特别限制，适合的碱可溶性树脂可列举例如：将具有2个以上的环氧基的化合物与(甲基)丙烯酸进行反应，并将(a)二羧酸或三羧酸的酸酐和/或(b)四羧酸二酐反应于所得到的具有羟基的(甲基)丙烯酸环氧酯化合物而得到的(甲基)丙烯酸环氧酯酸加成物。在此所谓“(甲基)丙烯酸”，意指“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
如此的具有2个以上的环氧基的化合物，可适合应用双酚型环氧化合物或酚醛型环氧化合物。此外，如此双酚型环氧化合物或酚醛型环氧化合物可适当地应用例如一般所知的双酚型环氧化合物或酚醛型环氧化合物(例如于日本特开2019-203963号公报所记载的双酚型环氧化合物或酚醛型环氧化合物)。于如此双酚型环氧化合物或酚醛型环氧化合物中，从碱溶解性与硬化性与耐热性进一步提升的观点来看，特优选为双酚芴型环氧化合物。
此外，反应于(甲基)丙烯酸环氧酯的(a)二羧酸或三羧酸的酸酐，使用链式烃二羧酸或三羧酸的酸酐、脂环式二羧酸或三羧酸的酸酐、芳香族二羧酸或三羧酸的酸酐等。在此，链式烃二羧酸或三羧酸的酸酐的例子包含：琥珀酸、乙酰琥珀酸、顺丁烯二酸、己二酸、伊康酸、壬二酸(Azelaic Acid)、柠苹酸(Citramalic Acid)、丙二酸、戊二酸(GlutaricAcid)、柠檬酸、酒石酸、侧氧戊二酸、庚二酸(Pimelic Acid)、癸二酸(Sebacic Acid)、辛二酸(Suberic Acid)、二甘醇酸等的酸酐。另外，包含导入有任意取代基的二羧酸或三羧酸的酸酐等。此外，脂环式二羧酸或三羧酸的酸酐的例子包含：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、降莰烷二羧酸等的酸酐。另外，也包含导入有任意取代基的二羧酸或三羧酸的酸酐等。此外，芳香族二羧酸或三羧酸的酸酐的例子包含：邻苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三甲酸(Trimellitic Acid)等的酸酐。另外，包含导入有任意取代基的二羧酸或三羧酸的酸酐。
此外，反应于(甲基)丙烯酸环氧酯的(b)四羧酸二酐，是使用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。在此，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，另外，包含导入有任意取代基的四羧酸的酸二酐。此外，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、降莰烷四羧酸等的酸二酐，另外，包含导入有任意取代基的四羧酸的酸二酐。此外，芳香族四羧酸的酸二酐的例子包含：焦蜜石酸(Pyromellitic Acid)、二苯基酮四羧酸、联苯四羧酸、联苯醚四羧酸等的酸二酐，另外，包含导入有任意取代基的四羧酸的酸二酐。
(甲基)丙烯酸环氧酯酸加成物可通过已知的方法，例如于日本特开平8-278629号公报或日本特开2008-9401号公报等所记载的方法来制造。首先，使(甲基)丙烯酸反应于如此环氧化合物的方法的例子有：于溶剂中添加与环氧化合物的环氧基为等摩尔的(甲基)丙烯酸，并在催化剂(氯化三乙基苄基铵、2,6-二异丁酚等)的存在下，一面吹送空气一面加热至90至120℃并搅拌以进行反应的方法。接着，使酸酐反应于属于反应生成物的丙烯酸环氧酯化合物的羟基的方法的例子有：于溶剂中添加丙烯酸环氧酯化合物与酸二酐及酸酐的既定量，并在催化剂(溴化四乙基铵、三苯基膦等)的存在下，于90至130℃进行加热并搅拌以进行反应的方法。
此外，从碱溶解性与硬化性与耐热性进一步提升的观点来看，如此碱可溶性树脂尤优选为：使脂环式二羧酸的酐(酸酐)及芳香族四羧酸二酐反应于双酚芴型环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应物而得到的卡多树脂(Cardo resin)。
此外，成分(A)的碱可溶性树脂也可适当地应用例如于日本特开2014-111722号公报或日本特开2018-141968号公报所记载的碱可溶性树脂。(A)成分的碱可溶性树脂可仅单独使用1种或是并用2种以上。
于如此碱可溶性树脂中，虽因树脂的骨架有所不同，无法一概而论，但重均分子量(Mw)较优选为1000至100000(尤优选为2000至80000)，此外，酸值较优选为30至120mgKOH/g(尤优选为40至110mgKOH/g)。于此Mw及酸值位于前述范围时，碱显影时的显影性进一步提升，并且碱显影时的图案密合性也有进一步提升的倾向。
[成分(B)]
使用作为前述成分(B)的具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物并无特别限制，例如可适当地应用：能够应用作为光聚合性的单体的一般所知的具有乙烯性不饱和键的光聚合性化合物(例如于日本特开2017-72760号公报所记载的具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性单体(例如具有至少1个乙烯性不饱和键的(甲基)丙烯酸酯类)等)。如此成分(B)可列举例如：(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等具有羟基的单体，或是乙二醇二(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、四甲撑二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基乙烷酯、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、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甘油酯等(甲基)丙烯酸酯类。此化合物可仅单独使用1种或是并用2种以上。
此外，具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物，由于可发挥将所含有的碱可溶性树脂的分子彼此交联的功用，所以尤优选为使用具有2个以上(尤优选为3个以上)的光聚合性基的光聚合性化合物。此外，将如此光聚合性化合物的分子量除以1分子中的(甲基)丙烯酸基的数目后的丙烯酸当量，较优选为50至20000，丙烯酸当量尤优选为70至10000。此外，成分(B)尤优选为不具有游离的羧基。
[成分(C)]
使用作为前述成分(C)的光聚合引发剂并无特别限制，可适当地应用一般所知的光聚合引发剂(例如于日本特开2017-72760号公报所记载的光聚合引发剂等)。当中从在遮光膜中相对于紫外线的反应性高，可促进光硬化反应的观点来看，如此光聚合引发剂特优选为肟酯系聚合引发剂。如此光聚合引发剂可适当地应用贩售品。此外，本发明中所谓“光聚合引发剂”，以包括敏化剂的涵义来使用。
[成分(D)]
使用作为前述成分(D)的遮光剂并无特别限制，较优选为由选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组的至少1种遮光成分所构成的遮光剂。如此有机黑色颜料可列举苝黑(Perylene Black)、苯胺黑、花青黑、内酰胺黑等。此外，前述无机黑色颜料可列举炭黑、氧化铬、氧化铁、钛黑等。另外，前述混色伪黑色颜料可列举混合红、蓝、绿、紫、黄、花青、洋红等中的2种以上的颜料而呈伪黑色化的混色伪黑色颜料。如此遮光剂可单独使用上述遮光成分中的1种或是并用2种以上。此外，从遮光性、表面平滑性、分散稳定性、与树脂的相溶性良好的观点来看，如此遮光剂特优选为炭黑。
如此遮光剂较优选为由平均粒径为50至180nm(尤优选为80至160nm)的遮光成分(特优选为炭黑)所构成的遮光剂。如此遮光成分(特优选为炭黑)的平均粒径未达前述下限时，前述遮光膜的遮光性有降低的倾向，另一方面，超过前述上限时，会有无法将前述原子比(Y)的值设定为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小的倾向。遮光成分的平均粒径可通过应用了动态光散射法等的粒度分布测定来求取。
[成分(E)]
使用作为前述成分(E)的二氧化硅粒子并无特别限制，可适当地应用能够应用在遮光膜的一般所知的二氧化硅粒子(例如于日本特开2016-161926号公报所记载者的二氧化硅粒子)。从在感光性树脂组合物中的分散稳定性的观点来看，如此二氧化硅粒子尤优选为以在有机溶剂中可分散的方式所制造或经表面处理的二氧化硅粒子。如此以在有机溶剂中可分散的方式所制造或经表面处理的二氧化硅粒子，可列举熏制二氧化硅、胶体二氧化硅、有机二氧化硅溶胶，例如于日产化学股份有限公司制的以有机二氧化硅溶胶、Admatechs股份有限公司制的以Admafine及Admanano、扶桑化学工业股份有限公司制的以胶体二氧化硅、有机二氧化硅溶胶及二氧化硅纳米粉末、Nippon Aerosil股份有限公司制的以熏制二氧化硅等商品名称所贩售的二氧化硅粒子中，可适合使用能够分散于有机溶剂的二氧化硅粒子。
此外，如此二氧化硅粒子较优选为平均粒径为10至180nm(尤优选为20至150nm)。如此平均粒径未达前述下限时，容易引起粒子彼此的凝聚而使分散稳定性降低，在欲确保分散稳定性时，会有需使用大量的分散剂的倾向，另一方面，超过前述上限时，图案的直线性有降低的倾向。另外，如此二氧化硅粒子较优选为使用折射率为1.10至1.47(尤优选为1.40至1.47)的二氧化硅粒子。
以上已分别说明成分(A)至(E)，但本发明的感光性树脂组合物可含有的成分并不限于上述成分(A)至(E)，于该组合物中，可任选调配：分散剂、前述光聚合引发剂以外的其它聚合引发剂、链转移剂、敏化剂、非感光性树脂、硬化剂、硬化促进剂、抗氧化剂、塑化剂、填充材、偶联剂、界面活性剂、染料等各种添加剂。
此外，从可采用一般所知的涂覆法等而更容易进行遮光膜的形成的观点来看，本发明的感光性树脂组合物较优选为含有有机溶剂(以下，简便上视情况的不同，有时将如此组合物中可含有的有机溶剂仅称为“成分(F)”)。
如此有机溶剂(成分(F))只要是可用以将感光性树脂组合物构成为溶液状态而应用的有机溶剂即可，可适当地应用一般所知的有机溶剂(例如于日本特开2017-72760号公报所记载的有机溶剂等)。如此有机溶剂可列举例如：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类；丁酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)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、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、丙二醇单甲醚乙酸酯等乙酸酯类等。
此外，于感光性树脂组合物遮光膜形成用的感光性树脂组合物的制造时，上述成分(D)或上述成分(E)较优选为分别应用使这些各成分分散于有机溶剂的分散液，然后与成分(A)等其它成分混合。此外，在使用如此分散液时，从使上述成分(D)或上述成分(E)均一地分散于有机溶剂中的观点来看，较优选为于该分散液中添加分散剂。因此，在应用该分散液时，分散液中所含有的分散剂是直接含在感光性树脂组合物中。从如此观点来看，本发明的感光性树脂组合物可含有分散剂。如此分散剂可不特别地受限而使用上述成分(D)或(E)的分散中所使用的一般所知的化合物(以分散剂、分散湿润剂、分散促进剂等名称所贩售的化合物等)等。
例如，如此分散剂可适合应用磷酸酯系分散剂。此外，如此磷酸酯系分散剂可适当地应用一般所知的磷酸酯系分散剂，也可应用贩售品(例如Adeka Col(TS-230E、CS-141E、CS-1361E、CS-279、PS-440E、PS-810E、PS-807、PS-984：皆为ADEKA股份有限公司制、“AdekaCol”为该公司的注册商标)；Plysurf(A208B、A208F、A208N、A219B、DB-01、M208F：皆为第一工业制药股份有限公司制、“Plysurf”为该公司的注册商标)；Phosphanol(RS-710、RL-310、RB-410、RL-210、RS-610、RD-720N：皆为东邦化学工业股份有限公司制、“Phosphanol”为该公司的注册商标)等)。
[关于组成等]
本发明的感光性树脂组合物含有：成分(A)：碱可溶性树脂、成分(B)：具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、成分(C)：光聚合引发剂、成分(D)：遮光剂、以及成分(E)：二氧化硅粒子。
于此组合物中，成分(A)与成分(B)的质量比([成分(A)]/[成分(B)])尤优选为90/10至50/50(特优选为85/15至55/45)。在将前述质量比(成分(A)相对于成分(B)的调配比率)设定为前述范围内时，通过将(A)成分的调配比率设定为前述下限值以上，就显影密合性的点而言会有得到更高效果的倾向，另一方面，通过将(A)成分的调配比率设定为前述上限值以下，就UV硬化性的点而言会有得到更高效果的倾向。
成分(A)与成分(B)的合计量相对于感光性树脂组合物中的固形分(固形分包含该组合物的硬化后成为固形分的化合物)的总量，较优选为20至80质量％，尤优选为25至75质量％。通过将成分(A)与成分(B)的合计量设定为前述下限值以上，就可通过光蚀刻法的步骤来进行适合的图案形成的点而言，会有得到更高效果的倾向，此外，通过设定为前述上限值以下，就为了将遮光度设定为必要等级而能够进行遮光成分的添加的点而言，会有得到更高效果的倾向。
此外，成分(C)的含量并无特别限制，相对于成分(A)与成分(B)的合计量100质量份，较优选为2至40质量份，尤优选为3至35质量份。在将成分(C)的含量设定为前述范围内时，通过将成分(C)的调配比率设定为前述下限值以上，就灵敏度而言会有得到更高效果的倾向，另一方面，通过设定为前述上限值以下，就图案形成性的点而言会有得到更高效果的倾向。
此外，成分(D)的含量并无特别限制，相对于感光性树脂组合物中的固形分(固形分包含该组合物的硬化后成为固形分的化合物)的总量，较优选为20至80质量％，尤优选为25至75质量％。关于将成分(D)的含量设定为前述范围内时，通过将成分(D)的调配比率设定为前述下限值以上，就遮光性的点而言会有得到更高效果的倾向，此外，通过设定为前述上限值以下，就遮光层的表面平滑性的提升、前述遮光剂的分散稳定性的提升的点而言会有得到更高效果的倾向。
另外，成分(E)的含量并无特别限制，相对于感光性树脂组合物中的固形分(固形分包含该组合物的硬化后成为固形分的化合物)的总量，较优选为1至20质量％，尤优选为1至10质量％。关于将成分(E)的含量设定为前述范围内时，通过将成分(E)的调配比率设定为前述下限值以上，就反射率的点而言会有得到更高效果的倾向，此外，通过设定为前述上限值以下，就图案的直线性的点而言会有得到更高效果的倾向。于本申请发明中，即使成分(E)的添加量相同，于进行制膜并观察剖面时，成分(E)并不均一地分散，而是成为成分(E)偏向存在于与玻璃面的界面的状态，所以在从玻璃面侧来测定反射率时，可降低该反射率。此外，也多少考量到图案形成后的图案的直线性等，可稳定且更容易地形成适合的图案的观点时，相对于感光性树脂组合物中的固形分的总量，更优选为将成分(E)的含量设定为1至7质量％，据此会有可更具效率地达成本申请发明的效果的倾向。
此外，于本发明的感光性树脂组合物含有有机溶剂(成分(F))时，该成分(F)的含量可因应目标的粘度等而适当地变更，但相对于感光性树脂组合物中的总量，较优选为设定为50至90质量％。此外，于本发明的感光性树脂组合物含有分散剂时，该分散剂的含量并无特别限制，相对于感光性树脂组合物的固形分的总量，较优选为3至12质量％。
此外，本发明的感光性树脂组合物于排除(F)成分的有机溶剂后的组合物的固形分(固形分包含该组合物的硬化后成为固形分的化合物)中，较优选为含有合计为80质量％以上(尤优选为90质量％以上，更优选为94质量％以上)的成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)及成分(E)。
此外，本发明的感光性树脂组合物较优选为以使用了(F)成分的有机溶剂的溶液的状态来使用。据此可更有效地形成均一的膜。如此溶液状的组合物较优选为适当地调整有机溶剂的用量，以将粘度(B型或E型粘度计)设定为1至30mPa.Sec左右。
此外，本发明的感光性树脂组合物在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并使用STEM-EDS以能量分散型X射线分析法对该膜的剖面进行元素分析而据此求取下述原子比(X)、(Y)及(Z)时：
[原子比(X)]该膜中的Si元素相对于该膜中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Y)]该膜于玻璃基板附近的区域中的Si元素，相对于从前述玻璃基板与前述膜的界面至厚度200nm为止的间的前述膜于玻璃基板附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Z)]该膜于表面附近的区域中的Si元素，相对于从不与前述玻璃基板接触的一侧的前述膜的表面至厚度200nm为止的间的前述膜于表面附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小。
如此，本发明的感光性树脂组合物在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上时，前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小。如此前述原子比(Y)的值未达前述原子比(X)的值的1.1倍时，无法充分地降低反射率，另一方面，超过10倍时，图案形成后的图案的直线性降低，无法维持适合的图案形成性。此外，如此原子比(Y)的值尤优选是成为前述原子比(X)的值的1.1至5倍(更优选为1.1至3倍)的大小。如此前述原子比(Y)的值相对于前述原子比(X)的值位于前述倍率的范围内时，分散于前述感光性树脂组合物的硬化物的膜中的二氧化硅粒子的浓度，在玻璃基板附近的区域中较膜整体的二氧化硅粒子的浓度更浓，因此于玻璃基板附近的区域中，二氧化硅粒子更多量地存在。如此，于成为二氧化硅粒子的浓度在厚度方向上不同，且在玻璃基板附近的区域中，二氧化硅粒子更多量地存在的状态时，玻璃与感光性树脂组合物硬化膜的界面的折射率差变小，所以可降低反射率。
此外，本发明的感光性树脂组合物在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上时，前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小。如此前述原子比(Z)的值未达前述原子比(X)的值的0.5倍时，无法得到反射率的降低效果，另一方面，超过2.8倍时，图案形成后的图案的直线性降低，变得无法得到充分的图案形成性。此外，如此原子比(Y)的值尤优选是成为前述原子比(X)的值的0.7至2.5倍(更优选为0.8至2倍)的大小。如此前述原子比(Z)的值相对于前述原子比(X)的值位于前述倍率的范围内时，由于防止二氧化硅在涂膜上部的凝聚，所以可同时达到反射率降低效果与图案的直线性。
此外，本发明的感光性树脂组合物在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上时，在通过元素分析来求取上述原子比(X)、(Y)及(Z)以及下述原子比(W)时：
[原子比(W)]该中间部分的区域中的Si元素，相对于前述膜于玻璃基板附近的区域(从前述玻璃基板与前述膜的界面至厚度200nm为止的间的区域)以及前述膜于表面附近的区域(从表面至厚度200nm为止的间的区域)以外的中间部分的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比
前述原子比(W)的值相对于前述原子比(X)的值，尤优选是成为0.1至1.1倍(更优选为0.1至1.0倍)的大小。如此前述原子比(W)的值相对于前述原子比(X)的值位于前述倍率的范围内时，由于成为二氧化硅粒子的浓度在厚度方向上不同的状态，所以可降低反射率。
如上述般，本发明的感光性树脂组合物在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上时，满足：前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小的条件(以下，简便上视情况的不同，有时将该条件称为“二氧化硅粒子的分布条件(I)”)。
此外，如此二氧化硅粒子的分布条件(I)也可通过使用例如平均粒径为10至170nm的二氧化硅粒子作为组合物中所含有的二氧化硅粒子(前述成分(E))，并且使用平均粒径为50至180nm的二氧化硅粒子(尤优选为炭黑)作为组合物中所含有的遮光剂(前述成分(D))来达成。如此，通过将成分(D)与成分(E)的平均粒径分别设定为前述范围内并组合这些来应用，可满足二氧化硅粒子的分布条件(I)，在此情形时，较优选为使用卡多树脂作为前述成分(A)的碱可溶性树脂，使用(甲基)丙烯酸酯类作为前述成分(B)，将成分(D)的含量相对于感光性树脂组合物中的固形成分的总量设定为20至80质量％，将成分(E)的含量相对于感光性树脂组合物中的固形成分的总量设定为1至10质量％，更优选为于组合物中含有成分(F)(该成分(F)较优选为二醇醚类、二醇乙酸酯类)，且将该成分(F)的含量相对于感光性树脂组合物的总量(整体量)设定为50至90质量％。在更含有分散剂时，较优选为将分散剂的种类构成为氨甲酸乙酯系或丙烯酸系，并且将该含量相对于感光性树脂组合物中的固形成分的总量设定为3至12质量％。如此，也可通过组合各成分来满足二氧化硅粒子的分布条件(I)。
于本发明中，测定前述原子比(X)、(Y)、(Z)、(W)的值时的膜的元素分析方法是采用下列方法。也就是，首先使用Ultramicrotome(Leica公司制商品名称EM UC6)来制作膜的分析用超薄切片(测定试样)，并使用STEM-EDS(例如Hitachi Hi-tech公司制STEM(扫描型穿透电子显微镜)：商品名称“SU9000”以及AMETEK公司制EDS(能量分散型X射线分光仪)：商品名称“Apollo XTL”)作为测定装置。此外，于测定时采用加速电压30kV、倍率约5万倍的条件作为测定条件，通过能量分散型X射线分析法来观察分析用超薄切片中的由感光性组合物的硬化物所构成的膜的剖面，并进行元素分析。通过如此剖面观察的元素分析时，将该剖面的测定区域(剖面观察的区域：进行元素分析的区域)设定为纵：与所测定的膜的膜厚为相同的大小、以及横：2.5μm以上(尤优选约为2.5至3μm)的大小的区域。此外，如此元素分析中，各原子的比率可应用通过EDS附属的软件来算出C、O及Si的原子数％(atom％)的方法而求取。通过前述测定装置的剖面的测定时的倍率的条件，可适当地变更为于该测定装置的测定视野内包含有膜的上表面侧及下表面侧(玻璃基板侧)的界面，并且包含有前述剖面的测定区域(纵：与所测定的膜的膜厚为相同的大小、横：2.5μm以上的大小的区域)。例如于前述测定装置中，由于在倍率5万倍的测定中可将测定视野设定为纵2μm×横2.5μm的区域，所以在测定对象的膜厚于任意位置上皆小于2μm时，通过将倍率设定为5万倍，可于测定视野内包含有膜的剖面的纵：与所测定的膜的膜厚为相同的大小、以及横：2.5μm的大小的区域，可对如前述般的大小的测定区域进行测定(元素分析)。如此，只需以可进行如前述般的大小的测定区域的观察的方式来适当地设定测定时的倍率即可。此外，测定前述原子比(X)、(Y)、(Z)、(W)时的膜的形成方法可采用：将感光性组合物涂布于玻璃基板上，使溶剂干燥并进行光硬化后，更进行加热硬化(烘烤)而据此形成由感光性组合物的硬化物所构成的膜的方法。应用在如此测定的由感光性组合物的硬化物所构成的膜(测定试样)的平均膜厚只要位于0.5至2.5μm的范围即可，较优选是设定为1.2μm。此外，于测定时，较优选为从玻璃基板中剥离来制作分析用超薄切片(测定试样)。此外，成为如此元素分析的对象的膜的“平均膜厚”可采用：使用触针式阶差形状测定装置(KLA Tencor公司制“P-10”)所测定的膜的厚度的平均值。测定如此前述原子比(X)、(Y)、(Z)、(W)时的膜的元素分析的方法或试样的调制方法等，较优选为采用与实施例的栏中的“膜的元素分析(Si元素的原子比的测定)”中所说明的方法为相同的方法。
此外，用以制造如此本发明的感光性树脂组合物的方法并无特别限制，可采用例如将含有成分(A)的树脂溶液(溶剂：成分(F))，与成分(B)、成分(C)、上述成分(D)的分散液(溶剂：成分(F))、上述成分(E)的分散液(溶剂：成分(F))混合的方法等。
[遮光膜]
本发明的遮光膜是由上述本发明的感光性树脂组合物的光硬化物所构成的膜，且平均厚度为0.5μm至2.5μm。
如此，本发明的遮光膜的平均厚度为0.5μm至2.5μm(尤优选为0.8至2.0μm)。如此厚度未达前述下限时，会有无法使遮光度达到充分的倾向，另一方面，超过前述上限时，图案形成性有降低的倾向。如此遮光膜的平均厚度(平均膜厚)可采用：使用触针式阶差形状测定装置(KLA Tencor公司制“P-10”)所测定的值。如此遮光膜形成图案形状时，该形状并无特别限制，可因应用途或组合物中的成分等，将设计适当地变更为长条状或镶嵌状等。
此外，本发明的遮光膜是由上述本发明的感光性树脂组合物的光硬化物所构成的膜。在此所谓“光硬化物”，只要是于感光性树脂组合物的硬化时的任一阶段中通过光进行硬化即可，且为涵盖于光硬化后进行热硬化(后烘烤)而硬化的概念。也就是，在此所谓光硬化物，可为仅通过光硬化而硬化的硬化物，或是也可为于光硬化后进行热硬化后的硬化物。如此，本发明的遮光膜为通过光使上述本发明的感光性树脂组合物硬化(可任选在通过光进行硬化后，更通过热进行硬化)而得到。于形成具有特定图案的遮光膜作为如此遮光膜时所能够采用的方法并无特别限制，可适合应用例如：应用溶液状组合物)(含有上述成分(F)的组合物)作为上述本发明的感光性树脂组合物，将该溶液状的感光性树脂组合物涂布于基板上后，施以用来去除有机溶剂(成分(F))的加热处理(预烘烤)，接着使用期望的遮光膜图案形成用遮罩来施以曝光处理，以使感光部分(曝光部分)的感光性(光硬化性)树脂光硬化，然后施以显影处理，并去除未曝光部分的感光性树脂组合物，并且可任选更进行加热处理(后烘烤)，据此来形成遮光膜(遮光膜图案)的方法。以下简单地说明可适合应用用以形成此遮光膜的方法。
如此遮光膜的形成方法中，首先将前述溶液状的感光性树脂组合物涂布于基板上。将如此溶液状的感光性树脂组合物涂布于基板上的方法，除了例如一般所知的溶液浸渍法、喷雾法之外，可列举使用辊涂布机、陆上涂布机、狭缝涂布机、旋转涂布机等的方法。如此基板只要是需形成遮光膜的基板即可，可例示一般所知的显示装置用的透明基板(例如玻璃基板)等作为适合的基板。
此外，如此遮光膜的形成方法中，在将前述溶液状的感光性树脂组合物涂布于基板上后，为了去除该组合物中的有机溶剂(成分(F))，施以加热处理(预烘烤)。如此预烘烤中的加热温度及加热时间可因应所使用的有机溶剂(成分(F))的种类等来适当地设定，例如可将加热温度设定在60至110℃(以不超过前述透明基板的耐热温度的方式来设定)，并且将加热时间设定在1至3分钟。通过如此加热处理，可得到感光性树脂组合物的干燥涂膜。
此外，如此遮光膜的形成方法中，使用期望的遮光膜图案形成用遮罩，对前述预烘烤后的涂膜(感光性树脂组合物的干燥涂膜)施以曝光处理，以使前述涂膜的感光部分(光所照射的部分)的树脂光硬化。如此曝光处理时所采用的条件并无特别限制，可适当地应用：使用感光性的树脂来形成遮光膜时所应用的一般所知的曝光条件，并因应所使用的成分(A)、成分(B)及成分(C)的种类等来适当地采用适当的条件。
另外，于此遮光膜的形成方法中，对曝光后的涂膜施以显影处理，并去除前述涂膜的未曝光部分的感光性树脂组合物。如此显影处理的方法并无特别限制，可适当地采用一般所知的显影方法。由于前述感光性树脂组合物使用碱可溶性树脂作为成分(A)，所以于如此显影处理时，较优选为使用碱显影液来进行显影处理(碱显影处理)。如此碱显影液可使用碱金属或碱土金属的碳酸盐或氢氧化物的水溶液等一般所知的碱显影液。如此，通过施以显影处理来去除未曝光部分的树脂组合物，可形成图案状的遮光膜(遮光膜图案：像素图案)。为了使所得到的遮光膜充分地硬化或充分地去除显影液，也可对前述遮光膜(遮光膜图案)更施以加热处理(后烘烤)。
如此操作即可形成由上述本发明的感光性树脂组合物的光硬化物所构成的遮光膜。如此遮光膜的形成方法并不限于上述方法，除了如前述般通过曝光、显影等操作来形成细微图案之外，也可适当地采用例如通过网版印刷来形成期望的图案而得到遮光膜的方法等。
如此地形成的本申请发明的遮光膜，于膜厚每1μm的OD值未达4/μm时，可构成为反射率5％以下。此外，如此遮光膜于膜厚每1μm的OD值为4/μm以上时，可构成为反射率6％以下，尤优选为5％以下。
[显示装置]
本发明的显示装置具备上述本发明的遮光膜。如此显示装置的种类并无特别限制，可列举例如液晶显示装置，或是以有机EL元件为代表的有机电场发光装置、触控面板等。此外，如此本发明的显示装置只要是具备前述遮光膜的显示装置即可，其它构成并无特别限制。此外，此本发明的显示装置较优选为于该显示装置的显示面侧的透明基板的背面具备上述本发明的遮光膜(具备以通过透明基板来观看遮光膜的形式所配置的附遮光膜的透明基板的装置)。根据具备上述本发明的遮光膜的本发明的显示装置，由于可通过该遮光膜充分地降低外部光的反射，所以可更进一步提升观看性等。
[实施例]
以下根据实施例及比较例来更具体地说明本发明，但本发明并不限定于下列实施例。
[关于组合物或遮光膜的特性的评定方法等]
实施例及比较例中所使用的二氧化硅粒子及炭黑的平均粒径，或是各实施例中所得到的组合物或膜的特性等，是通过下列方法来测定。
〈二氧化硅粒子及炭黑的平均粒径测定〉
二氧化硅粒子及炭黑的平均粒径分别以下列方式来测定。也就是，首先调制出：以丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA：Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate)为溶剂，并以粒子的浓度成为0.1至0.5质量％的方式使测定对象的粒子分散后的分散液，作为测定试样。然后使用粒度分布仪(大冢电子股份有限公司制“粒径分析仪FPAR-1000”)，通过动态光散射法来测定所得到的分散液(测定试样)中的粒子的粒度分布，并通过累积量法来解析所得到的粒度分布以求取平均粒径(平均二次粒径)。将如此求取的值采用作为测定对象的粒子(二氧化硅粒子或炭黑)的平均粒径，而分别求取二氧化硅粒子及炭黑的平均粒径。
〈膜的元素分析(Si元素的原子比的测定)〉
使用旋转涂布机，以使后烘烤后的膜厚成为1.2μm的方式，将各实施例等中所调制的感光性树脂组合物涂布于纵125mm、横125mm的大小的玻璃基板上后，以90℃的温度条件对所得到的涂膜施以加热1分钟的处理(预烘烤)，接着通过I射线照度30mW/cm2的超高压汞灯，以照射100mJ/m2的紫外线的条件进行光硬化反应后，接着使用热风干燥器来进行以230℃加热30分钟的处理(后烘烤)，而制造出层叠有遮光膜(平均膜厚：1.2μm)的玻璃基板。从玻璃基板中剥离如此得到的遮光膜，使用Ultramicrotome(Leica公司制商品名称EM UC6)来制作遮光膜的超薄切片，并使用STEM-EDS(Hitachi Hi-tech公司制STEM：商品名称“SU9000”以及AMETEK公司制EDS：商品名称“Apollo XTL”)作为测定装置，观察遮光膜的剖面[所观察的剖面(测定区域)的大小是将纵向的大小设定为膜的膜厚，并将横向的大小设定为2.5μm]，并分析构成遮光膜的元素。以测定条件为加速电压30kV、倍率5万倍来进行剖面观察，并采用通过EDS附属的软件来算出C、O及Si的原子数％(atom％)的条件。如此，分别求取上述原子比(X)、上述原子比(Y)、上述原子比(Z)及上述原子比(W)，并求取各原子比相对于原子比(X)的比率(倍率)。
〈遮光膜的平均膜厚测定〉
各实施例等中所得到的遮光膜的平均膜厚，是使用各实施例中所得到的感光性树脂组合物，并在与各实施例中所采用的方法相同来进行“使用旋转涂布机，以使后烘烤后的膜厚成为1.2μm的方式，将所得到的感光性树脂组合物涂布于纵125mm、横125mm的大小的玻璃基板上，并以90℃的温度条件施以加热1分钟的处理(预烘烤)而得到干燥涂膜”后，通过I射线照度30mW/cm2的超高压汞灯，以照射100mJ/m2的紫外线的条件对所得到的干燥涂膜进行光硬化反应后，接着使用热风干燥器来进行以230℃加热30分钟的处理(后烘烤)，将玻璃基板上所得到的膜用作为测定试样，并通过触针式阶差形状测定装置(KLA Tencor公司制“P-10”)来测定该测定试样的膜形成部分与膜被去除后的玻璃面的阶差而求取。
〈遮光度(OD值)测定〉
对于各实施例等中所得到的遮光膜(像素图案)，使用光学浓度计(Sakata InxEngineering股份有限公司制“X-Rite 361T(V)”)来测定光学浓度(OD值)，并求取膜厚每1μm的OD值。
〈反射率测定〉
使用层叠有各实施例等中所得到的遮光膜(像素图案)的玻璃基板，并使用分光测色仪(Hitachi Hi-tech Science股份有限公司制“UH4150”)，以C光源、2°视野的条件从未形成遮光膜图案的玻璃基板的面侧来测定反射率[％]。
〈显影性的评定〉
关于层叠有各实施例等中所得到的遮光膜(像素图案)的玻璃基板，是通过光学显微镜来观察像素图案，并通过下述评定基准进行评定。
(显影性的评定基准)
A：形成有直线性优选的适合的图案
B：于图案边缘部分的一部分上观察到锯齿状刻纹，而成为直线性不充分的图案
C：涵盖整体观察到图案边缘部分的锯齿状刻纹，而成为直线性极不充分的图案。
[关于实施例等中所应用的成分]
以下区分说明各实施例等中所应用的成分。于下列内容中，视情况的不同来应用在此所记载的简称等来表现化合物。
(1)成分(A)：碱可溶性树脂(碱可溶性的光硬化性透明树脂)
于各实施例等中，应用下述合成例1中所调制的卡多树脂作为碱可溶性树脂(成分(A))。于各实施例等的组合物的调制时，直接应用合成例1中所得到的树脂溶液(溶剂：PGMEA)。将合成例1中所应用的原料的简称等表示如下。
[合成例1中所应用的原料的简称等]
·BPFE：双酚芴型环氧化合物(9,9-双(4-羟基苯基)芴与氯甲基环氧乙烷的反应物(环氧当量：250g/eq)
·AA：丙烯酸
·PGMEA：丙二醇單甲醚乙酸酯
·TEAB：溴化四乙基銨
·BPDA：3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐
·THPA：四氫鄰苯二甲酸酐。
(合成例1)
将BPFE(114.4g(0.23摩尔))、AA(33.2g(0.46摩尔))、PGMEA(157g)及TEAB(0.48g)投入附回流冷却器的四颈烧瓶(容量500ml)中，于100至105℃中搅拌20小时以进行反应。接着将BPDA(35.3g(0.12摩尔))及THPA(18.3g(0.12摩尔))添加于前述烧瓶内的反应生成物，于120至125℃中搅拌6小时，据此得到含有光硬化性的卡多树脂(碱可溶性树脂)的树脂溶液。于所得到的树脂溶液中，固形分浓度为56.1质量％，酸值(经固形分换算)为103mgKOH/g，通过GPC分析的Mw为3600。
(2)成分(B)：光聚合性单体
·DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化药股份有限公司制的商品名称“DPHA”)。
(3)成分(C)：光聚合引发剂
·OXE02：乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苄酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)(BASF Japan股份有限公司制的商品名称“Irgacure OXE02”)。
(4)成分(D)：遮光剂
应用炭黑-A或B作为遮光剂(成分(D))，为了将其导入而应用下述CB分散液(I)或(II)。
·CB分散液(I)：炭黑-A(CB-A)浓度25质量％、高分子分散剂5质量％的PGMEA分散液(CB-A于分散液中的通过累积量法所算出的平均粒径为120nm)。
·CB分散液(II)：炭黑-B(CB-B)浓度25质量％、高分子分散剂5质量％的PGMEA分散液(CB-B于分散液中的通过累积量法所算出的平均粒径为200nm)。
(5)成分(E)：二氧化硅粒子
应用下述二氧化硅-A或B作为二氧化硅粒子(成分(E))，为了将其导入而应用下述二氧化硅分散液(I)或(II)。
·二氧化硅分散液(I)：二氧化硅-A浓度30质量％、分散剂3质量％的PGMEA分散液(二氧化硅-A于分散液中的通过累积量法所算出的平均粒径为110nm)。
·二氧化硅分散液(II)：二氧化硅-B浓度30质量％、分散剂3质量％的PGMEA分散液(二氧化硅-B于分散液中的通过累积量法所算出的平均粒径为185nm)。
(6)成分(F)：有机溶剂
·PGMEA：丙二醇单甲醚乙酸酯。
(实施例1至12及比较例1至4)
首先以所得到的组合物中的成分(A)至(F)的含有比率成为表1所示的比率的方式，将合成例1中所得到的树脂溶液(含有光硬化性的卡多树脂)、DPHA、OXE02、炭黑的分散液(CB分散液(I)或(II))、二氧化硅粒子的分散液(二氧化硅分散液(I)或(II))、以及PGMEA混合，据此分别得到感光性树脂组合物。表1所示的(A)至(E)成分及分散剂的量(质量份)为固形分(包含硬化后成为固形分的成分)的量的比率，(F)成分的PGMEA的量(质量份)为包含应用在组合物的调制的前述树脂溶液、前述炭黑的分散液以及前述二氧化硅粒子的分散液中的含有作为溶剂的PGMEA的量，为组合物中所含有的PGMEA的总量(合计量)的比率。
接着分别使用所得到的感光性树脂组合物，并以下列方式来制造遮光膜。也就是，使用旋转涂布机，以使后烘烤后的膜厚成为1.2μm的方式，将所得到的感光性树脂组合物涂布于纵125mm、横125mm的大小的玻璃基板上，然后以80℃的温度条件施以加热1分钟的处理(预烘烤)而得到干燥涂膜。然后一面以使曝光间隙成为80μm的方式进行调整，一面将负型光罩(应用[线]/[间距]＝20μm/20μm)覆盖于所得到的干燥涂膜的上方，使用I射线照度30mW/cm2的超高压汞灯照射100mJ/m2的紫外线，以使曝光部分(感光部分)光硬化。接着使用0.05质量％的氢氧化钾水溶液作为显影液，于23℃的温度条件下对此光硬化后的涂膜(曝光处理完毕的涂膜)进行1kgf/cm2压力的冲淋显影，并将观察到图案的时间设定为显影转效时间(BT秒)，于显影转效时间(BT秒)后，在更持续进行20秒的显影后，进行5kgf/cm2压力的喷雾水洗而去除涂膜的未曝光部。如此，于玻璃基板上形成图案状的遮光膜(像素图案)后，使用热风干燥器，对所得到的遮光膜进行以230℃加热30分钟的处理(后烘烤)，而得到遮光膜(像素图案)。如此，得到层叠于玻璃基板上的遮光膜(像素图案)。
【表1】
Figure BDA0003272650690000231
【表2】
Figure BDA0003272650690000241
从表1及表2所示的结果中，可得知在形成平均膜厚1.2μm的由感光性组合物的光硬化物所构成的膜并进行元素分析时，原子比(Y)/原子比(X)位于1.1至10(倍)的范围且原子比(Z)/原子比(X)位于0.5至2.8(倍)的范围的实施例1至12中所得到的感光性树脂组合物，于形成遮光膜时，确认到反射率为5.0％以下且就显影性而言表示出优异特性。相对于此，原子比(Y)/原子比(X)为1.1至10(倍)的范围外的比较例1至3中所得到的感光性树脂组合物，于形成遮光膜时，反射率为5.8％以上，乃得知无法充分地降低反射率。此外，虽然原子比(Y)/原子比(X)为1.1至10(倍)的范围内，但原子比(Z)/原子比(X)为0.5至2.8(倍)的范围外的比较例4中所得到的感光性树脂组合物，其遮光膜形成时的显影性低，乃得知无法形成直线性良好的图案。于未应用二氧化硅粒子的比较例1中，推测肇因于界面的折射率高而无法降低反射率。
从该结果中，可得知将遮光膜形成用的感光性树脂组合物构成为含有成分(A)至(E)，并且在将平均膜厚为1.2μm的由该感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并对该膜进行元素分析来求取上述原子比(X)、(Y)及(Z)时，通过使前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小，于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光的反射率，并且可使遮光膜的制造时的碱显影中的图案形成性能(显影性)达到极高。
[产业上的可应用性]
如以上所说明般，根据本发明，能够提供一种于形成遮光膜时可充分地降低该膜的光的反射率，并且可使遮光膜的制造时的碱显影中的图案形成性能达到极高的遮光膜形成用的感光性树脂组合物、使用其所得到的遮光膜、以及具备该遮光膜的显示装置。因此，本发明的感光性树脂组合物(遮光膜形成用的感光性树脂组合物)特别有用于作为用以形成被应用在各种显示装置(例如液晶显示装置等)的遮光膜的材料等。

Claims (5)

1.一种感光性树脂组合物，为遮光膜形成用的感光性树脂组合物，含有下述成分(A)至(E)：
(A)碱可溶性树脂、
(B)具有至少1个乙烯性不饱和键的光聚合性化合物、
(C)光聚合引发剂、
(D)遮光剂、
(E)二氧化硅粒子；并且
在将平均膜厚位于0.5至2.5μm的范围且由前述感光性树脂组合物的硬化物所构成的膜成膜于玻璃基板上，并使用STEM-EDS以能量分散型X射线分析法对该膜的剖面进行元素分析而据此求取下述原子比(X)、(Y)及(Z)时：
[原子比(X)]该膜中的Si元素相对于该膜中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Y)]该膜于玻璃基板附近的区域中的Si元素，相对于从前述玻璃基板与前述膜的界面至厚度200nm为止之间的前述膜于玻璃基板附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
[原子比(Z)]该膜于表面附近的区域中的Si元素，相对于从不与前述玻璃基板接触的一侧的前述膜的表面至厚度200nm为止间的前述膜于表面附近的区域中所存在的C、O及Si元素的合计量的原子比，
前述原子比(Y)的值成为前述原子比(X)的值的1.1至10倍的大小，并且前述原子比(Z)的值成为前述原子比(X)的值的0.5至2.8倍的大小。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，前述成分(E)为平均粒径10至180nm的二氧化硅粒子。
3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物，其中，前述成分(D)为平均粒径50至180nm的炭黑。
4.一种遮光膜，由根据权利要求1至3中任一项所述的感光性树脂组合物的光硬化物所构成的膜，且平均厚度为0.5μm至2.5μm。
5.一种显示装置，具备根据权利要求4所述的遮光膜。
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