CN114846405A - 感光性树脂组合物、间隔壁、有机场致发光元件、以及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物、使感光性树脂组合物固化而成的间隔壁、具备间隔壁的有机场致发光元件、以及包含有机场致发光元件的图像显示装置。
背景技术
以往,有机场致显示器等中包含的有机场致发光元件是在基板上形成间隔壁(围坝)之后,在被间隔壁包围的区域内层叠各种功能层而制造的。作为容易地形成这样的间隔壁的方法,已知有通过使用感光性树脂组合物的光刻法形成的方法。
另外,作为在被间隔壁包围的区域内层叠各种功能层的方法,已知有首先制备包含构成功能层的材料的印墨、然后将所制备的印墨注入被间隔壁包围的区域内的方法。在该方法中,由于容易将给定量的印墨准确地注入给定的部位,因此大多采用喷墨法。
进一步,在使用印墨形成功能层的情况下,出于预防印墨在间隔壁上的附着、防止被注入相邻区域间的印墨彼此发生混合的目的等,有时要求赋予间隔壁以拒墨性(拒液性)。
在通过喷墨法形成有机发光层的情况下,难以控制有机发光层的膜厚。有机发光层的膜厚以与间隔壁相邻的端部比中心部厚的方式形成,因此存在发光变得不均匀、发光效率减少、有机场致显示器的寿命也缩短的问题。为了解决该问题,专利文献1中提出了如下方法:作为划分像素区域的间隔壁(围坝),制成具有高度不同的第1间隔壁和第2间隔壁,并在第2间隔壁上以线状涂布有机发光层,由此均匀地控制第2间隔壁内配置的像素区域内的膜厚。另外,作为这些形成第1间隔壁和第2间隔壁的方法,还提出了应用透射率不同的掩模(半色调掩模)而一次性地形成高度不同的第1间隔壁和第2间隔壁的方法。
另一方面,专利文献2中记载了通过使用包含特定的碱可溶性树脂的感光性树脂组合物,能够形成同时具有微细的线图案和微小的接触孔的间隔壁,特别是可以通过使用特定的光聚合引发剂而对间隔壁赋予充分的拒墨性。另外,专利文献3中记载了通过使用包含特定的聚合物和特定的光聚合引发剂的感光性树脂组合物,能够形成希望的弹性特性的间隔件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2009/147838号
专利文献2:国际公开第2013/069789号
专利文献3:日本特开2015-184411号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用高度不同的间隔壁通过喷墨法形成有机发光层的情况下,要求控制第1间隔壁与第2间隔壁的高度之差(高度差)、喷墨涂布性。
专利文献1中尽管记载了通过控制第1间隔壁和第2间隔壁的拒液性能够涂布具有均匀膜厚的有机发光层,但并没有记载控制高度差的具体的方法,也没有记载兼顾高度差和喷墨涂布性。
另外,本发明人等进行了研究的结果发现,专利文献2中记载的感光性树脂组合物难以兼顾高度差的控制和喷墨涂布性。专利文献3中对于拒液剂没有任何记载,也没有明确在使用了拒液剂的情况下显示出何种特性。
因此,本发明的目的在于提供能够兼顾高度差的控制和喷墨涂布性的感光性树脂组合物。
另外,本发明还提供使感光性树脂组合物固化而成的间隔壁、具备间隔壁的有机场致发光元件、包含有机场致发光元件的图像显示装置。
解决课题的方法
本发明人等进行了深入研究的结果发现,通过在含有光聚合引发剂、碱可溶性树脂、光聚合性化合物及拒液剂的感光性树脂组合物中组合使用特定的光聚合引发剂和特定的拒液剂,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的主旨如下所述。
[1]一种感光性树脂组合物,其含有:(A)光聚合引发剂、(B)碱可溶性树脂、(C)光聚合性化合物、以及(D)拒液剂,其中,
所述(A)光聚合引发剂包含下述通式(I)所示的光聚合引发剂,
所述(D)拒液剂包含丙烯酸树脂(D1),所述丙烯酸树脂(D1)含有下述通式(II)所示的重复单元及氟原子。
[化学式1]
(式(I)中,R1a表示任选具有取代基的烷基、或任选具有取代基的芳环基,
R2a表示烷基,
R3a表示1价的取代基,
n表示0或1,
h表示0~2的整数。)
[化学式2]
(式(II)中,R11各自独立地表示氢原子或甲基,R12表示任选具有取代基的碳原子数2~6的烷基,且任选被-O-、-C(=O)-、-S-、-NH-中的一者以上中断,
*表示键合臂。)
[2]根据[1]所述的感光性树脂组合物,其中,在上述式(I)中,R3a为R4a-O-(式中,R4a表示任选具有取代基的烷基、或任选具有取代基的芳环基),h为1。
[3]根据[1]或[2]所述的感光性树脂组合物,其中,上述通式(I)所示的光聚合引发剂的含量相对于全部光聚合引发剂为80~100质量%。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于上述(C)光聚合性化合物100质量份,(B)碱可溶性树脂的含量为200质量份以下。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述丙烯酸树脂(D1)具有氟烷基和/或氟亚烷基。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述(B)碱可溶性树脂包含具有下述通式(i)或(iii)所示的部分结构的树脂。
[化学式3]
(式(i)中,Ra表示氢原子或甲基,Rb表示任选具有取代基的2价的烃基,
式(i)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,
*表示键合臂。)
[化学式4]
(式(iii)中,Re表示氢原子或甲基,γ表示单键、-CO-、任选具有取代基的亚烷基、或任选具有取代基的2价的环状烃基,
式(iii)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,
*表示键合臂。)
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的感光性树脂组合物,其用于形成间隔壁。
[8]根据[7]所述的感光性树脂组合物,其用于通过光刻法而一次性地形成具有高度差的间隔壁。
[9]一种间隔壁,其是使[1]~[8]中任一项所述的感光性树脂组合物固化而成的。
[10]一种有机场致发光元件,其具备[9]所述的间隔壁。
[11]一种图像显示装置,其包含[10]所述的有机场致发光元件。
发明的效果
通过本发明,可以提供能够兼顾高度差的控制和喷墨涂布性的感光性树脂组合物。
附图说明
图1是示出具备具有高度差的间隔壁的基板的一例的俯视图。
图2是示出具备具有高度差的间隔壁的基板的一例的剖面图。
符号说明
1 基板
2 具有高度差的间隔壁
3 像素部
11 第1间隔壁的上表面
12 第2间隔壁的上表面
13 高度差
具体实施方式
以下,对本发明详细地进行说明。以下的记载是本发明的实施方式的一例,只要本发明不超出其主旨,就并不限定于此。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
在本发明中,“全部固体成分”是指感光性树脂组合物中除溶剂以外的全部成分。
在本发明中,使用“~”表示的数值范围是指包含“~”前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
在本发明中,“A和/或B”是指A及B中的一者或两者,具体是指A、B、或A及B。
在本发明中,“(共)聚合物”的含义包括单一聚合物(均聚物)和共聚物(共聚聚合物)这两者,另外,“多元酸(酐)”是指“多元酸和/或多元酸酐”。
在本发明中,重均分子量是指基于GPC(凝胶渗透色谱法)的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)。
在本发明中,酸值表示有效固体成分换算的酸值,可通过中和滴定计算。
在本发明中,间隔壁材料是指围坝材料、壁材料、墙材料,同样地,间隔壁是指围坝、壁、墙。
在本发明中,发光部(像素部)是指在供给电能时发出光的部分。
[1]感光性树脂组合物
本发明的感光性树脂组合物含有:(A)光聚合引发剂、(B)碱可溶性树脂、(C)光聚合性化合物、以及(D)拒液剂,(A)光聚合引发剂包含后述的通式(I)所示的光聚合引发剂,(D)拒液剂包含丙烯酸树脂(D1),所述丙烯酸树脂(D1)含有后述的通式(II)所示的重复单元及氟原子。本发明的感光性树脂组合物可以根据需要进一步包含其它成分,例如可以包含紫外线吸收剂、阻聚剂。
本发明中,间隔壁例如是在有源驱动型有机场致发光元件中用于划分功能层(有机层、发光部)的部分,其用于通过向划分出的区域(像素区域)喷出作为用于构成功能层的材料的印墨并进行干燥而形成包含功能层及间隔壁的像素等。
[1-1]感光性树脂组合物的成分及组成
对于构成本发明的感光性树脂组合物的成分及其组成进行说明。
本发明的感光性树脂组合物含有(A)光聚合引发剂、(B)碱可溶性树脂、(C)光聚合性化合物、以及(D)拒液剂。
[1-1-1](A)成分;光聚合引发剂
本发明的感光性树脂组合物含有(A)光聚合引发剂。光聚合引发剂是通过活性光线使(C)光聚合性化合物所具有的烯属不饱和键聚合的化合物。
本发明的感光性树脂组合物中的(A)光聚合引发剂含有下述通式(I)所示的光聚合引发剂(以下有时称为“光聚合引发剂(a1)”)。
[化学式5]
(式(I)中,R1a表示任选具有取代基的烷基、或任选具有取代基的芳环基,
R2a表示烷基,
R3a表示1价的取代基,
n表示0或1,
h表示0~2的整数。)
由于光聚合引发剂(a1)具有硫醚骨架,因此表面的固化性适度,易于形成希望的高度差。因此可以认为,易于在与像素区域相邻的第2间隔壁上以线状均匀地涂布有机发光层。另外,作为自由基产生部位的R2a为烷基,产生的自由基的迁移率大,在与第2间隔壁相邻的线状的第1间隔壁的侧面也能够充分地保持拒液剂,可以认为能够抑制涂布时印墨流至第1间隔壁上。
(R1a)
上述式(I)中的R1a的烷基可以是直链状、支链状、环状、它们键合而成的基团。烷基的碳原子数没有特别限定,通常为1以上,另外,优选为20以下,更优选为10以下,进一步优选为6以下,更进一步优选为2以下。例如,优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~6,特别优选为1~2。另外,通过设为上述上限值以下,具有内部固化性增高的倾向。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、异戊基、己基、环戊基、环己基、环戊基甲基、环戊基乙基、环己基甲基、环己基乙基,其中,从内部固化性的观点出发,优选为甲基、己基、异戊基、环戊基甲基、环己基甲基,更优选为甲基。
作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:芳环基、羟基、羧基,从合成容易性的观点出发,优选无取代。
作为上述式(I)中的R1a中的芳环基,可举出芳香族烃环基及芳香族杂环基。芳环基的碳原子数没有特别限定,优选为4以上,更优选为5以上,另外,优选为30以下,更优选为20以下,进一步优选为12以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~30,更优选为5~20,进一步优选为5~12。通过设为上述下限值以上,具有使对溶剂的溶解性变得良好的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有内部固化性增高的倾向。
作为芳环基,可以列举例如:苯基、萘基、吡啶基、呋喃基,其中,从显影性的观点出发,优选为苯基、萘基,更优选为苯基。
作为芳环基所任选具有的取代基,可以列举例如:羟基、烷基,从显影性的观点出发,优选为烷基。
其中,从内部固化性的观点出发,R1a优选为任选具有取代基的烷基。
(R2a)
上述式(I)中R2a中的烷基可以是直链状、支链状、环状、或它们键合而成的基团。烷基的碳原子数没有特别限定,通常为1以上,另外,优选为5以下,更优选为3以下,进一步优选为2以下。例如,优选为1~5,更优选为1~3,进一步优选为1~2。通过设为上述上限值以下,具有内部固化性增高的倾向。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、戊基,其中,从内部固化性的观点出发,优选为甲基。
(R3a)
上述式(I)中的R3a中的1价的取代基没有特别限定,从显影性的观点出发,优选为R4a-O-、R4a-(C=O)-。
作为R4a,可以举出任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的芳环基。
R4a中的烷基可以是直链状、支链状、环状、或它们键合而成的基团。烷基的碳原子数没有特别限定,通常为1以上,优选为2以上,另外,优选为8以下,更优选为5以下,进一步优选为3以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~8,更优选为1~5,进一步优选为1~3,特别优选为2~3。通过设为上述下限值以上,具有合成变得容易的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影性变得良好的倾向。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、戊基,其中,从显影性的观点出发,优选为甲基、乙基,更优选为乙基。
作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:羟基、羧基,从显影性的观点出发,优选为羟基。
作为R4a中的芳环基,可以举出芳香族烃环基及芳香族杂环基。芳环基的碳原子数没有特别限定,通常为4以上,优选为5以上,另外,优选为30以下,更优选为20以下,进一步优选为12以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~30,更优选为5~20,进一步优选为5~12。通过设为上述下限值以上,具有合成变得容易的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影性变得良好的倾向。
作为芳环基,可以列举例如:苯基、萘基、噻吩基、呋喃基、苯并噻吩基、苯并呋喃基。其中,从灵敏度的观点出发,优选为苯并噻吩基、苯并呋喃基,更优选为苯并呋喃基。
作为芳环基所任选具有的取代基,可以列举例如:烷基、羟基、羧基,从合成性的观点出发,优选无取代。
作为上述式(I)中的R3a的1价取代基,从适度的内部固化性的观点出发,优选R4a为羟基取代的乙基的R4a-O-、R4a为苯并呋喃基的R4a-(C=O)-,更优选R4a为羟基取代的乙基的R4a-O-。
(n)
在上述式(I)中,n表示0或1。从适度的内部固化性的观点出发,优选n为1。从合成容易性的观点出发,优选n为0。
(h)
在上述式(I)中,h表示0~2的整数。从显影性的观点出发,优选h为0或1,更优选为1。
在h为1以上的整数的情况下,R3a的取代位置没有特别限定,从合成上的观点出发,优选为邻位或对位,更优选为对位。
作为光聚合引发剂(a1)的公知化合物的具体例,可以举出以下化合物。
[化学式6]
其中,从适度的内部固化性的观点出发,优选为式(a1-3)所示的化合物。
本发明的感光性树脂组合物中的(A)光聚合引发剂可以进一步包含光聚合引发剂(a1)以外的光聚合引发剂(以下有时称为“其它光聚合引发剂(a2)”)。
作为其它光聚合引发剂(a2),可以使用本领域通常使用的光聚合引发剂。作为这样的光聚合引发剂,可以列举例如:六芳基联咪唑类光聚合引发剂、酰基氧化膦类光聚合引发剂、光聚合引发剂(a1)以外的肟酯类光聚合引发剂、三嗪类光聚合引发剂、苯乙酮类光聚合引发剂、二苯甲酮类光聚合引发剂。
作为六芳基联咪唑类光聚合引发剂,从吸光度及灵敏度、与紫外线吸收剂的吸收波长的匹配性的观点出发,优选为下述通式(1-1)和/或下述通式(1-2)所示的六芳基联咪唑类化合物。
[化学式7]
上述式中,R11~R13表示碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、或卤原子,m、n及l各自独立地表示0~5的整数。
R11~R13的烷基的碳原子数只要为1~4即可,没有特别限定,从灵敏度的观点出发,优选为1~3、更优选为1~2。烷基可以为链状的烷基,也可以为环状的烷基。作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基,其中,优选为甲基、乙基。
R11~R13的烷氧基的碳原子数只要为1~4即可,没有特别限定,从灵敏度的观点出发,优选为1~3,更优选为1~2。烷氧基的烷基部分可以为链状的,也可以为环状的。作为烷氧基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基,其中,优选为甲氧基、乙氧基。
另外,R11~R13的卤原子可以列举例如:氯原子、碘原子、溴原子、氟原子,其中从合成容易性的观点出发,优选为氯原子、氟原子,更优选为氯原子。
其中,从灵敏度、合成容易性的观点出发,R11~R13各自独立地优选为卤原子,更优选为氯原子。
m、n及l各自独立地表示0~5的整数,从合成容易性的观点出发,优选m、n及l中的至少1个为1以上的整数,更优选m、n及l中的至少1个为1、且剩余的2个为0。
作为通式(1-1)和/或通式(1-2)所示的六芳基联咪唑类化合物,可以列举例如:2,2’-双(邻氯苯基)-4,5,4’,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(邻甲基苯基)-4,5,4’,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四(邻,对-二氯苯基)联咪唑、2,2’-双(邻,对-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四(邻,对-二氯苯基)联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四(对氟苯基)联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四(邻,对-二溴苯基)联咪唑、2,2’-双(邻溴苯基)-4,4’,5,5’-四(邻,对-二氯苯基)联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四(对氯萘基)联咪唑。其中,优选为六苯基联咪唑化合物,更优选键合在咪唑环上的2,2’-位上的苯环的邻位被甲基、甲氧基或卤原子取代、键合在咪唑环上的4,4’,5,5’-位上的苯环为无取代、或被卤原子或甲氧基取代。
作为其它光聚合引发剂(a2),可以使用通式(1-1)所示的六芳基联咪唑类化合物和通式(1-2)所示的六芳基联咪唑类化合物中的任一者,也可以将两者组合使用。组合使用的情况下,对其比率没有特别限定。
作为酰基氧化膦类光聚合引发剂,可以列举例如:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。
作为光聚合引发剂(a1)以外的肟酯类光聚合引发剂,可以列举例如:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰肟)乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、日本特表2004-534797号公报中记载的化合物、日本特开2000-80068号公报中记载的化合物、国际公开第2012/45736号中记载的化合物、日本特开2006-36750号公报中记载的化合物、日本特开2008-179611号公报中记载的化合物、国际公开第2009/131189号中记载的化合物、日本特表2012-526185号公报中记载的化合物、日本特表2012-519191号公报中记载的化合物、国际公开第2006/18973号中记载的化合物、国际公开第2008/78678号中记载的化合物。
作为三嗪类光聚合引发剂,可以列举例如:2,4,6-三(单氯甲基)均三嗪、2,4,6-三(二氯甲基)均三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-正丙基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(α,α,β-三氯乙基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(3,4-环氧苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-〔1-(对甲氧基苯基)-2,4-丁二烯基〕-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-苯乙烯基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲氧基间羟基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对异丙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对乙氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对乙氧羰基萘基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-苯硫基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-苄硫基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2,4,6-三(二溴甲基)均三嗪、2,4,6-三(三溴甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三溴甲基)均三嗪、2-甲氧基-4,6-双(三溴甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪等卤甲基化均三嗪衍生物类,其中,从灵敏度的观点出发,优选为双(三卤甲基)均三嗪类。
作为苯乙酮类光聚合引发剂,可列举例如:2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、1-羟基-1-(对十二烷基苯基)酮、1-羟基-1-甲基乙基(对异丙基苯基)酮、1-三氯甲基(对丁基苯基)酮、α-羟基-2-甲基苯基丙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、1,4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-双(4-二乙基氨基苄叉)环己酮、4-(二乙基氨基)查耳酮。
作为二苯甲酮类光聚合引发剂,可列举例如:二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-羧基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮、米蚩酮。
本发明的感光性树脂组合物中的(A)光聚合引发剂的含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为1.5质量%以上,特别优选为2质量%以上,另外,优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为6质量%以下,特别优选为4质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.5~10质量%,更优选为1~8质量%,进一步优选为1.5~6质量%,特别优选为2~4质量%。通过设为上述下限值以上,具有显影时不产生膜减少而形成涂膜、且产生充分的拒墨性的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于形成希望的图案形状的倾向。
本发明的感光性树脂组合物中的光聚合引发剂(a1)的含量也没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为1.5质量%以上,特别优选为2质量%以上,另外,优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为6质量%以下,特别优选为4质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.5~10质量%,更优选为1~8质量%,进一步优选为1.5~6质量%,特别优选为2~4质量%。通过设为上述下限值以上,具有易于抑制溃决、且易于形成第2间隔壁的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于控制高度差的倾向。
(A)光聚合引发剂中的光聚合引发剂(a1)的含量也没有特别限定,优选为20质量%以上,更优选为40质量%以上,进一步优选为60质量%以上,更进一步优选为70质量%以上,特别优选为80质量%以上,另外,通常为100质量%以下。例如,优选为20~100质量%,更优选为40~100质量%,进一步优选为60~100质量%,更进一步优选为70~100质量%,特别优选为80~100质量%。通过设为上述下限值以上,具有易于抑制溃决、且易于形成第2间隔壁的倾向。
作为感光性树脂组合物中的(A)光聚合引发剂相对于(C)光聚合性化合物的配合比,相对于(C)光聚合性化合物100质量份,优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为3质量份以上,另外,优选为200质量份以下,更优选为100质量份以下,进一步优选为50质量份以下,更进一步优选为20质量份以下,特别优选为10质量份以下,最优选为8质量份以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~200质量份,更优选为1~100质量份,进一步优选为2~50质量份,更进一步优选为2~20质量份,特别优选为3~10质量份,最优选为3~8质量份。通过设为上述下限值以上,具有成为适当的灵敏度的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于形成希望的图案形状的倾向。
可以将敏化剂与光聚合引发剂组合使用。通过在利用敏化剂提高灵敏度的同时减少向感光性树脂组合物内部的透光率,存在锥角变大的倾向。
作为敏化剂,可以使用在该领域通常被使用的敏化剂。敏化剂具有将吸收得到的能量转移给光聚合引发剂、或发生与光聚合引发剂的电子的授受,从而有效地促进自由基聚合反应的特征。作为这样的敏化剂,可列举例如:查耳酮衍生物、二苄叉丙酮等不饱和酮类;苯偶酰(Benzil)、樟脑醌等1,2-二酮类化合物;苯偶姻类化合物、芴类化合物、萘醌类化合物、蒽醌类化合物、呫吨类化合物、噻吨类化合物、呫吨酮类化合物、噻吨酮类化合物、香豆素类化合物、香豆素酮类化合物、花青类化合物、部花青类化合物、氧杂菁衍生物等聚次甲基色素、吖啶类化合物、吖嗪类化合物、噻嗪类化合物、嗪类化合物、吲哚啉类化合物、薁类化合物、薁类化合物、方酸菁类化合物、卟啉类化合物、四苯基卟啉类化合物、三芳基甲烷类化合物、四苯并卟啉类化合物、四吡嗪并四氮杂卟啉类化合物、酞菁类化合物、四氮杂卟啉类化合物、四喹喔啉并四氮杂卟啉类化合物、萘酞菁类化合物、亚酞菁类化合物、吡喃类化合物、硫代吡喃类化合物、四卟啉类化合物、轮烯类化合物、螺吡喃类化合物、螺嗪类化合物、硫代螺吡喃类化合物、金属芳烃络合物、有机钌络合物、二苯甲酮类化合物。
这些敏化剂可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
其中,从提高灵敏度和增大锥角的观点出发,优选为噻吨酮类化合物、二苯甲酮类化合物。
作为噻吨酮类化合物,可列举例如:噻吨酮、2-甲基噻吨酮、4-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、4-乙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、4-氯噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮。其中,从提高灵敏度和增大锥角的观点出发,优选为2,4-二乙基噻吨酮。
作为二苯甲酮类化合物,可列举例如:二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮。其中,从提高灵敏度和增大锥角的观点出发,优选为4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
其中,灵敏度提高和锥角增大的观点出发,优选为噻吨酮类化合物、二苯甲酮系化合物。
在感光性树脂组合物包含敏化剂的情况下,感光性树脂组合物中的敏化剂的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.1质量%以上,更优选为0.3质量%以上,进一步优选为0.5质量%以上,更进一步优选为0.8质量%以上,特别优选为1质量%以上,最优选为1.2质量%以上,另外,优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为5质量%以下,特别优选为3质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.1~10质量%,更优选为0.3~10质量%,进一步优选为0.5~7质量%,更进一步优选为0.8~7质量%,特别优选为1~5质量%,最优选为1.2~3质量%。通过设为上述下限值以上,灵敏度提高,具有能够提高锥角的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于形成希望的图案的倾向。
[1-1-2](B)成分:碱可溶性树脂
本发明的感光性树脂组合物含有(B)碱可溶性树脂。作为碱可溶性树脂,只要是在碱显影液中能够显影的树脂就没有特别限定。作为碱可溶性树脂,可列举含有羧基和/或羟基的各种树脂。其中,从可得到适度锥角的间隔壁、抑制后烘烤时由间隔壁表面的热熔融引起的拒液剂的流出从而能够保持拒墨性等观点出发,优选为具有羧基的树脂。
[具有烯属双键的碱可溶性树脂(b)]
在本发明的感光性树脂组合物中,(B)碱可溶性树脂优选包含具有烯属双键的碱可溶性树脂(b)(以下,有时简称为“碱可溶性树脂(b)”)。通过包含具有烯属双键的碱可溶性树脂(b),存在灵敏度提高、通过抑制显影时的拒液剂流出而使得到的间隔壁的拒墨性提高的倾向。
具有烯属双键的碱可溶性树脂(b)的具体结构没有特别限定,从显影溶解性的观点出发,优选环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)和/或丙烯酸类共聚树脂(b2),从降低脱气的观点出发,更优选环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)。
以下,对于环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)进行详细叙述。
[环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)]
环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)是使具有烯属不饱和键(烯属双键)的酸或酯化合物与环氧树脂加成、并进一步加成多元酸或其酸酐而成的树脂。例如,可列举通过使具有烯属不饱和键的酸的羧基与环氧树脂的环氧基发生开环加成而使烯属不饱和键经由酯键(-COO-)加成于环氧树脂,同时使此时生成的羟基与多元酸酐中的一个羧基加成而得到的树脂。另外,还可列举在加成多元酸酐时同时添加多元醇进行加成而得到的树脂。进一步,使在上述反应中得到的树脂的羧基进一步与具有可反应的官能团的化合物反应而得到的树脂也包括在环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)中。
这样,环氧(甲基)丙烯酸酯树脂在化学结构上实质上不具有环氧基、且并不限定于“(甲基)丙烯酸酯”,但由于环氧化合物(环氧树脂)为原料、且“(甲基)丙烯酸酯”为代表例,因此按照习惯进行了命名。
这里,环氧树脂的称呼也包括通过热固化而形成树脂之前的原料化合物,作为该环氧树脂,可以从公知的环氧树脂中适当选择使用。另外,环氧树脂可以使用使酚性化合物与表氯醇反应而得到的化合物。作为酚性化合物,优选为2元或2元以上的具有酚羟基的化合物,可以是单体也可以是聚合物。
具体可列举例如:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、联苯酚醛环氧树脂、三酚环氧树脂、苯酚与双环戊二烯的聚合物的环氧化物、二羟基芴型环氧树脂、二羟基亚烷基氧基芴型环氧树脂、9,9-双(4’-羟基苯基)芴的二缩水甘油基醚化物、1,1-双(4’-羟基苯基)金刚烷的二缩水甘油基醚化物,可优选使用主链具有芳香族环的化合物。
其中,从固化膜强度的观点出发,优选为双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、苯酚与双环戊二烯的聚合物的环氧化物、9,9-双(4’-羟基苯基)芴的环氧化物,进一步优选为双酚A型环氧树脂。
作为具有烯属不饱和键的酸,可列举例如:(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、柠康酸、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯琥珀酸酐加成物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯四氢邻苯二甲酸酐加成物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯琥珀酸酐加成物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯邻苯二甲酸酐加成物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯四氢邻苯二甲酸酐加成物、(甲基)丙烯酸与ε-己内酯的反应产物。其中,从灵敏度的观点出发,优选为(甲基)丙烯酸。
作为多元酸(酐),可列举例如:琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、3-甲基四氢邻苯二甲酸、4-甲基四氢邻苯二甲酸、3-乙基四氢邻苯二甲酸、4-乙基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、3-甲基六氢邻苯二甲酸、4-甲基六氢邻苯二甲酸、3-乙基六氢邻苯二甲酸、4-乙基六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四甲酸、联苯四甲酸、以及它们的酸酐。这些多元酸(酐)可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。这些当中,从减少显影后的像素部的残渣的观点出发,优选为琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐,更优选为琥珀酸酐。
通过使用多元醇,存在能够使环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的分子量增大、向分子中导入分支、从而取得分子量与粘度的平衡的倾向。另外,存在能够增大酸基向分子中的导入率、容易取得灵敏度、密合性等的平衡的倾向。
作为多元醇,可以列举例如:三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基乙烷、1,2,3-丙三醇。这些多元醇可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的酸值没有特别限定,优选为10mgKOH/g以上,更优选为20mgKOH/g以上,进一步优选为40mgKOH/g以上,更进一步优选为60mgKOH/g以上,另外,优选为200mgKOH/g以下,更优选为180mgKOH/g以下,进一步优选为150mgKOH/g以下,更进一步优选为120mgKOH/g以下,特别优选为100mgKOH/g以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为10~200mgKOH/g,更优选为10~180mgKOH/g,进一步优选为20~150mgKOH/g,更进一步优选为40~120mgKOH/g,特别优选为60~100mgKOH/g。通过设为上述下限值以上,易于减少残渣。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时的排气减少的倾向。
环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为1000以上,更优选为2000以上,进一步优选为3000以上,更进一步优选为4000以上,更进一步优选为5000以上,特别优选为6000以上,最优选为7000以上,另外,优选为30000以下,更优选为20000以下,进一步优选为15000以下,特别优选为10000以下。上述上限及下限可以任意组合,优选为1000~30000,更优选为2000~30000,进一步优选为3000~20000,更进一步优选为4000~20000,更进一步优选为5000~15000,特别优选为6000~15000,最优选为7000~10000。通过设为上述下限值以上,具有元件发光时的排气减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
在(B)碱可溶性树脂包含环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的情况下,(B)碱可溶性树脂中包含的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的含量没有特别限定,优选为30质量%以上,更优选为50质量%以上,进一步优选为70质量%以上,更进一步优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上,另外,通常为100质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为30~100质量%,更优选为50~100质量%,进一步优选为70~100质量%,更进一步优选为80~100质量%,特别优选为90~100质量%。通过设为上述下限值以上,具有排气减少的倾向。
环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)可利用现有公知的方法合成。具体而言,可以采用下述方法:使上述环氧树脂溶解于有机溶剂,在催化剂与热阻聚剂共存下加入上述具有烯属不饱和键的酸或酯化合物而使加成反应进行,进一步加入多元酸或其酸酐而继续反应。
这里,作为有机溶剂,可以列举例如:甲乙酮、环己酮、二乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯。另外,作为催化剂,可以列举例如:三乙胺、苄基二甲胺、三苄胺等叔胺类;四甲基氯化铵、甲基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、三甲基苄基氯化铵等季铵盐类;三苯基膦等磷化合物;三苯基锑等锑类。作为热阻聚剂,以列举例如:氢醌、氢醌单甲醚、甲基氢醌。
这些化合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
具有烯属不饱和键的酸或酯化合物可以使用相对于环氧树脂的环氧基1化学当量优选为0.7~1.3化学当量、更优选为0.9~1.1化学当量的量。加成反应时的温度优选为60~150℃,更优选为80~120℃。多元酸(酐)可以使用相对于在加成反应产生的羟基1化学当量优选为0.1~1.2化学当量、更优选为0.2~1.1化学当量的量。
从元件发光时的排气的观点出发,环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)优选包含选自下组中的至少一种:包含下述通式(i)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)(以下,有时简称为“环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)”)、包含下述通式(ii)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-2)(以下,有时称为“环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-2)”)、以及包含下述通式(iii)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)(以下,有时简称为“环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)”)。
对于环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)而言,在上述当中,从减少元件发光时的排气的观点出发,优选包含下述通式(i)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1),更优选为下述通式(i)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)。作为理由之一,可推测是由于具有刚直的主骨架,因此相对于热不易发生分解等。
[化学式8]
式(i)中,Ra表示氢原子或甲基,Rb表示任选具有取代基的2价的烃基,式(i)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,*表示键合臂。
(Rb)
在上述式(I)中,Rb表示任选具有取代基的2价的烃基。
作为2价的烃基,可以列举:2价的脂肪族基团、2价的芳环基、1个以上的2价脂肪族基团与1个以上的2价芳环基连结而成的基团。
2价脂肪族基团可列举直链状、支链状、环状的基团。其中,从显影溶解性的观点出发,优选为直链状的基团,另一方面,从减少显影液向曝光部的浸透的观点出发,优选为环状的2价脂肪族基团。其碳原子数通常为1以上、优选为3以上、更优选为6以上,另外,优选为20以下、更优选为15以下、进一步优选为10以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~20,更优选为3~15,进一步优选为6~10。通过设为上述下限值以上,存在显影密合性提高的倾向,另外,通过设为上述上限值以下,存在残渣减少的倾向。
作为2价直链状脂肪族基团,可以列举例如:亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正己基、亚正庚基。这些当中,从减少残渣的观点出发,优选为亚甲基。
作为2价支链状脂肪族基团,可以列举例如:在前面所述的2价的直链状脂肪族基团上作为侧链而具有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基的结构。
2价环状脂肪族基团所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下、更优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~5个。通过设为上述下限值以上,存在残膜率提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,存在残渣减少的倾向。作为2价环状脂肪族基团,可以列举例如:从环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环的环上去除2个氢原子而成的基团。这些基团中,从显影密合性的观点出发,优选从金刚烷环上去除2个氢原子而成的基团。
作为2价脂肪族基团所任选具有的取代基,可列举:甲氧基、乙氧基等碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基。其中,从合成容易性的观点出发,优选无取代。
作为2价的芳环基,可以举出2价的芳香族烃环基及2价的芳香族杂环基。其碳原子数通常为4以上,优选为5以上,更优选为6以上,另外,优选为20以下,更优选为15以下,进一步优选为10以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~20,更优选为5~15,进一步优选为6~10。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为2价芳香族烃环基中的芳香族烃环,可以是单环,也可以是稠环。作为2价芳香族烃环基,可列举例如:具有2个自由价的、苯环、萘环、蒽环、菲环、苝环、并四苯环、芘环、苯并芘环、环、苯并菲环、苊环、荧蒽环、芴环。
作为2价芳香族杂环基中的芳香族杂环,可以是单环,也可以是稠环。作为2价芳香族杂环基,可列举例如:具有2个自由价的、呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、啶环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、薁环。其中,从光固化性的观点出发,优选为具有2个自由价的苯环、萘环,更优选为具有2个自由价的苯环。
作为2价的芳环基所任选具有的取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基、缩水甘油醚基。其中,从固化性的观点出发,优选无取代。
作为1个以上的2价的脂肪族基团与1以上的2价的芳环基连结而成的基团,可以举出将1个以上的上述的2价的脂肪族基团与1个以上的上述的2价的芳环基连结而成的基团。
2价的脂肪族基团的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
2价的芳环基的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为将1个以上的2价的脂肪族基团与1个以上的2价的芳环基连结而成的基团,可以举出例如下述式(i-A)~(i-F)所示的基团。其中,从骨架的刚直性和膜的疏水化的观点出发,优选为下述式(i-A)所示的基团。化学式中的*表示键合臂。
[化学式9]
如上所述,式(i)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。作为式(i)中的苯环的取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基。取代基的数量也没有特别限定,在化学上允许的范围,可以为1个,也可以为2个以上。
从固化性的观点出发,优选无取代。
从显影溶解性的观点出发,上述式(i)所示的部分结构优选为下述式(i-1)所示的部分结构。
[化学式10]
式(i-1)中,Ra及Rb与上述式(i)中的Ra及Rb含义相同,R1表示任选具有取代基的碳原子数1~4的2价烃基,*表示键合臂。式(i-1)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。
(R1)
在上述通式(i-1)中,R1表示任选具有取代基的碳原子数1~4的2价的烃基。作为2价的烃基,可以举出亚烷基、亚烯基。
亚烷基可以为直链,也可以为支链,从显影溶解性的观点出发,优选为直链。其碳原子数没有特别限定,通常为1以上,优选为2以上,另外,优选为4以下,更优选为3以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~4,更优选为1~3,进一步优选为2~3。通过设为上述下限值以上,具有残膜率增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时的排气产生量减少的倾向。
作为亚烷基的具体例,可以列举:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基,从排气减少的观点出发,优选为亚甲基或亚乙基,更优选为亚乙基。
亚烯基可以为直链,也可以为支链,从显影溶解性的观点出发,优选为直链。其碳原子数没有特别限定,通常为2以上,另外,优选为4以下,更优选为3以下。例如,优选为2~4,更优选为2~3。通过设为上述下限值以上,具有残膜率增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时的排气产生量减少的倾向。
作为亚烯基的具体例,可以列举:亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基,从排气的观点出发,优选为亚乙烯基。
碳原子数1~4的2价的烃基所任选具有的取代基没有特别限定,可以列举例如:卤原子、烷氧基、苯甲酰基、羟基,从合成的容易程度的观点出发,优选无取代。
其中,从排气减少的观点出发,优选R1为碳原子数1~4的2价的亚烷基,更优选为亚甲基或亚乙基,进一步优选为亚乙基。
1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)中包含的上述式(i-1)所示的部分结构可以为一种,也可以为两种以上。
1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)中包含的上述式(i)所示的部分结构的数量没有特别限定,优选为1个以上,更优选为2个以上,进一步优选为3个以上,另外,优选为10个以下,更优选为8个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~10个,进一步优选为3~8个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
另外,1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)中包含的上述式(i-1)所示的部分结构的数量没有特别限定,优选为1个以上,更优选为2个以上,进一步优选为3个以上,另外,优选为10个以下,更优选为8个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~10个,进一步优选为3~8个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
以下列举环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-1)的具体例。
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
作为其它方式,从显影密合性的观点出发,优选环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)为包含下述式(ii)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-2)。
[化学式18]
式(ii)中,Rc各自独立地表示氢原子或甲基,Rd表示具有环状烃基作为侧链的2价烃基,*表示键合臂。
(Rd)
上述式(ii)中,Rd表示具有环状烃基作为侧链的2价烃基。
作为环状烃基,可列举脂肪族环基或芳环基。
脂肪族环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
脂肪族环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,另外,优选为40以下,更优选为30以下,进一步优选为20以下,特别优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为4~30,进一步优选为6~20,特别优选为8~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为脂肪族环基中的脂肪族环,可以列举例如:环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为金刚烷环。
芳环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,更优选为3个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为4个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~5个,进一步优选为3~4个。通过设为上述下限值以上,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
作为芳环基,可列举芳香族烃环基、芳香族杂环基。另外,芳环基的碳原子数通常为4以上、优选为6以上、更优选为8以上、进一步优选为10以上、特别优选为12以上,另外,优选为40以下、更优选为30以下、进一步优选为20以下、特别优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为6~40,进一步优选为8~30,更进一步优选为10~20,特别优选为12~15。通过设为上述下限值以上,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
具有环状烃基作为侧链的2价烃基中的2价烃基没有特别限定,可列举例如:2价脂肪族基团、2价芳环基、由1个以上2价脂肪族基团与1个以上2价芳环基连结而成的基团。
2价的脂肪族基团可列举直链状、支链状、环状的基团。其中,从显影溶解性的观点出发,优选为直链状,另一方面,从减少显影液向曝光部的浸透的观点出发,优选为环状。其碳原子数通常为1以上,优选为3以上,更优选为6以上,另外,优选为25以下,更优选为20以下,进一步优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~25,更优选为3~20,进一步优选为6~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为2价的直链状脂肪族基团,可以列举例如:亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正己基、亚正庚基。其中,从残渣的观点出发,优选为亚甲基。
作为2价的支链状脂肪族基团,可以举出例如:在前面所述的2价直链状脂肪族基团上作为侧链而具有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基的结构。
2价的环状的脂肪族基团所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为2价环状脂肪族基团,可以举出例如:从环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环上去除2个氢原子而成的基团。其中,从显影密合性的观点出发,优选为从金刚烷环上去除2个氢原子而成的基团。
作为2价的脂肪族基团所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基等碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基,从合成容易性的观点出发,优选无取代。
作为2价的芳环基,可列举2价芳香族烃环基及2价芳香族杂环基。其碳原子数通常为4以上,优选为5以上,更优选为6以上,另外,优选为30以下,更优选为20以下,进一步优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~30,更优选为5~20,进一步优选为6~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为2价的芳香族烃环基中的芳香族烃环,可以是单环,也可以是稠环。作为2价芳香族烃环基,可列举例如:具有2个自由价的、苯环、萘环、蒽环、菲环、苝环、并四苯环、芘环、苯并芘环、环、苯并菲环、苊环、荧蒽环、芴环。
作为2价的芳香族杂环基中的芳香族杂环,可以是单环,也可以是稠环。作为2价芳香族杂环基,可列举例如:具有2个自由价的、呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、啶环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、薁环。其中,从光固化性的观点出发,优选为具有2个自由价的苯环、萘环,更优选为具有2个自由价的苯环。
作为2价芳环基所任选具有的取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基。其中,从固化性的观点出发,优选无取代。
作为由1个以上2价脂肪族基团与1个以上2价芳环基连结而成的基团,可列举:将前面所述的2价脂肪族基团的1个以上与前面所述的2价芳环基的1个以上连结而成的基团。
2价的脂肪族基团的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
2价的芳环基的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为1~5个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为将1个以上2价脂肪族基团与1个以上2价芳环基连结而成的基团的具体例,可以列举例如:上述式(i-A)~(i-F)所示的基团等。其中,从残渣减少的观点出发,优选为上述式(i-C)所示的基团。
相对于这些2价烃基,作为侧链的环状烃基的键合形态没有特别限定,可列举例如:利用侧链取代脂肪族基团、芳环基的1个氢原子而成的形态、包括脂肪族基团的1个碳原子在内而构成作为侧链的环状烃基的形态。
从显影密合性的观点出发,上述式(ii)所示的部分结构优选为下述式(ii-1)所示的部分结构。
[化学式19]
式(ii-1)中,Rc与上述式(ii)含义相同,Rα表示任选具有取代基的1价环状烃基,n为1以上的整数,式(ii-1)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,*表示键合臂。
(Rα)
上述式(ii-1)中,Rα表示任选具有取代基的1价的环状烃基。
作为环状烃基,可列举脂肪族环基或芳环基。
脂肪族环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,通常优选为6个以下,更优选为4个以下,进一步优选为3个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~6个,更优选为1~4个,进一步优选为2~3个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
另外,脂肪族环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,另外,优选为40以下,更优选为30以下,进一步优选为20以下,特别优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为4~30,进一步优选为6~20,特别优选为8~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为脂肪族环基中的脂肪族环,可以列举例如:环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为金刚烷环。
芳环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,更优选为3个以上,另外,优选为10个以下、更优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~10个,进一步优选为3~5个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基,可以举出芳香族烃环基、芳香族杂环基。另外,芳环基的碳原子数通常为4以上,优选为5以上,更优选为6以上,另外,优选为30以下,更优选为20以下,进一步优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~30,更优选为5~20,进一步优选为6~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基中的芳香族环,可以列举例如:苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环。其中,显影密合性的观点出发,优选为芴环。
作为环状烃基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基等碳原子数1~5的烷基;甲氧基、乙氧基等碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基,从合成的容易性的观点出发,优选无取代。
n表示1以上的整数,优选为2以上,另外,优选为3以下。例如,优选为1~3,更优选为1~2。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
其中,从牢固的膜固化度和电特性的观点出发,优选Rα为1价的脂肪族环基,更优选为金刚烷基。
如上所述,式(ii-1)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。作为取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基。取代基的数量也没有特别限定,可以为1个,也可以为2个以上。从固化性的观点出发,优选无取代。
以下,列举上述式(ii-1)所示的部分结构的具体例。
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
从显影密合性的观点出发,上述式(ii)所示的部分结构优选为下述式(ii-2)所示的部分结构。
[化学式25]
式(ii-2)中,Rc与上述式(ii)含义相同,Rβ表示任选具有取代基的2价环状烃基,式(ii-2)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,*表示键合臂。
(Rβ)
上述式(ii-2)中,Rβ表示任选具有取代基的2价的环状烃基。
作为环状烃基,可列举脂肪族环基或芳环基。
脂肪族环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~5个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
另外,脂肪族环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,另外,优选为40以下,更优选为35以下,进一步优选为30以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为6~35,进一步优选为8~30。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为脂肪族环基中的脂肪族环,可以列举:环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为金刚烷环。
芳环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,更优选为3个以上,另外,优选为10个以下,优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~10个,进一步优选为3~5个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基,可以举出芳香族烃环基、芳香族杂环基。另外,芳环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,进一步优选为10以上,另外,优选为40以下,更优选为30以下,进一步优选为20以下,特别优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为6~30,进一步优选为8~20,特别优选为10~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基中的芳香族环,可以列举例如:苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为芴环。
作为环状烃基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基等的碳原子数1~5的烷基;甲氧基、乙氧基等的碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基。其中,从合成的简易性的观点出发,优选无取代。
其中,从固化性的观点出发,优选Rβ为2价的脂肪族环基,更优选为2价的金刚烷环基。
作为其它的方式,从显影密合性的观点出发,优选Rβ为2价的芳环基,更优选为2价的芴环基。
如上所述,作为式(ii-2)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。作为式(ii-2)中的苯环的取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基。取代基的数量也没有特别限定,可以为1个,也可以为2个以上。从固化性的观点出发,优选无取代。
以下举出上述式(ii-2)所示的部分结构的具体例。
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
[化学式29]
从固化性的观点出发,上述式(ii)所示的部分结构优选为下述式(ii-3)所示的部分结构。
[化学式30]
式(ii-3)中,Rc及Rd与上述式(ii)含义相同,R1与上述式(i-1)含义相同,*表示键合臂。
1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-2)中包含的上述式(ii-3)所示的部分结构可以为一种,也可以为两种以上。
1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-2)中包含的上述式(ii)所示的部分结构的数量没有特别限定,优选为1个以上,更优选为3个以上,另外,优选为20个以下,更优选为15个以下,进一步优选为10个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~20个,更优选为1~15个,进一步优选为3~10个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
此外,从减少元件发光时的脱气的观点出发,环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)优选为包含下述通式(iii)所示的部分结构的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)。
[化学式31]
式(iii)中,Re表示氢原子或甲基,γ表示单键、-CO-、任选具有取代基的亚烷基、或任选具有取代基的2价的环状烃基,式(iii)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代,*表示键合臂。
(γ)
上述式(iii)中,γ表示单键、-CO-、任选具有取代基的亚烷基、或任选具有取代基的2价环状烃基。
亚烷基可以为直链状,也可以为支链状,从显影溶解性的观点出发,优选为直链状,从显影密合性的观点出发,优选为支链状。其碳原子数没有特别限定,通常为1以上,优选为2以上,另外,优选为6以下,更优选为4以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~6,更优选为2~4。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为亚烷基,可列举例如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚己基、亚庚基,从兼顾显影密合性和显影溶解性的观点出发,优选为亚甲基、亚乙基、亚丙基,更优选为二甲基亚甲基(2,2-亚丙基)。
作为亚烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基等的碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基,从兼顾显影密合性和显影溶解性的观点出发,优选无取代。
作为2价的环状烃基,可以举出2价的脂肪族环基或2价的芳环基。
脂肪族环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~5个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
另外,脂肪族环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,另外,优选为40以下,更优选为35以下,进一步优选为30以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为6~35,进一步优选为8~30。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为脂肪族环基中的脂肪族环,可以列举例如:环己烷环、环庚烷环、环癸烷环、环十二烷环、降冰片烷环、异冰片环、金刚烷环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为金刚烷环。
芳环基所具有的环的数量没有特别限定,通常为1个以上,优选为2个以上,更优选为3个以上,另外,优选为10个以下,更优选为5个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10个,更优选为2~10个,进一步优选为3~5个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基,可以举出芳香族烃环基、芳香族杂环基。芳环基的碳原子数通常为4以上,优选为6以上,更优选为8以上,进一步优选为10以上,另外,优选为40以下,更优选为30以下,进一步优选为20以下,特别优选为15以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~40,更优选为6~30,进一步优选为8~20,特别优选为10~15。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳环基中的芳香族环,可以列举例如:苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环。其中,从显影密合性的观点出发,优选为芴环。
作为环状烃基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基等的碳原子数1~5的烷基;甲氧基、乙氧基等的碳原子数1~5的烷氧基;羟基;硝基;氰基;羧基,从合成的简易性的观点出发,优选无取代。
其中,从残渣减少的观点出发,优选γ为任选具有取代基的亚烷基,更优选为二甲基亚甲基。
如上所述,式(iii)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。作为式(iii)中的苯环的取代基,可以列举例如:羟基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、丙氧基。取代基的数量也没有特别限定,可以为1个,也可以为2个以上。从固化性的观点出发,优选无取代。
从显影溶解性的观点出发,上述式(iii)所示的部分结构优选为下述式(iii-1)所示的部分结构。
[化学式32]
式(iii-1)中,Re及γ与上述式(iii)含义相同,R1与上述式(i-1)中的R1含义相同,*表示键合臂。式(iii-1)中的苯环任选进一步被任意的取代基取代。
1分子环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)中包含的上述式(iii)所示的部分结构的数量没有特别限定,优选为1个以上,更优选为5个以上,进一步优选为10个以上,另外,优选为18个以下,进一步优选为15个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~18个,更优选为5~18个,进一步优选为10~15个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
1分子中环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)中包含的上述式(iii-1)所示的部分结构的数量没有特别限定,优选为1个以上,更优选为3个以上,进一步优选为5个以上,另外,优选为18个以下,进一步优选为15个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~18个,更优选为3~18个,进一步优选为5~15个。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
以下举出环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1-3)的具体例。
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[丙烯酸共聚树脂(b2)]
从固化性的观点出发,丙烯酸类共聚树脂(b2)优选为在侧链具有烯属双键的丙烯酸类共聚树脂。
丙烯酸类共聚树脂(b2)中,从显影溶解性的观点出发,优选为包含下述通式(I)所示的部分结构的丙烯酸类共聚树脂(b2-1)。
[化学式36]
式(I)中,RA及RB各自独立地表示氢原子或甲基,*表示键合臂。
从显影性的观点出发,上述式(I)所示的部分结构优选为下述通式(I-1)所示的部分结构。
[化学式37]
式(I-1)中,RA及RB与上述式(I)中含义相同,R1与上述式(i-1)中含义相同。
从灵敏度的观点出发,上述式(I)所示的部分结构优选为下述式(I-2)所示的部分结构。
[化学式38]
式(I-2)中,RA及RB与上述式(I)中含义相同。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为5摩尔%以上、更优选为20摩尔%以上、进一步优选为30摩尔%以上、更进一步优选为50摩尔%以上、特别优选为70摩尔%以上、最优选为80摩尔%以上,另外,优选为99摩尔%以下、更优选为97摩尔%以下、进一步优选为95摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~99摩尔%,更优选为20~99摩尔%,进一步优选为30~97摩尔%,更进一步优选为50~97摩尔%,特别优选为70~95摩尔%,最优选为80~95摩尔%。通过设为上述下限值以上,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I-1)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I-1)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为1摩尔%以上、更优选为5摩尔%以上、进一步优选为8摩尔%以上、更进一步优选为10摩尔%以上,另外,优选为99摩尔%以下、更优选为60摩尔%以下、进一步优选为40摩尔%以下、更进一步优选为30摩尔%以下、特别优选为20摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~99摩尔%,更优选为1~60摩尔%,进一步优选为5~40摩尔%,更进一步优选为8~30摩尔%,特别优选为10~20摩尔%。通过设为上述下限值以上,灵敏度增高,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I-2)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I-2)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为10摩尔%以上、更优选为20摩尔%以上、进一步优选为30摩尔%以上、更进一步优选为40摩尔%以上、特别优选为50摩尔%以上、最优选为70摩尔%以上,另外,优选为99摩尔%以下、更优选为95摩尔%以下、进一步优选为90摩尔%以下、特别优选为85摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为10~99摩尔%,更优选为20~99摩尔%,进一步优选为30~95摩尔%,更进一步优选为40~95摩尔%,特别优选为50~90摩尔%,最优选为70~85摩尔%。通过设为上述下限值以上,具有灵敏度增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影性提高的倾向。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I)所示的部分结构的情况下,可以另外包含的部分结构没有特别限定,从显影密合性的观点出发,优选包含例如下述通式(I’)所示的部分结构。
[化学式39]
上述式(I’)中,RD表示氢原子或甲基,RE表示任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的芳基(芳环基)、或任选具有取代基的烯基。
(RE)
上述式(I’)中,RE表示任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的芳基、或任选具有取代基的烯基。
作为RE中的烷基,可以举出直链状、支链状或环状的烷基。其碳原子数优选为1以上,更优选为3以上,进一步优选为5以上,另外,优选为20以下,更优选为18以下,进一步优选为16以下,更进一步优选为14以下,特别优选为12以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~20,更优选为1~18,进一步优选为3~16,更进一步优选为3~14,特别优选为5~12。通过设为上述下限值以上,膜强度增高,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、环己基、二环戊基、十二烷基。其中,从膜强度的观点出发,优选为二环戊基、十二烷基,更优选为二环戊基。
作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
作为RE中的芳基(芳环基),可以举出1价的芳香族烃环基、1价的芳香族杂环基。其碳原子数优选为4以上,更优选为6以上,另外,优选为24以下,更优选为22以下,进一步优选为20以下,特别优选为18以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为4~24,更优选为4~22,进一步优选为6~20,特别优选为6~18。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为芳香族杂环基中的芳香族杂环,可以是单环也可以是稠环,可列举例如:呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、啶环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、薁环。其中,从固化性的观点出发,优选为苯环基、萘环基,更优选为苯环基。
作为芳基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
作为RE中的烯基,可以举出直链状、支链状或环状的烯基。其碳原子数优选为2以上,另外,优选为22以下,更优选为20以下,进一步优选为18以下,更进一步优选为16以下,特别优选为14以下。例如,优选为2~22,更优选为2~20,进一步优选为2~18,更进一步优选为2~16,特别优选为2~14。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为烯基,可以列举例如:乙烯基、丙烯基、丁烯基、环己烯基。其中,从固化性的观点出发,优选为乙烯基、丙烯基,更优选为乙烯基。
作为烯基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
其中,从显影性的观点出发,作为RE,优选为烷基、烯基,更优选为烷基,进一步优选为二环戊基。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I’)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I’)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为0.5摩尔%以上、更优选为1摩尔%以上、进一步优选为1.5摩尔%以上、特别优选为2摩尔%以上,另外,优选为90摩尔%以下、更优选为70摩尔%以下、进一步优选为50摩尔%以下、更进一步优选为30摩尔%以下、特别优选为10摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.5~90摩尔%,更优选为0.5~70摩尔%,进一步优选为1~50摩尔%,更进一步优选为1.5~30摩尔%,特别优选为2~10摩尔%。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I)所示的部分结构的情况下,从耐热性、膜强度的观点出发,优选进一步包含下述通式(I”)所示的部分结构。
[化学式40]
上述式(I”)中,RF表示氢原子或甲基,RG表示任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的烯基、羟基、羧基、卤原子、任选具有取代基的烷氧基、硫羟基、或任选具有取代基的烷硫基,t表示0~5的整数。
(RG)
上述式(I”)中,RG表示任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的烯基、羟基、羧基、卤原子、任选具有取代基的烷氧基、硫羟基、或任选具有取代基的烷硫基。
作为RG中的烷基,可以举出直链状、支链状或环状的烷基。其碳原子数优选为1以上,更优选为3以上,进一步优选为5以上,另外,优选为20以下,更优选为18以下,进一步优选为16以下,更进一步优选为14以下,特别优选为12以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~20,更优选为1~18,进一步优选为3~16,更进一步优选为3~14,特别优选为5~12。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、环己基、二环戊基、十二烷基。其中,从显影密合性的观点出发,优选二环戊基、十二烷基,更优选二环戊基。
作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
作为RG中的烯基,可以举出直链状、支链状或环状的烯基。其碳原子数优选为2以上,另外,优选为22以下,更优选为20以下,进一步优选为18以下,更进一步优选为16以下,特别优选为14以下。例如,优选为2~22,更优选为2~20,进一步优选为2~18,更进一步优选为2~16,特别优选为2~14。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为烯基,可以列举例如:乙烯基、丙烯基、丁烯基、环己烯基。其中,从固化性的观点出发,优选为乙烯基、丙烯基,更优选为乙烯基。
作为烯基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
作为RG中的卤原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,其中,从拒墨性的观点出发,优选为氟原子。
作为RG中的烷氧基,可以举出直链状、支链状或环状的烷氧基。其碳原子数优选为1以上,另外,优选为20以下,更优选为18以下,进一步优选为16以下,更进一步优选为14以下,特别优选为12以下。例如,优选为1~20,更优选为1~18,进一步优选为1~16,更进一步优选为1~14,特别优选为1~12。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
作为烷氧基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
作为RG中的烷硫基,可列举直链状、支链状或环状的烷硫基。其碳原子数优选为1以上,另外,优选为20以下,更优选为18以下,进一步优选为16以下,更进一步优选为14以下,特别优选为12以下。例如,优选为1~20,更优选为1~18,进一步优选为1~16,更进一步优选为1~14,特别优选为1~12。通过设为上述下限值以上,存在显影密合性提高的倾向,另外,通过设为上述上限值以下,存在残渣减少的倾向。
作为烷硫基,可以列举例如:甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基。其中,从显影性的观点出发,优选为甲硫基、乙硫基。
作为烷硫基中的烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基,从显影性的观点出发,优选为羟基、低聚乙二醇基。
其中,从显影性的观点出发,作为RG,优选为羟基、羧基,更优选为羧基。
(t)
上述式(I”)中,t表示0~5的整数,从显影性的观点出发,优选为0~2,更优选为0~1,进一步优选为0。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I”)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I”)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为1摩尔%以上、更优选为2摩尔%以上、进一步优选为3摩尔%以上、特别优选为5摩尔%以上,另外,优选为90摩尔%以下、更优选为70摩尔%以下、进一步优选为50摩尔%以下、更进一步优选为30摩尔%以下、特别优选为20摩尔%以下、最优选为10摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~90摩尔%,更优选为1~70摩尔%,进一步优选为2~50摩尔%,更进一步优选为2~30摩尔%,特别优选为3~20摩尔%,最优选为5~10摩尔%。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I)所示的部分结构的情况下,从显影性的观点出发,优选进一步包含下述通式(I”’)所示的部分结构。
[化学式41]
上述式(I”’)中,RH表示氢原子或甲基。
丙烯酸类共聚树脂(b2-1)包含上述通式(I”’)所示的部分结构的情况下,丙烯酸类共聚树脂(b2-1)所含的上述通式(I”’)所示的部分结构的含量没有特别限定,优选为5摩尔%以上、更优选为10摩尔%以上、进一步优选为30摩尔%以上,另外,优选为90摩尔%以下、更优选为80摩尔%以下、进一步优选为70摩尔%以下、特别优选为50摩尔%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~90摩尔%,更优选为5~80摩尔%,进一步优选为10~70摩尔%,特别优选为30~50摩尔%。通过设为上述下限值以上,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
丙烯酸共聚树脂(b2)的酸值没有特别限定,优选为5mgKOH/g以上,更优选为10mgKOH/g以上,进一步优选为20mgKOH/g以上,更进一步优选为25mgKOH/g以上,另外,优选为100mgKOH/g以下,更优选为80mgKOH/g以下,进一步优选为60mgKOH/g以下,更进一步优选为40mgKOH/g以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~100mgKOH/g,更优选为10~80mgKOH/g,进一步优选为20~60mgKOH/g,更进一步优选为25~40mgKOH/g。通过设为上述下限值以上,具有残渣减少的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有显影密合性提高的倾向。
丙烯酸共聚树脂(b2)的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为1000以上,更优选为2000以上,进一步优选为3000以上,更进一步优选为4000以上,特别优选为5000以上,另外,优选为30000以下,更优选为20000以下,进一步优选为15000以下,更进一步优选为10000以下,特别优选为8000以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1000~30000,更优选为2000~20000,进一步优选为3000~15000,更进一步优选为4000~10000,特别优选为5000~8000。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有残渣减少的倾向。
(B)碱可溶性树脂包含丙烯酸类共聚树脂(b2)的情况下,(B)碱可溶性树脂所含的丙烯酸类共聚树脂(b2)的含量没有特别限定,优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上、特别优选为20质量%以上,另外,通常为100质量%以下、优选为80质量%以下、进一步优选为50质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~100质量%,更优选为10~100质量%,进一步优选为15~80质量%,特别优选为20~50质量%。通过设为上述下限值以上,具有显影溶解性变得良好的倾向。通过设为上述上限值以下,具有锥角增大的倾向。
(B)碱可溶性树脂中可以单独含有环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)及丙烯酸类共聚树脂(b2)中的任一者,也可以含有该两者。进一步,(B)碱可溶性树脂中也可以包含碱可溶性树脂(b)以外的碱可溶性树脂。
本发明的感光性树脂组合物中的(B)碱可溶性树脂的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上,另外,优选为90质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~90质量%,更优选为10~90质量%,进一步优选为20~70质量%,更进一步优选为30~60质量%,特别优选为40~50质量%。通过设为上述下限值以上,具有显影性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时使排气减少的倾向。
在本发明的感光性树脂组合物包含环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的情况下,环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(b1)的含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上,另外,优选为90质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~90质量%,更优选为10~90质量%,进一步优选为20~70质量%,更进一步优选为30~60质量%,特别优选为40~50质量%。通过设为上述下限值以上,具有显影性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时使排气减少的倾向。
另外,在本发明的感光性树脂组合物包含丙烯酸共聚树脂(b2)的情况下,丙烯酸共聚树脂(b2)的含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上,另外,优选为90质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~90质量%,更优选为10~90质量%,进一步优选为20~70质量%,更进一步优选为30~60质量%,特别优选为40~50质量%。通过设为上述下限值以上,具有显影性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时使排气减少的倾向。
另外,感光性树脂组合物的全部固体成分中的(B)碱可溶性树脂及(C)光聚合性化合物的含量的合计优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为30质量%以上,更进一步优选为50质量%以上,特别优选为70质量%以上,进一步特别优选为80质量%以上,最优选为90质量%以上,另外,优选为99质量%以下,更优选为97质量%以下,进一步优选为95质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~99质量%,更优选为10~99质量%,进一步优选为30~99质量%,更进一步优选为50~97质量%,更进一步优选为70~97质量%,特别优选为80~95质量%,最优选为90~95质量%。通过设为上述下限值以上,具有固化性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有元件发光时排气减少的倾向。
作为感光性树脂组合物中(B)碱可溶性树脂相对于(C)光聚合性化合物的配合比,相对于(C)光聚合性化合物100质量份,优选为50质量份以上,更优选为60质量份以上,进一步优选为70质量份以上,特别优选为80质量份以上,另外,优选为400质量份以下,更优选为300质量份以下,进一步优选为200质量份以下,特别优选为120质量份以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为50~400质量份,更优选为60~300质量份,进一步优选为70~200质量份,特别优选为80~120质量份。通过设为上述下限值以上,具有显影密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有固化性提高的倾向。
[1-1-3](C)成分:光聚合性化合物
本发明的感光性树脂组合物含有(C)光聚合性化合物。通过含有(C)光聚合性化合物,认为成为高灵敏度。
作为这里所使用的光聚合性化合物,是指分子内具有1个以上烯属不饱和键(烯属双键)的化合物,从聚合性、交联性、以及与此相伴的能够扩大曝光部与非曝光部的显影液溶解性的差异等方面出发,优选分子内具有2个以上烯属不饱和键的化合物。另外,优选其不饱和键来自于(甲基)丙烯酰氧基的化合物、即(甲基)丙烯酸酯化合物。
在本发明的感光性树脂组合物中,特别希望使用在1分子中具有2个以上烯属不饱和键的多官能烯属单体。多官能烯属单体所具有的烯属不饱和基团的数量没有特别限定,优选为2个以上、更优选为3个以上、进一步优选为4个以上、特别优选为5个以上,另外,优选为15个以下、更优选为10个以下、进一步优选为8个以下、特别优选为7个以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为2~15个,更优选为3~10个,进一步优选为4~8个,特别优选为5~7个。通过设为上述下限值以上,具有聚合性提高而成为高灵敏度的倾向。通过设为上述上限值以下,具有显影性变得更加良好的倾向。
作为光聚合性化合物,可以列举例如:脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯;芳香族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯;脂肪族多羟基化合物、芳香族多羟基化合物等多元羟基化合物与不饱和羧酸及多元羧酸经酯化反应而得到的酯。
作为脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯,可以列举例如:乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯等脂肪族多羟基化合物的丙烯酸酯;将这些化合物的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯而成的甲基丙烯酸酯;将这些化合物的丙烯酸酯替换为衣康酸酯而成的衣康酸酯;将这些化合物的丙烯酸酯替换为巴豆酸酯的巴豆酸酯;将这些化合物的丙烯酸酯替换为马来酸酯而成的马来酸酯。
作为芳香族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯,可以列举例如:对苯二酚二丙烯酸酯、对苯二酚二甲基丙烯酸酯、间苯二酚二丙烯酸酯、间苯二酚二甲基丙烯酸酯、连苯三酚三丙烯酸酯等芳香族多羟基化合物的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
作为脂肪族多羟基化合物、芳香族多羟基化合物等多元羟基化合物与不饱和羧酸及多元羧酸经酯化反应而得到的酯,其未必是单一物,可以列举例如:丙烯酸、苯二甲酸及乙二醇的缩合物、丙烯酸、马来酸及二乙二醇的缩合物、甲基丙烯酸、对苯二甲酸及季戊四醇的缩合物、丙烯酸、己二酸、丁二醇及甘油的缩合物。
作为本发明的感光性树脂组合物中使用的光聚合性化合物的上述以外的例子,例如使多异氰酸酯化合物与含羟基(甲基)丙烯酸酯、或多异氰酸酯化合物与多元醇及含羟基(甲基)丙烯酸酯反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类;多元环氧化合物与含羟基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸的加成反应物这样的环氧丙烯酸酯类;亚乙基双丙烯酰胺等丙烯酰胺类;苯二甲酸二烯丙酯等烯丙酯类;苯二甲酸二乙烯酯等含乙烯基的化合物是有用的。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类,可列举例如:DPHA-40H、UX-5000、UX-5002D-P20、UX-5003D、UX-5005(日本化药株式会社制)、U-2PPA、U-6LPA、U-10PA、U-33H、UA-53H、UA-32P、UA-1100H(新中村化学工业株式会社制)、UA-306H、UA-510H、UF-8001G(协荣社化学株式会社制)、UV-1700B、UV-7600B、UV-7605B、UV-7630B、UV7640B(日本合成化学工业株式会社制)。
其中,从适当的锥角和灵敏度的观点出发,作为(C)光聚合性化合物,优选使用酯(甲基)丙烯酸酯类或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类,更优选使用二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、2-三(甲基)丙烯酰氧基甲基乙基苯二甲酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的二元酸酐加成物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的二元酸酐加成物。
这些化合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
本发明的感光性树脂组合物中,(C)光聚合性化合物的分子量没有特别限定,从灵敏度、拒墨性、锥角的观点出发,优选为100以上,更优选为150以上,进一步优选为200以上,更进一步优选为300以上,特别优选为400以上,最优选为500以上,且优选为1000以下,更优选为700以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为100~1000,更优选为150~1000,进一步优选为200~1000,更进一步优选为300~700,特别优选为400~700,最优选为500~700。
(C)光聚合性化合物的碳原子数没有特别限定,从灵敏度、拒墨性、锥角的观点出发,优选为7以上、更优选为10以上、进一步优选为15以上、更进一步优选为20以上、特别优选为25以上,且优选为50以下、更优选为40以下、进一步优选为35以下、特别优选为30以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为7~50,更优选为10~50,进一步优选为15~40,更进一步优选为20~35,特别优选为25~30。
从灵敏度、拒墨性、锥角的观点出发,进一步优选为酯(甲基)丙烯酸酯类、环氧(甲基)丙烯酸酯类、及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类,其中,从灵敏度、拒墨性、锥角的观点出发,进一步优选季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(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)丙烯酸酯等3官能以上的酯(甲基)丙烯酸酯类、2,2,2-三(甲基)丙烯酰氧基甲基乙基苯二甲酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的二元酸酐加成物等3官能以上的酯(甲基)丙烯酸酯类的酸酐加成物。
本发明的感光性树脂组合物中的(C)光聚合性化合物的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上,另外,优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,更进一步优选为55质量%以下,特别优选为50质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~80质量%,更优选为10~70质量%,进一步优选为20~60质量%,更进一步优选为30~55质量%,特别优选为40~50质量%。通过设为上述下限值以上,具有成为适当的内部固化性的倾向。通过设为上述上限值以下,具有显影性变得良好的倾向。
[1-1-4](D)成分:拒液剂
本发明的感光性树脂组合物中的(D)拒液剂包含含有以下的下述通式(II)所示的重复单元及氟原子的丙烯酸树脂(D1)。
[化学式42]
(式(II)中,R11各自独立地表示氢原子或甲基,R12表示任选具有取代基的碳原子数2~6的烷基,任选被-O-、-C(=O)-、-S-、-NH-中的一者以上中断,*表示键合臂。)
R12的烷基所具有的碳原子数通常为2以上,优选碳原子数为4以上,另外,通常为6以下,优选为5以下。上述的上限及下限可以任意组合,例如,优选为2~6,更优选为4~5。通过设为上述下限值以上,合成变得容易。另外,通过设为上述上限值以下,烯属不饱和键的自由度增高,具有固化性、拒液性变好的倾向。
另外,R12的烷基任选被-O-、-C(=O)-、-S-、-NH-中的一者以上中断。作为其它方式,任选被-O-、-C(=O)-或-NH-中断,此外,作为其它方式,任选被-O-C(=O)-NH-中断。
在R12具有取代基的情况下,作为取代基,可以列举例如:羟基、碳原子数1~3的烷氧基。优选无取代或被羟基取代,更优选无取代。
作为R12,从拒液性的观点考虑,优选以-(C2H4)2-NHCOO-(C2H4)2-、-(CH)2-CHOH-(CH2)-表示的基团,更优选以-(C2H4)2-NHCOO-(C2H4)2-表示的基团。
可以认为,由于能够对通过含有丙烯酸树脂(D1)而得到的间隔壁的表面赋予拒墨性(拒液性),因此,在通过喷墨法制成有机场致发光元件时,可预防印墨向间隔壁的附着,而且能够预防被注入相邻区域间的印墨彼此混合。
通过使用具有通式(II)这样的烯属不饱和基团的拒液剂,能够加快对形成的涂布膜进行曝光时在其表面的交联反应,拒液剂在显影处理中不易流出,其结果是能够使得到的间隔壁显示出高拒墨性。
通过为含有氟原子的树脂,存在该含氟原子树脂在间隔壁的表面发生取向、具有防止印墨的渗漏、混色的作用的倾向。更具体而言,存在下述倾向:具有氟原子的基团排斥印墨,因而具有防止因印墨跨越间隔壁进入相邻的区域所导致的油墨的渗漏、混色的作用。
丙烯酸树脂(D1)优选具有氟烷基及氟亚烷基中的任意一者或两者,更优选具有全氟烷基及全氟亚烷基醚链中的任意一者或两者。通过具有氟烷基及氟亚烷基中的任意一者或两者、或者全氟烷基及全氟亚烷基醚链中的任意一者或两者,存在含氟原子树脂变得更容易在间隔壁的表面发生取向、显示出更高的拒墨性、从而进一步防止油墨的渗漏、混色的倾向。
作为全氟烷基,可以列举例如:全氟丁基、全氟己基、全氟辛基等。
作为全氟亚烷基醚链,可以列举例如:-CF2-O-、-(CF2)2-O-、-(CF2)3-O-、-CF2-C(CF3)O-、-C(CF3)-CF2-O-及具有这些重复单元的2价基团。
丙烯酸树脂(D1)可以具有除包含通式(II)所示的重复单元、氟原子的结构单元以外的结构单元。可以列举例如:包含环氧基的结构单元、包含羧基的结构单元、具有氧化烯链的结构单元。
作为丙烯酸树脂(D1)的市售品,可以使用以DIC公司制“Megafac(注册商标,以下相同)RS-72-K”、“Megafac RS-90”等商品名市售的含氟有机化合物。
丙烯酸树脂(D1)中的氟原子含量没有特别限制,在丙烯酸树脂(D1)中,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,更进一步优选为25质量%以上。另外,优选为50质量%以下,更优选为35质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~50质量%,更优选为10~50质量%,进一步优选为20~35质量%,更进一步优选为25~35质量%。通过设为上述下限值以上,易于确保高接触角,另外,通过设为上述上限值以下,具有能够抑制向像素部的流出的倾向。
丙烯酸树脂(D1)的分子量没有特别限制,可以是低分子量的化合物,也可以是高分子量化合物。对于高分子量化合物而言,因后烘烤而产生的流动性受到抑制,能够抑制从间隔壁的流出,因此是优选的。从该观点出发,丙烯酸树脂(D1)的重均分子量优选为100以上,更优选为500以上,优选为100000以下,更优选为10000以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为100~100000,更优选为500~10000。
丙烯酸树脂(D1)可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
在本发明中,作为(D)拒液剂,可以组合使用除丙烯酸树脂(D1)以外的拒液剂。
本发明的感光性树脂组合物中的(D)拒液剂的含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.01质量%以上,更优选为0.05质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上,特别优选为0.2质量%以上,另外,优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.01~5质量%,更优选为0.05~5质量%,进一步优选为0.1~3质量%,特别优选为0.2~1质量%。通过设为上述下限值以上,具有拒墨性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有在间隔壁形成后将印墨涂布于像素部时易于得到均匀的涂膜的倾向。
本发明的感光性树脂组合物中的丙烯酸树脂(D1)的含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.01质量%以上,更优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.2质量%以上,另外,优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.01~5质量%,更优选为0.1~3质量%,进一步优选为0.2~1质量%。通过设为上述下限值以上,具有拒墨性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有在间隔壁形成后将印墨涂布于像素部时易于得到均匀的涂膜的倾向。
[1-1-5](E)链转移剂
本发明的感光性树脂组合物可以含有(E)链转移剂。通过含有链转移剂,会改善由氧抑制等引起的在表面附近的自由基失活,提高表面固化性,从而存在锥角变大的倾向。另外,通过提高表面固化性,可以抑制拒液剂的流出,存在容易将拒液剂固定于间隔壁的表面附近而使接触角变高的倾向。
作为链转移剂,可以列举例如含巯基化合物、四氯化碳,由于存在链转移效果高的倾向,因此更优选为含巯基化合物。含巯基化合物由于S-H键能小而容易发生键断裂、容易发生链转移反应,因此存在能够提高表面固化性的倾向。
在链转移剂中,从锥角、表面固化性的观点出发,优选为具有芳香族环的含巯基化合物和脂肪族类的含巯基化合物。
作为具有芳香族环的含巯基化合物,从锥角的观点出发,优选使用下述通式(E-1)所示的化合物。
[化学式43]
式(E-1)中,Z表示-O-、-S-或-NH-,R61、R62、R63及R64各自独立地表示氢原子或1价取代基。
其中,从锥角的观点出发,Z优选为-S-或-NH-,更优选为-NH-。
另外,从锥角的观点出发,R61、R62、R63及R64各自独立地优选为氢原子、碳原子数1~4烷基或碳原子数1~4的烷氧基,更优选为氢原子。
作为具有芳香族环的含巯基化合物,可以列举例如:2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2-巯基-4(3H)-喹唑啉、β-巯基萘、1,4-二甲基巯基苯等具有芳香族环的含巯基化合物,从锥角的观点出发,优选为2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑。
作为脂肪族类的含巯基化合物,从表面固化性的观点出发,可优选使用己二硫醇、癸二硫醇、或下述通式(E-2)所示的化合物。
[化学式44]
式(E-2)中,m表示0~4的整数、n表示2~4的整数,R71及R72各自独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,X表示n价基团。
上述通式(E-2)中,从合成容易性的观点出发,m优选为1或2。另外,从表面固化性的观点出发,n优选为3或4。
作为R71及R72的烷基,从表面固化性的观点出发,优选为碳原子数1~3的烷基。从表面固化性的观点出发,优选R71及R72中的至少一者、例如R72为氢原子,在该情况下,优选R71为氢原子或碳原子数1~3的烷基。
n为2的情况下,从表面固化性的观点出发,X优选为任选具有醚键、分支部的碳原子数1~6的亚烷基。其中,从表面固化性、合成容易性的观点出发,更优选为碳原子数1~6的亚烷基,进一步优选为碳原子数4的亚烷基。
n为3的情况下,从表面固化性、合成容易性的观点出发,优选X为下述通式(E-2-1)或(E-2-2)所示的结构。
[化学式45]
式(E-2-1)中,R73表示氢原子、碳原子数1~6的烷基、或羟甲基。在R73中,从锥角的观点出发,优选为乙基。
[化学式46]
式(E-2-2)中,R74表示碳原子数1~4的亚烷基。在R74中,从锥角的观点出发,优选为亚乙基。
n为4的情况下,优选X为下述通式(E-2-3)所示的结构。
[化学式47]
作为脂肪族类的含巯基化合物,可以列举例如:丁二醇双(3-巯基丙酸酯)、丁二醇双(巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、三羟基乙基三(巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇三(3-巯基丙酸酯)、丁二醇双(3-巯基丁酸酯)、乙二醇双(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇三(3-巯基丁酸酯)、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。
其中,优选为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇三(3-巯基丁酸酯)、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,更优选为季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)。
这些化合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
其中,从提高拒墨性的观点出发,优选将选自2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑及2-巯基苯并唑中的一种以上、和光聚合引发剂组合作为光聚合引发剂体系使用。例如,可以使用2-巯基苯并噻唑,也可以使用2-巯基苯并咪唑,还可以将2-巯基苯并噻唑与2-巯基苯并咪唑组合使用。
作为其它的方式,从表面固化性的观点出发,优选使用选自季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)及季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)中的一种或两种以上。
在本发明的感光性树脂组合物包含(E)链转移剂的情况下,其含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.01质量%以上,更优选为0.025质量%以上,进一步优选为0.05质量%以上,更进一步优选为0.1质量%以上,特别优选为1质量%以上,另外,优选为5质量%以下,更优选为4质量%以下,进一步优选为3质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.01~5质量%,更优选为0.025~5质量%,进一步优选为0.05~4质量%,更进一步优选为0.1~4质量%,特别优选为1~3质量%。通过设为上述下限值以上,具有锥角增大、表面固化性增高、拒墨性增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于形成希望的图案的倾向。
作为组合使用具有芳香族环的含巯基化合物和脂肪族类的含巯基化合物作为链转移剂时它们的含量,相对于具有芳香族环的含巯基化合物100质量份,脂肪族类的含巯基化合物优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上,进一步优选为80质量份以上,另外,优选为400质量份以下,更优选为300质量份以下,进一步优选为200质量份以下,特别优选为150质量份以下。上述上限和下限可以任意组合,例如,优选为10~400质量份,更优选为10~300质量份,进一步优选为50~200质量份,特别优选为80~150质量份。通过设为上述下限值以上,具有拒墨性增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有灵敏度增高的倾向。
作为感光性树脂组合物中(E)链转移剂相对于(D)光聚合引发剂的配合比,相对于(D)光聚合引发剂100质量份,优选为10质量份以上、更优选为25质量份以上、进一步优选为50质量份以上、特别优选为80质量份以上,另外,优选为500质量份以下、更优选为400质量份以下、进一步优选为300质量份以下、更进一步优选为200质量份以下、特别优选为150质量份以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为10~500质量份,更优选为10~400质量份,进一步优选为25~300质量份,更进一步优选为50~200质量份,特别优选为80~150质量份。通过设为上述下限值以上,具有锥角增大、表面固化性增高、拒墨性增高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有易于形成希望的图案的倾向。
[1-1-6]紫外线吸收剂
本发明的感光性树脂组合物也可以含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂是出于下述目的而添加的:通过利用紫外线吸收剂来吸收用于曝光的光源的特定波长,从而控制光固化分布。通过添加紫外线吸收剂,可获得改善显影后的锥角形状、或消除在显影后残留于非曝光部的残渣等效果。作为紫外线吸收剂,从阻碍光聚合引发剂的光吸收的观点出发,可使用例如在波长250nm~400nm间具有极大吸收的化合物。
作为紫外线吸收剂,可以列举例如:苯并三唑类化合物、三嗪类化合物、二苯甲酮化合物、苯甲酸酯化合物、肉桂酸衍生物、萘衍生物、蒽及其衍生物、二萘化合物、菲咯啉化合物、染料。
这些紫外线吸收剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
其中,从提高锥角的观点出发,优选为苯并三唑类化合物和/或羟基苯基三嗪类化合物,特别优选为苯并三唑类化合物。
在苯并三唑类化合物中,从锥形状的方面出发,优选为下述通式(Z1)所示的苯并三唑化合物。
[化学式48]
上述式(Z1)中,R1e及R2e各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的烷基、下述通式(Z2)所示的基团、或下述通式(Z3)所示的基团。R3e表示氢原子或卤原子。
[化学式49]
上述式(Z2)中,R4e表示任选具有取代基的亚烷基,R5e表示任选具有取代基的烷基。
[化学式50]
上述式(Z3)中,R6e表示任选具有取代基的亚烷基,R7e表示氢原子或甲基。
(R1e及R2e)
上述式(Z1)中,R1e及R2e各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的烷基、通式(Z2)所示的基团、或通式(Z3)所示的基团。
作为烷基,可列举直链状、支链状或环状的烷基。其碳原子数优选为1以上,更优选为2以上,进一步优选为4以上,另外,优选为10以下,更优选为6以下,进一步优选为4以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~10,更优选为2~6,进一步优选为4~6。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基。这些烷基中,优选为叔丁基。
作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基。
(R3e)
上述式(Z1)中,R3e表示氢原子或卤原子。
作为卤原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
其中,从合成的观点出发,优选R3e为氢原子。
(R4e)
上述式(Z2)中,R4e表示任选具有取代基的亚烷基。
作为亚烷基,可列举直链状、支链状或环状的亚烷基。其碳原子数通常为1以上、优选为2以上,另外,优选为6以下、更优选为4以下、进一步优选为3以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为2~3。
作为亚烷基,可以列举例如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基。其中,优选为亚乙基。
另外,作为亚烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基。
其中,优选R4e为亚乙基。
(R5e)
上述式(Z2)中,R5e表示任选具有取代基的烷基。
作为烷基,可列举直链状、支链状或环状的烷基。其碳原子数优选为4以上、更优选为5以上、进一步优选为7以上,另外,优选为15以下、更优选为10以下、进一步优选为9以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~15,更优选为5~10,进一步优选为7~9。
作为烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基。
另外,作为烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基。
其中,从锥形状的观点出发,优选R5e为庚基、辛基、壬基。
(R6e)
在上述式(Z3)中,R6e表示任选具有取代基的亚烷基。
作为亚烷基,可列举直链状、支链状或环状的亚烷基。其碳原子数通常为1以上、优选为2以上,另外,优选为6以下、更优选为4以下、进一步优选为3以下。上述的上限及下限可以任意组合,例如,优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为2~3。
作为亚烷基,可以列举例如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基。其中,优选为亚乙基。
作为亚烷基所任选具有的取代基,可以列举例如:甲氧基、乙氧基、氯基、溴基、氟基、羟基、氨基、环氧基、低聚乙二醇基、苯基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基。
其中,从锥形状的观点出发,优选R1e为叔丁基、R2e为上述式(Z2)所示的基团(其中,R4e为亚乙基、R5e为碳原子数7~9的烷基)、R3e为氢原子的化合物,或R1e为氢原子、R2e为上述式(Z3)所示的基团(其中,R6e为亚乙基、以及R7e为甲基)、R3e为氢原子的化合物,更优选R1e为叔丁基、R2e为上述式(Z2)所示的基团(其中,R4e为亚乙基、以及R5e为碳原子数7~9的烷基)、R3e为氢原子的化合物。
作为苯并三唑类化合物,可以列举例如:2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、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]丙酸酯与2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸庚酯、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸辛酯、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸壬酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(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。其中,从锥角和曝光灵敏度的观点出发,优选为3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸庚酯、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸辛酯、3-[3-叔丁基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙酸壬酯、它们的混合物。
作为市售的苯并三唑类化合物,可列举例如:SUMISORB(注册商标,以下相同)200、SUMISORB 250、SUMISORB 300、SUMISORB 340、SUMISORB350(住友化学株式会社制)、JF77、JF78、JF79、JF80、JF83(城北化学工业株式会社制)、TINUVIN(注册商标,以下相同)PS、TINUVIN99-2、TINUVIN109、TINUVIN384-2、TINUVIN 326、TINUVIN900、TINUVIN928、TINUVIN1130(BASF公司制)、EVERSORB70、EVERSORB71、EVERSORB72、EVERSORB73、EVERSORB74、EVERSORB75、EVERSORB76、EVERSORB234、EVERSORB77、EVERSORB78、EVERSORB80、EVERSORB81(台湾永光化学工业公司制)、Tomisorb(注册商标,以下相同)100、Tomisorb 600(API Corporation制)、SEESORB(注册商标,以下相同)701、SEESORB702、SEESORB703、SEESORB704、SEESORB706、SEESORB707、SEESORB709(SHIPRO KASEI公司制)、RUVA-93(Otsuka Chemical株式会社)。
作为三嗪类化合物,可以列举例如:2-[4,6-二(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基苯酚、2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-[3-(十二烷氧基)-2-羟基丙氧基]苯酚、2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪与缩水甘油酸(2-乙基己基)酯的反应产物、2,4-双[2-羟基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪。其中,从锥角和曝光灵敏度的观点出发,优选为羟基苯基三嗪化合物。
作为市售的三嗪类化合物,可列举例如:TINUVIN400、TINUVIN405、TINUVIN460、TINUVIN477、TINUVIN479(BASF公司制)等。
作为其它紫外线吸收剂,可列举例如:SUMISORB 130(住友化学株式会社制)、EVERSORB10、EVERSORB11、EVERSORB12(台湾永光化学工业公司制)、Tomisorb 800(APICorporation制)、SEESORB100、SEESORB101、SEESORB101S、SEESORB102、SEESORB103、SEESORB105、SEESORB106、SEESORB107、SEESORB151(SHIPRO KASEI公司制)等二苯甲酮化合物;SUMISORB 400(住友化学株式会社制)、水杨酸苯酯等苯甲酸酯化合物;肉桂酸2-乙基己酯、对甲氧基肉桂酸2-乙基己酯、甲氧基肉桂酸异丙酯、甲氧基肉桂酸异戊酯等肉桂酸衍生物;α-萘酚、β-萘酚、α-萘酚甲基醚、α-萘酚乙基醚、1,2-二羟基萘、1,3-二羟基萘、1,4-二羟基萘、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、1,8-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘等萘衍生物;蒽、9,10-二羟基蒽等蒽及其衍生物;偶氮类染料、二苯甲酮类染料、氨基酮类染料、喹啉类染料、蒽醌类染料、二苯基氰基丙烯酸酯类染料、三嗪类染料、对氨基苯甲酸类染料等染料。其中,从曝光灵敏度的观点出发,优选使用肉桂酸衍生物、萘衍生物,特别优选使用肉桂酸衍生物。
在本发明的感光性树脂组合物包含紫外线吸收剂的情况下,感光性树脂组合物中的紫外线吸收剂的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.01质量%以上,更优选为0.05质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上,更进一步优选为0.5质量%以上,特别优选为1质量%以上,另外,优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下,特别优选为3质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.01~15质量%,更优选为0.05~15质量%,进一步优选为0.1~10质量%,更进一步优选为0.5~5质量%,特别优选为1~3质量%。通过设为上述下限值以上,具有锥角增大的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有成为高灵敏度的倾向。
在本发明的感光性树脂组合物包含紫外线吸收剂的情况下,作为相对于(D)光聚合引发剂的配合比,相对于(D)光聚合引发剂100质量份,优选为1质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为30质量份以上,更进一步优选为50质量份以上,特别优选为80质量份以上,另外,优选为500质量份以下,更优选为300质量份以下,进一步优选为200质量份以下,特别优选为150质量份以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为10~500质量份,更优选为30~300质量份,进一步优选为50~200质量份,特别优选为80~150质量份。通过设为上述下限值以上,具有锥角增大的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有成为高灵敏度的倾向。
[1-1-7]阻聚剂
本发明的感光性树脂组合物可以含有阻聚剂。通过含有阻聚剂,自由基聚合受到阻碍,因此可以认为能够增大得到的间隔壁的锥角。
作为阻聚剂,可以列举例如:氢醌、氢醌单甲醚、甲基氢醌、甲氧基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚(BHT)。其中,从阻聚能力的观点出发,优选为甲基氢醌、甲氧基苯酚,更优选为甲基氢醌。
阻聚剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。通常,在制造(B)碱可溶性树脂时,有时在树脂中包含阻聚剂,可以将其用作本发明的感光性树脂组合物中包含的阻聚剂,除树脂中包含的阻聚剂以外,还可以在制造感光性树脂组合物时添加相同或不同的阻聚剂。
在本发明的感光性树脂组合物包含阻聚剂的情况下,感光性树脂组合物中的阻聚剂的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.0005质量%以上,更优选为0.001质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上,另外,优选为0.3质量%以下,更优选为0.2质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.0005~0.3质量%,更优选为0.001~0.2质量%,进一步优选为0.01~0.1质量%。通过设为上述下限值以上,具有能够增高锥角的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有能够保持高灵敏度。
[1-1-8]氨基化合物
在本发明的感光性树脂组合物可以为了促进热固化而含有氨基化合物。
在本发明的感光性树脂组合物包含氨基化合物的情况下,作为感光性树脂组合物中的氨基化合物的含量,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。另外,优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.5~40质量%,更优选为1~30质量%。通过设为上述上限值以下,具有能够保持保存稳定性的倾向。通过设为上述下限值以上,具有能够确保足够的热固化性的倾向。
作为氨基化合物,可列举例如:作为官能团而具有羟甲基、对羟甲基进行碳原子数1~8的醇缩合改性而成的烷氧基甲基中的至少2个的氨基化合物。具体可列举例如:使三聚氰胺与甲醛缩聚而成的三聚氰胺树脂;使苯并胍胺与甲醛缩聚而成的苯并胍胺树脂;使甘脲与甲醛缩聚而成的甘脲树脂;使脲与甲醛缩聚而成的脲树脂;使三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲或脲等中的两种以上与甲醛进行共缩聚而成的树脂;对上述树脂的羟甲基进行醇缩合改性而成的改性树脂。
这些氨基化合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
作为氨基化合物,其中优选为三聚氰胺树脂及其改性树脂,进一步优选为羟甲基的改性比例为70%以上的改性树脂,特别优选羟甲基的改性比例为80%以上的改性树脂。
作为氨基化合物的三聚氰胺树脂及其改性树脂,可以列举例如:SaiTech公司制的Cymel(注册商标,以下相同)300、301、303、350、736、738、370、771、325、327、703、701、266、267、285、232、235、238、1141、272、254、202、1156、1158、以及Sanwa Chemical公司制的Nicarac(注册商标,以下相同)MW-390、MW-100LM、MX-750LM、MW-30M、MX-45、MX-302。
作为苯并胍胺树脂及其改性树脂,可以列举例如:SaiTech公司制的Cymel1123、1125、1128。
作为甘脲树脂及其改性树脂,可以列举例如:SaiTech公司制的Cymel 1170、1171、1174、1172、以及Sanwa Chemical公司制的Nicarac MX-270。
作为脲树脂及其改性树脂,可以列举例如:SaiTech公司制的UFR(注册商标,以下相同)65、300、以及Sanwa Chemical公司制的Nicarac MX-290。
[1-1-9]着色剂
本发明的感光性树脂组合物可以出于使间隔壁着色的目的而包含着色剂。作为着色剂,可以使用颜料、染料等公知的着色剂。
在使用颜料时,为了使该颜料不会发生凝聚等而能够稳定地存在于感光性树脂组合物中,也可以组合使用公知的分散剂、分散助剂。特别是,通过将拒墨性间隔壁着色为黑色,具有可得到清晰的像素显示的效果。作为黑色着色剂,除了黑色染料或黑色颜料、炭黑、钛黑等以外,混合有机颜料而着色为黑色对于获取低导电性的效果而言也是有效的。
作为着色剂的含量,从制版性和颜色特性的观点出发,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为60质量%以下,更优选为40质量%以下。
作为其它的方式,在感光性树脂组合物中包含着色剂时,具有间隔壁的固化性降低、间隔壁的拒液性降低、也容易产生排气的倾向。因此,希望感光性树脂组合物中的着色剂的含量低,例如,相对于感光性树脂组合物的全部固体成分,优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下,特别优选为5质量%以下,最优选为0质量%。
[1-1-10]涂布性提高剂、显影改良剂
本发明的感光性树脂组合物为了提高涂布性、显影溶解性而可以包含涂布性提高剂、显影改良剂。
作为涂布性提高剂或显影改良剂,可以使用例如公知的表面活性剂。
表面活性剂可以出于提高作为感光性树脂组合物的涂布液的涂布性、及涂布膜的显影性等的目的而使用,其中优选为氟类或有机硅类的表面活性剂。
特别是,由于具有在显影时从未曝光部除去感光性树脂组合物的残渣的作用,并且具有表现出润湿性的功能,因此优选为有机硅类表面活性剂,进一步优选为聚醚改性有机硅类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂,优选在末端、主链及侧链的至少任一部位具有氟烷基或氟亚烷基的化合物。具体可列举:1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二碳烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷等。作为它们的市售品,可列举例如:BM Chemie公司制“BM-1000”、“BM-1100”、DIC公司制“Megafac F470”、“Megafac F475”、“Megafac F554”、“Megafac F559”、3M Japan公司制“FC430”、Neos公司制“DFX-18”。
作为有机硅类表面活性剂,可列举例如:Dow Corning Toray公司制“DC3PA”、“SH7PA”、“DC11PA”、“SH21PA”、“SH28PA”、“SH29PA”、“8032Additive”、“SH8400”、BYKChemie公司制“BYK(注册商标,以下相同)323”、“BYK330”。
作为表面活性剂,也可以包含氟类表面活性剂及有机硅类表面活性剂以外的表面活性剂,作为其它的表面活性剂,可以列举例如:非离子型、阴离子型、阳离子型、两性表面活性剂。
作为非离子型表面活性剂,可列举例如:聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚氧乙烯烷基酯类、聚氧乙烯脂肪酸酯类、甘油脂肪酸酯类、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯类、季戊四醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯季戊四醇脂肪酸酯类、山梨糖醇酐脂肪酸酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯类、山梨糖醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯类。作为它们的市售品,可列举例如:花王株式会社制“EMULGEN(注册商标,以下相同)104P”、“EMULGEN A60”等聚氧乙烯类表面活性剂等。
作为阴离子型表面活性剂,可列举例如:烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基萘磺酸盐类、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐类、烷基硫酸盐类、烷基硫酸酯盐类、高级醇硫酸酯盐类、脂肪醇硫酸酯盐类、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐类、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐类、烷基磷酸酯盐类、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐类、聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸盐类、特殊高分子类表面活性剂。其中,优选为特殊高分子类表面活性剂,进一步优选为特殊聚羧酸型高分子类表面活性剂。作为阴离子型表面活性剂,例如,烷基硫酸酯盐类可列举花王株式会社制“Emal(注册商标)10”等、烷基萘磺酸盐类可列举花王株式会社制“Perex(注册商标)NB-L”等、特殊高分子类表面活性剂可列举花王株式会社制“Homogenol(注册商标,以下相同)L-18”、“HomogenolL-100”等。
作为阳离子型表面活性剂,可以列举例如:季铵盐类、咪唑啉衍生物类、烷基胺盐类。作为两性表面活性剂,可以列举例如:甜菜碱型化合物类、咪唑盐类、咪唑啉类、氨基酸类。其中,优选为季铵盐类,进一步优选为硬脂基三甲基铵盐类。作为阳离子型表面活性剂或两性表面活性剂,例如,作为烷基胺盐类可列举花王株式会社制“Acetamin(注册商标)24”,作为季铵盐类可列举花王株式会社制“KOTAMIN(注册商标,以下相同)24P”、“KOTAMIN86W”。
表面活性剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。可以列举例如:有机硅类表面活性剂/氟类表面活性剂的组合、有机硅类表面活性剂/特殊高分子类表面活性剂的组合、氟类表面活性剂/特殊高分子类表面活性剂的组合。其中,优选为有机硅类表面活性剂/氟类表面活性剂的组合。在该有机硅类表面活性剂/氟类表面活性剂的组合中,可以列举例如:BYK Chemie公司制“BYK-300”或“BYK-330”/Neos公司制“DFX-18”、BYK Chemie公司制“BYK-300”、“BYK-330”/AGC SEIMI CHEMICAL公司制“S-393”、BYK Chemie公司制“BYK-300”或“BYK-330”/DIC公司制“F-554”或“F-559”、Shin-Etsu Silicone公司制“KP340”/DIC公司制“F-478”或“F-475”、Dow Corning Toray公司制“SH7PA”/Daikin株式会社制“DS-401”、NUC公司制“L-77”/3M Japan公司制“FC4430”。
作为显影改良剂,可以使用例如有机羧酸或其酸酐等公知的显影改良剂。
本发明的感光性树脂组合物包含涂布性向上剂、显影改良剂的情况下,从灵敏度的观点出发,在感光性树脂组合物的全部固体成分中,涂布性向上剂、显影改良剂的含量通常优选分别为20质量%以下,更优选分别为10质量%以下。
[1-1-11]硅烷偶联剂
为了改善与基板的密合性,本发明的感光性树脂组合物可以含有硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,可以使用例如环氧类、甲基丙烯酸类、氨基类、咪唑类的硅烷偶联剂。从提高密合性的观点出发,特别优选为环氧类、咪唑类的硅烷偶联剂。
在本发明的感光性树脂组合物包含硅烷偶联剂的情况下,从密合性的观点出发,硅烷偶联剂的含量在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。
[1-1-12]磷酸类密合提高剂
为了改善与基板的密合性,本发明的感光性树脂组合物可以含有磷酸类密合提高剂。作为磷酸类密合提高剂,优选含有(甲基)丙烯酰氧基的磷酸酯类,其中优选为下述通式(Va)、(Vb)、(Vc)所示的磷酸类密合提高剂。
[化学式51]
上述通式(Va)、(Vb)、(Vc)中,R8表示氢原子或甲基,r及r’为1~10的整数,s为1、2或3。
在本发明的感光性树脂组合物含有磷酸类密合提高剂的情况下,其含量没有特别限定,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为0.1质量%以上,更优选为0.2质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上,另外,优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.1~5质量%,更优选为0.2~3质量%,进一步优选为0.3~1质量%。通过设为上述下限值以上,具有与基板的密合性提高的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有表面固化性提高的倾向。
[1-1-13]无机填充剂
为了在提高作为固化物的强度的同时、提高基于与碱可溶性树脂的适度的相互作用(矩阵结构的形成)的涂布膜的优异平坦性和锥角,本发明的感光性树脂组合物可以含有无机填充剂。作为这样的无机填充剂,可以列举例如:滑石、二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、氧化镁、对它们利用各种硅烷偶联剂进行表面处理而成的填充剂等。
作为无机填充剂的平均粒径,优选为0.005~20μm,更优选为0.01~10μm。这里,平均粒径是指利用Beckman Coulter公司制造等的激光衍射散射粒度分布测定装置测得的值。在无机填充剂中,由于存在分散稳定性及锥角的提高效果优异的倾向,因此优选为硅溶胶及硅溶胶改性物。
在本发明的感光性树脂组合物包含无机填充剂的情况下,作为其含量,从灵敏度的观点出发,在感光性树脂组合物的全部固体成分中优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,另外,优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为5~80质量%,更优选为10~70质量%。
[1-1-14]溶剂
本发明的感光性树脂组合物通常含有溶剂,可以以使前面所述的各成分溶解或分散于溶剂中的状态使用。作为溶剂,没有特别限制,可列举例如以下记载的有机溶剂。
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、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丁基醚、丙二醇叔丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丁基醚、甲氧基甲基戊醇、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、3-甲氧基-1-丁醇、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、三丙二醇甲基醚等二醇单烷基醚类;乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚等二醇二烷基醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单正丁基醚乙酸酯、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、丙二醇单丁基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单正丁基醚乙酸酯、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、三乙二醇单甲基醚乙酸酯、三乙二醇单乙基醚乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-1-丁基乙酸酯等二醇烷基醚乙酸酯类;乙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二醇二乙酸酯类;环己醇乙酸酯等烷基乙酸酯类;戊基醚、乙醚、二丙基醚、二异丙基醚、二丁基醚、二戊基醚、乙基异丁基醚、二己基醚等醚类;丙酮、甲乙酮、甲基戊基酮、甲基异丙基酮、甲基异戊基酮、二异丙基酮、二异丁基酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙基戊基酮、甲基丁基酮、甲基己基酮、甲基壬基酮、甲氧基甲基戊酮等酮类;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、甲氧基甲基戊醇、甘油、苄醇等一元或多元醇类;正戊烷、正辛烷、二异丁烯、正己烷、己烯、异戊二烯、二戊烯、十二碳烷等脂肪族烃类;环己烷、甲基环己烷、甲基环己烯、联环己烷等脂环式烃类;苯、甲苯、二甲苯、异丙苯等芳香族烃类;甲酸戊酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸戊酯、异丁酸甲酯、乙二醇乙酸酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸丁酯、丁酸异丁酯、异丁酸甲酯、辛酸乙酯、硬脂酸丁酯、苯甲酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、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、γ-丁内酯等链状或环状酯类;3-甲氧基丙酸、3-乙氧基丙酸等烷氧基羧酸类;丁基氯、戊基氯等卤代烃类;甲氧基甲基戊酮等醚酮类;乙腈、苯甲腈等腈类;四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、二甲氧基四氢呋喃等四氢呋喃类等。
作为与上述对应的市售溶剂,可以列举例如:Mineral Spirit、Valsol#2、Apco#18Solvent、Apco Thinner、Socal Solvent No.1及No.2、Solvesso#150、Shell TS solvent28、卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、Diglyme(均为商品名)。
溶剂能够使感光性树脂组合物中的各成分溶解或分散,可根据本发明的感光性树脂组合物的使用方法而选择,从涂布性的观点出发,优选在大气压下(1013.25hPa)的沸点为60~280℃的溶剂,更优选沸点为70~260℃的溶剂。例如优选为丙二醇单甲基醚、3-甲氧基-1-丁醇、丙二醇单甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-1-丁基乙酸酯。
溶剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
溶剂优选以感光性树脂组合物中的全部固体成分优选为10质量%以上、更优选为15质量%以上、进一步优选为18质量%以上,并且优选为90质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为40质量%以下、特别优选为30质量%以下的方式使用。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为10~90质量%,更优选为10~50质量%,进一步优选为15~40质量%,特别优选为18~30质量%。通过设为上述下限值以上,具有对于高膜厚也可得到涂膜的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有可获得适度的涂布均匀性的倾向。
[1-2]感光性树脂组合物的制备方法
本发明的感光性树脂组合物可通过将上述各成分利用搅拌机进行混合而制备。需要说明的是,也可以为了使所制备的感光性树脂组合物变得均匀而使用膜滤器等进行过滤。
[2]间隔壁及其形成方法
本发明的感光性树脂组合物可以用于形成间隔壁、特别是用以划分有机场致发光元件的有机层(发光部)的间隔壁。本发明的间隔壁使本发明的感光性树脂组合物固化而得到。
使用本发明的感光性树脂组合物形成间隔壁的方法没有特别限定,可采用现有公知的方法。作为间隔壁的形成方法,可列举例如包括将感光性树脂组合物涂布在基板上而形成感光性树脂组合物层的涂布工序、和将感光性树脂组合物层进行曝光的曝光工序的方法。作为这样的间隔壁的形成方法的具体例,可列举光刻法。
在光刻法中,将感光性树脂组合物涂布于基板的待形成间隔壁的区域整个面来形成感光性树脂组合物层。相应于给定的间隔壁的图案对所形成的感光性树脂组合物层进行曝光之后,将曝光后的感光性树脂组合物层进行显影,从而在基板上形成间隔壁。
在光刻法中的将感光性树脂组合物涂布在基板上的涂布工序中,在待形成间隔壁的基板上,使用辊涂机、反向涂布器、棒涂器等接触转印型涂布装置、旋涂机(旋转式涂布装置)、幕涂流动涂料器等非接触型涂布装置涂布感光性树脂组合物,并根据需要通过干燥而除去溶剂,从而形成感光性树脂组合物层。
接着,在曝光工序中,利用负型掩模对感光性树脂组合物照射紫外线、准分子激光等活性能量射线,使感光性树脂组合物层相应于间隔壁的图案而部分地曝光。曝光可使用高压水银灯、超高压水银灯、氙灯、碳弧灯等发射紫外线的光源。曝光量也因感光性树脂组合物的组成而异,但优选为例如10~400mJ/cm2左右。
接着,在显影工序中,通过使相应于间隔壁的图案而发生了曝光的感光性树脂组合物层在显影液中显影而形成间隔壁。显影方法没有特别限定,可使用浸渍法、喷雾法等。作为显影液的具体例,可列举:二甲基苄基胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有机类的显影液、或氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨、季铵盐等的水溶液。另外,还可以向显影液中添加消泡剂、表面活性剂。
其后,对显影后的间隔壁实施后烘烤而进行加热固化。后烘烤优选在150~250℃下进行15~60分钟。
形成间隔壁后,还可以进行以未曝光部的清洗为目的清洗处理。清洗方法没有特别限定,可列举等离子体照射、准分子光照射、UV照射。在准分子光照射、UV照射中,通过光照射,活性氧可以将附着于像素部的有机物分解而除去。
用于形成间隔壁的基板没有特别限定,可根据使用形成有间隔壁的基板制造的有机场致发光元件的种类而适当选择。作为优选的基板材料,可列举玻璃、各种树脂材料。作为树脂材料的具体例,可列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃;聚碳酸酯;聚(甲基)丙烯酸类树脂;聚砜;聚酰亚胺。
在这些基板材料中,由于耐热性优异,因此优选玻璃及聚酰亚胺。另外,也可以根据要制造的有机场致发光元件的种类而在待形成间隔壁的基板的表面预先设置ITO、ZnO等的透明电极层。
本发明的感光性树脂组合物对表面固化性和内部固化性的控制优异,因此适合用于形成具有高度差的间隔壁。这里,具有高度差的间隔壁是指具有高度不同的第1间隔壁及第2间隔壁的间隔壁,例如,是指第1间隔壁的高度大于第2间隔壁的间隔壁。
通过使用具有高度差的间隔壁,具有能够使有机层(发光部)的膜厚变得均匀的倾向。另外,通过在像素间具备第2间隔壁,可以确保像素间的绝缘性,能够抑制像素部以外的发光。
高度差的高度、即第1间隔壁的上表面与第2间隔壁的上表面的高低差优选为0.7μm以上,更优选为0.8μm以上,进一步优选为0.9μm以上,另外,优选为1.3μm以下,更优选为1.2μm以下,进一步优选为1.1μm以下。上述上限及下限可以任意组合,例如,优选为0.7~1.3μm,更优选为0.8~1.2μm,进一步优选为0.9~1.1μm。
通过设为上述下限值以上,具有能够确保线状的喷墨涂布性的倾向。另外,通过设为上述上限值以下,具有能够确保像素间的绝缘性的倾向。
图1及图2示出了具备具有高度差的间隔壁的基板的一例。图1是俯视图,图2是图1中线X-X处的剖面图。在基板1上具备具有高度差的间隔壁2,间隔壁2中的开口的区域、即由间隔壁2划分而成的区域成为像素部3。间隔壁2具有第1间隔壁的上表面11和第2间隔壁的上表面,通过第1间隔壁的上表面11与第2间隔壁的上表面12的高低差而形成了高度差13。
作为具有高度差的间隔壁的形成方法,可以举出例如:在上述的基于光刻法的形成方法的曝光工序中利用了负型的半色调掩模模的方法。作为负型的半色调掩模,可以举出例如:与像素部3相对应的部分为遮光部(透光率0%)、与第1间隔壁的上表面11相对应的部分为平均透光率最高的开口部(完全透射开口部)、且与第2间隔壁的上表面12相对应的部分形成为比完全透射开口部的平均透光率低的开口部(中间透射开口部)的半色调掩模。通过该方法,利用完全透射开口部与中间透射开口部的平均透光率之差、即曝光量之差而产生残膜率的差异,可以形成高度差。
通过这样使用半色调掩模,能够利用光刻法一次性地形成具有高度差的间隔壁。在这样一次性地形成的情况下,能够制成没有第1间隔壁与第2间隔壁的明确边界的连续的间隔壁。
[3]有机场致发光元件
本发明的有机场致发光元件具备本发明的间隔壁。
可使用利用以上说明的方法制造的具备间隔壁图案的基板来制造各种有机场致发光元件。形成有机场致发光元件的方法没有特别限定,但优选通过在利用上述方法在基板上形成间隔壁的图案之后向基板上的由间隔壁围成的区域内注入印墨而形成像素等的有机层,从而制造有机场致发光元件。
作为有机场致发光元件的类型,可列举底部发射型、顶部发射型。
在底部发射型中,例如可在层叠有透明电极的玻璃基板上形成间隔壁、并在由间隔壁围成的开口部层叠空穴传输层、发光层、电子传输层、金属电极层而制作。在顶部发射型中,例如可在层叠有金属电极层的玻璃基板上形成间隔壁、并在由间隔壁围成的开口部层叠电子传输层、发光层、空穴传输层、透明电极层而制作。
作为发光层,可列举日本特开2009-146691号公报、日本专利第5734681号公报中记载的那样的有机场致发光层。也可以使用日本专利第5653387号公报、日本专利第5653101号公报中记载的那样的量子点。
作为在形成有机层形成用印墨时所使用的溶剂,可使用水、有机溶剂、及它们的混合溶剂。有机溶剂只要能够在注入印墨后从形成的被膜除去则没有特别限定。作为有机溶剂,可以列举例如:甲苯、二甲苯、苯甲醚、均三甲苯、四氢化萘、环己基苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-苯氧基甲苯。另外,可以在印墨中添加例如表面活性剂、抗氧剂、粘度调节剂、紫外线吸收剂。
作为向由间隔壁围成的区域内注入印墨的方法,由于能够容易地将少量的印墨注入给定的部位,因此优选喷墨法。用于形成有机层的印墨可根据要制造的有机场致发光元件的种类而适当选择。在利用喷墨法注入印墨的情况下,印墨的粘度只要能够将印墨从喷墨头良好地喷出则没有特别限定,但优选为4~20mPa·s、更优选为5~10mPa·s。印墨的粘度可以通过调整印墨中的固体成分含量、变更溶剂、添加粘度调节剂等而进行调整。
[4]图像显示装置
本发明的图像显示装置包含本发明的有机场致发光元件。只要包含本发明的有机场致发光元件则对于图像显示装置的型式及结构没有特别限制,例如,可以使用有源驱动型有机场致发光元件按照常规方法进行组装。例如,可以利用《有机EL显示器》(OHM公司、平成16年8月20日发行、时任静士、安达千波矢、村田英幸著)中记载的那样的方法形成本发明的图像显示装置。例如,可以将发射白色光的有机场致发光元件与滤色器组合而进行图像显示,也可以将RGB等发光色不同的有机场致发光元件组合而进行图像显示。
实施例
以下,结合具体的实施例对本发明进行说明,但本发明在不超出其要点的范围内并不限定于以下的实施例。
以下的实施例及比较例中使用的感光性树脂组合物的构成成分如下所述。
<光聚合引发剂>
a-1:具有以下化学结构的化合物
[化学式52]
a-2:BASF公司制IRGACURE OXE-01
a-3:BASF公司制IRGACURE OXE-02
a-4:常州强力电子新材料公司制PBG-305
a-5:保土谷化学工业株式会社制2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑
<碱可溶性树脂>
b-1:具有以下结构单元的碱可溶性树脂(环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(固体成分酸值80mgKOH/g、通过GPC测得的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)8000、m及n为1~20的物质的混合物。))
[化学式53]
上述式中的*表示与以下述式表示的1价的基团或氢原子的键合臂。
[化学式54]
b-2:具有以下结构单元的碱可溶性树脂(环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(日本化药株式会社制“ZCR-8029H”(重均分子量Mw=7000、酸值=62mgKOH/g),具有下述式(C1)所示的部分结构。))
[化学式55]
<光聚合性化合物>
c-1:日本化药株式会社制二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)
<拒液剂>
d-1:DIC公司制Megafac RS-72-K(含有通式(II)所示的重复单元及氟原子的丙烯酸树脂)
d-2:DIC公司制Megafac RS-78(不含通式(II)所示的重复单元、含有烯属不饱和基团及氟原子的丙烯酸树脂)
d-3:DIC公司制Megafac F-559(不含通式(II)所示的重复单元及烯属不饱和基团、含有氟原子的丙烯酸树脂)
<添加剂>
e-1:日本化药株式会社制KAYAMER PM-21
<链转移剂>
f-1:2-巯基苯并咪唑(东京化成株式会社制)
<感光性树脂组合物的制备>
按照表1所记载的配合比例使用各成分,并且,按照感光性树脂组合物的全部固体成分的含量达到19质量%的方式使用丙二醇单甲基醚乙酸酯,进行搅拌直至各成分达到均匀,制备了实施例1~3及比较例1~5的感光性树脂组合物。需要说明的是,表1中各成分的配合比例(质量%)是指感光性树脂组合物的全部固体成分中的各成分的固体成分的值。
使用实施例1~3及比较例1~5的感光性树脂组合物,按照以下记载的方法进行了性能评价。
<接触角测定用基板的制作及评价>
使用旋涂机在玻璃基板上以使加热固化后达到1.5μm的厚度的方式涂布了各感光性树脂组合物。然后,在热板上于95℃加热干燥2分钟,得到了涂膜基板。接着,使用大日本科研株式会社制曝光机MA-1100、且不使用光掩模,对得到的涂膜以曝光量60mJ/cm2进行了整个面曝光。此时的波长365nm下的强度为40mW/cm2。接着,利用24℃的2.38质量%TMAH(氢氧化四甲基铵)水溶液进行60秒钟喷淋显影之后,利用纯水清洗了10秒钟。使该基板在烘箱中于230℃加热固化30分钟,得到了接触角测定用整面涂布基板。
接触角的测定利用协和界面科学株式会社制接触角测定装置Drop Master 500、在23℃湿度50%的条件下进行。向接触角测定用基板上滴加丙二醇甲基醚乙酸酯0.7μL,测定了1秒钟后的接触角,将测定结果示于表1。接触角越大表示拒墨性越高。
<具有高度差的间隔壁及评价>
使用各感光性树脂组合物按照以下记载的方法进行了间隔壁的形成和性能评价。
(间隔壁的形成)
使用旋涂机在表面形成有ITO膜的玻璃基板的ITO膜上涂布了各感光性树脂组合物,并使得加热固化后达到1.5μm厚度。然后,在热板上于95℃进行2分钟加热干燥,得到了涂布基板。对于得到的涂膜,使用光掩模(以开口宽度20μm的线状的完全透射开口部与开口宽度60μm的线状的中间透射开口部交替相邻的方式配置、且在该中间透射开口部内以70μm间隔配置有60μm×240μm的包覆部的光掩模),利用大日本科研株式会社制曝光机MA-1100以曝光间隙10μm进行了曝光。中间透射开口部通过Cr氧化物的薄膜使波长365nm下的透光率为5%。曝光时的波长365nm下的强度为40mW/cm2,曝光量为60mJ/cm2,在空气中进行。接着,利用24℃的2.38质量%TMAH(氢氧化四甲基铵)水溶液进行60秒钟喷淋显影后,利用纯水清洗了1分钟。使通过这些操作而除去了不要部分且形成了图案的基板在烘箱中于230℃加热固化30分钟,得到了具有高度差的间隔壁基板。
(间隔壁的膜厚测定)
对于上述具有高度差的间隔壁基板,测定了与上述完全透射开口部相对应的固化膜(第1间隔壁)及与上述中间透射开口部相对应的固化膜(第2间隔壁)的膜厚。测定使用了Mitsubishi Chemical Systems公司制造的三维非接触表面形状测量系统MicromapMM3500-M100。
(高度差的评价)
计算出第1间隔壁与第2间隔壁的膜厚差(高度差、ΔH),按照以下基准进行了评价,将其结果示于表1。
A:高度差ΔH为0.9μm以上且1.1μm以下
B:高度差ΔH为0.7μm以上且小于0.9μm、或大于1.1μm且1.3μm以下
C:高度差ΔH为小于0.7μm、或大于1.3μm
需要说明的是,高度差的范围优选为A及B,更优选为A。
(喷墨涂布适应性评价)
对于上述具有高度差的间隔壁基板,使用Fuji Film株式会社制造的DMP-2831对与上述包覆部相对应的像素区域进行了喷墨涂布。作为印墨,单独使用溶剂(苯甲酸异戊酯)进行每1像素区域180pL的涂布,按照以下基准进行了印墨有无溃决(印墨跨越第1间隔壁的现象)及印墨能否涂布成线状的评价。间隔壁的拒墨性越高,越是具有溃决被抑制的倾向。另外,高度差越在适当范围,越是具有线状的涂布性变得良好的倾向。
(溃决评价)
A:能够将印墨涂布在像素区域内,没有向第1间隔壁外溢出。
B:印墨跨越第1间隔壁从像素区域内溢出(溃决)。
(线状的喷墨涂布性)
A:可以将印墨跨过多个像素区域间且在第2间隔壁上不中断地涂布成线状。
B:印墨在多个像素区域间被中断,无法涂布成线状。
根据表1的实施例1~3与比较例1~2的比较可知,在实施例1~3中,能够确保作为第1间隔壁与第2间隔壁的高度之差的高度差为适当的范围,喷墨涂布后线状的涂布性也良好,没有溃决。
在比较例1中,无法形成第2间隔壁,尽管在喷墨涂布时能够进行线状的涂布,但发生了溃决。
在比较例2中,第2间隔壁的膜厚变厚,线状的印墨涂布性不足。
在比较例3中,无法进行间隔壁的形成。
在比较例4~5中,第1间隔壁表面的接触角低,在喷墨涂布时发生溃决,也无法进行线状的涂布。
在通过喷墨法涂布印墨时,为了抑制印墨向第1间隔壁外溃决,重要的是使拒液剂固定于间隔壁的表面而确保间隔壁表面的拒液性。然而,在紫外线曝光后的涂膜的固化度不充分的情况下,随后进行的显影处理时膜表面的一部分发生溶解,拒液剂被显影液冲走,间隔壁表面的拒液性变差。
作为光聚合引发剂,通过使用主要利用i谱线的肟酯类光聚合引发剂来提高涂膜的表面固化度,因此作为确保间隔壁表面的拒液性的方法是有用的。其中,在使用具有透射率不同的开口部的掩模、即所谓的半色调掩模对第1间隔壁和第2间隔壁同时进行曝光、并经过显影/热固化的工艺而形成各间隔壁的情况下,存在第2间隔壁的表面固化度过度增高而难以控制与第1间隔壁的高度差的倾向。
比较例2的感光性树脂组合物中包含的光聚合引发剂具有咔唑骨架,因此第2间隔壁的表面固化度过度增高,其膜厚增厚。因此,在喷墨涂布时给定量的印墨滞留在像素区域内,无法流动至第2间隔壁上,线状的涂布性不足。
在比较例3中,使用联咪唑类的引发剂作为光聚合引发剂,并为了提高表面的固化性而组合使用了链转移剂,但由于光固化性不足,在显影工序中间隔壁被显影液冲刷,无法形成间隔壁。
实施例1及比较例1的感光性树脂组合物中包含的光聚合引发剂均具有硫醚骨架,因此表面的固化性并不那么高。但是,比较例1的感光性树脂组合物中包含的光聚合引发剂的自由基产生部位为苯基羰基,产生的自由基的迁移率小,可以认为内部固化性也变弱。因此可以推测,在显影时与第1间隔壁的侧壁相当的部分被显影液过度显影,拒液剂无法被保持于该侧壁,由此,在喷墨涂布时发生了溃决。另外可以认为,由于内部固化性低,也无法形成第2间隔壁。
实施例1的感光性树脂组合物中包含的光聚合引发剂的自由基产生部位为甲基羰基,产生的自由基的迁移率大,可以认为内部固化性也增高。因此可以推测,在显影时与第1间隔壁的侧壁相当的部分的显影性也是适度的,可以在该侧壁充分保持拒液剂,溃决受到了抑制。另外可以认为,由于内部固化性适度高,因此能够形成希望厚度的第2间隔壁,线状涂布性也变得良好。
如实施例3那样,在使用了通式(I)所示的光聚合引发剂及除其以外的光聚合引发剂的情况下,也能够将作为第1间隔壁与第2间隔壁的高度之差的高度差确保为适当的范围,第1间隔壁表面的接触角及线状的涂布性也良好。但实施例1的高度差为更优选的范围。可以认为这是由于,对于实施例1的感光性树脂组合物而言,通式(I)所示的光聚合引发剂在全部光聚合引发剂中所占的比率高,因此内部固化性也变得更高。
为了确保间隔壁表面的拒液性,使用含有通式(II)所示的重复单元及氟原子的丙烯酸树脂作为拒液剂也是重要的。在不具有通式(II)所示的重复单元的情况下,在紫外线曝光后,拒液剂难以被固定于涂膜的表面而流到显影处理的显影液,具有间隔壁表面的拒液性变差的倾向。
在比较例4中,虽然使用了含有烯属不饱和基团及氟原子的丙烯酸树脂作为拒液剂,但交联基团的数量少,因此可以认为,在紫外线曝光后,拒液剂难以被固定于涂膜的表面而流到显影处理的显影液,间隔壁表面的接触角降低,无法确保拒液性。
在比较例5中,拒液剂不具有通式(II)所示的重复单元、且也不具有烯属不饱和基团,因此,间隔壁表面的接触角降低,无法确保拒液性。
Claims (11)
1.一种感光性树脂组合物,其含有:(A)光聚合引发剂、(B)碱可溶性树脂、(C)光聚合性化合物、以及(D)拒液剂,其中,
所述(A)光聚合引发剂包含下述通式(I)所示的光聚合引发剂,
所述(D)拒液剂包含丙烯酸树脂(D1),所述丙烯酸树脂(D1)含有下述通式(II)所示的重复单元及氟原子,
式(I)中,R1a表示任选具有取代基的烷基、或任选具有取代基的芳环基,
R2a表示烷基。
R3a表示1价的取代基,
n表示0或1,
h表示0~2的整数,
式(II)中,R11各自独立地表示氢原子或甲基,R12表示任选具有取代基的碳原子数2~6的烷基,且任选被-O-、-C(=O)-、-S-、-NH-中的一者以上中断,
*表示键合臂。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,
在所述式(I)中,R3a为R4a-O-,式中,R4a表示任选具有取代基的烷基、或任选具有取代基的芳环基,h为1。
3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,其中,
所述通式(I)所示的光聚合引发剂的含量相对于全部光聚合引发剂为80~100质量%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,
相对于所述(C)光聚合性化合物100质量份,(B)碱可溶性树脂的含量为200质量份以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,
所述丙烯酸树脂(D1)具有氟烷基和/或氟亚烷基。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,其用于形成间隔壁。
8.根据权利要求7所述的感光性树脂组合物,其用于通过光刻法而一次性地形成具有高度差的间隔壁。
9.一种间隔壁,其是使权利要求1~8中任一项所述的感光性树脂组合物固化而成的。
10.一种有机场致发光元件,其具备权利要求9所述的间隔壁。
11.一种图像显示装置,其包含权利要求10所述的有机场致发光元件。
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