CN117452769A - 感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置 - Google Patents

感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件的感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置,所述感光性组合物可获得显示出良好的显影性并且为高折射率且表面平坦性优异的硬化物。一种感光性组合物,包含:(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、及(D)溶剂,相对于(B1)单官能聚合性化合物与(B2)多官能聚合性化合物的合计量而包含20质量%以上的(B1)单官能聚合性化合物。

Description

感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置,详细而言,涉及一种用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件的技术。
背景技术
有机电致发光元件(有机EL元件)是具有包含阳极、有机发光层及阴极的层叠结构的发光元件,在显示装置或照明装置等的用途中正在推进实用化。有机EL元件包括平坦化膜等绝缘性的硬化膜。平坦化膜以填埋形成有半导体元件等的基板表面的凹凸而使基板表面平坦化为目的而形成于基板上。平坦化膜一般而言通过将感光性组合物涂布于基材上并在利用曝光及显影的处理来形成图案后进行加热处理而形成(例如,参照专利文献1)。近年来,研究了通过利用高折射材料形成平坦化膜并组合高折射率的平坦化膜与低折射率膜,来进行显示装置的亮度提高或视角的调整。例如,如日本专利特开2012-134128号公报所记载的发明那样,提出了一种显示装置,其在有机发光元件的发光取出面侧设置微透镜,能够效率良好地将发光取出至元件的外部。
电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)影像传感器、或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)影像传感器等各种影像传感器正用作照相机等摄像装置中的固体摄像元件。在固体摄像元件中,设置有半球状的聚光透镜(以下,也称为“微透镜”)或层内透镜,以将光聚集至受光元件(光电二极管(photodiode))中而使传感器灵敏度提高。另外,在有机EL元件中,以提高光取出效率或调整视角为目的,采用对各像素在光出射侧设置微透镜的结构(例如,参照专利文献2)。近年来,固体摄像元件或有机EL元件的透镜也通过使用了感光性组合物的光刻技术来形成。
作为制造高折射率的硬化物的方法,已知使用金属氧化物等高折射率填料的方法(例如,参照专利文献3)。专利文献3中公开了使含有金属氧化物粒子、分散剂、碱可溶性树脂、光聚合性单体、光聚合引发剂及溶剂的感光性树脂组合物硬化而获得硬化膜。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2018-039979号公报
[专利文献2]日本专利特开2020-101659号公报
[专利文献3]日本专利特开2019-203932号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明人等人进行了研究,结果可知:通过使用由具有酸性基的化合物被覆的粒子作为高折射率填料,可获得显示出良好的显影性的感光性组合物。另一方面,所获得的硬化物的表面平坦性不充分,存在进一步改善的余地。
本发明是鉴于所述课题而成,主要目的在于提供一种用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件的感光性组合物,其可获得显示出良好的显影性并且为高折射率且表面平坦性优异的硬化物。
[解决问题的技术手段]
通过本发明,可提供以下的感光性组合物、硬化物及其制造方法、显示装置以及摄像装置。
[1]一种感光性组合物,用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件,所述感光性组合物包含:(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、及(D)溶剂,相对于所述(B1)单官能聚合性化合物与所述(B2)多官能聚合性化合物的合计量而包含20质量%以上的所述(B1)单官能聚合性化合物。
[2]一种硬化物,是将根据所述[1]所述的感光性组合物硬化而成。
[3]一种硬化物的制造方法,包括:将根据所述[1]所述的感光性组合物涂布于基材上的工序;对涂布于所述基材上的感光性组合物照射放射线的工序;对照射放射线后的所述感光性组合物进行显影的工序;以及对显影后的所述感光性组合物进行加热来使其硬化的工序。
[4]一种显示装置,包括根据所述[2]所述的硬化物。
[5]一种摄像装置,包括根据所述[2]所述的硬化物。
[发明的效果]
通过本发明的感光性组合物,可获得显示出良好的显影性并且作为显示元件用或固体摄像元件用的光学构件而为高折射率且表面平坦性优异的硬化物。
附图说明
图1是用于说明DOP值的计算方法的图。
[符号的说明]
11:硬化膜
12:线部分
13:空间部分
14:基板
L1:空间高度/线与空间图案的图案高度
L2:空间部分的膜厚
L3:线部分的膜厚
L4:值
L5:线宽
L6:空间宽度
具体实施方式
以下,对与实施方式相关的事项进行详细说明。再者,在本说明书中,使用“~”记载的数值范围是包含“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的含义。
《感光性组合物》
本公开的感光性组合物(以下,也称为“本组合物”)是用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件的感光性组合物。由本组合物形成的光学构件调整在有机EL元件中从有机发光层放出的光的路径来提高光取出效率,或者在固体摄像元件中在受光元件(光电二极管)中聚集光来提高传感器灵敏度。所述光学构件优选为平坦化膜或透镜。平坦化膜为了使形成有半导体元件等的基板的表面平坦化而形成于基板上。透镜是设置于有机EL元件或固体摄像元件(例如CCD影像传感器、CMOS影像传感器)的微小聚光体(以下,也称为“微透镜”)或层间透镜,在有机EL元件中,以提高各像素的光取出效率或调整视角为目的而设置于各像素中,在固体摄像元件中,以在受光元件中聚集光而提高传感器灵敏度为目的而设置。本组合物优选为平坦化膜形成用感光性组合物或透镜制造用感光性组合物。
本组合物含有以下的(A)成分、(B1)成分、(B2)成分、(C)成分及(D)成分。再者,关于各成分,只要不特别提及,则可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子
(B1)单官能聚合性化合物
(B2)多官能聚合性化合物
(C)光聚合引发剂
(D)溶剂
以下,对各成分及任意调配的成分的详情进行说明。
此处,在本说明书中,“烃基”是指包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基。所谓“链状烃基”是指在主链上不包含环状结构,而仅由链状结构构成的直链状烃基及分支状烃基。其中,链状烃基可为饱和也可为不饱和。所谓“脂环式烃基”是指仅包含脂环式烃的结构作为环结构、不包含芳香环结构的烃基。其中,脂环式烃基无需仅由脂环式烃的结构构成,也包含在其一部分中具有链状结构的基。所谓“芳香族烃基”是指包含芳香环结构作为环结构的烃基。其中,芳香族烃基无需仅由芳香环结构构成,也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。另外,芳香族烃基具有的芳香环结构可为单环也可为缩合环。再者,脂环式烃基及芳香族烃基所具有的环结构也可具有包含烃结构的取代基。
另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是包含“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”的含义。“(甲基)丙烯酰基”是包含“丙烯酰基”及“甲基丙烯酰基”的含义。
<(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子>
(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子(以下,也称为“(A)粒子”)是由包含具有酸性基的化合物(以下,也称为“特定被覆剂”)的表面被覆剂对粒子进行表面处理的特定被覆剂-粒子复合体。
由表面被覆剂进行表面处理的粒子(以下,也称为“被处理粒子”)并无特别限定,例如可列举:氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化银、氧化锌、钛酸钡、二氧化硅(包含二氧化硅、中空二氧化硅)、氧化铈、氮化硅、硫化钯等粒子状物质。这些中,就粒子的稳定性的观点而言,优选为选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子,就可获得折射率更高的硬化物的方面而言,特别优选为氧化锆粒子。
关于(A)粒子的形状或粒径,并无特别限定。作为(A)粒子的形状,例如可列举球状、粒状、板状、柱状等。就获得表面平坦性及透明性高的硬化膜的观点而言,(A)粒子的平均粒径优选为100nm以下,更优选为50nm以下,进而优选为30nm以下。另外,就分散稳定性的观点而言,(A)粒子的平均粒径例如为1nm以上,优选为2nm以上。再者,在本说明书中,(A)粒子的平均粒径是通过扫描式电子显微镜观察并选择任意的100个粒子,测定各粒子的长轴方向的长度并作为其平均值而计算出的值。
表面被覆剂只要包含具有酸性基的化合物即可,并无特别限定。作为特定被覆剂具有的酸性基,可列举:羧基、酚性羟基、磺基、磷酸基、膦酸基等。就使溶剂中的粒子的分散性及碱显影性良好的观点而言,这些中,优选为羧基或酚性羟基,特别优选为羧基。就碱显影性优异且可抑制显影残渣的方面而言,作为(A)粒子,其中,也可优选地使用选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子的表面由含羧基的化合物被覆的粒子,也可特别优选地使用表面由含羧基的化合物被覆的氧化锆粒子。
特定被覆剂可为低分子化合物(即,不具有分子量分布的化合物),也可为聚合物。特定被覆剂优选为包含含羧基的化合物,更优选为包含单羧酸或含羧基的聚合物作为含羧基的化合物。
作为特定被覆剂使用的单羧酸可列举下述式(1)所表示的化合物。
R1-COOH···(1)
(式(1)中,R1是碳数4以上的一价烃基或卤化烃基、或具有选自由氧原子、硫原子及氮原子所组成的群组中的一个以上的一价基)
所述式(1)中,作为R1所表示的碳数4以上的一价烃基,可列举链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基。另外,在R1所表示的一价烃基为链状烃基或脂环式烃基的情况下,可为饱和及不饱和中的任一种,在为链状烃基的情况下,可为直链状及分支状中的任一种。这些中,R1所表示的一价烃基优选为链状烃基,更优选为烷基或烯基。就提高(A)粒子的分散性的观点而言,R1的碳数优选为6以上,更优选为7以上。另外,就(A)粒子的制造容易性的观点而言,R1的碳数优选为30以下,更优选为20以下。在R1为碳数4以上的一价卤化烃基的情况下,作为R1所具有的卤素原子,可列举氟原子、氯原子等。
在R1为具有选自由氧原子、硫原子及氮原子所组成的群组中的一个以上的一价基的情况下,作为所述一价基,可列举:在烃基的碳-碳键间包含选自由-O-、-S-及-NH-所组成的群组中的一种以上的基、烃基所具有的任意的氢原子经选自由羟基、硫醇基及氨基所组成的群组中的一种以上取代而成的基。这些中,优选为在烃基的碳-碳键间包含-O-的基。在R1为具有选自由氧原子、硫原子及氮原子所组成的群组中的一个以上的一价基的情况下,就提高(A)粒子的分散性的观点而言,R1的碳数优选为2以上,更优选为2~15,进而优选为2~8。
关于所述式(1)所表示的化合物的具体例,作为R1为一价烃基的单羧酸,可列举:戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、硬脂酸、2-乙基己酸、2-甲基庚酸、新癸酸、2-己基癸酸、环烷酸、环己烷羧酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。
作为R1为具有选自由氧原子、硫原子及氮原子所组成的群组中的一个以上的一价基的单羧酸,可列举:甲氧基乙酸、乙氧基乙酸、3-乙氧基丙酸、2-甲氧基乙氧基乙酸、乙醛酸(glyoxylic acid)、丙酮酸、羟基苯甲酸、硫代乙醇酸、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)]乙氧基乙酸、氧代戊酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、甲硫氨酸、乙醇酸、乳酸、2-羟基异丁酸、羟基硬脂酸、水杨酸等。
作为含羧基的聚合物,可优选地使用包含具有羧基的结构单元的聚合物。作为特定被覆剂的含羧基的聚合物的具体例可列举与作为后述的(E)碱可溶性树脂的具体例所例示的聚合物相同的聚合物。
作为表面被覆剂,也可将具有酸性基的化合物(特定被覆剂)以外的化合物(以下,也称为“其他被覆剂”)与特定被覆剂并用。作为其他被覆剂,例如可列举:烷氧基钛、含烷氧基硅烷基的化合物、含不饱和碳-碳键的化合物等。关于这些的具体例,作为烷氧基钛,可列举:四正丁氧基钛、四叔丁氧基钛、四乙氧基钛等。作为含烷氧基硅烷基的化合物,可列举:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等。作为含不饱和碳-碳键的化合物,可列举作为含烷氧基硅烷基的化合物所例示的化合物中具有碳-碳不饱和键的硅烷化合物。
在制造(A)粒子时使用其他被覆剂的情况下,相对于(A)粒子的制造中使用的表面被覆剂的总量,其他被覆剂的使用比例例如为50质量%以下,优选为40质量%以下。
(A)粒子的制造方法并无特别限定,可通过按照已知的方法使被处理粒子与表面被覆剂接触而获得(A)粒子。此时,(A)粒子可利用自上而下法制造,也可利用自下而上法制造。另外,(A)粒子可在气相中制造,也可在液相中制造。例如,可通过使被处理粒子与表面被覆剂优选为在水存在下接触,而获得(A)粒子。另外,可通过将被处理粒子与表面被覆剂优选为在分散剂的存在下,在有机溶媒中混合,并使用珠粒进行搅拌处理,而获得(A)粒子。关于使被处理粒子与表面被覆剂接触时的温度或压力,可根据所采用的制造方法适宜设定。在使被处理粒子与表面被覆剂接触时,关于被处理粒子与表面被覆剂的比例,例如相对于被处理粒子中所含的金属原子(例如,被处理粒子为氧化锆粒子的情况下为锆)1摩尔,可设为表面被覆剂中的酸性基成为0.5摩尔~20摩尔的量,相对于被处理粒子中所含的金属原子1摩尔,优选为设为表面被覆剂中的酸性基成为1摩尔~20摩尔的量。
就实现所获得的硬化物的高折射率化的观点而言,相对于本组合物中所含的固体成分(即,(D)溶剂以外的成分)的总量,本组合物中的(A)粒子的含有比例优选为50质量%以上,更优选为55质量%以上,进而优选为60质量%以上。另外,就获得硬化性优异的感光性组合物的观点、或获得耐热性及耐化学品性良好的硬化物的观点而言,相对于本组合物中所含的固体成分的总量,(A)粒子的含有比例优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下。
<(B1)单官能聚合性化合物>
(B1)单官能聚合性化合物(以下,也称为“(B1)化合物”)是可随着对本组合物的放射线照射而与(B2)多官能聚合性化合物反应或(B1)化合物彼此反应而生成聚合物的化合物。
作为(B1)化合物,可优选地使用具有一个自由基聚合性基的化合物,例如可列举:含(甲基)丙烯酰基的化合物、链状乙烯基化合物、芳香族乙烯基化合物、马来酰亚胺化合物等。作为含(甲基)丙烯酰基的化合物的具体例,可列举:不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、包含链状结构的(甲基)丙烯酸酯、具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯、具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺化合物等。这些化合物就聚合性良好的方面、或可塑性较高的方面而言可优选地使用。作为(B1)化合物,就实现高折射率化的观点或透明性的观点而言,其中也可优选地使用含(甲基)丙烯酰基的化合物。
关于(B1)化合物的具体例,作为不饱和羧酸,可列举:(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸、富马酸等。作为不饱和羧酸酐,可列举:马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。作为包含链状结构的(甲基)丙烯酸酯,可列举:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸聚氧亚烷基酯、(甲基)丙烯酸聚氧基羰基亚烷基酯、二羧酸的单(甲基)丙烯酰氧基烷基酯等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸正硬脂酯等。作为(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,可列举:(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3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等。作为(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯,可列举:(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基乙酯等。作为(甲基)丙烯酸聚氧亚烷基酯,可列举:(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基四乙二醇、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基二丙二醇、(甲基)丙烯酸乙氧基二丙二醇、(甲基)丙烯酸2-乙基己氧基二乙二醇等。作为(甲基)丙烯酸聚氧基羰基亚烷基酯,可列举ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。作为二羧酸的单(甲基)丙烯酰氧基烷基酯,可列举琥珀酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯)、邻苯二甲酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯)等。
作为具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯,可列举:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸4-丁基环己酯、(甲基)丙烯酸4-羟基甲基环己酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,5]癸烷-8-基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等。作为具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯,可列举:(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸萘基甲酯、(甲基)丙烯酸萘基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯、(甲基)丙烯酸间苯氧基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸对苯氧基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸邻苯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸聚乙烯氧基壬基苯酯、(甲基)丙烯酸(1-萘基)甲酯、(甲基)丙烯酸(2-萘基)甲酯、(甲基)丙烯酸(1,1'-联苯基-4-基)甲酯等。
作为(甲基)丙烯酰胺化合物,可列举:(甲基)丙烯酰基吗啉、N-(2-羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-ε-己内酰胺等。作为链状乙烯基化合物,可列举:丙烯、丁烯、戊烯、己烯等。作为芳香族乙烯基化合物,可列举:苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、邻羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、对羟基苯乙烯、邻乙烯基苯甲酸、间乙烯基苯甲酸、对乙烯基苯甲酸、乙烯基萘等。作为马来酰亚胺化合物,可列举:N-甲基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)马来酰亚胺等。
作为(B1)化合物的进一步的具体例,可列举下述式(b1-1)~式(b1-28)分别所表示的化合物等。
[化1]
[化2]
(式(b1-1)~式(b1-28)中,R20为氢原子或甲基;R21是碳数1~20的一价烃基;n是0~10的整数)
<(B2)多官能聚合性化合物>
(B2)多官能聚合性化合物(以下,也称为“(B2)化合物”)是可随着对本组合物的放射线照射而与(B1)化合物反应或(B2)化合物彼此反应而生成聚合物的化合物。作为(B2)化合物,可优选地使用具有两个以上的自由基聚合性基的化合物,例如可列举:含多官能(甲基)丙烯酰基的化合物、多官能芳香族乙烯基化合物、多官能链状乙烯基化合物等。
作为含多官能(甲基)丙烯酰基的化合物的具体例,可例示二官能(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的(甲基)丙烯酸酯等。关于这些的具体例,作为二官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列举:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为三官能以上的(甲基)丙烯酸酯,例如除了可列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、琥珀酸改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、异三聚氰酸三(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酯、含羧基的多元酸改性(甲基)丙烯酸寡聚物以外,还可列举具有直链亚烷基及脂环式结构且具有两个以上的异氰酸酯基的化合物、和分子内具有一个以上的羟基且具有三个、四个或五个(甲基)丙烯酰氧基的化合物反应而获得的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物等。
作为多官能芳香族乙烯基化合物,可列举:1,3-二乙烯基苯、1,4-二乙烯基苯等。作为多官能链状乙烯基化合物,可列举:1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯等。
作为(B2)化合物的进一步的具体例,可列举下述式(b2-29)~式(b2-53)分别所表示的化合物等。
[化3]
[化4]
[化5]
(式(b2-29)~式(b2-53)中,R20为氢原子或甲基;m及n分别独立地为0~10的整数;x、y及z分别独立地为0~3的整数;其中,满足1≦x+y+z≦3)
作为(B2)化合物,就实现高折射率化的观点或透明性的观点而言,所述中也可优选地使用含(甲基)丙烯酰基的化合物。
相对于(B1)化合物与(B2)化合物的合计量,本组合物包含20质量%以上的(B1)化合物。若(B1)化合物的含有比例为所述范围内,则可获得折射率高且显示出优异的显影性、同时表面平坦性高的硬化物。就这些观点以及提高显影残渣的降低效果的观点而言,(B1)化合物相对于(B1)化合物与(B2)化合物的合计量的比率优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进而优选为45质量%以上。另外,就抑制本组合物的硬化性的下降的观点而言,(B1)化合物相对于(B1)化合物与(B2)化合物的合计量的比率优选为85质量%以下,进而优选为80质量%以下。
相对于(A)粒子100质量份,本组合物中的(B1)化合物的含有比例优选为2质量份以上,更优选为5质量份以上,进而优选为10质量份以上。另外,相对于(A)粒子100质量份,(B1)化合物的含有比例优选为40质量份以下,更优选为30质量份以下,进而优选为25质量份以下。通过将本组合物中的(B1)化合物的含有比例设为所述范围内,可实现高折射率化且获得表面平坦性优异的硬化物。
另外,相对于(A)粒子100质量份,本组合物中的(B2)化合物的含有比例优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进而优选为5质量份以上。另外,相对于(A)粒子100质量份,(B2)化合物的含有比例优选为35质量份以下,更优选为30质量份以下,进而优选为25质量份以下。通过将本组合物中的(B2)化合物的含有比例设为所述范围内,可实现所获得的硬化膜的高折射率化,且获得硬化性优异的组合物。
相对于(A)粒子100质量份,本组合物中的(B1)化合物及(B2)化合物的合计含有比例优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进而优选为15质量份以上。另外,相对于(A)粒子100质量份,(B1)化合物及(B2)化合物的合计含有比例优选为50质量份以下,更优选为45质量份以下,进而优选为40质量份以下,进而更优选为30质量份以下。通过将本组合物中所含的(B1)化合物及(B2)化合物的合计含有比例设为所述范围内,可使本组合物的灵敏度良好,且可获得耐热性及耐化学品性良好的硬化物。再者,以下将(B1)化合物与(B2)化合物也一并称为“(B)聚合性化合物”。
(B)聚合性化合物优选为包含具有羧基或酸酐基的聚合性化合物(以下,也称为“特定聚合性化合物”)。通过本组合物包含特定聚合性化合物,可进一步改善本组合物的显影性,就此方面而言适合。特定聚合性化合物可包含(B1)化合物,也可包含(B2)化合物,也可包含所述两者。本组合物优选为(B1)化合物及(B2)化合物分别包含特定聚合性化合物。
关于特定聚合性化合物,作为(B1)化合物,可列举:不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、(甲基)丙烯酸聚氧基羰基亚烷基酯、二羧酸的单(甲基)丙烯酰氧基烷基酯、乙烯基苯甲酸等。这些中,优选为选自由不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、(甲基)丙烯酸聚氧基羰基亚烷基酯及二羧酸的单(甲基)丙烯酰氧基烷基酯所组成的群组中的至少一种。再者,这些具体例如上所述。另外,对于特定聚合性化合物,作为(B2)化合物的具体例,可列举含羧基的多元酸改性(甲基)丙烯酸寡聚物等。
就进一步提高碱显影性的观点而言,相对于本组合物中所含的(B)聚合性化合物的总量,特定聚合性化合物的含有比例优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进而优选为30质量%以上。
<(C)光聚合引发剂>
作为光聚合引发剂,可优选地使用可响应放射线而产生自由基并引发聚合的光自由基聚合引发剂。所使用的光聚合引发剂并无特别限定。作为光聚合引发剂,可列举:O-酰基肟化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物、酰基氧化膦化合物等。
作为O-酰基肟化合物,例如可列举:1,2-辛二酮1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮-1-〔9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)、1-(9-乙基-6-苯甲酰基-9H.-咔唑-3-基)-辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-〔9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H.-咔唑-3-基〕-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-〔9-正丁基-6-(2-乙基苯甲酰基)-9H.-咔唑-3-基〕-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯甲酰基)-9H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基苯甲酰基)-9H.-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-〔9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯甲酰基)-9H.-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烷基)甲氧基苯甲酰基}-9H.-咔唑-3-基〕-1-(O-乙酰基肟)等。另外,作为市售品,例如可列举艾迪科阿克斯(ADEKA ARKLS)N-1919T、艾迪科阿克斯(ADEKA ARKLS)NCI-831E、艾迪科阿克斯(ADEKA ARKLS)NCI-930、艾迪科阿克斯(ADEKA ARKLS)NCI-730(以上为艾迪科(ADEKA)公司制造)、艳佳固(Irgacure)OXE01、艳佳固(Irgacure)OXE2、艳佳固(Irgacure)OXE3、艳佳固(Irgacure)OXE4(以上为巴斯夫(BASF)公司制造)等。
作为苯乙酮化合物,例如可列举α-氨基酮化合物、α-羟基酮化合物等。关于这些的具体例,作为α-氨基酮化合物,例如可列举:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮等。作为α-羟基酮化合物,例如可列举:1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮等。另外,作为市售品,例如可列举艳佳固(Irgacure)369、艳佳固(Irgacure)369E、艳佳固(Irgacure)379EG、艳佳固(Irgacure)651、艳佳固(Irgacure)184、艳佳固(Irgacure)907(以上为巴斯夫(BASF)公司制造)等。
作为联咪唑化合物,例如可列举:2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑或2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
作为酰基氧化膦化合物,例如可列举:2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦等。
相对于本组合物中所含的(A)粒子100质量份,本组合物中的光聚合引发剂的含有比例优选为0.5质量份以上,更优选为1质量份以上。另外,相对于本组合物中所含的(A)粒子100质量份,光聚合引发剂的含有比例优选为15质量份以下,更优选为10质量份以下。通过将光聚合引发剂的含有比例设为所述范围内,可制成显示出良好的硬化性及透明性的感光性组合物。
<(D)溶剂>
本组合物是(A)粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、以及视需要调配的其他成分溶解或分散在溶剂中的液状的组合物。作为溶剂,优选为溶解本组合物中调配的各成分且与各成分不反应的有机溶媒。
作为溶剂的具体例,例如可列举:甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇等醇类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等酯类;乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、亚乙基二甘醇单甲醚、亚乙基二甘醇乙基甲醚、二亚甲基二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲醚等醚类;二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等酮类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃类。这些中,溶剂优选为包含选自由醚类、酯类及酮类所组成的群组中的至少一种。
<其他成分>
本组合物除了含有所述(A)粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂及(D)溶剂以外,可还含有这些以外的成分(以下,也称为“其他成分”)。作为其他成分,可列举(E)碱可溶性树脂、(F)表面活性剂等。
·(E)碱可溶性树脂
碱可溶性树脂优选为具有酸性基的聚合物。作为酸性基,可列举:羧基、酚性羟基、氟化羟基烷基等。此处,所谓“碱可溶性树脂”是指在25℃下在2.38质量%浓度的四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)水溶液中能够溶解或膨润的聚合物。氟化羟基烷基是指羟基烷基所具有的、与碳键结的任意氢原子经氟原子取代而成的基。
作为本组合物中所含有的碱可溶性树脂(以下,也称为“(E)碱可溶性树脂”),可优选地使用以乙烯性不饱和单量体为结构单元的聚合物。作为构成所述聚合物的乙烯性不饱和单量体,可列举与作为(B1)化合物所例示的化合物相同的化合物,优选为包含含羧基的化合物。在所述情况下,相对于构成(E)碱可溶性树脂的全部结构单元,(E)碱可溶性树脂优选为具有5质量%以上的源自含羧基的化合物的结构单元,更优选为具有10质量%以上,进而优选为具有20质量%以上。
在(E)碱可溶性树脂为以乙烯性不饱和单量体为结构单元的聚合物的情况下,所述聚合物例如可使用所述乙烯性不饱和单量体,在适当的溶媒中在聚合引发剂等的存在下,按照自由基聚合等已知的方法制造。作为聚合引发剂,可列举:2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(异丁酸)二甲酯等偶氮化合物。相对于反应中所使用的单量体的总量100质量份,聚合引发剂的使用比例优选为0.01质量份~30质量份。作为聚合溶媒,例如可列举:醇类、醚类、酮类、酯类、烃类等。聚合溶媒的使用量优选为设为反应中所使用的单量体的合计量相对于反应溶液的整体量而为如0.1质量%~60质量%那样的量。在聚合中,反应温度通常为30℃~180℃。反应时间根据聚合引发剂及单量体的种类或反应温度而不同,通常为0.5小时~10小时。
作为(E)碱可溶性树脂,除了以乙烯性不饱和单量体为结构单元的聚合物以外,例如可列举:酚醛清漆树脂、苯酚-二甲苯二醇缩合树脂、甲酚-二甲苯二醇缩合树脂、苯酚-二环戊二烯缩合树脂等含酚性羟基的聚合物。另外,作为(E)碱可溶性树脂,也可使用碱可溶性聚有机硅氧烷、碱可溶性聚酰亚胺、碱可溶性聚苯并噁唑等。作为碱可溶性聚有机硅氧烷的具体例,例如可列举国际公开第2017/188047号、国际公开第2017/169763号等中记载的聚合物。作为碱可溶性的聚酰亚胺及聚苯并噁唑的具体例,例如可列举国际公开第2017/169763号、国际公开第2017/159876号等中记载的聚合物。
通过使本组合物中含有(E)碱可溶性树脂,可实现碱显影性的提高,另一方面,存在所获得的硬化物的表面平坦性下降的倾向。就此种观点而言,相对于本组合物中的固体成分(即,(D)溶剂以外的成分)的合计量,本组合物中的(E)碱可溶性树脂的含有比例优选为0质量%以上且20质量%以下,更优选为0质量%以上且15质量%以下,进而优选为0质量%以上且10质量%以下,进而更优选为0质量%以上且5质量%以下。
·(F)表面活性剂
表面活性剂可用于改良本组合物的涂布性(润湿扩展性或涂布不均的降低)。作为表面活性剂,例如可列举:氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂、非离子系表面活性剂。
关于表面活性剂的具体例,作为氟系表面活性剂,可列举以下商品名为美佳法(Megafac)F-171、美佳法(Megafac)F-172、美佳法(Megafac)F-173、美佳法(Megafac)F-251、美佳法(Megafac)F-430、F-554、F-563(迪爱生(DIC)公司制造);弗洛德(Fluorad)FC430、弗洛德(Fluorad)FC431(住友3M公司制造);阿萨佳(Asahi Guard)AG710、沙福隆(Surflon)S-382、沙福隆(Surflon)SC-101、沙福隆(Surflon)SC-102、沙福隆(Surflon)SC-103、沙福隆(Surflon)SC-104、沙福隆(Surflon)SC-105、沙福隆(Surflon)SC-106、沙福隆(Surflon)S-611(AGC清美化学(AGC SEIMI Chemical)公司制造);珀利弗洛(Polyflow)No.75、珀利弗洛(Polyflow)No.95(共荣社化学公司制造);FTX-218(奈奥斯(NEOS)公司制造);艾福拓(Eftop)EF301、艾福拓(Eftop)EF303、艾福拓(Eftop)EF352(新秋田化成公司制造)等。
作为硅酮系表面活性剂,可列举:以下商品名为SH200-100cs、SH-28PA、SH-30PA、SH-89PA、SH-190、SH-8400、福路德(FLUID)、SH-193、SZ-6032、SF-8428、DC-57、DC-190、派泰德(PAINTAD)19、FZ-2101、FZ-77、FZ-2118、L-7001、L-7002(东丽道康宁(Toray DowCorning)-硅酮股份有限公司制造);有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业公司制造);毕克(BYK)-300、毕克(BYK)-306、毕克(BYK)-310、毕克(BYK)-330、毕克(BYK)-335、毕克(BYK)-341、毕克(BYK)-344、毕克(BYK)-370、毕克(BYK)-340、毕克(BYK)-345(日本毕克化学(BYK-Chemie Japan)公司制造)。
作为非离子系表面活性剂,例如可列举:聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯正辛基苯基醚、聚氧乙烯正壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等。
在本组合物中调配表面活性剂的情况下,相对于本组合物中所含的(A)粒子100质量份,表面活性剂的含有比例优选为0.01质量份~1.5质量份,更优选为0.02质量份~1.2质量份。
作为其他成分,除了所述以外,例如可列举:聚合抑制剂、抗氧化剂、增感剂、软化剂、增塑剂、粘着助剂、紫外线吸收剂等。这些成分的调配比例在不损害本公开的效果的范围内根据各成分适宜选择。
本组合物可通过将(A)粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)溶剂、以及任意调配的其他成分以规定的比例混合而获得。通过将各成分混合而获得的组合物例如可利用孔径0.5μm以下的过滤器进行过滤。
本组合物的固体成分浓度(即,感光性组合物中的(D)溶剂以外的成分的合计质量相对于感光性组合物的总质量而言所占的比例)可考虑粘性或挥发性等来适宜地选择。本组合物的固体成分浓度优选为3质量%~60质量%的范围。若固体成分浓度为3质量%以上,则在将本组合物涂布于基板上时可充分确保涂膜的膜厚,就此方面而言优选。另外,若固体成分浓度为60质量%以下,则涂膜的膜厚不会变得过大,进而可适度地提高本组合物的粘性,并可确保良好的涂布性,就此方面而言优选。本组合物中的固体成分浓度更优选为5质量%~55质量%,进而优选为10质量%~50质量%。
[硬化物的制造方法]
通过使用如上所述制备的感光性组合物,可制造硬化物。本组合物特别是适合作为负型的图案形成材料,所述负型的图案形成材料是对由感光性组合物形成的膜的一部分进行曝光,使未曝光部溶解于碱显影液中,并使由此获得的图案(即,由感光性组合物形成的部分)通过热处理而硬化。
本公开的硬化物例如通过包括以下的工序(I)~工序(IV)的方法制造。
(I)将本组合物涂布于基材上的工序
(II)对涂布于基材上的本组合物照射放射线的工序
(III)对照射放射线后的本组合物进行显影的工序
(IV)对显影后的本组合物进行加热来使其硬化的工序
以下,对本公开的制造方法中的各工序(工序(I)~工序(IV))进行说明。
<工序(I):涂布工序>
工序(I)是通过将本组合物涂布于基材上而在基材上形成涂膜的工序。作为基材,例如可列举:玻璃基板、硅晶片、塑料基板、塑料膜及在这些的表面形成有着色抗蚀剂、外涂层、抗反射膜、各种金属薄膜、密封膜等的基板等。作为塑料基板及塑料膜,例如可列举包含聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺等塑料的树脂基板及膜。在这些基材中,也可预先设置有各种元件(例如,光电二极管等受光元件、或有机发光二极管等发光元件)。
作为本组合物的涂布方法,例如可采用喷雾法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝模涂布法、棒涂法、喷墨法等适宜的方法。作为涂布方法,这些中优选为旋涂法、棒涂法或狭缝模涂布法。
在将本组合物涂布于基材上之后,以防止滴液等为目的,可对本组合物进行预加热的处理(预烘烤)。预烘烤的条件可根据各成分的种类或使用比例等适宜设定。预烘烤的条件例如可设为在60℃~100℃下为30秒~10分钟左右的条件。就能够应用于有机EL元件中的观点而言,预烘烤温度优选为60℃~90℃。所形成的涂膜的膜厚以预烘烤后的值计优选为0.1μm~20μm,更优选为0.2μm~15μm。
<工序(II):曝光工序>
工序(II)是对工序(I)中所形成的涂膜的至少一部分照射放射线的工序。通过所述放射线照射,在曝光部中进行硬化反应。在工序(II)中,对涂膜进行的放射线照射通常介隔掩模来实施。掩模也可为半色调(halftone)掩模或灰度色调(gray tone)掩模等多灰阶掩模。
作为照射至涂膜的放射线,例如可列举:紫外线、远紫外线、X射线、带电粒子束等。作为紫外线,例如可列举:g射线(波长436nm)、i射线(波长365nm)、KrF准分子激光光(波长248nm)等。作为X射线,例如可列举同步加速器放射线等。作为带电粒子束,例如可列举电子束等。这些中,照射至涂膜的放射线优选为紫外线,更优选为波长200nm以上且380nm以下的紫外线。作为所使用的光源,例如可列举:低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。作为放射线的曝光量,优选为500J/m2~5,000J/m2(50mJ/cm2~500mJ/cm2)。
<工序(III):显影工序>
工序(III)是对通过工序(II)而照射了放射线的涂膜进行显影,由此在基材上形成图案的工序。通过所述显影工序,可除去在基材上形成的涂膜中的未曝光部,且在基材上形成包含曝光部的图案。
作为显影液,例如可列举:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨、乙胺、正丙胺、二乙胺、二乙基氨基乙醇、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)、四乙基氢氧化铵、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环〔5.4.0〕-7-十一烯、1,5-二氮杂双环〔4.3.0〕-5-壬烷等碱(碱性化合物)的水溶液等。另外,也可使用通过在碱的水溶液中添加适量甲醇或乙醇等水溶性有机溶媒或表面活性剂、或者添加少量的能够溶解本组合物的各种有机溶媒而获得的水溶液作为显影液。
作为显影方法,例如可采用覆液法、浸渍法、摇动浸渍法、喷淋法等适宜的方法。显影时间只要根据本组合物的组成来适宜调整即可。显影时间例如为20秒~120秒。
<工序(IV):加热工序>
工序(IV)是对显影后的图案进行加热的工序。通过工序(IV)的加热处理来进一步进行硬化,可获得显示出良好的耐热性及耐化学品性的硬化物。加热处理例如可使用烘箱或热板等加热装置来进行。在以硬化物的形式获得微透镜的情况下,也可通过工序(IV)的加热处理来使显影后的图案热流,由此获得半球状的微透镜。
就能够应用于有机EL元件中的观点而言,工序(IV)中的加热温度优选为100℃以下,更优选为95℃以下,进而优选为90℃以下。另外,就获得耐热性及耐化学品性高的硬化物的观点而言,工序(IV)中的加热温度优选为60℃以上,更优选为80℃以上。加热时间可根据加热装置的种类等适宜设定。例如,在利用热板进行加热的情况下,加热时间例如为5分钟~60分钟。另外,在利用烘箱进行加热的情况下,加热时间例如为10分钟~90分钟。在工序(IV)中,也可使用进行多次加热处理的步进烘烤法。
本公开的制造方法还可包括对基于工序(IV)的加热工序之前或之后的硬化物照射放射线的工序(以下,也称为“后曝光工序”)作为任意的工序。通过后曝光工序中的放射线的照射(以下,也称为“后曝光”),可进一步提高耐热性或耐化学品性等,可制成可靠性更高的硬化物。关于后曝光中的放射线的种类或曝光条件,可采用与工序(II)相同的条件。再者,后曝光时的照射光的波长或照射量、光源等条件可与工序(II)相同也可不同。
《物性》
通过所述本组合物,可获得高折射率的硬化物。具体而言,通过使用本组合物,可获得波长550nm下的折射率为1.65以上的硬化物。另外,通过本组合物,也可获得波长550nm下的折射率优选为1.68以上、更优选为1.70以上的高折射率的硬化膜。
本组合物对碱显影液的溶解性高。因此,根据本组合物,通过对本组合物进行曝光处理及显影处理,可获得具有所期望的图案形状的硬化物。具体而言,将本组合物涂布于玻璃基板上,在85℃下加热2分钟,将由此获得的膜厚2.0μm的涂膜在25℃下在2.38质量%四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液中浸渍120秒,然后对玻璃基板进行水洗,此时可设为在玻璃基板上未观察到膜残留的状态。在所述浸渍条件下,为了成为在玻璃基板上未观察到膜残留的状态所需的浸渍时间(以下,也称为“浸渍时间Tm”)越短,感光性组合物对碱显影液的溶解性越高,可以说显影性优异。通过本公开,可获得浸渍时间Tm优选为110秒以下、更优选为80秒以下、进而优选为50秒以下的感光性组合物。
通过本组合物,可获得碱显影性良好、同时为高折射率且表面平坦性优异的硬化物。此种本组合物适合作为用于形成有机EL元件或微型发光二极管(Light EmittingDiode,LED)元件等显示元件用或摄像元件用的光学构件的材料。在由本组合物形成显示元件用的光学构件的情况下,所述光学构件优选为调整从有机发光层放出的光的路径的光路调整用构件。例如,有机EL元件具有利用阴极与阳极的一对电极夹持包含有机材料的发光层而成的结构,且是如下元件,即,在施加电压时,从阳极向发光层注入空穴,从阴极向发光层注入电子,将通过空穴与电子在有机发光层中再结合而获得的能量作为光取出的元件。有机发光层中使用的材料的折射率较高,与邻接的层的折射率差大,因此所产生的光在与基板的界面发生全反射而被捕获到发光层内,存在发光效率下降的问题。在通常的有机电场发光元件中,在发光层内产生的光中,可取出至元件外部的光约为20%,虽到达基板但无法从基板取出的光约为30%,无法到达基板而被封闭在发光层或电极中的光约为50%。为了提高有机EL元件的发光效率,有如下方法:通过在基板表面设置与电极不同的折射率的层(例如,日本专利特开2003-109747号公报),或者在发光层的上部形成透镜形状(例如,日本专利特开平8-83688号公报)而使光散射来提高光的取出效率等方法。通过本组合物,例如可提供与邻接于发光层的密封层邻接而成为提高光取出效率的层或透镜的硬化物。光取出层作为有机EL装置、LED装置、量子点显示器、液晶显示器等元件装置的光学构件而被研究,其中,作为形成提高有机EL装置的光取出效率的光取出层的组合物,优选为使用本组合物。另外,在利用本组合物形成固体摄像元件用的光学构件的情况下,所述光学构件优选为为了聚光于照相机等摄像装置所包括的受光元件(光电二极管)而调整光的路径的光路调整用构件。具体而言,本组合物作为可作为光路调整用构件发挥功能的平坦化膜或透镜的形成用材料有用,就可形成表面平坦性优异的硬化膜的方面而言,其中,作为平坦化膜形成用的材料特别有用。
关于由本组合物获得的硬化物的表面平坦性,具体而言,如图1所示,将本组合物涂布于形成有线宽为L5、空间宽度为L6、空间高度为L1的线与空间图案的基板14的图案形成面,在85℃下加热2分钟而获得涂膜,在对所述涂膜进行以i射线换算计为100mJ/cm2的放射线照射后,在85℃下加热60分钟,由此在基板14上形成硬化膜11,此时可通过硬化膜11的下述数式(I)所表示的平坦度(Degree Of Planarization,DOP)值(单位:%)进行评价。在设为L1=2.0μm、L2=3.0μm、L5=5.0μm、L6=10.0μm的情况下,通过本组合物,可获得DOP值为80%以上的硬化膜。
DOP值={(L1-L4)/L1}×100…(I)
(数式(I)中,L1是线与空间图案的图案高度;L4是L1+L3-L2所表示的值;L2是空间部分13中的硬化膜11的膜厚;L3是线部分12中的硬化膜11的膜厚;其中,满足L4≦L1≦L2)
在将感光性组合物涂布于表面有凹凸的基板上而形成硬化膜11的情况下,可以说根据所述数式(I)求出的DOP值越高,越不易受到基板表面的凹凸所带来的影响,可形成表面平坦性优异的硬化膜11。就此方面而言,通过本组合物,可获得由所述数式(I)定义的DOP值为80%以上、进而为90%以上的硬化膜。
根据以上所示的本公开,提供了以下手段。
〔手段1〕一种感光性组合物,用于形成显示元件用或固体摄像元件用光学构件,所述感光性组合物包含:(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子、(B1)单官能聚合性化合物、(B2)多官能聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、及(D)溶剂,相对于所述(B1)单官能聚合性化合物与所述(B2)多官能聚合性化合物的合计量而包含20质量%以上的所述(B1)单官能聚合性化合物。
〔手段2〕根据〔手段1〕所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是由单羧酸或含羧基的聚合物被覆的粒子。
〔手段3〕根据〔手段1〕或〔手段2〕所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子由具有酸性基的化合物被覆的粒子。
〔手段4〕根据〔手段1〕所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子由单羧酸或含羧基的聚合物被覆的粒子。
〔手段5〕根据〔手段1〕至〔手段4〕中任一项所述的感光性组合物,其中,相对于所述(D)溶剂以外的成分的合计量,(E)碱可溶性树脂的含有比例为0质量%以上且20质量%以下。
〔手段6〕根据〔手段1〕至〔手段5〕中任一项所述的感光性组合物,其中,在将所述感光性组合物涂布于形成有线宽5.0μm、空间宽度10.0μm、图案高度2.0μm的线与空间图案的基板中的图案形成面,在85℃下加热2分钟而获得涂膜,在对所述涂膜进行以i射线换算计为100mJ/cm2的放射线照射后,在85℃下加热60分钟,由此形成空间部分的膜厚为3.0μm的硬化膜,此时所述硬化膜的所述数式(I)所表示的DOP值为80%以上。
〔手段7〕根据〔手段1〕至〔手段6〕中任一项所述的感光性组合物,其中,所述(B1)单官能聚合性化合物及所述(B2)多官能聚合性化合物中的一者或两者包含具有羧基或酸酐基的聚合性化合物。
〔手段8〕根据〔手段1〕至〔手段7〕中任一项所述的感光性组合物,其中,通过将所述感光性组合物涂布于玻璃基板上并在85℃下加热2分钟而获得厚度2.0μm的膜,并将所述膜在25℃下在2.38质量%四甲基氢氧化铵水溶液中浸渍120秒来对所述玻璃基板进行水洗,此时未观察到膜的残留。
〔手段9〕根据〔手段1〕至〔手段8〕中任一项所述的感光性组合物,其中,将所述感光性组合物硬化而获得的硬化物在波长550nm下的折射率为1.65以上。
〔手段10〕根据〔手段1〕至〔手段9〕中任一项所述的感光性组合物,其中,所述光学构件是平坦化膜或透镜。
〔手段11〕一种硬化物,是将根据〔手段1〕至〔手段10〕中任一项所述的感光性组合物硬化而成。
〔手段12〕一种硬化物的制造方法,包括:将根据〔手段1〕至〔手段10〕中任一项所述的感光性组合物涂布于基材上的工序;对涂布于所述基材上的感光性组合物照射放射线的工序;对照射放射线后的所述感光性组合物进行显影的工序;以及对显影后的所述感光性组合物进行加热来使其硬化的工序。
〔手段13〕一种显示装置,包括根据〔手段11〕所述的硬化物。
〔手段14〕一种摄像装置,包括根据〔手段11〕所述的硬化物。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于以下的实施例。再者,实施例、比较例中的“份”及“%”只要无特别说明则为质量基准。
聚合物的重量平均分子量(Mw)为通过以下的方法及条件所测定的聚苯乙烯换算值。
·测定方法:凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)法
·装置:昭和电工公司的GPC-101
·GPC管柱:结合岛津GLC公司的GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803及GPC-KF-804
·流动相:四氢呋喃
·管柱温度:40℃
·流速:1.0mL/分钟
·试样浓度:1.0质量%
·试样注入量:100μL
·检测器:示差折射计
·标准物质:单分散聚苯乙烯
利用表面被覆剂进行表面处理后的氧化锆粒子的平均粒径,通过扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察并选择任意100个粒子,测定各粒子的长轴方向的长度并作为其平均值而计算出。
1.碱可溶性树脂的合成
[合成例1]碱可溶性树脂(E-1)的合成
在包括冷却管及搅拌机的烧瓶中装入丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份并进行氮置换。加热至80℃,在此温度下,历时1小时滴加丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份、甲基丙烯酸15质量份、苯乙烯15质量份、甲基丙烯酸苄酯5质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯23质量份、N-苯基马来酰亚胺12质量份、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙酯)15质量份及2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6质量份的混合溶液,保持所述温度并聚合2小时。然后,将反应溶液的温度升温至100℃,进而聚合1小时,由此获得包含碱可溶性树脂(将其作为“碱可溶性树脂(E-1)”)的溶液(固体成分浓度33质量%)。所获得的碱可溶性树脂(E-1)的Mw为12,200。
[合成例2]碱可溶性树脂(E-2)的合成
在包括冷却管及搅拌机的烧瓶中装入丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份并进行氮置换。加热至80℃,在此温度下,历时1小时滴加丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份、甲基丙烯酸7质量份、苯乙烯15质量份、甲基丙烯酸苄酯10质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯20质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯28质量份、N-苯基马来酰亚胺15质量份、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙酯)5质量份及2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)4质量份的混合溶液,保持所述温度并聚合2小时。然后,将反应溶液的温度升温至100℃,进而聚合1小时,由此获得包含碱可溶性树脂(将其作为“碱可溶性树脂(E-2)”)的溶液(固体成分浓度33质量%)。所获得的碱可溶性树脂(E-2)的Mw为18,500。
[合成例3]碱可溶性树脂(E-3)的合成
在包括冷却管及搅拌机的烧瓶中装入丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份及丙二醇单甲醚100质量份并进行氮置换。加热至80℃,在此温度下,历时1小时滴加丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份、甲基丙烯酸25质量份、苯乙烯10质量份、甲基丙烯酸苄酯5质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯10质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯18质量份、N-苯基马来酰亚胺12质量份、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙酯)20质量份及2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6质量份的混合溶液,保持所述温度并聚合2小时。然后,将反应溶液的温度升温至100℃,进而聚合1小时,由此获得包含碱可溶性树脂(将其作为“碱可溶性树脂(E-3)”)的溶液(固体成分浓度33质量%)。所获得的碱可溶性树脂(E-3)的Mw为13,200。
2.粒子分散液的制备
通过以下的制备例1~制备例6制备氧化锆粒子分散液。再者,制备例1、制备例2、制备例5通过自下而上法进行,制备例3、制备例4、制备例6通过自上而下法进行。
[制备例1]氧化锆粒子分散液(A-1)的制备
在玻璃容器内放入硝酸氧锆2.67g及水100g,在使其溶解后,一边搅拌一边逐渐加入浓度1.2质量%的氢氧化钠水溶液100g并进行反应,获得含有浓度0.7质量%的氢氧化氧锆的浆料。接着,在所述浆料中加入癸酸28g,在油浴中保持70℃的状态的同时搅拌5分钟左右,静置1小时左右,分离成油相与水相后,仅回收油相,获得以15质量%的浓度含有癸酸锆的分散液(将其作为分散液Lqa)30g。
接着,在高压反应容器内混合分散液Lqa 2.0g与水0.06g,使用电炉在300℃下进行10分钟的水热处理。然后,将高压反应容器放冷至室温,加入己烷3.0g,将高压反应容器内的内容物转移到玻璃容器中。放置一段时间,分离成油相与水相,仅回收油相后,将其真空干燥,获得糊状的固体物质。在所获得的固体物质中加入甲醇1.0g并充分搅拌后,进行离心分离,回收沉淀物并使其干燥,获得白色粉末0.3g。所述白色粉末的平均粒径为5nm。另外,使白色粉末分散于丙二醇单甲醚(Propylene Glycol Monomethyl Ether,PGME)中而制成分散液(将其作为“氧化锆粒子分散液(A-1)”),结果氧化锆粒子分散液(A-1)中的凝聚粒子的平均粒径为5nm。
[制备例2]氧化锆粒子分散液(A-2)的制备
将纯水(268g)混合到2-乙基己酸锆矿油精溶液(第一稀元素化学工业公司制造)(782g)中。将所获得的混合物装入到带搅拌机的高压釜内,利用氮气置换反应容器中的气氛。然后,将反应溶液加热至180℃,反应16小时,由此合成氧化锆。在180℃下反应时的容器中压力为1.03MPa。取出反应后的溶液,对底部积存的沉淀物进行过滤分离,利用丙酮清洗后进行干燥。使干燥后的沉淀物(100g)分散于甲苯(800mL)中,结果成为白浊溶液。
接着,作为精制工序,利用定量滤纸(爱多邦得科东洋(Advantec Toyo)公司制造,No.5C)再次过滤,除去沉淀物中的粗大粒子等。接着,通过除去对滤液进行了减压浓缩的甲苯,回收白色的氧化锆粒子。
使上述获得的氧化锆粒子(10g)分散于甲苯(90g)中,获得透明分散液。在所获得的透明分散液中,添加3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(1.5g,信越化学工业公司制造,KBM-503)作为表面被覆剂,在90℃下加热回流1小时。继而,通过向回流处理后的分散液中添加正己烷,使分散粒子凝聚,使分散液白浊。利用滤纸从白浊液中分离凝聚粒子后,在室温下加热干燥,制备由2-乙基己酸及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行表面处理的氧化锆粒子。测定所获得的被覆氧化锆粒子的平均粒径,结果为12nm。另外,在白色粉末中添加PGME并进行搅拌,获得含有80质量%的被覆氧化锆粒子的单体分散液(将其作为“氧化锆粒子分散液(A-2)”)。氧化锆粒子分散液(A-2)中的凝聚粒子的平均粒径为12nm。
[制备例3]氧化锆粒子分散液(A-3)的制备
将二氧化锆粒子、分散剂、碱可溶性树脂及溶剂混合,以使分散液中的二氧化锆粒子、分散剂及碱可溶性树脂的固体成分以及溶剂的量成为以下的量,来制备氧化锆粒子分散液(A-3)。再者,以下的溶剂的量是包含制备氧化锆粒子分散液(A-3)时使用的分散剂及碱可溶性树脂中所含的溶剂量的总量。碱可溶性树脂(E-1)是通过所述合成例1而获得的聚合物。
·二氧化锆粒子(第一稀元素化学工业公司制造的UEP)100.00质量份
·分散剂(毕克化学(BYK-Chemie)公司制造的迪斯帕毕克(DISPERBYK)-111)6.67质量份/固体成分换算
·碱可溶性树脂(E-1)6.67质量份/固体成分换算
·溶剂(丙二醇单甲醚乙酸酯(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate))138.51质量份
将所述成分充分搅拌而获得混合液(将其作为混合液Lqb)。接着,使用直径0.3mm的氧化锆珠粒20g与混合液Lqb 10g,利用涂料搅拌器在25℃~45℃下进行6小时分散处理。在分散处理结束后,利用过滤器将珠粒与分散液分离,制备总固体成分的含有比例为45质量%的氧化锆粒子分散液(A-3)。
[制备例4]氧化锆粒子分散液(A-4)的制备
在制备例3中,除了将碱可溶性树脂从(E-1)变更为(E-3)、将溶剂从PGMEA变更为PGME以外,进行与制备例3相同的处理,获得氧化锆粒子分散液(A-4)。碱可溶性树脂(E-3)是通过所述合成例3而获得的聚合物。
[制备例5]氧化锆粒子分散液(A-5)的制备
在制备例1中,除了将癸酸变更为油酸以外,进行与制备例1相同的处理,获得氧化锆粒子分散液(A-5)。
[制备例6]氧化锆粒子分散液(A-6)的制备
在制备例3中,除了将碱可溶性树脂从(E-1)变更为(E-2)以外,进行与制备例3相同的处理,获得氧化锆粒子分散液(A-6)。碱可溶性树脂(E-2)是通过所述合成例2而获得的聚合物。
3.感光性组合物的制备
以下示出感光性组合物的制备中所使用的(A)粒子、(B)聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)溶剂、(E)碱可溶性树脂及(F)表面活性剂的种类及简称。
<(A)粒子>
A-1~A-6:通过制备例1~制备例6而获得的氧化锆粒子分散液(A-1)~氧化锆粒子分散液(A-6)
<(B)聚合性化合物>
B1-1:ω-羧基-聚己内酯(n≒2)单丙烯酸酯(商品名“奥尼克斯(Aronix)M-5300”,东亚合成公司制造)
B1-2:3-苯氧基苄基丙烯酸酯(商品名“莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)POB-A”,共荣社化学公司制造)
B2-1:二季戊四醇五丙烯酸酯与二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(商品名“卡亚拉得(KAYARAD)DPHA”,日本化药股份有限公司制造)
B2-2:多元酸改性丙烯酸寡聚物(商品名“奥尼克斯(Aronix)M-520”,东亚合成公司制造)
<(C)光聚合引发剂>
C-1:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(商品名“艳佳固(Irgacure)369”,巴斯夫(BASF)公司制造)
C-2:商品名“NCI-930”,艾迪科(ADEKA)公司制造
<(D)溶剂>
D-1:丙二醇单甲醚乙酸酯
D-2:丙二醇单甲醚
D-3:3-甲氧基丁基乙酸酯
<(E)碱可溶性树脂>
E-1~E-3:通过合成例1~合成例3而获得的碱可溶性树脂(E-1)~碱可溶性树脂(E-3)
<(F)表面活性剂>
F-1:商品名“美佳法(Megafac)F-554”,迪爱生(DIC)公司制造
[实施例1]
加入100质量份(固体成分换算)的氧化锆粒子分散液(A-1)、15质量份的化合物(B1-2)、10质量份的化合物(B2-1)、4质量份的光聚合引发剂(C-1)、10质量份的碱可溶性树脂(E-1)及0.05质量份的表面活性剂(F-1),进而以(D-1):(D-2)=50:50(质量比)加入溶剂(D-1)及溶剂(D-2),以使固体成分浓度成为40质量%,在搅拌后,使用0.5μm的过滤器进行过滤,制备感光性组合物。
[实施例2~实施例8、比较例1~比较例2]
除了使用表1所示的种类及调配量(质量份)的各成分以外,利用与实施例1相同的方法,制备实施例2~实施例8及比较例1~比较例2的感光性组合物。再者,对于任一种感光性组合物,也使用表1所示的种类及组成比的(D)溶剂,以使固体成分浓度成为40质量%。在表1中,“(B1)/{(B1)+(B2)}”栏中的数值表示感光性组合物的制备中使用的(B1)化合物相对于(B1)化合物与(B2)化合物的合计量(即,(B)聚合性化合物的总量)的比率(质量%)。“(E)成分%”栏中的数值表示(E)碱可溶性树脂相对于各感光性组合物中所含的固体成分的总量(即,(D)溶剂以外的成分的合计量)的比率(质量%)。
4.评价
对实施例1~实施例8及比较例1~比较例2的感光性组合物进行以下的评价。将价结果示于表1中。
(1)显影性的评价
将各实施例及比较例的感光性组合物涂布于玻璃基板上,在热板上在85℃下干燥2分钟,由此获得2.0μm的膜。将所述膜在25℃下浸渍于2.38质量%四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液中后进行水洗。改变在2.38质量%TMAH水溶液中的浸渍时间来进行,通过目视测定直至在基板上不再残留膜为止所需的时间。
(2)表面平坦性的评价
将实施例1~实施例8及比较例1~比较例2的各感光性树脂组合物旋涂于预先形成有线/空间=5.0μm/10.0μm、图案高度=2.0μm的线与空间图案(图1中的L5=5.0μm、L6=10.0μm、L1=2.0μm)的基板(5cm×5cm的玻璃基板)的图案形成面,以使最终的膜厚(图1中的L2)成为3.0(±0.2)μm,在热板上在85℃下干燥2分钟来除去溶剂,而形成涂膜。然后,使用高压水银灯(SUSS),以曝光量100mJ/cm2(i射线换算)对涂膜的整个面进行曝光,使用碱水溶液(2.38质量%TMAH水溶液)进行显影。接着,在85℃下煅烧(后烘烤)60分钟,制造具有硬化膜(图1中的符号11)的基板。对于所述基板,通过膜厚测定器(蒂塔科(DEKTAK)6M,维易科(Veeco)公司)测定硬化膜的膜厚。此处,作为硬化膜的膜厚,测定线部分(图1中的符号12)的膜厚(图1中的L3)与空间部分的膜厚(图1中的L2)。使用这些测定值、以及线与空间图案的图案高度(图1中的L1,此处为2.0μm),利用所述数式(I)(DOP值={(L1-L4)/L1}×100)计算出DOP值(%),通过以下的基准评价硬化膜的表面平坦性(DOP)。
<表面平坦性(DOP)的评价基准>
◎(特别良好):DOP值为90%以上
○(良好):DOP值为80%以上且小于90%
△(可):DOP值为60%以上且小于80%
×(不可):DOP值小于60%
(3)分辨率的评价
将感光性组合物旋涂于100mm×100mm、0.7mm厚的玻璃基板上,以使显影后的膜厚成为2.0μm,在加热至85℃的热板上干燥2分钟来除去溶剂,而形成涂膜。然后,使用高压水银灯(SUSS),介隔具有直径10μm的孔图案的掩模图案,以曝光量100mJ/cm2(i射线换算)对涂膜进行曝光,使用碱水溶液(2.38质量%TMAH水溶液,显影液的温度:25℃)进行60秒的水坑式显影(puddle development)。然后进行水洗。利用光学显微镜确认所获得的图案,通过以下的基准评价分辨率。
<分辨率的评价基准>
○(良好):孔下部的内径为5.0μm以上
△(可):孔下部的内径为2.0μm以上且小于5.0μm
×(不可):孔下部的内径小于2.0μm
(4)膜折射率的评价
将上述制备的各感光性组合物旋涂于5cm×5cm的玻璃基板上,以使最终的硬化膜的膜厚成为3.0(±0.2)μm,在85℃下干燥2分钟来除去溶剂,由此形成涂膜。然后,使用高压水银灯(SUSS),以曝光量100mJ/cm2(i射线换算)对整个面进行曝光,由此形成整面图案,使用碱水溶液(2.38质量%TMAH水溶液)进行显影。接着,在85℃下煅烧60分钟,获得在基板的一个面整体形成有硬化膜的玻璃基板。对于所获得的硬化膜,使用分光椭圆偏振仪SE-2000(施美乐博(SEMILAB)公司制造),测定波长550nm下的折射率。
[表1]
如表1所示,通过实施例1~实施例8的感光性组合物,可获得显示出高折射率且表面平坦性优异的硬化膜。另外,实施例1~实施例8的感光性组合物的显影性及分辨率也良好。(B1)化合物的含有比例充分多的实施例1、实施例3~实施例6中显影性及分辨率的改善效果更高,在分辨率的评价中,孔下部的内径为5.0μm以上且15.0μm以下。这些中,(E)碱可溶性树脂的含有比例充分少的实施例3~实施例5的感光性组合物的DOP值高达90%以上,表面平坦性特别良好。
与此相对,不含(B1)化合物的比较例1的感光性组合物的显影性、分辨率及膜折射率与实施例1~实施例8同等,但硬化膜的表面平坦性比实施例1~实施例8差。另外,关于(B1)化合物的含有比例相对于(B)聚合性化合物的总量而少13质量%的比较例2的感光性组合物,硬化膜的表面平坦性、显影性及分辨率均恶化。
根据以上的结果而明确,通过包含(A)粒子及(B)聚合性化合物且(B)聚合性化合物中的(B1)化合物的比率为规定值以上的感光性组合物,可获得显示出良好的显影性同时为高折射率且表面平坦性优异的硬化物。

Claims (14)

1.一种感光性组合物,用于形成显示元件用或固体摄像元件用的光学构件,所述感光性组合物包含:
(A)由具有酸性基的化合物被覆的粒子、
(B1)单官能聚合性化合物、
(B2)多官能聚合性化合物、
(C)光聚合引发剂、及
(D)溶剂,
相对于所述(B1)单官能聚合性化合物与所述(B2)多官能聚合性化合物的合计量而包含20质量%以上的所述(B1)单官能聚合性化合物。
2.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是由单羧酸或含羧基的聚合物被覆的粒子。
3.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子由具有酸性基的化合物被覆的粒子。
4.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,所述(A)粒子是选自由氧化锆、氧化钛、钛酸钡及二氧化硅所组成的群组中的至少一种粒子由单羧酸或含羧基的聚合物被覆的粒子。
5.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,相对于所述(D)溶剂以外的成分的合计量,(E)碱可溶性树脂的含有比例为0质量%以上且20质量%以下。
6.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,在将所述感光性组合物涂布于形成有线宽5.0μm、空间宽度10.0μm、图案高度2.0μm的线与空间图案的基板中的图案形成面,在85℃下加热2分钟而获得涂膜,在对所述涂膜进行以i射线换算计为100mJ/cm2的放射线照射后,在85℃下加热60分钟,由此形成空间部分的膜厚为3.0μm的硬化膜,此时所述硬化膜的下述数式(I)所表示的平坦度值为80%以上;
平坦度值={(L1-L4)/L1}×100···(I)
数式(I)中,L1是线与空间图案的图案高度;L4是L1+L3-L2所表示的值;L2是空间部分的所述硬化膜的膜厚;L3是线部分的所述硬化膜的膜厚;其中,满足L4≦L1≦L2。
7.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,所述(B1)单官能聚合性化合物及所述(B2)多官能聚合性化合物中的一者或两者包含具有羧基或酸酐基的聚合性化合物。
8.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,通过将所述感光性组合物涂布于玻璃基板上并在85℃下加热2分钟而获得厚度2.0μm的膜,并将所述膜在25℃下在2.38质量%四甲基氢氧化铵水溶液中浸渍120秒来对所述玻璃基板进行水洗,此时未观察到膜的残留。
9.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,将所述感光性组合物硬化而获得的硬化物在波长550nm下的折射率为1.65以上。
10.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,所述光学构件是平坦化膜或透镜。
11.一种硬化物,是将如权利要求1至10中任一项所述的感光性组合物硬化而成。
12.一种硬化物的制造方法,包括:
将如权利要求1至10中任一项所述的感光性组合物涂布于基材上的工序;
对涂布于所述基材上的感光性组合物照射放射线的工序;
对照射放射线后的所述感光性组合物进行显影的工序;以及
对显影后的所述感光性组合物进行加热来使其硬化的工序。
13.一种显示装置,包括如权利要求11所述的硬化物。
14.一种摄像装置,包括如权利要求11所述的硬化物。
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