CN1517795A - 光敏性树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

按照本发明,能够提供在显影除去部残渣的残留少,且可制造平坦性优异的象素的光敏性树脂组合物。该组合物是含具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂和(甲基)丙烯酸的光敏性树脂组合物,其特征在于,光敏性树脂组合物的固体成分中的(甲基)丙烯酸的含量是0.010~0.16质量%。

Description

光敏性树脂组合物
技术领域
本发明涉及光敏性树脂组合物。
背景技术
彩色液晶显示装置或摄像元件等中的彩色滤光片(カラ一フィルタ),通常,是通过在玻璃或硅片等衬底上,形成红、绿和蓝三原色象素制造的。另外,为了使这些象素间进行遮光,通常设置黑色矩阵(ブラツクマトツクス)。而且,为了形成这些各色的象素,采用的方法是,在黑色矩阵形成图案的衬底上,通过旋涂将含有相当于各色的颜料的光敏性树脂组合物均匀地涂敷之后,进行加热干燥,并将该涂膜曝光、显影,还可以根据需要,进行加热固化的方法,再对彩色滤光片所必需的每种色反复进行这些操作,由此则可得到各种颜色的图像。
作为用于这类用途中的光敏性树脂组合物,已知的有,例如,含颜料、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物、放射线敏感性化合物、和有机羧酸的组合物(参照专利文献1)。然而,使用该组合物,在形成各色的象素或黑色矩阵时,存在的问题是,或在显影除去部残留残渣,或得到的象素的平坦性差。
专利文献1
特开平5-343631号公报
发明的内容
本发明的目的在于,提供一种光敏性树脂组合物,该组合物在显影除去部残渣的残留少且可制作平坦性优异的象素。
本发明人等,为了寻找可解决上述问题的光敏性树脂组合物,进行了反复深入地研究结果发现,含具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂和特定量的(甲基)丙烯酸单体的光敏性树脂组合物,可制作在显影除去部残渣的残留少且可制作平坦性优异的象素,于是完成了本发明。
即,本发明是提供一种光敏性树脂组合物,该组合物是含具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂和(甲基)丙烯酸的光敏性树脂组合物,其特征在于,光敏性树脂组合物的固体成分中的(甲基)丙烯酸的含量是0.010~0.16质量%。
实施发明的最佳方案
下面,对本发明进行详细地说明。
本发明的光敏性树脂组合物,是含具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂和(甲基)丙烯酸的组合物,该组合物的固体成分中的(甲基)丙烯酸的含量是0.010~0.16质量%的组合物。
作为粘合剂树脂,可以举出,例如,具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的(甲基)丙烯酸系聚合物。这里,所说的(甲基)丙烯酸,指的是丙烯酸或甲基丙烯酸。
在(甲基)丙烯酸中,例如可以含有由不饱和羧酸等含羧基单体导入的结构单元,所说的不饱和羧酸是不饱和单羧酸、或不饱和二羧酸等不饱和多元羧酸等的分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸。
这里,作为不饱和单羧酸,可以举出,例如,丁烯酸、α-氯代丙烯酸、肉桂酸等。
作为不饱和二羧酸,可以举出,例如,马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。
不饱和多元羧酸,也可以是其酸酐,具体的可以举出,马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。另外,不饱和多元羧酸,可以是其单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯,例如,可以举出琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯、苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、苯二甲酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等。不饱和多元羧酸,也可以是其两末端二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。这些含羧基单体可以单独使用也可以2种以上混合使用。
具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的(甲基)丙烯酸系聚合物中,还可以含有由可共聚的其他单体导入的结构单元,作为该单体,例如,可以举出,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、o-乙烯基甲苯、m-乙烯基甲苯、p-乙烯基甲苯、p-氯苯乙烯、o-甲氧基苯乙烯、m-甲氧基苯乙烯、p-甲氧基苯乙烯、o-乙烯基苄基甲基醚、m-乙烯基苄基甲基醚、p-乙烯基苄基甲基醚、o-乙烯基苄基缩水甘油基醚、m-乙烯基苄基缩水甘油基醚、p-乙烯基苄基缩水甘油基醚、茚等芳香族乙烯基化合物;
丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基丁酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯、丙烯酸3-羟基丁酯、甲基丙烯酸3-羟基丁酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸环已酯、甲基丙烯酸环已酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苯基酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、双环戊二烯基丙烯酸酯、双环戊二烯基甲基丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基甲基丙烯酸酯、丙三醇单丙烯酸酯、丙三醇单甲基丙烯酸酯等不饱和羧酸酯类;
丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、丙烯酸2-氨基丙酯、甲基丙烯酸2-氨基丙酯、丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、丙烯酸3-氨基丙酯、甲基丙烯酸3-氨基丙酯、丙烯酸3-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸3-二甲基氨基丙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯类;
丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯类;
乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯等羧酸乙烯酯类;
乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基缩水甘油基醚等不饱和醚类;
丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、偏二氰乙烯等氰化乙烯基化合物;
丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯代丙烯酰胺、N-2-羟乙基丙烯酰胺、N-2-羟乙基甲基丙烯酰胺等不饱和酰胺类;
马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等不饱和酰亚胺类;
1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共轭二烯类;
聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚硅氧烷的聚合物分子链末端具有单丙烯酰基或甲基丙烯酰基的大分子单体类等。
这些单体可以单独使用或2种以上混合使用。
上述的(甲基)丙烯酸系聚合物中含有由含羧基单体导入的结构单元时,其含量,优选10~50质量%,更优选15~40质量%,特别优选25~40质量%。其含量是10~50质量%时,对显影液的溶解性优异,并且显影时具有正确地形成图案的倾向,所以是优选的。
作为上述的(甲基)丙烯酸系聚合物,可以举出,例如,(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙三醇单(甲基)丙烯酸酯共聚物等。这里,所说的(甲基)丙烯酸酯,指的是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
这些当中,优选使用(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物等。
上述的(甲基)丙烯酸系聚合物,可通过下述方法制造,即,将构成(甲基)丙烯酸系聚合物的成分溶解在丙二醇单丙基醚乙酸酯等溶剂中,添加偶氮二异丁腈等聚合引发剂,在70~90℃和空气气氛下,保温2~5小时后,将温度降回到室温(15~35℃)停止反应的方法等。
另外,关于上述的(甲基)丙烯酸系聚合物的制造方法,例如,在特开2000-98606号、特开2000-194132号公报中已有记载。
上述的(甲基)丙烯酸系聚合物,其聚苯乙烯换算重均分子量优选5,000~50,000,更优选8,000~40,000,特别优选10,000~35,000。分子量是5,000~50,000时,可提高涂膜硬度,残膜率也高,未曝光部对于显影液的溶解性好,具有提高清晰度的倾向,所以是优选的。
上述的(甲基)丙烯酸类聚合物的酸值,优选50~150,较优选60~140,更优选80~135。上述的酸值,是50~150时,能提高对显影液的溶解性且未曝光部分容易溶解,还能提高光敏度且在显影时曝光部分的图案残留从而有提高残膜率的倾向,所以是优选的。
这里,酸值指的是,在中和1克(甲基)丙烯酸系聚合物时所需氢氧化钾的量(毫克)作为测量的值,并且通常可通过使用氢氧化钾水溶液进行滴定而求得。
光敏性树脂组合物总固体成分中的上述粘合剂树脂的含量,优选的是5~90质量%,更优选的是10~70质量%。粘合剂树脂的含量是5~90质量%时,对显影液具有足够的溶解性,且在非象素部分的衬底上难以产生显影残渣,而且在显影时难以发生曝光部的象素部分的膜减少,而且非象素部分的剥脱性良好,所以是优选的。
本发明的光敏性树脂组合物中,含有上述粘合剂树脂和(甲基)丙烯酸,而且光敏性树脂组合物中的(甲基)丙烯酸的含量,有必要是0.010质量%以上0.16质量%以下,优选0.010质量%以上0.15质量%以下,更优选0.02质量%以上0.12质量%以下。(甲基)丙烯酸的含量是0.010质量%以上0.16质量%以下时,在涂膜的热处理工序中可以减少烘烤炉内的污染,还可以减少残渣在未曝光部的残存,从而可制作出平坦性优异的象素。另一方面,(甲基)丙烯酸的含量低于0.010质量%时,引起显影残渣的附着,而超过0.16质量%时,象素的平坦性差。
该光敏性树脂组合物中的(甲基)丙烯酸的含量,可以采用以下(1)或(2)中所示的方法等进行调整。
(1)对具有由采用上述方法等得到的(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂,使用庚烷等溶剂,并通过调整溶剂量和洗涤次数,将光敏性树脂组合物中的(甲基)丙烯酸的含量调整成为0.010质量%以上0.16质量%以下的方法。
(2)在具有由采用上述方法等得到的(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂的制造之后,用溶剂洗涤粘合剂树脂中残存的未反应的粘合剂树脂的构成成分(含(甲基)丙烯酸),根据需要,还可以通过使粘合剂树脂再沉淀等进行精制,差不多全部除去未反应的原料,得到精制粘合剂树脂,用它制备光敏性树脂组合物时,重新添加(甲基)丙烯酸的方法。
在(1)或(2)的方法中,用于洗涤的溶剂种类,只要能溶解粘合剂树脂中残存的(甲基)丙烯酸即可,没有特别的限定,但是可以举出,例如,甲醇、己烷、庚烷等碳原子数为1~10的脂肪族烃,环己烷、环庚烷等碳原子数为1~10的脂环式烃等,这些当中,优选使用己烷、庚烷,更优选使用庚烷。溶剂的使用量,相对于粘合剂树脂的质量,通常,是2~20倍左右,优选3~10倍,洗涤次数,通常,是1~6次左右,优选2~4次。另外,洗涤温度,只要低于所用溶剂的沸点即可,没有特别的限定,但是,从经济上、洗涤效果等上考虑,通常,是40℃以下,优选10℃~30℃。
这里,例如,将在丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMA)中反应得到的粘合剂树脂PGMA溶液使用庚烷作为溶剂进行洗涤时,庚烷的用量,相对于粘合剂树脂的质量,通常,是2~20倍左右,优选3~10倍,洗涤温度,通常,是室温(10℃~30℃)。
在PGMA中反应得到的粘合剂树脂,优选在庚烷中再沉淀,再沉淀之后,进行过滤,通过进行三次庚烷漂洗,粘合剂树脂中残存的未反应的原料差不多可以全部除去。
本发明的光敏性树脂组合物中,还可以含有着色剂。在不含着色剂的场合,可以在外涂层(ォ-バ-コ-ト)、挡光层(フォトスペ-サ)等的形成中使用,在含着色剂的场合,可在彩色滤光片等的形成中使用。
着色剂,优选的是颜料,作为颜料,可举出,例如,有机颜料、无机颜料。
作为无机颜料,可举出金属氧化物和金属配盐之类的金属化合物,具体的,可以举出,铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等金属的氧化物或复合金属氧化物。
另外,作为有机颜料,具体的,可以举出,在染料索引(ColourIndex)(The Society of Dyers and Colourists出版)中,分类为颜料(Pigment)的化合物。更具体的可以举出染料索引(C.I.)编号的化合物,但并不限于这些.
作为在染料索引(The Society of Dyers and Colourists出版)中,分类为颜料(Pigment)的化合物,具体的可以举出,例如,C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄20、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄31、C.I.颜料黄53、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄86、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄125、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄137、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄147、C.I.颜料黄148、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄173、C.I.颜料黄194、C.I.颜料黄214等黄色颜料;
C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙40、C.I.颜料橙42、C.I.颜料橙43、C.I.颜料橙51、C.I.颜料橙55、C.I.颜料橙59、C.I.颜料橙61、C.I.颜料橙64、C.I.颜料橙65、C.I.颜料橙71、C.I.颜料橙73等橙色颜料;
C.I.颜料红9、C.I.颜料红97、C.I.颜料红105、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红176、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红209、C.I.颜料红215、C.I.颜料红216、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红264、C.I.颜料红265等红色颜料;
C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝6 0等蓝色颜料;
C.I.颜料紫1、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫36、C.I.颜料紫38等紫色颜料;
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36等绿色颜料;
C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25等棕色颜料;
C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7等黑色颜料等,优选含有选自C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料红177、C.I.颜料红209、C.I.颜料红254、C.I.颜料红紫23、C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料绿36中的至少一种颜料。
这些着色剂可以单独使用也可以2种以上组合使用。光敏性树脂组合物全部固体成分中的着色剂的含量,优选0~60质量%,更优选10~55质量%。着色剂的含时是0~60质量%时,即使作成薄膜象素的色浓度也是充分的,另外,显影时非象素部的剥脱性也不下降,故有难以发生残渣的倾向,所以是优选的。
本发明的光敏性树脂组合物中,也可以含有光聚合性化合物。光聚合性化合物,是通过与光和后述的光聚合引发剂的作用而可以进行聚合的化合物,可以举出,例如,单官能单体、2官能单体、其他的多官能单体。
作为单官能单体的具体例,可以举出,壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
作为2官能单体的具体例,可以举出,1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为其他的多官能单体的具体例,可以举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、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)丙烯酸酯等。这些当中,优选使用2官能以上的多官能单体。
上述的光聚合性化合物,相对于粘合剂树脂和光聚合性化合物合计100质量份,优选1~60质量份,更优选5~50质量份。光聚合性化合物的含量是1~60质量份时,象素部的强度和平滑性有变好的倾向,所以是优选的。
本发明的光敏性树脂组合物中,还可以含有光聚合引发剂。优选的光聚合引发剂,包括选自三嗪化合物、苯乙酮化合物和联咪唑化合物的至少1种和多官能硫醇化合物,更优选的是包含联咪唑化合物和多官能硫醇化合物。含上述的光聚合引发剂的光敏性树脂组合物,其光敏度变得更高,并且用其形成的膜其象素部的强度和表面平滑性变得更好。而且,并用光聚合引发助剂时,得到的光敏性树脂组合物具有更高的光敏度,可以提高用其形成彩色滤光片时的生产性,所以是优选的。
这里,作为三嗪化合物,可以举出,例如,2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为苯乙酮化合物,可以举出,例如,二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基酮缩醇、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等。
作为联咪唑化合物,可以举出,例如,2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(例如,参见特开平6-75372号公报和特开平6-75373号公报等)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(二烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑(例如,参见特公昭48-38403号公报和特公昭48-38403号公报等)、4,4’,5,5’-位的苯基由烷氧基羰基取代的咪唑化合物(例如,参见特开平7-10913号公报等)等,而优选使用2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑。
多官能硫醇化合物,是分子中有2个以上硫醇基的化合物,特别优选的是,在脂肪族烃基上具有多个硫醇基的脂肪族烃多官能硫醇化合物。
作为脂肪族烃多官能硫醇化合物,可以举出,例如,己烷二硫醇、癸烷二硫醇、1,4-二甲基巯基苯、丁二醇二硫丙酸酯、丁二醇二硫乙醇酸酯、乙二醇二硫乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三硫乙醇酸酯、丁二醇二硫丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫乙醇酸酯、季戊四醇四硫丙酸酯、季戊四醇四硫乙醇酸酯、三羟乙基三硫丙酸酯,多羟基化合物的硫乙醇酸酯、硫代丙酸酯等,优选使用三羟甲基丙烷三硫丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫乙醇酸酯、季戊四醇四硫丙酸酯等,更优选使用的是季戊四醇四硫丙酸酯。
上述的光聚合引发剂中,可以并用本领域中通常使用的光聚合引发剂,可以举出的有,例如,苯偶因系、二苯甲酮系、噻吨酮系、蒽系引发剂等。更具体的可以举出以下的化合物,而且这些可以单独使用也可以2种以上组合使用。
(i)苯偶因系
苯偶因、
苯偶因甲基醚、
苯偶因乙基醚、
苯偶因异丙基醚、
苯偶因异丁基醚等。
(ii)二苯甲酮系
二苯甲酮、
o-苯甲酰安息香酸甲酯、
4-苯基二苯甲酮、
4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫化物、
3,3’,4,4’-四(叔-丁基过氧化羰基)二苯甲酮、
2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
(iii)噻吨酮系
2-异丙基噻吨酮、
4-异丙基噻吨酮、
2,4-二乙基噻吨酮、
2,4-二氯噻吨酮、
1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
(iv)蒽系
9,10-二甲氧基蒽、
2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、
9,10-二乙氧基蒽、
2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
(v)其他
2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物、
2,2’-双(o-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、
10-丁基-2-氯吖啶酮、
2-乙基蒽醌、
苯偶酰、
9,10-菲醌、
樟脑醌、
苯酰甲酸甲酯、
二茂钛(チタノセン)化合物等。
光聚合引发剂,可以单独使用也可以多个组合使用。
另外,光聚合引发剂中,还可以组合使用光聚合引发助剂。
作为光聚合引发助剂,可以举出,例如,胺系化合物、烷氧基
蒽系化合物、噻吨酮系化合物等。
作为胺系化合物,可以举出,例如,三乙醇胺、甲基二乙醇胺、
三异丙醇胺、4-二甲基氨基安息香酸甲酯、4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸异戊酯、安息香酸2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基安息香酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、(通称米期勒氏酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,其中优选4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
作为烷氧基蒽系化合物,可以举出,例如,9,10-二甲氧基蒽、
2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
作为噻吨酮系化合物,可以举出,例如,2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氨-4-丙氧基噻吨酮等。
作为光聚合引发助剂,也可以使用市售的光聚合引发助剂,作为市售的光聚合引发助剂,可以举出,例如,商品名「EAB-F」(保土谷化学工业(株)制)等。
作为光聚合引发剂和光聚合引发助剂的组合,可以举出,例如,二乙氧基苯乙酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、苄基二甲基酮缩醇/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等,优选的可以举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
光聚合引发剂,相对于粘合剂树脂和光聚合性化合物的合计量100质量份,优选0.1~40质量份,更优选1~30质量份。另外,光聚合引发助剂,相对于粘合剂树脂和光聚合性化合物的合计量100质量份,优选0.1~50质量份,更优选1~40质量份。光聚合引发剂是0.1~40质量份时,光敏性树脂组合物的光敏度增高,使用上述的光敏性树脂组合物形成的象素部的强度、和上述象素的表面的平滑性有变好的倾向,所以是优选的。
另外,光聚合引发助剂是0.1~50质量份时,可使得到的光敏性树脂组合物的光敏度更进一步地提高,使用上述的光敏性树脂组合物形成的彩色滤光片的生产性有提高的倾向,所以是优选的。
本发明的光敏性树脂组合物中,还可以含有溶剂。
作为该溶剂,可以举出,例如,乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚和乙二醇单丁基醚之类的乙二醇单烷基醚类;
二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚之类的二乙二醇二烷基醚类;
甲基溶纤剂乙酸酯和乙基溶纤剂乙酸酯之类的乙二醇烷基醚乙酸酯类;
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、甲氧基丁基乙酸酯和甲氧基戊基乙酸酯之类的亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类;
苯、甲苯、二甲苯和1,3,5-三甲基苯之类的芳族烃类;
甲基乙基甲酮、丙酮、甲基戊基甲酮、甲基异丁基甲酮和环己酮等酮类;
乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇和丙三醇等醇类;
3-乙氧基丙酸乙酯和3-甲氧基丙酸甲酯之类的酯类;
γ-丁内酯等环状酯类等。
其中,丙二醇单甲基醚乙酸酯是优选使用的。
这些溶剂可以单独使用也可以2种以上混合使用。
光敏性树脂组合物中的溶剂含量,优选的是60~90质量%,更优选的是70~85质量%。溶剂的含量是60~90质量%时,有涂覆性好的倾向,所以是优选的。
本发明的光敏性树脂组合物中,根据需要,还可以含有填充剂、其他高分子化合物、颜料分散剂、粘着促进剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、防凝材料等添加剂。
作为填充剂,具体地,可以举出,玻璃、二氧化硅、氧化铝等,而作为其他的高分子化合物,具体地,可以举出,聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟代烷基丙烯酸酯等。
作为颜料分散剂,可以使用市售的颜料分散剂,例如,有机硅系、氟系、酯系、阳离子系、阴离子系、非离子系、两性等表面活性剂等,这些可以单独使用也可以2种以上组合使用。
作为上述的表面活性剂,可以举出,例如,聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚乙二醇二酯类、山梨糖醇酐脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类、聚乙烯亚胺类等,除此之外,还有是下述商品名的市售品:KP(信越化学工业(株)制)、ポリフロ-〔共荣化学(株)制〕、エフトツプ〔ト-ケムプロダクツ社制〕、メガフアツクス〔大日本ィンキ化学工业(株)制〕、フロラ-ド〔住友ス-エム(株)制〕、アサヒガ-ド、サ-フロン〔以上,旭硝子(株)制〕、ソルスパ-ス〔ゼネカ(株)制〕、EFKA(EFKA CHEMICALS社制)、PB821(味の素(株)制)等。
作为粘着促进剂,具体地可以举出,乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)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、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
作为防氧化剂,具体地可以举出,2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚等。
作为紫外线吸收剂,具体地可以举出,2-(3-叔-丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等。
作为防凝剂,具体地可以举出,聚丙烯酸钠等。
本发明的光敏性树脂组合物,例如,可按以下操作进行配制。即,将着色剂预先与溶剂混合,用球磨机等进行分散,使着色剂的平均粒径约达到0.2μm以下左右。这时,根据需要,还可使用颜料分散剂,也可配合含(甲基)丙烯酸的粘合剂树脂的一部分或全部。向得到的分散液(下面,有时称做混合基料)中,按照规定的浓度添加剩下的含(甲基)丙烯酸的粘合剂树脂、光聚合性化合物和光聚合引发剂、需要时还有添加剂、另外根据需要再追加溶剂,由此可以获得目的光敏性树脂组合物。
如此操作配制的光敏性树脂组合物,涂敷到衬底上,除去溶剂等挥发成分而形成层,再通过光掩模(マスク)使上述的层曝光、显影,由此可形成图案。
这里,作为衬底,可以举出,例如,玻璃衬底、硅衬底、聚碳酸酯衬底、聚酯衬底、芳香族聚酰胺衬底、聚酰胺酰亚胺衬底、聚酰亚胺衬底、Al衬底、GaAs衬底等表面平坦的衬底等。
对于这些衬底,还可以施以如下的前处理:如采用硅烷偶联剂等试剂的试剂处理、等离子体处理、离子镀处理、溅射处理、气相反应处理、真空蒸镀处理等。
另外,在这些衬底上,还可以形成别的着色图案。
作为衬底使用硅衬底时,在硅衬底等的表面上还可以形成电荷耦合器件(CCD)、薄膜晶体管(TFT)等。
为了在上述的衬底(包含形成别的着色图案的衬底)上面涂敷光敏性树脂组合物,优选采用以往的旋涂器和省液涂敷器、尤其是旋涂器在衬底等上进行涂敷,接着进行加热干燥(预烘烤)除去溶剂等挥发成分。加热,通常在40℃~120℃左右下,进行1~5分钟左右。
如此操作,能够在衬底或形成别的着色图案的衬底上,形成由光敏性树脂组合物构成的平坦性更好的层。
形成的层,通过光掩模进行曝光、显影。
在曝光时,可使用i线(波长365nm)、h线、g线等,但优选使用i线(波长365nm)。对于i线(波长365nm)的光源优选使用超高压水银灯(ゥシォ电机(株)社制;HB-75105AA OP1)等,照射光量,通常是50~400mJ/cm2左右。
显影,通常使用含后述的碱性化合物和表面活性剂的显影液。
另外,曝光、显影后,根据需要,还可在150~230℃下,进行10~60分钟左右的加热固化(后烘烤)。
具体地,按照如下操作将光敏性树脂组合物涂敷到衬底上,并进行曝光(光固化)和显影,则可作成黑色矩阵或着色象素等。
首先,将该光敏性树脂组合物在衬底(通常玻璃)上进行旋涂,并通过预烘烤除去溶剂,得到平滑的涂膜。此时的涂膜厚度是1~3μm左右。
对这样得到的涂膜,通过为形成目的黑色矩阵或象素的负性掩模(ネガマスク)照射紫外线。此时,优选使用,对于全部曝光部可均匀地照射平行光线,且可使掩模与衬底进行正确的位置吻合那样的掩模对准器等装置。
另外,在这之后,使固化结束的涂膜与稀碱水溶液接触使未曝光部分溶解,再通过显影,得到作为目的的黑色矩阵或象素。显影后,根据需要,还可在150~230℃下,进行10~60分钟的加热固化(后烘烤)。
作为曝光后的显影中使用的显影液,通常可使用含碱性化合物和表面活性剂的水溶液。而碱性化合物,使用无机和有机碱性化合物都可以。
作为无机碱性化合物的具体例,可以举出,氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼酸钠、硼酸钾、氨等。
另外,作为有机碱性化合物的具体例,可以举出,四甲基氢氧化铵、2-羟乙基三甲基氢氧化铵、单甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、单乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、单异丙基胺、二异丙基胺、乙醇胺等。
这些无机和有机碱性化合物,可单独使用也可2种以上组合使用。
显影液中的碱性化合物的浓度,优选是0.01~10质量%,更优选是0.03~5质量%。
碱性显影液中的表面活性剂,可以是非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂或阳离子系表面活性剂。
作为非离子系表面活性剂的具体例,可以举出,聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、其他的聚氧乙烯衍生物,环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
作为阴离子系表面活性剂的具体例,可以举出,月桂醇硫酸酯钠或油醇硫酸酯钠之类的高级醇硫酸酯盐类,月桂基硫酸钠或月桂基硫酸铵之类的烷基硫酸盐类,十二烷基苯磺酸钠或十二烷基萘磺酸钠之类的烷基芳基磺酸盐类等。
作为阳离子系表面活性剂的具体例,可以举出,硬脂酰胺盐酸盐或月桂基三甲基氯化铵之类的胺盐或季铵盐等。
这些表面活性剂,可单独使用也可2种以上组合使用。
显影液中表面活性剂的浓度,通常是0.01~10质量%,优选是0.05~8质量%,更优选是0.1~5质量%。
经过向以上那样的光敏性树脂组合物的涂敷、干燥、得到的干燥涂膜的(图案形成)曝光、然后显影等各种操作,形成象素或黑色矩阵,再通过将这些操作只重复对彩色滤光片需要的色的数,则可制造彩色滤光片。
彩色滤光片,通常,是将黑色矩阵,以及红、绿和蓝三原色象素配置在衬底上的滤光片,但是,通过使用含有相当于某种色的着色材料的本发明的光敏性树脂组合物并进行上述的操作,则可得到该色的黑色矩阵或象素,关于其他的色也可以使用含有相当于所希望色的着色材料的本发明的光敏性树脂组合物并进行同样的操作,可以在衬底上配置黑色矩阵或三原色象素。当然,只要是黑色矩阵和三原色象素中的任何一色、二色或三色,都可以使用本发明的光敏性树脂组合物。而且作为遮光层的黑色矩阵,例如可由铬层等形成。
而且,使用本发明的光敏性树脂组合物制造的彩色滤光片,面内的膜厚度差小,例如,对于1~3μm的膜厚,可使面内的膜厚度差达到0.15μm以下,进一步可达到0.05μm以下.因此,这样得到的彩色滤光片,其平滑性和透明性优异,另外,通过将其组装到彩色液晶显示装置中,则可能以高收率制造优质的液晶面板。
本发明的光敏性树脂组合物,可广泛用于紫外线固化型油墨或光致抗蚀剂等,并且优选用于为形成彩色液晶显示装置或摄影元件中使用的象素(着色图像)。
实施例
在上面叙述中,是对本发明的实施方案进行说明,但是,上述中公开的本发明的实施方案,终究只是例示,而本发明的范围并不限于这些实施方案。本发明的范围,按照权利要求的范围所示,还包含那些与权利要求范围的记载均等意义的和在其范围内的所有变更的内容。下面通过实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。下面表示含量乃至使用量的%和份,若没有特别说明均是基于质量。
本实施例中使用的成分如下,并且有以下的简略表示:
(a-1)C.I.颜料红254
(a-2)C.I.颜料黄139
(a-3)C.I.颜料绿36
(a-4)C.I.颜料黄150
(b-1)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.08%]
(b-2)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.28%]
(b-3)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.45%]
(b-4)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.68%]
(b-5)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中不含有甲基丙烯酸]
(b-6)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为35,000,粘合剂树脂中不含有甲基丙烯酸]
(b-7)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为35,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.39%]
(b-8)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为27∶73,酸值为83,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中不含有甲基丙烯酸]
(b-9)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为27∶73,酸值为83,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.41%]
(b-10)粘合剂聚合物:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为35∶65,酸值为135,聚苯乙烯换算重均分子量为28,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.10%]
(b-11)粘合剂树脂:甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物[甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元之比以物质量比(摩尔比)计为30∶70,酸值为113,聚苯乙烯换算重均分子量为25,000,粘合剂树脂中含有的甲基丙烯酸的量,相对于粘合剂树脂以质量分率计是0.02%]
(c-1)光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制KAYARADDPHA)
(d-1)光聚合引发剂:2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮
(d-2)光聚合引发剂:2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪
(d-3)光聚合引发剂:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮
(e-1)光聚合引发助剂:2,4-二乙基噻吨酮
(e-1)光聚合引发助剂:4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮
(f)溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯
(g)环氧化合物:[邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、「スミエポキシESCN-195XL-80」(住友化学工业(株)制)]
实施例1
[光敏性树脂组合物1和树脂溶液1的配制]
(a-1)              5.36质量份
(a-2)              1.34质量份
聚酯系颜料分散剂   2.54质量份
(b-1)              5.04质量份
(c-1)              3.36质量份
(d-1)              0.50质量份
(d-2)              0.50质量份
(e-1)              0.50质量份
(f)             79.91质量份
(g)             0.84质量份
加以混合得到光敏性树脂组合物1。光敏性树脂组合物1中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分按质量分率计是0.02%。
另外,将
(b-1)           5.00质量份
(f)             45.00质量份
加以混合得到树脂溶液1。
将5厘米见方的コ-ニング社制#1737玻璃衬底,用中性洗涤剂、水和醇依次清洗后干燥。在该玻璃衬底上,旋涂上述光敏性树脂组合物1,接着在100℃无尘式烘箱(クリ一ンォ一ブン)中预烘烤3分钟除去挥发成分。冷却后,将上述衬底,用ゥシォ电机(株)制的超高压水银灯在大气氛围下,以150mJ/cm2的曝光量进行光照射得到涂膜A。
另一方面,使用树脂溶液1代替光敏性树脂组合物1,与上述同样操作得到涂膜B。
另外,其他的,将涂膜A的中途阶段得到的预烘烤后的衬底,不进行曝光,而是在含有非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液中23℃下浸渍80秒进行显影、水洗后、干燥而得到衬底C。
(评价)
将上述的涂膜A在空气氛围中220℃下加热60分钟时,其重量减少率,对于膜A是8.5%。减少的部分没有完全除去,污染烘烤炉内部,但是,由于烘烤炉的污染物从炉的内壁脱落下来附着在涂膜上从而导致的成品率问题得到了改善。
另外,按上述同样地处理涂膜B时,其重量减少率是15.3%。
上述衬底C的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,当使用膜厚度计(DEKTAK3((株)ULVAC制)测定其面内的膜厚度差时,是18。
实施例2
[光敏性树脂组合物G的配制]
(a-3)               4.574质量份
(a-4)               1.960质量份
聚酯系颜料分散剂    1.502质量份
(b-10)              4.722质量份
(c-1)               3.863质量份
(d-3)               1.030质量份
(e-2)               0.343质量份
(f)                 81.960质量份
加以混合得到光敏性树脂组合物G。
在玻璃衬底[コ-ニンゲ社制,「#1737」]的上面,采用旋涂法涂敷光敏性树脂组合物G之后,100℃下干燥3分钟使挥发成分挥发,从而形成光敏性树脂组合物的层。
冷却后,对该光敏性树脂组合物层不通过光掩模而照射i线[波长365nm]并进行曝光。作为i线的光源,使用超高压水银灯,照射量达到150mJ/cm2。其次,将曝光后的玻璃衬底(表面上形成着色光敏性树脂组合物层)浸渍在显影液(以质量分率计分别含0.05%氢氧化钾,0.2%丁基萘磺酸钠的水溶液)中并进行显影、用纯水洗涤。然后,在空气氛围中220℃下加热20分钟,形成透明的图案。在得到的图案上,没有发现残渣。
在形成了上述的绿色象素的衬底上,将光敏性树脂组合物1用旋涂法涂敷后,100℃下干燥3分钟使挥发成分挥发,从而形成光敏性树脂组合物的层。其次,将玻璃衬底,浸渍在显影液(以质量分率计分别含0.05%氢氧化钾,0.2%丁基萘磺酸钠的水溶液)中并进行显影、用纯水洗涤。然后,在空气氛围中220℃下加热20分钟,形成透明的图案。在涂敷光敏性树脂组合物1并形成涂膜的前后,绿色象素部分的亮度值变化(使用OS P-SP200(ォリンパス光学(株)制)测定)是0.99。
实施例3
[光敏性树脂组合物2和树脂溶液2的配制]
除将(b-1)变更为(b-2)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物2和树脂溶液2。光敏性树脂组合物2中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.07%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物2和树脂溶液2之外,其余与实施例1同样地在空气氛围中220℃下加热60分钟时的重量减少率,对于光敏性树脂组合物2是9.1%,对于树脂溶液1是21.4%。减少的部分没有完全除去,污染烘烤炉内部,但是,由于烘烤炉的污染物附着在涂膜上从而导致的成品率问题得到了改善。衬底的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是22。
除将实施例1的光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物2之外,与实施例1同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是1.22。
实施例4
[光敏性树脂组合物的配制]
除将(b-1)变更为(b-3)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物3和树脂溶液3。光敏性树脂组合物3中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.11%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物3和树脂溶液3之外,其余与实施例同样地,在空气氛围中220℃下加热60分钟时的重量减少率,对于光敏性树脂组合物3是9.6%,对于树脂溶液1是26.4%。减少的部分没有完全除去,污染烘烤炉内部,但是,由于烘烤炉的污染物附着在涂膜上从而导致的成品率问题得到改善。衬底的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是24。
另外,除在实施例2中,将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物3之外,其余与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是0.87。
实施例5
[光敏性树脂组合物的配制]
除将(b-1)变更为(b-7)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物4和树脂溶液4。光敏性树脂组合物4中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.10%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物4和树脂溶液4之外,其余与实施例1同样地,在空气氛围中220℃下加热60分钟时的重量减少率,对于光敏性树脂组合物4是8.6%,对于树脂溶液4是24.2%。减少的部分没有完全除去,污染烘烤炉内部,但是,由于烘烤炉的污染物附着在涂膜上从而导致的成品率问题得到改善。衬底的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是23。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物4之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是1.19。
实施例6
[光敏性树脂组合物5和树脂溶液5的配制]
除将(b-1)变更为(b-9)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物5和树脂溶液5。光敏性树脂组合物5中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.10%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物5、树脂溶液5之外,其余与实施例1同样地,在空气氛围中220℃下加热60分钟时的重量减少率,对于光敏性树脂组合物5是9.5%,对于树脂溶液4是27.9%。减少的部分没有完全除去,污染烘烤炉内部,但是,由于烘烤炉的污染物附着在涂膜上从而导致的成品率问题得到了改善。衬底的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是19。
另外,除将实施例2的光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物5之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是1.42。
比较例1
[光敏性树脂组合物6和树脂溶液6的配制]
除将(b-1)变更为(b-4)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物6和树脂溶液6。光敏性树脂组合物6中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.17%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物6和树脂溶液6之外,其余与实施例1同样地,在空气氛围中220℃下加热60分钟时的重量减少率,对于光敏性树脂组合物6是10.6%,对于树脂溶液6是37.1%。减少的部分完全没有除去,污染烘烤炉内部,且烘烤炉的污染物附着在涂膜上而导致成品率下降。衬底的透射率,是100%而没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是28。
另外,除将实施例2的光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物6之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是1.72。
比较例2
[光敏性树脂组合物7和树脂溶液7的配制]
除将(b-1)变更为(b-5)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物7和树脂溶液7。光敏性树脂组合物7中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物7和树脂溶液7之外,其余与实施例1同样地操作时,衬底的透射率,是97%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是32。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物7之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是3.02。
比较例3
[光敏性树脂组合物8和树脂溶液8的配制]
除将(b-1)变更为(b-6)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物8和树脂溶液8。光敏性树脂组合物8中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物8和树脂溶液8之外,其余与实施例1同样地操作时,衬底的透射率,是96%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是22。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物8之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是2.89。
比较例4
[光敏性树脂组合物9和树脂溶液9的配制]
除将(b-1)变更为(b-8)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物9和树脂溶液9。光敏性树脂组合物9中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物9和树脂溶液9之外,其余与实施例1同样地操作时,衬底的透射率,是95%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是32。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物9之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是5.89,是不良的。
比较例5
[光敏性树脂组合物10的配制]
除将(b-1)变更为(b-5),还添加丙二酸0.2质量份之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物10。光敏性树脂组合物10中甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%,另外,丙二酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是1.0%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物10之外,其余与实施1同样地操作时,衬底的透射率,是100%且在衬底上没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是88,是不良的。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物10之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是6.42,是不良的。
比较例6
[光敏性树脂组合物11的配制]
除将(b-1)变更为(b-5),还添加马来酸0.2质量份之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物11。光敏性树脂组合物11中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%,另外,马来酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是1.0%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物11之外,其余与实施例1同样地操作时,衬底的透射率,是100%且在衬底上没有光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是82,是不良的。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物10之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是6.44,是不良的。
比较例7
[光敏性树脂组合物12的配制]
除将(b-1)变更为(b-11)之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物12。光敏性树脂组合物12中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.005%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物12、树脂溶液12之外,其余与实施例1同样地操作时,衬底的透射率,是98%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是30。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物12之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是3.00。
比较例8
[光敏性树脂组合物13的配制]
除将(b-1)变更为(b-5),还添加丙二酸0.02质量份之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物13。光敏性树脂组合物中的甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%,另外,丙二酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.1%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物13之外,其余与实施1同样地操作时,衬底的透射率,是98%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是52,是不良的。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物13之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是4.62,是不良的。
比较例9
[光敏性树脂组合物14的配制]
除将(b-1)变更为(b-5),还添加马来酸0.02质量份之外,与实施例1同样地操作得到光敏性树脂组合物14。光敏性树脂组合物14中甲基丙烯酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0%,另外,马来酸的含量,相对于光敏性树脂组合物的固体成分以质量分率计是0.1%。
(评价)
除了使用光敏性树脂组合物14之外,其余与实施1同样地操作时,衬底的透射率,是98%且在衬底上附着光敏性树脂组合物的残渣。另外,面内的膜厚度差是54,是不良的。
另外,在实施例2中,除将光敏性树脂组合物1变更为光敏性树脂组合物14之外,与实施例2同样操作时,绿色象素部分的亮度变化是4.74,是不良的。
工业实用性
按照本发明,能够提供在显影除去部残渣的残留少,且可制造平坦性优异的象素的光敏性树脂组合物。
另外,通过使用本发明的光敏性树脂组合物,能更好地解决在采用后工序的热处理中因烘烤炉污染而产生的成品率下降和因显影残渣而产生的成品率下降的两个方面问题的平衡,因此能够制造生产性优、且高质量的彩色滤光片。

Claims (7)

1.光敏性树脂组合物,该组合物是含具有由(甲基)丙烯酸导入的结构单元的粘合剂树脂和(甲基)丙烯酸的光敏性树脂组合物,其特征在于,光敏性树脂组合物的固体成分中的(甲基)丙烯酸的含量是0.010~0.16质量%。
2.权利要求1所述的光敏性树脂组合物,其中光敏性树脂组合物的固体成分中的粘合剂树脂的含量是5~90质量%。
3.权利要求1或2所述的光敏性树脂组合物,其中还含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂。
4.权利要求1~3任一项中所述的光敏性树脂组合物,其中还含有着色剂。
5.图案,该图案是使用权利要求1~4任一项中所述的光敏性树脂组合物形成的。
6.彩色滤光片,该滤光片含有权利要求5所述的图案。
7.液晶显示装置,该装置配备有权利要求6所述的彩色滤光片。
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