具体实施方式
下面详细地说明本发明。
<感放射线性树脂组合物>
共聚物[A]
感放射线性树脂组合物中的[A]成分,是由(a1)乙烯性不饱和羧酸和/或乙烯性不饱和羧酸酐(以下简称“不饱和羧酸类化合物(a1)”)、(a2)含有环氧基的乙烯性不饱和化合物(以下简称“含有环氧基的不饱和化合物(a2)”)和(a3)其它的乙烯性不饱和化合物(以下简称“其它的不饱和化合物(a3)”)的共聚物(以下简称“共聚物[A]”)。
在构成共聚物[A]的各成分中,所述的不饱和羧酸类化合物(a1)例如可以举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、柠檬酸、琥珀酸-1(2-丙烯酰氧基乙酯)、琥珀酸-1(2-甲基丙烯酰氧基乙酯)、富马酸-1(2-丙烯酰氧基乙酯)、富马酸-1(2-甲基丙烯酰氧基乙酯)等一元羧酸类;马来酸、富马酸、柠檬酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸类;上述二元羧酸的酐类等。
在这些不饱和羧酸类化合物(a1)中,从共聚合反应性、所得共聚物[A]的对于碱水溶液的溶解性和容易得到的角度考虑,优先选用丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐等。
在共聚物[A]中,不饱和羧酸类化合物(a1)可以单独使用或者2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于不饱和羧酸类化合物(a1)的重复单元的含有率在5-50重量%为宜,优选的是10-40重量%,最好是15-30重量%。这种情况下,来源于不饱和羧酸类化合物(a1)的重复单元的含有率低于5重量%时,则对于碱水溶液的溶解性往往较低,反之,超过40重量%时,所得到的共聚物对于碱水溶液的溶解性可能会过大。
另外,所述的含有环氧基的不饱和化合物(a2)例如可以举出:丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、丙烯酸3,4-环氧基丁酯、丙烯酸6,7-环氧基庚酯、丙烯酸3,4-环氧基环己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸3,4-环氧基丁酯、甲基丙烯酸6,7-环氧基庚酯、甲基丙烯酸3,4-环氧基环己酯等(甲基)丙烯酸环氧基烷基酯类;α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧基丁酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧基庚酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧基环己酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯等α-烷基丙烯酸环氧基烷基酯类;邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等不饱和缩水甘油醚类等。
在这些含有环氧基的不饱和化合物(a2)中,从共聚合反应性和间隔物强度的角度考虑,优先选用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸6,7-环氧基庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等。
在共聚物[A]中,含有环氧基的不饱和化合物(a2)可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于含有环氧基的不饱和化合物(a2)的重复单元的含有率在10-70重量%为宜,优选的是20-60重量%,最好是30-50重量%。这种情况下,来源于含有环氧基的不饱和化合物(a2)的重复单元的含有率低于10重量%时,所得到的间隔物的抗压强度往往较低,反之,超过70重量%时,所得到的共聚物的保存稳定性往往较低。
此外,所述的其它的不饱和单体(a3)例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯,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、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基、丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙基酯、丙烯酸异冰片基酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基、甲基丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙基酯、甲基丙烯酸异冰片基酯等其它的(甲基)丙烯酸脂环式酯类;丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸的芳基酯或芳烷基酯类;丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷酯类;丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸(四氢吡喃-2-基)甲酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸(四氢吡喃-2-基)甲酯等(甲基)丙烯酸的含有氧原子的杂五环酯或杂六环酯;马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等不饱和二羧酸二烷基酯类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等乙烯基芳香族化合物;1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯类化合物;此外还可以举出丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯、偏氯乙烯、醋酸乙烯等。
在这些其它的不饱和化合物(a3)中,从共聚合反应性和所得共聚物[A]对于碱水溶液的溶解性方面考虑,优先选用丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基、甲基丙烯酸四氢糠酯、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯等。
在共聚物[A]中,其它的不饱和化合物(a3)可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于其它的不饱和化合物(a3)的重复单元的含有率在10-70重量%为宜,优选的是20-50重量%,最好是30-50重量%。这种情况下,来源于其它的不饱和化合物(a3)的重复单元的含有率低于10重量%时,所得共聚物的保存稳定性往往较低,反之,超过70重量%时,所得共聚物对于碱水溶液的溶解性往往较低。
共聚物[A],具有羧基和/或羧酸酐基以及环氧基,对于碱水溶液具有适度的溶解性,同时,即使没有并用特别的固化剂,通过加热也可以容易使其固化,含有该共聚物的感放射线性树脂组合物在使用由碱水溶液构成的显像液进行显像时,不会产生显像残余和膜减少,能容易地形成规定图案的间隔物。
共聚物[A]例如可以通过将不饱和羧酸类化合物(a1)、含有环氧基的不饱和化合物(a2)和其它的不饱和化合物(a3)置于适当的溶剂中,在自由基聚合引发剂存在下进行聚合而制造。
上述聚合所使用的溶剂例如可以举出如下:
甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、苄醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇等醇类;
四氢呋喃、二噁烷等醚类;
乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一正丙基醚、乙二醇一正丁基醚等乙二醇一烷基醚类;
乙二醇一甲醚丙烯酸酯、乙二醇一乙醚丙烯酸酯、乙二醇一正丙基醚丙烯酸酯、乙二醇一正丁基醚丙烯酸酯等乙二醇一烷基醚丙烯酸酯类;
二乙二醇一甲醚丙烯酸酯、二乙二醇一乙醚丙烯酸酯等二乙二醇一烷基醚丙烯酸酯类;
乙二醇一甲醚丙酸酯、乙二醇一乙醚丙酸酯、乙二醇一正丙基醚丙酸酯、乙二醇一正丁基醚丙酸酯等乙二醇一烷基醚丙酸酯类;
二乙二醇一甲醚、二乙二醇一乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚等二乙二醇烷基醚类;
丙二醇一甲醚、丙二醇一乙醚、丙二醇一正丙基醚、丙二醇一正丁基醚等丙乙二醇一烷基醚类;
丙乙二醇一甲醚丙烯酸酯、丙乙二醇一乙醚丙烯酸酯、丙乙二醇一正丙基醚丙烯酸酯、丙乙二醇一正丁基醚丙烯酸酯等丙乙二醇一烷基醚丙烯酸酯类;
丙乙二醇一甲醚丙酸酯、丙乙二醇一乙醚丙酸酯、丙乙二醇一正丙基醚丙酸酯、丙乙二醇一正丁基醚丙酸酯等丙乙二醇一烷基醚丙酸酯类;
甲苯、二甲苯等芳香族烃类;
甲基乙基酮、2-戊酮、3-戊酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等酮类;
2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸正丙基酯、2-甲氧基丙酸正丁基酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸正丙基酯、2-乙氧基丙酸正丁基酯、2-正丙氧基丙酸甲酯、2-正丙氧基丙酸乙酯、2-正丙氧基丙酸正丙基酯、2-正丙氧基丙酸正丁基酯、2-正丁氧基丙酸甲酯、2-正丁氧基丙酸乙酯、2-正丁氧基丙酸正丙基酯、2-正丁氧基丙酸正丁基酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸正丙基酯、3-甲氧基丙酸正丁基酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸正丙基酯、3-乙氧基丙酸正丁基酯、3-正丙氧基丙酸甲酯、3-正丙氧基丙酸乙酯、3-正丙氧基丙酸正丙基酯、3-正丙氧基丙酸正丁基酯、3-正丁氧基丙酸甲酯、3-正丁氧基丙酸乙酯、3-正丁氧基丙酸正丙基酯、3-正丁氧基丙酸正丁基酯等烷氧基丙酸烷基酯类;
乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸正丙酯、羟基乙酸正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸正丙酯、3-羟基丙酸正丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸正丙酯、甲氧基乙酸正丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸正丙酯、乙氧基乙酸正丁酯、正丙氧基乙酸甲酯、正丙氧基乙酸乙酯、正丙氧基乙酸正丙酯、正丙氧基乙酸正丁酯、正丁氧基乙酸甲酯、正丁氧基乙酸乙酯、正丁氧基乙酸正丙酯、正丁氧基乙酸正丁酯等其它的酯类。
在这些溶剂中,优先选用二乙二醇烷基醚类、丙二醇一烷基醚丙酸酯类、烷氧基丙酸烷基酯类等。
上述溶剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
另外,上述聚合所使用的自由基聚合引发剂没有特别的限制,例如可以举出2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化新戊酸酯、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;以及过氧化氢等。在使用过氧化物作为自由基聚合引发剂的场合,也可以并用还原剂作为氧化还原型引发剂。
这些自由基聚合引发剂,可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
这样得到的共聚物[A],可以直接以溶液的状态用来制备感放射线性树脂组合物,也可以从溶液中分离出来用于制备感放射线性树脂组合物。
采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的共聚物[A]的聚苯乙烯换算重均分子量(以下简称“Mw”)通常是2,000-100,000,优选的是5,000-50,000。共聚物[A]的Mw低于2,000时,所得被膜的显像性和残膜率降低,图案的形状和耐热性可能受到损害,反之,超过100,000时,图像分辨率降低,或者有可能损害图案的形状。
在本发明中,共聚物[A]可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
聚合性化合物[B]
感放射线性树脂组合物中的[B]成分,是具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物(以下简称“聚合性化合物[B]”)。
聚合性化合物[B]没有特别的限制,单官能、双官能或三官能以上的(甲基)丙烯酸酯类具有良好的聚合性,从提高所得到的间隔物的强度角度考虑优先选用这些化合物。
所述的单官能(甲基)丙烯酸酯类,例如可以举出: 丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、二乙二醇一乙醚丙烯酸酯、二乙二醇一乙醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、富马酸(2-丙烯酰氧基乙基)(2-羟丙基)酯、富马酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)(2-羟丙基)酯等。
另外,作为单官能(甲基)丙烯酸酯类的市售商品例如可以举出:アロニツクス-101、アロニツクス-111、アロニツクス-114(以上产品为东亚合成(株)制造);KAYARAD TC-110S、KAYARADTC-120S(以上产品为日本化药(株)制造);ビスコ-ト158、ビスコ-ト2311(以上产品为大阪有机化学工业(株)制造)等。
上述双官能(甲基)丙烯酸酯类例如可以举出:二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甘醇二丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、双(苯氧基乙醇)芴二丙烯酸酯、双(苯氧基乙醇)芴二甲基丙烯酸酯等。
作为双官能(甲基)丙烯酸酯类的市售商品例如可以举出:アロニツクス-210、アロニツクス-240、アロニツクス-6200(以上产品为东亚合成(株)制造);KAYARAD HDDA、KAYARAD HDDAHX-220、KAYARAD HDDA R-604(以上产品为日本化药(株)制造);ビスコ-ト260、ビスコ-ト312、ビスコ-ト335HP(以上产品为大阪有机化学工业(株)制造)等。
上述三官能以上的(甲基)丙烯酸酯类,例如可以举出:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)膦酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)膦酸酯。作为9官能以上的(甲基)丙烯酸酯类,可以举出使具有亚烷基链和脂环式结构且含有2个以上异氰酸酯基的化合物与分子内具有1个以上羟基的三官能、4官能或5官能的(甲基)丙烯酸化合物反应得到的悄烷丙烯酸酯类化合物等。
作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯类的市售商品例如可以举出:アロニツクスM-309、アロニツクス-400、アロニツクス-405、アロニツクス-450、アロニツクス-7100、アロニツクス-8030、アロニツクス-8060、アロニツクスTO-1450(以上产品为东亚合成(株)制造);KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPHA、KAYARADDPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARADDPCA-120(以上产品为日本化药(株)制造);ビスコ-ト295、ビスコ-ト300、ビスコ-ト360、ビスコ-トGPT、ビスコ-ト3PA、ビスコ-ト400(以上产品为大阪有机化学工业(株)制造),作为含有尿烷丙烯酸酯类化合物的市售商品可以举出ニユ-フロンテイアR-1150(第一工业制药(株)制造)、KAYARAD DPHA-40H(日本化药(株)制造)等。
在这些单官能、双官能或3官能以上的(甲基)丙烯酸酯类中,优先选用3官能以上的(甲基)丙烯酸酯类,特别优先选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯。
在本发明中,聚合性化合物[B]可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在感放射线性树脂组合物中,相对于100重量份的共聚物[A],聚合性化合物[B]的用量在50-140重量份为宜,优选的是60-120重量份。这种情况下,聚合性化合物[B]的用量不到50重量份时,使用由碱水溶液构成的显像液进行显像时,有可能产生显像残余,反之,其用量超过140重量份时,所得间隔物的硬度往往比较低。
聚合引发剂[C]
感放射线性树脂组合物中的[C]成分,是以上述式(1)或式(2)所示的O-酰基肟型咔唑类化合物(以下简称“咔唑类化合物(C1)”)作为必要成分,使用可见光、紫外线、远紫外线、带电粒子线、X射线等放射线曝光时产生能引发聚合性化合物[B]聚合的活性种的感放射线性聚合引发剂(以下简称“聚合引发剂[C]”)。
在式(1)和式(2)中,R1、R2和R3的碳原子数1-12的直链、支链或环状的烷基例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、环戊基、环己基等。
另外,R4、R5和R6的碳原子数1-6的直链、支链或环状的烷基例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环戊基、环己基等。
在相对于R1、R2、R3、R4、R5和R6的各烷基的取代基以及相对于R1和R2的各苯基的取代基中,作为碳原子数1-6的直链、支链或环状的烷氧基,例如可以举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基等,作为卤原子例如可以举出氟原子、氯原子等。
另外,在相对于R1和R2的各苯基的取代基中,作为碳原子数1-6的直链、支链或环状的烷基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等。
在各烷基和各苯基中,这些取代基可以存在1个以上或1种以上。
在式(1)和式(2)中,R1优选的是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基等,R2优选的是氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等,R3优选的是氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等,R4、R5和R6优选的是氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等。
作为优选的咔唑类化合物(C1),例如可以举出1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-戊烷-1,2-戊烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-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)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(1,3,5-三甲基苯甲酰基)-9.H.-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)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯等。
在这些咔唑类化合物(C1)中,特别优先选用1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯。
在本发明中,咔唑类化合物(C1)可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
另外,在感光性树脂组合物中,与咔唑类化合物(C1)一起还可以并用其它的感放射线性聚合引发剂(以下简称“其它聚合引发剂”) 。
所述的其它聚合引发剂,优选的是O-酰基肟型化合物(以下简称“其它的O-酰基肟型聚合引发剂”)。
所述的其它O-酰基肟型聚合引发剂,例如可以举出:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-乙酰基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-(4-甲基苯甲酰基肟))等。
在这些其它的O-酰基肟型聚合引发剂中,特别优选的是1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)。
上述其它的O-酰基肟型聚合引发剂,可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在本发明中,通过使用咔唑类化合物(C1)或者咔唑类化合物(C1)和其它的O-酰基肟型聚合引发剂,即使在1,500J/m2以下的曝光量,也可以形成高灵敏度且与基板的粘附性良好的显示面板用间隔物。
在感放射线性树脂组合物中,相对于100重量份的聚合性化合物[B],咔唑类化合物(C1)和其它的O-酰基肟型聚合引发剂的合计用量在5-30重量份为宜,优选的是5-20重量份。这种情况下,该合计用量低于5重量份时,使用由碱水溶液构成的显像液显像时,残留膜比率往往较低,反之,超过30重量份时,未曝光部位对于该显像液的溶解性往往降低。
另外,将咔唑类化合物(C1)和其它的O-酰基肟型聚合引发剂并用时,相对于咔唑类化合物(C1)和其它的O-酰基肟型聚合引发剂的合计量,其它的O-酰基肟型聚合引发剂的使用比例在50重量%以下为宜,优选的是1-30重量%。这种情况下,其它的O-酰基肟型聚合引发剂的使用比例超过50重量%时,所得到的间隔物的图案形状有可能受到损害。
此外,作为其它的O-酰基肟型聚合引发剂以外的其它聚合引发剂,例如可以举出二咪唑类化合物、苯偶姻类化合物、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、α-二酮类化合物、多核醌类化合物、占吨酮类化合物、膦类化合物、三嗪类化合物等,其中优先选用苯乙酮类化合物和二咪唑类化合物。
上述苯乙酮类化合物例如可以举出α-羟基酮类化合物、α-氨基酮类化合物等。
上述的α-羟基酮类化合物,例如可以举出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;上述的α-氨基酮类化合物,例如可以举出2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等。
另外,作为α-羟基酮类化合物和α-氨基酮类化合物以外的苯乙酮类化合物,例如可以举出2,2-二甲氧基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。
这些苯乙酮类化合物,可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在本发明中,通过使用苯乙酮类化合物作为其它的聚合引发剂,可以进一步改善灵敏度、所得到的间隔物的形状和抗压强度等。
上面所述的二咪唑类化合物,例如可以举出:2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑等。
在这些二咪唑类化合物中,优先选用2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑,特别优选的是、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑。
上述的二咪唑类化合物,可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
在本发明中,通过使用二咪唑类化合物作为其它的聚合引发剂,可以进一步改善灵敏度、图像分辨率以及所得到的间隔物与基板的粘附性。
此外,在使用二咪唑类化合物作为其它的聚合引发剂的场合,为了使其敏化,可以并用具有二烷基氨基的芳香族化合物(以下简称“含有二烷基氨基的敏化剂”)。
所述的含有二烷基氨基的增感剂,例如可以举出4,4’-二(二甲氨基)苯甲酮、4,4’-二(二乙氨基)苯甲酮、对二甲氨基苯甲酸乙酯、对二乙氨基苯甲酸乙酯、对二甲氨基苯甲酸异戊酯、对二乙氨基苯甲酸异戊酯等。
在这些含有二烷基氨基的增感剂中,优选的是4,4’-二(二乙氨基)苯甲酮。
上述含有二烷基氨基的增感剂,可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
相对于100重量份的共聚物[A],含有二烷基氨基的增感剂的用量在0.1-50重量份为宜,优选的是1-20重量份。这种情况下,含有二烷基氨基的增感剂的用量低于0.1重量份时,所得间隔物可能发生膜减少,或者图案形状受到损害,反之,超过50重量份时,间隔物的图案形状可能受到损害。
此外,作为其它的聚合引发剂并用二咪唑类化合物和含有二烷基氨基的增感剂,可以添加硫醇类化合物作为供给氢的化合物。二咪唑类化合物被含有二烷基氨基的增感剂增感而开裂,产生咪唑自由基,但此时未必具有高的聚合引发能,所得到的间隔物大多形成倒锥形等不理想的形状。这个问题通过在二咪唑类化合物和含有二烷基氨基的增感剂共存的系统中添加硫醇类化合物可以得到缓解。即,通过由硫醇化合物向咪唑自由基供给氢自由基,咪唑自由基转变成中性的咪唑,产生具有高的聚合引发能的硫自由基的成分,从而使间隔物的形状形成比较理想的正锥形。
所述的硫醇化合物,例如可以举出:2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑、2-巯基-5-甲氧基苯并咪唑等芳香族化合物;3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙酸乙酯、3-巯基丙酸正辛酯,作为双官能以上的化合物可以举出3,6-二噁-1,8-辛二硫醇、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等脂肪族化合物等。
这些硫醇化合物可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
相对于100重量份的咔唑类化合物(C1),硫醇类化合物的用量在0.1-50重量份为宜,优选的是1-20重量份。硫醇类化合物的用量低于0.1重量份时,可能发生所得间隔物的膜减少,或者损害图案的形状,反之,超过50重量份时,间隔物的图案形状可能受到损害。
在感放射线性树脂组合物中,相对于100重量份的所有聚合引发剂,其它聚合引发剂的使用比例在100重量份以下为宜,优选80重量份以下,最好是60重量份以下。其它的聚合引发剂的使用比例超过100重量份时,本发明的预期效果可能受到损害。
添加剂
必要时,在不损害本发明效果的范围内,例如可以在感放射线性树脂组合物中添加表面活性剂、粘结助剂、保存稳定剂、耐热性提高剂等。
上述表面活性剂是用来提高涂布性能的成分,作为优选的表面活性剂可以举出氟型表面活性剂以及硅氧烷表面活性剂。
上面所述的氟型表面活性剂,优先选用在未端、主链和侧链中的至少一个部位上具有氟烷基和/或氟亚烷基的化合物,例如:1,1,2,2-四氟-正辛基(1,1,2,2-四氟-正丙基)醚、1,1,2,2-四氟-正辛基(正己基)醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟-正戊基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟-正戊基)醚、全氟正十二烷磺酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟正十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟正癸烷,以及氟烷基苯磺酸钠类、氟烷基膦酸钠类、氟烷基羧酸钠类、氟烷基聚氧乙烯醚类、二丙三醇四(氟烷基聚氧乙烯醚)类、氟烷基碘化铵类、氟烷基甜菜碱类、氟烷基聚氧乙烯醚类、全氟烷基聚氧乙醇类、全氟烷基烷氧基化物类、氟系烷基醚类等。
另外,作为氟型表面活性剂的市售商品,例如可以举出:BM-1000、BM-1100(以上产品为BM CHEMIE公司制造),メガフアツクF142D、メガフアツクF172、メガフアツクF173、メガフアツクF183、メガフアツクF178、メガフアツクF191、メガフアツクF471、メガフアツクF476(以上产品为大日本油墨化学工业(株)制造),フロラ-ドFC-170C、フロラ-ドFC-171、フロラ-ドFC-430、フロラ-ドFC-431(以上产品为住友スリ-エム(株)制造),サ-フロンS-112、サ-フロンS-113、サ-フロンS-131、サ-フロンS-141、サ-フロンS-145、サ-フロンS-382、サ-フロンSC-101、サ-フロンSC-102、サ-フロンSC-130、サ-フロンSC-104、サ-フロンSC-105、サ-フロンSC-106(以上产品为旭硝子(株)制造),エフトツプEF301、エフトツプEF303、エフトツプEF352(以上产品为新秋田化成(株)制造),フタ-ジエントFT-100、フタ-ジエントFT-110、フタ-ジエントFT-140A、フタ-ジエントFT-150、フタ-ジエントFT-250、フタ-ジエントFT-251,フタ-ジエントFTX-251、フタ-ジエントFTX-218、フタ-ジエントFTX-300、フタ-ジエントFTX-310、フタ-ジエントFTX-400S(以上产品为(株)ネオス制造)等。
上面所述的硅氧烷表面活性剂,例如可以举出以下列商品名销售的产品:ト-レシリコ-シDC3PA、ト-レシリコ-ンDC7PA、ト-レシリコ-ンSH11PA、ト-レシリコ-ンSH21PA、ト-レシリコ-ンSH28PA、ト-レシリコ-ンSH29PA、ト-レシリコ-ンSH30PA、ト-レシリコ-ンSH-190、ト-レシリコ-ンSH-193、ト-レシリコ-ンSZ-6032、ト-レシリコ-ンSF-8428、ト-レシリコ-ンDC-57、ト-レシリコ-ンDC-190(以上产品为东レ·ダウコ-ニング·シリコ-ン(株)制造),TSF-4300、TSF-4440、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4452、TSF-4460(以上产品为GE东芝シリコ-ン(株)制造)。
此外,作为上述以外的表面活性剂,例如可以举出:聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯正辛基苯基醚、聚氧乙烯正壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚类;聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等聚氧乙烯二烷基酯类等非离子表面活性剂;作为市售的商品可以举出KP341(信越化学工业(株)制造)、ポリフロ-No.57、ポリフロ-No.95(以上产品为共荣社化学(株)制造)等。
这些表面活性剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
相对于100重量份的共聚物[A],表面活性剂的配合量在5重量份以下为宜,优选的是2重量份以下。这种情况下,表面活性剂的配合量超过5重量份时,涂布时往往容易产生涂膜粗糙。
上面所述的粘结助剂是用来进一步提高与基板的粘附性的成分,优选的粘结助剂可以举出官能性硅烷偶联剂。
上面所述的官能性硅烷偶联剂,例如可以举出:具有羧基、甲基丙烯酰基、乙烯基、异氰酸酯基、环氧基等反应性官能基的硅烷偶联剂,更具体地说,可以举出三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
这些粘结助剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
相对于100重量份的共聚物[A],粘结助剂的配合量在20重量份以下为宜,优选的是10重量份以下。这种情况下,粘结助剂的配合量如果超过20重量份,则使用由碱水溶液构成的显像液显像时,往往容易产生显像残余。
上面所述的保存稳定剂例如可以举出:硫、苯醌类、氢醌类、聚氧化合物、胺类、硝基亚硝基化合物等,更具体地说,可以举出4-甲氧基苯酚、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铝等。
这些保存稳定剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
相对于100重量份的共聚物[A],保存稳定剂的配合量在3.0重量份以下为宜,优选的是0.5重量份以下。这种情况下,保存稳定性的配合量超过3.0重量份时,灵敏度降低,所得间隔物的图案形状可能受到损害。
上面所述的耐热性提高剂,例如可以举出N-(烷氧基甲基)甘脲化合物、N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物、具有2个以上环氧基的化合物等。
上面所述的N-(烷氧基甲基)甘脲化合物,例如可以举出:N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(乙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(异丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丁氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(叔丁氧基甲基)甘脲等,其中,优先选用N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲。
上面所述的N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物,例如可以举出:N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(乙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(异丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丁氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺等,其中,优先选用N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺。
另外,作为N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物的市售商品,例如可以举出ニカラツクN-2702、ニカラツクMW-30M(以上产品为三和ケミカル(株)制造)等。
上面所述的具有2个以上环氧基的化合物,例如可以举出如下:乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、加氢双酚A二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚等。
另外,作为具有2个以上环氧基的化合物的市售商品,例如可以举出エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト80MF、エポライト100MF、エポライト1600、エポライト3002、エポライト4000(以上产品为共荣社化学(株)制造)。
这些耐热性提高剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
组合物溶液
感放射线性树脂组合物在实际使用时通常是将共聚物[A]、聚合性化合物[B]、聚合引发剂[C]等构成成分溶解于适当的溶剂中,制成组合物溶液。
用于制备上述组合物溶液的溶剂,可以使用能均匀溶解构成感放射线性树脂组合物的各成分、不与各成分反应并且具有适度挥发性的溶剂,作为这样的溶剂的例子,可以举出与关于制造共聚物[A]的聚合部分所例示的溶剂同样的溶剂。
在这些溶剂中,从各成分的溶解能力、与各成分的反应性和易于形成被膜等角度考虑,优先选用醇类、乙二醇一烷基醚乙酸酯类、二乙二醇一烷基醚乙酸酯类、二乙二醇烷基醚类、丙二醇一烷基醚乙酸酯类、烷氧基丙酸烷基酯类等,特别优先选用苯甲醇、2-苯乙醇、3-苯基-1-丙醇、乙二醇一正丁基醚乙酸酯、二乙二醇一乙基醚乙酸酯、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一乙基醚乙酸酯等。
上述溶剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
此外,在制备组合物溶液时,还可以与上述溶剂一起并用高沸点溶剂。
所述的高沸点溶剂例如可以举出:N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二正己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乙二醇一苯基醚乙酸酯等。
这些高沸点溶剂可以单独使用1种或者2种以上混合使用。
这样制备的组合物溶液,根据需要,例如还可以用孔径0.2-0.5μm的微孔过滤器等过滤后使用。
本发明的优选的感放射线性树脂组合物的组成,更具体地例如可以举出下面的(1)-(5)。
(1)下面所述的组合物,即,在构成共聚物[A]的各种成分中,不饱和羧酸类化合物(a1)由丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐中的1种或2种以上的混合物构成,含有环氧基的不饱和化合物(a2)由甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸6,7-环氧基庚酯、邻乙烯基苯甲基缩水甘油醚、间乙烯基苯甲基缩水甘油醚和对乙烯基苯甲基缩水甘油醚中的1种或2种以上的混合物构成,其它的不饱和化合物(a3)由丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基、丙烯酸四氢糠酯、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯和1,3-丁二烯中的1种或2种以上的混合物构成。
(2)上述(1)的组合物,在共聚物[A]中,来源于不饱和羧酸类化合物(a1)的重复单元的含有率是5-40重量%,优选的是10-30重量%,来源于含有环氧基的不饱和化合物(a2)的重复单元的含有率是10-70重量%,优选的是20-60重量%,来源于其它的不饱和化合物(a3)的重复单元的含有率是10-70重量%,优选的是20-50重量%。
(3)上述(1)或(2)的组合物,其中聚合性化合物[B]是单官能、双官能或三官能以上的(甲基)丙烯酸酯类,优选的是三官能以上的(甲基)丙烯酸酯类,特别优选的是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的1种或2种以上的混合物。
(4)上述(1)-(3)中任一项所述的组合物,其中,聚合引发剂[C]还含有其它O-酰基肟型聚合引发剂的1种或2种以上的混合物。
(5)上述(1)-(4)中任一项所述的组合物,其中,相对于100重量份的共聚物[A],聚合性化合物[B]的用量是50-140重量份,优选的是60-120重量份,相对于100重量份的聚合性化合物[B],聚合引发剂[C]的用量是5-30重量份,优选的是5-20重量份。
这种感放射线性树脂组合物,特别适合用来作为形成液晶面板或触摸式面板等显示面板用间隔物材料。
显示面板用间隔物
使用感放射线性树脂组合物形成显示面板用间隔物时,将组合物溶液涂布在基板的表面上,然后预烘焙,除去溶液,形成被膜。
组合物溶液的涂布方法,例如可以采用喷涂法、辊涂法、旋涂法(离心涂布法)、窄缝涂布法、绕线棒刮涂法、喷墨法等适宜的方法,特别优先选用旋涂法、窄缝涂布法。
预烘焙的条件根据各构成成分的种类和配比等而有所不同,通常是在70-90℃下烘焙1-15分钟。
然后,通过规定图案的掩模对经过预烘焙的被膜进行曝光,使之聚合,用显像液显像,除去不需要的部分,形成图案。
曝光所使用的放射线,可以适当选用可见光、紫外线、远紫外线、带电粒子线、X射线等放射线,优先选用波长在190-450nm范围内的放射线。
显像的方法例如可以是流液法、浸渍法、喷淋法等中的任一种,显像的时间通常是在常温下30-180秒。
上述的显像液例如可以使用:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨等无机碱类;乙胺、正丙胺等伯胺类;二乙胺、二正丙胺等仲胺类;三甲胺、甲基二乙胺、乙基二甲胺、三乙胺等叔胺类;二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺等叔链烷醇胺类;吡咯、哌啶、N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯等脂环族叔胺类;吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、喹啉待芳香族叔胺类;氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵等季铵盐等碱性化合物的水溶液(碱水溶液)。
另外,在上述碱水溶液中还可以添加适量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂和/或表面活性剂。
显像后,例如通过流水洗净30-90秒,除去不需要的部分,然后喷吹压缩空气或压缩氮气进行干燥,形成规定的图案。
随后,使用电热板或烘箱等加热装置,将该图案在规定的温度,例如150-250℃下加热规定的时间,在电热板上例如加热5-30分钟,在烘箱中例如加热30-90分钟,即可得到所需要的间隔物(下文中将这一加热称为后烘焙)。
本发明的感放射线性树脂组合物,可以以高的灵敏度忠实地再现掩模图案的设计尺寸,并且与基板具有良好的粘附性,在1,500J/m2以下的曝光量也可以获得理想的间隔物形状和膜厚,此外,可以形成抗压强度耐摩擦性等俱佳的显示面板用间隔物。
实施例
下面举出实施例进一步具体地说明本发明的实施方式,但本发明不限于这些实施例。
合成例1
在带有冷却管和搅拌器的烧瓶中装入2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)5重量份和二乙二醇甲基乙基醚200重量份,接着装入甲基丙烯酸18重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯40重量份、苯乙烯5重量份和甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基32重量份,用氮气置换后再装入1,3-丁二烯5重量份,一面缓慢地搅拌一面使溶液的温度上升至70℃,保持这一温度5小时并使之聚合,得到共聚物[A]的溶液(固形分浓度=33.0重量%)。该共聚物[A]的Mw是11,000。设该共聚物[A]为“共聚物[A-1]”。
合成例2
在带有冷却管和搅拌器的烧瓶中装入2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)7重量份和二乙二醇甲基乙基醚200重量份,接着装入甲基丙烯酸18重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯20重量份、苯乙烯5重量份、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基32重量份和甲基丙烯酸四氢糠酯25重量份,用氮气置换后一面缓慢地搅拌一面使溶液的温度上升至70℃,保持这一温度5小时使之聚合,得到共聚物[A]的溶液(固形分浓度=33.4重量%)。该共聚物[A]的Mw是9,000。设该共聚物[A]为“共聚物[A-2]”。
实施例1
制备组合物溶液
将作为[A]成分的共聚物[A-1]的溶液按相当于共聚物
[A-1]100重量份(固形分)的量、作为[B]成分的二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名KAYARAD DPHA、日本化药(株)制造)80重量份以及作为[C]成分的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-氨基甲酰-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯(商品名CGI-242、チバ·スペシヤリテイ-·ケミカルズ公司制造)8重量份溶解在丙二醇一甲醚乙酸酯中,使固形分浓度达到35重量%,然后用孔径0.2μm的微孔过滤器过滤,制成组合物溶液(以下简称“组合物(S-1)”)。
形成间隔物
使用离心涂布机在无碱玻璃基板上涂布组合物溶液(S-1),然后在电热板上于90℃下预烘焙3分钟,形成膜厚6.0μm的被膜。
接着,通过残留10μm见方图案的掩模,以150μm的曝光间隔,使用波长365nm的曝光强度为300W/m2的紫外线对所得被膜进行曝光。然后用0.05重量%氢氧化钾水溶液在25℃下显像60秒,用纯水洗净1分钟。然后将其放入烘箱中,在150℃下后烘焙120分钟,形成规定图案的间隔物。
然后对所得到的间隔物按下述标准进行各种评价,评价结果示于表2-1中。
(I)灵敏度的评价
对于所得到的图案,以显像后的残膜率(显像后的膜厚×100/初始膜厚,以下相同)达到90%以上的曝光量作为灵敏度,灵敏度为1,500J/m2以下时为良好。
(II)图像分辨率的评价
对于所得到的图案,根据显像后残膜率为90%以上的曝光量的最小图案尺寸进行评价。图案尺寸越小,图案分辨率越好。
(III)图案形状的评价
使用扫描电子显微镜观察所得图案的剖面形状,根据其形状相当于图1中所示的A-C中的某一种进行评价。此时,如A所示,图案边缘为正锥形的场合,图像形状良好,如B所示,图案边缘为垂直的场合,图案形状尚可,如C所示,图案边缘为倒锥形(在剖面形状中,膜表面的边比基板一侧的边长的倒三角形)的场合,在后续的摩擦处理时图案剥离的可能性非常高,因而图案形状不良。
(IV)抗压强度的评价
使用微型压缩试验机(商品名MCTM-200、(株)岛津制作所制造)测定所得图案的抗压强度。具体地说,在23℃的温度下使用直径50μm的平面压头施加10mN的载荷,测定此时的变形量,该值在0.55μm以下时,表明抗压强度良好。
(V)耐摩擦性的评价
使用液晶取向膜涂布用印刷机在形成了间隔物的基板上涂布AL3046(商品名、JSR(株)制造)作为液晶取向剂,然后在180℃下干燥1小时,形成膜厚0.05μm的取向剂涂膜。
使用具有缠绕聚酰胺制的布的辊的摩擦机,在辊转数500rpm、载物台移动速度1cm/秒的条件下,对该涂膜进行摩擦处理,根据图案有无被削去或剥离进行评价。
(VI)粘附性的评价
除了不使用图案掩模之外,与上述形成间隔物的场合同样操作,形成用于评价粘附性的固化膜。
然后,在JIS K-5400(1900)8.5的附着性试验中,进行8.5·2的划格胶带法试验,根据每100个格中残留的格数进行评价。
实施例2-18
[A]成分、[B]成份和[C]成分如表1-1中所示,除此之外与实施例1同样操作,制备各组合物溶液,形成间隔物,进行各种评价,评价结果示于表2-1中。
实施例19
将与实施例3同样的[A]成分、[B]成份和[C]成分溶解在二乙二醇乙基甲基醚中,使固形分浓度达到17.5重量%,然后用孔径0.2μm的微孔过滤器过滤,制成组合物溶液(以下简称“组合物(S-19)”)。
使用组合物(S-19)代替组合物(S-1),采用窄缝涂布机代替离心涂布机进行涂布,除此之外与实施例1同样操作,形成间隔物,进行各种评价,评价结果示于表2-1中。
实施例20
将与实施例5同样的[A]成分、[B]成份和[C]成分溶解在二乙二醇乙基甲基醚/苄醇=90/10(重量比)的混合物中,使固形分浓度达到15重量%,然后用孔径0.2μm的微孔过滤器过滤,制成组合物溶液(以下简称“组合物(S-20)”)。
使用组合物(S-20)代替组合物(S-1),采用窄缝涂布机代替离心涂布机进行涂布,除此之外与实施例1同样操作,形成间隔物,进行各种评价,评价结果示于表2-1中。
比较例1-10
[A]成分、[B]成份和聚合引发剂如表1-2中所示,除此之外与实施例1同样操作,制备各组合物溶液,形成间隔物,进行各种评价,评价结果示于表2-2中。
在表1-1和表1-2中,[A]成分以外的各种成分如下面所述。
[B]成份
B-1:二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名KAYARAD DPHA、日本化药(株)制造)
B-2:商品名KAYARAD DPHA-40H(日本化药(株)制造)
聚合引发剂
C-1:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯(商品名CGI-242、チバ·スペシヤルテイ-·ケミカルズ公司制造)
γ-1:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟(商品名CGI-124、チバ·スペシヤルテイ-·ケミカルズ公司制造)
γ-2:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(商品名イルガキユア907、チバ·スペシヤルテイ-·ケミカルズ公司制造)
γ-3:2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮(商品名イルガキユア369、チバ·スペシヤルテイ-·ケミカルズ公司制造)
γ-4:2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-二咪唑
γ-5:4,4’-二(二乙氨基)苯甲酮
γ-6:2-巯基苯并噻唑
表1-1
|
组合物的种类 |
[A]成分(份) |
[B]成分(份) |
[C]成分(份) |
实施例1 |
S-1 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(8) |
- |
- |
实施例2 |
S-2 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(5) |
γ-2(20) |
- |
实施例3 |
S-3 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(10) |
γ-3(15) |
- |
实施例4 |
S-4 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(5) |
γ-2/γ-3(10/10) |
- |
实施例5 |
S-5 |
A-1(100) |
B-1(80) |
C-1(5) |
- |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例6 |
S-6 |
A-1(100) |
B-1(80) |
C-1(3) |
γ-2(25) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例7 |
S-7 |
A-1(100) |
B-1(80) |
C-1(5) |
γ-3(20) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例8 |
S-8 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(5) |
γ-2/γ-3(10/10) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例9 |
S-9 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1/γ-1(4/1) |
γ-3(20) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例10 |
S-10 |
A-1(100) |
B-1/B-2(90/10) |
C-1(7) |
- |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例11 |
S-11 |
A-1(100) |
B-1/B-2(90/10) |
C-1(5) |
γ-2(10) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例12 |
S-12 |
A-1(100) |
B-1/B-2(90/10) |
C-1(5) |
γ-3(15) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例13 |
S-13 |
A-1(100) |
B-1/B-2(80/20) |
C-1(8) |
γ-2/γ-3(10/15) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例14 |
S-14 |
A-2(100) |
B-1/B-2(80/20) |
C-1(5) |
- |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
实施例15 |
S-15 |
A-2(100) |
B-1/B-2(60/40) |
C-1(5) |
γ-2(25) |
γ-4/-γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例16 |
S-16 |
A-2(100) |
B-1/B-2(80/20) |
C-1(5) |
γ-3(30) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例17 |
S-17 |
A-2(100) |
B-1/B-2(90/10) |
C-1(3) |
γ-2/γ-3(10/10) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例18 |
S-18 |
A-2(100) |
B-1/B-2(90/10) |
C-1/γ-1(3/2) |
γ-2/γ-3(10/5) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
实施例19 |
S-19 |
A-1(100) |
B-1(100) |
C-1(10) |
γ-3(15) |
- |
实施例20 |
S-20 |
A-1(100) |
B-1(80) |
C-1(5) |
- |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
表1-2
|
组合物的种类 |
[A]成分(份) |
[B]成分(份) |
聚合引发剂(份) |
比较例1 |
S-1 |
A-1(100) |
B-1(100) |
- |
γ-2(20) |
- |
比较例2 |
S-2 |
A-1(100) |
B-1(100) |
- |
γ-3(20) |
- |
比较例3 |
S-3 |
A-1(100) |
B-1(100) |
- |
γ-2/γ-3(10/10) |
- |
比较例4 |
S-4 |
A-1(100) |
B-1(100) |
- |
- |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
比较例5 |
S-5 |
A-1(100) |
B-1(80) |
- |
γ-2(15) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
比较例6 |
S-6 |
A-1(100) |
B-1(80) |
- |
γ-3(15) |
γ-4/γ-5/γ-6(6/6/3) |
比较例7 |
S-7 |
A-1(100) |
B-1(80) |
- |
γ-2/γ-3(15/15) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
比较例8 |
S-8 |
A-1(100) |
B-1(80) |
γ-1(5) |
γ-2/γ-3(10/10) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
比较例9 |
S-9 |
A-1(100) |
B-1/B-2(80/20) |
- |
γ-2/γ-3(10/10) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
比较例10 |
S-10 |
A-2(100) |
B-1/B-2(90/10) |
γ-1(5) |
γ-2/γ-3(10/10) |
γ-4/γ-5/γ-6(5/5/2.5) |
表2-1
|
组合物的种类 |
灵敏度(J/m2) |
图像分辨率(μm) |
图案形状 |
抗压强度(μm) |
耐摩擦性 |
粘附性 |
实施例1 |
S-1 |
1,500 |
10 |
B |
0.51 |
无 |
100 |
实施例2 |
S-2 |
1,300 |
8 |
B |
0.52 |
无 |
100 |
实施例3 |
S-3 |
1,300 |
10 |
A |
0.32 |
无 |
100 |
实施例4 |
S-4 |
1,200 |
8 |
A |
0.32 |
无 |
100 |
实施例5 |
S-5 |
1,000 |
10 |
B |
0.48 |
无 |
100 |
实施例6 |
S-6 |
800 |
8 |
B |
0.52 |
无 |
100 |
实施例7 |
S-7 |
800 |
10 |
A |
0.25 |
无 |
100 |
实施例8 |
S-8 |
800 |
8 |
A |
0.27 |
无 |
100 |
实施例9 |
S-9 |
700 |
8 |
A |
0.28 |
无 |
100 |
实施例10 |
S-10 |
800 |
12 |
A |
0.28 |
无 |
100 |
实施例11 |
S-11 |
700 |
10 |
A |
0.27 |
无 |
100 |
实施例12 |
S-12 |
700 |
12 |
A |
0.25 |
无 |
100 |
实施例13 |
S-13 |
600 |
10 |
A |
0.26 |
无 |
100 |
实施例14 |
S-14 |
900 |
8 |
A |
0.28 |
无 |
100 |
实施例15 |
S-15 |
800 |
8 |
A |
0.27 |
无 |
100 |
实施例16 |
S-16 |
800 |
8 |
A |
0.25 |
无 |
100 |
实施例17 |
S-17 |
700 |
8 |
A |
0.26 |
无 |
100 |
实施例18 |
S-18 |
600 |
8 |
A |
0.26 |
无 |
100 |
实施例19 |
S-19 |
1,300 |
10 |
A |
0.33 |
无 |
100 |
实施例20 |
S-20 |
1,000 |
10 |
B |
0.55 |
无 |
100 |
表2-2
|
组合物的种类 |
灵敏度(J/m2) |
图像分辨率(μm) |
图案形状 |
抗压强度(μm) |
耐摩擦性 |
粘附性 |
比较例1 |
S-1 |
3000 |
8 |
C |
0.57 |
有 |
80 |
比较例2 |
S-2 |
2700 |
10 |
A |
0.36 |
无 |
100 |
比较例3 |
S-3 |
2500 |
8 |
A |
0.32 |
无 |
100 |
比较例4 |
S-4 |
2200 |
10 |
B |
0.48 |
无 |
100 |
比较例5 |
S-5 |
2000 |
8 |
B |
0.56 |
无 |
100 |
比较例6 |
S-6 |
1800 |
10 |
A |
0.27 |
无 |
100 |
比较例7 |
S-7 |
1600 |
8 |
A |
0.29 |
无 |
100 |
比较例8 |
S-8 |
1700 |
8 |
A |
0.29 |
无 |
100 |
比较例9 |
S-9 |
1600 |
12 |
A |
0.29 |
无 |
100 |
比较例10 |
S-10 |
1700 |
8 |
A |
0.27 |
无 |
100 |