JP5410732B2 - 感光性樹脂組成物及び封止剤 - Google Patents

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Description

本発明は、感光性樹脂組成物及び封止剤に関する。
近年、液晶テレビや携帯電話等の表示パネルの薄型化の要求に伴い、液晶表示パネル等の表示装置についても薄型化が求められている。表示装置の薄型化には、薄いガラスを貼り合わせてガラスパネルを製造する方法と、ガラスパネルを製造した後にガラス部分を物理的又は化学的に薄くする方法と、が検討されている。このうち、薄いガラスを貼り合わせてガラスパネルを製造方法では、薄いガラスを用いることによる強度不足のために、工程中でガラスパネルが破損する可能性が高くなると考えられている。このため、通常使用される厚みのガラスを貼り合わせてガラスパネルを製造した後にガラス表面を研削又は食刻し、ガラスの厚みを薄くする方法が提案されている(特許文献1〜3)。
上述のガラス表面の研削法には、研磨等による物理的研削法とフッ酸等を用いる化学的研削法(エッチング)とがあるが、十分な強度を有するガラスの厚みの制御が容易であること、連続処理が可能であること等の理由により、フッ酸等を用いるエッチングが広く使用されている。
しかしながら、フッ酸等を用いるエッチングでは、ガラスパネルをエッチング液に浸漬すると、エッチング液がガラスパネル内部に入り込んでしまい、種々の不具合を引き起こすことがあった。そこで、このようなエッチング液の侵入を防ぐ封止剤(シール剤)が提案されている(特許文献4)。
特許2722798号公報 特開2004−77640号公報 特開2004−317981号公報 特開2007−314660号公報
特許文献4では、エポキシ当量が400〜2500eq/gであるエポキシ樹脂(a)とエチレン性不飽和基含有モノカルボン酸(a2)とを反応させて得られるオリゴマー(A)、(A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物(B)、及び光重合開始剤(C)を含有し、ガラス基板のエッチングの際にエッチング剤の侵入を防止するために使用する封止剤が提案されている。ここでは、フッ酸を用いたエッチングに対する耐性を確保するためには、分子量が大きい高粘度の樹脂組成物を封止剤として用いる必要があった。
しかしながら、表示装置の薄型化の要求により、エッチング時間の長時間化、エッチング量の高精度化が求められるようになり、狭い隙間を有するガラスパネルに封止剤を塗布すると、従来の封止剤の粘度では、封止剤をガラスパネルの隙間に浸透させるために長い時間が必要であることに加え、封止剤の隙間への浸透性が悪く、内部に浸透しきれなかった封止剤がガラスパネルの外側で盛り上がってしまい、凸状の膨らみを築いてしまうことがあった。このため、エッチング後には上記凸状の膨らみがガラスパネルよりも厚くなってしまい、ガラスパネルが破損することがあった。そこで、低粘度で隙間への浸透性に優れる封止剤が求められることとなったが、低粘度の封止剤は分子量が低く、フッ酸耐性が低下してしまうという欠点があった。さらに、粘度を調整するために溶剤を用いると、封止剤中の樹脂成分の密度が低下し、硬化した際に軟らかくなりフッ酸耐性が低下するという問題があった。
本発明は、以上の課題にかんがみてなされたものであり、優れたフッ酸耐性と優れた浸透性とを併せ持つ感光性樹脂組成物及び当該感光性樹脂組成物を用いた封止剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、特定のモノマー成分を用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
(1)本発明は、末端アクリレートオリゴマー(A)と、下記式(1)により表されるモノマー(b1)及び下記式(2)により表されるモノマー(b2)からなる群から選ばれる1種以上のモノマー(B)と、光重合開始剤(C)と、を含有する感光性樹脂組成物を提供する。
Figure 0005410732
(1)
(式中、Aは環状アミド基又は環状イミド基を有し、かつそれらの窒素原子が式(1)中の残基と結合している基を表し、R、R’、及びRは独立に水素原子又はメチル基を表し、a及びbは独立に1〜3の整数を表す。)
Figure 0005410732
(2)
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Bは単結合、又は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Rは単環式又は多環式の環状ラクトン化合物の炭素原子に結合した水素原子1個を除いて形成される残基を表す。)
(2)さらに、本発明は上記の感光性樹脂組成物を用いた封止剤を提供する。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、優れたフッ酸耐性を有することに加え、従来の封止剤用樹脂組成物よりも低い粘度を有する。このため、優れた浸透性を有し、ガラスパネル外周部に塗布した際に生じる凸状の膨らみが少ない。これにより、ガラスパネルを薄くした際の破損の可能性を低減することができる。さらに、硬化した際のフッ酸耐性の低下防止という効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、オリゴマー(A)、モノマー(B)、及び光重合開始剤(C)を含有する。また、後述するような任意成分を含有することができる。以下に各成分について説明する。
<末端アクリレートオリゴマー(A)>
本発明に係る感光性樹脂組成物が含有する末端アクリレートオリゴマー(以下、「(A)成分」ともいう。)は、オリゴマー分子の末端にCH=CHCOO−基又はCH=CCHCOO−基を有しているものから適宜選択できる。本発明においては、例えばエポキシ樹脂(a1)とビニル基含有モノカルボン酸(a2)とを反応させて得られるオリゴマーが好ましい。本明細書においては、アクリル基及びメタクリル基を有するものを総括して「アクリレート」と称する。このような(A)成分を含有することにより、優れたフッ酸耐性及び耐水性を奏することに加え、感光性樹脂組成物を硬化させた後の硬化物に適度な伸びと硬度とを与えることができる。(A)成分を構成する各成分については次のとおりである。
[エポキシ樹脂(a1)]
エポキシ樹脂(以下、「(a1)成分」ともいう。)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N−ジグリシジルアニリン、レゾルシノールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロ無水フタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
[ビニル基含有モノカルボン酸(a2)]
ビニル基含有モノカルボン酸(以下、「(a2)成分」ともいう。)としては、例えば、アクリル酸類あるいは飽和又は不飽和の二塩基酸とビニル基含有モノグリシジル化合物との反応物が挙げられる。また、アクリル酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、β−スチリルアクリル酸、β−フルフリルアクリル酸、飽和又は不飽和の二塩基酸無水物と1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート誘導体との等モル反応物である半エステル類、飽和又は不飽和二塩基酸とモノグリシジル(メタ)アクリレート誘導体類との等モル反応物である半エステル類等が挙げられる。
上記半エステル類の製造に使用する飽和又は不飽和の二塩基酸無水物としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート誘導体類としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテルの(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記半エステル類の製造に使用する飽和又は不飽和の二塩基酸としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられ、モノグリシジル(メタ)アクリレート誘導体類としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(a2)成分は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。特に好ましい(a2)成分はアクリル酸である。
(A)成分は、(a1)成分と(a2)成分とを反応させて得ることができる。この合成反応は一般的に知られている方法により行われる。例えば、エポキシ樹脂に、所定の当量比のアクリル酸又はメタクリル酸、触媒(例えば、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアミン、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、トリフェニルホスフィン、トリフェニルスチビン等)、及び重合防止剤(例えば、メトキノン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、フェノチアジン、ジブチルヒドロキシトルエン等)を添加して、例えば、80〜110℃で反応させることにより、(A)成分を得ることができる。このようにして合成した(A)成分の分子量は、300〜6000が好ましく、500〜3000がより好ましい。(A)成分がこのような分子量を有することにより、優れたフッ酸耐性及び耐水性並びに適度な粘度を有することができる。
なお、(A)成分が水酸基を有している場合は、密着性向上の点から好ましい。また、(A)成分にあたる市販品として、EBECRYL600、EBECRYL605、EBECRYL645、EBECRYL648、EBECRYL860、EBECRYL1606、EBECRYL3105、EBECRYL3213、EBECRYL3420、EBECRYL3500、EBECRYL3608、EBECRYL3700、EBECRYL3701、EBECRYL3702、EBECRYL3703、EBECRYL3708、EBECRYL6040等のエポキシアクリレート;EBECRYL303、EBECRYL740−40TP、EBECRYL745、EBECRYL767、EBECRYL1200等のアクリルアクリレート;(いずれもダイセル・サイテック製)が挙げられる。その他、CNUVE151(SARTOMER社製)等のポリエステル系アクリレート等も挙げられる。
(A)成分の含有量は、感光性樹脂組成物に対して15〜60質量%であることが好ましく、より好ましくは17〜50質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%の範囲である。上限値以下とすることにより、感光性樹脂組成物の浸透性が向上する。下限値以上とすることでフッ酸耐性が向上する。また、上記範囲内とすることで耐水性の向上に加え、硬化物に適度な伸びと硬度とを与えるという効果を奏する。
<モノマー(B)>
本発明に係る感光性樹脂組成物が含有するモノマー(以下、「(B)成分」ともいう。)は、下記式(1)により表されるモノマー(b1)及び下記式(2)により表されるモノマー(b2)からなる群から選ばれる1種以上のモノマーを有する。(B)成分を構成する各成分については次のとおりである。
[式(1)により表されるモノマー(b1)]
モノマー(b1)(以下、「(b1)成分」ともいう。)は、下記式(1)により表される。なお、「式(1)中の残基」とは、「−[−(CHR−CHR1’−O−]−CO−CR=CH」を示す。
Figure 0005410732
(1)
(式中、Aは環状アミド基又は環状イミド基を有し、かつそれらの窒素原子が式(1)中の残基と結合している基を表し、R、R’、及びRは独立に水素原子又はメチル基を表し、a及びbは独立に1〜3の整数を表す。)
式(1)中、Rは水素原子であることが好ましい。R’は水素原子であることが好ましい。bは1〜2が好ましく、1がより好ましい。
また、式(1)中、Aにおける環状骨格は、単環でも多環でもよく、また飽和環でも不飽和環でもよい。上記Aは、5〜10員環の環状骨格を、単独若しくは2以上組み合わせて有している環状アミド基又は環状イミド基であることが好ましく、5〜6員環を、単独若しくは2つ組み合わせて有している環状アミド基又は環状イミド基であることがより好ましい。
このような(b1)成分としては、例えば、下記式(1−1)〜(1−40)で表されるモノマーが挙げられる(式中、b’は1又は2の整数を表す。)。
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
中でも、環状イミドを有する式(1−5)〜(1−20)及び式(1−25)〜(1−40)で表されるモノマーが密着性向上の点で好ましい。さらにエッチング耐性向上の点で、式(1−9)〜(1−20)及び式(1−29)〜(1−40)で表されるモノマーが好ましい。特に好ましくは、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド(1−9)又はN−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド(1−10)である。(b1)成分は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。このような、(b1)成分を含有することにより、硬化する際の収縮を低減することができることに加え、密着性を高めることができる。
[式(2)により表されるモノマー(b2)]
モノマー(b2)(以下、「(b2)成分」ともいう。)は、下記式(2)により表される。
Figure 0005410732
(2)
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Bは単結合、又は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Rは単環式又は多環式の環状ラクトン化合物の炭素原子に結合した水素原子1個を除いて形成される残基を表す。)
Bがアルキレン基である場合、当該アルキレン基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。このような(b2)成分を含有することにより、硬化する際の収縮を低減できることに加え、耐熱性が向上する。このような(b2)成分としては、例えば、下記式(b2−1)〜(b2−5)で表されるモノマーが挙げられる。
Figure 0005410732
(式中、Rは上記のとおりであり、R’は水素原子、低級アルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、又はCOOR”であり、R”は水素原子、又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状、若しくは環状のアルキル基であり、mは0又は1であり、Qは酸素原子若しくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子、又は硫黄原子である。)
R’が低級アルキル基である場合、当該低級アルキル基は炭素数1〜5であることが好ましい。R”が直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である場合、当該アルキル基は炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましい。R”が環状のアルキル基である場合、当該アルキル基は炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10であることが最も好ましい。具体的には、R”はフッ素原子又はフッ素化アルキル基で置換されていてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等を例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。式(b2−1)〜(b2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
Qが酸素原子又は硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基である場合、当該アルキレン基として具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。
以下に、上記式(b2−1)〜(b2−5)で表されるモノマーの具体的な例を示す。
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
Figure 0005410732
中でも、密着性及び耐熱性向上の点から、式(b2−1)及び(b2−3)で表される群のラクトン、並びに式(b2−2−8)〜(b2−2−9)で表されるモノマーが好ましい。特に密着性向上の点で、式(b2−1−1)〜(b2−1−2)、及び式(b2−2−8)〜(b2−2−9)で表されるモノマーがより好ましく、式(b2−1−1)〜(b2−1−2)で表されるモノマーがさらに好ましく、α−メタクリロキシ−γ−ブチロラクトン及びβ−メタクリロキシ−γ−ブチロラクトンが特に好ましい。(b2)成分は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
[水酸基含有アクリレート(b3)]
さらに、本発明に係る感光性樹脂組成物は、水酸基含有アクリレート(以下、「(b3)成分」ともいう。)を含有することが好ましい。このような(b3)成分を含有することにより、硬化する際の収縮を低減できることに加え、さらに密着性を高めることができる。
このような(b3)成分としては、下記式(3−1)で表されるモノマーが挙げられる。
Figure 0005410732
(3−1)
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rはヒドロキシアルキル基を表す。)
におけるヒドロキシアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下のヒドロキシアルキル基であり、直鎖状又は分岐鎖状であることが望ましく、さらに好ましくは炭素数2〜8のヒドロキシアルキル基であり、特に好ましくはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、又はヒドロキシプロピル基である。水酸基の数は、特に限定するものではないが、1又は2であることが好ましく、1がより好ましい。結合位置は、特に限定するものではないがアルキル基の末端に結合していることが好ましい。
また、Rのヒドロキシアルキル基は、置換基としてフェノキシ基又はフェノキシアルキル基を有していてもよい。フェノキシアルキル基としては、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基、フェノキシプロピル基が好ましい。Rの水酸基が結合する炭素原子の水素原子の1つが、フェノキシ基アルキル基で置換されていることが好ましい。
上記式(3−1)で示される好ましい(b3)成分の例としては、下記式(3−2)で表されるモノマーが挙げられる。
Figure 0005410732
(3−2)
(式中、Rは上記と同じであり、Rは水素原子又はフェノキシアルキル基、cは1以上3以下の整数を表す。)
中でも、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレートが好ましい。
また(b3)成分としては、上記以外のモノマーとして、上記式(3−1)における水酸基の水素原子が、さらに水酸基含有有機基やカルボキシル基含有有機基で置換されているモノマーが挙げられる。該有機基としては、エステル結合を含んでいることが好ましい。上記水酸基含有有機基で置換されたモノマーとしては、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレートが好適に挙げられる。上記カルボキシル基含有有機基で置換されたモノマーとしては、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、及びモノアクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレートが好適に挙げられる。
(b3)成分は単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
(B)成分の含有量は、感光性樹脂組成物に対して20〜95質量%であることが好ましく、より好ましくは30〜85質量%以下の範囲である。上記の範囲とすることにより、ガラスパネルへの高い密着性とエッチング時の耐熱性とを併せて奏することができる。なお、(b1)、(b2)、及び(b3)成分の配合量は、感光性樹脂組成物の密着性と耐熱性との所望の値に応じて適宜変更することができるが、例えば、(b1)成分は、感光性樹脂組成物に対して10〜95質量%であることが好ましく、より好ましくは15〜85質量%の範囲であり、(b2)成分は、感光性樹脂組成物に対して15〜70質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜65質量%の範囲であり、(b3)成分は、感光性樹脂組成物に対して1〜55質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜50質量%の範囲である。
(B)成分を構成するモノマーの例として:
(1) (b1)成分のみからなる場合
(2) (b2)成分のみからなる場合
(3) (b1)成分及び(b2)成分からなる場合
(4) (b1)成分及び(b3)成分からなる場合
(5) (b2)成分及び(b3)成分からなる場合
(6) (b1)成分、(b2)成分、及び(b3)成分からなる場合
が挙げられる。
上記の中でも、(3)〜(5)が、フッ酸耐性に加え、密着性、耐熱性のバランスが良好で好ましく、(3)又は(5)が特に好ましい。
(3)の比率(b1)/(b2)は、1/99〜99/1が好ましく、10/90〜90/10がより好ましく、20/80〜65/35がさらに好ましい。
(4)の比率(b1)/(b3)は、1/99〜99/1が好ましく、10/90〜90/10がより好ましく、20/80〜80/20がさらに好ましい。
(5)の比率(b2)/(b3)は、1/99〜99/1が好ましく、5/95〜95/5がより好ましく、10/90〜90/10がさらに好ましい。
(6)は、[(b1)と(b2)の合計]/(b3)が、45/55〜99/1であることが好ましい。また、(b1)と(b2)の比は上記(3)の場合と同様であることが好ましい。
<2官能モノマー(E)>
本発明に係る感光性樹脂組成物はさらに、炭素数6〜20の環式基を有する2官能モノマー(E)(以下、「(E)成分」ともいう。)を含有することが好ましい。(E)成分を含有することにより、耐熱性やエッチング耐性が向上する。
2官能モノマー(E)は、2官能アクリレートであることが好ましい。この(E)成分は、下記式(e1)で表される2官能アクリレート(e1)であることが好ましい。
Figure 0005410732
(e1)
(式(e1)中、Rは独立に上記Rと同様である。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキレン基である。R10は炭素数6〜20の2価の環式基である。)
式(e1)におけるRとして、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロレン基である。耐熱性向上の点から、メチレン基、エチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。式(e1)におけるR10の2価の環式基は、好ましくは脂肪族環式基である。該環式基の炭素数は好ましくは7〜15、より好ましくは8〜12である。該環式基は、炭素数1〜5のアルキル基を置換基として有していてもよい。
該環式基としては、モノシクロアルカン、又はビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が挙げられる。具体的には、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等のモノシクロアルキレン基;アダマンチレン基、ノルボルニレン基、イソボルニレン基、トリシクロデカニレン基、テトラシクロドデカニレン基等のポリシクロアルキレン基等が挙げられ、耐熱性及び耐エッチング性向上の点から、好ましくはポリシクロアルキレン基であり、より好ましくはトリシクロデカニレン基、テトラシクロドデカニレン基である。
上記2官能アクリレート(e1)として、好ましくはトリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジエタノールジアクリレート、テトラシクロドデカンジアクリレート等が挙げられる。特に好ましくはトリシクロデカンジメタノールジアクリレートである。
(E)成分は、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
(E)成分の含有量は、感光性樹脂組成物に対して10〜50質量%の範囲である。上記範囲内とすることにより、耐熱性及び耐エッチング性を向上させることができる。
(E)成分を含有する場合、上記(B)成分との組み合わせの例として;
(1’) (b1)成分及び(e1)成分のみからなる場合
(2’) (b2)成分及び(e1)成分のみからなる場合
(3’) (b1)成分、(b2)成分、及び(e1)成分からなる場合
(4’) (b1)成分、(b3)成分、及び(e1)成分からなる場合
が好適に挙げられ、特に好ましくは(1’)である。
<光重合開始剤(C)>
光重合開始剤(C)としては、特に限定されないが、上記のモノマー(B)に溶解するものが好ましい。光重合開始剤(C)としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(4−ジメチルアミノフェニル)ケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾル−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、4−ベンゾイル−4’−メチルジメチルスルフィド、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸ブチル、4−ジメチルアミノ−2−エチルヘキシル安息香酸、4−ジメチルアミノ−2−イソアミル安息香酸、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、ベンジルジメチルケタール、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、チオキサンテン、2−クロロチオキサンテン、2,4−ジエチルチオキサンテン、2−メチルチオキサンテン、2−イソプロピルチオキサンテン、2−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、クメンパーオキシド、2−メルカプトベンゾイミダール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)−イミダゾリル二量体、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、α,α−ジクロロ−4−フェノキシアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロン、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス−(9−アクリジニル)ヘプタン、1,5−ビス−(9−アクリジニル)ペンタン、1,3−ビス−(9−アクリジニル)プロパン、p−メトキシトリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(フラン−2−イル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(3−ブロモ−4−メトキシ)フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(2−ブロモ−4−メトキシ)フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(3−ブロモ−4−メトキシ)スチリルフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(2−ブロモ−4−メトキシ)スチリルフェニル−s−トリアジン等が挙げられる。中でも、モルフォリノ系の光重合開始剤を用いることが、感度の面で特に好ましい。これらの光重合開始剤は、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
光重合開始剤(C)の含有量は、感光性樹脂組成物に対して0.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜20質量%の範囲である。上記の範囲とすることにより、十分な耐熱性、フッ酸耐性、及び耐水性を得ることができ、また、光硬化不良を抑制することができる。
<着色剤(D)>
本発明に係る感光性樹脂組成物は、さらに着色剤(以下、「(D)成分」ともいう。)を含むことが好ましい。着色剤を含むことにより、本発明に係る感光性樹脂組成物をガラスパネルに塗布した際の塗布部分及びガラスパネル内部への浸透量を目視確認することが容易になる。このような着色剤としては、特に限定されないが、溶剤を用いることなく本発明に係る感光性樹脂組成物に溶解し、経時退色がなく、光重合開始剤((C)成分)の吸収波長と重複しないものが好ましい。中でも有機染料が好ましい。有機染料は、一種単独で使用してもよいし、必要に応じて、二種以上を併用してもよい。
有機染料は、本発明に係る感光性樹脂組成物に添加した状態で最大吸光度の波長が、450〜750nmにあることが好ましく、600〜750nmの範囲であるとより好ましい。このような有機染料として、オイルイエロー#101、オイルイエロー#130、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS、オイルブルー#603、オイルブルー#613、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上、オリエント化学工業株式会社製)、ビクトリアピュアブルー、クリスタルバイオレット(CI(カラーインデックス番号)42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI52015)等が挙げられる。
有機染料は、感光性樹脂組成物中に公知の方法で適宜溶解することができる。このような方法としては、ディゾルバー等の高速撹拌機による方法等が挙げられる。有機染料の添加量は、感光性樹脂組成物を使用する環境(条件・用途)により適宜調整すればよく、感光性樹脂組成物全体の0.01〜1質量%が好ましく、0.05〜0.5質量%がより好ましい。
<その他の成分>
本発明に係る感光性樹脂組成物には、必要に応じて添加剤を含有させることができる。添加剤としては、熱重合禁止剤、消泡剤、増感剤、硬化促進剤、光架橋剤、光増感剤、分散剤、分散助剤、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等が挙げられる。
<有機溶剤>
本発明に係る感光性樹脂組成物には、各成分の溶解性向上や溶解均一性補助等のために、適宜有機溶剤を使用してもよい。
この有機溶剤としては、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールアルキルエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;
アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;
2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシブチルアセテート(MA)、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−ペンチル、酢酸i−ペンチル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル、炭酸メチル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル等の他のエステル類;
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類等、
その他、ジメチルスルホキシド(DMSO)、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、3−メトキシブタノール(BM)、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、γ−ブチロラクトン、α−テルピネオール(ターピネオール)等も挙げられる。
有機溶剤の使用量は特に限定されず、塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定すればよい。樹脂成分の密度の維持と、硬化した際のフッ酸耐性維持の観点から、感光性樹脂組成物全体の20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下が特に好ましい。本発明においては、実質0質量%であること(すなわち無溶剤感光性樹脂組成物であること)が最も好ましい。
<感光性樹脂組成物の調製方法>
本発明に係る感光性樹脂組成物中は、上記各成分を全て撹拌機で混合することにより得られる。なお、得られた混合物が均一なものとなるようにフィルタを用いて濾過してもよい。
こうして得られた感光性樹脂組成物は、0.5〜3.0Pa・sの粘度を有することが好ましく、0.7〜2.0Pa・sの粘度を有することがより好ましく、1.0〜1.8Pa・sの粘度を有することが特に好ましい。この範囲の粘度を有することにより、ガラスパネル内部への浸透性が向上し、エッチング後のガラスパネルの破損を防止することができる。また、ガラスパネル間のギャップ(隙間)の大きさにもよるが、0.5Pa・s以上の粘度とすることで、感光性樹脂組成物の塗布性を良好に保持し、ガラスパネルを十分に封止でき、3.0Pa・s以下とすることで、ガラスパネル内部への浸透性を良好に保ち、かつエッチング後にガラスパネルが破損することも防ぐことができる。
また、本発明に係る感光性樹脂組成物中は、硬化した際に樹脂成分の密度が低下せず、フッ酸耐性が低下しない。
[ガラスパネルの封止方法]
本発明に係る感光性樹脂組成物の封止剤としての適用例を以下に示す。
厚さ0.5〜1.0mmのガラス板2枚を、2〜20μmの隙間ができるように貼り合わせ、外周部分に感光性樹脂組成物を手動又はディスペンサー等の塗布装置を用いて塗布する。このとき、感光性樹脂組成物の浸透量は、外周部から1〜10mmとなることが好ましい。本発明の好ましい態様では、感光性樹脂組成物が着色剤を含有しているため、浸透量を目視により容易に確認することができる。
次いで、塗布した感光性樹脂組成物に紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線を照射して露光する。照射するエネルギー線量は、感光性樹脂組成物の組成によっても異なるが、例えば200〜5000mJ/cmが好ましい。
次いで、ガラスパネルに対し、フッ酸やフッ化アンモニウム等のフッ酸系エッチング液を用いて20〜80℃で30〜200分、浸漬又はシャワーによるエッチングを行う。このエッチングにより、貼り合わせたガラス板の全体の厚みが0.2〜1.0mmに減少する。
従来の感光性樹脂組成物を用いて封止処理を行う場合には、感光性樹脂組成物の粘度が高い(例えば、6.0Pa・s程度)ため、内部に浸透しきれなかった感光性樹脂組成物がガラスパネルの外側で盛り上がってしまい、凸状の膨らみを築いてしまう。このため、エッチング後には上記凸状の膨らみがガラスパネルよりも厚くなってしまい、ガラスパネルが破損する可能性が高い。しかしながら、本発明に係る感光性樹脂組成物は粘度が低いため浸透性が高く、凸状の膨らみを生じにくい。したがって、ガラスパネルを破損する可能性を大いに低減することができる。さらに、本発明に係る感光性樹脂組成物は、特定のモノマー(B)を含有することから、硬化収縮が低減し、密着性及び耐熱性が向上するという効果を奏する。
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1、参考例1〜11、比較例1〜5>
(A)成分、(B)成分、及び(C)成分として、それぞれ表1に記載の化合物及び割合で配合し、感光性樹脂組成物を調製した。このときの粘度(25℃)は表に示す。
なお、表中の(A)−1は、EBECRYL3701:ビスフェノールA骨格を有する変性エポキシアクリレート(ダイセル・サイテック製)を示し、(A)−2はCNUVE151:ポリエステル系アクリレート(SARTOMER製)を示す。M140はN−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド(東亜合成製)、GBLMAはα−メタクリロキシ−γ−ブチロラクトン(大阪有機製)を、HEMAはヒドロキシエチルメタクリレートを、PHAは3−フェノキシ−2−ヒドロキシアクリレートを、MAHPはモノアクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタレートをそれぞれ示す。
また、2官能モノマー(E)として、SR833は、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(SARTOMER製)を示す。
光重合開始剤(C)としてIR907(チバスペシャリティケミカル製)を用いた。
着色剤(D)として、(D)−1は、オイルブルー613(オリエント化学製)を示す。
さらに、表中のカッコ内の数値は質量%を表す。
Figure 0005410732
<評価>
調製した試料の塗布性、硬化性、密着性、耐熱性、耐エッチング性、及び乾燥後の剥離を次により評価した。結果を表2に示す。
[塗布性]
厚さ0.7mmのガラス板2枚を、約10μmの隙間ができるように貼り合わせ、外周部分に試料を手動で塗布し、ガラス板の隙間への試料の浸透の有無を目視で確認した。浸透が認められるものには○、認められないものには×を付した。
[表面硬化性]
厚さ0.7mmのガラス板上に試料をスピンコーター(ミカサ(株)製)を用いて12μmの厚さとなるように塗布し、次いで露光量2000mJ/cmで紫外線を照射し硬化させた。触手により硬化の有無を確認した。触れてみて何も付着しなければ硬化したものとして○を、付着したものには×を付した。
[密着性]
厚さ0.7mmのガラス板上に試料をスピンコーター(ミカサ(株)製)を用いて12μmの厚さとなるように塗布し、次いで露光量2000mJ/cmで紫外線を照射し硬化させた。次いでJIS K5600−5−7に基づき相対比較を行った。評価基準は次のとおりである;
◎:110以上、○:80以上、△:40以上、×:40未満。
[耐熱性]
上記で調整した試料を用いて、露光量2000mJ/cmで紫外線を照射し硬化させることにより、250mm×3mm×200μmの試験フィルムをそれぞれ作成した。その試験フィルムに対し熱機械分析装置(セイコー製)により引っ張り試験法でTMA測定を行った。60〜100℃に軟化点を有するものには○を、25〜60℃に軟化点を有するものには×を付した。
[耐エッチング性]
10cm角の厚さ0.7mmのガラス板上に、3.5cm角となるように、試料を自動ディスペンサー(武蔵エンジニアリング(株)製)を用いて吐出し、次いで露光量2000mJ/cmで紫外線を照射し硬化させた。次いで、25℃で20質量%のフッ酸にガラス板を浸漬し、硬化物の剥離を目視で観察し、部分剥離が生じるまでの時間を測定した。55分以上かかったものには◎を、40分以上55分未満かかったものには○を、30分以上40分未満かかったものには△を、30分未満で剥離を生じたものには×を付した。
[乾燥後の剥離]
上記の耐エッチング性試験終了後乾燥させ、剥離の有無を目視で観察した。剥離が生じないものには○を、一部でも剥離が生じたものには×を付した。
Figure 0005410732
評価について、密着性が悪すぎて、耐エッチング性評価を行えなかったものは、「−」としてある。また、耐エッチング性の結果が良くなかったものは、乾燥後の剥離は確かめるまでもないので評価せず「−」としてある。
表2から、塗布性を向上させるために感光性樹脂組成物を低粘度にしても硬化性を維持でき、かつエッチング耐性も向上していることがわかった(実施例1、参考例1〜11)。(b1)と(b2)とを両方有するものは、全ての評価項目が良好であることがわかった(参考例3〜5、参考11)。また、(E)成分を組み合わせることによっても(実施例)、良好な特性を得られることがわかった。
なお、参考例3、実施例1について、各成分の質量比は変更せずにPGMEAをさらに5質量%添加した場合についても同様の評価を行った結果、いずれの評価項目も良好であることが確認できた。

Claims (4)

  1. 末端アクリレートオリゴマー(A)と、下記式(1)により表されるモノマー(b1)及び下記式(2)により表されるモノマー(b2)からなる群から選ばれる1種以上のモノマー(B)と、光重合開始剤(C)と、下記式(e1)により表される2官能モノマー(E)と、を含有し、
    前記末端アクリレートオリゴマー(A)は、エポキシ樹脂にアクリル酸又はメタクリル酸を反応させて得られる末端アクリレートオリゴマーであり、
    25℃において0.5〜3.0Pa・sの粘度を有する感光性樹脂組成物。
    Figure 0005410732
    (1)
    (式中、Aは環状アミド基又は環状イミド基を有し、かつそれらの窒素原子が式(1)中の残基と結合している基を表し、R、R’、及びRは独立に水素原子又はメチル基を表し、a及びbは独立に1〜3の整数を表す。)
    Figure 0005410732
    (2)
    (式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Bは単結合、又は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Rは単環式又は多環式の環状ラクトン化合物の炭素原子に結合した水素原子1個を除いて形成される残基を表す。)
    Figure 0005410732
    (e1)
    (式中、R は独立に水素原子又はメチル基を表し、R はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキレン基を表し、R 10 は炭素数6〜20の2価の環式基を表す。)
  2. さらに、下記式(3−1)により表される水酸基含有アクリレート(b3)を含有する請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
    Figure 0005410732
    (3−1)
    (式中、R は水素原子又はメチル基を表し、R はヒドロキシアルキル基を表す。)
  3. さらに、着色剤(D)を含有する請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 請求項1〜のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を用いた封止剤。
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