TW201624126A - 用於分隔物之感光性樹脂組合物及由其製造之分隔物 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及分隔物形成用感光性樹脂組合物、由該感光性樹脂組合物製造的分隔物和包括該分隔物的圖像顯示裝置。本發明的分隔物形成用感光性樹脂組合物的特點在於具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性,解析度高且圖案形成上優異。
Description
本發明涉及分隔物形成用感光性樹脂組合物、由該感光性樹脂組合物製造的分隔物和包括該分隔物的圖像顯示裝置。
為了維持上下基板的一定間隔,普通顯示裝置使用了具有一定直徑的二氧化矽珠或塑膠珠等。然而,在該珠不規則地分散在基板上而位於像素內部時,開口率降低,存在發生漏光現象的問題。為了解決上述問題,開始使用通過光刻法在顯示裝置內部形成的分隔物,現在,幾乎用於所有顯示裝置的分隔物都通過光刻法形成。
通過光刻法形成分隔物的方法是在基板上塗布感光性樹脂組合物,經由掩模照射紫外線後,按照顯影過程利用掩模形成的圖案在基板上的期望位置形成分隔物。
最近,隨著智慧手機和平板電腦PC的大眾化,觸摸面板的需求增加,要求實現作為維持構成顯示裝置的彩色濾光器基板與陣列基板之間的間隔的分隔物的基本特性的彈
性回復率以及不發生因外部壓力造成像素變形的硬特性優異的高解析度。為此,正在積極進行分隔物形成用感光性樹脂組合物的研究,但仍然在實現彈性回復率、硬特性、高解析度等方面不滿足要求。作為一例,日本特開第2008-181087號記載了包含作為不飽和羧酸和/或不飽和羧酸酐與脂肪族多環環氧化合物的共聚物的黏合劑樹脂的感光性樹脂組合物,但在實現高解析度和彈性回復率上仍然不滿足要求。
專利文獻1:日本特開第2008-181087號
本發明的目的在於,提供分隔物形成用感光性樹脂組合物、將所述分隔物形成用感光性樹脂組合物塗布成規定圖案並固化形成的分隔物以及包括該分隔物的圖像顯示裝置,所述分隔物形成用感光性樹脂組合物具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性,解析度高且圖案形成上優異。
為了實現上述目的,本發明提供一種分隔物形成用感光性樹脂組合物,包含鹼溶性樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發劑(C)及溶劑(D),所述鹼溶性樹脂(A)包含將選自由下述化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚
而得到的第一樹脂。
在前述化學式1和2中,R1為氫原子、碳數1~12的烷基、烯丙基、苯基、苄基、鹵原子或碳數1~8的烷氧基,在化學式2中,n為1~10的整數。
本發明的一實施方式中,在化學式1和2中,R1可為氫原子或甲基。
其他實施方式中,鹼溶性樹脂(A)可包含將選自由下述化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到的第一樹脂。
在又一實施方式中,基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)和(a13)的總莫耳數,第一樹脂可為將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及2~95莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化
合物(a13)共聚而得到的共聚物。
在又一實施方式中,基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)、(a13)和(a14)的總莫耳數,第一樹脂可為將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、2~95莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及基於前述(a12)的莫耳數為5~80莫耳%的具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到的共聚物。
在又一實施方式中,鹼溶性樹脂(A)可進一步包含將具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和選自由下述化學式3和4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到的第二樹脂。
在前述化學式3和4中,R2為氫原子、或者被羥基取代或未取代的碳數1~4的烷基,X為單鍵、或者包含或不含雜原子的碳數1~6的亞烷基。
在又一實施方式中,化合物(a22)可為選自由化學式5~化學式34組成的組中的一種以上的化合物。
在又一實施方式中,基於構成第二樹脂的(a21)和(a22)的總莫耳數,第二樹脂可為將5~95莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和25~95莫耳%的選自由化學式3和化學式4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到的共聚物。
在又一實施方式中,基於鹼溶性樹脂的固含量,鹼溶
性樹脂(A)可包含10~95重量%的第一樹脂和5~90重量%的第二樹脂。
在又一實施方式中,基於感光性樹脂組合物的固含量,鹼溶性樹脂(A)的含量可為5~90重量%。
此外,本發明提供了一種由前述分隔物形成用感光性樹脂組合物製造的分隔物。
進而,本發明提供了一種包括前述分隔物的圖像顯示裝置。
本發明的分隔物形成用感光性樹脂組合物的特徵在於,具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性,解析度高且圖案形成優異。
因此,本發明的分隔物形成用感光性樹脂組合物可有利地用於製造顯示裝置用分隔物和顯示裝置。
圖1用圖示出了本發明一實驗例中的底(bottom)CD和頂(top)CD。
本發明涉及包含鹼溶性樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發劑(C)及溶劑(D)的分隔物形成用感光性樹脂組合物、由該組合物製造的分隔物和包括該分隔物的圖像顯示裝置。
本發明的特徵在於,通過包含龐大的選自由上述化學
式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物作為鹼溶性樹脂,提供一種因膜密度上升而具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性、解析度高且圖案形成優異的分隔物形成用感光性樹脂組合物。
以下,詳細說明本發明。
本發明的的分隔物形成用感光性樹脂組合物包含鹼溶性樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發劑(C)及溶劑(D),前述感光性樹脂組合物可進一步包含添加劑(E)。
鹼溶性樹脂(A)
鹼溶性樹脂(A)通常因光、熱的作用而具有反應性,且具有鹼溶解性。
前述鹼溶性樹脂(A)可包含將選自由下述化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚而得到的第一樹脂。
在前述化學式1和2中,R1為氫原子、碳數1~12的烷
基、烯丙基、苯基、苄基、鹵原子或碳數1~8的烷氧基,在化學式2中,n為1~10的整數。優選地,R1可為氫原子或甲基。
前述具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)只要是具有可聚合的不飽和雙鍵的羧酸化合物,則可不限制地使用。前述具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)例如可舉出不飽和單羧酸、如不飽和二羧酸或不飽和三羧酸一樣的分子中具有兩個以上羧基的多元羧酸等。前述不飽和單羧酸例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等。前述不飽和多元羧酸例如可舉出馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸等。前述多元羧酸可為酸酐,前述不飽和多元羧酸酐例如可舉出馬來酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等。此外,前述不飽和多元羧酸可為其單(2-甲基丙烯醯氧基烷基)酯,例如可舉出琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)、琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)、鄰苯二甲酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)、鄰苯二甲酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)等。前述不飽和多元羧酸可為其兩末端的二羧基聚合物的單(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出ω-羧基聚己內酯單丙烯酸酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等。進而,前述不飽和多元羧酸可為在同一分子中含有羥基和羧基的不飽和丙烯酸酯,例如可舉出α-(羥甲基)丙烯酸酯等。它們之中,丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等由於共聚反應性高而優選使用。
前述示例的(a12)可分別單獨使用或組合兩種以上使用。
與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)只要是具有可聚合的不飽和雙鍵的化合物則沒有限制。具體地,前述(a13)可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸氨基乙酯等不飽和羧酸的取代或未取代的烷基酯類化合物、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸甲基環己酯、(甲基)丙烯酸環庚酯、(甲基)丙烯酸環辛酯、(甲基)丙烯酸薄荷酯、(甲基)丙烯酸環戊烯酯、(甲基)丙烯酸環己烯酯、(甲基)丙烯酸環庚烯酯、(甲基)丙烯酸環辛烯酯、(甲基)丙烯酸薄荷二烯酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸蒎烷酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸芘基酯等含有脂環取代基的不飽和羧酸酯化合物、低聚乙二醇單(甲基)丙烯酸烷基酯等乙二醇類單飽和羧酸酯化合物、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧酯等包含具有芳香環的取代基的不飽和羧酸酯化合物、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基化合物、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等羧酸乙烯酯、(甲基)丙烯腈、α-氯丙烯腈等氰化乙烯基化合物、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等馬來醯亞胺化合物等。這些物質可以分別單獨使用或組合兩種以上使用,本說明書中所述的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和(或)甲基丙烯酸甲酯。
基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)和(a13)的總莫耳數,第一樹脂可將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2
組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及2~95莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚而得到,優選地,可將5~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、5~65莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及5~80莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚而得到。在上述範圍的情況下,可製造顯影性、耐溶劑性、耐熱性和機械強度良好的感光性樹脂組合物。
此外,前述鹼溶性樹脂(A)可包含將選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)進一步與具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到的第一樹脂,也可進一步包含並共聚其他單體化合物。
前述(a14)對鹼溶性樹脂提供光固化性/熱固化性。前述(a14)具體可舉出(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧基環己酯、(甲基)丙烯酸-2,3-環氧基環戊酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧基庚酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯、3,4-環氧基三環〔5.2.1.02,6〕癸烷-9-基(甲基)丙烯酸酯等。這些物質可以單獨使用或組合兩種以上使用。
基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)、(a13)和(a14)的總莫耳數,第一樹脂可將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學
式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、2~95莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及基於前述(a12)的莫耳數為5~80莫耳%的具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到,優選地,可將5~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、5~65莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、5~80莫耳%的與前述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及基於前述(a12)的莫耳數為10~80莫耳%的具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到。在上述範圍的情況下,可製造顯影性、耐溶劑性、耐熱性和機械強度良好的感光性樹脂組合物。
在本發明的鹼溶性樹脂(A)包含將(a11)~(a13)化合物共聚得到的共聚物進一步與(a14)反應得到的含有不飽和基團的第一樹脂的情況下,其製造方法的一例如下。
向具備攪拌機、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶導入相對於(a11)~(a13)總量以重量基準為0.5~20倍量的溶劑(D),將燒瓶內的氣氛由空氣置換成氮氣。然後,將溶劑(D)升溫至40~140℃之後,將規定量的(a11)~(a13)、相對於(a11)~(a13)的總量以質量基準為0~20倍量的溶劑(D)、及偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醯等聚合引發劑,以及相對於(a11)~(a13)總莫耳數添加0.1~10莫耳%的溶液(室溫或加熱下攪拌溶解)歷經0.1~8小時從滴液漏斗滴入前述燒瓶中,在40~140℃下再攪拌1~10小時。
此外,在前述工序中使用溶劑時,作為溶劑通常可使用自由基聚合反應時使用的溶劑,具體例如可舉出四氫呋喃、二氧六環、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇單甲基乙基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、甲苯、二甲苯、乙苯、氯仿、二甲亞碸等。這些溶劑可單獨使用或組合兩種以上使用。
此外,在前述工序中使用的聚合引發劑可添加通常使用的聚合引發劑,沒有特別限制。若舉出具體實例,可舉出二異丙基苯過氧化物、二叔丁基過氧化物、過氧化苯甲醯、叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、叔戊基過氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酯等有機過氧化物;2,2'-偶氮二異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)等含氮化合物等。它們可單獨使用或組合兩種以上使用。
此外,為了控制分子量、分子量分佈,可使用例如正十二烷基硫醇、硫代乙醇酸、巰基乙酸甲酯等含硫類鏈轉移劑、α-甲基苯乙烯二聚物等用作鏈轉移劑。α-甲基苯乙烯二聚物和巰基化合物的用量相對於(a11)~(a13)總量以重量基準為0.005~5質量%。
另外,前述聚合條件考慮到製造設備和聚合導致的發熱量等,可適當調整加入方法和反應溫度。
通過前述過程,能夠製造聚合前述(a11)~(a13)而得到
的共聚物。
接著,將燒瓶內的氣氛由氮氣置換成空氣,將相對於前述共聚物中的(a12)以莫耳分率計為5~80莫耳%的(a14)、相對於(a11)~(a14)的總量以重量基準計為0.01~5%的作為羧基和環氧基的反應催化劑的例如三(二甲氨基甲基)苯酚以及相對於(a11)~(a14)的總量以重量基準計為0.001~5%的作為阻聚劑的例如氫醌加入燒瓶中,通過在60~130℃下再攪拌1~10小時,能夠使前述共聚物與(a14)反應。另外,前述工序與前述的共聚條件一樣,考慮到製造設備和聚合導致的發熱量等,可適當調整加入方法和反應溫度。
如前述一樣,使前述(a11)~(a13)共聚得到的共聚物進一步與(a14)反應,能夠製造含不飽和基的第一樹脂。
如前述得到的含不飽和基的第一樹脂優選其聚苯乙烯換算的重均分子量在3000~100000的範圍內,更優選在5000~50000的範圍內。若含不飽和基的第一樹脂的重均分子量在3000~100000的範圍內,則會展現出像素不變形的硬特性。
前述含不飽和基的第一樹脂的分子量分佈(重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn))優選為1.5~6.0,更優選1.8~4.0。若分子量分佈(重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn))為1.5~6.0,則顯影性優異而優選。
前述第一樹脂可單獨用作鹼溶性樹脂(A),需要時可與其他樹脂混合使用。優選地,可進一步包含將具有不飽和
鍵和羧基的化合物(a21)和選自由下述化學式3和4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到的第二樹脂。
在前述化學式3和4中,R2為氫原子、或者被羥基取代或未取代的碳數1~4的烷基,X為單鍵、或者包含或不含雜原子的碳數1~6的亞烷基。前述單鍵是指氧與環直接連接。
前述具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)可選擇使用前述的含不飽和基的第一樹脂的(a12)中說明的化合物,因而省略其詳細說明。
在前述化學式3及4中,R2具體可以是氫原子;甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等的烷基;羥甲基、1-羥乙基、2-羥乙基、1-羥基正丙基、2-羥基正丙基、3-羥基正丙基、1-羥基異丙基、2-羥基異丙基、1-羥基正丁基、2-羥基正丁基、3-羥基正丁基、4-羥基正丁基等含羥基的烷基。其中,R優選為氫原子、甲基、羥甲基、1-羥乙基或2-羥乙基,特別進一步優選氫原子或甲基。
在前述化學式3及4中,X具體可以是單鍵;亞甲基、亞乙基、亞丙基等亞烷基;氧代亞甲基、氧代亞乙基、氧代亞丙基、硫代亞甲基、硫代亞乙基、硫代亞丙基、氨基
亞甲基、氨基亞乙基、氨基亞丙基等含雜原子的亞烷基。其中,X優選是單鍵、亞甲基、亞乙基、氧代亞甲基或氧代亞乙基,特別是進一步優選單鍵或氧代亞乙基。
前述化學式3表示的化合物可具體示例下述化學式5~19的化合物。
前述化學式4表示的化合物可具體示例下述化學式20~34的化合物。
作為前述化學式3表示的化合物和化學式4表示的化合物示例的化合物可分別單獨使用或組合兩種以上使用。
此外,前述第二樹脂除前述(a21)和(a22)以外,還可與具有與(a21)和(a22)可聚合的不飽和鍵的化合物共聚,例如,第二樹脂可將(a21)和(a22)同時與以下物質共聚,該物質為丙烯酸-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飽和羧酸氨基烷基酯類;丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等不飽和羧酸縮水甘油酯類;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯類;乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基縮水甘油基醚等不飽和醚類;丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、偏二氰乙烯等氰化乙烯基化合物類;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、α-氯代丙烯醯胺、N-2-羥基乙基丙烯醯胺、N-2-羥乙基甲基丙烯醯胺等不飽和醯胺類;馬來醯亞胺、苄基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等不飽和醯亞胺類;1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等脂族共軛二烯類;以及在聚苯乙烯、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、聚矽氧烷的聚合物分子鏈的末端具有單丙烯醯基或單甲基丙烯醯氧基的巨大單體類。
基於構成第二樹脂的(a21)和(a22)的總莫耳數,第二樹脂可將5~95莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和25~95莫耳%的選自由化學式3和化學式4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到,優選地,可將10~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和30~90莫耳%的選自由化學式3和化學式4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到。在上述範圍的情況下,可製造顯影性、耐溶劑性、耐熱性和機械強度良好的感光性樹脂組合物。
前述含不飽和基的第二樹脂與前述的第一樹脂的共聚物的製造方法類似,因而對其參照能夠容易地進行製造。
前述第二樹脂的酸值優選在20~200(KOHmg/g)的範圍內。若酸值在前述範圍內,可製造彈性回復率優異的分隔物。
前述第二樹脂的聚苯乙烯換算的重均分子量在3000~100000的範圍內,優選在5000~50000的範圍內。若第二樹脂的重均分子量在3000~100000的範圍內,則顯影時防止膜減少且圖案部分的缺損性良好而優選。
前述第二樹脂的分子量分佈(重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn))優選為1.5~6.0,更優選1.8~4.0。若前述分子量分佈(重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn))在上述範圍內,則
顯影性優異而優選。
作為前述鹼溶性樹脂(A)混合使用前述的第一樹脂和第二樹脂時,基於固含量,前述鹼溶性樹脂(A)能夠以重量分率計優選由10~95重量%的第一樹脂和5~90重量%的第二樹脂組成。
在前述第一樹脂和第二樹脂的含量在上述範圍內時,能夠製造具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性的分隔物。
前述鹼溶性樹脂(A)的含量相對於感光性樹脂組合物中的全部固含量通常為5~90重量%,優選為10~70重量%。如果鹼溶性樹脂(A)的含量以所述基準計算為5~90質量%,則對顯影液的溶解性充分,顯影性變得優異,能夠製造具有優異的彈性回復率並具有對外部壓力變形小的硬特性的分隔物。
光聚合性化合物(B)
本發明的分隔物形成用感光性樹脂組合物中含有的光聚合性化合物(B)是在光及後述的光聚合引發劑(C)的作用下可聚合的化合物,可舉出單官能單體、雙官能單體、其他多官能單體等。
為了改進分隔物形成用感光性樹脂組合物的顯影性、靈敏度、黏附性、表面的問題等,本發明中使用的光聚合性化合物(B)可混合使用官能團結構或官能團數量不同的兩種或兩種以上的光聚合性化合物,不限制其範圍。
單官能單體的具體例可舉出壬基苯基卡必醇丙烯酸
酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇酯丙烯酸酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
雙官能單體的具體例可舉出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、雙酚A(丙烯醯氧基乙基)醚、3-甲基-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
其他多官能單體的具體例可舉出三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化的三羥甲基丙烷三(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、乙氧基化的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。在這些物質當中,優選使用雙官能以上的多官能單體。
以分隔物形成用感光性樹脂組合物中的固含量為基準相對於鹼溶性樹脂(A)和光聚合性化合物(B)的總計100重量份,前述光聚合性化合物(B)可在1~90質量%,優選10~80質量%的範圍內使用。如果光聚合性化合物(B)在前述基準的範圍內,則分隔物圖案的強度和平滑性良好而優選。
光聚合引發劑(C)
前述光聚合引發劑(C)可無限制地適用該領域中通常使用的光聚合引發劑。
例如,光聚合引發劑(C)可使用由三嗪類化合物、苯乙酮類化合物、聯咪唑類化合物及肟化合物組成的組中選擇
的一種以上的化合物。包含前述光聚合引發劑(C)的感光性樹脂組合物具有高靈敏度,使用所述組合物形成的分隔物圖案的強度和表面平滑性良好。
前述三嗪類化合物可舉出例如2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(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-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
前述苯乙酮類化合物可舉出例如二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮等。
另外,前述苯乙酮類化合物可舉出例如下述化學式35表示的化合物。
在前述化學式35中,R3~R6分別獨立地表示氫原子、鹵原子、羥基、可被碳數1~12的烷基取代的苯基、可被碳數1~12的烷基取代的苄基,或可被碳數1~12的烷基取代的萘基。
前述化學式35表示的化合物的具體例可舉出2-甲基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮、2-丙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮、2-丁基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)乙烷-1-酮、2-甲基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-氨基-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮、2-乙基-2-氨基(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、2-甲基-2-甲基氨基-(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-二甲基氨基-(4-嗎啉代苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-二乙基氨基(4-嗎啉苯基)丙烷-1-酮等。
前述聯咪唑類化合物可舉出例如2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(三烷氧基苯基)聯咪唑、4,4',5,5'位置的苯基由烷氧羰基置換後的咪唑化合物等。這些之中,優選使用2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑。
前述肟化合物可舉出鄰乙氧基羰基-α-氧亞氨基-1-苯基丙烷-1-酮、下述化學式36、37、38等。
另外,如果不損害本發明的效果,則還可以並用本領域中通常使用的其他光聚合引發劑等。其他光聚合引發劑可舉出例如苯偶姻類化合物、二苯甲酮類化合物、噻噸酮類化合物、蒽類化合物等。這些物質可以分別單獨使用或組合兩種以上使用。
前述苯偶姻類化合物可舉出例如苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚等。
前述二苯甲酮類化合物可舉出例如二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯
硫醚、3,3',4,4'-四(叔丁基過氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
前述噻噸酮類化合物可舉出例如2-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
前述蒽類化合物可舉出例如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。
此外,可以例舉2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苄基、9,10-菲醌、樟腦醌、苯乙酸甲酯、二茂鈦化合物等作為其他光聚合引發劑。
進而,光聚合引發劑(C)可使用具有引起鏈轉移的基團的光聚合引發劑。這種光聚合引發劑可舉出例如日本特表第2002-544205號公報中記載的光聚合引發劑。
前述具有引起鏈轉移的基團的光聚合引發劑可舉出例如下述化學式39~44表示的化合物。
前述光聚合引發劑(C)中可組合使用光聚合引發輔助劑(C-1)。前述光聚合引發劑(C)中合用光聚合引發輔助劑(C-1)時,包含它們的感光性樹脂組合物具有更高的靈敏度,能提高分隔物形成時的生產率而優選。
前述光聚合引發輔助劑(C-1)可優選使用胺化合物、羧酸化合物。
前述光聚合引發輔助劑(C-1)中,胺化合物的具體例可舉出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺等脂肪族胺化合物、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸異戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4’-雙(二甲氨基)二苯甲酮(俗稱:米蚩酮)、4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮等芳香族胺化合物。它們之中,前述胺化
合物可優選使用芳香族胺化合物。
前述光聚合引發輔助劑(C-1)中,羧酸化合物的具體例可舉出苯硫基乙酸、甲基苯硫基乙酸、乙基苯硫基乙酸、甲基乙基苯硫基乙酸、二甲基苯硫基乙酸、甲氧基苯硫基乙酸、二甲氧基苯硫基乙酸、氯苯硫基乙酸、二氯苯硫基乙酸、N-苯基甘氨酸、苯氧乙酸、萘硫基乙酸、N-萘基甘氨酸、萘氧乙酸等芳香族雜乙酸類。
光聚合引發劑(C)的含量相對於鹼溶性樹脂(A)和光聚合性化合物(B)的總計100質量份,為0.1~40質量份,優選為1~30質量份,光聚合引發輔助劑(C-1)的用量在前述基準下為0.1~50質量份,優選為1~40質量份。
如果前述光聚合引發劑(C)的用量處於前述範圍內,則感光性樹脂組合物被高靈敏度化,使用該組合物形成的分隔物的強度、平滑性變得良好,因此優選。另外,如果光聚合引發輔助劑(C-1)的用量處於所述範圍,則感光性樹脂組合物的靈敏度變得更高,使用該組合物形成的分隔物圖案的生產率提高,因此優選。
溶劑(D)
前述溶劑(D)只要是在該領域中通常使用的溶劑,則不限制地使用。
前述溶劑(D)的具體例可舉出乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚和乙二醇單丁醚等乙二醇單烷基醚類;二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇二烷
基醚類;甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯類;丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基苯基乙酸酯等亞烷基二醇烷基醚乙酸酯類;丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚等丙二醇單烷基醚類;丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇乙基甲基醚、丙二醇二丙醚、丙二醇丙基甲基醚、丙二醇乙基丙基醚等丙二醇二烷基醚類;丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯、丙二醇丁醚丙酸酯等丙二醇烷基醚丙酸酯類;甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等丁二醇單烷基醚類;甲氧基丁基乙酸酯、乙氧基丁基乙酸酯、丙氧基丁基乙酸酯、丁氧基丁基乙酸酯等丁二醇單烷基醚乙酸酯類;甲氧基丁基丙酸酯、乙氧基丁基丙酸酯、丙氧基丁基丙酸酯、丁氧基丁基丙酸酯等丁二醇單烷基醚丙酸酯類;二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲基乙基醚等二丙二醇二烷基醚類;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香烴類;甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙三醇等醇類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-
羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等酯類;四氫呋喃、吡喃等環狀醚類;γ-丁內酯等環酯類等。
前述溶劑(D)在塗布性、乾燥性方面考慮時,可優選使用亞烷基醇烷基醚乙酸酯類、酮類、丁二醇烷基醚乙酸酯類、丁二醇單烷基醚類、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲基等酯類,可進一步優選使用丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、環己酮、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基丁醇、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲基等。
前述溶劑(D)的含量相對於包含該溶劑的感光性樹脂
組合物以重量%計算為60~90質量%,優選為70~85質量%。如果溶劑(D)的含量在前述範圍內,則用旋塗機、狹縫旋塗機、狹縫式塗布機(也稱為槽膜塗布機、淋幕式塗布機)、噴墨式等的塗布裝置進行塗布時,塗布性變得良好,因此優選。
添加劑(E)
必要時,上述本發明的感光性樹脂組合物可進一步包含填充劑、其他高分子化合物、固化劑、流平劑、黏附促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗絮凝劑、鏈轉移劑等添加劑(E)。
前述填充劑的具體例可舉出玻璃、二氧化矽、氧化鋁等。
前述其他高分子化合物的具體例可舉出環氧樹脂、馬來醯亞胺樹脂等固化性樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇單烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等熱塑性樹脂等。
前述固化劑為了提高深部固化及機械強度而使用,固化劑的具體例可舉出環氧化合物、多官能異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、氧雜環丁烷化合物等。
在前述固化劑中,環氧化合物的具體例可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、其他芳香族類環氧樹脂、脂環族類環氧樹脂、縮水甘油酯類樹脂、縮水甘油胺類樹脂或這種環氧樹脂溴化衍生物、環氧樹脂
及其溴化衍生物以外的脂肪族脂環族或芳香族環氧化合物、丁二烯(共)聚合物的環氧化物、異戊二烯(共)聚合物的環氧化物、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(共)聚合物、異氰脲酸三縮水甘油酯等。
在前述固化劑中,氧雜環丁烷化合物的具體例可舉出例如碳酸酯雙氧雜環丁烷、二甲苯雙氧雜環丁烷、己二酸雙氧雜環丁烷、對苯二甲酸雙氧雜環丁烷、環己烷二羧酸二-氧雜環丁烷等。
前述固化劑可與固化劑一起包含使環氧化合物的環氧基、氧雜環丁烷化合物的氧雜環丁烷骨架開環聚合的固化輔助化合物。固化輔助化合物可舉出例如多元羧酸類、多元羧酸酐類、酸產生劑等。
羧酸酐類可以使用作為環氧樹脂固化劑的市售品。前述環氧樹脂固化劑可舉出例如商品名(艾迪科固化劑EH-700)(旭電業公司製造),商品名(RIKACIDHH)(新日本化工公司製造)、商品名(MH-700)(新日本化工公司製造)等。前述固化劑可以單獨使用或混合兩種以上使用。
前述流平劑可使用市售的表面活性劑,可舉出例如有機矽類、氟類、酯類、陽離子類、陰離子類、非離子類、兩性等的表面活性劑等。這些物質可以分別單獨使用或組合兩種以上使用。
前述表面活性劑可舉出例如聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯烷基苯醚類、聚乙二醇二酯類、山梨糖醇酐脂肪酸酯類、脂肪酸改性的聚酯類、例如叔胺改性的聚氨酯類、聚
乙烯亞胺類等,除此之外,可舉出商品名:KP(信越化學工業公司製造)、POLYFLOW(共榮社化學公司製造)、EFTOP(Tochem Products公司製造)、MEGAFAC(大日本油墨化學工業公司製造)、FLOURAD(住友3M公司製造)、ASAHI GUARD、SURFLON(以上,旭硝子公司製造)、SOLSPERSE(捷利康公司製造)、EFKA(EFKA化學公司製造)、PB821(味之素公司製造)等。
前述黏合促進劑優選矽烷類化合物,具體可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。
前述抗氧化劑具體可舉出2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯、6-[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯並[d,f][1,3,2]二噁磷雜庚英、3,9-雙[2-{3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷、2,2'-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4,4'-亞丁基雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4'-硫代雙(2-叔丁基-5-
甲基苯酚)、2,2'-硫代雙(6-叔丁基4-甲基苯酚)、3,3'-硫代二丙酸雙十二烷基酯、3,3'-硫代二丙酸雙十四烷基酯、3,3'-硫代二丙酸雙十八烷基酯、季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三吡啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、3,3',3",5,5',5"-六叔丁基-a,a',a"-(三甲基苯-2,4,6-三基)三對甲酚、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等。
前述紫外線吸收劑具體可舉出2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯並三唑、烷氧基二苯甲酮等。
前述凝集防止劑具體可舉出聚丙烯酸鈉等。
前述鏈轉移劑具體可舉出十二烷硫醇、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。
本發明的感光性樹脂組合物可用例如在溶劑(D)中添加混合鹼溶性樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發劑(C)以及需要時使用的其他添加劑的方法製造。然而,本發明不限於這種方法。
根據本發明,提供了在上述感光性樹脂組合物形成規定圖案後曝光並顯影而形成的顯示裝置用分隔物和包括其的顯示裝置。
前述顯示裝置用分隔物可例如通過如下將感光性樹脂組合物塗布在基材上,光固化並顯影而形成圖案,來進行製造。
首先,將感光性樹脂組合物塗布在基板(通常是玻璃)或之前形成的由感光性樹脂組合物的固體成分構成的層
上,通過加熱乾燥,去除溶劑等揮發成分而獲得平滑的塗膜。
塗布方法可例如通過旋塗法、流延塗布法、輥塗法、狹縫旋塗法或狹縫式塗布法等實施。
塗布後,加熱乾燥(預烘乾)或減壓乾燥後加熱揮發掉溶劑等揮發組分。在此加熱溫度通常為70~200℃,優選80~130℃。加熱乾燥後的塗膜厚度通常為約1~8μm左右。
為了獲得目標圖案,通過掩膜,對如此獲得的塗膜照射紫外線。此時,對曝光部整體照射平行光線,優選使用掩模對準器或步進器等裝置使掩膜和基板準確對準。照射紫外線時,紫外線照射的部位被固化。
前述紫外線可使用g線(波長436nm)、h線、i線(波長365nm)等。紫外線的照射量可根據需要適當選擇,本發明未對其限定。
使固化結束的塗膜接觸顯影液而溶解非曝光部進行顯影時,得到具有目標圖案形狀的分隔物。
前述顯影方法可為加液法、浸漬法、噴霧法等任一種方法。此外,顯影時,基板可傾斜任意角度。
前述顯影液通常是包含鹼性化合物和表面活性劑的水溶液。
前述鹼性化合物可以是無機及有機鹼性化合物。無機鹼性化合物具體例可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、
硼酸鈉、硼酸鉀、硼酸銨等。另外,有機鹼性化合物具體例可舉出四甲基氫氧化銨、2-羥乙基三甲基氫氧化銨、單甲胺、二甲胺、三甲胺、單乙胺、二乙胺、三乙胺、單異丙胺、二異丙胺、乙醇胺等。這些無機及有機鹼性化合物可以分別單獨使用或組合兩種以上使用。鹼性顯影液中的鹼性化合物的優選濃度為0.01~10重量%,進一步優選為0.03~5重量%。
前述鹼性顯影液中的表面活性劑可以使用選自由非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑組成的組中的至少一種。
前述非離子類表面活性劑的具體例可列舉出聚氧乙烯烷基醚、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、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、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、丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
前述陰離子類表面活性劑的具體例可列舉出月桂醇硫酸酯鈉和油酸醇硫酸酯鈉等高級醇硫酸酯鹽類、月桂基硫酸鈉和月桂基硫酸銨等烷基硫酸鹽類、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基萘磺酸鈉等的烷基芳基磺酸鹽類等。
前述陽離子類表面活性劑的具體例可列舉出十八烷基胺鹽酸鹽和月桂基三甲基氯化銨等胺鹽或季銨鹽等。
這些表面活性劑可以分別單獨使用或組合兩種以上使用。
前述鹼性顯影液中的表面活性劑的濃度通常為0.01~10重量%,優選為0.05~8重量%,進一步優選為0.1~5重量%。
顯影後,水洗,且需要時可在150~230℃下進行10~60分鐘的後烘培。
使用本發明的感光性樹脂組合物,經上述工序可在彩色過濾器基板上形成圖案。該圖案適用於顯示裝置中使用的光分隔物。
因此,具有如此得到的圖案的分隔物適用於液晶顯示裝置等顯示裝置,特別是應用於觸摸面板時,具有與現有分隔物類似的彈性回復率的同時還具有對外部壓力變形小的硬特性。
以下,利用合成例、實施例、比較例和實驗例更詳細地說明本發明。然而,合成例、實施例、比較例和實驗例僅用於示例本發明,本發明不限於合成例、實施例、比較例和實驗例,可進行多種修改和變更。
合成例
關於合成例1~4,利用GPC法以以下條件測定重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn),將重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)之比作為分子量分佈(Mw/Mn)。
裝置:HLC-8120GPC(東曹公司製造)
柱:TSK-GELG4000HXL+TSK-GELG2000HXL(串聯連接)
柱溫度:40℃
流動相溶劑:四氫呋喃
流速:1.0ml/分
注入量:50μl
探測器:RI
測量樣品的濃度:0.6質量%(溶劑=四氫呋喃)
校正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENEF-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(東曹公司製造)
合成例1:樹脂a-1-1(第一樹脂)的合成
向具備攪拌機、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中加入182g的丙二醇單甲醚乙酸酯,並將燒瓶內的氣氛從空氣變為氮氣之後,升溫至100℃後,將包含35.4g的乙烯基甲苯(0.30莫耳)、36.0g的丙烯酸(0.50莫耳)、59.6g的2-羥基鄰苯基苯酚丙烯酸丙酯(2 )(0.2莫耳)和136g的丙二醇單甲醚乙酸酯的混合物中添加3.6g的偶氮雙異丁腈的溶液經2小時從滴液漏斗滴入燒瓶中,在100℃下繼續攪拌5小時。接著,將燒瓶內的氣氛從氮氣變為空氣之後,將22.5g的甲基丙烯酸縮水甘油酯(0.15莫耳,(相對於本反應中使用的丙烯酸為50莫耳%))、0.9g的三(二甲基氨基甲基)苯酚和0.145g的氫醌加入燒瓶內,在110℃下繼續反應6小時,得到固體成分的酸值為121.1mgKOH/g的作為含不飽和基的第一樹脂的樹脂a-1-1。通過GPC測定的聚苯乙烯換算的重均分子量為31000,分子量分佈(Mw/Mn)
為2.2。
合成例2:樹脂a-1-2(第一樹脂)的合成
向具備攪拌機、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中加入182g的丙二醇單甲醚乙酸酯,並將燒瓶內的氣氛從空氣變為氮氣之後,升溫至100℃後,將包含35.4g的乙烯基甲苯(0.30莫耳)、36.0g的丙烯酸(0.50莫耳)、53.6g的乙氧基化的鄰苯基苯酚丙烯酸丙酯(0.2莫耳)和136g的丙二醇單甲醚乙酸酯的混合物中添加3.6g的偶氮雙異丁腈的溶液經2小時從滴液漏斗滴入燒瓶中,在100℃下繼續攪拌5小時。接著,將燒瓶內的氣氛從氮氣變為空氣之後,將22.5g的甲基丙烯酸縮水甘油酯(0.15莫耳,(相對於本反應中使用的丙烯酸為50莫耳%))、0.9g的三(二甲基氨基甲基)苯酚和0.145g的氫醌加入燒瓶內,在110℃下繼續反應6小時,得到固體成分的酸值為123.7mgKOH/g的作為含不飽和基的第一樹脂的樹脂a-1-2。通過GPC測定的聚苯乙烯換算的重均分子量為32000,分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
合成例3:樹脂a-2(第二樹脂)的合成
向具備攪拌機、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中加入182g的丙二醇單甲醚乙酸酯,並將燒瓶內的氣氛從空氣變為氮氣之後,升溫至70℃後,將包含60.0g的丙烯酸(0.25莫耳)、240.0g的4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸基丙烯酸酯(0.75莫耳(化學式8和化學式23表示的化合物以50:50的莫耳比混合的混合物))和136g的丙二醇單甲醚乙酸酯的混合物中添加3.6g的偶氮雙異丁腈的溶
液經2小時從滴液漏斗滴入燒瓶中,在70℃下繼續攪拌4小時,得到固體成分的酸值為110mgKOH/g的作為含不飽和基的第二樹脂的樹脂a-2。通過GPC測定的聚苯乙烯換算的重均分子量為13000,分子量分佈(Mw/Mn)為2.5。
合成例4:樹脂b-1的合成
向具備攪拌機、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中加入182g的丙二醇單甲醚乙酸酯,並將燒瓶內的氣氛從空氣變為氮氣之後,升溫至100℃後,將包含88.1g的甲基丙烯酸苄酯(0.50莫耳)、36.0g的丙烯酸(0.50莫耳)和136g的丙二醇單甲醚乙酸酯的混合物中添加3.6g的偶氮雙異丁腈的溶液經2小時從滴液漏斗滴入燒瓶中,在100℃下繼續攪拌5小時。接著,將燒瓶內的氣氛從氮氣變為空氣之後,將22.5g的甲基丙烯酸縮水甘油酯(0.15莫耳,(相對於本反應中使用的丙烯酸為50莫耳%))、0.9g的三(二甲基氨基甲基)苯酚和0.145g的氫醌加入燒瓶內,在110℃下繼續反應6小時,得到固體成分的酸值為94mgKOH/g的作為含不飽和基的第二樹脂的樹脂b-1。通過GPC測定的聚苯乙烯換算的重均分子量為30000,分子量分佈(Mw/Mn)為2.1。
實施例和比較例
實施例1至6和比較例1至4:感光性樹脂組合物的製造
以下述表1的組成和含量(單位:重量份)製造感光性樹脂組合物。
前述表1中使用的各組分如下。
(A)鹼溶性樹脂a-1-1:合成例1中製造的樹脂a-1-1(第一樹脂)
(A)鹼溶性樹脂a-1-2:合成例2中製造的樹脂a-1-2(第一樹脂)
(A)鹼溶性樹脂a-1:合成例3中製造的樹脂a-2(第二樹脂)
(A)鹼溶性樹脂b-1:合成例4中製造的樹脂b-1
(B)光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARDDPHA;日本化藥公司製造)
(C)光聚合引發劑:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-O-苯甲醯肟(Ciba公司製造)
(C-1)光聚合引發輔助劑:4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮
(CAB-F;保土谷化學公司製造)
(D)溶劑D-1:丙二醇單甲醚乙酸酯
(D)溶劑D-2:3-乙氧基丙酸乙酯
(D)溶劑D-3:3-甲氧基-1-丁醇
(D)溶劑D-3:3-甲氧基乙酸丁酯
(E)添加劑(抗氧化劑):1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三吡啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(Irganox3114;Ciba Specialty Chemicals公司製造)
實驗例
依次用中性洗滌劑、水和乙醇洗淨2平方英寸的玻璃基板(“EAGLE 2000”,康寧公司製造)後,進行乾燥。將前述實施例和比較例中製造的感光性樹脂組合物分別旋塗在該玻璃基板上之後,在潔淨烘箱中以90℃預烘乾3分鐘。將前述預烘乾的基板冷卻至室溫後,與石英玻璃制光掩模的間隔為150μm,使用曝光器(TME-150RSK;TOPCON公司製造)以60mJ/cm2的曝光量(基於405nm)照射光。此時對聚合性樹脂組合物的照射使用了來自超高壓水銀燈的放射光通過濾光器(LU0400;朝日分光公司製作)除去400nm以下的光。此時,光掩模使用在同一平面上形成下一個圖案的光掩模(具有邊長為10μm的正方形透光部(圖案),該正方形的間隔為100μm)。
照射光後,在包含非離子類表面活性劑0.12%和氫氧化鈣0.04%的水性顯影液中以25℃浸漬前述塗膜100秒進行顯影,水洗後,在烘箱中以220℃後烘培20分鐘。所得的膜厚
為3μm。膜厚使用膜厚測定裝置(DEKTAK6M;Veeco公司製造)進行測定。將所得的圖案進行如下的物性評價,其結果示於以下表2中。
試驗方法
(1)圖案的高度和底CD
如圖1所示,使用三維形狀測定裝置(SIS-2000系統;韓國SNU Precison公司製造)對前述所得的固化膜測定高度、作為相對於高度的10%的地點的線寬的底CD和作為相對於高度的90%的地點的線寬的頂CD,其結果記載在下述表2中。
底CD越小越好,高度與目標3.0μm相比越高,靈敏度越好,因而良好。
(2)圖案的形態
通過下述數學式1計算試驗方法(1)中測定的底CD和頂CD,其結果記載在下述表2中。
越接近100%,越接近圓筒形,因而良好。
[數學式1](圖案的形態)%=(頂CD)/(底CD)×100
(3)截面形狀
使用掃描型電子顯微鏡(S-4600;日立製作所製造)對前述所得的固化膜進行如下的截面形狀評價。截面形狀在圖案與基板的角度不到90度時判斷為順錐形,在90度以上時判斷為倒錐形。
如果是順錐形,在形成顯示裝置時,ITO配線難以斷
開,因而優選。
(4)靈敏度
顯影黏附性用顯微鏡評價通過直徑為5μm至20μm、間隔為1μm的圓形圖案分別有1000個的光掩模形成的膜厚3μm的圖案無脫落地100%殘留的實際尺寸,其結果記載在下述表2中。
(5)機械特性(總位移量和回復率)
使用動力學超小硬度計(DUH-W201;島津製作所製造)通過以下條件對前述所得的固化膜測定總位移量(μm)和彈性位移量(μm),使用測定的數值如下述數學式2一樣算出回復率(%)。總位移量少且回復率大時,判斷為硬。
[數學式2]回復率%=(彈性位移量(μm))/(總位移量(μm))×100
測定條件
試驗模式:負荷-除荷試驗
試驗力:5gf(SI單位換算值為49.0mN)
負荷速度:0.45gf/秒(SI單位換算值為4.41mN/秒)
維持時間:5秒
壓頭:圓錐台壓頭(直徑50μm)
如前述表2所示,在使用鹼溶性樹脂a-1-1或a-1-1的實施例1至6的情況下,與未使用它們的比較例1至4相比,能夠確認在低曝光量下,不僅對基板的黏附性和圖案形狀良好,彈性回復率優異且具有總位移量少的機械特性,而且靈敏度優異。
Claims (12)
- 一種分隔物形成用感光性樹脂組合物,包含:鹼溶性樹脂(A);光聚合性化合物(B);光聚合引發劑(C);和溶劑(D),其特徵在於,所述鹼溶性樹脂(A)包含將選自由下述化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及與所述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚而得到的第一樹脂,
- 如請求項1之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於, 在所述化學式1和2中,R1為氫原子或甲基。
- 如請求項1之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,所述鹼溶性樹脂(A)包含將選自由下述化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、與所述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到的第一樹脂。
- 如請求項1之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)和(a13)的總莫耳數,所述第一樹脂是將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)以及2~95莫耳%的與所述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)共聚而得到的共聚物。
- 如請求項3之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,基於構成第一樹脂的(a11)、(a12)、(a13)和(a14)的總莫耳數,所述第一樹脂是將2~30莫耳%的選自由化學式1和化學式2組成的組中的一種以上的化合物(a11)、2~70莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a12)、2~95莫耳%的與所述(a11)和(a12)能共聚且具有不飽和鍵的化合物(a13)以及基於所述(a12)的莫耳數為 5~80莫耳%的具有不飽和鍵和環氧基的化合物(a14)共聚而得到的共聚物。
- 如請求項1之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,所述鹼溶性樹脂(A)進一步包含將具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和選自由下述化學式3和4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到的第二樹脂,
- 如請求項6之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,所述化合物(a22)為選自由化學式5~化學式34組成的組中的一種以上的化合物,
- 如請求項6之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,基於構成第二樹脂的(a21)和(a22)的總莫耳數,所述第二樹脂是將5~95莫耳%的具有不飽和鍵和羧基的化合物(a21)和25~95莫耳%的選自由化學式3和化學式4組成的組中的一種以上的化合物(a22)共聚而得到的共聚物。
- 如請求項6之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於, 基於鹼溶性樹脂的固含量,所述鹼溶性樹脂(A)包含10~95重量%的第一樹脂和5~90重量%的第二樹脂。
- 如請求項1之分隔物形成用感光性樹脂組合物,其特徵在於,基於感光性樹脂組合物的固含量,所述鹼溶性樹脂(A)的含量為5~90重量%。
- 一種用如請求項1~10中任一項之分隔物形成用感光性樹脂組合物製造的分隔物。
- 一種圖像顯示裝置,其特徵在於,包括如請求項11之分隔物。
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