TW201627760A - 柱狀形成物用樹脂組成物、附有柱狀形成物之基板的製造方法及附有柱狀形成物之基板 - Google Patents

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Abstract

本發明主要目的在於提供:能提高固形份濃度,且塗佈性、顯影性良好的柱狀形成物用樹脂組成物等。 本發明係藉由提供下述柱狀形成物用樹脂組成物,便可達成上述目的。本發明的狀形成物用樹脂組成物,係在具備有基板及柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板中,用於形成上述柱狀形成物的柱狀形成物用樹脂組成物,上述柱狀形成物係形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離;其特徵係含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C);上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。

Description

柱狀形成物用樹脂組成物、附有柱狀形成物之基板的製造方法及附有柱狀形成物之基板
本發明係關於用於形成在作為電子元件時能使基板與反基板間良好地保持一定距離之柱狀形成物的柱狀形成物用樹脂組成物、使用其之附有柱狀形成物之基板的製造方法、及附有柱狀形成物之基板。
由複數電子元件用基板重疊配置構成的電子元件,近年在各種領域中已開發出藉由較習知電子元件更加大基板間距離而發揮機能者、或經提升機能性者。
例如在顯示裝置領域中,上述電子元件已進展開發出液晶透鏡(liquid crystal lens)(例如專利文獻1~3)。液晶透鏡係使用於顯示裝置中的三維顯示,更具體而言係使用於裸眼式三維顯示方式。液晶透鏡係具有:設有二片電極的基板、以及在二基板間形成的液晶層,藉由對二電極間施加電壓使液晶層中的液晶配向變化,便可顯現出透鏡效果。上述液晶透鏡中,為確保透鏡厚,必需將上述二基 板間的距離(液晶胞間隙)設在25μm~110μm範圍內。
再者,在半導體領域、或印刷電路板領域中,為防止基板上所形成半導體層或導電層發生損傷等情形,由複數基板重疊配置之構成中必需充分設置基板間的距離。
此處,一般設有複數電子元件用基板的電子元件中,作為使基板間保持既定距離的方法,係採取在基板上形成柱狀樹脂層之柱狀形成物的方法。上述柱狀形成物的形成方法可適當地使用光學微影法。
然而,上述液晶透鏡等所必要的柱狀形成物,相較於習知柱狀形成物之下,要求增加高度。
所以,在形成此種柱狀形成物時,必需加厚形成樹脂組成物的塗膜。然而,自習知起所使用的樹脂組成物會有較難形成充分厚度塗膜的問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-276624號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-293241號公報
[專利文獻3]日本專利特開2012-173517號公報
為加厚樹脂組成物的塗膜,必需提高固形份濃度,另一方面若 提高固形份濃度,則黏度會變大,有樹脂組成物自身較難塗佈於基板上的情況、或較難形成具均勻厚度塗膜的問題。
此處,樹脂組成物通常係含有單體、聚合物、及光聚合起始劑,視需要更進一步含有溶劑。上述各成分中,聚合物的黏度較高於其他成分,且其含有量會對樹脂組成物的黏度造成大幅影響。所以,檢討藉由減少聚合物含有量、增加單體含有量,即增加固形份中單體質量相對於聚合物質量比率(以下有稱P/M比進行說明的情況),俾抑制當提高固形份濃度時之黏度上升。
然而,由於聚合物會對樹脂組成物賦予顯影性,因而當減少聚合物含有量時,樹脂組成物的顯影性會降低,且在基板上容易殘留不需要的樹脂組成物,會有較難使用光學微影法將柱狀形成物形成所需圖案狀的顧慮。
本發明係有鑑於上述實情而完成,主要目的在於提供:能提高固形份濃度,且塗佈性、顯影性良好的柱狀形成物用樹脂組成物等。
本發明者等為達成上述目的經深入鑽研,結果發現藉由將單體的HLB值設定於既定範圍內,當提高P/M比時仍可使樹脂組成物的顯影性呈良好,遂完成本發明。
即,本發明係提供:[1]一種柱狀形成物用樹脂組成物,係在具 備有基板及柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板中,用於形成上述柱狀形成物的柱狀形成物用樹脂組成物,上述柱狀形成物係形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離;其特徵係含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C);上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。
根據本發明,藉由上述單體的HLB值在既定範圍內,便可提高固形份濃度,能形成塗佈性與顯影性均良好的柱狀形成物用樹脂組成物。
上述發明中,[2]上述單體(A)較佳係多官能(甲基)丙烯酸酯。又,上述發明中,[3]上述單體(A)較佳係具有氧伸烷鏈。
上述發明中,[4]上述聚合物(B)較佳係具有(甲基)丙烯醯基及羧基的聚合物。又,上述發明中,[5]上述聚合物(B)較佳係具有(甲基)丙烯醯基及羧基的環氧樹脂。
本發明係提供:[6]一種附有柱狀形成物之基板的製造方法,係包括有:在基板上塗佈樹脂組成物而形成塗膜的塗佈步驟;以及將上述塗膜施行曝光後,利用施行顯影而形成柱狀形成物的曝光顯影步驟之附有柱狀形成物之基板的製造方法;其特徵係上述樹脂組成物含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C);上述單體(A) 的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。
根據本發明,藉由使用上述樹脂組成物,在塗佈步驟中可良好地形成厚度較厚的塗膜。又,藉由使用上述樹脂組成物,在顯影時,可輕易地將上述塗膜不需要部分溶解於顯影液中,因而可縮短顯影時間,便可形成具有良好形狀的柱狀形成物。
本發明係提供:[7]一種附有柱狀形成物之基板,係具備有:基板及柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板,上述柱狀形成物係形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離;其特徵係上述柱狀形成物含有單體(A)、聚合物(B)及光聚合起始劑;上述單體(A)的質量及上述聚合物(B)的質量比率,係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;使含有上述單體(A)係HLB值在8~20範圍內的單體的樹脂組成物硬化。
根據本發明,藉由柱狀形成物使上述樹脂組成物硬化,因而可成為具有良好形狀之柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板。
上述發明中,[8]上述柱狀形成物較佳係高度為25μm以上、且下底大小在20μm~50μm範圍內,寬深比在1.3~2.3範圍內。
本發明的柱狀形成物用樹脂組成物係可提高固形份濃度,能達到使塗佈性、顯影性呈良好的作用效果。
1‧‧‧附有柱狀形成物之基板
2‧‧‧基板
3‧‧‧柱狀形成物
3'‧‧‧塗膜
3a‧‧‧上底
3b‧‧‧下底
3c‧‧‧最大面積部
4‧‧‧透明電極層
5‧‧‧配向膜
6‧‧‧遮光部
12‧‧‧反基板
14‧‧‧長條透明電極層
20‧‧‧液晶層
21‧‧‧密封層
L‧‧‧曝光光
M‧‧‧光罩
圖1(a)至(d)係表示本發明中附有柱狀形成物之基板的製造方法一例的步驟圖。
圖2係表示本發明附有柱狀形成物之基板、及本發明中柱狀形成物一例的概略剖視圖。
圖3係表示本發明中柱狀形成物一例的概略立體圖。
圖4係表示使用本發明附有柱狀形成物之基板的液晶透鏡一例之概略剖視圖。
圖5係表示本發明附有柱狀形成物之基板另一例的概略剖視圖。
圖6係表示本發明附有柱狀形成物之基板另一例的概略剖視圖。
圖7係表示本發明附有柱狀形成物之基板另一例的概略剖視圖。
以下,針對本發明的柱狀形成物用樹脂組成物、附有柱狀形成物之基板的製造方法、及附有柱狀形成物之基板進行詳細說明。
A.柱狀形成物用樹脂組成物
本發明的柱狀形成物用樹脂組成物(以下亦有稱樹脂組成物進行說明的情況),係在具備有基板及柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板中,用於形成上述柱狀形成物的柱狀形成物用樹脂組成,上述柱狀形成物係形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離;其中,該柱狀形成物用樹脂組成物係含有單體(A)、聚合物(B)及光聚合起始劑(C);且,上述單體(A)的質量及上述聚合物(B)的質量比率,係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。另外,本發明的樹脂組成物通常係使用作為負型的感光性樹脂組成物。
此處所謂HLB值(Hydrophile-Lipophile-Balance)係指親水性-親油性-平衡,表示化合物之親水性或親油性大小的值。HLB值係其值越小則表示親油性越高,值越大則表示親水性越高。
本發明中HLB值係依照小田法使用下式(1)所計算出的值。關於依照小田法計算HLB值的詳細內容,記載於文獻「新‧界面活性劑入門」(藤本武彦著、三洋化成工業股份有限公司出版、197頁)。
HLB=10×(無機性/有機性) (1)
另外,式(1)中所謂有機性、無機性係指依構成分子的每個原子及官能基所決定數值之合計值,可使用上述文獻中所記載的數值。
本發明的樹脂組成物係在附有柱狀形成物之基板的製造方法中,於形成柱狀形成物時使用。以下,針對使用本發明樹脂組成物的附有柱狀形成物之基板的製造方法,使用圖式進行說明。
圖1(a)~(d)係表示使用本發明樹脂組成物的附有柱狀形成物之基板的製造方法一例之步驟圖。附有柱狀形成物之基板的製造方法中,首先如圖1(a)所示,準備基板2。亦可預先在基板2上形成透明電極層4。其次,如圖1(b)所示,在透明電極層4上塗佈樹脂組成物而形成塗膜3'(塗佈步驟)。接著,如圖1(c)所示,經由光罩M照射曝光光L,藉此將上述塗膜3'施行曝光。其次,藉由將塗膜3'施行顯影,便如圖1(d)所示形成柱狀形成物3(曝光顯影步驟)。藉由以上的步驟,便可製造附有柱狀形成物之基板1。
其次,針對使用本發明樹脂組成物所形成的附有柱狀形成物之基板進行說明。
圖2(a)係表示附有柱狀形成物之基板一例的概略剖視圖,圖2(b)係圖2(a)的柱狀形成物放大圖,圖2(c)係圖2(b)中A-A線所示部分的圖形、B-B線所示部分的圖形、及C-C線所示部分的圖形。又,圖3係表示本發明柱狀形成物一例的概略立體圖。
如圖2(a)~(c)所示,本發明的附有柱狀形成物之基板1係具備有:基板2;以及形成於基板2上,且使基板2、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離的柱狀形成物3。如圖2(b)、(c)、及圖3所示,柱狀形成物3較佳係上底3a的面積與下底3b的面積相同,且在上底3a與下底3b之間設有相對於基板2水平方向的截面積成為最大之最大面積部3c的形狀。
圖2(a)、(b)及圖3係表示附有柱狀形成物之基板1使用於液晶透鏡的例子,在基板2上設有連續形成的透明電極層4,並表示在透明電極層4上形成柱狀形成物3的例子。
本發明的附有柱狀形成物之基板係使用於電子元件。針對使用本發明附有柱狀形成物之基板的電子元件,使用圖式進行說明。
圖4係表示使用本發明附有柱狀形成物之基板的電子元件一例之概略剖視圖,並表示電子元件係液晶透鏡的例子。液晶透鏡30係具備有:基板2、反基板12、液晶層20、柱狀形成物3、及密封層21。該液晶層20係形成於基板2與反基板12之間。該柱狀形成物3係形成於基板2上,並使基板2與反基板12之間保持一定距離;該密封層21係形成於基板2與反基板12之間,並將液晶層20予以密封。又,圖4係表示在基板2上的全面形成透明電極層4,在反基板12上長條透明電極層14排列形成為條紋狀的例子。
根據本發明,藉由上述單體(A)的HLB值在既定範圍內,便可成為固形份濃度高,且塗佈性、顯影性良好的樹脂組成物。
本發明的樹脂組成物的P/M比係較高於習知樹脂組成物。
關於本發明藉由將單體(A)的HLB值設在既定範圍內,當提高P/M比時,仍可使樹脂組成物的顯影性呈良好之理由,雖尚未明確,但可推測如下。
即,樹脂組成物的顯影液通常係使用鹼水溶液等。樹脂組成物中的聚合物對鹼水溶液呈可溶性。又,關於單體(A)亦係藉由將HLB值設定於既定範圍內,便呈親水性,而提高與水間之親和性,因而推測對含水的鹼水溶液便呈可溶解狀態。
再者,當使用P/M比較高、且單體的HLB值較小之樹脂組成物在基板上形成塗膜,經曝光後再施行顯影時,由於未曝光部分的樹脂組成物單體容易殘存於基板上,因而為了除去上述未曝光部分的單體便需要較多的顯影時間。然而,當塗膜厚度較厚時,曝光部分中在基板附近的塗膜,會有利用曝光所進行的硬化反應不會充分進行之情況,顯影時間越長,則暴露於顯影液中的時間越長,越有容易從基板表面上剝落的可能性。
相對於此,根據本發明,由於樹脂組成物的顯影性良好,因而未曝光部分的塗膜容易除去,可減少顯影液對曝光部分之塗膜的影響,便可形成具有良好形狀的柱狀形成物。
以下,針對本發明樹脂組成物的各成份進行說明。
1.單體(A)
本發明中單體(A)係HLB值在8~20範圍內、較佳係8.5~19範圍內、更佳係9~18範圍內。
單體(A)的HLB值係例如藉由在分子中導入呈親水性的取代基便可調整。
呈親水性的取代基係可舉例如:羥基、羧基及氧伸烷鏈,特佳係氧伸烷鏈。氧伸烷鏈係可舉例如:氧乙烯鏈、氧丙烯鏈等。
再者,單體(A)係藉由曝光光的照射,則單體(A)彼此間會交聯呈硬化性。單體(A)從曝光時的反應性觀點,較佳係多官能(甲基) 丙烯酸酯單體。多官能(甲基)丙烯酸酯係在具有2個以上(甲基)丙烯醯基的單體之前提下,其餘並無特別的限定均可使用。
所謂(甲基)丙烯酸酯係表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少任一者。又,所謂(甲基)丙烯醯基係表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基之至少任一者。
單體(A)所使用的多官能(甲基)丙烯酸酯係可舉例如雙官能以上的(甲基)丙烯酸酯。更具體而言,可舉例如:雙官能(甲基)丙烯酸酯、三官能(甲基)丙烯酸酯、四官能~六官能(甲基)丙烯酸酯、七官能~十官能(甲基)丙烯酸酯。
更具體而言,本發明中單體(A)係可使用下述一般式(1)、一般式(2)所示化合物。
(一般式(1)中,X係表示具有甲基、羥基、羧基的有機基及(甲基)丙烯醯基;R1及R2係表示氫原子或甲基。a、b、c係各自獨立的0~15之整數,a+b+c係0~30。)
(一般式(2)中,X係表示具有甲基、羥基、羧基的有機基及(甲基)丙烯醯基;R3及R4係表示氫原子或甲基。d~h係各自獨立的0~10之整數,d+e+f+g+h係0~30。)
更具體的單體(A)係可舉例如:含羥基的單體(A1)、含羧基的單體(A2)、及含氧伸烷鏈的單體(A3)。
含羥基的單體(A1)係可舉例如:季戊四醇三丙烯酸酯(HLB值:11.0)、二季戊四醇五丙烯酸酯(HLB值:9.4)等。
含羧基的單體(A2)係可舉例如:Aronix M-510、Aronix M-520(均為東亞合成(股)公司製)等。
含氧伸烷鏈的單體(A3)係可舉例如在二元~六元的多元醇中加成碳數2~4的環氧烷,再將(甲基)丙烯酸進行酯化反應而合成者。環氧烷例如較佳係環氧乙烷或環氧丙烷、更佳係環氧乙烷。
具體的含氧伸烷鏈之單體(A3)係可舉例如:三羥甲基丙烷的2.6莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:9.9)、三羥甲基丙烷的3莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:10.3)、季戊四醇的4莫耳環氧乙烷加成物之四丙烯酸酯(HLB值:11.4)、三羥甲基丙烷 的6莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:12.2)、三羥甲基丙烷的15莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:14.9)、三羥甲基丙烷的20莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:15.6)、甘油的9莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(HLB值:14.6)、季戊四醇的4莫耳環氧乙烷加成物之四丙烯酸酯(HLB值:11.4)、二季戊四醇的3莫耳環氧乙烷加成物之六丙烯酸酯(HLB值:9.6)等。
單體(A)中,從顯影性及塗佈性的觀點,較佳係含氧伸烷鏈的單體(A3),更佳係三羥甲基丙烷的環氧烷加成物之三丙烯酸酯、及季戊四醇的環氧烷加成物之四丙烯酸酯。
另外,單體(A)係只要至少含有1種便可。又,單體(A)亦可併用HLB未滿8.0的多官能(甲基)丙烯酸酯。
單體(A)的含有量係在能形成所需柱狀形成物的前提下,其餘並無特別的限定,具體而言,相對於樹脂組成物的固形成份較佳係在60質量%~95質量%範圍內、更佳係在65質量%~93質量%範圍內、特佳係在70質量%~90質量%範圍內。
其理由係若單體(A)的含有量過少,則會有較難使用本發明樹脂組成物形成柱狀形成物的可能性。又,其理由係若單體(A)的含有量過多,則聚合物(B)的含有量相對地過少,因而會有較難確保顯影性的可能性。
另外,本發明中,所謂「樹脂組成物的固形成分」,係當樹脂組成物含有後述溶劑時,便指除溶劑以外的樹脂組成物成分。
2.聚合物(B)
本發明中聚合物(B)通常係分子內具有自由基聚合性基。自由基聚合性基從光硬化性的觀點,較佳係(甲基)丙烯醯基、乙烯基及烯丙基、更佳係(甲基)丙烯醯基。
再者,本發明的聚合物(B)較佳係親水性,聚合物的分子內所含有對親水性具有貢獻之官能基,從鹼顯影性的觀點,較佳係羧基、環氧基、磺酸基、磷酸基,更佳係羧基。
本發明的聚合物(B)從上述觀點,特佳係具有(甲基)丙烯醯基及羧基的聚合物。
本發明的聚合物(B)係可舉例如:親水性環氧樹脂(B1)、親水性丙烯酸樹脂(B2)等。
親水性環氧樹脂(B1)係藉由使市售物的環氧樹脂與具有自由基聚合性基的化合物產生反應,更進一步與具有羧基等親水性官能基的化合物產生反應便可合成。
例如使分子中具有環氧基的酚醛型環氧樹脂與(甲基)丙烯酸產生反應,更進一步使與酞酸或酞酸酐等多元羧酸或多元羧酸酐進行反應而製造的方法。
再者,親水性丙烯酸樹脂(B2)係利用現有方法使(甲基)丙烯酸衍生物產生聚合,更進一步與具有自由基聚合性基的化合物產生反應便可獲得。
此處所使用的(甲基)丙烯酸衍生物,係可舉例如使包含: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、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸苄酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、(甲基)丙烯酸環氧丙酯之1種以上,與丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的二聚體、衣康酸、巴豆酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、醋酸乙烯酯、以及該等的酸酐等之1種以上的聚合物或共聚物;或者使甲酚酚醛樹脂的(甲基)丙烯酸改質物與酸酐(例如酞酸酐、四氫酞酸酐、順丁烯二酸酐等)進行加成反應者等。
親水性(甲基)丙烯酸樹脂(B2)係更進一步在提升感光間隙材料(photo spacer)之彈性回復特性的目的下,視需要較佳係在側鏈或末端導入(甲基)丙烯醯基。
在側鏈導入(甲基)丙烯醯基的方法係可舉例如下述(1)及(2)之方法。
(1)使用(甲基)丙烯酸(b21)或(甲基)丙烯酸酯(b22)中之至少一 部分具有能與異氰酸酯基產生反應之基(羥基、或者一級或二級胺基等)的單體製造聚合體,然後再使具有(甲基)丙烯醯基與異氰酸酯基的化合物[異氰酸(甲基)丙烯醯氧基乙酯等]產生反應之方法。
(2)使用(b21)或(b22)中之至少一部分具有能與環氧基產生反應之官能基(羥基、羧基、或者一級或二級胺基等)的單體製造聚合體,然後再使具有(甲基)丙烯醯基與環氧基的化合物((甲基)丙烯酸環氧丙酯等)產生反應之方法。
本發明中,上述聚合物(B)中,從顯影性及硬化性的觀點,較佳可舉例如:含有(甲基)丙烯醯基與羧基的丙烯酸樹脂、含有(甲基)丙烯醯基與羧基的環氧樹脂,特佳可舉例如:含有(甲基)丙烯醯基與羧基的環氧樹脂。
聚合物(B)的含有量係在能形成所需柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,具體而言,相對於樹脂組成物的固形成份,較佳係在5質量%~40質量%範圍內、更佳係在7質量%~35質量%範圍內、特佳係在10質量%~30質量%範圍內。其理由係若聚合物(B)的含有量過少,便會有較難確保樹脂組成物之顯影性的可能性。又,其理由係若聚合物(B)的含有量過多,則樹脂組成物的黏度會提高,有較難塗佈呈確保塗膜厚度的可能性。
3.光聚合起始劑(C)
本發明所使用的光聚合起始劑(C),係例如利用紫外線能量而 產生自由基的化合物,可舉例如:肟酯系化合物、苯乙酮系化合物、二苯基酮系化合物、二咪唑系化合物、苯偶姻系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、系化合物、9-氧硫系化合物、三系化合物、縮酮系化合物、偶氮系化合物、過氧化物、2,3-二烷基二酮系化合物、二硫系化合物、甲硫碳醯胺化合物類、氟胺系化合物等。該等係可使用1種、或混合使用2種以上。
光聚合起始劑(C),具體而言,可舉例如:二苯基酮、米其勒酮、(4,4'-雙二甲胺基二苯基酮)、4,4'-雙二乙胺基二苯基酮、4-甲氧基-4'-二甲胺基二苯基酮、2-乙基蒽醌、菲等芳香族酮;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻苯醚等苯偶姻醚類;甲基苯偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻;2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚體、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)咪唑二聚體、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚體、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚體、2,4,5-三芳基咪唑二聚體、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲基苯基)咪唑二聚體、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮、2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-二唑、2-三氯甲基-5-(對氰基苯乙烯基)-1,3,4-二唑、2-三氯甲基-5-(對甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-二唑等鹵甲基噻唑化合物;2,4-雙(三氯甲基)-6-對甲氧基苯乙烯基-S-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(1-對二甲胺基苯基-1,3-丁二烯基)-S-三、2-三氯甲基-4-胺基-6-對甲氧基苯乙烯基-S-三、2-(萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三、2-(4-乙氧基-萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三、2-(4-丁氧基-萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三等鹵甲基-S-三系化合物;2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙酮、1,2- 苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1,1-羥基-環己基-苯基酮、苄基、苯甲醯基苯甲酸、苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、苄基甲基縮酮(benzyl methyl ketal)、二甲胺基苯甲酸酯、P-二甲胺基苯甲酸異戊酯、4-二甲胺基苯甲酸-2-正丁氧基乙酯、2-氯9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二甲基9-氧硫、異丙基9-氧硫等光聚合起始劑。
光聚合起始劑(C)的商品名係可舉例如:IRGACURE 369(汽巴精化公司製)、IRGACURE 819(汽巴精化公司製)、IRGACURE 907(汽巴精化公司製)、IRGACURE OXE02(汽巴精化公司製)、NCI831(ADEKA公司製)等。本發明中該等光聚合起始劑係可單獨使用、或混合使用2種以上。
從曝光時的硬化性觀點,較佳係可舉例如:IRGACURE 369及IRGACURE OXE02;IRGACURE 819、IRGACURE 907及IRGACURE OXE02的組合。
光聚合起始劑(C)的含有量係在能形成柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,具體而言,相對於樹脂組成物的固形成份,較佳係在0.5質量%~12.0質量%範圍內、更佳係在1.0質量%~11.0質量%範圍內、特佳係在1.5質量%~10.0質量%範圍內。
其理由係若光聚合起始劑(C)的量過少,便會有引發塗膜硬化不足的可能性,若光聚合起始劑(C)的量過多,則因塗膜表面附近的感度提升,會有成為大於既定大小之柱狀形成物的可能性。
4.溶劑
樹脂組成物通常係更進一步含有溶劑。溶劑係可設為與一般樹脂組成物所使用者同樣,具體而言,可舉例如:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇等醇類;α-或β-萜品醇等萜烯類等;丙酮、甲乙酮、環己酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等酮類;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烴類;賽珞蘇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚等二醇醚類;醋酸乙酯、醋酸丁酯、賽珞蘇醋酸酯、乙基賽珞蘇醋酸酯、丁基賽珞蘇醋酸酯、卡必醇醋酸酯、乙基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單乙醚醋酸酯、及醋酸-3-甲氧基丁酯等醋酸酯類等。
5.其他成分
樹脂組成物係除上述單體(A)、聚合物(B)、光聚合起始劑(C)、及溶劑之外,尚可適當選擇追加必要的其他成分。
其他的成分係可舉例如:單官能(甲基)丙烯酸酯、均染劑、交聯劑、硬化劑、聚合促進劑、黏度調整劑等。關於該等添加劑係可使用公知物。
6.樹脂組成物
樹脂組成物中所含有上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率,係在能形成所需柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,較佳係單體(A)的質量:聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍 內、更佳係在73:27~87:13範圍內、特佳係在75:25~85:15範圍內。
其理由係若相較於上述比率之下,單體(A)的質量比率過小之情況、或過大之情況,便會有較難形成柱狀形成物自體的可能性。
樹脂組成物的固形份濃度係在能形成所需柱狀形成物之程度的前提下,其餘並無特別的限定,較佳係20質量%以上、更佳係在30質量%~80質量%範圍內、特佳係在50質量%~75質量%範圍內。
其理由係固形份濃度過低時,便會有較難充分增厚塗膜厚度的可能性。
另外,所謂「樹脂組成物的固形份濃度」,係當樹脂組成物含有上述溶劑時,便指固形成份質量相對於含溶劑之樹脂組成物質量的比率。
樹脂組成物的黏度係在基板上能依所需厚度塗佈樹脂組成物之前提下,其餘並無特別的限定,在25℃下,較佳係5mPa‧s~100mPa‧s範圍內、更佳係10mPa‧s~80mPa‧s範圍內、特佳係15mPa‧s~70mPa‧s範圍內。
其理由係若樹脂組成物的黏度過高的情況、或樹脂組成物的黏度過低的情況,便會有樹脂組成物本身較難塗佈於基板上的可能性、或者較難獲得良好塗膜的可能性。
另外,關於黏度的測定方法,只要係能精度佳地測定黏度的方法,並無特別的限定,例如使用流變儀、B型黏度計、毛細管式黏度計等黏度測定裝置的方法。又,黏度的測定方法係可使用數位式 黏度計(英弘精機股份有限公司DV-E)。
樹脂組成物通常係呈透明性。
7.用途
本發明的樹脂組成物係在附有柱狀形成物之基板的製造方法中,可使用於柱狀形成物的形成。關於具體的柱狀形成物之形成方法,在後述「B.附有柱狀形成物之基板的製造方法」項中會說明,因而在此省略說明。
B.附有柱狀形成物之基板的製造方法
本發明附有柱狀形成物之基板的製造方法,係包括有:在基板上塗佈樹脂組成物而形成塗膜的塗佈步驟;將上述塗膜施行曝光後,藉由施行顯影而形成柱狀形成物的曝光顯影步驟之附有柱狀形成物之基板的製造方法,其特徵係上述樹脂組成物含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C);上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。
關於本發明附有柱狀形成物之基板的製造方法,使用圖式進行說明。
圖1(a)~(d)係表示本發明附有柱狀形成物之基板的製造方法一例的步驟圖。另外,關於圖1(a)~(d),係與上述「A.柱狀形成物用 樹脂組成物」項所說明內容同樣,因而在此省略說明。
根據本發明,藉由使用上述樹脂組成物,便可在塗佈步驟中良好地形成厚度較厚的塗膜。又,藉由使用上述樹脂組成物,在顯影時可將上述塗膜的不需要部分輕易地溶解於顯影液中,因而可縮短顯影時間,且能形成具有良好形狀的柱狀形成物。
以下,針對本發明附有柱狀形成物之基板的製造方法各項步驟進行說明。
1.塗佈步驟
本發明的塗佈步驟係在基板上塗佈樹脂組成物而形成塗膜的步驟。
(1)基板
本發明所使用的基板係可配合電子元件的用途再行適當選擇,並無特別的限定。又,上述基板係可具有透明性、亦可不具有透明性。
當上述基板係具有透明性的情況,對於基板的透明性並無特別的限定,例如全光線穿透率較佳係80%以上、更佳係90%以上。此處,基板的全光線穿透率係可利用JIS K7361-1(塑膠-透明材料的全光線穿透率之試驗方法)進行測定。
基板係可使用例如:石英玻璃、派熱克斯(Pyrex)(註冊商標)玻 璃、合成石英板等無可撓性的剛性材;或者樹脂薄膜、光學用樹脂板等具有可撓性的可撓性材等。
基板的厚度係在能形成柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,例如較佳係在0.05mm~0.85mm範圍內。
亦可在基板的一表面上形成透明電極層。本發明中,透明電極層係可在樹脂組成物塗佈前便形成於基板上,亦可使用已預先形成透明電極層的市售基板。
(2)塗佈方法
本步驟所形成塗膜的厚度,係在能形成柱狀形成物的厚度之前提下,其餘並無特別的限定,較佳係27μm以上、更佳係30μm~110μm範圍內、特佳係37μm~100μm範圍內。
其理由係若塗膜的厚度過薄的情況、或過厚的情況,會有柱狀形成物難以形成既定形狀的可能性。
樹脂組成物的塗佈方法係可設為一般的塗佈方法,例如:旋塗法、模具塗佈法、噴塗法、浸塗法、輥塗法、滾珠塗佈法、棒塗法等。
本發明中,樹脂組成物的塗佈方法較佳係模具塗佈法。其理由乃由於模具塗佈法係從噴嘴吐出樹脂組成物並施行塗佈的方法,因而樹脂組成物的黏度會對塗佈性造成大幅影響,可高度發揮使用上述樹脂組成物所造成的作用效果。
本步驟中,較佳係在塗膜形成後施行乾燥處理。關於乾燥處理,係可設為與一般樹脂層形成方法所採取的處理同樣,因而在此省略說明。又,乾燥處理例如亦可在減壓下實施。
2.曝光顯影步驟
本發明的曝光顯影步驟係在對上述塗膜施行曝光後,藉由施行顯影而形成柱狀形成物的步驟。
本步驟所使用的曝光光係在對上述塗膜施行曝光便能形成所需柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,可使用公知曝光裝置的光源施行照射。
本步驟所使用的曝光方法係可設為與一般的光學微影法所採用者同樣,具體而言,可舉例如使用公知的曝光裝置,經由光罩對塗膜照射曝光光的方法。關於光罩,係在能形成柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,可設為與一般光罩同樣。
本步驟中,在塗膜曝光後,塗膜便被顯影。
塗膜的顯影液係在能將塗膜顯影成既定圖案狀之前提下,其餘並無特別的限定,可舉例如鹼水溶液(KOH或K2CO3)。
本步驟中,視需要亦可採行在顯影後,再對柱狀形成物施行煅燒的煅燒處理。關於煅燒處理係可設為與一般樹脂層的形成方法所採用方法同樣,因而在此省略說明。
3.其他步驟
本發明附有柱狀形成物之基板的製造方法中,在設有上述塗佈步驟及曝光顯影步驟之前提下,其餘並無特別的限定,視需要可適當選擇追加其他步驟。例如當附有柱狀形成物之基板係使用於液晶透鏡時,亦可設有在基板上所形成透明電極層、遮光部、配向膜等的構成。
4.附有柱狀形成物之基板
利用本發明所製造的附有柱狀形成物之基板,係具有基板、與柱狀形成物。關於利用本發明所製造附有柱狀形成物之基板的詳細內容,係可設為與後述「C.附有柱狀形成物之基板」項所說明內容相同,因而在此省略說明。
C.附有柱狀形成物之基板
本發明附有柱狀形成物之基板係具備有:基板;及形成於上述基板上,且使上述基板、與形成電子元件時所使用之反基板間保持一定距離之柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板,其特徵係上述柱狀形成物含有單體(A)、聚合物(B)及光聚合起始劑;上述單體(A)的質量及上述聚合物(B)的質量比率,係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;使含有上述單體(A)係HLB值在8~20範圍內的單體的樹脂組成物硬化。
關於本發明附有柱狀形成物之基板,使用圖式進行說明。
其次,針對使用本發明樹脂組成物所形成的附有柱狀形成物之基板進行說明。
圖2(a)係表示本發明附有柱狀形成物之基板一例的概略剖視圖,圖2(b)係圖2(a)的本發明柱狀形成物放大圖,圖2(c)係圖2(b)中A-A線所示部分的圖形、B-B線所示部分的圖形、及C-C線所示部分的圖形。另外,關於圖2(a)~圖2(c)係可設為與上述「A.柱狀形成物用樹脂組成物」項所說明內容相同,因而在此省略說明。
根據本發明,上述柱狀形成物係使上述樹脂組成物硬化者,因而相較於習知柱狀形成物之下,可形成具有高度較高、柱狀形成物高度相對於下底大小的比率(以下亦有稱「寬深比」進行說明的情況)較高之柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板。
以下,針對本發明附有柱狀形成物之基板的各構成進行說明。
1.柱狀形成物
本發明的柱狀形成物係形成於基板上,且使上述基板、與成為電子元件時所使用的反基板之間保持一定距離。
再者,柱狀形成物係使上述「A.柱狀形成物用樹脂組成物」項所說明樹脂組成物硬化者。關於樹脂組成物及柱狀形成物的形成方法已有說明,因而在此省略說明。
本發明的柱狀形成物因屬於上述樹脂組成物的硬化物,相較於習知柱狀形成物之下,可成為高度較高、寬深比較高的形狀。
另外,所謂「柱狀形成物的下底」係指柱狀形成物的基板側面。 又,所謂「柱狀形成物之上底」係指與柱狀形成物的基板側對向側之面。
柱狀形成物的高度係可配合電子元件的用途再行適當選擇,並無特別的限定,較佳係25μm以上、更佳係30μm~110μm範圍內、特佳係37μm~100μm範圍內。
其理由係若柱狀形成物的高度過低之情況、或過高之情況,會有柱狀形成物難以形成既定形狀的可能性。
具體的下底大小係配合附有柱狀形成物之基板所使用電子元件的用途再行適當選擇,並無特別的限定,例如較佳係20μm~50μm範圍內、更佳係25μm~47μm範圍內、特佳係30μm~45μm範圍內。
其理由係若下底的大小偏小,則會有柱狀形成物的強度降低之可能性、或較難形成柱狀形成物自體的可能性;若下底的大小偏大,則會有阻礙電子元件自體、電子元件其他構成之機能的可能性。其理由係例如當電子元件為液晶透鏡的情況,若上述柱狀形成物的下底偏大,則由於上述觀察者較容易檢視到柱狀形成物,因而使用液晶透鏡的顯示裝置會有較難良好顯示的可能性。
另外,關於下底的大小係指在後述下底面積項中所說明的圖形大小,例如當上述圖形係圓形狀的情況便指直徑,當上述圖形係具有長邊與短邊的情況便指短邊。
再者,柱狀形成物的寬深比係可配合附有柱狀形成物之基板所使用電子元件的種類再行適當選擇,並無特別的限定,較佳係 1.3~2.3範圍內、更佳係1.5~2.2範圍內、特佳係1.7~2.1範圍內。
其理由係若上述寬深比未滿足上述範圍的情況,使用柱狀形成物則基板與反基板間之距離便有較難良好保持的可能性。又,當柱狀形成物係使用於液晶透鏡時,使用上述液晶透鏡的顯示裝置會有較難良好顯示的可能性。又,其理由係若上述寬深比超過上述範圍時,便有較難形成柱狀形成物自體的可能性。
本發明的柱狀形成物較佳係上底面積與下底面積相等,且在上述上底與上述下底之間設有相對於上述基板水平方向截面積呈最大的最大面積部之形狀。
其理由係可抑制上述柱狀形成物的塑性變形,當成為電子元件時,能形成具有可使上述基板與反基板間良好地保持一定距離之柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板。
本發明中,所謂「上底面積與下底面積相等」係指上底面積與下底面積的面積差絕對值,可抑制因柱狀形成物的底面面積差而產生塑性變形之程度。具體而言,上底面積與下底面積的面積差絕對值,係假設上底與下底的俯視形狀為圓形狀時,上底直徑與下底直徑的差絕對值在5μm以下。
本發明中,上述上底直徑與下底直徑的差絕對值,較佳係4μm以下、更佳係3μm以下。
其理由係上述上底直徑與下底直徑的差絕對值越小,便越能抑制因底面面積差所造成的塑性變形。
再者,本發明的柱狀形成物形狀,係在上述上底與上述下底之間,設有相對於上述基板水平方向的截面積成為最大的最大面積部之形狀。
最大面積部的上述截面積、與上底及下底中較大面積的底面面積之差,係配合電子元件的用途再行適當決定,通常假設上底、下底及最大面積部的俯視形狀呈圓形狀時,最大面積部的直徑、與上底及下底中較大直徑的差係2μm以上。
本發明中,上述大面積部的直徑、與上底及下底中較大直徑的差,較佳係在2μm~10μm範圍內、更佳係在2μm~8μm範圍內。
其理由係若上述直徑差偏小,便會有較難充分抑制柱狀形成物發生塑性變形的可能性。又,若上述直徑差偏大,便會有較難形成柱狀形成物的可能性;或有柱狀形成物自體變大,而阻礙電子元件機能的可能性。
柱狀形成物的上底面積與下底面積,係可配合電子元件的用途再行適當選擇,並無特別的限定,較佳係150μm2~2850μm2範圍內、更佳係250μm2~2300μm2範圍內、特佳係300μm2~2000μm2範圍內。
其理由係若柱狀形成物的上底面積與下底面積過大,則會有柱狀形成物自體變大,而阻礙電子元件機能的可能性;若柱狀形成物的上底面積與下底面積過小,則會有較難形成柱狀形成物的可能性。
柱狀形成物最大面積部的上述截面積係可配合電子元件的用途再行適當選擇,並無特別的限定,較佳係3000μm2以下、更佳係 255μm2~2400μm2範圍內、特佳係550μm2~2100μm2範圍內。
其理由係若柱狀形成物的最大面積部之上述截面積過大,便會有柱狀形成物自體變大,而阻礙電子元件機能的可能性;若柱狀形成物的最大面積部之上述截面積過小,則會有較難形成柱狀形成物的可能性。
再者,柱狀形成物的最大面積部係設於上底與下底之間。柱狀形成物的最大面積部之形成位置(高度)係相對於柱狀形成物的高度,通常在25%~75%範圍內、較佳係30%~70%範圍內、更佳係35%~65%範圍內。
其理由係若最大面積部形成位置相對於柱狀形成物高度的比率過大的情況、或過小的情況,則會有在位於距最大面積部較遠距離的底面側容易發生柱狀形成物塑性變形的可能性。
柱狀形成物的俯視形狀係可配合電子元件再行適當選擇,並無特別的限定,可舉例如:圓形狀、橢圓形狀、正方形狀、長方形狀等。
關於上述上底、下底、最大面積部的各面積、柱狀形成物的高度、最大面積部的形成位置,例如藉由測量使用掃描式電子顯微鏡(SEM)從俯視觀察柱狀形成物的觀察影像、及從側面觀察柱狀形成物的觀察影像,便可求得。掃描式電子顯微鏡(SEM)係可使用公知物。
本發明中,「上底面積」係指由柱狀形成物最上部與基板呈水平方向之面、與從柱狀形成物的最大面積部朝上底側之側面延長的面相交叉形成的圖形面積。「上底面積」係指例如圖2(c)中A所示圖形的面積。
再者,「下底面積」係指由形成有柱狀形成物的基板表面、與從柱狀形成物的最大面積部朝下底側之側面延長的面相交叉形成的圖形面積。又,當柱狀形成物係經由其他層形成於基板上時,「下底面積」係指其他層之表面、與從柱狀形成物的最大面積部朝下底側之側面延長的面相交叉形成的圖形面積。「下底面積」係指例如圖2(c)中B所示圖形的面積。
再者,「最大面積部相對於基板水平方向的截面積」係指柱狀形成物相對於基板水平方向的截面積最大值。「最大面積部相對於基板水平方向的截面積」係指例如圖2(c)中C所示圖形的面積。
再者,柱狀形成物的高度係指從上底至下底的垂直方向距離,具體而言,柱狀形成物的高度係指圖2(b)中x1所示距離。
最大面積部的形成位置係指從最大面積部起至下底的垂直方向距離,具體而言,最大面積部的形成位置係指圖2(b)中x2所示距離。
本發明的柱狀形成物係將本發明附有柱狀形成物之基板作為電子元件時,為使基板與反基板間保持一定距離而使用。
柱狀形成物可配合各種電子元件再行適當選擇,例如:作為液晶透鏡時用於保持液晶胞間隙的柱狀形成物、作為印刷電路板時用於使基板間的距離保持一定的構件、在半導體積層基板中用於使基 板間之距離保持一定的構件、作為噴墨印表機時用於形成微小流路(micro flow path)的構件、作為電漿顯示器時的阻隔壁材、作為有機電激發光元件時的陰極隔板。
其中,柱狀形成物較佳係液晶透鏡的柱狀形成物。
2.基板
基板係支撐上述柱狀形成物。關於基板係可設為與上述「B.附有柱狀形成物之基板」項中所說明內容同樣,因而在此省略說明。
3.其他構成
本發明的附有柱狀形成物之基板係在具有上述基板及柱狀形成物之前提下,其餘並無特別的限定,尚可適當選擇追加必要的構成。
例如當柱狀形成物係使用於液晶透鏡時,如圖2(a)、圖5及圖6所示,亦可具有在基板2上所形成的透明電極層4、14。如圖2(a)、圖5所示,透明電極層4亦可在基板2上全面形成,亦可如圖6所示,長條透明電極層14呈條紋狀排列並形成於基板2上。
再者,如圖7所示,亦可設有在基板2上所形成的配向膜5。亦可設有在基板2上所形成的遮光部6。
另外,關於透明電極層、配向膜、遮光部等,係可使用液晶透鏡所用的公知物,因而在此省略說明。
4.用途
本發明附有柱狀形成物之基板係可使用於各種電子元件,可使用於例如:液晶透鏡、印刷電路板、半導體積層基板、噴墨印表機、電漿顯示器、有機電激發光元件等。
其中,附有柱狀形成物之基板較佳係使用於液晶透鏡。
另外,本發明並不侷限於上述實施形態。上述實施形態僅為例示,舉凡與本發明申請專利範圍所記載技術思想具實質相同構成、並達同樣作用效果者,均涵蓋於本發明的技術範圍中。
[實施例]
以下,利用實施例及比較例針對本發明進行更進一步說明,惟本發明並不侷限於該等。以下,在無特別聲明的前提下,%係表示質量%、份係表示質量份。
[感光性樹脂組成物之製備]
依照以下順序,獲得實施例1~5及比較例1~3的感光性樹脂組成物。
在具備有加熱冷卻‧攪拌裝置、回流冷卻管、點滴漏斗及氮導入管的玻璃製燒瓶中,裝填入甲酚酚醛型環氧樹脂「EOCN-102S」(日本化藥(股)製環氧當量200)200份、與丙二醇單甲醚醋酸酯145份,加熱至90℃使均勻溶解。接著,裝填入丙烯酸76份、三苯膦2份及對甲氧苯酚0.2份,依90℃進行反應10小時。
在該反應物中更進一步裝填入四氫酞酸酐91份,再依90℃進 行反應5小時而獲得丙烯酸改質親水性環氧樹脂(表1中、B-1)。
然後,利用丙二醇單甲醚醋酸酯,將上述丙烯酸改質親水性環氧樹脂的含有量稀釋成為50%,便獲得上述丙烯酸改質親水性環氧樹脂(B-1)的50%丙二醇單甲醚醋酸酯溶液。
上述丙烯酸改質親水性環氧樹脂經固形份換算的酸值係88.4。利用凝膠滲透色層分析儀(GPC)測得的數量平均分子量(Mn)係2,200。另外,SP值係11.3、HLB值係9.8。
利用GPC進行的Mn測定,係使用凝膠滲透色層分析儀裝置(裝置名:HLC-8120GPC、東曹(股)製),且使用管柱(管柱種類:TSKgel GMHXL:2支+TSKgel Multipore HXL-M、東曹(股)製),溶劑係使用四氫呋喃(THF),依溫度40℃、且以TSK標準聚苯乙烯(東曹(股)製)作為基準物質施行測定而求得。
再者,本發明的SP值係利用Fedors等所提案之下述文獻所記載方法進行計算。
「POYMER ENFINEERING AND SCIENCE,February,1974,Vol.14,No.2,Robert F.Fedors(第147~154頁)」
SP值越接近者,彼此間越容易相互混合(分散性高),該數值越偏離者越難以混合。
另外,後述表1的聚合物(B)數值係表示僅有丙烯酸改質親水性環氧樹脂(B-1)的質量份。
依照表1的調配份數,裝填各原料,攪拌直到呈均勻為止,獲得實施例1~5及比較例1~3的感光性樹脂組成物。
另外,表1中簡稱的化學品詳細係如下:
(A-1):季戊四醇的4莫耳環氧乙烷加成物之四丙烯酸酯(Sartomer公司製「SR494」)(HLB值:11.4)
(A-2):三羥甲基丙烷的2.6莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(三洋化成工業公司製「Neomer TA-401」)(HLB值:9.9)
(A-3):三羥甲基丙烷的20莫耳環氧乙烷加成物之三丙烯酸酯(Sartomer公司製「SR415」)(HLB值:15.6)
(A-4):季戊四醇三丙烯酸酯(共榮社化學公司製「Light Acrylate PE-3A」)(HLB值:11.0)
(A'-1):季戊四醇四丙烯酸酯(三洋化成工業公司製「Neomer EA-300」)(HLB值:7.8)
(B-1):上述丙烯酸改質親水性環氧樹脂
(C-1):(雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(BASF公司製「IRGACURE 819」)
(C-2):(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基-1-丙酮(BASF公司製「IRGACURE 907」)
(C-3):[乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)(BASF公司製「IRGACURE OXE02」)
(D-1):3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(信越化學公司製「KBM-5103」)
(D-2):甲基丙烯酸改質磷酸酯(日本化藥公司製「PM-21」)
(D-3):多醚改質聚二甲基矽氧烷(界面活性劑)(信越化學公司製「KF-352A」)
(D-4):多醚改質氟化合物(界面活性劑)(DIC公司製「MEGAFAC® TF-2066」)
(E-1)丙二醇單甲醚醋酸酯
(E-2)二乙二醇二甲醚
[評價]
針對所獲得實施例1~5及比較例1~3的感光性樹脂組成物,施行以下的性能評價。
[顯影性之評價]
在10cm×10cm四方的玻璃基板上,利用旋塗機塗佈感光性樹脂組成物,經乾燥便形成乾燥膜厚5μm的塗膜。該塗膜在加熱板上,依80℃加熱3分鐘,然後使用0.05%KOH水溶液施行30秒鐘顯影,再評價顯影性。評價基準係如下:
○:目視沒有殘留物。
×:無法顯影。
[顯影密接性之評價]
在10cm×10cm四方的玻璃基板上,利用旋塗機塗佈感光性樹脂組成物,經乾燥便形成乾燥膜厚50μm的塗膜。該塗膜在加熱板 上,依80℃加熱3分鐘。對所獲得塗膜,通過感光間隙材料形成用遮罩照射超高壓水銀燈的光60mJ/cm2(依i線換算計照度22mW/cm2)。另外,依遮罩與基板的間隔(曝光間隙)係150μm施行曝光。然後,使用0.05%KOH水溶液施行90秒鐘顯影,並評價顯影密接性。評價基準係如下。若為○便可謂顯影密接性良好。
○:光罩開口徑25μm、且沒有剝落。
×:光罩開口徑25μm、有出現剝落。
[塗佈性之評價]
在利用旋塗機或模具塗佈機施行塗佈中,評價是否能施行不會發生塗佈不均或條痕的塗佈。又,依照上述顯影密接性的曝光條件形成柱狀形成物,並針對柱狀形成物高度的面內分佈、柱狀形成物的缺損進行評價。評價基準係如下。
因為面內分佈、塗佈不均、柱狀形成物的缺損,係受感光性樹脂組成物的塗膜狀態影響,而塗膜的狀態係受感光性樹脂組成物的塗佈性影響,因而若評價係○便可謂塗佈性良好。
(面內分佈之評價基準)
○:相對於實際所獲得各個柱狀形成物的平均高度(平均值),上述各個柱狀形成物的高度係在平均值±5%高度範圍內。
×:存在有相對於實際所獲得各個柱狀形成物的平均高度(平均值),上述各個柱狀形成物的高度超越平均值±5%高度者。
(塗佈不均之評價基準)
○:目視塗膜沒有條痕、彈坑(crawling)。
×:目視塗膜有出現條痕、彈坑。
(柱狀形成物之缺損)
○:柱狀形成物沒有缺損。
×:柱狀形成物有缺損。
[柱狀形成物之形狀評價]
求取依實施例1~5及比較例2、3所獲得柱狀形成物的寬深比。具體而言,選擇任意5個柱狀形成物。其次,測定各柱狀形成物的下底徑與高度,計算出寬深比。下底徑係使用雷射顯微鏡測定,高度係使用觸針式膜厚計測定。由5個寬深比求取平均值。結果示於表1。
實施例1~5的本發明感光性樹脂組成物係如表1所示,顯影性、密接性、塗佈性、及形狀均全部優異。
另一方面,比較例1由於未含有HLB值為8以上且20以下之多官能(甲基)丙烯酸酯(A),因而顯影性差、無法形成柱狀形成物。又,比較例2由於單體(A)的質量相對於聚合物(B)的質量比率在60質量%以下,因而塗佈性差。又,比較例3由於單體(A)的質量相對於聚合物(B)的質量比率為95質量%以上,因而密接性差,且由於塗佈時有發生條痕,因而柱狀形成物有出現缺損。實施例1~5所獲得柱狀形成物均係寬深比為2.0以上,具有良好形狀。另一方面,比較例2雖能獲得具良好寬深比,但全體的形狀變動大。此現象可 認為相較於實施例之下,由於比較例2的塗佈性較差,因而發生塗佈不均所致。比較例3並無法獲得具有充分寬深比的柱狀形成物。
1‧‧‧附有柱狀形成物之基板
2‧‧‧基板
3‧‧‧柱狀形成物
3'‧‧‧塗膜
4‧‧‧透明電極層
L‧‧‧曝光光
M‧‧‧光罩

Claims (8)

  1. 一種柱狀形成物用樹脂組成物,係在具備有基板及柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板中,用於形成上述柱狀形成物的柱狀形成物用樹脂組成物,上述柱狀形成物係形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離;其特徵為,含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C);上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。
  2. 如請求項1之柱狀形成物用樹脂組成物,其中,上述單體(A)係多官能(甲基)丙烯酸酯。
  3. 如請求項1或2之柱狀形成物用樹脂組成物,其中,上述單體(A)係具有氧伸烷鏈。
  4. 如請求項1或2之柱狀形成物用樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)係具有(甲基)丙烯醯基及羧基的聚合物。
  5. 如請求項1或2之柱狀形成物用樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)係具有(甲基)丙烯醯基及羧基的環氧樹脂。
  6. 一種附有柱狀形成物之基板的製造方法,係包括有下述步驟者:在基板上塗佈樹脂組成物而形成塗膜的塗佈步驟;以及將上述塗膜施行曝光後,利用施行顯影而形成柱狀形成物的曝光顯影步驟;其特徵係,上述樹脂組成物含有:單體(A)、聚合物(B)、及光聚合起始劑(C); 上述單體(A)的質量與上述聚合物(B)的質量比率係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;上述單體(A)係含有HLB值在8~20範圍內的單體。
  7. 一種附有柱狀形成物之基板,係具備有:基板;及形成於上述基板上,且使上述基板、與作為電子元件時所使用之反基板間保持一定距離之柱狀形成物的附有柱狀形成物之基板;其特徵係,上述柱狀形成物含有單體(A)、聚合物(B)及光聚合起始劑;上述單體(A)的質量及上述聚合物(B)的質量比率,係上述單體(A)的質量:上述聚合物(B)的質量=70:30~95:5範圍內;使含有HLB值在8~20範圍內的單體作為上述單體(A)的樹脂組成物硬化。
  8. 如請求項7之附有柱狀形成物之基板,其中,上述柱狀形成物係高度為25μm以上,下底尺寸在20μm~50μm範圍內,寬深比在1.3~2.3範圍內。
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