TW202105061A - 感光性樹脂組成物、使所述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、及具有所述硬化膜的顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種感光性樹脂組成物、使所述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、及具有所述硬化膜的顯示裝置,所述感光性樹脂組成物可適用於包含氣體的產生少的保護膜、遮光膜的著色膜等。本發明的感光性樹脂組成物包含下述(A)成分~(D)成分作為必須成分:(A)通式(1)的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂、(B)具有至少三個乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體、(C)光聚合起始劑、以及(D)溶劑。
Description
本發明是有關於一種包含具有特定結構的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的感光性樹脂組成物、使所述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、包含所述硬化膜作為構成成分的觸控螢幕及彩色濾光片。
以往,在用於製造彩色液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)的彩色濾光片的表面上,形成有作為保護層的透明的硬化膜(以下,也稱為「保護膜」)。形成彩色濾光片的保護膜的目的在於:使產生於彩色濾光片的畫素之間的凹凸變得平坦;提高彩色濾光片相對於後續步驟中的熱處理、化學品處理的耐久性;提高彩色液晶顯示器的可靠性等。作為彩色濾光片的保護膜,要求透明性、耐化學品性、密合性、硬度、平坦性、耐熱性及電氣可靠性等優異。
另一方面,作為保護膜的形成方法,有通過熱硬化而在前表面形成保護膜的方法、以及通過光顯影法形成保護膜的方法。所述保護膜的形成方法可在彩色濾光片的面板設計及加工步驟的設計過程中,根據保護膜應具備的特性以及是否需要圖案化來進行選擇。此處,作為在通過光顯影法來形成的情況下要重視的保護膜的特性,以可具備能夠形成所期望的保護膜圖案的顯影特性為前提,要具有透明性、耐化學品性、密合性、硬度及電氣可靠性。
例如,作為透明性,要求保護膜在可見光波長範圍內不具有吸收,以便不損害彩色濾光片的顏色特性。作為耐化學品性,要求保護膜相對於後續步驟中使用的酸、鹼以及溶劑等的穩定性。作為密合性,在製作液晶顯示螢幕時,有時在保護膜上進行基板的貼合,從而要求即便所述部位的保護膜的基底為玻璃基板、銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)基板及鉬/鋁/鉬(molybdenum/aluminum/molybdenum,MAM)基板等也不會發生剝離。作為硬度,就保護膜的耐久性的觀點而言,要求具有高硬度。作為電氣可靠性,要求保護膜維持絕緣性、保護膜中所含的雜質等不會污染液晶。
在所述對保護膜的要求特性中,伴隨LCD面板的高功能化而要求寬視場角、高速響應,在逐漸使用類似於面內切換(In-plane Switching,IPS)模式的顯示方式的過程中,要求變得更加嚴格。在IPS模式之類的顯示方式中,若自彩色濾光片層產生或滲出的氣體狀或者液狀成分或水經由保護層進入液晶層,液晶層中的水分或離子性雜質的濃度增加,或者在液晶層中形成氣泡,則會導致顯示不良。因此,當然要防止所述雜質成分的通過,而且,自與液晶層直接接觸的保護膜產生的氣體與顯示不良直接相關,因此要特別重視低氣體產生性。
進而,在保護膜形成後還出現了液晶的配向膜的光配向處理等LCD面板製造製程上的問題、或包括有機電致發光(electroluminescence,EL)等的各種顯示裝置在內的減少外部光的影響的問題。因此,也出現了在確保作為保護膜的透明性(高透過率)的基礎上,對保護膜要求對並不有助於顏色顯示的短波長的紫外光的吸收能力的情況。
[發明所要解決的問題]
期望一種可通過光顯影法形成適當的保護膜圖案的感光性樹脂組成物,且可使所述保護膜圖案在充分保持了透明性、耐化學品性、密合性、硬度等特性的基礎上充分降低會對電氣可靠性帶來影響的氣體產生性。另外,在用於形成紅綠藍(RGB)畫素的彩色抗蝕劑、用於形成遮光膜的黑色抗蝕劑等中,也出現了期望一種不僅必要的各特性優異、而且低氣體產生性也優異的硬化膜的情況。
本發明是鑒於所述問題而完成的,其目的在於提供一種感光性樹脂組成物、使所述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、及具有所述硬化膜的顯示裝置,所述感光性樹脂組成物可適用於包含氣體的產生少的保護膜、遮光膜的著色膜等。
[解決問題的技術手段]
本發明者等人為了解決所述遮光膜用途的感光性樹脂組成物中的課題而進行了研究,結果發現特定的著色材料作為目標遮光膜用途的感光性樹脂組成物的遮光成分而優選,從而完成了本發明。
本發明的感光性樹脂組成物包含下述(A)成分~(D)成分作為必須成分:(A)通式(1)的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂;(B)具有至少三個乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體;(C)光聚合起始劑;以及(D)溶劑。
(式(1)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代。R1
分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數。G是由通式(2)或通式(3)所表示的取代基,Y為四價的羧酸殘基。Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基,且一個以上為由通式(4)所表示的取代基。n是平均值為1~20的數。)
(式(2)、式(3)中,R2
為氫原子或甲基,R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4
為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數。)
(式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。)
本發明的硬化膜是使所述感光性樹脂組成物硬化而成。
本發明的顯示裝置具有所述硬化膜。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種感光性樹脂組成物、使所述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、及具有所述硬化膜的顯示裝置,所述感光性樹脂組成物可適用於包含氣體的產生少的保護膜、遮光膜的著色膜等。
以下,對本發明的實施形態進行說明,但本發明並不限定於以下的實施形態。此外,在本發明中,關於各成分的含量,在小數第一位為0時,有時省略小數點以後的表述。
本發明的由通式(1)所表示的(A)成分的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂通過以下方式獲得:使具有兩個縮水甘油醚基的環氧化合物(a-1)與(甲基)丙烯酸衍生物的反應生成物和二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、及四羧酸或其酸二酐(c)進行反應。
另外,所述含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的特徵在於:作為原料的環氧化合物使用的是在1分子內可包含若干個氧伸烷基的通式(1)中的Ar為碳數6~14的芳香族烴基的化合物。
所述碳數6~14的芳香族烴基的優選例子包含二價萘基、及氫原子的一部分可由烷基等取代的伸苯基。此處,本發明的(A)含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂優選為通式(1)中的鍵結於茀基的兩個Ar均為萘基(具有雙萘酚茀骨架)或均為伸苯基(具有雙苯酚茀骨架),更優選為所述鍵結於茀基的兩個Ar均為萘基。其原因在於:使所述鍵結於茀基的兩個Ar均為萘基的(A)含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂硬化而成的硬化膜(塗膜)在加熱時產生的氣體的量少。此外,「(甲基)丙烯酸」為丙烯酸及甲基丙烯酸的總稱,是指它們中的一者或兩者。
(式(1)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代。R1
分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數。G是由通式(2)或通式(3)所表示的取代基,Y為四價的羧酸殘基。Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基,且一個以上為由通式(4)所表示的取代基。n是平均值為1~20的數。)
(式(2)、式(3)中,R2
為氫原子或甲基,R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4
為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數。)
(式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。)
對由通式(1)所表示的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的製造方法進行詳細說明。
首先,使由通式(5)所表示的在1分子內可具有若干個氧伸烷基的具有雙萘酚茀骨架或雙苯酚茀骨架的環氧化合物(a-1)(以下,也簡稱為「環氧化合物(a-1)」)與由通式(6)或通式(7)所表示的(甲基)丙烯酸衍生物的任一者或兩者反應,獲得(甲基)丙烯酸環氧酯。
(式(5)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代。R1
分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數。)
(式(6)、式(7)中,R2
為氫原子或甲基,R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4
為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數。)
所述環氧化合物(a-1)與所述(甲基)丙烯酸衍生物的反應可使用公知的方法。例如,在日本專利特開平4-355450號公報中記載了以下情況:通過相對於具有兩個環氧基的環氧化合物1莫耳而使用約2莫耳的(甲基)丙烯酸,可獲得含有聚合性不飽和基的二醇化合物。在本發明中,通過所述反應而獲得的化合物是由式(8)所表示的含有聚合性不飽和基的二醇(d)(以下,也簡稱為「由通式(8)所表示的二醇(d)」)。
(式(8)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代。G是由通式(2)或通式(3)所表示的取代基,R1
分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數。)
(式(2)、式(3)中,R2
為氫原子或甲基,R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4
為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數。)
在由通式(8)所表示的二醇(d)的合成、及其後的使多元羧酸或其酸酐進行反應來製造由通式(1)所表示的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂時,通常在溶媒中視需要使用催化劑來進行反應。
溶媒的例子包含:乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯等溶纖劑系溶媒;二乙二醇二甲醚(diglyme)、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等高沸點的醚系或酯系的溶媒;環己酮、二異丁基酮等酮系溶媒等。此外,關於所使用的溶媒、催化劑等的反應條件並無特別限制,例如優選將不具有羥基、且具有比反應溫度高的沸點的溶媒用作反應溶媒。
另外,在環氧基與羧基或羥基的反應中優選使用催化劑,在日本專利特開平9-325494號公報中記載了四乙基溴化銨、氯化三乙基苄基銨等銨鹽;三苯基膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦等膦類等。
接著,使通過所述環氧化合物(a-1)與所述(甲基)丙烯酸衍生物的反應而獲得的由通式(8)所表示的二醇(d)、和二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、及四羧酸或其酸二酐(c)反應,可獲得由通式(1)所表示的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂。
(式(1)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代。R1
分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數。G是由通式(2)或通式(3)所表示的取代基,Y為四價的羧酸殘基。Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基,且一個以上為由通式(4)所表示的取代基。n的平均值為1~20。)
(式(2)、式(3)中,R2
為氫原子或甲基,R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4
為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數。)
(式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。)
接著,對構成由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂的以由通式(6)及通式(7)所表示的(甲基)丙烯酸衍生物為來源的由通式(2)或通式(3)所表示的取代基進行詳細說明。
通式(2)、通式(3)、通式(6)及通式(7)具有聚合性不飽和基以及至少一個以上的酯鍵。
通式(2)、通式(3)、通式(6)及通式(7)中示出的R2
為氫原子或甲基。
另外,通式(2)、通式(3)、通式(6)及通式(7)中示出的R3
為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基。所述伸烷基可為直鏈或分支的任一種,為乙烯基(ethylene)、亞乙基(ethylidene)、乙烯撐(vinylene)、亞乙烯基(vinylidene)、丙烯基(propylene)、三伸甲基、伸丙烯基(propenylene)、異亞丙基、四伸甲基等。另外,烷基伸芳基只要在碳數的範圍內,則可為未經取代的伸芳基,例如為鄰伸苯基、間伸苯基、對伸苯基、甲代伸苯基、乙基伸苯基、正丙基伸苯基、異丙基伸苯基、直鏈或分支的丁基伸苯基、戊基伸苯基等。
另外,通式(2)、通式(3)、通式(6)及通式(7)中示出的R4
為碳數2~20的飽和或不飽和的脂肪族烴基或者芳香族烴基。所述飽和及不飽和的脂肪族烴基可為直鏈或分支的任一種,為乙烯基、亞乙基、乙烯撐、亞乙烯基、丙烯基、三伸甲基、伸丙烯基、異亞丙基、四伸甲基等。另外,所述芳香族烴基只要在碳數的範圍內,則可為未取代體,例如為鄰伸苯基、間伸苯基、對伸苯基、甲代伸苯基、乙基伸苯基、正丙基伸苯基、異丙基伸苯基、直鏈或分支的丁基伸苯基、戊基伸苯基等,且只要不超過碳數的範圍,則也可經兩個~四個取代基取代。另外,所述脂肪族烴基也可被不飽和鍵、醚鍵、酯鍵中斷。
另外,p為0~10的數,在合成由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂時,優選p的平均值為0~5的數,更優選p的平均值為0~2的數。在p的平均值為所述範圍的情況下,可抑制分佈成為大範圍的情況,因此可在不降低樹脂性能的情況下賦予作為硬化膜的充分的硬化性。
用以合成由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂的酸成分是可與由通式(8)所表示的二醇(d)分子中的羥基進行反應的多元酸成分,且需要併用二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)及四羧酸或其酸二酐(c)。所述酸成分的羧酸殘基可為飽和烴基或不飽和烴基的任一種。另外,所述羧酸殘基中也可包含含有-O-、-S-、羰基等雜元素的鍵。
二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)的例子包含:鏈式烴二羧酸或三羧酸、脂環式烴二羧酸或三羧酸、芳香族烴二羧酸或三羧酸、或者它們的酸單酐等。
鏈式烴二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:琥珀酸、乙醯基琥珀酸、馬來酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、檸蘋酸、丙二酸、戊二酸、檸檬酸、酒石酸、氧代戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐等。另外,脂環式二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:環丁烷二羧酸、環戊烷二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、降冰片烷二羧酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐等。另外,芳香族二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三甲酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐。
在二羧酸或三羧酸的酸單酐中,優選為琥珀酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫偏苯三甲酸、鄰苯二甲酸、偏苯三甲酸,更優選為琥珀酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸。另外,在二羧酸或三羧酸中,優選為使用它們的酸單酐。所述二羧酸或三羧酸的酸單酐可單獨使用僅其中一種,也可併用兩種以上。
另外,四羧酸或其酸二酐(c)的例子包含:鏈式烴四羧酸、脂環式烴四羧酸、芳香族烴四羧酸、或者它們的酸二酐等。
鏈式烴四羧酸的例子包含:丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸、及導入了脂環式烴基、不飽和烴基等取代基的鏈式烴四羧酸等。另外,所述脂環式四羧酸的例子包含:環丁烷四羧酸、環戊烷四羧酸、環己烷四羧酸、環庚烷四羧酸、降冰片烷四羧酸、及導入了鏈式烴基、不飽和烴基等取代基的脂環式四羧酸等。另外,芳香族四羧酸的例子包含:均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯苯基四羧酸、二苯基醚四羧酸、二苯基碸四羧酸、萘-1,4,5,8-四羧酸、萘-2,3,6,7-四羧酸等。另外,也可使用雙偏苯三甲酸酐芳基酯類。雙偏苯三甲酸酐芳基酯類例如為通過WO2010/074065中記載的方法而製造的化合物群組,在結構上為芳香族二醇(萘二醇、聯苯酚、三聯苯基二醇等)的兩個羥基與2分子的偏苯三甲酸酐的羧基反應並進行酯鍵結而成的形態的酸二酐。以下,將所述化合物記載為芳香族二醇的雙偏苯三甲酸酐酯。
在四羧酸或其酸二酐中,優選為聯苯基四羧酸、二苯甲酮四羧酸、二苯基醚四羧酸,更優選為聯苯基四羧酸、二苯基醚四羧酸。另外,在四羧酸或其酸二酐中,優選使用其酸二酐。進而,也可優選地使用萘二醇的雙偏苯三甲酸酐酯。此外,所述四羧酸或其酸二酐及芳香族二醇的雙偏苯三甲酸酐酯可單獨使用僅其中一種,也可併用兩種以上。
關於由通式(8)所表示的二醇(d)與酸成分(b)及酸成分(c)的反應,並無特別限定,可採用公知的方法。例如,在日本專利特開平9-325494號公報中記載了在反應溫度為90℃~140℃下使(甲基)丙烯酸環氧酯與四羧酸二酐進行反應的方法。
此處,為了使化合物的末端成為羧基,優選以由通式(8)所表示的二醇(d)、二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、四羧酸或其酸二酐(c)的莫耳比成為(d):(b):(c)=1.0:0.01~1.0:0.2~1.0的方式進行反應。
例如,在使用酸單酐(b)、酸二酐(c)的情況下,優選以酸成分的量〔(b)/2+(c)〕相對於含有聚合性不飽和基的二醇(d)的莫耳比[(d)/〔(b)/2+(c)〕]成為0.5~1.0的方式進行反應。此處,在莫耳比為1.0以下的情況下,不會使未反應的含有聚合性不飽和基的二醇的含量增大,因此可提高鹼可溶性樹脂組成物的經時穩定性。另一方面,在莫耳比超過0.5的情況下,由於式(2)所表示的鹼可溶性樹脂的末端不會成為酸酐,可抑制未反應酸二酐的含量增大,因此可提高鹼可溶性樹脂組成物的經時穩定性。此外,(b)、(c)及(d)的各成分的莫耳比可出於調整由通式(2)所表示的鹼可溶性樹脂的酸值、分子量的目的而在所述範圍內任意變更。
另外,由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂的酸值的優選範圍為20 mgKOH/g~180 mgKOH/g,優選為40 mgKOH/g以上且120 mgKOH/g以下。在酸值為20 mgKOH/g以上的情況下,當鹼性顯影時不易殘留殘渣,在酸值為180 mgKOH/g以下的情況下,鹼性顯影液的滲透不會變得過快,因此可抑制剝離現象。此外,酸值可使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造),並利用1/10N-KOH水溶液進行滴定而求出。
由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂的利用膠體滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定(HLC-8220GPC,東曹(Tosoh)股份有限公司製造)而得的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)通常為1000~100000,優選為2000~20000,更優選為2000~6000。在重量平均分子量為1000以上的情況下,可抑制鹼性顯影時的圖案密合性的降低。另外,在重量平均分子量(Mw)小於100000的情況下,容易調整為對於塗布而言優選的感光性樹脂組成物的溶液黏度,鹼性顯影不會過度需要時間。
接著,對本發明的使用了由通式(1)所表示的鹼可溶性樹脂的感光性樹脂組成物進行說明。
作為本發明的感光性樹脂組成物,相對於固體成分的總質量,(A)成分的含量優選為10質量%~90質量%。另外,相對於(A)成分100質量份,(B)成分的含量優選為5質量份~200質量份,相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份,(C)成分的含量優選為0.1質量份~30質量份。
本發明的感光性樹脂組成物中的具有至少三個乙烯性不飽和鍵的(B)光聚合性單體的例子包含:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的環氧烷改質六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯類;樹枝狀聚合物型多官能丙烯酸酯等。所述光聚合性單體可單獨使用僅其中一種,也可併用兩種以上。
(B)成分的含量相對於(A)成分100質量份而優選為5質量份~200質量份,相對於(A)成分100質量份而更優選為10質量份~80質量份,進而優選為10質量份~60質量份。在(B)成分的含量相對於(A)成分100質量份而為5質量份以上的情況下,光反應性官能基在樹脂中所占的量充分,因此形成充分的交聯結構。另外,由於樹脂成分中的酸值不會過高,因此使曝光部的相對於鹼性顯影液的溶解性變低,故而可抑制所形成的圖案變得比目標線寬細,並且可抑制圖案的缺失。另外,在(B)成分的含量相對於(A)成分100質量份而為200質量份以下時,可獲得具有充分的硬化性的硬化膜,因此可使圖案邊緣鮮明。
本發明的感光性樹脂組成物中的(C)光聚合起始劑的例子包含:苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對第三丁基苯乙酮等苯乙酮類;二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、p,p'-雙二甲基氨基二苯甲酮等二苯甲酮類;苯偶醯、安息香、安息香甲基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚等安息香醚類;2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基聯咪唑、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)聯咪唑、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2,4,5-三芳基聯咪唑等聯咪唑系化合物類;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(對氰基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(對甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑等鹵代甲基二唑化合物類;2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等鹵代甲基-均三嗪系化合物類;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯等O-醯基肟系化合類;苄基二甲基縮酮、硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等硫化合物;2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯並蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等蒽醌類;偶氮雙異丁腈、苯甲醯基過氧化物、枯烯過氧化物等有機過氧化物;2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並噻唑等硫醇化合物;三乙醇胺、三乙基胺等三級胺等。此外,所述光聚合起始劑可單獨使用僅其中一種,也可併用兩種以上。
尤其在設為包含著色材料的感光性樹脂組成物的情況下,優選使用O-醯基肟系化合物類(包含酮肟)。作為具體的化合物群組,有由通式(9)或通式(10)所表示的O-醯基肟系光聚合起始劑。所述化合物群組中,在以高顏料濃度使用著色材料的情況及形成遮光膜圖案的情況下,優選使用365 nm下的莫耳吸光係數為10000 L/mol・cm以上的O-醯基肟系光聚合起始劑。此外,本發明中所述的「光聚合起始劑」是以包含增感劑的含義使用。
(式(9)中,R5
、R6
分別獨立地為碳數1~15的烷基、碳數6~18的芳基、碳數7~20的芳基烷基或碳數4~12的雜環基,R7
為碳數1~15的烷基、碳數6~18的芳基、碳數7~20的芳基烷基。此處,烷基及芳基可由碳數1~10的烷基、碳數1~10的烷氧基、碳數1~10的烷醯基、鹵素取代,伸烷基部分可包含不飽和鍵、醚鍵、硫醚鍵、酯鍵。另外,烷基可為直鏈、分支或環狀的任一種烷基。)
(式(10)中,R8
及R9
分別獨立地為碳數1~10的直鏈狀或分支狀的烷基、或者為碳數4~10的環烷基、環烷基烷基或烷基環烷基、或者為可由碳數1~6的烷基取代的苯基。R10
分別獨立地為碳數2~10的直鏈狀或分支狀的烷基或者烯基,所述烷基或烯基中的-CH2
-基的一部分可由-O-基取代。進而,所述R8
~R10
的基中的氫原子的一部分也可由鹵素原子取代。)
相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份,(C)成分的含量優選為0.1質量份~30質量份,更優選為1質量份~25質量份。在(C)成分的含量為0.1質量份以上的情況下,具有適度的光聚合的速度,因此可抑制感度的降低。另外,在(C)成分的含量為30質量份以下的情況下,可再現忠實於罩幕的線寬,並且可使圖案邊緣鮮明。
(D)感光性樹脂組成物中所含的溶劑的例子包含:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇單丁醚、3-羥基-2-丁酮、二丙酮醇等醇類;α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯類;丙酮、甲基乙基酮、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;溶纖劑、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇乙基甲基醚、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、三乙二醇單乙醚等二醇醚類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁基乙酸酯、溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯等酯類等。通過使用它們進行溶解、混合,可製成均勻的溶液狀的組成物。為了獲得塗布性等必要特性,所述溶劑可單獨使用或併用兩種以上。溶劑的量根據目標黏度而變化,但在感光性樹脂組成物溶液中優選為60質量%~90質量%。
所述感光性樹脂組成物含有著色材料作為(E)成分。在用作遮光膜用抗蝕劑的情況下,所述(E)成分為選自由黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料所組成的群組中的一種以上的遮光成分,優選為黑色有機顏料和/或混色有機顏料。另外,所述黑色有機顏料和/或混色有機顏料的平均二次粒徑優選為20 nm~500 nm。所述黑色有機顏料及混色有機顏料的平均二次粒徑可使用動態光散射法的粒度分佈計「粒徑分析儀FPAR-1000」(大塚電子股份有限公司製造),並利用累積法來測定。
作為(E)成分的著色材料的含量可根據所期望的遮光度任意決定,相對於感光性樹脂組成物中的固體成分而優選為1質量%~80質量%,在使用有機顏料或碳系無機顏料的情況下,更優選為20質量%~60質量%。
作為(E)成分的黑色有機顏料的例子包含:苝黑、苯胺黑、花青黑、內醯胺黑等。混色有機顏料的例子包含:選自偶氮顏料、縮合偶氮顏料、偶氮甲鹼顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二噁嗪顏料、還原(threne)顏料、苝顏料、紫環酮(perinone)顏料、喹啉黃顏料、二酮基吡咯並吡咯顏料、硫靛顏料等有機顏料中的至少兩色混合並進行類比黑色化而成的顏料。作為遮光材料,包含碳黑、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑等。所述(E)成分也可使用根據目標感光性樹脂組成物的功能而適宜進行了表面處理的顏料。另外,所述(E)成分可單獨使用僅其中一種,也可併用兩種以上。
可用作所述(E)成分的有機顏料的例子包含在顏色索引(Color Index)名稱中為以下編號的顏料,但並不限定於此。
顏料紅(pigment red)2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等
顏料橙(pigment orange)5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等
顏料黃(pigment yellow)1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等
顏料綠(pigment green)7、36、58等
顏料藍(pigment blue)15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、80等
顏料紫(pigment violet)19、23、37等
另外,作為(E)成分的著色材料優選預先與(F)分散劑一起分散在(D)溶劑中而製成著色材料分散體,然後調配至感光性樹脂組成物中。此處,用以進行分散的溶劑會成為(D)成分的一部分,因此只要為所述(D)成分中所包含的溶劑便可使用。在所述(D)成分中,優選為丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁基乙酸酯等。
相對於本發明的感光性樹脂組成物的總固體成分,(E)成分的含量優選為1質量%~80質量%,更優選為30質量%~60質量%。此外,所述固體成分是指感光性樹脂組成物中的除(D)成分以外的成分。所述固體成分中也包含光硬化後成為固體成分的(B)成分。在(E)成分為1質量%以上的情況下,容易設定為所期望的遮光性。另外,在(E)成分為80質量%以下的情況下,可獲得所期望的顯影特性及膜形成能力。
所述(F)分散劑可無特別限制地使用著色材料(顏料)的分散中所使用的公知的化合物(以分散劑、分散潤濕劑、分散促進劑等名稱而市售的化合物等)等。
作為(F)成分的分散劑的例子包含:陽離子性高分子系分散劑、陰離子性高分子系分散劑、非離子性高分子系分散劑、顏料衍生物型分散劑(分散助劑)。尤其就對著色材料的吸附方面而言,分散劑優選為具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、一級氨基、二級氨基或三級氨基等陽離子性官能基且胺值為1 mgKOH/g~100 mgKOH/g、數量平均分子量為1千~10萬的範圍的陽離子性高分子系分散劑。所述分散劑的調配量相對於著色材料而優選為1質量%~35質量%,更優選為2質量%~25質量%。此外,樹脂類這樣的高黏度物質一般具有使分散穩定的作用,不具有分散促進能力的物質並不視為分散劑。但是,並不限制出於使分散穩定的目的來使用。
另外,在製備著色材料分散體時,不僅使所述(F)分散劑分散,也使(A)成分的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的一部分共分散,由此可製成容易將曝光感度維持為高感度、顯影時的密合性良好且也不易產生殘渣的問題的感光性樹脂組成物。在著色材料分散體中,(A)成分的含量優選為2質量%~20質量%,更優選為5質量%~15質量%。在(A)成分為2質量%以上的情況下,可獲得感度提高、密合性提高、殘渣減少等的共分散之後的效果。另外,在(A)成分為20質量%以下的情況下,可獲得均勻地分散有(E)成分的硬化膜(塗膜)。
所述著色材料分散體通過與(A)成分(在製備著色材料分散體時使(A)成分共分散的情況下,與剩餘的(A)成分)、(B)成分、(C)成分、及剩餘的(E)成分混合,可製成遮光膜用的感光性樹脂組成物。
此外,本發明的感光性樹脂組成物視需要可併用通過光或熱而聚合或硬化的其他樹脂成分。其他樹脂成分的例子包含:由苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚醛清漆類衍生的酚醛清漆環氧樹脂、雙酚型環氧樹脂等環氧樹脂;以及使所述環氧樹脂與(甲基)丙烯酸及酸酐反應而獲得的鹼可溶性樹脂((A)成分除外)、與(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸酯類的共聚物、以及使所述共聚物中的羧基與含環氧基的(甲基)丙烯酸酯反應而獲得的鹼可溶性樹脂等。
本發明的感光性樹脂組成物中可視需要調配硬化劑、硬化促進劑、熱聚合抑制劑及抗氧化劑、塑化劑、填充材料、流平劑、消泡劑、界面活性劑、偶合劑等添加劑。
硬化劑的例子包含:有助於環氧樹脂的硬化的胺系化合物、多元羧酸系化合物、酚樹脂、氨基樹脂、二氰二胺、路易斯酸(lewis acid)絡化合物等。硬化促進劑的例子包含:有助於促進環氧樹脂的硬化的三級胺、四級銨鹽、三級膦、四級鏻鹽、硼酸酯、路易斯酸、有機金屬化合物、咪唑類等。熱聚合抑制劑及抗氧化劑的例子包含:對苯二酚、對苯二酚單甲醚、連苯三酚(pyrogallol)、第三丁基鄰苯二酚、酚噻(口井)、受阻酚系化合物等。塑化劑的例子包含:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等。填充材料的例子包含:玻璃纖維、二氧化矽、雲母、氧化鋁等。消泡劑或流平劑的例子包含:矽酮系、氟系、丙烯酸系的化合物。界面活性劑的例子包含氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等。偶合劑的例子包含:3-(縮水甘油基氧基)丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等。
本發明的硬化膜(塗膜)可使用本發明的感光性樹脂組成物並通過光顯影法來形成。所述方法為如下方法:首先,將感光性樹脂組成物溶液塗布於基板表面,使溶媒乾燥(預烘烤)後,在塗膜上放置光阻並照射紫外線而使曝光部硬化,進而使用鹼性水溶液進行將未曝光部洗脫的顯影以形成圖案,進而作為後硬化而進行後烘烤。此處,塗布感光性樹脂組成物溶液的基板的例子包含:玻璃、透明膜(例如,聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸等)等。
所述基板可為透明基板,也可為透明基板以外的基材。塗布感光性樹脂組成物的透明基板的例子不僅包含玻璃基板,也包含在透明膜(例如,聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸等)上蒸鍍或圖案化有ITO或者金等的透明電極的基板等。
作為在所述基板上塗布感光性樹脂組成物溶液的方法,不僅可使用公知的溶液浸漬法、噴霧法,也可採用使用輥塗布機、圓盤塗布機(Land coater machine)、狹縫塗布機或旋轉機的方法等。在利用所述方法塗布為所期望的厚度後,使溶劑乾燥(預烘烤),由此形成被膜。此外,預烘烤是通過利用烘箱、加熱板等的加熱而進行。預烘烤中的加熱溫度及加熱時間可根據使用的溶劑而適宜選擇,例如在60℃~110℃的溫度下進行1分鐘~3分鐘。
預烘烤後進行的曝光是利用紫外線曝光裝置進行,介隔光阻進行曝光,由此僅使與圖案對應的部分的抗蝕劑感光。適宜選擇曝光裝置及其曝光照射條件並使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、遠紫外線燈等光源進行曝光,從而使塗膜中的感光性樹脂組成物光硬化。
作為曝光中所使用的放射線,例如可使用可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等,放射線的波長範圍優選為250 nm~450 nm。另外,作為適合於所述鹼性顯影的顯影液,例如可使用碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、二乙醇胺、四甲基氫氧化銨等的水溶液。所述顯影液可對應於樹脂層的特性來適宜選擇,但視需要添加界面活性劑也有效。顯影溫度優選為20℃~35℃,可使用市售的顯影機或超聲波清洗機等精密地形成微細的圖像。此外,在鹼性顯影後,通常進行水洗。作為顯影處理法,可應用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(dip)顯影法、水坑式(puddle)(覆液)顯影法等。
曝光後的鹼性顯影是出於去除並未曝光部分的感光性樹脂組成物的目的而進行,通過所述顯影而形成所期望的圖案。作為適合於所述鹼性顯影的顯影液,例如可列舉鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽的水溶液、鹼金屬的氫氧化物的水溶液等,尤其宜使用含有0.03重量%~1重量%的碳酸鈉、碳酸鉀等碳酸鹽的弱鹼性水溶液在23℃~27℃的溫度下進行顯影,且可使用市售的顯影機或超聲波清洗機等精密地形成微細的圖像。
以上述方式進行顯影後,在180℃~250℃下進行20分鐘~100分鐘的熱處理(後烘烤)。其中,在用於製膜的基板等的耐熱性低的情況下,也能夠以可設為80℃~180℃、30分鐘~100分鐘的後烘烤條件的方式對組成物的調配進行設計。所述後烘烤是出於提高經圖案化的塗膜與基板的密合性等目的而進行。其與預烘烤同樣地是通過利用烘箱、加熱板等的加熱而進行。本發明的經圖案化的樹脂膜是經過以上的利用光顯影法的各步驟而形成。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例對本發明的實施形態進行具體說明,但本發明並不限定於所述實施例及比較例。
首先,自包含由通式(1)所表示的結構的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的合成例開始進行說明,且只要並無說明,則所述合成例中的樹脂的評價如以下般進行。關於各種測定設備,在使用同一機型的情況下,自第二處開始省略設備製造商名稱。另外,在實施例1及實施例2中,帶有測定用硬化膜的基板的製作中使用的玻璃基板均使用實施了相同處理的玻璃基板。
[固體成分濃度]
使合成例中所獲得的樹脂溶液1 g含浸於玻璃濾光片〔重量:W0
(g)〕中並稱重〔W1
(g)〕,根據在160℃下加熱2小時後的重量〔W2
(g)〕並利用下述數式(1)求出。
固體成分濃度(重量%)=100×(W2
-W0
)/(W1
-W0
) (1)
[環氧當量]
將樹脂溶液溶解於二噁烷中後,加入四乙基溴化銨的乙酸溶液,使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造),並利用1/10N-高氯酸溶液進行滴定而求出。
[酸值]
將樹脂溶液溶解於二噁烷中,使用電位差滴定裝置「COM-1600」,並利用1/10N-KOH水溶液進行滴定而求出。
[分子量]
利用膠體滲透層析法(GPC)「HLC-8220GPC」(東曹(Tosoh)股份有限公司製造,溶媒:四氫呋喃,管柱:TSKgelSuperH-2000(2根)+TSKgelSuperH-3000(1根)+TSKgelSuperH-4000(1根)+TSKgelSuperH-5000(1根)(東曹(Tosoh)股份有限公司製造),溫度:40℃,速度:0.6 ml/min)進行測定,並作為標準聚苯乙烯(東曹(Tosoh)股份有限公司製造,PS-寡聚物套組)換算值來求出重量平均分子量(Mw)。
另外,合成例及比較合成例中使用的簡稱如下所述。
BPFE:雙苯酚茀型環氧樹脂
(通式(5)中Ar為苯環且l為0的環氧樹脂、環氧當量256)
BNFE:雙萘酚茀型環氧樹脂
(通式(5)中Ar為萘環且l為0的環氧樹脂、環氧當量281)
HOA-HH:2-丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸
(萊特丙烯酸酯(Light Acrylate)HOA-HH(N)、共榮社化學股份有限公司製造)
BPDA:3,3',4,4'-聯苯基四羧酸二酐
BTDA:二苯甲酮四羧酸二酐
BTANE:萘二醇的雙偏苯三甲酸酐酯(DHN-D1,本州化學工業股份有限公司製造)
THPA:1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐
TPP:三苯基膦
TBPC:2,6-二第三丁基對甲酚
AA:丙烯酸
MAA:甲基丙烯酸
MMA:甲基丙烯酸甲酯
CHMA:甲基丙烯酸環己酯
AIBN:偶氮雙異丁腈
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯
[合成例1]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BPFE(46.64 g、0.09 mol)、AA(13.12 g、0.18 mol)、TPP(0.24 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BPDA(13.45 g、0.05 mol)及THPA(6.96 g、0.05 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-1。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為57.3質量%,酸值(固體成分換算)為96 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為3600。
[合成例2]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(47.60 g、0.08 mol)、AA(12.18 g、0.17 mol)、TPP(0.22 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BPDA(12.49 g、0.04 mol)及THPA(6.46 g、0.04 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-2。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為56.9質量%,酸值(固體成分換算)為90 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為4000。
[合成例3]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(47.60 g、0.08 mol)、AA(12.18 g、0.17 mol)、TPP(0.22 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BPDA(8.74 g、0.03 mol)及THPA(10.34 g、0.07 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-3。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為56.9質量%,酸值(固體成分換算)為90 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為2600。
[合成例4]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(47.60 g、0.08 mol)、AA(12.18 g、0.17 mol)、TPP(0.22 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BPDA(16.49 g、0.06 mol)及THPA(0.26 g、0.002 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-4。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為56.1質量%,酸值(固體成分換算)為83 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為7000。
[合成例5]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(30.53 g、0.05 mol)、HOA-HH(29.33 g、0.11 mol)、TPP(0.14 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BPDA(8.00 g、0.03 mol)及THPA(4.14 g、0.03 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-5。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為54.6質量%,酸值(固體成分換算)為63 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為5300。
[合成例6]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(47.60 g、0.08 mol)、AA(12.18 g、0.17 mol)、TPP(0.22 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BTDA(13.68 g、0.04 mol)及THPA(6.46 g、0.04 mol),在115℃~120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-6。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為54.6質量%,酸值(固體成分換算)為92 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為4100。
[合成例7]
在帶有回流冷卻器的250 mL的四口燒瓶中投入BNFE(47.60 g、0.08 mol)、AA(12.18 g、0.17 mol)、TPP(0.22 g)、及PGMEA(40.00 g),在100℃~105℃下攪拌12小時,獲得反應生成物。然後,投入PGMEA(20.00 g)來調整成固體成分為50質量%。
繼而,在所獲得的反應生成物中投入BTANE(21.58 g、0.04 mol)及THPA(6.46 g、0.04 mol),在115℃~120℃下攪拌7小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-7。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為54.6質量%,酸值(固體成分換算)為91 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為5000。
[合成例8]
在帶有氮氣導入管及回流管的1000 ml四口燒瓶中投入MAA(51.65 g、0.60莫耳)、MMA(36.04 g、0.36莫耳)、CHMA(40.38 g、0.24莫耳)、AIBN(5.91 g)、及PGMEA(360 g),以80℃~85℃在氮氣流下攪拌8小時來進行聚合。進而,在燒瓶內投入GMA(61.41 g、0.43莫耳)、TPP(2.27 g)及TBPC(0.086 g),在80℃~85℃下攪拌16小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-8。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為35.7質量%,酸值(固體成分換算)為50 mgKOH/g,利用GPC分析而得的Mw為19600。
(鹼可溶性樹脂溶液)
(A)-1:所述合成例1中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-2:所述合成例2中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-3:所述合成例3中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-4:所述合成例4中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-5:所述合成例5中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-6:所述合成例6中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-7:所述合成例7中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(A)-8:所述合成例8中所獲得的鹼可溶性樹脂溶液
(光聚合性單體)
(B):DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯與二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物,日本化藥股份有限公司製造)
(光聚合起始劑)
(C):豔佳固(Irgacure)OXE-02(乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-哢唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟),巴斯夫(BASF)公司製造,「豔佳固(Irgacure)」為此公司的注冊商標)
(溶劑)
(D)-1:丙二醇單甲醚乙酸酯
(D)-2:3-甲氧基-3-甲基-1-丁基乙酸酯
(界面活性劑)
畢克(BYK)-330的PGMEA溶液(固體成分1.0%)(畢克化學(BYK-Chemie)公司製造)
[實施例1]
以表1所示的比例調配(A)~(F)的調配成分,製備實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的感光性樹脂組成物。溶劑一欄中的(D)-1是不包含含不飽和基的樹脂溶液(含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液)中的PGMEA(與(D)-1相同)、遮光性顏料分散液中的溶劑、及界面活性劑中的溶劑的量。此外,表1的數值全部表示質量%。
[表1]
實施例 | 比較例 | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 1 | 2 | ||
鹼可溶性樹脂溶液 | (A)-1 | 23.8 | 15.3 | ||||||||||
(A)-2 | 29.1 | 24 | 15.4 | ||||||||||
(A)-3 | 24 | ||||||||||||
(A)-4 | 24.3 | ||||||||||||
(A)-5 | 25 | ||||||||||||
(A)-6 | 25 | ||||||||||||
(A)-7 | 25 | ||||||||||||
(A)-8 | 38.2 | 24.6 | |||||||||||
光聚合性單體 | (B) | 5.8 | 10.7 | 2.9 | 5.8 | 10.7 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 10.7 |
光聚合起始劑 | (C) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
溶劑 | (D)-1 | 57.4 | 61 | 55 | 57.2 | 60.9 | 57.2 | 56.9 | 56.2 | 56.2 | 56.2 | 43 | 51.7 |
(D)-2 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
界面活性劑 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
[評價]
使用實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的感光性樹脂組成物進行以下評價。
(硬化膜(塗膜)的製作)
使用旋轉塗布機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.5 μm的方式將表1所示的感光性樹脂組成物塗布於預先利用低壓水銀燈照射波長254 nm的照度1000 mJ/cm2
的紫外線並清洗了表面的50 mm×50 mm的玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」(康寧(Corning)公司製造)(以下稱為「玻璃基板」)、銦錫氧化物蒸鍍玻璃基板(以下稱為「ITO基板」)、及鉬-鋁合金蒸鍍基板(以下稱為「MAM基板」)上,使用加熱板在90℃下進行1分鐘預烘烤,製作塗布板。繼而,利用波長365 nm的照度為30 mW/cm2
的高壓水銀燈照射100 mJ/cm2
的紫外線,進行光硬化反應。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘硬化處理,獲得實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的硬化膜(塗膜)。
關於上述中所獲得的實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的包含感光性樹脂組成物的硬化膜(塗膜),針對以下項目進行評價,將結果示於表2。它們的評價方法如以下般進行。此外,關於耐高溫高濕密合性及耐化學品密合性,不僅對玻璃基板上的硬化膜(塗膜)進行評價,也對在ITO基板及MAM基板上製作的硬化膜(塗膜)進行評價。
(膜厚測定)
使用觸針式階差形狀測定裝置「P-17」(科磊(KLA-Tencor)股份有限公司製造)測定實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的硬化膜(塗膜)的膜厚。
[耐高溫高濕密合性]
(評價方法)
將在玻璃基板、ITO基板及MAM基板上製作的硬化膜(塗膜)在溫度121℃、濕度100%、氣壓2 atm的條件下靜置5小時。然後,進行交叉切割剝離(cross cut peeling)試驗,所述試驗是使用超級刀具導件(Super Cutter Guide)(太佑機材股份有限公司製造)在基板上切入切口,以形成100個1 mm×1 mm的正方形網格,在網格上貼附玻璃紙膠帶(cellophane tape)(米其邦(Nichiban)股份有限公司製造)之後再剝下。
(評價基準)
○:網格中的硬化膜(塗膜)全部未剝離
△:網格中的硬化膜(塗膜)的小於1/3發生了剝離
×:1/3以上發生了剝離
[耐化學品密合性]
(評價方法)
將在玻璃基板、ITO基板、MAM基板上製作的硬化膜(塗膜)在放入了N-甲基-2-吡咯啶酮的培養皿中在60℃下浸漬2分鐘後,利用純水進行清洗並將水分擦除。然後,進行交叉切割剝離試驗,所述試驗是使用超級刀具導件(Super Cutter Guide)在基板上切入切口,以形成100個1 mm×1 mm的正方形網格,在網格上貼附玻璃紙膠帶之後再剝下。
(評價基準)
○:網格中的硬化膜(塗膜)全部未剝離
△:網格中的硬化膜(塗膜)的小於1/3發生了剝離
×:1/3以上發生了剝離
[塗膜硬度1]
(評價方法)
依照日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)-K5600-5-4的試驗法,使用鉛筆硬度試驗機對玻璃基板上所製作的硬化膜(塗膜)施加荷重750 g,以硬化膜(塗膜)中未產生損傷時的最高鉛筆硬度來表示。所使用的鉛筆是「三菱海尤尼(HI-Uni)」(三菱鉛筆股份有限公司製造)。此外,作為塗膜表面相對於橫向上的力(劃痕)的耐性的指標而實施本評價。
(評價基準)
○:3H以上
△:2H
×:H以下
[塗膜硬度2]
(評價方法)
使用微小膜硬度計「HM2000」(菲希爾儀器(Fischer Instruments)公司製造)對玻璃基板上所製作的硬化膜(塗膜)進行測定。壓頭使用維氏壓頭,以負荷速度0.25 mN/sec負荷5 mN/μm2
的荷重,在保持1秒後去除荷重,測定馬氏硬度(Martens hardness)(依據國際標準化組織(International Organization for Standardization,ISO)14577)。本評價是作為硬化膜(塗膜)表面相對於縱向上的力(壓入)的耐性的指標而實施。此外,「馬氏硬度」是指根據荷重-進入深度曲線而算出的硬度。
(評價基準)
○:65 N/mm2
以上
△:60 N/mm2
以上且小於65 N/mm2
×:小於60 N/mm2
[透過率1]
(評價方法)
使用透過率計「分光光度計(SPECTRO PHOTOMETER)SD 5000」(日本電色工業股份有限公司製造),對在玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上以2 μm的膜厚製作的硬化膜(塗膜)進行透過率測定。
(評價基準)
○:波長400 nm下的透過率為95%以上
△:波長400 nm下的透過率為90%以上且小於95%
×:小於90%
[透過率2]
使用透過率計「分光光度計(SPECTRO PHOTOMETER)SD 5000」,對在玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上以3 μm的膜厚製作的硬化膜(塗膜)進行透過率測定。
(評價基準)
○:波長340 nm下的透過率小於20%
△:波長340 nm下的透過率為20%以上且小於65%
×:65%以上
[氣體產生性]
(評價方法)
利用刮板(scraper)等磨削玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上所製作的硬化膜(塗膜),使用示差熱分析-熱重量測定裝置(熱重-示差熱分析(Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis,TG/DTA))「易斯達(EXSTAR)6000」(日立高新技術科學(Hitachi High-Tech Science)股份有限公司製造)測定所獲得的粉末狀的硬化膜(塗膜)10 mg的熱重損失。測定條件設為在大氣下以120℃進行30分鐘的預處理後,在230℃下保持3小時。氣體產生性利用重量減少率來評價,重量減少率是根據230℃下的加熱前後的重量減少來算出。
(評價基準)
◎:重量減少率小於3%
○:重量減少率為3%以上且小於7%
△:重量減少率為7%以上且小於15%
×:重量減少率為15%以上
[吸水性]
(評價方法)
將玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上所製作的硬化膜(塗膜)在溫度40℃、濕度90%的恆溫恆濕下靜置24小時後,利用刮板等對其進行磨削,使用示差熱分析-熱重量測定裝置(TG/DTA)「易斯達(EXSTAR)6000」測定所獲得的粉末狀的硬化膜(塗膜)10 mg的熱重損失。測定條件設為在氮氣環境下以10℃/min升溫至120℃,並保持1小時。吸水性利用重量減少率來評價。
(評價基準)
○:重量減少率小於2%
△:重量減少率為2%以上且小於5%
×:重量減少率為5%以上
[顯影特性]
(評價樣品的製作)
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.5 μm的方式將表1所示的感光性樹脂組成物塗布於125 mm×125 mm的玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上,使用加熱板在90℃下預烘烤1分鐘。然後,將光阻設置成曝光間隙為150 μm,利用波長365 nm的照度為30 mW/cm2
的高壓水銀燈照射100 mJ/cm2
的紫外線,進行感光部分的光硬化反應。
接著,使用23℃的0.05%氫氧化鉀水溶液或0.2%碳酸鈉水溶液,在0.1 MPa的壓力下將所述曝光完畢的硬化膜(塗膜)顯影60秒,進而進行水洗,將硬化膜(塗膜)的未曝光部去除。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例1~實施例10及比較例1、比較例2的硬化膜(圖案)。
(評價方法及評價基準)
利用光學顯微鏡確認所獲得的圖案的細線形成情況,按照以下三個階段進行評價。
○:無殘渣地形成了L/S為15 μm/15 μm以上的圖案
△:無殘渣地形成了L/S為30 μm/30 μm以上的圖案
×:未形成L/S小於50 μm/50 μm的圖案、或明顯存在圖案的卷邊或殘渣
[表2]
實施例 | 比較例 | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 1 | 2 | ||
耐高溫高濕密合性 | 玻璃基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | △ | △ |
ITO基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | △ | △ | |
MAM基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | × | × | |
耐化學品密合性 | 玻璃基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | ○ | △ |
ITO基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | △ | △ | |
MAM基板 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | × | × | |
塗膜硬度 | 1 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | ○ | ○ |
2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | ○ | ○ | |
透過率 | 1 | ○ | ○ | △ | ○ | ○ | ○ | △ | ○ | △ | △ | ○ | ○ |
2 | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | |
氣體產生性 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | △ | × | |
吸水性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | △ | △ | |
顯影特性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 〇 | 〇 | ○ | ○ |
[實施例2]
以表3所示的比例調配(A)~(F)的調配成分,製備實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的含有遮光性顏料分散液的感光性樹脂組成物。溶劑一欄中的(D)-1是不包含含不飽和基的樹脂溶液(含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液)中的PGMEA(與(D)-1相同)、遮光性顏料分散液中的溶劑、及界面活性劑中的溶劑的量。此外,表3的數值全部表示質量%。
(遮光性顏料分散液)
(E)-1:內醯胺系黑色顏料15.0質量%、高分子分散劑4.5質量%的PGMEA分散液(固體成分19.5%)
(E)-2:樹脂被覆碳系黑色顏料25.0質量%、高分子分散劑5.0質量%的PGMEA分散液(固體成分30.0%)
[表3]
實施例 | 比較例 | |||||||||
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 11 | 12 | 13 | ||
鹼可溶性樹脂溶液 | (A)-1 | 14.5 | 15 | 23.8 | ||||||
(A)-2 | 14.6 | 15.1 | 24 | |||||||
(A)-8 | 23.3 | 24.1 | 38.2 | |||||||
光聚合性單體 | (B) | 3.6 | 3.7 | 5.8 | 3.6 | 3.7 | 5.8 | 3.6 | 3.7 | 5.8 |
光聚合起始劑 | (C) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
溶劑 | (D)-1 | 33.6 | 44.3 | 57.4 | 33.5 | 44.2 | 57.2 | 24.8 | 35.2 | 43 |
(D)-2 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
遮光性顏料分散液 | (E)-1 | 28.2 | 28.2 | 28.2 | ||||||
(E)-2 | 7.1 | 24 | 7.1 | 24 | 7.1 | 24 | ||||
界面活性劑 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
[評價]
使用實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的感光性樹脂組成物進行以下評價。將它們的評價結果示於表4。
[光學密度的測定]
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.1 μm的方式將表3所示的感光性樹脂組成物塗布於125 mm×125 mm的玻璃基板上,在90℃下預烘烤1分鐘。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的硬化膜(塗膜)。接著,使用麥克貝斯(Macbeth)透過濃度計測定所獲得的硬化膜(塗膜)的光學密度(optical density,OD),利用每單位膜厚的光學密度進行評價。
[體積電阻率的測定]
(測定方法)
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為3.5 μm的方式將表3所示的各感光性樹脂組成物塗布於100 mm×100 mm的蒸鍍有Cr的厚度1.2 mm的玻璃基板上的除電極以外的部分,在90℃下預烘烤1分鐘。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的硬化膜(塗膜)。然後,在硬化膜(塗膜)上形成鋁電極,製作體積電阻率測定用基板。接著,使用靜電計(electrometer)「6517A型」(吉時利(Keithley)公司製造),測定自施加電壓1 V至施加電壓10 V時的體積電阻率。此外,以在1 V步進(step)下在各施加電壓下各保持60秒電壓的條件進行測定。
[介電常數的測定]
(測定方法)
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為3.5 μm的方式將表3所示的各感光性樹脂組成物塗布於100 mm×100 mm的蒸鍍有Cr的厚度1.2 mm的玻璃基板上的除電極以外的部分,在90℃下預烘烤1分鐘。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的硬化膜(塗膜)。然後,在塗膜上形成鋁電極,製作介電常數測定用基板。接著,使用靜電計(electrometer)「6517A型」,測定自頻率1 Hz至頻率100000 Hz時的靜電電容,根據靜電電容來算出介電常數。
[氣體產生性]
(評價方法)
利用刮板等磨削玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上所製作的硬化膜(塗膜),使用示差熱分析-熱重量測定裝置(TG/DTA)「易斯達(EXSTAR)6000」測定所獲得的粉末狀的硬化膜(塗膜)10 mg的熱重損失。測定條件設為在大氣下以120℃進行30分鐘的預處理後,在230℃下保持3小時。
(評價基準)
◎:重量減少率小於3%
○:重量減少率為3%以上且小於7%
△:重量減少率為7%以上且小於10%
×:重量減少率為10%以上
[間隔(spacer)的彈性恢復率的測定]
(測定方法)
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為3.0 μm的方式將表3所示的各感光性樹脂組成物塗布於125 mm×125 mm的玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上,在90℃下預烘烤1分鐘。然後,與具有點圖案的光阻密合,利用波長365 nm的照度30 mW/cm2
的高壓水銀燈照射100 mJ/cm2
的紫外線,進行感光部分的光硬化反應。
接著,使用0.05%氫氧化鉀水溶液,在24℃、0.1 MPa的壓力下對所述曝光後的玻璃基板顯影60秒,將硬化膜(塗膜)的未曝光部去除。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例1~實施例6及比較例1~比較例3的硬化膜(塗膜)。所獲得的硬化膜(塗膜)圖案的間隔特性是使用超微小硬度計「菲希爾斯科普(Fischerscope)HM2000Xyp」(菲希爾儀器(Fischer Instruments)公司製造)來進行評價。以負荷速度5.0 mN/秒壓入100 μm見方的平面壓頭,在負荷至50 mN的荷重之後,以卸荷速度5.0 mN/秒卸荷,並製作位移量曲線。
彈性恢復率是將負荷時的荷重50 mN下的位移量設為L1、將卸荷時的位移量設為L2而根據下述數式(2)來算出。
彈性恢復率(%)=(L1-L2)/L1×100 (2)
[顯影特性]
(評價樣品的製作)
使用旋塗機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.5 μm的方式將表3所示的感光性樹脂組成物塗布於125 mm×125 mm的玻璃基板「伊格爾(EAGLE)XG」上,使用加熱板在90℃下預烘烤1分鐘。然後,將光阻設置成曝光間隙為150 μm,利用波長365 nm的照度為30 mW/cm2
的高壓水銀燈照射100 mJ/cm2
的紫外線,進行感光部分的光硬化反應。
接著,使用23℃的0.05%氫氧化鉀水溶液或0.2%碳酸鈉水溶液,在0.1 MPa的壓力下將所述曝光完畢的硬化膜(塗膜)顯影60秒,進而進行水洗,將硬化膜(塗膜)的未曝光部去除。然後,使用熱風乾燥機在230℃下進行30分鐘加熱硬化處理,獲得實施例11~實施例16及比較例11~比較例13的硬化膜(圖案)。
(評價方法及評價基準)
利用光學顯微鏡確認所獲得的圖案的細線形成情況,按照以下三個階段進行評價。
○:無殘渣地形成了L/S為15 μm/15 μm以上的圖案
△:無殘渣地形成了L/S為30 μm/30 μm以上的圖案
×:未形成L/S小於50 μm/50 μm的圖案、或明顯存在圖案的卷邊或殘渣
[表4]
實施例 | 比較例 | ||||||||
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 11 | 12 | 13 | |
光學密度(OD) | 2.4 | 2.0 | 0.0 | 2.4 | 2.0 | 0.0 | 2.2 | 2.0 | 0.0 |
體積電阻率[Ω・cm] | 1.9E+15 | 1.3E+15 | 1.5E+16 | 1.9E+15 | 2.3E+15 | 1.8E+15 | 6.0E+15 | 5.7E+15 | 9.5E+15 |
介電常數 | 4.2 | 14.0 | 3.8 | 3.8 | 12.6 | 3.4 | 5.5 | 18.8 | 3.9 |
氣體產生性(%) | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × | △ |
彈性恢復率(%) | 77 | 73 | 83 | 78 | 74 | 82 | 75 | 70 | 85 |
顯影特性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
本發明可獲得一種能夠提供遮光性及絕緣性高;與基板的密合性也優異;彈性模數、變形量、及彈性恢復率也優異的硬化膜的感光性樹脂組成物。
[工業上的可利用性]
本發明的感光性樹脂組成物的硬化膜可極其有效地用作包含有機EL元件、量子點顯示器、TFT陣列及波長變換元件等的彩色濾光片的構成要素。另外,具有雙萘酚茀骨架的樹脂組成物中具有作為將特定範圍的紫外光截止的光透過控制層的功能,故而有用。
無
無
Claims (8)
- 一種感光性樹脂組成物,包含下述(A)成分~(D)成分作為必須成分: (A)通式(1)的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂; (B)具有至少三個乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體; (C)光聚合起始劑;以及 (D)溶劑, 式(1)中,Ar為碳數6~14的芳香族烴基,所鍵結的氫原子的一部分可由碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或芳基烷基、碳數3~10的環烷基或環烷基烷基、碳數1~5的烷氧基、或者鹵素基取代;R1 分別獨立地為碳數2~4的伸烷基,l分別獨立地為0~3的數;G是由通式(2)或通式(3)所表示的取代基,Y為四價的羧酸殘基;Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基,且一個以上為由通式(4)所表示的取代基;n是平均值為1~20的數; 式(2)、式(3)中,R2 為氫原子或甲基,R3 為碳數2~10的二價伸烷基或烷基伸芳基,R4 為碳數2~20的二價飽和或不飽和的烴基,p為0~10的數; 式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其包含(E)著色材料。
- 如請求項2所述的感光性樹脂組成物,其中,所述(E)著色材料為選自由黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料所組成的群組中的一種以上的遮光成分。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的感光性樹脂組成物,其中,所述(A)成分為通式(1)中的Ar包含萘骨架的化合物。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中,相對於固體成分的總質量,所述(A)成分的含量為10質量%~90質量%,相對於(A)成分100質量份,所述(B)成分的含量為5質量份~200質量份,相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份,所述(C)成分的含量為0.1質量份~30質量份。
- 如請求項2所述的感光性樹脂組成物,其中,相對於所述感光性樹脂組成物的固體成分的總質量,所述(E)著色材料的含量為1質量%~80質量%。
- 一種硬化膜,使如請求項1至請求項6中任一項所述的感光性樹脂組成物硬化而成。
- 一種顯示裝置,具有如請求項7所述的硬化膜。
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