TWI569097B - 感光性樹脂組成物、使用其的感光性元件、硬化物、影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置 - Google Patents

感光性樹脂組成物、使用其的感光性元件、硬化物、影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置 Download PDF

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Description

感光性樹脂組成物、使用其的感光性元件、硬化物、影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方 法以及影像顯示裝置
本發明是有關於一種感光性樹脂組成物、使用其的感光性元件、硬化物、影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置。
近年來,如紙般薄、搬運自由、可顯示文字或影像的影像顯示裝置(類紙式顯示器(Paper Like Display,PLD))受到關注。該影像顯示裝置具有作為通常的印刷物的紙的優點即視認性、攜帶性,進而可電性改寫資訊,故就環境或成本的方面而言,亦作為紙的代替品而正在嘗試實用化。
作為影像顯示裝置的顯示技術,設計有藉由電泳等使粒子移動的類型、液晶類型、電化學類型等各種類型(例如參照非專利文獻1)。尤其作為使粒子移動的類型,已研究了微膠囊型電泳方式、微杯(microcup)型電泳方式、電子粉流體方式、色粉顯示器(toner display)等方式。該些方式中,於透明電極間封入作為顯示介質的白色與黑色的粒子並施加電場,使該些粒子電性移動,藉此形成白色/黑色影像並進行顯示。另外,作為影像顯示裝置的驅動方式,有主動式驅動與被動式驅動,亦對影像顯示裝置用的背面技術(面板電路)進行了研究。
於上述粒子移動類型的影像顯示裝置的情況下,需要如上述般用以封入白色/黑色的粒子的隔壁(將畫素分離的隔壁)。作為該隔壁的形成方法,已提出有模具轉印法、網版印刷法、噴砂法、光微影法、加成法等(例如參照專利 文獻1)。其中,光微影法受到關注,該光微影法可使用感光性樹脂組成物藉由活性光線的照射而高效地形成高精細的圖案。
使用光微影法的影像顯示裝置之隔壁是經由以下步驟而形成:於基板上藉由光微影技術積層被稱為黑色矩陣(black matrix)的遮光層的步驟;於上述遮光層上塗佈感光性樹脂組成物、或積層感光性膜,藉此形成感光層的步驟;對上述感光層的規定部分照射活性光線而形成光硬化部的步驟;及將未曝光部去除而形成光硬化物圖案的步驟。因此,對於用以形成影像顯示裝置之隔壁的感光性樹脂組成物,通常要求感度、解析性及對基板的密接性。
另外,最近為了如紙般容易地操作之目的,正在進行欲實現影像顯示裝置的可撓化的嘗試(例如參照非專利文獻2)。伴隨於此,所使用的基材亦由玻璃基材般的硬質基板向經氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)濺鍍的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)基材、可撓性印刷電路(Flexible Printed Circuit,FPC)基材般的可撓性基板轉變。
於實現該可撓化時,需要相對應的使各畫素間加以隔開的隔壁的可撓化。因此,需要彈性模數低的隔壁。
然而,若進行感光性元件的低彈性化,則有解析性、密接性降低的傾向。另一方面,對於影像顯示裝置的各畫素間的對比度的提高而言,為了擴大顯示面積,需要提高隔壁的解析性及密接性,但若提高解析性及密接性,則有難以形成低彈性的隔壁的傾向。如此,難以形成解析性及 密接性優異、低彈性的隔壁。
進而,於製造影像顯示裝置的情形時,更包括以下步驟:於由上述步驟所得的光硬化物圖案內填充粒子等顯示介質的步驟、對上述光硬化物圖案進行熱處理的步驟、及貼附電極基板的步驟等。藉此,可獲得將感光層的硬化物作為隔壁的影像顯示裝置,但於上述貼附電極基板的步驟中,由於在高溫高濕下施加電壓,故有與感光性樹脂組成物的硬化物密接的電極部分溶解的問題。
作為用以形成影像顯示裝置之隔壁的感光性樹脂組成物,例如已揭示有下述專利文獻2~專利文獻4。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2007-178881號公報
專利文獻2:日本專利特開2010-066676號公報
專利文獻3:日本專利特開2010-169934號公報
專利文獻4:日本專利特開2010-256775號公報
非專利文獻
非專利文獻1:鈴木明,《電子紙的最新動向2007》,2007年10月10日,日本影像學會志第46卷第5號:372-384(2007)
非專利文獻2:田沼逸夫,《使用電子粉流體的可撓性電子紙》,2007年10月10日,日本影像學會誌,第46卷第5號:396-400(2007)
然而,上述專利文獻2~專利文獻4中揭示的用以形成影像顯示裝置之隔壁的感光性樹脂組成物關於上述問 題,仍有改善的餘地。
本發明是鑒於上述問題而成,其目的在於提供一種感光性樹脂組成物及使用其的感光性元件、硬化物,上述感光性樹脂組成物可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可形成高解析、高密接的影像顯示裝置用的隔壁。另外,本發明的目的在於提供一種使用該感光性樹脂組成物、感光性元件或硬化物的影像顯示裝置之隔壁的形成方法,影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置。
為了達成上述目的,本發明提供一種感光性樹脂組成物,其是用以形成影像顯示裝置之隔壁的感光性樹脂組成物,並且上述感光性樹脂組成物包括:(A)成分:黏合劑聚合物;(B)成分:光聚合性化合物;(C)成分:光聚合起始劑;以及(D)成分:分子內具有環氧基的化合物,且上述(A)成分包含使共聚物與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯反應而獲得的黏合劑聚合物,上述共聚物含有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。
根據上述本發明的感光性樹脂組成物,可使電極基板的溶解減少,硬化膜(隔壁)的彈性模數低,可形成具有高解析性及高密接性的影像顯示裝置用之隔壁。另外,該 感光性樹脂組成物藉由具備上述構成,可簡便且以良好的作業性形成隔壁。
另外,本發明的感光性樹脂組成物較佳為更含有無機系黑色顏料作為(E)成分。藉此,感光性樹脂組成物的遮光性提高。
另外,本發明提供一種感光性元件,其包括支撐體;以及形成於上述支撐體上的感光層,上述感光層含有上述感光性樹脂組成物。
另外,於本發明的感光性元件中,較佳為上述感光層的膜厚為10μm~80μm。藉由感光層的膜厚為上述範圍,感光性元件容易用作影像顯示裝置之隔壁。
另外,本發明提供上述感光性樹脂組成物的硬化物。再者,該硬化物可藉由光及/或熱使本發明的感光性樹脂組成物硬化而獲得。因此,上述硬化物中,上述感光性樹脂組成物的反應性基藉由利用光及/或熱的硬化而一部分或全部消失。
另外,本發明提供一種影像顯示裝置之隔壁的形成方法,其包括:積層步驟,於基板上設置含有上述感光性樹脂組成物的感光層;曝光步驟,對上述感光層的規定部分照射活性光線而形成光硬化部;以及顯影步驟,將上述光硬化部以外的部分去除而形成光硬化物圖案。根據該形成方法,可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可形成具有高解析性及高密接性的影像顯示裝置用之隔壁。
於上述影像顯示裝置之隔壁的形成方法中,較佳為基 板具有彎曲性。藉由基板具有彎曲性,形成有隔壁的影像顯示裝置更具有可撓性。
另外,本發明的影像顯示裝置之隔壁的形成方法較佳為更包括加熱步驟:對上述顯影步驟中形成的光硬化物圖案於60℃~250℃下進行加熱處理,使其熱硬化。藉由具有本加熱步驟,利用本形成方法形成的影像顯示裝置之隔壁進一步硬化。
另外,本發明提供一種影像顯示裝置的製造方法,其包括:將顯示介質填充於上述隔壁內的步驟;及以與一方之基板相對向的方式於隔壁的相反側貼附基板的步驟。
進而,本發明提供一種影像顯示裝置,其是藉由上述製造方法而製造。
根據本發明,可提供一種感光性樹脂組成物及使用其的感光性元件,上述感光性樹脂組成物可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可簡便且以良好的作業性形成高解析、高密接的影像顯示裝置用之隔壁。另外,根據本發明,可提供一種使用上述感光性樹脂組成物或感光性元件的影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置。
以下,對本發明的較佳實施形態加以說明。再者,本說明書中,所謂(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及甲基丙烯酸,所謂(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及與之對應的甲基丙烯酸酯,所謂(甲基)丙烯醯基是指丙烯醯基及甲基丙烯醯基。
本實施形態的感光性樹脂組成物為以下的感光性樹脂組成物,其含有:(A)成分:黏合劑聚合物、(B)成分:光聚合性化合物、(C)成分:光聚合起始劑、及(D)成分:分子內具有環氧基的化合物,且上述(A)成分包含使共聚物與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯反應而獲得的黏合劑聚合物。共聚物含有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。
藉由本實施形態的感光性樹脂組成物具有上述構成,可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可形成具有高解析性及高密接性的影像顯示裝置用之隔壁。此處,藉由具有上述構成而獲得的效果的表現機制雖未必明確,但本發明者推測如下。即,可認為,含有基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元的共聚物中的羥基與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯中的異氰酸酯基反應,藉此生成胺基甲酸酯鍵,由此可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可獲得高解析性及高密接性。另外可認為,黏合劑聚合物含有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元、基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及上述胺基甲酸酯鍵,藉此可抑制硬化膜變脆,進一步降低彈性模數。進而,藉由該感光性樹脂組成物具有上述構成,可簡便且以良好的作業性形成隔壁。
以下,對各成分加以詳細說明。
(A)成分:黏合劑聚合物
(A)成分包含使共聚物與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯反應而獲得的黏合劑聚合物,共聚物含有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。
含有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元的共聚物可藉由以下方式製造:使(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯及含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯進行自由基聚合。
上述含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯只要與後述含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯反應,則並無特別限制,例如可列舉:(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥戊酯、(甲基)丙烯酸羥己酯、(甲基)丙烯酸羥庚酯、(甲基)丙烯酸羥辛酯及該等的結構異構物。該等中,較佳為含有(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯的結構單元。
以上述共聚物的總質量為基準,上述共聚物所含的含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的含量較佳為1質量%~40質量%,更佳為2質量%~39質量%,進而佳為3質量%~35質量%,特佳為5質量%~30質量%,極佳為10質量%~30質量%。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯及 該等的結構異構物。其中,就顯影性、解析度優異的方面而言,較佳為含有(甲基)丙烯酸甲酯及(甲基)丙烯酸丁酯。
上述含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯只要與上述共聚物反應,則可無特別限制地使用。例如可使用(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯甲酯、(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯、(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯丙酯及(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯辛酯。其中,較佳為(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯、(甲基)丙烯酸-2-異氰酸酯甲酯。
上述黏合劑聚合物只要使上述共聚物與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯於通常的反應條件下反應即可。尤其為了更充分地發揮本發明的效果,較佳為含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的羥基與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯中的異氰酸酯基100%地反應。
所謂上述黏合劑聚合物中的「(甲基)丙烯酸烷基酯」的「烷基」,如上述例示化合物般,較佳為直鏈狀或分支狀的烷基,上述黏合劑聚合物較佳為不含具有環狀結構的結構單元。例如若含有具有環烷基般的環狀結構的結構單元,則於使影像顯示裝置驅動情形時,可見觀察到對顯示介質的帶電性造成影響、給對比度帶來不良影響的傾向,若不含具有環狀結構的結構單元,則不產生此種問題,故較佳。另外,出於同樣的理由,上述黏合劑聚合物例如較佳為不含基於苯乙烯的結構單元、基於(甲基)丙烯酸苄酯的結構單元等具有環狀結構的結構單元。
就耐顯影液性優異、作為隔壁充分發揮功能的方面而言,(A)成分的重量平均分子量(利用凝膠滲透層析儀(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定,且藉由使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算)較佳為大於20,000,更佳為大於25,000,進而佳為大於30,000,特佳為大於35,000,極佳為大於40,000。就可縮短顯影時間的觀點而言,較佳為300,000以下,更佳為150,000以下,進而佳為100,000以下。再者,黏合劑聚合物的重量平均分子量是藉由凝膠滲透層析法進行測定,並使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算。凝膠滲透層析儀(GPC)的測定條件是設定為與實例相同。
以分子總質量為基準,(A)成分中的基於(甲基)丙烯酸的結構單元的含量較佳為5質量%~35質量%,更佳為10質量%~30質量%,進而佳為15質量%~25質量%。就解析性優異的方面而言,較佳為5質量%以上,就電極溶解的觀點而言,較佳為35質量%以下。
以分子總質量為基準,(A)成分中的基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元的含量較佳為5質量%~80質量%,更佳為10質量%~70質量%,進而佳為20質量%~60質量%。就解析性優異的方面而言,該含量較佳為5質量%以上,就電極溶解的觀點而言,較佳為80質量%以下。
就使硬化膜低彈性化的觀點而言,以分子總質量為基準,(A)成分中的基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元的含量較佳為5質量%~30質量%,更佳為10質量%~30質量%,進而佳為15質量%~25質量%。
就電極溶解、硬化膜的低彈性化的觀點而言,以分子總質量為基準,(A)成分中的基於含異氰酸酯基的(甲基) 丙烯酸烷基酯的結構單元的含量較佳為5質量%~35質量%,更佳為11質量%~35質量%,進而佳為17質量%~29質量%。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,就膜形成性優異的方面而言,感光性樹脂組成物中的(A)成分的含量較佳為50質量份以上,更佳為60質量份以上,進而佳為65質量份以上。就光硬化物的機械強度優異的方面而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(A)成分的含量較佳為90質量份以下,更佳為80質量份以下,進而佳為70質量份以下。
(B)成分:光聚合性化合物
本實施形態中可使用的(B)成分只要可進行光交聯,則並無特別限制,例如可列舉:(B1)成分:分子內具有乙烯性不飽和基及胺基甲酸酯鍵的化合物、(B2)成分:使α,β-不飽和羧酸與多元醇及/或含縮水甘油基的化合物反應所得的化合物及(B3)成分:分子內具有一個乙烯性不飽和鍵的化合物。
(B1)成分:分子內具有乙烯性不飽和基及胺基甲酸酯鍵的化合物
就可提高硬化物的伸長率、且對可撓性基板的密接性優異的方面而言,較佳為含有(B1)成分。
本實施形態中可使用的(B1)成分並無特別限制,較佳為含有具有異氰尿酸環結構的化合物。具有異氰尿酸環結構的化合物例如可列舉下述通式(1)所表示的化合物。
[式(1)中,R1分別獨立地表示下述通式(2)所表示的基、下述通式(3)所表示的基或下述通式(4)所表示的基,R1中至少一個為下述通式(4)所表示的基]
[式(2)中,R2表示氫原子或甲基,m表示1~15]
[式(3)中,m為1~15]
[式(4)中,R2表示氫原子或甲基,n表示1~9,m表示1~15]
再者,n及m表示結構單元的結構單元數。因此,於 單一分子中表示整數值,於多種分子的集合體的情況下表示作為平均值的有理數。以下,結構單元的結構單元數是同樣地定義。
就彈性模數、密接性的觀點而言,更佳為通式(1)中的R1中至少兩個為通式(4)所表示的基,進而佳為R1全部為通式(4)所表示的基。
通式(2)、通式(3)、通式(4)中,就耐化學品性優異的方面而言,m較佳為1~6。另外,通式(4)中,就機械強度優異的方面而言,m較佳為3~6。
上述通式(1)所表示的化合物中,市售品例如可列舉NK低聚UA-21EB(新中村化學工業股份有限公司,商品名,通式(1)中,R1全部為通式(4)的化合物)。
另外,作為(B1)成分,較佳為包含可藉由以下方式獲得的化合物:使具有由聚碳酸酯化合物及/或聚酯化合物的末端的羥基與二異氰酸酯化合物的異氰酸酯基的反應所得的胺基甲酸酯鍵、且於多個末端具有異氰酸酯基的胺基甲酸酯化合物,與具有羥基及乙烯性不飽和基的化合物進行縮合反應。
該些化合物可使用藉由常法而合成者,亦可使用市售品。市售品例如可列舉:UF-8003M、UF-TCB-50、UF-TC4-55(以上為商品名,共榮社化學股份有限公司製造),HT9082-95(商品名,日立化成工業股份有限公司製造)。
進而,上述以外的(B1)成分例如可列舉:β位上具有羥基的(甲基)丙烯酸系單體與異佛爾酮二異氰酸酯、2,6- 甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯及1,6-六亞甲基二異氰酸酯等二異氰酸酯化合物的加成反應物;環氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)改質二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、EO,環氧丙烷(Propylene Oxide,PO)改質二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。EO改質二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯例如可列舉UA-11(新中村化學工業股份有限公司製造,產品名)。另外,EO,PO改質二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯例如可列舉UA-13(新中村化學工業股份有限公司製造,產品名)。
就提高膜形成性及硬化物的伸長率、且對可撓性基板的密接性優異的方面而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的上述(B1)成分的含量較佳為1質量份~25質量份,更佳為5質量份~25質量份,進而佳為5質量份~20質量份。
(B2)成分:使α,β-不飽和羧酸與多元醇及/或含縮水甘油基的化合物反應所得的化合物
(B2)成分例如可列舉:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(伸乙基的個數為2~14者)、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(伸丙基的個數為2~14者)等聚伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷丙氧基三(甲基)丙烯酸酯等三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯化合物;四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等四羥甲基甲烷(甲基)丙烯酸酯化合物;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯化合 物;雙酚A二氧伸乙基二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A三氧伸乙基二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A十氧伸乙基二(甲基)丙烯酸酯等雙酚A二氧伸乙基二(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷三縮水甘油醚三丙烯酸酯及雙酚A二縮水甘油醚丙烯酸酯。
其中,就維持硬化膜的低彈性、且解析度及密接性優異的方面而言,作為(B2)成分,較佳為含有聚伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,更佳為含有下述通式(5)、通式(6)或通式(7)所表示的化合物。
上述通式(5)、通式(6)或通式(7)中,R分別獨立地表示氫原子或甲基,EO表示氧伸乙基,PO表示氧伸丙基。m1、m2、m3及m4表示包含氧伸乙基的結構單元的結構單元數,n1、n2、n3及n4表示包含氧伸丙基的結構單元的結構單元數,氧伸乙基的結構單元總數m1+m2、m3及m4分別獨立地表示1~30,氧伸丙基的結構單元總數 n1、n2+n3及n4分別獨立地表示1~30。
於上述通式(5)、通式(6)或通式(7)所表示的化合物中,氧伸乙基的結構單元總數m1+m2、m3及m4分別獨立地為1~30,較佳為1~10,更佳為4~9,進而佳為5~8。就解析度、密接性優異的方面而言,該結構單元數的總數較佳為10以下,更佳為9以下,進而佳為8以下。
另外,氧伸丙基的結構單元總數n1、n2+n3及n4分別獨立地為1~30,較佳為5~20,更佳為8~16,進而佳為10~14。就解析度的提高及淤渣(sludge)的減少優異的方面而言,該結構單元數的總數較佳為20以下,更佳為16以下,進而佳為14以下。
上述通式(5)所表示的化合物可列舉:R=甲基、m1+m2=6(平均值)、n1=12(平均值)的乙烯基化合物(日立化成工業股份有限公司製造,商品名:FA-023M)等。上述通式(6)所表示的化合物可列舉:R=甲基、m3=6(平均值)、n2+n3=12(平均值)的乙烯基化合物(日立化成工業股份有限公司製造,商品名:FA-024M)等。上述通式(7)所表示的化合物可列舉:R=氫原子、M4=1(平均值)、n4=9(平均值)的乙烯基化合物(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名:NK酯HEMA-9P)等。
就維持硬化膜的低彈性、且解析度及密接性優異的方面而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的上述(B2)成分的含量較佳為1質量份~20質量份,更佳為1質量份~15質量份,進而佳為1質量份~10質量份。
(B3)成分:分子內具有一個乙烯性不飽和鍵的化合物
(B3)成分並無特別限制,就解析度優異的方面而言,較佳為含有下述通式(8)所表示的化合物。
[式(8)中,R3表示氫原子或甲基,R4表示氫原子、甲基或鹵化甲基的任一個,R5表示碳數1~6的烷基、鹵素原子、羥基的任一個,p表示0~4。再者,當p為2以上時,多個存在的R5可相同亦可不同。-(O-A)-表示氧伸乙基及/或氧伸丙基,-(O-A)-的結構單元總數a表示1~4的整數]
上述通式(8)所表示的化合物例如可列舉:γ-氯-β-羥基丙基-β'-(甲基)丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯、β-羥基乙基-β'-(甲基)丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯及β-羥基丙基-β'-(甲基)丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯,其中,較佳為γ-氯-β-羥基丙基-β'-(甲基)丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯。γ-氯-β-羥基丙基-β'-甲基丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯可作為FA-MECH(日立化成工業股份有限公司製造,產品名)而於商業上獲取。
就解析度優異的方面而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的上述(B3)成分的含量較佳為1質量份~15質量份,更佳為1質量份~10質量份,進而佳為1質量份~7質量份。
上述(B)成分可單獨使用或組合使用兩種以上。
就解析度及密接性、膜形成性的觀點而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的(B)成分的含量較佳為設定為15質量份~45質量份的範圍,更佳為設定為20質量份~45質量份。
(C)成分:光聚合起始劑
本發明中可使用的(C)成分只要為對應於所使用的曝光機的光波長者,則並無特別限制,具體而言,例如可列舉:二苯甲酮、N,N'-四甲基-4,4'-二胺基二苯甲酮(米其勒酮)、N,N'-四乙基-4,4'-二胺基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基胺基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙酮-1等芳香族酮;2-乙基蒽醌、菲醌、2-第三丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌(9,10-phenanthraquinone)、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌等醌類;安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯醚等安息香醚化合物;安息香、甲基安息香、乙基安息香等安息香化合物;1-(4-甲氧基苯基)-2,2-二甲氧基-2-苯基乙烷-1-酮、1-(4-甲氧基苯基)-2-甲氧基-2-乙氧基-2-苯基乙烷-1-酮、1-(4-甲氧基苯基)-2-甲氧基-2-丙氧基-2-苯基乙烷-1- 酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(通稱苯偶醯二甲基縮酮)等苯偶醯縮酮等苯偶醯衍生物;9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9'-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;N-苯基甘胺酸、N-苯基甘胺酸衍生物;香豆素系化合物;2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(對甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等咪唑二聚物。另外,2,4,5-三芳基咪唑二聚物中的2個2,4,5-三芳基咪唑的芳基的取代基可相同而形成對稱的化合物,亦可不同而形成非對稱的化合物。另外,亦可如二乙基噻噸酮與二甲基胺基苯甲酸的組合般,將噻噸酮系化合物與三級胺化合物組合。該等可單獨使用或組合使用兩種以上。
其中,作為(C)成分,就感光性樹脂組成物的硬化後的抗蝕劑底部的硬化性優異的方面而言,較佳為含有苯偶醯縮酮等苯偶醯衍生物。另外,就感光性樹脂組成物的硬化後的抗蝕劑上部的硬化性優異的方面而言,較佳為含有吖啶衍生物。進而,就上部與底部的硬化性優異的方面而言,較佳為含有苯偶醯縮酮等苯偶醯衍生物及吖啶衍生物兩者。尤其是含有感光性樹脂組成物的層的膜厚越變厚,越必須以良好的平衡來調整抗蝕劑底部的硬化性及抗蝕劑上部的硬化性。
其中,作為(C)成分,就使解析度良好、抑制硬化後的抗蝕劑的褶邊(footing)的方面而言,較佳為含有吖啶衍生物及苯偶醯衍生物,特佳為含有1,7-雙(9,9'-吖啶基) 庚烷及2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮兩者。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,就光感度優異的方面而言,感光性樹脂組成物中的(C)成分的含量較佳為0.1質量份以上,更佳為0.2質量份以上。另外,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,就感光性樹脂組成物的內部的光硬化性優異的方面而言,(C)成分的含量較佳為20質量份以下,更佳為10質量份以下。
其中,於含有1,7-雙(9,9'-吖啶基)庚烷作為上述(C)成分的情形時,相對於上述(A)成分與(B)成分的總量100質量份,就光感度優異的方面而言,其含量較佳為0.05質量份~1質量份,更佳為0.1質量份~0.5質量份。
另外,於含有2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮作為上述(C)成分的情形時,相對於上述(A)成分與(B)成分的總量100質量份,就光感度及密接性優異的方面而言,其含量較佳為1質量份以上,更佳為2質量份以上。另外,就於加熱處理的步驟中抑制逸氣的觀點而言,2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮的含量較佳為10質量份以下,更佳為5質量份以下。
(D)成分:分子內具有環氧基的化合物
本實施形態中可使用的(D)成分可列舉分子內具有環氧基(環氧乙烷環)的化合物。
分子內具有環氧基的化合物例如可列舉:雙酚A二縮水甘油醚等雙酚A型環氧樹脂、雙酚F二縮水甘油醚等雙酚F型環氧樹脂、雙酚S二縮水甘油醚等雙酚S型環氧樹 脂、聯苯酚二縮水甘油醚等聯苯酚型環氧樹脂、聯二甲苯酚二縮水甘油醚等聯二甲苯酚型環氧樹脂、氫化雙酚A縮水甘油醚等氫化雙酚A型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、及該等的二元酸改質二縮水甘油醚型環氧樹脂。
該些化合物可使用市售品。例如,雙酚A二縮水甘油醚可列舉:Epikote(艾比科)828、Epikote(艾比科)1001及Epikote(艾比科)1002(均為日本環氧樹脂股份有限公司製造,商品名),以及艾比克隆(Epiclon)1055(迪愛生(DIC)股份有限公司製造,商品名)。
雙酚F二縮水甘油醚可列舉Epikote(艾比科)807(日本環氧樹脂股份有限公司製造,商品名)等,雙酚S二縮水甘油醚可列舉EBPS-200(日本化藥股份有限公司製造,商品名)、艾比克隆(Epiclon)EXA-1514(DIC股份有限公司製造,商品名)等。
另外,聯苯酚二縮水甘油醚可列舉YL-6121(日本環氧樹脂股份有限公司製造,商品名)等,聯二甲苯酚二縮水甘油醚可列舉YX-4000(日本環氧樹脂股份有限公司製造,商品名)等。
進而,氫化雙酚A縮水甘油醚可列舉ST-2004及ST-2007(均為東都化成股份有限公司製造,商品名)等,二環戊二烯型環氧樹脂可列舉艾比克隆(Epiclon)HP-7200L(迪愛生(DIC)股份有限公司製造,商品名)等,甲酚酚醛清漆型環氧樹脂可列舉艾比克隆(Epiclon)N-665-EXP、艾比克隆(Epiclon)N-670-EXP-S(迪愛生 (DIC)股份有限公司製造,商品名)等。另外,上述二元酸改質二縮水甘油醚型環氧樹脂可列舉ST-5100及ST-5080(均為東都化成股份有限公司製造,商品名)等。
該等中,就抑制電極的溶解的方面而言,較佳為二環戊二烯型環氧樹脂及甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,更佳為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。另外,上述(D)成分可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
相對於上述(A)成分與(B)成分的總量100質量份,就抑制電極的溶解的方面而言,感光性樹脂組成物中的(D)成分的含量較佳為5質量份以上,更佳為10質量份以上。另外,就感光性樹脂組成物的膜形成性優異的方面而言,(D)成分的含量較佳為30質量份以下,更佳為20質量份以下,進而佳為10質量份以下。
(E)成分:無機系黑色顏料
本發明中可使用的(E)成分例如可列舉鈦黑、碳黑、鈷黑,就波長360nm及405nm的光的透射性良好的方面而言,較佳為鈦黑。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,就遮光性優異的方面而言,感光性樹脂組成物中的(E)成分的含量較佳為0.1質量份以上,更佳為0.2質量份以上。另外,就密接性及解析度優異的方面而言,(E)成分的含量較佳為10質量份以下,更佳為5質量份以下。
<其他成分>
本實施形態的感光性樹脂組成物就不使金屬配線或金屬層等銅及銅合金、ITO、氧化銦鋅(Indium-Zinc Oxide, IZO)等腐蝕,發揮優異的防銹效果、防殘膜效果及膜密接效果的方面而言,較佳為含有(F)成分:雜環式化合物。
上述(F)成分是指由2種或2種以上的元素的原子(除了碳以外,氮、氧、硫等)構成環而成的環式化合物。雜環式化合物可列舉:具有三唑環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、異噁唑環、異噻唑環、四唑環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡嗪環、哌啶環、哌嗪環、嗎啉環、2H-吡喃環及6H-吡喃環、三嗪環的化合物,及該些化合物的鹽等。
上述中,較佳為具有含碳原子及氮原子的三唑環、吡咯環、吡唑環、噻唑環、咪唑環及四唑環的化合物及該些化合物的鹽,更佳為包含具有三唑環或四唑環的化合物及該些化合物的鹽,進而佳為包含具有三唑環的化合物及該些化合物的鹽。
若例示(F)成分的雜環式化合物,則具體可列舉:1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、1,2,5-三唑、4-胺基-3,5-二甲基-4H-1,2,4-三唑、4-胺基-3,5-二丙基-4H-1,2,4-三唑、3-胺基-5-異丙基-1,2,4-三唑、3-胺基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑、4-胺基-1,2,4-三唑、4-胺基-3,5-二甲基-1,2,4-三唑、3,5-二胺基-1H-1,2,4-三唑、苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、5,6-二甲基苯并三唑、5-胺基-1H-苯并三唑、苯并三唑-4-磺酸、1H-四唑、5-甲基-1H-四唑、5-(甲硫基)-1H-四唑、5-(乙硫基)-1H-四唑、5-苯基-1H-四唑、5-胺基-1H-四唑、5-硝基-1H-四唑、1-甲基-1H-四唑、5,5'-雙-1H-四唑等,但不限定於該 等。該等可單獨使用或組合使用兩種以上。
於上述(F)成分的雜環式化合物為四唑環的情形時,較佳為選自由1H-四唑、5取代-1H-四唑、1取代-1H-四唑及其衍生物所組成的組群中的至少一種。
於上述(F)成分的雜環式化合物為三唑環的情形時,較佳為選自由1,2,3-三唑、1,2,4-三唑及其衍生物、1,2,3-苯并三唑、5取代-1H-苯并三唑、6取代-1H-苯并三唑、5,6取代-1H-苯并三唑及其衍生物所組成的組群中。其中,較佳為含有4-甲基-1H苯并三唑的胺鹽、或5-甲基-1H苯并三唑的胺鹽(安塔級(ANTAGE)TDP(吩噻嗪,川口化學工業股份有限公司製造,商品名))。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的上述(F)成分的調配量較佳為0.01質量份~20質量份,更佳為0.5質量份~5質量份。
本實施形態的感光性樹脂組成物較佳為含有下述通式(9)所表示的化合物。
[通式(9)中,R11、R12、R13及R14分別獨立地表示氫原子或下述通式(10)所表示的一價基]
[通式(10)中,R15表示碳數4~30的烴基]
上述通式(9)所表示的化合物可使用市售品。商業上可獲取者例如可列舉「桑斯澤(Sunthrouzer)W-4120A」(花王股份有限公司製造,商品名)等。
上述通式(9)中,R11~R14為氫原子或上述通式(10)所表示的一價基,於本發明中,R11~R14中分布的上述通式(10)所表示的一價基的比例較佳為於上述通式(9)中達到10%~80%,更佳為達到20%~50%。若通式(10)所表示的基的分布比例為80%以內,則有解析性、密接性優異的傾向,若為10%以上,則有抗靜電效果優異的傾向。
於本實施形態的感光性樹脂組成物中,較佳為所含有的上述通式(9)所表示的化合物的羥基的總莫耳數MOH與酯基(R11~R14為上述通式(10)所表示的一價基的情形)的總莫耳數MESTER之比[MOH/MESTER]在0.1~4的範圍內,更佳為在0.25~1的範圍內。
另外,於上述通式(9)所表示的化合物具有上述通式(10)所表示的一價基的情形時,較佳為通式(10)中的R15為碳數4~30的脂肪族烴基,更佳為碳數4~25的脂肪族烴基,特佳為碳數5~20的脂肪族烴基,最佳為碳數10~20的脂肪族烴基。此種化合物例如可列舉油酸二甘油。油酸二甘油例如可於商業上獲取「艾托斯帕(Electro stripper)ME-1」及「桑斯澤(Sunthrouzer)W-4120A」(以 上為花王(股)製造,商品名)。
進而,本實施形態的感光性樹脂組成物較佳為含有以下物質:其為上述通式(9)所表示且R11、R12、R13及R14分別獨立地為氫原子或-CO-C17H33的化合物的混合物,並且R11、R12、R13及R14中的-CO-C17H33的分布比例為10%~80%。若-CO-C17H33的分布比例為80%以內,則有解析性、密接性優異的傾向,若為10%以上,則有抗靜電效果優異的傾向。此種混合物例如可於商業上獲取「艾托斯帕(Electro stripper)-ME-1」(花王(股)製造,商品名,-CO-C17H33的分布比例:40%)及「桑斯澤(Sunthrouzer)W-4120A」(以上為花王(股)製造,商品名,-CO-C17H33的分布比例:30%)。
就進一步提高抗靜電效果及密接性的方面而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,感光性樹脂組成物中的上述通式(9)所表示的化合物的調配量較佳為0.01質量份~20質量份,更佳為0.5質量份~5質量份。
含有如上所述的成分的感光性樹脂組成物中,亦可進一步視需要而含有相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份而分別為0.01質量份~20質量份左右的以下成分:孔雀綠等染料,三溴苯基碸、隱色結晶紫等光呈色劑,防熱呈色劑,對甲苯磺醯胺等塑化劑,顏料,填充劑,消泡劑,阻燃劑,穩定劑,密接性賦予劑,勻化劑,剝離促進劑,抗氧化劑,香料,成像劑,熱交聯劑等,於發揮本實施形態的效果的方面而言,較佳為不含矽烷偶合劑。該等可單獨使用或組合使用兩種以上。
含有如上所述的成分的本實施形態的感光性樹脂組成物例如可藉由以下方式獲得:利用輥磨機、珠磨機等,將含有成分均勻混練、混合。另外,視需要亦可溶解於甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、丙二醇單甲醚等溶劑或該等的混合溶劑中,以固體成分為30質量%~60質量%左右的溶液的形式而使用。
使用所得的感光性樹脂組成物於影像顯示裝置用基板上形成感光層的方法並無特別限制,可藉由在上述基板上塗佈感光性樹脂組成物作為液狀抗蝕劑並加以乾燥而形成。另外,視需要亦可於感光層上被覆保護膜。進而,下文中將詳述,較佳為以感光性元件的形態使用感光層。所塗佈的感光層的厚度視用途而不同,較佳為以乾燥後的厚度計而為1μm~100μm左右。於以液狀抗蝕劑的形式塗佈後被覆保護膜而使用的情形時,保護膜例如可列舉:聚乙烯、聚丙烯等聚合物膜。
圖1為表示本發明的感光性元件的較佳一實施形態的示意剖面圖。如圖1所示,本實施形態的感光性元件10具備支撐體1、形成於其上的含有上述感光性樹脂組成物的感光層2、及形成於感光層2上的保護膜3。再者,保護膜3是視需要而設置。
支撐體1例如可較佳地使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯等聚合物膜。聚合物膜的厚度較佳為設定為1μm~100μm左右,更佳為5μm~50μm,進而佳為10μm~30μm。
對支撐體1上的感光層2的形成方法並無特別限定,可藉由將感光性樹脂組成物的溶液塗佈、乾燥而較佳地實施。所塗佈的感光層2的厚度視用途而不同,較佳為以乾燥後的厚度計而為1μm~100μm左右。於用作影像顯示裝置之隔壁的情形時,感光層2的厚度更佳為以乾燥後的厚度計而為10μm~90μm,進而佳為10μm~80μm。
塗佈例如可藉由輥塗機、刮刀塗佈機、凹版塗佈機、氣刀塗佈機、模塗機、棒塗機等公知的方法來進行。乾燥可於70℃~150℃下進行5分鐘~30分鐘左右。另外,感光層2中的殘存有機溶劑量就防止其後的步驟中的有機溶劑的擴散的方面而言,較佳為設定為2質量%以下。
亦可將被用作支撐體1的上述聚合物膜用作保護膜3,將感光層2表面被覆。保護膜3較佳為感光層2與保護膜3的接著力小於感光層2與支撐體1的接著力者,另外,較佳為低魚眼(fisheye)的膜。所謂「低魚眼」是指膜中的材料的異物、未溶解物、氧化劣化物等異物等少。
進而,感光性元件10除了感光層2、支撐體1及任意的保護膜3以外,亦可具有緩衝層、接著層、光吸收層、阻氣層等中間層或保護層。
所製造的感光性元件10通常是捲繞於圓筒狀的捲芯而儲藏。再者,此時較佳為以支撐體1成為外側的方式捲繞。於上述輥狀的感光性元件輥的端面,就端面保護的觀點而言較佳為設置端面隔離物,就耐邊緣融合(edge fusion)的觀點而言,較佳為設置防濕端面隔離物。另外,作為捆包方法,較佳為包在透濕性小的黑色片材(black sheet)中而包裝。上述捲芯例如可列舉:聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene polymer,ABS)樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)等塑膠。
繼而,對使用本發明的感光性樹脂組成物或感光性元件的影像顯示裝置之隔壁的形成方法、影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置加以說明。
首先,如圖2(a)所示,準備包含電極4及基板5的電極基板30,如圖2(b)所示,於該電極基板30上積層上述感光性元件10的感光層2及支撐體1(積層步驟)。
構成電極基板30的基板5只要為具有彎曲性的基板,則並無特別限制,例如可列舉聚合物膜基板般的絕緣基板、及矽基板等半導體基板。電極基板30可列舉:於此種基板5上形成有ITO、IZO、Ag線/油墨般的具有彎曲性的電極4者。電極4的形成方法可列舉:使用光微影方法對藉由蒸鍍、濺鍍等方法積層的電極材料進行圖案化的方法,或對具有感光性的電極材料進行圖案化的方法等。關於該電極4的形成方法,並無特別限制。
將感光層2積層於電極基板30上的積層方法除了使用上述感光性元件10的方法以外,亦可使用將感光性樹脂組成物的溶液塗佈於電極基板30上並加以乾燥的方法。
使用感光性元件10的積層方法於在感光層2上存在保護膜3的情形時,一面去除保護膜3一面積層於電極基板30上。作為上述積層條件,例如可列舉:一面將感光層2加熱至70℃~130℃左右,一面以0.1MPa~1MPa左右(1 kgf/cm2~10kgf/cm2左右)的壓力壓接於電極基板30上,藉此進行積層的方法等,亦可於減壓下積層。關於電極基板30表面的形狀,通常形成有電極圖案,但亦可為平坦,或視需要形成有凹凸。
在感光層2的積層後,如圖2(b)所示,對感光層2以影像狀照射活性光線8,使曝光部進行光硬化(曝光步驟)。作為以影像狀照射活性光線8的方法,有以下方法:如圖2(b)所示,於感光層2上設置遮罩圖案7並以影像狀照射活性光線8,使曝光部的感光層2進行光硬化。遮罩圖案7可為負型亦可為正型,可使用通常所用者。活性光線8的光源可使用公知的光源,例如碳弧燈、水銀蒸汽弧光燈、高壓水銀燈、氙氣燈等有效地放射紫外線、可見光等者。另外,作為曝光方法,亦可利用不使用遮罩圖案7而以雷射直接描畫圖案的直接描畫曝光法。
曝光後,如圖2(c)所示,藉由顯影將未曝光部的感光層2選擇性地去除,藉此於影像顯示裝置用的基板(電極基板30)上形成光硬化物圖案20(顯影步驟)。於圖3及圖4中示出光硬化物的圖案的一例。圖3為表示將圖2(c)的隔壁形成為格子狀的例子的示意平面圖,圖4為表示將圖2(c)的隔壁形成為六角形狀的例子的示意平面圖。於圖3及圖4中,如圖2(c)所示,於電極4及光硬化物圖案20之下方配置有基板5,電極4亦可為ITO電極,基板5亦可為PET基板。再者,於存在支撐體1的情形時,顯影步驟中於顯影之前將支撐體1去除。
顯影是藉由以下方式進行:藉由利用鹼性水溶液、水 系顯影液、有機溶劑等顯影液的濕式顯影或乾式顯影等,將未曝光部去除。於本實施形態中,較佳為使用鹼性水溶液。鹼性水溶液例如可列舉:0.1質量%~5質量%的碳酸鈉溶液、0.1質量%~5質量%的碳酸鉀溶液、0.1質量%~5質量%的氫氧化鉀溶液等。該鹼性水溶液的pH值較佳為設定為9~11的範圍,其溫度是根據感光層的顯影性而調節。另外,於鹼性水溶液中,亦可混入界面活性劑、消泡劑、有機溶劑等。上述顯影的方式例如可列舉浸漬方式、噴霧方式、刷洗、拍擊(slapping)等,為了提高解析度,較佳為噴霧方式。
作為顯影後的處理,較佳為視需要藉由60℃~250℃左右的加熱處理使所形成的上述光硬化物圖案20進一步硬化。硬化溫度較佳為80℃~200℃左右,更佳為100℃~150℃左右。另外,硬化時間並無特別限制,較佳為10分鐘~3小時,更佳為30分鐘~2小時。
另外,可經由在上述步驟中形成的光硬化物圖案20內填充粒子等顯示介質的步驟、及於上述光硬化物圖案20上貼附另一電極基板30的步驟(圖2(d)及圖2(e))等,而完成影像顯示裝置之隔壁的形成、及影像顯示裝置100的製造。
其後,如圖2(d)所示,於上述顯影步驟中形成的光硬化物圖案20內填充粒子等顯示介質50。顯示介質並無特別限定,可列舉電子粉粒體、顏料油墨、白色微細粒子等。於使用電子粉粒體或白色微細粒子等的情形時,於該等以外的光硬化物圖案20內的空間中填充空氣、烯烴系溶 劑、矽油等。
於光硬化物圖案20上貼附另一電極基板30的步驟可如以下般進行。即,上述步驟是藉由以下方式進行:如圖2(d)所示,於光硬化物圖案20上積層接著劑40;如圖2(e)所示,藉由接著劑40將電極基板30與光硬化物圖案20接著。再者,亦可不使用接著劑40,而於光硬化物圖案20上直接接著電極基板30。
對於影像顯示裝置100的至少顯示面側的電極基板使用透明的電極基板。影像顯示裝置100的較佳態樣可列舉:使用透明的玻璃基板作為基板5,且使用透明的ITO電極作為電極4的態樣。
經由上述各步驟而形成的影像顯示裝置具備具有彎曲性的電極基板30、及包含具有高度的伸長率的光硬化物圖案20的隔壁,可達成優異的彎曲性。尤其視所選擇的電極4的材料的不同,有時可獲得具有能與曲率半徑5mm~15mm左右對應的高度的彎曲性的影像顯示裝置。另外,使用本發明的感光性樹脂組成物而形成的隔壁即便於以5mm~15mm左右的曲率半徑將影像顯示裝置彎曲的情形時,亦可充分抑制破損的產生(參照圖5(a)至圖5(b))。
實例
以下,藉由實例對本發明加以更詳細說明,但本發明不限定於該些實例。
(實例1~實例3及比較例1~比較例6)
調配表1中所示的(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分及其他成分後,向其中添加表1中所示的(A) 成分並使其溶解,獲得實例1~實例3及比較例1~比較例6的感光性樹脂組成物。各成分的調配量(單位:g)如表1所示。
(A)成分:黏合劑聚合物
樹脂A:使甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯30g、甲基丙烯酸丁酯30g及甲基丙烯酸-2-羥乙酯20g反應所得的共聚物與甲基丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯23.4g反應而獲 得的化合物(重量平均分子量為50,000)的43質量%丙二醇單甲醚乙酸酯溶液151g(固體成分為65g)
樹脂B:使甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯30g、甲基丙烯酸丁酯30g及甲基丙烯酸-2-羥乙酯20g反應所得的共聚物與甲基丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯23.4g反應而獲得的化合物(重量平均分子量為50,000)的43質量%丙二醇單甲醚乙酸酯溶液151g(固體成分為65g)
樹脂C:使甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯35g、甲基丙烯酸丁酯35g及甲基丙烯酸-2-羥乙酯10g反應所得的共聚物與甲基丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯11.7g反應而獲得的化合物(重量平均分子量為50,000)的43質量%丙二醇單甲醚乙酸酯溶液151g(固體成分為65g)
樹脂D:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(質量比為20/45/35,重量平均分子量為50,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液135g(固體成分為65g)
樹脂E:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(質量比為25/40/35,重量平均分子量為50,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液135g(固體成分為65g)
樹脂F:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(質量比為30/35/35,重量平均分子量為50,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液135g(固體成分為65g)
樹脂G:使甲基丙烯酸12g、N-環己基馬來醯亞胺11.1 g、甲基丙烯酸二環戊酯27.2g及甲基丙烯酸-2-羥乙酯31.1g反應所得的共聚物與甲基丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯18.6g反應而獲得的化合物(重量平均分子量為25,000)的35質量%丙二醇單甲醚乙酸酯/乳酸甲酯溶液168.6g(固體成分為59g)
樹脂H:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯共聚物(質量比為12/68/20,重量平均分子量為65,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液12.5g(固體成分為6g)
樹脂I:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸-2-羥乙酯共聚物(質量比為20/30/30/20,重量平均分子量為50,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液135g(固體成分為65g)
樹脂J:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸-2-羥乙酯共聚物(質量比為20/35/35/10,重量平均分子量為50,000)的48質量%乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)溶液135g(固體成分為65g)
(黏合劑聚合物的合成例1)
於具備攪拌機、回流冷凝器、溫度計、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯100g,一面吹入氮氣一面攪拌,加熱至100℃為止。另一方面,將作為聚合性單體的甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯30g、甲基丙烯酸丁酯30g、甲基丙烯酸-2-羥乙酯20g(0.153mol)、丙二醇單甲醚乙酸酯20g及偶氮雙異丁腈0.85g混合而成的溶液,用2小時滴加至上述燒瓶內的經加熱至 100℃的丙二醇單甲醚乙酸酯中,一面於100℃下攪拌一面保溫0.5小時。進而,將於丙二醇單甲醚乙酸酯12g中溶解有偶氮雙異丁腈0.25g的溶液用5分鐘滴加至燒瓶內。一面攪拌滴加後的溶液一面於100℃下保溫0.5小時後,用0.5小時升溫至140℃為止,一面攪拌一面保溫2小時。進而,用0.5小時冷卻至70℃為止,一面由氮氣換成乾燥空氣吹入一面攪拌,添加將對甲氧基苯酚0.2g、月桂酸二丁基錫0.02g、丙二醇單甲醚乙酸酯25g混合而成的溶液,一面攪拌一面於70℃下保溫0.5小時。最後,用2小時滴加甲基丙烯酸-2-異氰酸酯乙酯23.4g(0.15mol)後,進行冷卻,以不揮發成分(固體成分)成為43質量%的方式利用丙二醇單甲醚乙酸酯進行稀釋,獲得黏合劑聚合物(樹脂A)。所得的黏合劑聚合物的重量平均分子量為50000。
再者,黏合劑聚合物的重量平均分子量是藉由利用凝膠滲透層析法測定並使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算而導出。將凝膠滲透層析(GPC)的測定條件示於以下。
[GPC測定條件]
泵:日立L-6000型(日立製作所股份有限公司製造)
管柱:Gelpack GL-R440+Gelpack GL-R450+Gelpack GL-R400M管柱式樣:10.7mm φ×300mm
溶離液:四氫呋喃
測定溫度:室溫(20℃~25℃)
流量:2.05mL/min
濃度:120mg/5mL
注入量:200μL
壓力:49Kgf/cm2
檢測器:日立L-3300型折射率檢測器(Refractive Index Detector,RI)(日立製作所股份有限公司製造)
(合成例2)
於具備攪拌機、回流冷凝器、溫度計、滴液漏斗及氮氣導入管的加壓合成用燒瓶中,添加將乙二醇60g及甲苯40g混合而成的溶液(以下稱為「溶液a」),一面吹入氮氣一面攪拌,將壓力提高至1.2kg/cm2。將該溶液a加熱至80℃為止並保溫30分鐘。另一方面,準備將甲基丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯45g、甲基丙烯酸丁酯35g及偶氮雙異丁腈3.5g混合而成的溶液(以下亦稱為「溶液b」),於溶液a中用4小時滴加溶液b後,一面於80℃下攪拌一面保溫2小時。進而,將於乙二醇6g及甲苯4g中溶解有偶氮雙異丁腈0.15g的溶液用40分鐘滴加至燒瓶內。一面攪拌滴加後的溶液一面於80℃下保溫3小時後,加以冷卻,以不揮發成分(固體成分)成為48質量%的方式利用乙二醇單甲醚/甲苯(質量比為6/4)的混合溶劑進行稀釋,獲得黏合劑聚合物(樹脂D)。所得的黏合劑聚合物的重量平均分子量為50000。
(B)成分:光聚合性化合物
HT-9082-95(使末端具有羥基的聚碳酸酯化合物、有機異氰酸酯及丙烯酸-2-羥乙酯反應所得的光聚合性化合物:重量平均分子量為4000,日立化成工業股份有限公司,商品名)
UA-21EB(新中村化學工業股份有限公司,商品名,上述通式(1)中R1全部為通式(4)的化合物)
FA-023M(日立化成工業股份有限公司製造,商品名)
FA-024M(日立化成工業股份有限公司製造,商品名)
FA-MECH(日立化成工業股份有限公司製造,商品名)
(C)成分:光聚合起始劑
N-1717(1,7-雙(9-吖啶基)庚烷,艾迪科(ADEKA)股份有限公司,商品名)
IRGACURE 651(2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮,日本BASF股份有限公司,商品名)
EAB(4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮,保土谷化學工業股份有限公司,商品名)
(D)成分:分子內具有環氧基的化合物
艾比克隆(Epiclon)N-670-EXP-S(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,迪愛生(DIC)股份有限公司,商品名)
(E)成分:無機系黑色顏料
BT-IHCA(鈦黑分散液,三菱材料電子化成股份有限公司,商品名)
(其他成分)
農奈(Nonnen)KY-TB(α,α,α-三溴甲基苯基碸,丸菱油化工業股份有限公司,商品名)
安塔級(ANTAGE)TDP(吩噻嗪,川口化學工業股份有限公司製造,商品名)
艾托斯帕(Electro stripper)-ME-1(特殊界面活性劑,花王股份有限公司,商品名)
弗洛蘭(Floren)DOPA-17HF(分散劑,共榮社化學股份有限公司,商品名)
SH-193(勻化劑,東麗道康寧股份有限公司,商品名)
繼而,將該感光性樹脂組成物溶液均勻塗佈於16μm厚的聚對苯二甲酸乙二酯膜(東麗股份有限公司製造,商品名:FB-40)上,利用90℃的熱風對流式乾燥機乾燥10分鐘後,利用聚乙烯製保護膜(膜長度方向的拉伸強度:16Mpa,膜寬度方向的拉伸強度:12Mpa,商品名:NF-15,塔瑪波利(Tamapoly)股份有限公司製造)保護,獲得感光性元件。感光層的乾燥後的膜厚為45μm。
於300R(帶有ITO的PET基材,東洋紡績股份有限公司,商品名)的ITO面上,將上述感光性元件以感光層與ITO面接觸的方式一面剝離聚乙烯製保護膜,一面通過經加熱至110℃的層壓輥進行層壓。所形成的積層物的構成自下而上成為附有ITO的PET基材、感光層、聚對苯二甲酸乙二酯膜。對所得的積層物進行感度、密接性、解析度及顯示特性的評價。
<感度的評價>
使用具有高壓水銀燈的平行光曝光機(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造)EXM-1201,使具有41階的階段式曝光表(step tablet)的底版(phototool)密接於積層物的聚對苯二甲酸乙二酯膜上,進行曝光。曝光後,將聚對苯二甲酸乙二酯膜剝離,將0.3質量%的碳酸鈉水溶液、0.2質量%的諾那(Nonal)912A(東邦化學工業,商品名)於26℃下噴霧90秒鐘,藉此將未曝光部分去除。照射41 階的階段式曝光表的顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量(mJ/cm2)。該能量之量的數值越小,表示感度越高。將評價結果示於表2中。
<密接性的評價>
使用具有高壓水銀燈的平行光曝光機(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造)EXM-1201,使具有線寬/間隙寬為10/300~80/300(單位:μm,間隙寬固定)的配線圖案作為密接性評價用負型圖案(nega)的底版、及具有41階的階段式曝光表的底版密接於積層物的聚對苯二甲酸乙二酯膜上,以41階的階段式曝光表的顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量進行曝光。曝光後,將聚對苯二甲酸乙二酯膜剝離,將0.3質量%的碳酸鈉水溶液、0.2質量%的諾那(Nonal)912A(東邦化學工業,商品名)於26℃下噴霧90秒鐘,藉此將未曝光部分去除並評價密接性。密接性是以未因顯影液剝離而殘留的線的寬度(μm)來表示,該數值越小,越表示即使是細的線亦密接而不自玻璃基板上剝離,故密接性越高。將評價結果示於表2中。
<解析度的評價>
使具有41階的階段式曝光表的底版(phototool)、及具有線寬/間隙寬為30/30~200/200(單位:μm)的配線圖案作為解析度評價用負型圖案的底版(phototool)密接於積層物的聚對苯二甲酸乙二酯膜上,使用具有高壓水銀燈的平行光曝光機(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造)EXM-1201,以41階的階段式曝光表的顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量進行曝光。曝光後,將聚 對苯二甲酸乙二酯膜剝離,將0.3質量%的碳酸鈉水溶液、0.2質量%的諾那(Nonal)912A(東邦化學工業,商品名)於26℃下噴霧90秒鐘,藉此將未曝光部分去除並評價解析度。解析度是以藉由顯影處理將未曝光部良好地去除的最小間隙寬(μm)來表示,該數值越小則解析度越良好。將評價結果示於表2中。
<電極的溶解性>
於ITO-測試元件組(Test Element Group,TEG)基板的ITO面上,將上述感光性元件以感光層與ITO-TEG基板表面接觸的方式一面剝離聚乙烯製保護膜,一面通過經加熱至110℃的層壓輥進行層壓。所得的積層物的構成自下而上成為ITO-TEG基板、感光層、聚對苯二甲酸乙二酯膜。使具有41階的階段式曝光表的底版(phototool)密接於積層物的聚對苯二甲酸乙二酯膜上,使用具有高壓水銀燈的平行光曝光機EXM-1201(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造),以顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量進行曝光。曝光後,將聚對苯二甲酸乙二酯膜剝離,將0.3質量(通常為1質量%)%的碳酸鈉水溶液、0.2質量%的諾那(Nonal)912A(東邦化學工業,商品名)於26℃下噴霧90秒鐘(前一次為於30℃下噴霧20秒鐘),藉此將未曝光部分去除。由此,獲得將感光層的光硬化物形成於TEG基板上的評價基板。繼而,將所得的評價基板於經加熱至120℃的箱式乾燥機(三菱電機股份有限公司製造,型號:NV50-CA)內靜置1小時。其後,於60℃、90%RH的條件下,對評價基板的電極施加80V的直流電 壓,利用測試機測定200小時後的陽極的電阻值。將評價結果示於表2中。表中,A表示可測定電阻值、判斷為並無因溶解所致的斷線者,B表示無法測定、判斷為存在因溶解所致的斷線者。
<彈性模數的評價>
使用平行光曝光機(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造)EXM-1201,對在鐵氟龍(Teflon,註冊商標)片材上藉由上述積層步驟獲得的積層體進行曝光。再者,積層體的曝光時,設定為41階的階段式曝光表的顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量。進而,將0.3質量%的碳酸鈉水溶液、0.2質量%的諾那(Nonal)912A(東邦化學工業,商品名)於26℃下噴霧90秒鐘,藉此進行顯影。繼而,使用紫外線照射裝置(東芝電材股份有限公司製造,額定電壓為200V,額定消耗電力為7.2kW)進行紫外線照射(紫外線照射度:2J/cm2)。最後,將聚對苯二甲酸乙二酯膜剝離,於經加熱至120℃的箱式乾燥機(三菱電機股份有限公司製造,型號:NV50-CA)內靜置60分鐘。將熱處理後的感光性元件以10mm寬切出,將夾具間距離設定為50mm,以速度為2cm/min的固定速度求出拉伸彈性模數(N/m2)。將評價結果示於表2中。
<硬化物的伸長率>
於聚四氟乙烯片材(日東電工股份有限公司製造,產品名:尼托氟龍(Nitroflon)膜No.900U)上,將上述感光性元件以感光層與聚四氟乙烯片材表面接觸的方式一面剝離聚乙烯製保護膜,一面通過經加熱至110℃的層壓輥 進行層壓。所得的積層物的構成依序成為聚四氟乙烯片材、感光層、聚對苯二甲酸乙二酯膜。自上述積層物的聚對苯二甲酸乙二酯膜上,使用平行光曝光機EXM-1201(歐維希(ORC)製作所股份有限公司製造)進行曝光。再者,積層物的曝光時,設定為41階的階段式曝光表的顯影後的殘存階段的階數成為29.0的能量之量。曝光後,將聚對苯二甲酸乙二酯膜剝離,將1質量%的碳酸鈉水溶液於30℃下噴霧30秒鐘,藉此將感光層的未曝光部分去除。由此,獲得將感光層的光硬化物形成於聚四氟乙烯片材上的評價片材。繼而,將所得的評價片材於經加熱至120℃的箱式乾燥機(三菱電機股份有限公司製造,型號:NV50-CA,空氣環境)內靜置1小時。將加熱處理後的評價片材以10mm寬切出,將夾具間距離設定為50mm,以速度為2cm/min的固定速度拉伸感光層的硬化物直至斷裂為止,求出25℃下的硬化物的伸長率(%)。將評價結果示於表2中。
由表2表明,實例1~實例3並無電極的溶解,而且 為低彈性且伸長率亦良好,感度、解析度及密接性優異。另一方面,關於比較例1~比較例6,電極溶解性、彈性模數、伸長率、感度、解析度及密接性的至少一個差。
[產業上之可利用性]
根據本發明,可提供一種感光性樹脂組成物、使用其的感光性元件及硬化物,上述感光性樹脂組成物可使電極基板的溶解減少,硬化膜的彈性模數低,可簡便且以良好的作業性形成高解析、高密接的影像顯示裝置用之隔壁。另外,根據本發明,可提供一種使用上述感光性樹脂組成物、感光性元件或硬化物的影像顯示裝置之隔壁的形成方法,影像顯示裝置的製造方法以及影像顯示裝置。
1‧‧‧支撐體
2‧‧‧感光層
3‧‧‧保護膜
4‧‧‧電極
5‧‧‧基板
7‧‧‧遮罩圖案
8‧‧‧活性光線
10‧‧‧感光性元件
20‧‧‧感光性樹脂組成物的硬化物(光硬化物圖案)
30‧‧‧電極基板
40‧‧‧接著劑
50‧‧‧顯示介質
100‧‧‧影像顯示裝置
圖1為表示本發明的感光性元件的較佳一實施形態的示意剖面圖。
圖2(a)至圖2(e)為用以說明使用本發明的感光性元件的影像顯示裝置之隔壁的形成方法的一實施形態的示意剖面圖。
圖3為表示將圖2(c)的隔壁形成為格子狀的例子的示意平面圖。
圖4為表示將圖2(c)的隔壁形成為六角形狀的例子的示意平面圖。
圖5(a)至圖5(b)為表示圖2(e)的影像顯示裝置以5mm~15mm左右的曲率半徑彎曲的狀態的示意剖面圖。
1‧‧‧支撐體
2‧‧‧感光層
3‧‧‧保護膜
10‧‧‧感光性元件

Claims (11)

  1. 一種感光性樹脂組成物,其是用於形成影像顯示裝置之隔壁的感光性樹脂組成物,上述感光性樹脂組成物包括:(A)成分:黏合劑聚合物;(B)成分:光聚合性化合物;(C)成分:光聚合起始劑;以及(D)成分:具有環氧基的化合物,且上述(A)成分包括使共聚物與含異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸烷基酯反應而獲得的黏合劑聚合物,上述共聚物具有基於(甲基)丙烯酸的結構單元、基於(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元及基於含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元,其中上述(A)成分的重量平均分子量為大於20,000、且300,000以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物,更包括無機系黑色顏料作為(E)成分。
  3. 一種感光性元件,包括:支撐體;以及感光層,形成於上述支撐體上,上述感光層含有如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述在之感光性元件,其中上述感光層的膜厚為10μm~80μm。
  5. 一種硬化物,其為如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物的硬化物。
  6. 一種影像顯示裝置之隔壁的形成方法,包括: 積層步驟,於影像顯示裝置的基板上設置感光層,上述感光層含有如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物;曝光步驟,對上述感光層的規定部分照射活性光線而形成光硬化部;以及顯影步驟,將上述光硬化部以外的部分去除而形成光硬化物圖案。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之影像顯示裝置之隔壁的形成方法,其中上述基板具有彎曲性。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之影像顯示裝置之隔壁的形成方法,更包括對上述顯影步驟中形成的上述光硬化物圖案於60℃~250℃下進行加熱處理,使其熱硬化的步驟。
  9. 一種影像顯示裝置的製造方法,包括:將顯示介質填充於藉由如申請專利範圍第6項至第8項中任一項所述之影像顯示裝置之隔壁的形成方法而形成的隔壁內的步驟;以及以與一方之基板相對向的方式於上述隔壁的相反側貼附基板的步驟。
  10. 一種影像顯示裝置,其是藉由如申請專利範圍第9項所述之影像顯示裝置的製造方法而製造。
  11. 一種影像顯示裝置,其具備隔壁,上述隔壁包括如申請專利範圍第1項或第2項所述之感光性樹脂組成物的光硬化物。
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