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感光性树脂组合物、显示面板用间隔物以及显示面板的制作方法

专利名称:感光性树脂组合物、显示面板用间隔物以及显示面板的制作方法
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物、显示面板用间隔物以及显示面板。更具体地,涉及适合作为用于形成液晶显示面板或接触面板等显示面板中所用间隔物的材料的感光性树脂组合物、由该组合物形成的显示面板用间隔物以及具有该间隔物的显示面板。
背景技术
在液晶显示面板中,为了使2块基板间的间隙(盒间隙)保持一定,以往使用具有规定粒径的玻璃珠、塑料珠等间隔粒子,但是,由于这些间隔粒子随机地散布在玻璃基板等透明基板上,因而如果像素形成区域存在间隔粒子,就会有间隔粒子产生映像现象(写り込み現象)、入射光发生散射、液晶面板的对比度降低的问题。
因此,为了解决这些问题,开始采用通过光刻形成间隔物的方法。该方法是在基板上涂布感光性树脂组合物,通过规定的掩膜进行紫外线曝光,然后显影,形成点状或条状的间隔物,由于能够仅在像素形成区域以外的规定部位形成间隔物,因而能够基本上解决上述问题。此外,根据该方法,通过控制感光性树脂组合物的涂布膜厚,还具有能够容易地控制盒间隙宽度的优点。
但是,在液晶显示面板的制造中,从提高生产效率、与大型画面相适应的观点出发,基板尺寸不断大型化。基板的尺寸经过了300mm×400mm的第一代、370mm×470mm的第二代、620mm×750mm的第三代、960mm×1100mm的第四代,1100mm×1300mm的第五代正成为目前的主流。进而,基板尺寸在今后将进一步大型化而出现1500mm×1850mm的第六代、1850mm×2100mm的第七代。
当基板尺寸为小型,例如为370mm×470mm或以下时,感光性树脂组合物滴在基板中央,并通过旋涂法进行涂布。在该方法中,存在如下缺点在涂布中需要大量的感光性树脂组合物溶液,从而不能适应更大型的基板。
当基板尺寸为960mm×1100mm或以下时,为了节省感光性树脂组合物溶液,通常通过狭缝旋转法(スリツト&スピン法)进行涂布。该方法是从狭缝喷嘴将感光性树脂组合物溶液涂布到基板面上,然后通过旋转基板形成均匀的涂膜。该方法虽然有节省溶液的效果,但是却难以适应第五代以后的基板尺寸。
在这样的背景下,伴随着基板尺寸的大型化,开始利用缝模涂布器(スリツトダイコ一タ一)进行涂布。但是,在缝模涂布器的情形中,为了得到良好的涂膜,对于感光性树脂组合物溶液的粘度、固体成分浓度(TSC)的控制变得重要。如果粘度、TSC过高,则产生从狭缝喷嘴的断液现象,出现条状的不均匀。此外,如果粘度过低,则基板端部的膜厚出现不均匀。如果TSC低,则感光性树脂组合物溶液中的液体浓度升高,因而在涂布工序之后的减压干燥工序中必需的时间变长。从提高生产效率的观点出发,减压干燥工序时间的增加是不希望的。
从这些理由出发,在缝模涂布器法中,强烈需要一种膜厚均匀、没有不均匀且减压干燥工序时间短的间隔物形成用感光性树脂组合物溶液。

发明内容
因此,本发明的课题在于提供一种适合用于膜厚均匀、没有不均匀且减压干燥工序时间短的缝模涂布器法的间隔物形成用感光性树脂组合物溶液。
根据本发明,上述课题的第一方面通过一种感光性树脂组合物(以下,称为“感光性树脂组合物(I)”)实现,其特征在于包含[A](a1)选自乙烯性不饱和羧酸和乙烯性不饱和羧酸酐的至少一种、(a2)包含环氧基的乙烯性不饱和化合物和(a3)不同于(a1)和(a2)的其他乙烯性不饱和化合物的共聚物、[B]具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物、以及[C]光聚合引发剂,并且固体成分浓度与25℃时的粘度满足下式(1)~(4)的关系Log Y≤0.04X-0.08 (1)Log Y≥0.04X-0.50 (2)Log Y≥0.30 (3)Log Y≤1.08 (4)其中,X为固体成分浓度(重量%),Y为25℃时的粘度(mPa·s)。
根据本发明,上述课题的第二方面通过由感光性树脂组合物(I)形成的显示面板用间隔物(表示パネル用スペ一サ一)实现。
根据本发明,上述课题的第三方面通过具有上述显示面板用间隔物的显示面板实现。


图1为间隔物图案(spacer pattern)的剖面形状示意图。
具体实施例方式
下面对本发明进行详细的说明。
感光性树脂组合物(I)-共聚物[A]-感光性树脂组合物(I)的成分[A]由(a1)乙烯性不饱和羧酸和/或乙烯性不饱和羧酸酐、(a2)包含环氧基的乙烯性不饱和化合物和(a3)不同于(a1)成分和(a2)成分的其他乙烯性不饱和化合物的共聚物(在下文中称为“共聚物[A]”)构成。
在构成共聚物[A]的各成分中,作为(a1)乙烯性不饱和羧酸和/或乙烯性不饱和羧酸酐(以下将这些统称为“不饱和羧酸类单体(a1)”),可以列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、琥珀酸-2-甲基丙烯酰氧基乙酯、六氢苯二甲酸-2-甲基丙烯酰氧基乙酯等一元羧酸;马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸;上述二元羧酸的酸酐等。
在这些不饱和羧酸类单体(a1)中,从共聚反应性、所得到的共聚物对碱性水溶液的溶解性以及容易得到的观点出发,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐等。
在感光性树脂组合物(I)中,不饱和羧酸类单体(a1)可单独使用,或者将2种或2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于不饱和羧酸类单体(a1)的重复单元的含有率优选为5~50重量%,更优选为10~40重量%,特别优选为15~30重量%。如果来源于不饱和羧酸类单体(a1)的重复单元的含有率不足5重量%,则存在对碱性水溶液的溶解性降低的倾向,另一方面,如果超过50重量%,则存在对碱性水溶液的溶解性过大的可能性。
此外,作为(a2)包含环氧基的乙烯性不饱和化合物(在下文中称为“包含环氧基的单体(a2)”),可以列举例如丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-甲基缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚酯、丙烯酸-3,4-环氧环己酯等丙烯酸环氧烷基酯;甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己酯等甲基丙烯酸环氧烷基酯;α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯等α-烷基丙烯酸环氧烷基酯;邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等缩水甘油基醚类。
在这些包含环氧基的单体(a2)中,从共聚反应性和间隔物强度的观点出发,优选甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等。
在感光性树脂组合物(I)中,含有环氧基的单体(a2)可单独使用,或者将2种或2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于含有环氧基的单体(a2)的重复单元的含有率优选为10~70重量%,更优选为20~60重量%,特别优选为30~50重量%。如果来源于含有环氧基的单体(a2)的重复单元的含有率不足10重量%,则存在得到的间隔物的强度降低的倾向,另一方面,如果超过70重量%,则存在得到的共聚物的保存稳定性降低的倾向。
进而,作为(a3)其他乙烯性不饱和化合物(在下文中简称为“其他的单体(a3)”),可以列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯等丙烯酸烷基酯;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯等甲基丙烯酸烷基酯;丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-甲基环己酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、丙烯酸-2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙酯、丙烯酸异冰片酯等丙烯酸脂环式酯;甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-甲基环己酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、甲基丙烯酸-2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等甲基丙烯酸脂环式酯;丙烯酸苯酯、丙烯酸苄基酯等丙烯酸的芳基酯或芳烷基酯;甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸芳酯或者芳烷基酯;马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二元羧酸二烷基酯;甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯等甲基丙烯酸羟基烷基酯;甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢吡喃-2-甲酯等含有一个氧原子的不饱和五员或六员杂环甲基丙烯酸酯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等乙烯基芳香族化合物;1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯类化合物,此外还有丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯、偏氯乙烯、醋酸乙烯酯等。
在这些其他单体(a3)中,从共聚反应性以及得到的共聚物对碱性水溶液的溶解性的观点出发,优选丙烯酸-2-甲基环己基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、1,3-丁二烯等。特别是在使用1,3-丁二烯时,可以得到更良好的显影性,故更优选。
在感光性树脂组合物(I)中,其他单体(a3)可单独使用,或将2种或2种以上混合使用。
在共聚物[A]中,来源于其他单体(a3)的重复单元的含有率优选为10~70重量%,更优选为20~60重量%,特别优选为30~50重量%。此时,如果来源于其他单体(a3)的重复单元的含有率不足10重量%,则存在得到的共聚物保存稳定性降低的倾向,另一方面,如果超过70重量%,则存在得到的共聚物对碱性水溶液的溶解性降低的倾向。
共聚物[A]具有羧基和/或羧酸酐基和环氧基,对碱性水溶液具有适度的溶解度,同时,即使不并用特别的固化剂,通过加热也可以容易地使之固化。因此,含有该共聚物的感光性树脂组合物(I)在显影时不产生显影残留和膜损失,并能容易地形成规定图案的间隔物。
共聚物[A]例如可以通过将不饱和羧酸类单体(a1)、含环氧基的单体(a2)和其他单体(a3)在适当的溶剂中,在自由基聚合引发剂的存在下进行聚合而制备。
作为在共聚物[A]的制备中使用的溶剂,可以列举例如醇、醚、乙二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、丙二醇烷基醚丙酸酯、芳烃、酮、酯等。
作为这些溶剂的具体例子,可以分别列举如下作为醇,可以列举例如甲醇、乙醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇等;作为醚类,可以列举例如四氢呋喃等;作为乙二醇醚,可以列举例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等;作为乙二醇烷基醚乙酸酯,可以列举例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯等;作为二乙二醇,可以列举例如二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚等;作为二丙二醇,可以列举例如二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇乙基甲基醚等;作为丙二醇单烷基醚,可以列举例如丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚等;作为丙二醇烷基醚乙酸酯,可以列举例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯等;作为丙二醇烷基醚丙酸酯,可以列举例如丙二醇甲醚丙酸酯、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;作为芳烃,可以列举例如甲苯、二甲苯等;作为酮,可以列举例如甲乙酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等;作为酯,可以列举例如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、乙氧基醋酸丙酯、乙氧基醋酸丁酯、丙氧基醋酸甲酯、丙氧基醋酸乙酯、丙氧基醋酸丙酯、丙氧基醋酸丁酯、丁氧基醋酸甲酯、丁氧基醋酸乙酯、丁氧基醋酸丙酯、丁氧基醋酸丁酯、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。
其中,优选乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯,其中,特别优选二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇乙基甲基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯。
上述溶剂可以单独使用,或将2种或2种以上混合使用。
此外,作为上述聚合中使用的自由基聚合引发剂,没有特别的限定,可以列举例如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化新戊酸酯、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;过氧化氢等。此外,当用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,还可以将其与还原剂并用作为氧化还原型引发剂。
这些自由基聚合引发剂可单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
这样得到的共聚物[A]可以直接以溶液状态用于制备放射线敏感性树脂组合物,也可以从溶液中分离后用于制备放射线敏感性树脂组合物。
共聚物[A]通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算重均分子量(以下称为“Mw”)优选为2,000~100,000,更优选为5,000~50,000,特别优选为5,000~10,000。这时,如果Mw不足2,000,则有所得到的被膜的显影性、残膜率等降低,或图案形状、耐热性等受到损害的可能性,另一方面,如果超过100,000,则有涂布性恶化,或显影性受到损害的可能性。
-聚合性化合物[B]-感光性树脂组合物(I)的[B]成分为具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物(以下,称为“聚合性化合物[B]”)。
作为聚合性化合物[B],并没有特别的限定,从聚合性良好或提高得到的间隔物的强度的观点出发,优选单官能、双官能或三官能或以上的(甲基)丙烯酸酯。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯,可以列举例如丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、二乙二醇单乙醚丙烯酸酯、二乙二醇单乙醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸-3-甲氧基丁酯、苯二甲酸-2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基丙酯、苯二甲酸-2-甲基丙烯酰氧基乙基-2-羟基丙酯等。此外,作为市售品,还可以列举例如アロニツクスM-101、アロニツクスM-111、アロニツクスM-114(东亚合成(株)制造);KAYARAD TC-110S、KAYARAD TC-120S(日本化药(株)制造);ビスコ一ト158、ビスコ一ト2311(大阪有机化学工业(株)制造)等。
此外,作为上述双官能(甲基)丙烯酸酯,可以列举例如乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基丙烯酸酯)、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基丙烯酸酯)、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基丙烯酸酯)、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基丙烯酸酯)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基丙烯酸酯)、双苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、双苯氧基乙醇芴二(甲基丙烯酸酯)等。此外,作为市售品,可以列举例如アロニツクスM-210、アロニツクスM-240、アロニツクスM-6200(东亚合成(株)制造);KAYARADHDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604(日本化药(株)制造);ビスコ一ト260、ビスコ一ト312、ビスコ一ト335HP(大阪有机化学工业(株)制造)等。
进而,作为上述三官能或以上的(甲基)丙烯酸酯,可以列举例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基丙烯酸酯)、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基丙烯酸酯)、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基丙烯酸酯)、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基丙烯酸酯)、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基丙烯酸酯)、三(2-丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯等。
特别是作为九官能或以上的(甲基)丙烯酸酯,可以列举使具有亚烷基直链和脂环结构且包含2个或2个以上异氰酸酯基的化合物与分子内包含1个或1个以上羟基的三官能、四官能和五官能的(甲基)丙烯酸酯化合物反应得到的聚氨酯丙烯酸酯化合物。
作为上述市售品,可以列举例如アロニツクスM-309、アロニツクスM-400、アロニツクスM-405、アロニツクスM-450、アロニツクスM-7100、アロニツクスM-8030、アロニツクスM-8060、アロニツクスTO-1450(东亚合成(株)制造);KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPHA、KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120(日本化药(株)制造);ビスコ一ト295、ビスコ一ト300、ビスコ一ト360、ビスコ一トGPT、ビスコ一ト3PA、ビスコ一ト400(大阪有机化学工业(株)制造)等。九官能团或以上的多官能团聚氨酯丙烯酸酯的市售品,可以列举例如)ニユ一フロンテイアR-1150(以上由第-工业制药(株)制造)、KAYARADDPHA-40H(以上由日本化药(株)制造)等。
在这些单官能、双官能、三官能或以上的(甲基)丙烯酸酯中,更优选三官能团或以上的(甲基)丙烯酸酯,特别优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯。
上述单官能、双官能、三官能或以上的(甲基)丙烯酸酯可以单独使用,或者将2种或2种以上组合使用。
在感光性树脂组合物(I)中,相对于100重量份的共聚物[A],聚合性化物[B]的使用量优选为50~250重量份,更优选为100~200重量份。这时,如果聚合物性化合物[B]的使用量不足50重量份,则可能在显影时产生显影残留,另-方面,如果超过250重量份,则存在得到的间隔物的密合性有降低的倾向。
-光聚合引发剂[C]-本发明中所述的光聚合引发剂,是指通过用可见光、紫外线、远紫外线、带电粒子束、X射线等进行曝光,产生能够引发聚合性化合物[B]的聚合的活性种的成分。
相对于100重量份的聚合性化合物[B],感光性树脂组合物(I)中光聚合引发剂[C]的使用量优选为5~30重量份,更优选为5~20重量份。这时,当光聚合引发剂[C]的使用量不足5重量份时,存在显影时的残膜率降低的倾向,另一方面,如果超过30重量份,则存在在显影时未曝光部分对碱性显影液的溶解性降低的倾向。
此外,在感光性树脂组合物(I)中,还可以将至少1种其他的光聚合引发剂与光聚合引发剂[C]并用。
作为光聚合引发剂[C],可以列举例如O-酰基肟酯类化合物、联咪唑类化合物、苯偶姻类化合物、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、α-二酮类化合物、多核醌类化合物(多核キノン系化合物)、咕吨酮类化合物、膦类化合物、三嗪类化合物等。
作为O-酰基肟酯类化合物的具体例,可以列举1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-戊烷-1,2-戊烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(1,3,5-三甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-丁基-6-(2-乙基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯等。此外,还可以列举例如1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-乙酰基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-(4-甲基苯甲酰基肟))等。
其中,特别优选1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)。这些光聚合引发剂可以同时使用2种或2种以上。
通过使用这些光聚合引发剂,可以得到具有良好的敏感度、密合性的间隔物。
作为上述苯乙酮类化合物,可以列举例如α-羟基酮类化合物、α-氨基酮类化合物、及其它化合物。
作为上述α-羟基酮类化合物的具体例,可以列举1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮等。作为上述α-氨基酮类化合物的具体例,可以列举2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1,2-(4-甲基苄基)-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。作为除此之外的化合物的具体例,可以列举2,2-二甲氧基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。
这些苯乙酮类化合物可以单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
通过使用这些苯乙酮类化合物,可以进一步改善敏感度、间隔物形状和压缩强度。
作为上述联咪唑类化合物的具体例,可以列举2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4,6-三溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。
在上述联咪唑类化合物中,优选2,2’-二咪唑(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等,特别优选2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑。
上述联咪唑类化合物,可以单独使用或将2种或2种以上混合使用。
通过使用这些联咪唑类化合物,可以进一步改善敏感度、图像清晰度、和密合性。
此外,为了敏化联咪唑化合物,可以使用具有二烷基氨基的脂肪族或芳香族类化合物。
作为上述敏化剂的具体例,可以列举例如N-甲基二乙醇胺、4,4’-二(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊基酯等。在这些敏化剂中,优选4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮。
这些敏化剂可以单独使用或将2种或2种以上一起使用。
相对于100重量份[A],敏化剂的使用量优选为0.1~50重量份,更优选1~20重量份的比例。
当敏化剂的量不足0.1重量份时,则存在所得间隔物的膜损失或图案形状不佳的倾向,此外,如果超过50重量份,同样存在图案形状不佳的倾向。
当使用联咪唑化合物时,还可以进一步使用硫醇类化合物作为氢供给化合物。通过具有二烷基氨基的二苯甲酮类化合物将联咪唑化合物敏化,联咪唑化合物开裂,从而产生咪唑自由基。这时,大多不表现高的自由基聚合引发能力,而形成倒梯形(逆テ一パ形状)这种不优选的形状。这个问题可以通过在联咪唑化合物和具有二烷基氨基的二苯甲酮类化合物共存的体系中添加硫醇类化合物[C-5]得到缓解。通过由硫醇化合物向咪唑自由基提供氢自由基,产生中性的咪唑和具有高聚合引发能力的硫自由基的化合物。这样形成比倒梯形更优选的正梯形。
相对于100重量份化合物[A],上述硫醇类化合物的使用比例优选为0.1~50重量份,更优选为1~20重量份的比例。当硫醇类化合物的量不足0.1重量份时,则存在所得间隔物的膜损失或图案形状不佳的倾向,此外,如果超过50重量份,则同样存在图案形状不佳的倾向。
作为其具体例,可以列举2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑、2-巯基-5-甲氧基苯并咪唑等芳香族类硫醇;3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙酸乙酯、3-巯基丙酸辛酯等脂肪族单硫醇。作为双官能或以上的脂肪族硫醇,可以列举3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等。
-添加剂-根据需要,在不损害本发明所希望的效果的范围内,还可以在感光性树脂组合物(I)中配合上述成分以外的添加剂。
例如,为了提高涂布性,可以配合表面活性剂。该表面活性剂,可以优选使用氟类表面活性剂和硅氧烷类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂,可以优选使用在末端、主链和侧链的至少一个部位上具有氟烷基或氟亚烷基的化合物,作为其具体例,可以列举1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、氟代烷基苯磺酸钠、氟代烷基膦酸钠、氟代烷基羧酸钠、氟代烷基聚氧乙烯醚、二甘油四(氟代烷基聚氧乙烯醚)、碘化氟代烷基铵、氟代烷基甜菜碱、氟代烷基聚氧乙烯醚、全氟烷基聚氧乙醇、全氟代烷基烷氧化物、氟类烷基醚等。
此外,作为它们的市售品,可以列举例如BM-1000、BM-1100(以上由BM CHEMIE公司制造)、メガフアツクF142D、メガフアツクF172、メガフアツクF173、メガフアツクF183、メガフアツクF178、メガフアツクF191、メガフアツクF471、メガフアツクF476(以上由大日本インキ化学工业(株)制造)、フロラ一ドFC 170C、FC-171、FC-430、FC-431(以上由住友スリ一エム(株)制造)、サ一フロンS-112、サ一フロンS-113、サ一フロンS-131、サ一フロンS-141、サ一フロンS-145、サ一フロンS-382、サ一フロンSC-101、サ一フロンSC-102、サ一フロンSC-103、サ一フロンSC-104、サ一フロンSC-105、サ一フロンSC-106(以上由旭硝子(株)制造)、エフトツプEF 301、エフトツプEF 303、エフトツプEF 352(以上由新秋田化成(株)制造)、フタ一ジエントFT-100、フタ一ジエントFT-110、フタ一ジエントFT-140A、フタ一ジエントFT-150、フタ一ジエントFT-250、フタ一ジエントFT-251、フタ一ジエントFKI-251、フタ一ジエントFYX-218、フタ一ジエントFT-300、フタ一ジエントFT-310、フタ一ジエントFT-400S(以上由(株)ネオス制造)等。
此外,作为硅氧烷类表面活性剂,可以列举例如以ト一レシリコ一ンDC3PA、ト一レシリコ一ンDC7PA、ト一レシリコ一ンSH11PA、ト一レシリコ一ンSH21PA、ト一レシリコ一ンSH28PA、ト一レシリコ一ンSH29PA、ト一レシリコ一ンSH30PA、ト一レシリコ一ンSH-190、ト一レシリコ一ンSH-193、ト一レシリコ一ンSZ-6032、ト一レシリコ一ンSF-8428、ト一レシリコ一ンDC-57、ト一レシリコ一ンDC-190(以上由东レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン(株)制造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上由GE东芝シリコ一ン(株)制造)等商品名市售的产品。
此外,作为上述以外的表面活性剂,可以列举例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯正辛基苯基醚、聚氧乙烯正壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚类;聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等聚氧乙烯二烷基酯等非离子表面活性剂,或作为市售品,可以列举KP341(信越化学工业(株)制造)、ポリフロ一No.57、95(共荣社化学(株)制造)等。
这些表面活性剂可以单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
相对于100重量份的共聚物[A],表面活性剂的配合量优选为5重量份或以下,更优选为2重量份或以下。这时,如果表面活性剂的配合量超过5重量份,则在涂布时存在容易产生膜皲裂的倾向。
此外,为了进一步提高与基体的密合性,可以配合粘接助剂。
作为上述粘接助剂,优选官能性硅烷偶联剂,作为其实例,可以列举具有羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基等反应性官能团的硅烷偶联剂,更具体地,可以列举三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
这些粘接助剂,可以单独使用或将2种或2种以上混合使用。
相对于100重量份共聚物[A],粘接助剂的配合量优选为20重量份或以下,更优选为10重量份或以下。这时,如果粘接助剂的配合量超过20重量份,则存在容易产生显影残留的倾向。
可以添加其他的添加剂。可以出于提高保存稳定性等的目的添加。具体地,可以列举硫、醌类、氢醌类、聚氧化化合物(ポリオキシ化合物)、胺、硝基亚硝基化合物。作为其具体例,可以列举4-甲氧基苯酚、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铝等。相对于100重量份共聚物[A],这些添加剂优选使用3.0重量份或以下,更优选使用0.001~0.5重量份。当超过3.0重量份时,不能得到充分的敏感度,图案形状恶化。
此外,为了提高耐热性,可以添加N-(烷氧基甲基)甘脲化合物、N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物和在1个分子内具有2官能或以上的环氧基的化合物。作为上述N-(烷氧基甲基)甘脲化合物的具体例,可以列举N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(乙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(异丙氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(正丁氧基甲基)甘脲、N,N,N,N-四(叔丁氧基甲基)甘脲等。在这些物质中,特别优选N,N,N,N-四(甲氧基甲基)甘脲。作为上述N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物的具体例,可以列举例如N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(乙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(异丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(正丁氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N,N,N,N-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺等。在这些物质中,特别优选N,N,N,N,N,N-六(甲氧基甲基)三聚氰胺。作为它们的市售品,可以列举例如ニカラツクN-2702、MW-30M(以上由三和ケミカル(株)制造)等。作为在1个分子中具有2官能或以上的环氧基的化合物,可以列举例如乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚等。作为它们的市售品的具体例,可以列举例如エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト40E、エポライト1500NP、エポライト1600、エポライト80MF、エポライト100MF、エポライト4000、エポライト3002(以上由共荣社化学(株)制造)等。这些化合物可单独使用,或者将两种或两种以上组合使用。
组合物溶液使用感光性树脂组合物(I)时,通常是将聚合物[A]、聚合性化合物[B]、光聚合引发剂[C]等组成成分溶于适当的溶剂中,配制成组合物溶液。
作为在上述组合物溶液的制备中使用的溶剂,使用能均匀溶解构成感光性树脂组合物(I)的各成分,且不与各成分反应的溶剂。
作为这样的溶剂,可以列举与作为可用于制备上述共聚物[A]的溶剂所列举的相同的溶剂。
在这些溶剂中,从各成分的溶解性、与各成分的反应性、涂膜形成的容易程度等观点出发,优选使用例如醇、乙二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、酯和二乙二醇。其中,特别优选使用例如苯甲醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯。
进而,为了提高膜厚的面内均匀性,还可以将上述溶剂与高沸点溶剂并用。作为可以并用的高沸点溶剂,可以列举例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、醋酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。其中,优选N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺。
可以根据需要使用孔径为例如0.2~0.5μm左右的微孔过滤器等对这样制备得到的组合物溶液进行过滤,然后再供给使用。
本发明的感光性树脂组合物(I)的固体成分浓度和25℃时的粘度必须满足下式(1)~(4)的关系。
Log Y≤0.04X-0.08 (1)Log Y≥0.04X-0.50 (2)Log Y≥0.30(3)Log Y≤1.08(4)其中,X为固体成分浓度(重量%),Y为该组合物在25℃时的粘度(mPa·s)。
在LogY小于0.30的粘度下,通过缝模涂布器进行涂布时,基板端部的涂膜膜厚变得不均匀,此外,在LogY大于1.08的粘度下,容易从狭缝喷嘴产生断液。断液的产生会导致产生条纹不均,因此不优选。
此外,当LogY>0.04X-0.08时,固体成分浓度不足,涂膜的干燥需要长时间,生产效率降低,故不优选。当LogY<0.04X-0.50时,图案形状容易变成倒梯形,故不优选。
感光性树脂组合物(I)特别适合作为形成液晶面板或接触面板等显示面板用间隔物的材料。
显示面板用间隔物使用感光性树脂组合物(I)形成显示面板用间隔物时,在将组合物溶液涂布在基板表面后,通过预烘焙除去溶剂,形成涂膜。
作为组合物溶液的涂布方法,可以采用例如喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法、棒涂法、喷墨涂布法等适宜的方法,特别优选旋转涂布法、缝模涂布法。
此外,预烘焙的条件根据各组成成分的种类、配合比例等而有所不同,通常为在70~90℃下进行1~15分钟左右。
接着,通过规定图案的掩膜对经过预烘焙的涂膜进行曝光使其聚合,然后用显影液进行显影,除去不需要的部分,从而形成图案。
作为曝光中使用的射线,可以适当地选择可见光、紫外线、远紫外线、带电粒子束、X射线,但优选波长在190~450nm范围的射线。
作为显影方法,可以是例如液流法(液盛り法)、浸渍法、喷淋法等的任一种,显影时间通常为30~180秒。
作为上述显影液,可以使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、正硅酸钠(メタケイ酸ナトリウム)、氨水等无机碱类;乙胺、正丙胺等伯胺类;二乙胺、二正丙胺等仲胺类;三甲胺、甲基二乙基胺、乙基二甲基胺、三乙胺等叔胺类;二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺等链烷醇叔胺类;吡咯、哌啶、N-甲基哌啶、N-甲基吡咯烷、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯等脂环族叔胺类;吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、喹啉等芳香族叔胺类;氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵等季铵盐等碱性化合物的水溶液。
此外,在上述碱性化合物的水溶液中,还可以添加适量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂和/或表面活性剂。
显影后,通过例如流水洗涤进行例如30~90秒的洗涤,除去不需要的部分,然后吹压缩空气或压缩氮气进行干燥,从而形成规定的图案。
然后,可以通过加热板、烘箱等加热装置在规定温度,例如在150~250℃下将该图案加热处理规定的时间,在加热板上加热处理例如5~30分钟,在烘箱中加热处理例如30~90分钟,即可获得目的间隔物。
本发明的感光性树脂组合物(I)提供了一种对生物体无安全性问题,且对大型基板也具有良好的涂布性,可形成能够以高灵敏度忠实再现掩膜图案的设计尺寸,且与基板的密合性良好,并且强度、耐热性等也优良的显示面板用间隔物的感光性树脂组合物。
实施例下面,通过实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不限于这些实施例。
合成例1在装有冷凝管、搅拌器的烧瓶中,加入5重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、224重量份二乙二醇甲基乙基醚,接着加入15重量份甲基丙烯酸、30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8重量份苯乙烯、44重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯,用氮气置换后,加入5重量份1,3-丁二烯,一边缓慢搅拌,一边使溶液的温度上升至70℃,保持该温度4小时进行聚合,得到共聚物[A-1]的溶液。
该溶液的固体成分浓度为29.1重量%,共聚物[A-1]的Mw为10,000。
合成例2在装有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、255重量份二乙二醇甲基乙基醚,接着加入15重量份甲基丙烯酸、30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8重量份苯乙烯、47重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯,用氮气置换后,加入5重量份1,3-丁二烯,一边缓慢搅拌,一边使溶液的温度上升至70℃,保持该温度4小时进行聚合,得到共聚物[A-2]的溶液。
该溶液的固体成分浓度为29.0重量%,共聚物[A-2]的Mw为5,000。
合成例3在装有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入2重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、150重量份二乙二醇甲基乙基醚,接着加入15重量份甲基丙烯酸、30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8重量份苯乙烯、44重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯,用氮气置换后,一边缓慢搅拌,一边使溶液的温度上升至70℃,保持该温度7小时进行聚合,得到共聚物[A-3]的溶液。
该溶液的固体成分浓度为37.8重量%,共聚物[A-3]的Mw为50,000。
合成例4在装有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入3.5重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、180重量份二乙二醇甲基乙基醚,接着加入15重量份甲基丙烯酸、30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8重量份苯乙烯、44重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯,用氮气置换后,一边缓慢搅拌,一边使溶液的温度上升至70℃,保持该温度5小时进行聚合,得到共聚物[A-4]的溶液。
该溶液的固体成分浓度为34.0重量%,共聚物[A-4]的Mw为30,000。
合成例5在装有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入5重量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、224重量份二乙二醇甲基乙基醚,接着加入15重量份甲基丙烯酸、30重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8重量份苯乙烯、44重量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯,用氮气置换后,一边缓慢搅拌,一边使溶液的温度上升至70℃,保持该温度4小时进行聚合,得到共聚物[A-5]的溶液。
该溶液的固体成分浓度为29.7重量%,共聚物[A-5]的Mw为10,000。
实施例1组合物溶液的制备将100重量份(固体成分)作为共聚物[A]的合成例1得到的共聚物[A-1]的溶液、100重量份作为聚合性化合物[B]的KAYARAD DPHA(日本化药(株)制造)、15重量份作为光聚合引发剂[C]的2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(商品名“IRGACURE 369”,チバ·スペシヤリテイ一·ケミカルズ公司制造)混合,溶解在作为溶剂的二乙二醇甲基乙基醚中,使得固体成分浓度为25.5重量%,然后使用孔径为0.2μm的PTFE过滤器进行过滤,制备组合物溶液(S-1)。
(I)减压干燥(VCD)时间的评价在550×650mm的铬成膜玻璃上,使用缝模涂布器(TR632105-CL,东京应化工业(株)制造)涂布配制的组合物溶液,使固化后的膜厚达到4μm、和1.5μm。然后测定减压度从常压达到0.5Torr的时间。VCD时间短是有利的。
(II)涂布性(基板隆起突出痕迹(基板持ち上げピン跡))的评价在550×650mm的铬成膜玻璃上,使用缝模涂布器涂布配制的组合物溶液。减压至0.5Torr进行干燥,然后在加热板上,在100℃下预烘焙2分钟以形成涂膜,进一步在2000J/m2的曝光量下进行曝光,在铬成膜玻璃的上表面形成4μm、及1.5μm的膜。
使用钠灯照射膜表面,并通过目测确认涂布薄膜表面。能够清楚确认基板隆起突出痕迹的情形为×、稍微能够确认的情形为△、几乎不能确认的情形为○、不能确认任何基板隆起突出痕迹的情形为◎。
(III)涂布性(均匀性)的评价使用针接触式测定机(日本真空技术(株)制Dektak OSP-1100)测定通过上述方法制作的铬成膜玻璃上的涂膜的膜厚。
从9个测定点的膜厚计算均匀性。如果以基板的短轴方向为X、长轴方向为Y,则9个测定点的(X[mm]、Y[mm])分别为(275,20)、(275、30)、(275,60)、(275,100)、(275,325)、(275,550)、(275,590)、(275,620)、(275,630)。
作为均匀性的计算式,用下述数学式(3)表示。下述数学式(3)的FT(X,Y)max为9个测定点的膜厚中的最大值,FT(X,Y)min为9个测定点的膜厚中的最小值,FT(X,Y)avg为9个测定点的膜厚的平均值。当均匀性不足2%时为◎、2~3%时为○、3~5%时为△、5%或以上为×。
均匀性(%)={FT(X,Y)max-FT(X,Y)min}×100/{2×FT(X,Y)avg}(3)(IV)图案形状的评价使用旋涂器在无碱玻璃基板上涂布上述组合物溶液,然后在90℃下在加热板上预烘焙3分钟,形成膜厚为1.5μm的涂膜。
接着对所得到的被膜通过10μm见方的残留图案的掩膜,在365nm下以200W/m2的强度进行紫外线照射10秒钟。然后使用0.05重量%的氢氧化钾水溶液在25℃下显影60秒钟,之后使用纯水清洗1分钟,进一步在烘箱中,在150℃下加热120分钟形成间隔物。
使用扫描电子显微镜观察得到的间隔物图案的剖面形状,其结果以其形状符合图1中所示的A~C的哪一种表示在表1中。当像A或B那样的图案边缘为顺梯形或垂直状的情形时,图案形状为良好。如C所示,形成倒梯形(在剖面形状中,膜表面的边比基板侧的边更长,为倒三角形状)的形状时,由于在随后的打磨工序中图案剥离的可能性非常大,因此将这样的形状视为不良。
(V)粘度的测定使用E型粘度计(东机产业(株)制造,VISCONIC ELD.R)在25℃下进行测定。
(VI)固体成分浓度的测定在铝皿中精确称量约0.3g组合物溶液,加入约1g二乙二醇二甲醚,然后在175℃下在加热板上干燥60分钟,从干燥前后的重量求出固体成分浓度。
实施例2~11,比较例1~5除了使用如表1所述的种类、量作为[A]成分~[C]成分之外,其它和实施例1同样配制组合物溶液,形成涂膜,进行评价。[B]~[C]的添加量为相对于100重量份共聚物[A]的重量比。
在表1中,成分的简称表示如下化合物。
(B-1)二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA(日本化药(株)制造))(B-2)KAYARAD DPHA-40H(日本化药(株)制造)(C-1)2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造,IRGACURE 369)(C-2)2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造,IRGACURE907)(C-3)2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(C-4)4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮(C-5)2-巯基苯并噻唑表1中,“-”标记表示未添加该成分。
表1

权利要求
1.一种感光性树脂组合物,其特征在于包含[A](a1)选自乙烯性不饱和羧酸和乙烯性不饱和羧酸酐的至少一种、(a2)包含环氧基的乙烯性不饱和化合物和(a3)不同于(a1)和(a2)的其他乙烯性不饱和化合物的共聚物、[B]具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物、以及[C]光聚合引发剂,并且固体成分浓度与25℃时粘度满足下式(1)~(4)的关系Log Y≤0.04X-0.08 (1)Log Y≥0.04X-0.50 (2)Log Y≥0.30 (3)Log Y≤1.08 (4)其中,X为固体成分浓度(重量%),Y为25℃下的粘度(mPa·s)。
2.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其用于使用缝模涂布器进行涂布。
3.一种由权利要求1所述的感光性树脂组合物形成的显示面板用间隔物。
4.一种具有权利要求3所述的显示面板用间隔物的显示面板。
全文摘要
一种感光性树脂组合物,其特征在于包含(A)选自乙烯性不饱和羧酸和乙烯性不饱和羧酸酐的至少一种、含有环氧基的乙烯性不饱和化合物、和不同于它们的任何一种的其他的乙烯性不饱和化合物的共聚物;(B)具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物;以及(C)光聚合引发剂。并且固体成分浓度和25℃时的粘度满足下式(1)~(4)的关系LogY≤0.04X-0.08(1);LogY≥0.04X-0.50(2);Log Y≥0.30(3);Log Y≤1.08(4),其中,X为固体成分浓度(重量%),Y为25℃时的粘度(mPa·s)。该组合物适合用于通过缝模涂布法形成膜厚均匀,没有不均匀、且减压干燥工序时间也短的间隔物。
文档编号G02F1/133GK1797196SQ200510138088
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者真野裕之, 一户大吾, 西尾寿浩, 梶田彻 申请人:Jsr株式会社

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