黑色感光性树脂组合物的制作方法

文档序号:2775513阅读:154来源:国知局
专利名称:黑色感光性树脂组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及黑色感光性树脂组合物。
背景技术
滤色片是由红色象素、绿色象素和蓝色象素三原色彩色象素与在各彩色象素的边界形成的、黑色而实质上不能透过可见光的黑色矩阵形成的。
黑色矩阵是由黑色感光性树脂组合物形成的。作为黑色光敏性树脂组合物,例如,已知含有改性环氧化合物所得的聚羧酸树脂、黑色着色剂(炭黑)、三嗪类光聚合引发剂和乙酰苯类光聚合引发剂的黑色感光性树脂组合物(参考专利公开特开2002-156753)。
但是,在由该黑色感光性树脂组合物形成黑色矩阵的情况下,对显影容限、感度还存在进一步改善的余地。
发明的公开本发明的目的是提供一种能够形成显影容限更大且高感度的黑色矩阵的黑色感光性树脂组合物。
本发明者们为解决上述课题而进行研究的结果发现,含有某种光聚合引发剂和某种粘合剂树脂的黑色感光性树脂组合物能形成显影容限更大、高感度的黑色矩阵。
即,本发明是提供以下[1]~[14]的发明。
、一种黑色感光性树脂组合物,是含有黑色着色剂(A)、粘合剂树脂(B)、含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)以及至少一种光聚合引发剂(D)的黑色感光性树脂组合物,粘合剂树脂(B)是选自使含2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b1)、以及使含2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b2)的至少一种聚羧酸树脂,并且,光聚合引发剂(D)含有肟类化合物。
、[1]记载的黑色感光性树脂组合物,其中光聚合引发剂(D)含有选自式(I)~(IV)所表示的化合物的至少一种化合物。
[式(I)~(IV)中,R1~R15各自代表以下定义。
R1代表苯基[该苯基可被选自卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、甲基、碳原子数为2~20的烷基[该烷基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代。]、碳原子数为5~8的环烷基、碳原子数为2~20的烷酰基、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代。]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、-CONR10R11基、氰基、硝基、碳原子数为1~4的卤代烷基[该卤素原子代表氟原子、氯原子、溴原子或碘原子]、-SO-Z1[式中,Z1代表碳原子数为1~6的烷基。]、-SO2-Z1[式中,Z1代表与上述相同的定义]、-Z2-SO-Z3[式中,Z2代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表碳原子数为6~12的芳基。]、-Z4-SO2-Z3[式中,Z4代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表与上述相同的定义。]、-SO2O-Z5[式中,Z5代表碳原子数为6~10的芳基。],或者二苯基膦基(phosphinoyl);R2代表碳原子数为2~12的烷酰基[该烷酰基可被1个或以上的卤素原子或氰基取代]、碳原子数为4~6的链烯酰基[但是,链烯酰基的双键不与羰基共轭]、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、氰基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、碳原子数为2~6的烷氧羰基或者苯氧羰基[该苯氧羰基可被碳原子数为1~6的烷基或卤素原子取代]。
R3~R7各自独立地代表氢原子、卤素原子、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代。]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基其烷基链可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上的羟基取代。]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环的1个碳原子形成5元环或六元环。但是,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子。],且R3~R7至少1个是选自-OR8、-SR9或者-NR10R11。
R8代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T1(式中T1代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Z6(式中,Z6代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T2(式中,T2表示碳原子数为1~4的烷基)取代,另外,该烷基还可被1个或以上-O-间隔。]、-(CH2CH2O)n-H[式中,n代表1~20的整数。]、碳原子数为2~8的烷酰基、碳原子数为3~12的链烯基、碳原子数为3~6的链烯酰基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4烷氧基取代。]、-Ph-T3[式中,Ph代表苯基,T3代表碳原子数为1~3的烷基。]、-SiT4rPh3-r[式中,T4代表碳原子数为1~8的烷基Ph代表苯基,r代表1~3的整数]或者代表式(V), 式(V)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M1代表单键、碳原子数为1~12的亚烷氧基[该亚烷氧基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔]、或者碳原子数为1~12的氧亚烷基[该氧亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔]。
R9代表氢原子、甲基、碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T5(式中,T5代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-T6(式中,T6代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T7(式中,T7代表碳原子数为1~4的烷基)取代。另外,该烷基还可被1个或以上-O-或者-S-间隔。]、碳原子数为3~12的链烯基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4的烷氧基取代]或者代表式(VI), 式(VI)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M2代表单键或-T14-S-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)]。
R10和R11各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为2~4的羟基烷基、-T9-O-T10[式中,T9代表碳原子数为1~6的亚烷基,T10代表碳原子数为1~6的烷基]、碳原子数为3~5的链烯基、碳原子数为5~12的环烷基、苯基[该苯基可被碳原子数为1~12的烷基或者碳原子数为1~4的烷氧基取代]、碳原子数、为2~3的烷酰基、碳原子数为3~6的链烯酰基或者苯甲酰基,另外,在R10和R11结合在同一个氮原子的情况下,可以一起形成碳原子数为2~6的亚烷基[该亚烷基可被-O-或-NR8-间隔,和/或被羟基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为2~4的烷酰氧基或苯甲酰氧基取代。],当R10为氢原子时,R11可以为式(VII), 式(VII)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M3代表单键、哌嗪基(ピペラジノ)或-T14-NH-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)]。
R12代表碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷基羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或根据情况被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被1个或以上碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、OR8或NR10R11取代]、碳原子数为5~8的环烷基、-CONR10R11、氰基、苯基[该苯基可被SR9取代,还可以通过与具有R13~R15的苯环的碳原子成键,通过除去1个氢原子的R9(但是,在形成环结构的情况下,R9不为氢原子或氰基)形成5元环或者6元环],当R13~R15至少1个为-SR9时,R12代表甲基或者碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被1个或以上卤素原子、-OH、-OR2、苯基、卤代苯基或者SR9取代苯基取代,或者可被-O-和/或-NH(CO)-间隔]。
R13~R15各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9和-NR10R11中的基团取代]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团,与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上的1个碳原子形成5元环或六元环,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子。],且R13~R15至少1个代表-OR8、-SR9或者-NR10R11。
X代表碳原子数为1~12的亚烷基、亚环己基、亚苯基、-(CO)O-T12-O(CO)-[式中,T12代表碳原子数为2~12的亚烷基]、-(CO)O-(CH2CH2O)n-(CO)-[式中,n代表1~20的整数]、或者-(CO)-T13-(CO)-[式中,T13代表碳原子数为2~12的亚烷基]。
、[2]所述的黑色感光性树脂组合物,其中R1是苯基或者碳原子数为2~8的烷基,R2是碳原子数为2~6的烷酰基或者苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基和卤素原子中的至少一个基团取代],R3、R6、R7各自独立地是氢原子、卤素原子、或者苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代。],R5是-OR8、-SR9、或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团,与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上的1个碳原子形成5元环或六元环。但是在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子]。
、[2]或[3]所述的黑色感光性树脂组合物,其中R3、R6、和R7任意一个都为氢原子。
、[2]~[4]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其中R1是正-己基、R2是苯甲酰基,R5是苯硫基。
、[1]~[5]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,还含有三嗪类光聚合引发剂。
、[1]~[6]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,含有选自二苯酮类光聚合引发剂和二苯酮类光聚合引发助剂中的至少一种。
、[1]~[7]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,还含有乙酰苯类光聚合引发剂。
、[1]~[8]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其中含有2个或以上环氧基的化合物为选自式(VIII)和式(IX)表示的化合物中的至少一种化合物。
[式(VIII)中,p代表1至20的整数,R16~R19各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基或者碳原子数为7~20的芳烷基,Q1~Q11各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为1~8的链烯基、碳原子数为1~8的炔基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基、碳原子数为7~20的芳烷基、碳原子数为1~8的烷氧基、碳原子数为1~8的链烯氧基、碳原子数为1~8的炔基氧基、碳原子数为6~14的芳氧基、硝基或氰基。], [式(IX)中,Q12~Q15各自独立地代表氢原子、卤素原子或者碳原子数为1~8的烷基,R20代表碳原子数为1~10的亚烷基,q代表0~5的整数,Y代表单键或者式(IX-1)~式(IX-8)任意一个所代表的2价基团。] [10]、[1]~[9]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其含有的黑色着色剂(A)为选自碳黑和涂覆炭黑中的至少1种黑色着色剂。
、用[1]~[10]中任意一项所述的黑色感光性树脂组合物形成的着色图案。
、用于黑色矩阵的[11]所述的着色图案。
、含有[11]或[12]所述着色图案的滤色片。
、具有[13]所述的滤色片而成的显示装置。
实施发明的方式本发明的黑色感光性树脂组合物是一种含有黑色着色剂(A)、粘合剂树脂(B)、含乙烯基或烯的化合物(C)以及至少一种光聚合引发剂(D)的组合物,粘合剂树脂(B)是使含2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b1)、使含2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b2)或者上述(b1)与(b2)的混合物,并且,光聚合引发剂(D)含有肟类化合物,这是必须的。
黑色着色剂(A)可以是由一种颜料形成的,也可以是两种或以上颜料的混合物,该颜料可以是无机颜料、有机颜料,也可以是它们的混合物。
作为上述无机颜料,例如可以列举金属氧化物、复合金属氧化物、金属络盐等金属化合物。具体地,可以列举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等的金属氧化物、复合金属氧化物或金属络盐等。
另外,作为上述有机颜料,具体地可以列举在染料索引(Colour Index)(染色者和着色师协会(The Society of Dyers and Colourists)出版)中被分类为颜料的化合物等。
上述黑色着色剂(A)可以是一种或者两种或以上黑色颜料的混合物,也可以是红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、青色颜料、品红色颜料等混合所得的黑色着色剂。
作为黑色颜料,例如,可以列举碳黑、日本专利公开平5-311109号公报和日本专利公开平6-11613号公报等中记载的石墨、日本专利公开平2-322219号公报和日本专利公开平3-274503号公报等中记载的无机黑色颜料、日本专利公开平2-216102号公报等中记载的偶氮类黑色素、C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7等有机黑色颜料等。
作为能够混合使用的颜料,可以列举黄色颜料、红色颜料、品红色颜料、蓝色颜料、青色颜料、绿色颜料等。
具体地,可以列举C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄20、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄31、C.I.颜料黄55、C.I.颜料黄60、C.I.颜料黄61、C.I.颜料黄65、C.I.颜料黄71、C.I.颜料黄73、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄98、C.I.颜料黄100、C.I.颜料黄101、C.I.颜料黄104、C.I.颜料黄106、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄113、C.I.颜料黄114、C.I.颜料黄116、C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄119、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄126、C.I.颜料黄127、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄152、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄156、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄168、C.I.颜料黄175;C.I.颜料橙1、C.I.颜料橙5、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙14、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙17、C.I.颜料橙24、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙40、C.I.颜料橙43、C.I.颜料橙46、C.I.颜料橙49、C.I.颜料橙51、C.I.颜料橙61、C.I.颜料橙63、C.I.颜料橙64、C.I.颜料橙71、C.I.颜料橙73;C.I.颜料紫1、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫36、C.I.颜料紫38;C.I.颜料红1、C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红4、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红8、C.I.颜料红9、C.I.颜料红10、C.I.颜料红11、C.I.颜料红12、C.I.颜料红14、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红17、C.I.颜料红18、C.I.颜料红19、C.I.颜料红21、C.I.颜料红22、C.I.颜料红23、C.I.颜料红30、C.I.颜料红31、C.I.颜料红32、C.I.颜料红37、C.I.颜料红38、C.I.颜料红40、C.I.颜料红41、C.I.颜料红42、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红48:2、C.I.颜料红48:3、C.I.颜料红48:4、C.I.颜料红49:1、C.I.颜料红49:2、C.I.颜料红50:1、C.I.颜料红52:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红58:2、C.I.颜料红58:4、C.I.颜料红60:1、C.I.颜料红63:1、C.I.颜料红63:2、C.I.颜料红64:1、C.I.颜料红81:1、C.I.颜料红83、C.I.颜料红88、C.I.颜料红90:1、C.I.颜料红97、C.I.颜料红101、C.I.颜料红102、C.I.颜料红104、C.I.颜料红105、C.I.颜料红106、C.I.颜料红108、C.I.颜料红112、C.I.颜料红113、C.I.颜料红114、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红144、C.I.颜料红146、C.I.颜料红149、C.I.颜料红150、C.I.颜料红151、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红170、C.I.颜料红171、C.I.颜料红172、C.I.颜料红174、C.I.颜料红175、C.I.颜料红176、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红179、C.I.颜料红180、C.I.颜料红185、C.I.颜料红187、C.I.颜料红188、C.I.颜料红190、C.I.颜料红193、C.I.颜料红194、C.I.颜料红202、C.I.颜料红206、C.I.颜料红207、C.I.颜料红208、C.I.颜料红209、C.I.颜料红215、C.I.颜料红216、C.I.颜料红220、C.I.颜料红224、C.I.颜料红226、C.I.颜料红242、C.I.颜料红243、C.I.颜料红245、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料红264、C.I.颜料红265;C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝60;
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36;C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25等。
另外,使用黑色颜料的黑色感光性树脂组合物还可以含有上述例示的红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、青色颜料、品红色颜料等颜料。
作为用于本发明的黑色感光性树脂组合物的黑色着色剂,优选使用含有碳黑、涂覆碳黑、或它们的混合物的黑色着色剂。
能够用于本发明的黑色感光性树脂组合物的颜料粒径优选平均粒径为0.005μm~0.5μm,更优选0.01μm~0.3μm。具有上述平均粒径的颜料可以通过例如ニ一グ一法、硫酸法、碱还原溶解法等公知的方法制备。
颜料表面可用聚合物等进行改性。作为上述聚合物,例如可以列举日本专利公开平8-259876号公报等中记载的聚合物、市售的各种用于颜料分散的聚合物等。具体地可以列举丙烯酸类树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯树脂、马来酸树脂、乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂等。作为用聚合物改性的加工颜料的形态,例如可以列举树脂与颜料均一分散的粉末状、浆糊状、粒状等形态。
黑色感光性树脂组合物中黑色着色剂的含量,相对于挥发性成分挥发后的固体成分,以质量百分率计,通常为20%至70%,优选为30%至60%。
本发明中使用的粘合剂树脂(B),是使由黑色感光性树脂组合物形成的层的没有经光线照射的区域在显影剂中付与溶解性的成分,还具有使颜料在由黑色感光性树脂组合物形成的层或形成的着色图案中分散的分散介质作用的物质。
作为上述粘合剂树脂(B),采用使含2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b1)、使含2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b2)或者上述(b1)与(b2)的混合物。
作为上述含2个或以上环氧基的化合物,优选使用式(VIII)表示的化合物、式(IX)表示的化合物、或者它们的混合物。
式(VIII)中,p是平均重复单元数,代表1至20的整数,R16~R19各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基、或者碳原子数为7~20的芳烷基,Q1~Q11各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为1~8的链烯基、碳原子数为1~8的炔基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基、碳原子数为7~20的芳烷基、碳原子数为1~8的烷氧基、碳原子数为1~8的链烯氧基、碳原子数为1~8的炔氧基、碳原子数为6~14的芳氧基、硝基或氰基。
这里,作为碳原子数为1~8的烷基,例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基等。
作为碳原子数为5~12的环烷基,例如可以列举环戊基、环己基、环辛基等。
作为碳原子数为6~14的芳基,例如可以列举苯基、邻-甲苯基、间-甲苯基、对-甲苯基、2,4-二甲基苯基、4-乙基苯基、2,4,6-三甲基苯基、五甲基苯基、α-萘基、β-萘基、联苯基等。
作为碳原子数为7~20的芳烷基,例如可以列举苯基甲基、苯基乙基、苯基-正-丙基、苯基-正-丁基、苯基-正-己基、苯基-正-辛基、对-甲苯基甲基、对甲苯基乙基、对-甲苯基-正-丙基、对-甲苯基-正-丁基、对-甲苯基-正-己基、对-甲苯基-正-辛基、二苯甲基等。
作为碳原子数为1~8的链烯基,例如可以列举乙烯基、烯丙基等。
作为碳原子数为1~8的炔基,例如可以列举乙炔基等。
作为碳原子数为1~8的烷氧基,例如可以列举甲氧基、乙氧基、正-丙氧基、异-丙氧基、正-丁氧基、正-辛氧基等。
作为碳原子数为1~8的链烯氧基、例如可以列举乙烯基氧基、烯丙基氧基等。
作为碳原子数为1~8的炔基氧基,例如可以列举乙炔基氧基等。
作为碳原子数为6~14的芳氧基,例如可以列举苯氧基、邻-甲苯基氧基、间-甲苯基氧基、对-甲苯基氧基、2,4-二甲基苯氧基、4-乙基苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、五甲基苯氧基、α-萘氧基、β-萘氧基、联苯氧基等。
式(IX)中,Q12~Q15各自独立地代表氢原子、卤素原子或者碳原子数为1~8的烷基。
Y代表单键或者式(IX-1)~式(IX-8)任意一个所代表的2价基团。
R20代表碳原子数为1~10的亚烷基,q代表0~5的整数。
这里,作为碳原子数为1~6的烷基,可以列举上述烷基中碳原子数为1~6的烷基。
作为碳原子数为1~10的亚烷基,例如可以列举亚甲基、亚乙基、亚丙基、甲基亚乙基、亚丁基、2,2-二甲基亚丙基等。
作为上述多元羧酸,例如可以列举马来酸、琥珀酸、衣康酸、柠康酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸、六氯降冰片烯二酸、甲基四氢邻苯二甲酸、偏苯三酸、苯均四酸、二苯甲酮四羧酸、4,4’-联邻苯二甲酸等联苯四羧酸、二苯醚四羧酸等。
上述多元羧酸可以为所对应的酸酐,例如马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、邻苯二甲酸酐等。
上述多元羧酸或其酸酐可以各自单独或者2种或以上混合使用。
作为上述不饱和一元羧酸,例如可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯代丙烯酸、肉桂酸等。上述不饱和一元羧酸可以各自单独或者2种或以上混合使用。
作为当作粘合剂树脂(B)使用的聚羧酸树脂,例如可以列举作为式(X)代表的化合物与多元羧酸酐的缩聚合物而得到的聚羧酸树脂(参见日本专利公开平4-355450号公报、日本专利公开平9-40745号公报、日本专利公开平09-325494号公报、日本专利公开2000-281738号公报等)、式(X)的前体环氧化合物、多元羧酸、和/或不饱和一元羧酸的反应生成物与多元羧酸酐的缩聚合物,以此得到的聚羧酸树脂;式(XI)代表的环氧化合物与多元羧酸反应得到的反应物和不饱和一元羧酸反应得到新的反应物,进一步与其羧酸酐反应得到的聚羧酸树脂;使式(XII)代表的环氧化合物与多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,进一步与多元羧酸酐反应得到的聚羧酸树脂等。
式中,R21和R22各自独立地代表氢原子、卤素原子、或者碳原子数为1~6的烷基。
R23代表可以具有取代基的碳原子数为1~10的亚烷基。
R24代表氢原子或者甲基。
Y1代表式(X-1)~(X-6)的任意一个所表示的2价基团。
q1代表0~5的整数。
q2代表1~10的整数。
式中,R25和R26各自独立地代表氢原子、卤素原子或者碳原子数为1~6的烷基。
Y2代表单键或者式(XI-1)~式(XI-8)的任意一个所表示的2价基团。
R27代表碳原子数为1~10的亚烷基。
R28代表氢原子、碳原子数为1~6的烷基或者缩水甘油基。
q3代表0~5的整数。
q4代表0~10的整数。但是,在q4代表2~10的整数的情况下,不同重复单元中的R25~R28可以各自相同或者不同。
式中,p’为平均重复单元数,代表1至20的整数。
R’16~R’19代表甲基。
P’1~P’4、P’9~P’11各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~8的烷基或者碳原子数为5~12的环烷基。
这里,碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~10的亚烷基、碳原子数为5~12的环烷基代表与上述相同的定义。
环氧化合物与羧酸的反应以及环氧化合物与羧酸的反应物进一步同多元羧酸或其酸酐反应的反应,例如通过混合作为反应对象的化合物而实施,反应温度通常为20~250℃,反应系统中,根据需要,可以使用溶剂。所得聚羧酸树脂,可以使用反应混合物本身,也可以经过浓缩、蒸馏溶剂、再沉淀、结晶等常规实施的提取操作后使用(参见日本专利公开平9-80220号公报、日本专利公开平8-278630号公报、日本专利公开平8-278629号公报、日本专利公开平7-64282号公报、日本专利公开平7-64281号公报、日本专利公开平5-339356号公报等)。
多元羧酸酐的使用量,相对于多元羧酸酐与多元羧酸的反应对象物(例如,使含有2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应后的化合物,或者使含有2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应后的化合物等)的合计量,优选为5摩尔%至95摩尔%,更优选为10摩尔至90摩尔%。
通过上述反应得到的聚羧酸树脂的酸值,优选为70~170,更优选80~140。
上述聚羧酸树脂的分子量,通常,以聚苯乙烯换算重量平均分子量表示,优选为1000至50000,更优选为1500至20000。
上述粘合剂树脂(B)相对于黑色感光性树脂组合物的固体成分,以质量百分率计,通常为5%至90%,优选为10%至60%,更优选20%至45%。
作为本发明中使用的含有烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C),可以列举含乙烯基或者烯的化合物等,优选末端至少有1个、优选2个或以上烯属不饱和键的化合物,可以是单体,也可以是2聚体、3聚体和低聚物等预聚体,还可以是它们的混合物或它们的共聚物等。
作为上述单体,例如可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等不饱和羧酸与脂肪族多元醇化合物的酯、不饱和羧酸与脂肪族多元胺化合物的酰胺等。
作为上述不饱和羧酸与脂肪族多元醇化合物的酯,例如可以列举乙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、四亚甲基二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、1,4-环己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、聚酯丙烯酸酯低聚物等丙烯酸酯;四亚甲基二醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、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)二甲基丙烯酸酯、二(季戊四醇)六甲基丙烯酸酯、山梨糖醇三甲基丙烯酸酯、山梨糖醇四甲基丙烯酸酯、双(对-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基)二甲基甲烷、双(对-(甲基丙烯酰氧乙氧基)苯基)二甲基甲烷等甲基丙烯酸酯;乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亚甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯、山梨糖醇四衣康酸酯等衣康酸酯;乙二醇二巴豆酸酯、四亚甲基二醇二巴豆酸酯、季戊四醇二巴豆酸酯、山梨糖醇四巴豆酸酯等巴豆酸酯;乙二醇二异巴豆酸酯、季戊四醇二异巴豆酸酯、山梨糖醇四异巴豆酸酯等异巴豆酸酯;乙二醇二马来酸酯、三甘醇二马来酸酯、季戊四醇二马来酸酯、山梨糖醇四马来酸酯等马来酸酯等。
作为上述不饱和羧酸与脂肪族多元胺化合物的酰胺,例如可以列举亚甲基双丙烯酰胺,亚甲基双甲基丙烯酰胺、1,6-六亚甲基双丙烯酰胺、1,6-六亚甲基双甲基丙烯酰胺、二亚乙基三胺三丙烯酰胺、亚二甲苯基双丙烯酰胺、亚二甲苯基双甲基丙烯酰胺等。
作为单体的其它实例,例如可以列举向1分子中含有2个或以上异氰酸酯基团的多异氰酸酯化合物加成式(XIII)表示的乙烯基单体所得的乙烯基氨基甲酸酯化合物等。
式中,R29和R30各自独立地代表氢原子或者甲基。
作为上述乙烯基氨基甲酸酯化合物,可以举例1分子中含有2个或以上聚合性乙烯基的化合物(例如,日本专利公开昭48-41708号公报等)。另外,也可以举例日本专利公开昭51-37193号中记载的氨基甲酸酯丙烯酸酯类、日本专利公开昭48-64183号、日本专利公开昭49-43191号、日本专利公开昭52-30490号等各公报中记载的聚酯丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。而且,还可以使用日本接着協会誌Vol.20,No.7,300~308页(1984年)中作为光固化性单体和低聚物介绍的物质。
上述含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物的用量,相对于黑色感光性树脂组合物固体成分,以质量百分率计,通常为0.5%至50%,优选为1%至40%,更优选为5%至20%。
本发明中使用的光聚合引发剂(D)必需含有肟类化合物,优选含有选自式(I)~(IV)表示的化合物中的至少一种化合物。
式(I)~(IV)中,R1~R15各自代表以下定义。
R1代表苯基[该苯基可被选自卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、甲基、碳原子数为2~20的烷基[该烷基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代。]、碳原子数为5~8的环烷基、碳原子数为2~20的烷酰基、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代。]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、-CONR10R11基、氰基、硝基、碳原子数为1~4的卤代烷基[该卤素原子代表氟原子、氯原子、溴原子或碘原子]、-SO-Z1[式中,Z1代表碳原子数为1~6的烷基。]、-SO2-Z1[式中,Z1代表与上述相同的定义]、-Z2-SO-Z3[式中,Z2代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表碳原子数为6~12的芳基。]、-Z4-SO2-Z3[式中,Z4代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表与上述相同的定义。]、-SO2O-Z5[式中,Z5代表碳原子数为6~10的芳基。]或者二苯基膦基。
R2代表碳原子数为2~12的烷酰基[该烷酰基可被1个或以上卤素原子或氰基取代]、碳原子数为4~6的链烯酰基[但是,链烯酰基的双键不与羰基共轭]、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、氰基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、碳原子数为2~6的烷氧羰基或者苯氧羰基[该苯氧羰基可被碳原子数为1~6的烷基或卤素原子取代]。
R3~R7各自独立地代表氢原子、卤素原子、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代。]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基其烷基链可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上的羟基取代。]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11中的1个氢原子所得的基团与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上1个碳原子形成5元环或六元环。但是,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子。],且R3~R7至少1个是选自-OR8、-SR9和-NR10R11。
R8代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T1(式中T1代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Z6(式中,Z6代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T2(式中,T2表示碳原子数为1~4的烷基)取代,另外,该烷基还可被1个或以上-O-间隔。]、-(CH2CH2O)n-H[式中,n代表1~20的整数。]、碳原子数为2~8的烷酰基、碳原子数为3~12的链烯基、碳原子数为3~6的链烯酰基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4烷氧基取代。]、-Ph-T3[式中,Ph代表苯基,T3代表碳原子数为1~3的烷基。]、-SiT4rPh3-r[式中,T4代表碳原子数为1~8的烷基,Ph代表苯基,r代表1~3的整数]或者式(V), 式(V)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M1代表单键、碳原子数为1~12的亚烷氧基[该亚烷氧基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔]、或者碳原子数为1~12的氧亚烷基[该氧亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔]。
R9代表氢原子、甲基、碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T5(式中,T5代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-T6(式中,T6代表碳原子数为1~4的烷基。)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T7(式中,T7代表碳原子数为1~4的烷基)取代。另外,该烷基还可被1个或以上-O-或者-S-间隔。]、碳原子数为3~12的链烯基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4的烷氧基取代]或者式(VI), 式(VI)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M2代表单键或-T14-S-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)]。
R10和R11各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为2~4的羟基烷基、-T9-O-T10[式中,T9代表碳原子数为1~6的亚烷基,T10代表碳原子数为1~6的烷基]、碳原子数为3~5的链烯基、碳原子数为5~12的环烷基、苯基[该苯基可被碳原子数为1~12的烷基或者碳原子数为1~4的烷氧基取代]、碳原子数为2~3的烷酰基、碳原子数为3~6的链烯酰基或者苯甲酰基,另外,在R10和R11结合在同1个氮原子的情况下,可以一起形成碳原子数为2~6的亚烷基[该亚烷基可被-O-或-NR8-间隔,和/或被羟基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为2~4的烷酰氧基或苯甲酰氧基取代。],当R10为氢原子时,R11可为式(VII), 式(VII)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M3代表单键、哌嗪基或-T14-NH-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)]。
R12代表碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或根据情况被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被1个或以上碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、OR8或NR10R11取代]、碳原子数为5~8的环烷基、-CONR10R11、氰基、苯基[该苯基可被SR9取代,还可以通过与具有R13~R15的苯环的碳原子成键,通过除去1个氢原子的R9(但是,在形成环结构的情况下,R9不为氢原子或氰基)形成5元环或者6元环]。
这里,当R13~R15至少1个为-SR9时,R12代表甲基或者碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被1个或以上卤素原子、-OH、-OR2、苯基、卤代苯基或者SR9取代的苯基取代,或者可被-O-和/或-NH(CO)-间隔]。
R13~R15各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9和-NR10R11中的基团取代]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团,与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上的1个碳原子形成5元环或六元环。但是在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子。],且R13~R15至少1个代表-OR8、-SR9或者-NR10R11。
X代表碳原子数为1~12的亚烷基、亚环己基、亚苯基、-(CO)O-T12-O(CO)-[式中,T12代表碳原子数为2~12的亚烷基]、-(CO)O-(CH2CH2O)n-(CO)-[式中,n代表1~20的整数]、或者-(CO)-T13-(CO)-[式中,T13代表碳原子数为2~12的亚烷基]。
式(I)和式(III)表示的化合物中,优选R1、R2、R3、R5、R6、R7各自代表以下基团。
R1代表苯基[该苯基可被选自卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代。]、甲基、碳原子数为2~20的烷基[该烷基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代。]、碳原子数为5~8的环烷基。
R2代表碳原子数为2~12的烷酰基[该烷酰基可被1个或以上卤素原子或氰基取代]、碳原子数为4~6的链烯酰基[但是,该链烯酰基的双键不与羰基共轭]、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、氰基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个取代]。
R3、R5、R6、R7各自独立地代表氢原子、卤素原子、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代。]、苄基、-OR8、-SR9、或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上1个碳原子形成5元环或六元环。但是,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子]。
另外,式(I)和式(III)中,更优选R1、R2、R3、R5、R6、R7各自代表以下基团。
R1代表苯基或碳原子数为2~8的烷基。作为碳原子数为2~8的烷基,例如可以列举乙基、正丙基,异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基等。
R2代表碳原子数为2~6的烷酰基、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子中的至少1个基团取代]。作为碳原子数为2~6的烷酰基,例如可以列举乙酰基、乙基羰基、正丙基羰基、异丙基羰基、正丁基羰基、仲丁基羰基、叔丁基羰基等。作为上述的苯甲酰基,例如可以列举苯甲酰基、邻甲苯基羰基、间甲苯基羰基、对甲苯基羰基、2,4-二甲基苯基羰基、4-氯苯基羰基等。
R3、R6、R7各自独立地代表氢原子、卤素原子、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代]。作为上述苯基,例如可以列举苯基、2-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、2-乙氧基苯基、3-乙氧基苯基、4-乙氧基苯基、2-正丙氧基苯基、3-正丙氧基苯基、4-正丙氧基苯基、2-异丙氧基苯基、3-异丙氧基苯基、4-异丙氧基苯基、2-正丁氧基苯基、3-正丁氧基苯基、4-正丁氧基苯基、2-正辛氧基苯基、3-正辛氧基苯基、4-正辛氧基苯基、4-苯氧基苯基、4-甲氧基甲氧基苯基、4-乙氧基乙氧基苯基、2-甲硫基苯基、3-甲硫基苯基、4-甲硫基苯基、2-乙硫基苯基、3-乙硫基苯基、4-乙硫基苯基、4-苯硫基苯基、4-二甲氨基苯基、4-二乙氨基苯基、4-二(2-羟基乙基)氨基苯基、4-苯基氨基、4-环己基氨基、4-乙基丁基氨基等。
R5代表-OR8、-SR9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上1个碳原子形成5元环或六元环。但是,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子]。作为R5的具体实例,可以列举羟基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、甲氧乙氧基、巯基、甲硫基、乙硫基、苯硫基、甲氨基、二甲氨基、乙氨基、二甲氨基、苯基氨基等。
上述化合物中,式(I)和式(III)表示的化合物中,优选R3、R6和R7为氢原子的化合物,R1为正己基、R2为苯甲酰基、R5为苯硫基的化合物。更优选R3、R6和R7为氢原子、且R1为正己基、R2为苯甲酰基、R5为苯硫基的化合物。
作为本发明中使用的光聚合引发剂(D),除了上述式(I)~(IV)化合物以外,可以同时使用其它光聚合引发剂。
其它的光聚合引发剂,只要能够引发含有烯属不饱和键且能够加成聚合的化合物的聚合,对其没有特别的限定,例如可以列举乙酰苯类光聚合引发剂、安息香类光聚合引发剂、二苯酮类光聚合引发剂、噻吨酮类光聚合引发剂、三嗪类光聚合引发剂、噁二唑类光聚合引发剂等。
作为上述乙酰苯类光聚合引发剂,例如可以列举二乙氧基乙酰苯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等。
作为上述安息香类光聚合引发剂,例如可以列举安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚等。
作为上述二苯酮类光聚合引发剂,例如可以列举二苯酮、邻苯甲酰基安息香酸甲酯、4-苯基二苯酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯硫,3,3’4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯酮、2,4,6-三甲基二苯酮等。
作为上述噻吨酮类光聚合引发剂,例如可以列举2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
作为上述三嗪类光聚合引发剂,例如可以列举2,4-二(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(1-对-二甲氨基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三嗪、2-三氯甲基-4-氨基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(4-乙氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(4-丁氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘酰-1-基]-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘酰-1-基]-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘酰-1-基]-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(2-甲氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘酰-2-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(6-甲氧基-萘酰-2-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(5-甲氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(4,7-二甲氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(6-乙氧基-萘酰-2-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、2-(4,5-二甲氧基-萘酰-1-基)-4,6-二-三氯甲基-s-三嗪、4-[对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-甲基-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-甲基-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[对-N,N-二(苯基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(对-N-氯代乙基羰基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[对-N-(对-甲氧苯基)羰基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-氯-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-氟-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-溴-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-氯-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-氟-对-N,N-二(乙氧羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-溴-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-氯-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[邻-氟-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-溴-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-氯-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-[间-氟-对-N,N-二(氯代乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-溴-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-氯-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-氟-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-溴-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-氯-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-氟-对-N-乙氧羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-溴-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-氯-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(间-氟-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-溴-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-氯-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(邻-氟-对-N-氯代乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪等。
作为上述噁二唑类光聚合引发剂,例如可以列举2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-氰基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-丁氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-羟基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-氯苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-甲氧苯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-丁氧苯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-[β-(2-苯并呋喃基)乙烯基]-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-[β-(6-甲氧基-2-苯并呋喃基)乙烯基]-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(2-苯并呋喃基)-1,3,4-噁二唑等。
另外,作为其它光聚合引发剂,例如可以使用2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,2’-二(邻-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、联苯酰、9,10-菲醌、樟脑醌、苯基乙醛酸甲酯、チタノセン化合物等。
上述其它光聚合引发剂中,优选使用二苯酮类光聚合引发剂、乙酰苯类光聚合引发剂、引入三氯甲基的三嗪类光聚合引发剂、引入三氯甲基的噁二唑类光聚合引发剂。
作为上述引入三氯甲基的三嗪类光聚合引发剂,例如可以列举2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述引入三氯甲基的噁二唑类光聚合引发剂,例如可以列举2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-氰基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-丁氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基5-[β-(2-苯并呋喃基)乙烯基]-1,3,4-噁二唑等。
本发明的黑色感光性树脂组合物还可以含有光聚合引发助剂。
作为光聚合引发助剂,例如可以列举三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基安息香酸甲酯、4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸异戊酯、4-二甲基氨基安息香酸2-乙基己酯、安息香酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-二(二甲氨基)二苯酮(通称米期勒氏酮)、4,4’-二(二乙氨基)二苯酮、9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
其中,优选使用4,4’-二(二甲氨基)二苯酮、4,4’-二(二乙氨基)二苯酮等二苯酮类光聚合引发助剂。
这些光聚合引发助剂可以单独或者两种或以上组合使用。
在使用上述光聚合引发助剂的场合,其使用量相对于1摩尔光聚合引发剂优选为10摩尔或以下,更优选为0.01摩尔至5摩尔。
本发明的黑色感光性树脂组合物中光聚合引发剂和光聚合引发助剂的合计使用量,相对于黑色感光性树脂组合物的固体成分,以质量百分率计,通常为1%至50%,优选为3%至30%,更优选为3%至15%。
另外,本发明的黑色感光性树脂组合物中,还可以含有抗热聚合剂、填充剂、上述粘合剂树脂(B)以外的高分子化合物、表面活性剂、粘合增进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗凝聚剂等添加剂。
也可以是为了在黑色感光性树脂组合物的储存中防止含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)开始热聚合等目的而含有上述抗热聚合剂。
作为上述抗热聚合剂,例如可以列举卤代醌、对-甲氧基苯酚、二-叔-丁基-对-甲酚、连苯三酚、叔-丁基儿茶酚、苯醌、4,4’-硫代二(3-甲基-6-叔-丁基苯酚)、2,2’-亚甲基二(4-甲基-6-叔-丁基苯酚)、N-亚硝基苯基羟胺亚铈盐等。当含有抗热聚合剂时,其含量相对于黑色感光性树脂组合物的总量,以质量百分率计,通常为0.01%至5%的范围。
作为上述填充剂,例如可以列举玻璃、氧化铝等。
作为上述粘合剂树脂(B)以外的高分子化合物,例如可以列举聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯等。
作为上述表面活性剂,例如可以列举非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂等。
作为上述粘合增进剂,例如可以列举乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
作为上述抗氧化剂,例如可以列举2,2-硫代二(4-甲基-6-叔-丁基苯酚)、2,6-二-叔-丁基苯酚等。
作为上述紫外线吸收剂,例如可以列举2-(3-叔-丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯代苯并三唑、烷氧基二苯酮等。
作为上述抗凝聚剂,例如可以列举聚丙烯酸钠等。
本发明的黑色感光性树脂组合物中,还可以含有有机羧酸、有机胺化合物等。
作为上述有机羧酸,例如可以列举甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、特戊酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸、辛酸等脂肪族一元羧酸;草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、肥酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸、四甲基琥珀酸、柠康酸等脂肪族二羧酸;丙三羧酸、乌头酸、樟脑三酸等脂肪族三羧酸;安息香酸、甲苯甲酸、莳萝酸、2,3-二甲基苯甲酸、_林酸等芳香族一元羧酸;邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯三酸、偏苯四酸、均苯四酸等芳香族多元羧酸;苯乙酸、氢化阿托酸、氢化肉桂酸、扁挑酸、苯基琥珀酸、阿托酸、肉桂酸、肉桂酸甲酯、肉桂酸苄酯、亚肉桂基乙酸、香豆酸、2,4-二羟肉桂酸等分子量为1000或以下的有机羧酸等。
作为上述有机胺化合物,通常,使用分子量为1000或以下的有机胺化合物。
作为具体的实例,可以列举正-丙胺、异丙胺、正-丁胺、异丁胺、叔-丁胺、正-戊胺、正-己胺、正-庚胺、正-辛胺、正-壬胺、正-癸胺、正-十一胺、正-十二胺、环己基胺、邻-甲基环己基胺、间-甲基环己基胺、对-甲基环己基胺、邻-乙基环己基胺、间-乙基环己基胺、对-乙基环己基胺等单(环)烷基胺类;
甲基·乙基胺、二乙基胺、甲基·正-丙基胺、乙基·正-丙基胺、二-正-丙基胺、二异丙基胺、二-正-丁基胺、二异丁基胺、二-叔-丁基胺、二-正-戊基胺、二-正-己基胺、甲基·环己基胺、乙基·环己基胺、二环己基胺等二(环)烷基胺类;二甲基·乙基胺、甲基·二乙基胺、三乙基胺、二甲基·正-丙基胺、二乙基·正-丙基胺、甲基·二-正-丙基胺、乙基·二-正-丙基胺、三-正-丙基胺、三异丙基胺、三-正-丁基胺、三异丁基胺、三-叔-丁基胺、三-正-戊基胺、三-正-己基胺、二甲基·环己基胺、二乙基·环己基胺、甲基·二环己基胺、乙基·二环己基胺、三环己基胺等三(环)烷基胺类;2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、4-氨基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、4-氨基-1-环己醇等单(环)烷醇胺类;二乙醇胺、二-正-丙醇胺、二异丙醇胺、二-正-丁醇胺、二异丁醇胺、二-正-戊醇胺、二-正-己醇胺、二(4-环己醇)胺等二(环)烷醇胺类;三乙醇胺、三-正-丙醇胺、三异丙醇胺、三-正-丁醇胺、三异丁醇胺、三-正-戊醇胺、三-正-己醇胺、三(4-环己醇)胺等三(环)烷醇胺类;3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇、4-氨基-1,3-丁二醇、4-氨基-1,2-环己二醇、4-氨基-1,3-环己二醇、3-二甲氨基-1,2-丙二醇、3-二乙氨基-1,2-丙二醇、2-二甲氨基-1,3-丙二醇、2-二乙氨基-1,3-丙二醇等氨基(环)烷二醇类;1-氨基环戊甲醇、4-氨基环戊甲醇、1-氨基环己甲醇、4-氨基环己甲醇、4-二甲氨基环戊甲醇、4-二乙氨基环戊甲醇、4-二甲氨基环己甲醇、4-二乙氨基环己甲醇等含氨基的环烷甲醇类;β-丙氨酸、2-氨基丁酸、3-氨基丁酸、4-氨基丁酸、2-氨基异丁酸、3-氨基异丁酸、2-氨基戊酸、5-氨基戊酸、6-氨基己酸、1-氨基环丙羧酸、1-氨基环己羧酸、4-氨基环己羧酸等氨基羧酸类。
另外,还可以使用氨基直接连接在苯基上的化合物、氨基通过碳链连接在苯基上的化合物等。
作为氨基直接连接在苯基上的化合物,例如可以列举苯胺、邻-甲基苯胺、间-甲基苯胺、对-甲基苯胺、对-乙基苯胺、对-正丙基苯胺、对-异丙基苯胺、对-正丁基苯胺、对-叔丁基苯胺、1-萘基胺、2-萘基胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、、对-甲基-N,N-二甲基苯胺等芳香族胺类;
邻-氨基苄醇、间-氨基苄醇、对-氨基苄醇、对-二甲氨基苄醇、对-二乙氨基苄醇等氨基苄醇类;邻-氨基苯酚、间-氨基苯酚、对-氨基苯酚、对-二甲氨基苯酚、对-二乙氨基苯酚等氨基苯酚类;间-氨基安息香酸、对-氨基安息香酸、对-二甲氨基安息香酸、对-二乙氨基安息香酸等氨基安息香酸(衍生物)类等。
上述有机羧酸、有机胺化合物可以各自单独或者2种或以上混合使用。当使用上述有机羧酸、有机胺化合物时,其在黑色感光性树脂组合物中的含量,通常,相对于黑色感光性树脂组合物,以质量百分率计,一般为0.001%至15%,优选为0.01%至10%。
本发明的黑色感光性树脂组合物通常以用溶剂稀释的状态涂布于基片(2)上(图2(a))。
作为使用的溶剂,例如可以列举酯类、醚类、酮类、芳香烃类等。
作为酯类,例如可以列举乙酸乙酯、乙酸-正-丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯类、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯、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-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等。
作为醚类,例如可以列举二甘醇二甲基醚、四氢呋喃、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙酸甲基溶纤剂、乙酸乙基溶纤剂、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
作为酮类,例如可以列举甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等。
作为共香烃类,例如可以例举甲苯、二甲苯等。
上述溶剂中,优选使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙基溶纤剂、乳酸乙酯、二甘醇二甲基醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙酸乙基卡必醇、乙酸丁基卡必醇、丙二醇甲醚乙酸酯等。
上述溶剂可以各自单独或者2种或以上混合使用。
溶剂的使用量,选择使黑色感光性树脂组合物中的固体成分,以质量百分率计,通常在2%至50%的范围内。
这里,黑色感光性树脂组合物中的固体成分是指从该组合物中除去溶剂(E)后残留成分的总量。
本发明的黑色感光性树脂组合物,例如可以通过旋转涂布法(旋涂法)、狭缝涂布法、狭缝和旋转涂布法、流延法、辊涂法等常规涂布方法涂布于基片(2)上。
作为基片(2),例如,除了玻璃基片、硅基片等以外,还可以使用聚碳酸酯基片、聚酯基片、芳香族聚酰胺基片、聚酰胺酰亚胺基片、聚酰亚胺基片等树脂基片。上述基片可以进行通过硅烷偶联剂等化学试剂的化学试剂处理、等离子体处理、离子电镀处理、溅镀处理、气相反应处理、真空蒸镀处理等前处理。
黑色感光性树脂组合物涂布于基片(2)后,经干燥挥发溶剂,可以在基片上形成黑色感光性树脂组合物层(1)(图2(a))。该层是由黑色感光性树脂组合物的固体成分形成的层,其厚度通常为0.1μm~10μm,优选0.2μm~5.0μm,更优选0.2μm~3.0μm。
接着通过光掩模(3)向黑色感光性树脂组合物层(1)照射光线(4)(图2(b))。
光掩模(3)是由例如在玻璃板(31)等的表面上设置遮光层(32)而形成的。通过遮光层遮蔽光线(4)。玻璃板中没有设置遮光层的部分为透光部分(33),光线经该透光部分通过而照射于黑色感光性树脂组合物层(1)上,该层(1)按照透光部分的图案进行曝光。
作为光线(4),通常使用g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等紫外线。光线优选以平行光照射于黑色光敏性树脂组合物层(1),通常通过掩模校准仪(图中没有显示)等照射。若根据本发明的形成方法,由于能够形成分辨率良好的着色图案,能够容易地稳定并形成例如宽度为20μm左右或以下、优选10μm左右或以下,特别优选5μm或以下的着色图案。
光线的照射量可以根据使用的黑色着色剂(A)的含量、粘合剂树脂(B)的种类及含量、含1个或以上烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)的种类和含量、光聚合引发剂(D)的种类和含量等进行适当地选择。
曝光后,进行显影(图2(c))。显影时,将曝光后的黑色感光性树脂组合物层(1)与显影液接触为好。通过与显影液接触,黑色感光性树脂组合物层中光线没有照射的光线未照射区(11)溶解于显影液中。
作为显影液,例如可以使用碱性水溶液。
作为碱性水溶液,例如可以列举氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂二环-[5,4,0]-7-十一碳烯等水溶性碱性化合物的水溶液。
碱性水溶液的浓度,通常为0.001质量%至10质量%,优选为0.01质量%至1质量%的范围。上述碱性水溶液可以含有甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、表面活性剂等。另外,还可以使用有机溶剂作为显影液,作为该有机溶剂,例如可以列举黑色感光性树脂组合物稀释时所用的上述溶剂等。
对显影方法没有特别的限定,例如可以使用浸渍显影法、喷淋显影法、喷雾显影法、液池显影法(液盛り現象法)等方法进行显影。显影温度通常为10℃~40℃的范围,显影时间通常为10秒~300秒。
通过显影,将黑色感光性树脂组合物层中光线没有照射的光线未照射区(11)溶解于显影液中而除去。另一方面光线照射过的光线照射区(12)保留形成着色图案(5)。
显影后,干燥,得着色图案(5)(图2(c)),使用碱性水溶液作为显影液时,通常,显影后,水洗并干燥。干燥后,还可以进一步加热处理。
本发明的黑色感光性树脂组合物,光敏度高从而可以降低照射量,显影容限大从而能够提高成品率,因而能够高效率地生产着色图案。另外,本发明的黑色感光性树脂组合物由于分辨率良好,能够容易地形成细小的着色图案。
这样形成的着色图案,能够适合作为黑色矩阵使用。
另外,还能提高含该黑色矩阵的滤色片和具有该滤色片的液晶显示装置等显示装置的成品率。
实施例以下,通过实施例对本发明进行详细说明,当然,本发明并不局限于实施例。
实施例1[黑色感光性树脂组合物1的配制]将184质量份黑色着色剂(A)[198质量份黑色颜料(C.I.颜料黑7)与45.5质量份分散剂的混合物]、100质量份粘合剂树脂(B)[将300质量份式(XIV)表示的化合物与50质量份联苯四羧酸二酐、50质量份四氢邻苯二甲酸酐按照日本专利公开平8-278630号公报中记载的方法同样地反应得到的聚羧酸树脂]、 33质量份含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)[二季戊四醇六丙烯酸酯]、14.8质量份光聚合引发剂(D)[式(XV)表示的化合物]以及 1178质量份溶剂(E)[丙二醇一甲醚乙酸酯]混合得到黑色感光性树脂组合物1。
通过旋转涂布法将上述黑色感光性树脂组合物1涂布于玻璃基片[“#1737”コ一ニング社制](2)的表面上,在100℃下加热3分钟进行干燥,在基片(2)上形成黑色感光性树脂组合物层(1)。该干燥后的黑色感光性树脂组合物层的厚度为1.0μm。
将上述形成黑色感光性树脂组合物层(1)的基板(2)通过光掩模(3)用超高压汞灯照射紫外线(照射量为200mJ/cm2),进行曝光。作为光掩模(3),使用其线宽能够形成线宽为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm以及100μm的线状(线条和间隔)着色图案(2)的光掩模。
将曝光后的黑色感光性树脂组合物层于显影液[含氢氧化钾质量百分比0.05%、且含非离子类表面活性剂的水溶液,23℃]中浸渍90秒钟进行显影。
显影后,水洗,230℃下加热20分钟,在基片(2)上形成黑色的着色图案(黑色矩阵)。在光学显微镜下观察该黑色矩阵,重现性好地形成线宽为4μm的着色图案。
与上述同样操作将在基片上形成的黑色感光性树脂组合物层进行曝光,将所得黑色感光性树脂组合物层浸渍于与上述使用的相同的显影液中进行显影,观察10μm重现的显影时间幅度,在40秒至120秒的期间,即在80秒的显影容限下,能够重现性好地形成10μm的图案。
作为掩模图案,除了使用遮光层的光线透过率渐次改变的掩模图案进行曝光以外,与上述同样地操作,求出为形成图案所必需的最小光线照射量(光敏度)。
所得光敏度为80mJ/cm2的非常高的光敏度。
实施例2[黑色感光性树脂组合物2的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用33质量份粘合剂树脂[463质量份式(XVI)表示的化合物与87质量份衣康酸反应后,加入48质量份的丙烯酸进行反应,进一步与102质量份的四氢邻苯二甲酸酐反应得到的聚羧酸树脂]替换实施例1中使用的粘合剂树脂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物2,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
[评价]除了使用形成上述所得黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成了实施例1中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例1同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。
结果列于表1。
实施例3[黑色感光性树脂组合物3的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用7.4质量份上述式(XV)表示的化合物与7.4质量份式(XVII)表示的化合物的混合物替换实施例1中使用的光聚合引发剂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
[评价]除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例2中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例2同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。
结果列于表1。
实施例4[黑色感光性树脂组合物4的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用33质量份粘合剂树脂[加入98质量份式(XVIII)表示的化合物(软化点、环氧当量和水解性氯的含量分别为74℃、336g/eq和230ppm)
与21质量份的丙烯酸进行反应,进一步与7.2质量份四氢邻苯二甲酸酐反应得到的聚羧酸树脂]替换实施例1中使用的粘合剂树脂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物4,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例1中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例1同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。
结果列于表1。
实施例5[黑色感光性树脂组合物3的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用11.1质量份上述式(XV)表示的化合物与3.7质量份式(XIX)表示的化合物的混合物替换实施例1中使用的光聚合引发剂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
[评价]除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例2中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例2同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。
结果列于表1。
实施例6[黑色感光性树脂组合物3的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用7.4质量份上述式(XV)表示的化合物、3.7质量份式(XIX)表示的化合物 以及3.7质量份式(XX)表示的化合物的混合物替换实施例1中使用的光聚合引发剂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
[评介]除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例2中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例2同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。
结果列于表1。
比较例1[黑色感光性树脂组合物5的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用14.8质量份上述式(XVII)表示的化合物替换实施例1中使用的光聚合引发剂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物4,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例1中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例1同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。结果列于表1。
比较例2[黑色感光性树脂组合物6的配制以及黑色感光性树脂组合物层的形成]除了使用80质量份甲基丙烯酸苄酯与甲基丙烯酸的共聚物[甲基丙烯酸苄酯单元的含量为摩尔百分率为65%,甲基丙烯酸单元的含量为摩尔百分比为35%,聚苯乙烯换算重量平均分子量为13000],二季戊四醇六丙烯酸酯的用量为53质量份,替换实施例1中使用的粘合剂树脂以外,与实施例1同样地操作,得到黑色感光性树脂组合物5,形成黑色感光性树脂组合物层(厚度1.0μm)。
除了使用形成上述所得的黑色感光性树脂组合物层的基片替换形成实施例1中得到的黑色感光性树脂组合物层(1)的基片(2)以外,与实施例1同样地操作,评价分辨率、显影容限、光敏度。结果列于表1。
表1

附图的简单说明

图1为显示一例滤色片局部的示意图。
图2为显示用着色感光性树脂组合物在基片上形成着色图案的工序的示意图。
图3为显示用着色感光性树脂组合物在基片上形成着色图案的工序的示意图。
图4为显示用着色感光性树脂组合物在基片上形成着色图案的工序的示意图。
符号的说明1着色感光性树脂组合物层11光线未照射区2基片 12光线照射区3光掩模31玻璃板32遮光层33透光部分4光线5着色图案 5R红色象素5G绿色象素5B蓝色象素5BM黑色矩阵6滤色片
权利要求
1.一种黑色感光性树脂组合物,是含有黑色着色剂(A)、粘合剂树脂(B)、含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)以及至少一种光聚合引发剂(D)的黑色感光性树脂组合物,粘合剂树脂(B)是选自使含2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,进一步与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b1)、以及使含2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应,进一步与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b2)的至少一种聚羧酸树脂,并且,光聚合引发剂(D)含有肟类化合物。
2.权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物,其中光聚合引发剂(D)含有选自式(I)~(IV)所表示的化合物的至少一种化合物, [式(I)~(IV)中,R1~R15各自代表以下定义,R1代表苯基[该苯基可被选自卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代]、甲基、碳原子数为2~20的烷基[该烷基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代]、碳原子数为5~8的环烷基、碳原子数为2~20的烷酰基、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代]、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-所间隔,和/或被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个基团取代]、-CONR10R11基、氰基、硝基、碳原子数为1~4的卤代烷基[该卤素原子代表氟原子、氯原子、溴原子或碘原子]、-SO-Z1[式中,Z1代表碳原子数为1~6的烷基]、-SO2-Z1[式中,Z1代表与上述相同的定义]、-Z2-SO-Z3[式中,Z2代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表碳原子数为6~12的芳基]、-Z4-SO2-Z3[式中,Z4代表碳原子数为1~12的亚烷基,Z3代表与上述相同的定义]、-SO2O-Z5[式中,Z5代表碳原子数为6~10的芳基]或者二苯基膦基;R2代表碳原子数为2~12的烷酰基[该烷酰基可被1个或以上卤素原子或氰基取代]、碳原子数为4~6的链烯酰基[但是,链烯酰基的双键不与羰基共轭]、苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、氰基、-OR8、-SR9以及-NR10R11中的至少1个取代]、碳原子数为2~6的烷氧羰基或者苯氧羰基[该苯氧羰基可被碳原子数为1~6的烷基或卤素原子取代];R3~R7各自独立地代表氢原子、卤素原子、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基任选其烷基链可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上的羟基取代]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上1个碳原子形成5元环或六元环,但是,在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子],且R3~R7至少1个是选自-OR8、-SR9或者-NR10R11;R8代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T1(式中T1代表碳原子数为1~4的烷基)、-O(CO)-Z6(式中,Z6代表碳原子数为1~4的烷基)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T2(式中,T2表示碳原子数为1~4的烷基)取代,另外,该烷基还可被1个或以上-O-间隔]、-(CH2CH2O)n-H[式中,n代表1~20的整数]、碳原子数为2~8的烷酰基、碳原子数为3~12的链烯基、碳原子数为3~6的链烯酰基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4烷氧基取代]、-Ph-T3[式中,Ph代表苯基,T3代表碳原子数为1~3的烷基]、-SiT4rPh3-r[式中,T4代表碳原子数为1~8的烷基,Ph代表苯基,r代表1~3的整数]或者式(V), 式(V)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M1代表单键、碳原子数为1~12的亚烷氧基[该亚烷氧基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔]、或者碳原子数为1~12的氧亚烷基[该氧亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔];R9代表氢原子、甲基、碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被-OH、-SH、氰基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为3~6的链烯氧基、-OCH2CH2CN、-OCH2CH2(CO)O-T5(式中,T5代表碳原子数为1~4的烷基)、-O(CO)-T6(式中,T6代表碳原子数为1~4的烷基)、-O(CO)-Ph(式中,Ph代表苯基)、-(CO)OH或者-(CO)O-T7(式中,T7代表碳原子数为1~4的烷基)取代,另外,该烷基还可被1个或以上-O-或者-S-间隔]、碳原子数为3~12的链烯基、环己基、苯基[该苯基可被卤素原子、碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~4的烷氧基取代]或者式(VI), 式(VI)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M2代表单键或-T14-S-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)];R10和R11各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为2~4的羟基烷基、-T9-O-T10[式中,T9代表碳原子数为1~6的亚烷基,T10代表碳原子数为1~6的烷基]、碳原子数为3~5的链烯基、碳原子数为5~12的环烷基、苯基[该苯基可被碳原子数为1~12的烷基或者碳原子数为1~4的烷氧基取代]、碳原子数为2~3的烷酰基、碳原子数为3~6的链烯酰基或者苯甲酰基,另外,在R10和R11结结合在同1个氮原子的情况下,可以一起形成碳原子数为2~6的亚烷基[该亚烷基可被-O-或-NR8-间隔,和/或被羟基、碳原子数为1~4的烷氧基、碳原子数为2~4的烷酰氧基或苯甲酰氧基取代],当R10为氢原子时,R11可为式(VII), 式(VII)中,R1和R2代表与上述相同的定义,M3代表单键、哌嗪基或-T14-NH-[式中,T14代表碳原子数为1~12的亚烷基(该亚烷基可被1~5个-O-、-S-、和/或-NR10-间隔)];R12代表碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或根据情况被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基[该苯氧羰基可被1个或以上碳原子数为1~6的烷基、卤素原子、苯基、OR8或NR10R11取代]、碳原子数为5~8的环烷基、-CONR10R11、氰基、苯基[该苯基可被SR9取代,还可以通过与具有R13~R15的苯环的碳原子成键,通过除去1个氢原子的R9(但是,在形成环结构的情况下,R9不为氢原子或氰基)形成5元环或者6元环],当R13~R15至少1个为-SR9时,R12代表甲基或者碳原子数为2~12的烷基[该烷基可被1个或以上卤素原子、-OH、-OR2、苯基、卤代苯基或者SR9取代苯基取代,或者可被-O-和/或-NH(CO)-间隔];R13~R15各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、环戊基、环己基、苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9和-NR10R11中的基团取代]、苄基、苯甲酰基、碳原子数为2~12的烷酰基、碳原子数为2~12的烷氧羰基[该烷氧羰基可被1个或以上-O-间隔,和/或被1个或以上羟基取代]、苯氧羰基、-OR8、-SR9、-SOR9、-SO2R9或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团,与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上的1个碳原子形成5元环或六元环。但是在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子],且R13~R15至少1个代表-OR8、-SR9或者-NR10R11;X代表碳原子数为1~12的亚烷基、亚环己基、亚苯基、-(CO)O-T12-O(CO)-[式中,T12代表碳原子数为2~12的亚烷基]、-(CO)O-(CH2CH2O)n-(CO)-[式中,n代表1~20的整数]、或者-(CO)-T13-(CO)-[式中,T13代表碳原子数为2~12的亚烷基]。
3.权利要求2所述的黑色感光性树脂组合物,其中R1是苯基或者碳原子数为2~8的烷基,R2是碳原子数为2~6的烷酰基或者苯甲酰基[该苯甲酰基可被选自碳原子数为1~6的烷基和卤素原子中的至少一个基团取代],R3、R6、R7各自独立地是氢原子、卤素原子或者苯基[该苯基可被至少1个选自-OR8、-SR9以及-NR10R11中的基团取代],R5是-OR8、-SR9、或者-NR10R11[这里,-OR8、-SR9和-NR10R11可以通过除去R8~R11上的1个氢原子所得的基团,与作为R3~R7存在的苯环的上述取代基或苯环上的1个碳原子形成5元环或六元环,但是在形成环的情况下,R8~R11不为氢原子]。
4.权利要求2或3所述的黑色感光性树脂组合物,其中R3、R6、和R7任意一个都为氢原子。
5.权利要求2~4任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其中R1是n-己基、R2是苯甲酰基,R5是苯硫基。
6.权利要求1~5任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,还含有三嗪类光聚合引发剂。
7.权利要求1~6任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,含有选自二苯酮类光聚合引发剂和二苯酮类光聚合引发助剂的至少一种。
8.权利要求1~7任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,还含有乙酰苯类光聚合引发剂。
9.权利要求1~8任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其中含有2个或以上环氧基的化合物为选自式(VIII)和式(IX)表示的化合物中的至少一种化合物, [式(VIII)中,p代表1至20的整数,R16~R19各自独立地代表氢原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基或者碳原子数为7~20的芳烷基,Q1~Q11各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为1~8的链烯基、碳原子数为1~8的炔基、碳原子数为5~12的环烷基、碳原子数为6~14的芳基、碳原子数为7~20的芳烷基、碳原子数为1~8的烷氧基、碳原子数为1~8的链烯氧基、碳原子数为1~8的炔基氧基、碳原子数为6~14的芳氧基、硝基或氰基], [式(IX)中,Q12~Q15各自独立地代表氢原子、卤素原子或者碳原子数为1~8的烷基,R20代表碳原子数为1~10的亚烷基,q代表0~5的整数,Y代表单键或者式(IX-1)~式(IX-8)任意一个所代表的2价基团]。
10.权利要求1~9任意一项所述的黑色感光性树脂组合物,其中所含黑色着色剂(A)为选自碳黑和涂覆炭黑的至少1种的黑色着色剂。
11.使用权利要求1~10任意一项所述的黑色感光性树脂组合物形成的着色图案。
12.用于黑色矩阵的权利要求11所述的着色图案。
13.含有权利要求11或12所述着色图案的滤色片。
14.具有权利要求13所述的滤色片的显示装置。
全文摘要
一种黑色感光性树脂组合物,是含有黑色着色剂(A)、粘合剂树脂(B)、含烯属不饱和键的能够加成聚合的化合物(C)以及至少一种光聚合引发剂(D)的黑色感光性树脂组合物,粘合剂树脂(B)是选自使含2个或以上环氧基的化合物和多元羧酸的反应物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b1)、以及使含2个或以上环氧基的化合物与不饱和一元羧酸反应,再与多元羧酸酐反应所得的聚羧酸树脂(b2)的至少一种聚羧酸树脂,并且,光聚合引发剂(D)含有肟类化合物。
文档编号G03F7/027GK1609709SQ20041004774
公开日2005年4月27日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年4月24日
发明者室诚治, 井上雅人, 中井英之 申请人:住友化学工业株式会社
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