用于形成着色层的放射线敏感性组合物、滤色器和彩色液晶显示元件的制作方法

文档序号:2800070阅读:179来源:国知局
专利名称:用于形成着色层的放射线敏感性组合物、滤色器和彩色液晶显示元件的制作方法
技术领域
本发明涉及用于形成着色层的放射线敏感性组合物、滤色器和彩色液晶显示元件。更详细地说,涉及在着色层的形成中使用的放射线敏感性组合物,该着色层用于制备在透射型或者反射型的彩色液晶显示装置、彩色摄像管元件等中使用的滤色器;具有由该放射线敏感性组合物形成的着色层的滤色器;以及具备该滤色器的彩色液晶显示元件。

背景技术
以往,已知使用着色放射线敏感性组合物制造滤色器时,在基板上或者在预先形成所期望的图案的遮光层的基板上涂布着色的放射线敏感性组合物,干燥,然后对干燥涂膜按所期望的图案形状照射放射线(以下称为“曝光”),进行显影,从而得到各种颜色的像素的方法(参见日本特开平2-144502号公报和日本特开平3-53201号公报)。
此外,近年来,在滤色器的技术领域中,主流是降低曝光量、缩短生产节拍时间,另外,还强烈需求液晶显示元件高精细度显示、可形成更微细的图案。但对于以往的着色放射线敏感性组合物,显影时容易发生图案边缘的缺损或侧蚀,因此很难在缩短生产节拍时间的同时,获得良好图案形状的像素和黑色矩阵,在形成高精细的图案方面可以说还有不足。


发明内容
本发明的目的涉及显示优异的显影性的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,更具体地说,其目的在于提供在显影时不会有未溶解物残留,图案边缘不会出现浮渣,并且在低曝光量下也可以获得没有图案边缘缺损和侧蚀的像素和黑色矩阵、可形成微细的图案的新型的用于形成着色层的放射线敏感性组合物。
本发明的另一目的在于提供具有着色层的滤色器以及具备滤色器的彩色液晶显示元件。
本发明的其它目的和优点如以下所说明。
根据本发明,本发明的上述目的和优点第一方面通过放射线敏感性组合物实现,该放射线敏感性组合物含有(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体和(D)光自由基发生剂,并用于形成着色层,其中(B)碱溶性树脂含有聚酯,且所述聚酯的主链上具有脂环式烃骨架,并且侧链上具有聚合性不饱和键。
本发明所述上述“着色层”是指在滤色器中使用的含有像素和/或黑色矩阵的层。
根据本发明,本发明的上述目的和优点第二方面通过滤色器实现,该滤色器具有由上述放射线敏感性组合物形成的着色层。
根据本发明,本发明的上述目的和优点第三方面通过彩色液晶显示元件实现,该彩色液晶显示元件具备上述滤色器。
以下对本发明进行详细说明。
实施发明的最佳方式 放射线敏感性组合物 -(A)成分- 作为(A)成分的着色剂的色调没有特别的限定,可以根据所得滤色器的用途适当选定。例如颜料、染料或者天然色素均可。
滤色器要求高精细的显色和耐热性,因此作为本发明的着色剂,优选显色性高且耐热性高的着色剂,特别优选耐热分解性高的着色剂。优选使用有机颜料或无机颜料,特别优选使用有机颜料、炭黑. 作为上述有机颜料,可以举出在染料索引(C.I.;The Society ofDyers and Colourists社发行)中分类为颜料的化合物,具体可以举出下述染料索引(C.I.)编号的化合物。
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1 17、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.颜料黄180、C.I.颜料黄185; 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57:2、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; C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7。
这些有机颜料可以通过例如硫酸重结晶法、溶剂洗涤法或它们的组合等适当的方法纯化后使用。
作为无机颜料可列举例如氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、锌白、硫酸铅、铅黄、锌黄、铁丹(红色氧化铁(III))、镉红、群青、普鲁士蓝、氧化铬绿、钴绿、棕土、钛黑、合成氧化铁黑、炭黑等。
在本发明中,上述颜料可以分别单独使用,或者2种或以上混合使用,也可以一起使用有机颜料和无机颜料。在形成像素时,优选使用1种或以上的有机颜料,在形成黑色矩阵时,优选使用2种或以上的有机颜料和/或炭黑。
在本发明中,根据需要,可以用聚合物对上述颜料的粒子表面进行改性来使用。作为对颜料的粒子表面进行改性的聚合物,可以举出例如特开平8-259876号公报等中记载的聚合物、市售的各种分散颜料用的聚合物或低聚物等。
另外,在本发明中,根据需要,着色剂可以和分散剂一起使用。
作为上述分散剂,可以举出阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、硅氧烷类、氟类等表面活性剂。
作为上述表面活性剂,例如有聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚;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烷基苯基醚;聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯;脱水山梨糖醇脂肪酸酯;脂肪酸改性聚酯;叔胺改性聚氨酯;聚乙烯亚胺等,此外还有以下面商品名表示的KP(信越化学工业(株)制造)、ポリフロ一(共荣社化学(株)制)、ェフトツプ(ト一クムプロダクツ社制)、メガフアツク(大日本油墨化学工业(株)制)、フロラ一ド(住友スリ-ェム(株)制)、アサヒガ一ド、サ一フロン(以上为旭硝子(株)制)、BYK、Disperbyk(以上为ビツククミ一·ジヤパン(株)制)、ンルスパ一ス(セネカ(株)制)、EFKA(ェフカ一·クミカルズ·ビ一ブイ社制)等。
这些表面活性剂可以单独使用或者2种以上混合使用。
表面活性剂的使用量相对于100重量份着色剂,优选为50重量份以下,更优选为0-30重量份。
本发明中,放射线敏感性组合物可以利用适当的方法制备。使用颜料作为着色剂时,例如优选如下制备在溶剂中、分散剂的存在下,例如使用珠磨机、辊磨机等,将该颜料、以及根据情况与后述的(B)碱溶性树脂一起粉碎并混合、分散,制成颜料分散液,将其与后述的(B)-(D)成分等混合来制备。
制备上述颜料分散液时,上述分散剂的用量相对于100重量份颜料,优选100重量份或以下,更优选0.5-100重量份,进一步优选1-70重量份,特别优选10-50重量份。分散剂的用量超过100重量份时,会有有损显影性等的可能。
另外,作为制备上述颜料分散液时使用的上述溶剂,例如可以与后述的放射线敏感性组合物的液体组合物中所列举的溶剂相同。
上述溶剂的用量相对于100重量份颜料,优选500-1,000重量份,更优选700-900重量份。
使用珠磨机制备上述颜料分散液时,例如可使用直径0.5-10mm左右的玻璃珠或氧化钛珠等,将含有颜料、溶剂和分散剂的颜料混合液优选用冷却水等冷却,同时混合、分散而实施。
此时,珠的填充率优选磨机容量的50-80vol%。颜料混合液的注入量优选磨机容量的20-50vol%左右。处理时间优选2-50小时,更优选2-25小时。
使用辊磨机进行制备时,例如可使用三辊磨、双辊磨等,将颜料混合液优选用冷却水等冷却,同时进行处理而实施。
此时,辊间隔优选10μm或以下,剪切力例如108dyn/秒左右。处理时间优选2-50小时,更优选2-25小时。
-(B)成分- 本发明中的(B)成分是含有聚酯(以下称为“侧链不饱和脂环式聚酯”)的碱溶性树脂(以下称为“(B)碱溶性树脂”),其中所述聚酯在主链上具有脂环式烃骨架,且在侧链上具有聚合性不饱和键,该(B)成分对(A)着色剂发挥粘合剂的作用,并且是在制备滤色器时,对于在其显影处理步骤中使用的碱显影液具有可溶性的树脂。
侧链不饱和脂环式聚酯中的脂环式烃骨架例如有环戊烷、甲基环戊烷、乙基环戊烷、正丙基环戊烷、异丙基环戊烷、1-甲基-3-异丙基环戊烷、环戊烯、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、正丙基环己烷、异丙基环己烷、1-甲基-3-异丙基环己烷、1-甲基-4-异丙基环己烷、环己烯、环庚烷、甲基环庚烷、乙基环庚烷、正丙基环庚烷、异丙基环庚烷、1-甲基-3-异丙基环庚烷、1-甲基-4-异丙基环庚烷、环庚烯、环辛烷、环辛烯等来自具有4-8元碳环的烃的骨架。
这些脂环式烃骨架中,优选具有环己烷环的骨架,特别优选来自1-甲基-3-异丙基环己烷、1-甲基-4-异丙基环己烷等的骨架。
侧链不饱和脂环式聚酯中,脂环式烃骨架可直接或经由二价的键合基团,形成使聚酯的构成单元连接的主链酯结构。
上述二价的键合基团例如有亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚丁基等亚甲基或主链碳原子数为1-6的直链或支化烷撑;亚环丁基、亚环戊基、亚环己基等具有4-8元环碳环的环烷撑;亚环戊基亚甲基、亚环戊基亚乙基、亚环戊基亚丙基、亚环己基亚甲基、亚环己基亚乙基、亚环己基亚丙基等在具有4-8元环碳环的环烷撑上连接亚甲基、亚乙基、亚丙基等主链碳原子数1-6的二价烃链所得基团;1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,4-亚萘基等碳原子数6-10的亚芳基;上述碳原子数6-10的亚芳基上连接亚甲基、亚乙基、亚丙基等主链碳原子数1-6的二价烃链所得基团;间亚苯氧基(-m-C6H4-O-)、对亚苯氧基(-p-C6H4-O-)等碳原子数6-10的亚芳氧基;上述亚芳氧基中的氧基上连接亚甲基、亚乙基、亚丙基等主链碳原子数1-6的二价烃链所得基团等。
这些二价的键合基团中,优选碳原子数6-10的亚芳氧基,特别优选对亚苯氧基。
侧链不饱和脂环式聚酯中,侧链的聚合性不饱和键只要是在制成用于形成着色层的放射线敏感性组合物时可以与后述的(C)多官能性单体或根据情况使用的单官能性单体共聚即可,没有特别限定,从侧链不饱和脂环式聚酯的合成容易性的角度考虑,例如优选来自(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸等聚合性不饱和羧酸的不饱和键,特别优选来自(甲基)丙烯酸的不饱和键。
本发明中,侧链不饱和脂环式聚酯特别优选下式(1)所示聚酯(以下称为“聚酯(1)”)。

[式(1)中,各X相互独立,表示下式(2)或式(3)所示的二价基团,各Y相互独立,表示从有机四羧酸中除去四个羧基所得的残基,各R1相互独立,表示氢原子或甲基,各R2相互独立,表示氢原子或羧基封闭剂残基,n为1-40的整数]。

侧链不饱和脂环式聚酯例如可如下制备合成主链上具有脂环式烃骨架、且侧链上具有聚合性不饱和键的二醇化合物,使该二醇化合物与2价或以上、优选2-4价、特别优选与四羧酸酐进行酯化反应。
聚酯(1)可优选通过下式(6)或式(7)所示的含二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物与下式(8)所示的四羧酸二酐(以下称为“四羧酸二酐(8)”)的酯化反应制备。

[式(6)中,R1与式(1)中的R1含义相同]。

[式(7)中,R1与式(1)中的R1含义相同]。

[式(8)中,Y与式(1)中的Y含义相同]。
以下,对于侧链不饱和脂环式聚酯的制备方法,以聚酯(1)的情形为代表进行说明。
首先,含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物例如可如下制备将下式(9)所示的二苯酚(以下称为“二苯酚(9)”)和/或式(10)所示的二苯酚(以下称为“二苯酚(10)”)进行二缩水甘油醚化,合成下式(11)或式(12)所示的二缩水甘油基醚化物,然后在该二缩水甘油基醚化物的两个末端的环氧基上加成丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
上述所得含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物,优选其酸值低于10mgKOH/g,环氧当量为10,000-20,000。


合成含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物时,二苯酚可以单独或者将2种或以上混合使用,优选将二苯酚(9)和二苯酚(10)按照80-60∶20-40的重量比一起使用。
合成含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物时,二苯酚的二缩水甘油基醚化反应可按照常规环氧树脂的合成方法实施。例如,可通过在碱性催化剂存在下,使表氯醇与二苯酚反应来合成。
上述得到的二缩水甘油基醚化物的环氧当量优选为260-300。
四羧酸二酐(8)没有特别限定,优选举出下式(8-1)所示的化合物、式(8-2)所示的化合物、式(8-3)所示的化合物等。


制备聚酯(1)时的含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物与四羧酸二酐(8)的酯化反应的实施方法没有特别限定,例如可以在加热下将含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物溶解于有机溶剂中,向其中添加四羧酸二酐(8),边搅拌边反应,制备聚酯(1)。
通过上述酯化反应得到的聚酯(1)中,式(1)中的R2全部为氢原子,四羧酸二酐(8)的各残基部分具有2个至3个羧基,由此显示对碱水溶液的优异的溶解性。
本发明中,可以用羧基封闭剂对酯化反应得到的聚酯(1)中的游离羧基的至少一部分进行封闭而使用。这种情况下,通过改变羧基的封闭比例,可以调节聚酯(1)的酸值,控制碱溶解性。
上述羧基封闭剂没有特别限定,可以是缩水甘油基醚类、碳二亚胺类等公知的物质。例如优选苯基缩水甘油基醚、4-正丁基苯基缩水甘油基醚、间苯二酚缩水甘油基醚等。
本发明中,聚酯(1)的酸值优选20-80mgKOH/g,进一步优选30-70mgKOH/g。聚酯(1)中的R2根据四羧酸二酐(8)的种类而不同,优选50mol%或以上、更优选70mol%或以上为氢原子,这从可确保良好的碱显影性角度考虑优选。
用羧基封闭剂进行封闭后的聚酯(1)的环氧当量优选为60,000或以上。
聚酯(1)具有多个具聚合性的丙烯酰基或甲基丙烯酰基,因曝光而固化,变得难溶解于碱水溶液中,而在未固化状态下可溶解于碱水溶液中,因此,作为抗蚀剂被膜,可通过局部曝光,保留固化部分,而未固化部分被碱水溶液溶解除去,表达碱显影性。另外,聚酯(1)与各种基板附着性良好,固化收缩小,玻璃化转变温度(Tg)高,耐热性优异,同时可形成高硬度的抗蚀剂被膜。并且,分子主链中含有的脂环式烃骨架部分形成比较柔软的结构,具有良好的挠曲性。
本发明中,通过凝胶渗透色谱(GPC)(洗脱溶剂四氢呋喃)对侧链不饱和键脂环式聚酯进行测定,经聚苯乙烯换算的重均分子量(以下称为“Mw”)优选3,000-100,000,进一步优选5,000-25,000。Mw比上述范围小,则挠曲性和附着性可能降低,而比上述范围大,则光固化性、未固化状态下的碱溶解性等可能降低。当为聚酯(1)时,Mw可通过改变上述酯化反应中有机溶剂或反应原料的量来进行调节。
通过凝胶渗透色谱(GPC)(洗脱溶剂四氢呋喃)对侧链不饱和脂环式聚酯进行测定,经聚苯乙烯换算的数均分子量(以下称为“Mn”)优选1,000-60,000,更优选2,000-25,000。
从确保在未固化状态下的良好碱溶解性的角度考虑,侧链不饱和脂环式聚酯优选其酸值为60-70mgKOH/g。
本发明中,侧链不饱和脂环式聚酯可以单独或将两种或以上混合使用。
本发明中,作为碱溶性树脂,可以与侧链不饱和脂环式聚酯一起使用其它碱溶性树脂。
上述其它碱溶性树脂例如可以举出具有羧基、酚式羟基、磺酸基等酸性官能团的聚合性不饱和单体和与它们不同的其他可共聚的不饱和单体(以下称为“共聚性不饱和单体”)的共聚物。
具有羧基的聚合性不饱和单体(以下称为“含有羧基的不饱和单体”)可以例举 (甲基)丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸等不饱和一元羧酸; 马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、中康酸等不饱和二元羧酸或其酸酐; 三元或以上的不饱和多元羧酸或其酸酐; 琥珀酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯、邻苯二甲酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯等二元或以上的多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯; ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯等。
上述含有羧基的不饱和单体可以单独或将两种或以上混合使用。
具有酚式羟基的聚合性不饱和单体例如有邻羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、对羟基苯乙烯、邻羟基-α-甲基苯乙烯、间羟基-α-甲基苯乙烯、对羟基-α-甲基苯乙烯、N-邻羟基苯基马来酰亚胺、N-间羟基苯基马来酰亚胺、N-对羟基苯基马来酰亚胺等。
这些具有酚式羟基的聚合性不饱和单体可以单独或将两种或以上混合使用。
具有磺酸基的聚合性不饱和单体例如有异戊二烯磺酸、对苯乙烯磺酸等。
这些具有磺酸基的聚合性不饱和单体可以单独或将两种或以上混合使用。
共聚性不饱和单体例如有 聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚硅氧烷等聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体(以下简称为“大分子单体”); N-苯基马来酰亚胺、N-邻羟基苯基马来酰亚胺、N-间羟基苯基马来酰亚胺、N-对羟基苯基马来酰亚胺、N-邻甲基苯基马来酰亚胺、N-间甲基苯基马来酰亚胺、N-对甲基苯基马来酰亚胺、N-邻甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对甲氧基苯基马来酰亚胺等N-芳基马来酰亚胺或N-环己基马来酰亚胺等的N位-取代马来酰亚胺; 苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻乙烯基苄基甲基醚、间乙烯基苄基甲基醚、对乙烯基苄基甲基醚、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚等芳族乙烯基化合物;茚、1-甲基茚等茚类; (甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基二甘醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三甘醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基双丙甘醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、单(甲基)丙烯酸甘油酯等不饱和羧酸酯; (甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氨基丙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸3-氨基丙酯、(甲基)丙烯酸3-二甲基氨基丙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯; (甲基)丙烯酸缩水甘油基酯等不饱和羧酸缩水甘油基酯类; 乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯; 乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基缩水甘油基醚等不饱和醚; (甲基)丙烯腈、α-氯丙烯腈、偏二氰乙烯等氰化乙烯化合物; (甲基)丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺等不饱和酰胺; 1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂族共轭二烯等。
本发明中,上述其它碱溶性树脂例如优选含有羧基的不饱和单体与共聚性不饱和单体的共聚物(以下简称为“含有羧基的共聚物”),进一步优选含有(a)含有(甲基)丙烯酸的含羧基不饱和单体,(b)选自聚苯乙烯大分子单体、聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸甘油酯的至少一种,(c)根据情况还含有选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯和(甲基)丙烯酸苯酯的至少一种的单体混合物的共聚物。
其它碱溶性树脂的Mw优选2,000-300,000,更优选3,000-100,000。Mn优选1,000-60,000,更优选2,000-25,000。
本发明中,其它碱溶性树脂可以单独或将两种或以上混合使用。
本发明中,相对于100重量份(A)着色剂,碱溶性树脂的总用量优选10-1,000重量份,更优选20-500重量份。碱溶性树脂的总用量低于10重量份,则例如碱显影性降低,未曝光部分的基板上或者遮光层上发生浮垢或残膜;而超过1000重量份,则着色剂浓度相对降低,很难实现薄膜的目标色密度。
碱溶性树脂中的侧链不饱和脂环式聚酯的使用比例优选10-100重量%,特别优选20-100重量%。侧链不饱和脂环式聚酯的使用比例低于10重量%,则本发明所期待的效果会受损。
-(C)成分- 本发明的(C)成分是分子内具有2个或以上聚合性不饱和键的多官能性单体。
作为上述多官能性单体,可以列举例如 乙二醇、丙二醇等亚烷基二醇的二(甲基)丙烯酸酯; 聚乙二醇、聚丙二醇等聚亚烷基二醇的二(甲基)丙烯酸酯; 甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等三元或以上的多元醇的多(甲基)丙烯酸酯、以及它们的二元羧酸改性物; 聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、螺烷树脂等的低聚(甲基)丙烯酸酯; 两末端羟基聚-1,3-丁二烯、两末端羟基聚异戊二烯、两末端羟基聚己内酯等两末端羟基化聚合物的二(甲基)丙烯酸酯、以及三[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]磷酸酯等。
在这些多官能性单体中,优选三元或以上的多元醇的多(甲基)丙烯酸酯及它们的二元羧酸改性物,具体来说,优选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、下述式(13)所示的化合物、下述式(14)所示的化合物等,
出于着色层强度高、着色层表面的平滑性优良、且在未曝光部分的基板上和遮光层上难以产生浮垢、残膜等考虑,特别优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯。
上述多官能性单体可以单独使用或将2种或以上混合使用。
相对于100重量份(B)碱溶性树脂,本发明的多官能性单体的用量优选为5-500重量份,更优选为20-300重量份。此时,多官能性单体用量低于5重量份的话,着色层的强度、表面平滑性有降低的倾向,而如果超过500重量份,会有例如碱显影性降低,或者容易在未曝光部分的基板上或遮光层上产生浮垢、残膜等的倾向。
本发明中,多官能性单体可以与分子内具有一个聚合性不饱和键的单官能性单体组合使用。
作为上述单官能性单体,可以举出与上述其它碱溶性树脂中的含有羧基的不饱和单体或共聚性不饱和单体中所例举的化合物一样的化合物,N-(甲基)丙烯酰基吗啉,N-乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基-ε-己内酰胺,除此之外,还有作为市售品的M-5600(商品名,东亚合成(株)制)等。
这些单官能性单体可以单独使用或者2种或以上混合使用。
单官能性单体的使用比例相对于多官能性单体和单官能性单体的总量,优选为90重量%或以下,更优选50重量%或以下。单官能性单体的使用比例如果超过90重量%的话,所得着色层的强度和表面平滑性可能不足。
相对于100重量份(B)碱溶性树脂,本发明的多官能性单体和单官能性单体的总用量优选为5-500重量份,更优选为20-300重量份。如果上述总用量低于5重量份,则着色层的强度和表面平滑性存在降低的倾向,而如果超过500重量份,则存在例如碱显影性降低,或者在未曝光部的基板上或者遮光层上易于产生浮垢、残膜等的倾向。
-(D)光自由基发生剂- 本发明的(D)光自由基发生剂通过可见光、紫外线、远紫外线、带电粒子射线、X射线等放射线曝光,产生可引发(C)多官能性单体和根据情况结合使用的单官能性单体聚合的自由基。
本发明中,光自由基发生剂例如优选下式(4)或式(5)所示的化合物(以下称为“咔唑系化合物(D1)”)。

[式(4)和式(5)中,各R3相互独立,表示碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基或苯基,各R4相互独立,表示氢原子、碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基或苯基,各R5相互独立,表示氢原子或碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基,各R6、各R7和各R8相互独立,表示氢原子或碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基;R3、R4、R5、R6、R7和R8的烷基各自可被选自碳原子数1-6的直链、支化或环状的烷氧基、苯基和卤素原子的取代基取代;R3和R4的苯基各自可被选自碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基,碳原子数1-6的直链、支化或环状烷氧基,苯基和卤素原子的取代基取代]。
式(4)和式(5)中,R3、R4和R5的碳原子数1-12的直链、支化或环状的烷基例如有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、环戊基、环己基等。
R6、R7和R8的碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基例如有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环戊基、环己基等。
R3、R4、R5、R6、R7和R8的各烷基的取代基、以及R3和R4的各苯基的取代基中,碳原子数1-6的直链、支化或环状烷氧基例如有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基等,卤素原子例如有氟原子、氯原子等。
R3和R4的各苯基的取代基中,碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基例如有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等。
各烷基和各苯基中,上述取代基可以存在一个或以上或者一种或以上。
式(4)和式(5)中,R3优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基等,R4优选氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等,R5优选氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等,进一步优选R6、R7和R8为氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等。
本发明优选的咔唑系化合物(D1)的具体例子例如有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-正丁基-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。
这些咔唑系化合物(D1)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。
本发明中,咔唑系化合物(D1)可以单独或将两种或以上混合使用。
本发明中,可以使用咔唑系化合物(D1)以外的光自由基发生剂(以下称为“其它光自由基发生剂”).其具体例子例如有至少具有一种下式(15-1)、式(15-2)或式(15-3)所示主要骨架的联咪唑系化合物、苯偶姻系化合物、苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、呫吨酮系化合物、膦系化合物、三嗪系化合物等。

上述联咪唑系化合物例如有 2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、 2,2’-双(2,4,6-三溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。
在这些联咪唑系化合物中,优选2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、以及2,2’-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑,特别优选2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑。
-氢供体- 本发明中,使用联咪唑系化合物作为光自由基发生剂时,从可进一步改善感度来考虑,优选与下述的氢供体并用。
这里所称的“氢供体”是指可向由曝光从联咪唑系化合物产生的自由基提供氢原子的化合物。
作为上述氢供体,优选下述定义的硫醇系化合物、下述定义的胺系化合物等。
上述硫醇系化合物含有以苯环或杂环作为母核、具有1个或以上、优选1-3个,进一步优选1-2个直接键合到该母核上的巯基的化合物(以下称为“硫醇系氢供体”)。
上述胺系化合物含有以苯环或杂环作为母核、具有1个或以上、优选1-3个,进一步优选1-2个直接键合到该母核上的氨基的化合物(以下称为“胺系氢供体”)。
另外,这些氢供体可以同时具有巯基和氨基。
以下更具体地说明氢供体。
硫醇系氢供体可以分别具有1个或以上苯环或杂环,还可以具有苯环和杂环二者。具有2个或以上这些环时,可以形成稠合环。
硫醇系氢供体在具有2个或以上巯基时,只要残留至少1个游离的巯基,1个或以上其余的巯基可以被烷基、芳烷基或芳基取代。进而只要残留有至少1个游离巯基,即可以具有通过亚烷基等2价有机基团键合2个硫原子的结构单元、或者2个硫原子以二硫醚的形态键合的结构单元。
进而,硫醇系氢供体在巯基以外的位置可以被羧基、取代或未取代的烷氧基羰基、取代或未取代的苯氧基羰基、腈基等取代。
作为这样的硫醇系氢供体的具体例子,可列举2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并唑、2-巯基苯并咪唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-2,5-二甲基氨基吡啶等。
这些硫醇系氢供体中,优选2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并唑,特别优选2-巯基苯并噻唑。
胺系氢供体可以分别具有1个或以上苯环或杂环,还可以具有苯环和杂环二者。具有2个或以上这些环时,可以形成稠合环。
并且,胺系氢供体中,1个或以上的氨基可以被烷基或取代烷基取代,并且氨基以外的位置也可以被羧基、取代或未取代的烷氧基羰基、取代或未取代的苯氧基羰基、腈基等取代。
作为这样的胺系氢供体的具体例子,可列举有4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二-乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苄腈等。
在这些胺系氢供体中,优选4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮,特别优选4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。在不存在联咪唑系化合物时,4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮或4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮可自身单独发挥光自由基发生剂的作用。
在本发明中,氢供体可以单独使用或将2种或以上混合使用。由于形成的着色层在显影时难以从基板上脱落,以及着色层强度和感度也高,优选将1种或以上的硫醇系氢供体与1种或以上的胺系氢供体组合使用。
优选的硫醇系氢供体与胺系氢供体组合的具体例子可列举2-巯基苯并噻唑/4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、2-巯基苯并噻唑/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-巯基苯并唑/4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、2-巯基苯并唑/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。更优选的组合有2-巯基苯并噻唑/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-巯基苯并唑/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮,特别优选的组合为2-巯基苯并噻唑/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
在硫醇系氢供体与胺系氢供体的组合中,硫醇系氢供体与胺系氢供体的重量比优选为1∶1-1∶4,更优选为1∶1-1∶3。
作为光自由基发生剂的上述苯偶姻系化合物例如有苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯等。
上述苯乙酮系化合物例如有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、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代-1-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮等。
上述二苯甲酮系化合物例如有4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。
上述α-二酮系化合物例如有丁二酮、联苯甲酰、甲基苯甲酰基甲酸酯等。
上述多核醌系化合物例如有蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1,4-萘醌等。
上述呫吨酮系化合物例如有呫吨酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
上述膦系化合物例如有双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。
上述三嗪系化合物例如有2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、下式(16)所示化合物、
下式(17)所示化合物
等具有卤代甲基的化合物等。
本发明中,光自由基发生剂可以单独或将2种或以上混合使用。
本发明中,还可以根据需要,与上述光自由基发生剂一起结合使用增感剂、固化促进剂或高分子光交联·增感剂的一种或以上。
在本发明中,相对于100重量份的(C)多官能性单体或与根据情况使用的单官能性单体的总量,本发明的光自由基发生剂的用量优选为0.01-200重量份,更优选为1-120重量份,特别优选为1-100重量份。此时,如果光自由基发生剂的用量低于0.01重量份,则由于曝光引起的固化变得不足,难以获得像素图案或黑色矩阵图案按照规定的排列配置的图案阵列,而如果超过200重量份,则形成的着色层在显影时容易从基板上脱落、未曝光部分的基板上或遮光层上容易发生浮垢、残膜等。
本发明中,作为光自由基发生剂的咔唑系化合物(D1)与其它光自由基发生剂结合使用时,其它光自由基发生剂的使用比例相对于咔唑系化合物(D1)和其它光自由基发生剂的合计优选50重量%或以下,进一步优选30重量%或以下。
-添加剂- 本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物也可以根据需要含有各种添加剂。
作为上述添加剂,可以举出显示更改善放射线敏感性组合物在碱显影液中的溶解特性、且更抑制显影后未溶解物的残留的作用等的有机酸或有机氨基化合物(上述氢供体除外)等。
作为上述有机酸,优选在分子中具有1个或以上羧基的脂肪族羧酸或含有苯基的羧酸。
作为上述脂肪族羧酸,例如有 甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、新戊酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸、辛酸等一元羧酸; 草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、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、环己烷二羧酸、衣康酸、柠康酸、马来酸、富马酸、中康酸等二元羧酸; 丙三羧酸、乌头酸、分解樟脑酸等三元羧酸等。
另外,作为上述含有苯基的羧酸,可以举出羧基直接与苯基键合的化合物、羧基通过碳链与苯基键合的羧酸等。
作为含有苯基的羧酸,例如有 苯甲酸、甲苯酸、枯茗酸、2,3-二甲基苯甲酸、3,5-二甲基苯甲酸等芳香族一元羧酸; 邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等芳香族二羧酸; 偏苯三酸、均苯三酸、偏苯四酸、均苯四酸等三元或以上的芳香族多元羧酸,以及 苯基乙酸、氢化阿托酸、氢化肉桂酸、扁桃酸、苯基琥珀酸、阿托酸、肉桂酸、シンナミリデン酸、香豆酸、繖形酸等。
在这些有机酸中,从碱溶解性、对后述溶剂的溶解性、防止未曝光部的基板上或者遮光层上的浮垢和残膜等观点出发,作为脂肪族羧酸,优选脂肪族二羧酸,特别优选丙二酸、己二酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、中康酸等。作为含苯基的羧酸,优选芳香族二羧酸,特别优选邻苯二甲酸。
上述有机酸可以单独使用或者2种或以上混合使用。
有机酸的使用量相对于放射线敏感性组合物总体,优选15重量%或以下,更优选10重量%或以下。此时,有机酸的使用量如果超过15重量%的话,存在形成的着色层与基板的附着性降低的倾向。
另外,作为上述有机氨基化合物,优选在分子中具有1个或以上氨基的脂肪族胺或含苯基的胺。
作为上述脂肪族胺,例如有 正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、环己基胺、2-甲基环己基胺、3-甲基环己基胺、4-甲基环己基胺、2-乙基环己基胺、3-乙基环己基胺、4-乙基环己基胺等单(环)烷基胺; 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、二仲丁基胺、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; 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、三仲丁基胺、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; 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; 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; 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; 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、3-二甲基氨基-1,2-丙二醇、3-二乙基氨基-1,2-丙二醇、2-二甲基氨基-1,3-丙二醇、2-二乙基氨基-1,3-丙二醇等氨基(环)烷二醇; 1-氨基环戊烷甲醇、4-氨基环戊烷甲醇、1-氨基环己烷甲醇、4-氨基环己烷甲醇、4-二甲基氨基环戊烷甲醇、4-二乙基氨基环戊烷甲醇、4-二甲基氨基环己烷甲醇、4-二乙基氨基环己烷甲醇等含氨基的环烷甲醇; 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-氨基环丙烷羧酸、1-氨基环己烷羧酸、4-氨基环己烷羧酸等氨基羧酸等。
另外,作为上述含苯基的胺,可以举出氨基直接与苯基键合的化合物、氨基通过碳链与苯基键合的化合物等。
作为含苯基的胺,例如有 苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、4-乙基苯胺、4-正丙基苯胺、4-异丙基苯胺、4-正丁基苯胺、4-叔丁基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、4-甲基-N,N-二甲基苯胺等芳香族胺; 2-氨基苄醇、3-氨基苄醇、4-氨基苄醇、4-二甲基氨基苄醇、4-二乙基氨基苄醇等氨基苄醇; 2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、4-二甲基氨基苯酚、4-二乙基氨基苯酚等氨基酚等. 在这些有机氨基化合物中,从对后述溶剂的溶解性、防止未曝光部的基板上或者遮光层上的浮垢和残膜等观点出发,作为脂肪族胺,优选单(环)烷醇胺、氨基(环)烷二醇,特别优选2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇等。另外,作为含苯基的胺,优选氨基苯酚,特别优选2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚等。
上述有机氨基化合物可以单独或将2种或以上混合使用。
相对于放射线敏感性组合物总体,有机氨基化合物的用量优选15重量%或以下,更优选10重量%或以下。此时,如果有机氨基化合物的用量超过15重量%,则所形成的着色层与基板的附着性有降低的倾向。
上述有机酸和有机氨基化合物以外的添加剂例如有 铜酞菁衍生物等蓝色颜料衍生物、黄色颜料衍生物等的分散助剂; 玻璃、氧化铝等填充剂; 聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚类、聚(氟烷基丙烯酸酯)类等高分子化合物; 非离子系、阳离子系、阴离子系等表面活性剂; 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附着促进剂; 2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基苯酚等抗氧化剂; 2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮类等紫外线吸收剂; 聚丙烯酸钠等抗凝剂; 1,1’-偶氮双(环己烷-1-腈)、2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈等热自由基发生剂等。
溶剂 本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物是以上述(A)-(D)成分作为必须成分,可以根据需要含有上述添加剂成分,通常配合溶剂制成液体组合物。
上述溶剂只要可分散或溶解构成放射线敏感性组合物的(A)-(D)成分和添加剂成分,且不与这些成分反应,具有适度的挥发性即可,可以适当选择使用。
上述溶剂例如有乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单正丙基醚、二甘醇单正丁基醚、三甘醇单甲基醚、三甘醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、双丙甘醇单甲基醚、双丙甘醇单乙基醚、双丙甘醇单正丙基醚、双丙甘醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等(多)亚烷基二醇单烷基醚; 乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯等(多)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯; 二甘醇二甲基醚、二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二乙基醚、四氢呋喃等其它醚; 甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮; 乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯; 2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、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、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其它酯; 甲苯、二甲苯等芳族烃; N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺或内酰胺等。
这些溶剂中,从溶解性、颜料分散性、涂布性等角度考虑,优选丙二醇单甲基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇甲基乙基醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
上述溶剂可以单独使用或将两种或以上混合使用。
还可以与上述溶剂一起结合使用苄基乙基醚、二正己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄基酯、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、乙二醇单苯基醚乙酸酯等高沸点溶剂。
这些高沸点溶剂可以单独使用或将两种或以上混合使用。
溶剂的用量没有特别限定,从得到的放射线敏感性组合物的涂布性、稳定性等观点考虑,优选使除去该组合物溶剂的各成分总浓度达到5-50重量%,特别优选达到10-40重量%的量。
滤色器 本发明的滤色器具有由本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物形成的着色层。
以下对于形成本发明的滤色器的着色层的方法进行说明。
首先,根据需要,在基板的表面上形成遮光层,将形成像素的部分进行区分,在该基板上涂布例如分散有红色颜料的放射线敏感性组合物的液体组合物,然后进行预烘烤,使溶剂蒸发,形成涂膜。接着,经由光掩模对该涂膜曝光,然后使用碱性显影液进行显影,溶解除去涂膜未曝光部分,然后通过后烘烤,形成像素阵列,该像素阵列是红色的像素图案按照规定的排列配置得到的。
然后使用分散有绿色或蓝色颜料的放射线敏感性组合物的各液体组合物,与上述同样地进行液体组合物的涂布、预烘烤、曝光、显影和后烘烤,在同一基板上依次形成绿色像素阵列和蓝色像素阵列,红色、绿色和蓝色三原色的像素阵列配置于基板上,可得到滤色器。本发明中,形成各色像素的顺序并不限于上述。
另外,黑色矩阵可使用例如分散有黑色颜料的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,与上述像素的情形同样地形成。
作为形成像素和/或黑色矩阵时使用的基板,例如有玻璃、硅、聚碳酸酯、聚酯、芳族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
根据期望,还可以对这些基板实施利用硅烷偶联剂等的化学试剂处理、等离子体处理、离子镀敷、溅射、气相反应法、真空蒸镀等适宜的前处理。
将放射线敏感性组合物的液体组合物涂布于基板上时,可采用喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法、棒涂法、喷墨法等适当的涂布方法。特别优选旋涂法、缝模涂布法。
涂布的厚度按照干燥后的膜厚计算,优选0.1-10μm,更优选0.2-8.0μm,特别优选0.2-6.0μm。
作为形成像素和/或黑色矩阵时使用的放射线,可使用例如可见光、紫外线、远紫外线、电子射线、X射线等。优选波长在190-450nm范围的放射线。
放射线的曝光量优选为10-10,000J/m2。
作为上述碱性显影液,优选例如碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲基铵、胆碱、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂双环-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
在上述碱性显影液中还可以适量添加例如甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或表面活性剂等。通常在碱性显影后进行水洗。
作为显影处理方法,例如可以采用喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍显影法、浸置(液盛り)显影法等。显影条件优选在常温下进行5-300秒。
这样得到的本发明的滤色器例如对于透射型或反射型彩色液晶显示元件、彩色摄像管元件、彩色传感器等极为有用。
彩色液晶显示元件 本发明的彩色液晶显示元件具备本发明的滤色器。
本发明的彩色液晶显示元件的一个方案是使用本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,如上所述,在薄膜晶体管基板阵列上形成像素和/或黑色矩阵,从而可以制备具有特别优异的特性的彩色液晶显示元件。
本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物含有上述(A)-(D)成分作为必须成分,以下具体给出特别优选的组合物,如下述(i)-(iv)。
(i)用于形成着色层的放射线敏感性组合物,其中,(B)碱溶性树脂含有聚酯(1),该聚酯(1)由含有二(甲基)丙烯酰基的二醇化合物与四羧酸二酐(8)的酯化反应得到,Mw为3,000-100,000。
(ii)上述(i)的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,其中,(C)多官能性单体含有选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的至少一种。
(iii)上述(i)或(ii)的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,其中,(D)光自由基发生剂含有1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯作为咔唑系化合物(D1)。
(iv)上述(i)、(ii)或(iii)的用于形成着色层的放射线敏感性组合物,其中,(A)着色剂含有有机颜料和/或炭黑。
本发明的优选的滤色器具有 (v)由上述(i)、(ii)、(iii)或(iv)的用于形成着色层的放射线敏感性组合物形成的像素和/或黑色矩阵。
本发明的优选的彩色液晶显示元件具备 (vi)上述(v)的滤色器, 本发明的进一步优选的彩色液晶显示元件 (vii)在薄膜晶体管基板阵列上具备上述(v)的滤色器。
如上,本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物即使在高浓度含有颜料时,不会发生显影时未曝光部分的基板上和遮光层上残留未溶解物、或者像素图案和黑色矩阵图案的边缘产生浮渣,且在低曝光量下也可形成没有图案边缘的缺损和侧蚀的良好的像素图案和黑色矩阵图案。
使用本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物形成的像素和黑色矩阵的表面平滑性高,与基板的附着性优良。
因此,本发明的用于形成着色层的放射线敏感性组合物可以极好地应用于以电子工业领域的彩色液晶显示元件用滤色器为代表的各种滤色器的制造中。
实施例 以下给出实施例,进一步具体说明本发明。本发明并不受下述实施例限定。这里,份为重量基准。
<碱溶性树脂的制备> 合成例1(二苯酚的二缩水甘油基醚化物的合成) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入1,070g二苯酚(9)∶二苯酚(10)=70∶30(重量比)的混合物(商品名YP-90、ヤスハラクミカル(株)制)、1520g表氯醇、1,700g二甲基亚砜,边搅拌边加热至50℃进行溶解,然后加入290g苛性钠,在65-90℃下反应10小时。测定环氧当量以确认反应的进行和终点,当环氧当量达到目标值后,在90-100℃下减压馏去溶剂。然后将反应产物再溶解于50-70℃的甲苯中,再加入蒸馏水水洗,静置分离,然后减压下将有机层脱溶剂,得到1260g反应产物。所得反应产物的环氧当量为260。
对该反应产物测定1H-NMR谱(溶剂CDCl3、四甲基硅烷基准,以下相同),可见化学位移δ(ppm)在6.8-7.3(来自与环己烷骨架键合的苯环;8H)、3.3和3.9-4.2(来自环氧基;6H)、0.7-0.9(来自与环己烷骨架键合的异丙基中的两个甲基;6H)处的峰。
测定红外吸收光谱(IR),可见1241cm-1(来自芳族醚结构和环氧基)、1036cm-1和828cm-1(来自芳族醚结构)的吸收。
由以上结果可以确认该反应产物是上式(11)所示二缩水甘油基醚化物和上式(12)所示二缩水甘油基醚化物的混合物。
合成例2(含二甲基丙烯酰基的二醇化合物的合成) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入1000g合成例1所得的二缩水甘油基醚化物的混合物、350g甲基丙烯酸、1.0g氢醌单甲基醚,边搅拌边加热至60℃使其溶解,然后加入8g溴化四乙基铵,在70-90℃下边搅拌边继续反应,直至反应产物的酸值为8mgKOH/g,环氧当量为17,000。15小时后通过酸值和环氧当量确认终点,然后冷却至室温,得到1,300g反应产物。所得反应产物的酸值=8mgKOH/g,羟值=165mgKOH/g、环氧当量=17,000。
对于该反应产物,测定1H-NMR光谱,可见化学位移δ(ppm)在5.6和6.1(来自甲基丙烯酸的双键;4H)、3.9-4.4(来自二缩水甘油基醚化物的混合物的峰“3.3和3.9-4.2”由于环氧基的开环而位移;10H)的峰。
测定红外吸收光谱(IR),可见1720cm-1(来自脂族酯结构)的吸收。
由以上结果表明该反应产物是下式(6-1)所示含二甲基丙烯酰基的二醇化合物和下式(7-1)所示的含二甲基丙烯酰基的二醇化合物的混合物。

合成例3(含有二丙烯酰基的二醇化合物的合成) 合成例2中,使用293g丙烯酸代替甲基丙烯酸,除此之外与合成例2同样地得到1200g下式(6-2)所示的含二丙烯酰基的二醇化合物和下式(7-2)所示的含二丙烯酰基的二醇化合物的混合物。所得混合物的酸值=6mgKOH/g、羟值=171mgKOH/g、环氧当量=16,500。

合成例4(聚酯(1)的制备) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入670g合成例2所得的含二甲基丙烯酰基的二醇化合物的混合物、1,300g甲基异丁基酮,边搅拌边加热至60℃使其溶解,然后加入220g上式(8-1)所示的均苯四甲酸酐(ダイセル化学工业(株)制备),在80℃下边搅拌边持续反应,使反应产物的酸值平均为67.9mgKOH/g,酸值的变动幅度在2mgKOH/g或以下.反应结束后,向反应溶液中加入蒸馏水,水洗,静置分离,然后将有机层在减压下、50-70℃下馏去溶剂,得到860g树脂。所得树脂的Mw=18,000、酸值=61.2mgKOH/g. 对该树脂测定1H-NMR谱,可见化学位移δ(ppm)在6.9-7.6(来自与环己烷骨架键合的苯环和均苯四甲酸的苯环)、5.8和6.2(来自甲基丙烯酸的双键部位)、1.1-2.2(来自环己烷骨架)、0.7-0.9(来自与环己烷骨架键合的2,2-亚丙基中的两个甲基;6H)的峰。
测定红外线吸收光谱(IR),可见1735cm-1(来自脂族酯结构)、1735cm-1、1241cm-1和1102cm-1(来自芳族酯结构)的吸收。
由以上结果表明该树脂是下式(I-1)所示聚酯(1)。
将该聚酯(1)称作“碱溶性树脂(B-1)”。

[式(I-1)中,X与式(1)中的X含义相同]。
合成例5(聚酯(1)的制备) 合成例4中,使用660g合成例3所得的含二丙烯酰基的二醇化合物的混合物代替合成例2中得到的含二甲基丙烯酰基的二醇化合物的混合物,除此之外与合成例4同样,得到840g下式(I-2)所示聚酯(1)。所得聚酯(1)的Mw=15,000,酸值=60.9mgKOH/g。
将该聚酯(1)称为“碱溶性树脂(B-2)”。

[式(I-2)中,X与式(1)中的X含义相同]。
合成例6(羧基封闭聚酯(1)的制备) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入275g合成例4所得的聚酯(1)、275g丙二醇单甲基乙酸酯,边搅拌边加热至60℃使其溶解,然后加入1.5g溴化四乙基铵,加入30g作为羧基封闭剂的苯基缩水甘油基醚(商品名ェピオ一ルP、日本油脂(株)制备),在80-90℃下边搅拌边持续反应,使酸值的变动幅度达到2mgKOH/g或以下.反应终止后,冷却至室温,得到300g树脂。所得树脂的Mw=21,000,酸值=52.1mgKOH/g。
对该树脂测定1H-NMR谱,化学位移δ(ppm)中,除了合成例4所得的聚酯(1)的峰之外,还可见6.9-7.6(来自苯基缩水甘油基醚基中的苯环)的峰。
测定红外线吸收光谱(IR),可见1047cm-1(来自芳族醚结构)的吸收,该吸收由于羧基封闭而比合成例4所得的聚酯(1)强。
由以上结果表明该树脂是具有上式(I-1)中羧基中的氢原子的78%被封闭剂残基(-CH2CH(OH)CH2OC6H5)取代的结构的聚酯(1)。
将该聚酯(1)称为“碱溶性树脂(B-3)”。
合成例7(羧基封闭的聚酯(1)的制备) 合成例6中,使用300g合成例5所得的聚酯(1)代替合成例4所得的聚酯(1),除此之外与合成例6同样地得到340g树脂。所得树脂的Mw=25,000,酸值=50.0mgKOH/g。
将该聚酯(1)称为“碱溶性树脂(B-4)”。
合成例8(聚酯(1)的制备) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入670g合成例2所得的含二甲基丙烯酰基的二醇化合物的混合物、1470g甲基异丁基酮,边搅拌边加热至60℃,使其溶解,然后加入313g上式(8-2)所示的二苯基醚四羧酸二酐(マナツク(株)制备),在80℃下边搅拌边反应,持续反应至酸值为53.3mgKOH/g。反应结束后,向反应溶液中加入蒸馏水,水洗,静置分离,然后将有机层在减压下、50-70℃下馏去溶剂,得到800g树脂。所得树脂的Mw=18,000,酸值=61.2mgKOH/g。
将该聚酯(1)称为“碱溶性树脂(B-5)”。

[式(I-3)中,X与式(1)中的X含义相同,Y1为从二苯基醚四羧酸中除去四个羧基所得的残基]。
合成例9(聚酯(1)的制备) 向具备冷凝管和搅拌机的烧瓶中加入670g合成例2所得的含有二甲基丙烯酰基的二醇化合物的混合物、1660g甲基异丁基酮,边搅拌边加热至60℃使其溶解,然后加入434g上式(8-3)所示的乙二醇双(偏苯三酸酯)二酐(新日本理化(株)制备),在80℃下边搅拌边反应,持续反应至酸值为46.2mgKOH/g。反应终止后,向反应溶液中加入蒸馏水,水洗,静置分离,然后将有机层在减压下、50-70℃下馏去溶剂,得到900g树脂。所得树脂的Mw=13,000,为下式(1-4)所示的聚脂(1)。
将该聚酯(1)称为“碱溶性树脂(B-6)”。

[式(I-4)中,X与式(1)中的X含义相同,Y2为从乙二醇双(偏苯三酸酯)中除去四个羧基所得的残基]。
合成例10(用于比较的碱溶性树脂的制备) 向具备冷凝管、搅拌机的烧瓶中加入4份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、200份丙二醇单甲基醚乙酸酯,接着加入12份甲基丙烯酸、18份苯乙烯、24份甲基丙烯酸苄酯、30份N-苯基马来酰亚胺、16份甲基丙烯酸2-羟基乙酯、6.5份作为链转移剂的α-甲基苯乙烯二聚物,氮置换,然后缓慢搅拌,将反应溶液加热至80℃,保持该温度,进行3小时聚合。聚合终止后,将反应溶液加热至100℃,加入0.5份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),再聚合1小时,得到碱溶性树脂溶液(固形物浓度=33.2重量%)。
所得碱溶性树脂的Mw=8,500、Mn=4,500。
将该碱溶性树脂称为“碱溶性树脂(B-7)”。
合成例11(用于比较的碱溶性树脂的制备) 向具备冷凝管、搅拌机的烧瓶中加入2份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、200份丙二醇单甲基醚乙酸酯,接着加入10份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、30份甲基丙烯酸苄酯、25份N-苯基马来酰亚胺、20份ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、2份作为链转移剂的α-甲基苯乙烯二聚物,氮置换,然后缓慢搅拌,将反应溶液加热至80℃,保持该温度,进行3小时聚合。聚合终止后,将反应溶液加热至100℃,加入0.5份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),再聚合1小时,得到碱溶性树脂溶液(固形物浓度=33.1重量%)。
所得碱溶性树脂的Mw=20,000、Mn=9,000。
将该碱溶性树脂称为“碱溶性树脂(B-8)”。
合成例12(用于比较的碱溶性树脂的制备) 向具备冷凝管、搅拌机的烧瓶中加入4份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、200份丙二醇单甲基醚乙酸酯,接着加入10份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、40份甲基丙烯酸苄酯、25份N-苯基马来酰亚胺、10份甲基丙烯酸2-羟基乙酯、6.5份作为链转移剂的α-甲基苯乙烯二聚物,氮置换,然后缓慢搅拌,将反应溶液加热至80℃,保持该温度,进行3小时聚合.聚合终止后,将反应溶液加热至100℃,加入0.5份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),再聚合1小时,得到碱溶性树脂溶液(固形物浓度=33.3重量%). 所得碱溶性树脂的Mw=7,800、Mn=4,500. 将该碱溶性树脂称为“碱溶性树脂(B-9)”. 实施例1 <液体组合物的制备> 将8份作为(A)着色剂的C.I.颜料红254和C.I.颜料红177按照80∶20(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的EFKA-46(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将87份所得颜料分散液、8份作为(B)碱溶性树脂的碱溶性树脂(B-1)、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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(商品名CGI-242、チバ·スペチヤリテイ一·クミカルズ社制,以下同)、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(R1)。
<着色层的形成> 用旋涂机将液体组合物(R1)涂布在形成二氧化硅(SiO2)膜的钠钙玻璃基板上,然后在90℃的热板上预烘烤2分钟,形成膜厚1.2μm的涂膜,其中所述二氧化硅(SiO2)膜可防止钠离子溶出到表面。
然后将基板冷却至室温后,用高压汞灯、经由光掩模(狭缝宽度30μm)、用含有365nm、405nm和436nm各波长的紫外线对涂膜曝光.此时的曝光量为100J/m2。然后将基板在23℃、0.04重量%氢氧化钾水溶液中浸泡45秒,显影,然后用超纯水洗涤,风干.然后在230℃的洁净烘箱中后烘烤30分钟,在基板上形成红色的条纹状像素图案. <评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表1-1所示。
实施例2-5 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-1变更,除此之外与实施例1同样,分别制备液体组合物(R2)-(R5)。
接着,分别使用液体组合物(R2)-(R5)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8或6μm的图案。
以上的主要内容如表1-1所示。
实施例6 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-2),除此之外与实施例1同样,制备液体组合物(R6)。
接着,使用液体组合物(R6)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表1-1所示。
实施例7-10 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-1变更,除此之外与实施例6同样,分别制备液体组合物(R7)-(R10)。
接着,分别使用液体组合物(R7)-(R10)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、8或6μm的图案。
以上的主要内容如表1-1所示。
实施例11 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-3),除此之外与实施例1同样,制备液体组合物(R11)。
接着,使用液体组合物(R11)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表1-2所示。
实施例12-15 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-2变更,除此之外与实施例11同样,分别制备液体组合物(R12)-(R15)。
接着,分别使用液体组合物(R12)-(R15)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6或8μm的图案。
以上的主要内容如表1-2所示。
实施例16 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-4),除此之外与实施例1同样,制备液体组合物(R16)。
接着,使用液体组合物(R16)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表1-2所示。
实施例17-20 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-2变更,除此之外与实施例16同样,分别制备液体组合物(R17)-(R20)。
接着,分别使用液体组合物(R17)-(R20)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、8或6μm的图案。
以上的主要内容如表1-2所示。
实施例21 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-5),除此之外与实施例1同样,制备液体组合物(R21)。
接着,使用液体组合物(R21)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8μm的图案。
以上的主要内容如表1-3所示。
实施例22-25 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-3变更,除此之外与实施例21同样,分别制备液体组合物(R22)-(R25)。
接着,分别使用液体组合物(R22)-(R25)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、8或6μm的图案。
以上的主要内容如表1-3所示。
实施例26 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-6),除此之外与实施例1同样,制备液体组合物(R26)。
接着,使用液体组合物(R26)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表1-3所示。
实施例27-30 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表1-3变更,除此之外与实施例26同样,分别制备液体组合物(R27)-(R30)。
接着,分别使用液体组合物(R27)-(R30)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、8或6μm的图案。
以上的主要内容如表1-3所示. 实施例31 <液体组合物的制备> 将11份作为(A)着色剂的C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150按照60∶40(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的EFKA-46(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将90份所得颜料分散液、8份作为(B)碱溶性树脂的碱溶性树脂(B-1)、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(G1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(G1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表2-1所示. 实施例32-35 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-1变更,除此之外与实施例31同样,分别制备液体组合物(G2)-(G5)。
接着,分别使用液体组合物(G2)-(G5)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8或6μm的图案。
以上的主要内容如表2-1所示。
实施例36 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-2),除此之外与实施例31同样,制备液体组合物(G6)。
接着,使用液体组合物(G6)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表2-1所示。
实施例37-40 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-1变更,除此之外与实施例36同样,分别制备液体组合物(G7)-(G10)。
接着,分别使用液体组合物(G7)-(G10)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6、8或5μm的图案。
以上的主要内容如表2-1所示。
实施例41 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-3),除此之外与实施例31同样,制备液体组合物(G11)。
接着,使用液体组合物(G11)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表2-2所示。
实施例42-45 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-2变更,除此之外与实施例41同样,分别制备液体组合物(G12)-(G15)。
接着,分别使用液体组合物(G12)-(G15)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5或6μm的图案。
以上的主要内容如表2-2所示。
实施例46 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-4),除此之外与实施例31同样,制备液体组合物(G16)。
接着,使用液体组合物(G16)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表2-2所示。
实施例47-50 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-2变更,除此之外与实施例46同样,分别制备液体组合物(G17)-(G20)。
接着,分别使用液体组合物(G17)-(G20)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6、5或8μm的图案。
以上的主要内容如表2-2所示。
实施例51 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-5),除此之外与实施例31同样,制备液体组合物(G21)。
接着,使用液体组合物(G21)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表2-3所示。
实施例52-55 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-3变更,除此之外与实施例51同样,分别制备液体组合物(G22)-(G25)。
接着,分别使用液体组合物(G22)-(G25)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6、8或5μm的图案。
以上的主要内容如表2-3所示。
实施例56 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-6),除此之外与实施例31同样,制备液体组合物(G26)。
接着,使用液体组合物(G26)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表2-3所示。
实施例57-60 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表2-3变更,除此之外与实施例56同样,分别制备液体组合物(G27)-(G30)。
接着,分别使用液体组合物(G27)-(G30)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、6或8μm的图案。
以上的主要内容如表2-3所示。
实施例61 <液体组合物的制备> 将9份作为(A)着色剂的C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23按照95:5(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的EFKA-46(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将88份所得颜料分散液、8份作为(B)碱溶性树脂的碱溶性树脂(B-1)、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(B1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(B1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表3-1所示。
实施例62-65 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-1变更,除此之外与实施例61同样,分别制备液体组合物(B2)-(B5)。
接着,分别使用液体组合物(B2)-(B5)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5或6μm的图案。
以上的主要内容如表3-1所示。
实施例66 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-2),除此之外与实施例61同样,制备液体组合物(B6)。
接着,使用液体组合物(B6)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表3-1所示。
实施例67-70 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-1变更,除此之外与实施例66同样,分别制备液体组合物(B7)-(B10)。
接着,分别使用液体组合物(B7)-(B10)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8或5μm的图案。
以上的主要内容如表3-1所示。
实施例71 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-3),除此之外与实施例61同样,制备液体组合物(B11)。
接着,使用液体组合物(B11)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表3-2所示。
实施例72-75 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-2变更,除此之外与实施例71同样,分别制备液体组合物(B12)-(B15)。
接着,分别使用液体组合物(B12)-(B15)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、6或8μm的图案。
以上的主要内容如表3-2所示。
实施例76 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-4),除此之外与实施例61同样,制备液体组合物(B16)。
接着,使用液体组合物(B16)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表3-2所示。
实施例77-80 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-2变更,除此之外与实施例76同样,分别制备液体组合物(B17)-(B20)。
接着,分别使用液体组合物(B17)-(B20)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5或8μm的图案。
以上的主要内容如表3-2所示。
实施例81 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-5),除此之外与实施例61同样,制备液体组合物(B21)。
接着,使用液体组合物(B21)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表3-3所示。
实施例82-85 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-3变更,除此之外与实施例81同样,分别制备液体组合物(B22)-(B25)。
接着,分别使用液体组合物(B22)-(B25)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5或8μm的图案。
以上的主要内容如表3-3所示。
实施例86 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-6),除此之外与实施例61同样,制备液体组合物(B26)。
接着,使用液体组合物(B26)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8μm的图案。
以上的主要内容如表3-3所示。
实施例87-90 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表3-3变更,除此之外与实施例86同样,分别制备液体组合物(B27)-(B30)。
接着,分别使用液体组合物(B27)-(B30)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8或5μm的图案。
以上的主要内容如表3-3所示。
实施例91 <液体组合物的制备> 将20份作为(A)着色剂的炭黑、4份作为分散剂的EFKA-46(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将99份所得颜料分散液、8份作为(B)碱溶性树脂的碱溶性树脂(B-1)、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、150份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯混合,制备液体组合物(BK1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(BK1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8μm的图案。
以上的主要内容如表4-1所示。
实施例92-95 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-1变更,除此之外与实施例91同样,分别制备液体组合物(BK2)-(BK5)。
接着,分别使用液体组合物(BK2)-(BK5)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5或6μm的图案。
以上的主要内容如表4-1所示。
实施例96 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-2),除此之外与实施例91同样,制备液体组合物(BK6)。
接着,使用液体组合物(BK6)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表4-1所示。
实施例97-100 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-1变更,除此之外与实施例96同样,分别制备液体组合物(BK7)-(BK10)。
接着,分别使用液体组合物(BK7)-(BK10)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6或5μm的图案。
以上的主要内容如表4-1所示。
实施例101 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-3),除此之外与实施例91同样,制备液体组合物(BK11)。
接着,使用液体组合物(BK11)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表4-2所示。
实施例102-105 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-2变更,除此之外与实施例101同样,分别制备液体组合物(BK12)-(BK15)。
接着,分别使用液体组合物(BK12)-(BK15)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5、8或6μm的图案。
以上的主要内容如表4-2所示。
实施例106 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-4),除此之外与实施例91同样,制备液体组合物(BK16)。
接着,使用液体组合物(BK16)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8μm的图案。
以上的主要内容如表4-2所示。
实施例107-110 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-2变更,除此之外与实施例106同样,分别制备液体组合物(BK17)-(BK20)。
接着,分别使用液体组合物(BK17)-(BK20)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6或5μm的图案。
以上的主要内容如表4-2所示。
实施例111 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-5),除此之外与实施例91同样,制备液体组合物(BK21)。
接着,使用液体组合物(BK21)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽6μm的图案。
以上的主要内容如表4-3所示。
实施例112-115 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-3变更,除此之外与实施例111同样,分别制备液体组合物(BK22)-(BK25)。
接着,分别使用液体组合物(BK22)-(BK25)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8、6或5μm的图案。
以上的主要内容如表4-3所示。
实施例116 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将(B)碱溶性树脂变更为碱溶性树脂(B-6),除此之外与实施例91同样,制备液体组合物(BK26)。
接着,使用液体组合物(BK26)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽5μm的图案。
以上的主要内容如表4-3所示。
实施例117-120 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂按照表4-3变更,除此之外与实施例116同样,分别制备液体组合物(BK27)-(BK30)。
接着,分别使用液体组合物(BK27)-(BK30)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,并且像素图案的边缘未见缺损。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,未见侧蚀,且可形成线宽8或5μm的图案。
以上的主要内容如表4-3所示。
比较例1 <液体组合物的制备> 将8份作为(A)着色剂的C.I.颜料红254和C.I.颜料红177按照80∶20(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的EFKA-46(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将87份所得颜料分散液、作为碱溶性树脂的2份碱溶性树脂(B-7)和3份碱溶性树脂(B-8)和4份碱溶性树脂(B-9)的混合物、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(CR1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(CR1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上可见显影残渣。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,可见侧蚀,且只形成线宽35μm的图案。
以上的主要内容如表5所示。
比较例2 <液体组合物的制备> 将11份作为(A)着色剂的C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150按照60∶40(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的BYK-2000(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将90份所得颜料分散液、作为碱溶性树脂的2份碱溶性树脂(B-7)和3份碱溶性树脂(B-8)和4份碱溶性树脂(B-9)的混合物、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(CG1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(CG1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成绿色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,但通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,可见侧蚀,且只形成线宽45μm的图案。
以上的主要内容如表5所示。
比较例3 <液体组合物的制备> 将9份作为(A)着色剂的C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23按照95/5(重量比)得到的混合物、4份作为分散剂的BYK-2001(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将88份所得颜料分散液、作为碱溶性树脂的2份碱溶性树脂(B-7)和3份碱溶性树脂(B-8)和4份碱溶性树脂(B-9)的混合物、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、作为溶剂的70份甲氧基丁基乙酸酯和96份乙基-3-乙氧基丙酸酯混合,制备液体组合物(CB1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(CB1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成蓝色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上未见显影残渣,但通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,可见侧蚀,且只形成线宽40μm的图案。
以上的主要内容如表5所示。
比较例4 <液体组合物的制备> 将20份作为(A)着色剂的炭黑、4份作为分散剂的BYK-164(换算成固形物)、75份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯用珠磨机处理,制备颜料分散液。
接着将99份所得颜料分散液、作为碱溶性树脂的2份碱溶性树脂(B-7)和3份碱溶性树脂(B-8)和4份碱溶性树脂(B-9)的混合物、作为(C)多官能性单体的2份六丙烯酸二季戊四醇酯和4份四丙烯酸季戊四醇酯、3份作为(D)光自由基发生剂的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、150份作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯混合,制备液体组合物(CBK1)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(CBK1)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成黑色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上可见显影残渣。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,可见侧蚀,且只形成线宽50μm的图案。
以上的主要内容如表5所示。
比较例5 <液体组合物的制备和着色层的形成> 将分散剂变更为BYK-182,除此之外与比较例1同样,制备液体组合物(CR2)。
<着色层的形成> 接着,使用液体组合物(CR2)代替液体组合物(R1),除此之外与实施例1同样,在基板上形成红色的条纹状像素图案。
<评价> 通过光学显微镜观察基板上的像素阵列,在未曝光部分的基板上可见显影残渣。
通过扫描式电子显微镜(SEM)观察像素图案的截面,可见侧蚀,且只形成线宽45μm的图案。
以上的主要内容如表5所示。
表1-1 *1C.I.颜料红245和C.I.颜料红177的80/20(重量比)混合物 表1-2 *1C.I.颜料红245和C.I.颜料红177的80/20(重量比)混合物 表1-3 *1C.I.颜料红245和C.I.颜料红177的80/20(重量比)混合物 表2-1 *2C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150的60/40(重量比)混合物 表2-2 *2C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150的60/40(重量比)混合物 表2-3 *2C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150的60/40(重量比)混合物 表3-1 *3C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23的95/5(重量比)混合物 表3-2 *3C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23的95/5(重量比)混合物 表3-3 *3C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23的95/5(重量比)混合物 表4-1 表4-2 表4-3 表5 *1CI.颜料红245和C.I.颜料红177的80/20(重量比)混合物 *2C.I.颜料绿36和C.I.颜料黄150的60/40(重量比)混合物 *3C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23的95/5(重量比)混合物
权利要求
1.放射线敏感性组合物,其含有(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体和(D)光自由基发生剂,并用于形成着色层,其中(B)碱溶性树脂含有聚酯,且所述聚酯的主链上具有脂环式烃骨架,并且侧链上具有聚合性不饱和键。
2.权利要求1的放射线敏感性组合物,其中,(B)成分是下式(1)所示的聚酯
式(1)中,各X相互独立,表示下式(2)或式(3)所示的二价基团,各Y相互独立,表示从有机四羧酸中除去四个羧基所得的残基,各R1相互独立,表示氢原子或甲基,各R2相互独立,表示氢原子或羧基封闭剂残基,n为1-40的整数。
3.权利要求1或2的放射线敏感性组合物,其中,(D)光自由基发生剂含有下式(4)或式(5)所示的化合物
式(4)和式(5)中,各R3相互独立,表示碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基或苯基,各R4相互独立,表示氢原子、碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基或苯基,各R5相互独立,表示氢原子或碳原子数1-12的直链、支化或环状烷基,各R6、各R7和各R8相互独立,表示氢原子或碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基;其中R3、R4、R5、R6、R7和R8的烷基各自可被选自碳原子数1-6的直链、支化或环状的烷氧基、苯基和卤素原子的取代基取代;R3和R4的苯基各自可被选自碳原子数1-6的直链、支化或环状烷基,碳原子数1-6的直链、支化或环状烷氧基,苯基和卤素原子的取代基取代。
4.滤色器,该滤色器具有由权利要求1-3中任一项的放射线敏感性组合物形成的着色层。
5.彩色液晶显示元件,该彩色液晶显示元件具备权利要求4的滤色器。
全文摘要
本发明涉及用于形成着色层的放射线敏感性组合物,其含有(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体和(D)光自由基发生剂,其中(B)碱溶性树脂是主链上具有脂环式烃骨架、且侧链上具有聚合性不饱和键的聚酯。本发明提供实现在显影时不会发生未溶解物的残留或图案边缘的浮渣、并且在低曝光量下不会生成图案边缘的缺损或侧蚀的着色层的用于形成着色层的放射线敏感性组合物。
文档编号G03F7/028GK101105630SQ20071013601
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者白土香织, 平井刚, 饭岛孝浩 申请人:Jsr株式会社
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