WO2013065693A1 - 感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメント、硬化物、画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置 - Google Patents
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- G02F1/1679—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
- G02F1/1681—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells having two or more microcells partitioned by walls, e.g. of microcup type
Definitions
- the present invention relates to a photosensitive resin composition, a photosensitive element using the same, a cured product, a method for forming partition walls of an image display device, a method for manufacturing an image display device, and an image display device.
- an image display device (PLD: Paper Like Display) that is as thin as paper, can be freely carried, and can display characters and images has attracted attention.
- PLD Paper Like Display
- Such an image display device has visibility and portability, which are the advantages of paper as a normal printed matter, and is capable of electrically rewriting information, so that it can be used as a substitute for paper from the viewpoint of environment and cost. Practical application is being attempted.
- Non-Patent Document 1 As the display technology of the image display device, various types such as a type in which particles are moved by electrophoresis, a liquid crystal type, and an electrochemical type have been devised (for example, see Non-Patent Document 1).
- a type for moving particles methods such as a microcapsule electrophoresis method, a microcup electrophoresis method, an electronic powder fluid method, and a toner display have been studied.
- white and black particles as a display medium are sealed between transparent electrodes, an electric field is applied, and these particles are electrically moved to form and display a white / black image.
- active driving and passive driving as driving methods of the image display device, and a back technology (panel circuit) for the image display device has been studied.
- a partition wall (a partition wall for separating pixels) for enclosing white / black particles as described above is required.
- a method for forming such partition walls a mold transfer method, a screen printing method, a sand blast method, a photolithography method, an additive method, and the like have been proposed (for example, see Patent Document 1).
- a photolithographic method that can form a high-definition pattern efficiently by irradiation with actinic rays using a photosensitive resin composition has attracted attention.
- the partition of an image display device using a photolithographic method is a process of laminating a light shielding layer called a black matrix on a substrate by a photolithographic technique, applying a photosensitive resin composition on the light shielding layer, or laminating a photosensitive film. Is formed through a step of forming a photosensitive layer, a step of irradiating a predetermined portion of the photosensitive layer with actinic rays to form a photocured portion, and a step of removing an unexposed portion to form a photocured product pattern. . Therefore, in general, the photosensitive resin composition for forming the partition walls of the image display device is required to have sensitivity, resolution, and adhesion to the substrate.
- the substrate to be used has shifted from a rigid substrate such as a glass substrate to a flexible substrate such as a PET substrate and an FPC substrate on which ITO is sputtered.
- a voltage is applied under high temperature and high humidity.
- Patent Documents 2 to 4 listed below are disclosed as photosensitive resin compositions for forming partition walls of an image display device.
- JP 2007-178881 A JP 2010-066666 A JP 2010-169934 A JP 2010-256775 A
- the present invention has been made in view of the above problems, and can reduce dissolution of an electrode substrate, and can form a partition wall for an image display device having a low elastic modulus and a high resolution and high adhesion.
- An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition that can be used, a photosensitive element using the same, and a cured product.
- Another object of the present invention is to provide a method for forming partition walls of an image display device, a method for manufacturing the image display device, and an image display device using the photosensitive resin composition, the photosensitive element, or the cured product. .
- the present invention provides a photosensitive resin composition for forming partition walls of an image display device,
- the photosensitive resin composition is (A) component: binder polymer, (B) component: a photopolymerizable compound, Component (C): photopolymerization initiator, (D) component: containing a compound having an epoxy group in the molecule,
- the photosensitive resin composition of the present invention it is possible to reduce dissolution of the electrode substrate, the cured film (partition wall) has a low elastic modulus, and has high resolution and high adhesion.
- a partition wall can be formed.
- the said photosensitive resin composition can form a partition simply with sufficient workability
- the photosensitive resin composition of the present invention preferably further contains an inorganic black pigment as the component (E). Thereby, the light-shielding property of the photosensitive resin composition improves.
- the present invention also provides a photosensitive element comprising a support and a photosensitive layer containing the photosensitive resin composition formed on the support.
- the thickness of the photosensitive layer is preferably 10 to 80 ⁇ m.
- the photosensitive element can be easily used as a partition wall of an image display device.
- this invention provides the hardened
- cured material can be obtained by hardening the photosensitive resin composition of this invention with light and / or a heat
- the present invention provides a lamination step of providing a photosensitive layer containing the photosensitive resin composition on a substrate, an exposure step of irradiating a predetermined portion of the photosensitive layer with an actinic ray to form a photocured portion, And a developing step of forming a photocured product pattern by removing portions other than the photocured portion.
- this formation method it is possible to reduce dissolution of the electrode substrate, and it is possible to form a partition wall for an image display device having a low elastic modulus of the cured film and high resolution and high adhesion. .
- the substrate preferably has flexibility.
- the image display device on which the partition walls are formed becomes more flexible.
- the method for forming the partition wall of the image display device of the present invention preferably further includes a heating step in which the photocured product pattern formed in the development step is heat-treated by heat treatment at 60 to 250 ° C.
- the partition of the image display apparatus formed by this formation method hardens more.
- the present invention also provides a method for manufacturing an image display device, comprising: a step of filling a display medium in the partition wall; and a step of attaching a substrate to the opposite side of the partition wall so as to face one substrate. To do.
- the present invention provides an image display device manufactured by the above manufacturing method.
- the present invention it is possible to reduce dissolution of the electrode substrate, and it is possible to easily and easily form a partition wall for an image display device having a low elastic modulus, a high resolution, and a high adhesion of the cured film.
- a photosensitive resin composition and a photosensitive element using the same can be provided.
- the formation method of the partition of an image display apparatus using the said photosensitive resin composition or photosensitive element, the manufacturing method of an image display apparatus, and an image display apparatus can be provided.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where the image display device of FIG. 2 (e) is bent with a radius of curvature of about 5 to 15 mm.
- (meth) acrylic acid means acrylic acid and methacrylic acid
- (meth) acrylate means acrylate and the corresponding methacrylate
- (meth) acryloyl means acryloyl and methacryloyl.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment comprises (A) component: binder polymer, (B) component: photopolymerizable compound, (C) component: photopolymerization initiator, and (D) component: epoxy group in the molecule.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment has the above-described configuration, so that the dissolution of the electrode substrate can be reduced, the elastic modulus of the cured film is low, and the image display has high resolution and high adhesion.
- a partition for the device can be formed.
- this inventor has guessed as follows. That is, a hydroxyl group in a copolymer having a structural unit based on a (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group reacts with an isocyanate group in a (meth) acrylic acid alkyl ester containing an isocyanate group.
- the binder polymer is a structural unit based on (meth) acrylic acid, a structural unit based on (meth) acrylic acid alkyl ester, a structural unit based on (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group, and the urethane.
- Binder Polymer (A) Component is a structural unit based on (meth) acrylic acid, a structural unit based on (meth) acrylic acid alkyl ester, and a structure based on (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group
- the binder polymer obtained by making the copolymer which has a unit and the (meth) acrylic-acid alkylester containing an isocyanate group react is included.
- a copolymer having a structural unit based on (meth) acrylic acid, a structural unit based on (meth) acrylic acid alkyl ester, and a structural unit based on (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group is (meth) acrylic acid.
- (meth) acrylic acid alkyl ester and (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group can be produced by radical polymerization.
- the (meth) acrylic acid alkyl ester containing the hydroxyl group is not particularly limited as long as it reacts with the later-described isocyanate group-containing (meth) acrylic acid alkyl ester.
- the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group contained in the copolymer is preferably 1 to 40% by mass, based on the total mass of the copolymer, and 2 to 39% by mass. More preferably, it is 3 to 35% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass.
- Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, (meth Hexyl acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate and structural isomers thereof.
- the (meth) acrylic acid alkyl ester containing the isocyanate group can be used without particular limitation as long as it reacts with the copolymer.
- 2-isocyanate methyl (meth) acrylate, 2-isocyanate ethyl (meth) acrylate, 2-isocyanate propyl (meth) acrylate and 2-isocyanate octyl (meth) acrylate can be used.
- 2-isocyanate ethyl (meth) acrylate and 2-isocyanate methyl (meth) acrylate are preferable.
- the binder polymer may be prepared by reacting the above copolymer with an (meth) acrylic acid alkyl ester containing an isocyanate group under normal reaction conditions.
- an (meth) acrylic acid alkyl ester containing an isocyanate group under normal reaction conditions.
- the hydroxyl group of the (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group and the isocyanate group in the (meth) acrylic acid alkyl ester containing an isocyanate group are 100. % Reaction is preferred.
- the “alkyl” in the “(meth) acrylic acid alkyl ester” in the binder polymer is preferably a linear or branched alkyl group as in the exemplified compound described above, and the binder polymer has a cyclic structure. It is preferable that the structural unit is not included. For example, when a structural unit having a cyclic structure such as a cycloalkyl group is included, when the image display device is driven, the chargeability of the display medium is affected and the contrast tends to be adversely affected. Such a problem does not occur unless a structural unit having a structure is included. For the same reason, the binder polymer preferably does not contain a structural unit having a cyclic structure such as a structural unit based on styrene or a structural unit based on benzyl (meth) acrylate.
- the weight average molecular weight of component (A) is excellent in developing solution resistance and is sufficient in functioning as a partition wall. Greater than 5,000, more preferably greater than 25,000, even more preferably greater than 30,000, particularly preferably greater than 35,000, and most preferably greater than 40,000. From the viewpoint of shortening the development time, it is preferably 300,000 or less, more preferably 150,000 or less, and even more preferably 100,000 or less.
- the weight average molecular weight of the binder polymer is measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve. The measurement conditions for gel permeation chromatography (GPC) are the same as in the examples.
- the content of the structural unit based on (meth) acrylic acid in the component (A) is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on the total mass of the molecule, More preferably, it is 25 mass%. In terms of excellent resolution, the content is preferably 5% by mass or more, and preferably 35% by mass or less from the viewpoint of electrode dissolution.
- the content of the structural unit based on (A) component (meth) acrylic acid alkyl ester is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass based on the total mass of the molecule. More preferably, it is 20 to 60% by mass. In terms of excellent resolution, the content is preferably 5% by mass or more, and preferably 80% by mass or less from the viewpoint of electrode dissolution.
- the content of the structural unit based on the (meth) acrylic acid alkyl ester containing a hydroxyl group in the component (A) is 5 to 30% by mass based on the total mass of the molecule from the viewpoint of reducing the elasticity of the cured film. It is preferably 10 to 30% by mass, more preferably 15 to 25% by mass.
- the content of the structural unit based on the (meth) acrylic acid alkyl ester containing an isocyanate group is 5 to 35% by mass based on the total mass of the molecule from the viewpoint of electrode dissolution and low elasticity of the cured film. It is preferably 11 to 35% by mass, more preferably 17 to 29% by mass.
- the content of the component (A) in the photosensitive resin composition is preferably 50 parts by mass or more in terms of excellent film formability with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B), and 60 masses. Part or more is more preferable, and 65 parts by mass or more is still more preferable.
- the content of the component (A) is preferably 90 parts by mass or less, and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B). Is more preferable, and 70 mass parts or less is still more preferable.
- Component (B) Photopolymerizable compound
- the component (B) that can be used in the present embodiment is not particularly limited as long as photocrosslinking is possible.
- the component (B1) ethylenically Compound having saturated group and urethane bond
- component (B2) Compound obtained by reacting polyhydric alcohol and / or glycidyl group-containing compound with ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid
- component (B3) ethylene in the molecule A compound having one ionic unsaturated bond.
- Component (B1) Compound having an ethylenically unsaturated group and a urethane bond in the molecule It is preferable that component (B1) is included in that the elongation of the cured product can be improved and the adhesiveness to the flexible substrate is excellent. .
- (B1) component which can be used in this embodiment, It is preferable to contain the compound which has an isocyanuric ring structure.
- the compound which has an isocyanuric ring structure the compound represented by following General formula (1) is mentioned, for example.
- each R 1 is independently a group represented by the following general formula (2), a group represented by the following general formula (3), or a group represented by the following general formula (4). And at least one of R 1 is a group represented by the following general formula (4). ]
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents 1 to 15.
- R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group
- n represents 1 to 9
- m represents 1 to 15.
- N and m represent the number of structural units. Therefore, an integer value is shown in a single molecule, and a rational number that is an average value is shown as an aggregate of a plurality of types of molecules. Hereinafter, the number of structural units is defined in the same manner.
- At least two of R 1 in the general formula (1) are more preferably groups represented by the general formula (4), and all of R 1 are represented by the general formula.
- a group represented by (4) is more preferable.
- m is preferably 1 to 6 in terms of excellent chemical resistance.
- m is preferably 3 to 6 in terms of excellent mechanical strength.
- Examples of commercially available compounds represented by the above general formula (1) include, for example, NK Oligo UA-21EB (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name, general formula (1), wherein R 1 is all represented by the general formula Compound (4)).
- These compounds may be those synthesized by conventional methods, or commercially available ones may be used.
- Examples of commercially available products include UF-8003M, UF-TCB-50, UF-TC4-55 (trade names, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and HT9082-95 (trade names, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). Can be mentioned.
- component (B1) other than the above for example, a (meth) acryl monomer having a hydroxyl group at the ⁇ -position, isophorone diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, and 1,6-hexa Addition reaction products with diisocyanate compounds such as methylene diisocyanate; EO-modified urethane di (meth) acrylate, EO, PO-modified urethane di (meth) acrylate.
- the EO-modified urethane di (meth) acrylate include UA-11 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name).
- Examples of EO and PO-modified urethane di (meth) acrylates include UA-13 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name).
- Content of the said (B1) component in the photosensitive resin composition is 100 mass of total amounts of (A) component and (B) component in the point which is excellent in film formation, the improvement of elongation of hardened
- the amount is preferably 1 to 25 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight, and still more preferably 5 to 20 parts by weight.
- Component (B2) Component obtained by reacting polyhydric alcohol and / or glycidyl group-containing compound with ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid (B2)
- Component includes, for example, polyethylene glycol di (meth) acrylate (ethylene group) Polyalkylene glycol di (meth) acrylates such as polypropylene glycol di (meth) acrylate (having 2 to 14 propylene groups); trimethylolpropane di (meth) acrylate, Trimethylolpropane (meth) acrylate compounds such as methylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane propoxytri (meth) acrylate; tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, Tetramethylolmethane (meth) acrylate compounds such as lamethylolmethane tetra (meth) acryl
- polyalkylene glycol di (meth) acrylate as (B2) component in the point which is excellent in the resolution and adhesiveness, maintaining the low elasticity of a cured film, and the following general formula (5), (6 It is more preferable that the compound represented by (7) or (7) is included.
- R shows a hydrogen atom or a methyl group each independently
- EO shows an oxyethylene group
- PO shows an oxypropylene group.
- m 1 , m 2 , m 3 and m 4 represent the number of structural units composed of oxyethylene groups
- n 1 , n 2 , n 3 and n 4 represent the number of structural units composed of oxypropylene groups.
- the total number of structural units m 1 + m 2 , m 3 and m 4 of the oxyethylene group independently represents 1 to 30, and the total number of structural units n 1 , n 2 + n 3 and n 4 of the oxypropylene group is Each independently represents 1 to 30.
- the total number of structural units m 1 + m 2 , m 3 and m 4 of the oxyethylene group is each independently 1 to 30, Is preferably 10 to 10, more preferably 4 to 9, and still more preferably 5 to 8.
- the total number of structural units is preferably 10 or less, more preferably 9 or less, and even more preferably 8 or less.
- the total number of structural units n 1 , n 2 + n 3 and n 4 of the oxypropylene group is independently 1 to 30, preferably 5 to 20, more preferably 8 to 16, more preferably 10 More preferably, it is -14. In terms of excellent resolution improvement and sludge reduction, the total number of structural units is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 14 or less.
- the content of the component (B2) in the photosensitive resin composition is 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B) in terms of excellent resolution and adhesion while maintaining low elasticity of the cured film.
- the amount is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass, and still more preferably 1 to 10 parts by mass.
- Component (B3) Compound having one ethylenically unsaturated bond in the molecule (B3) Component is not particularly limited, but includes a compound represented by the following general formula (8) in terms of excellent resolution. It is preferable.
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 4 represents a hydrogen atom, a methyl group or a halogenated methyl group
- R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- halogen It represents either an atom or a hydroxyl group
- p represents 0-4.
- Examples of the compound represented by the general formula (8) include ⁇ -chloro- ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, ⁇ -hydroxyethyl- ⁇ ′-(meth).
- Examples include acryloyloxyethyl-o-phthalate and ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, among which ⁇ -chloro- ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-(meth) acryloyl Oxyethyl-o-phthalate is preferred.
- ⁇ -Chloro- ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-methacryloyloxyethyl-o-phthalate is commercially available as FA-MECH (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
- the content of the component (B3) in the photosensitive resin composition is preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B) in terms of excellent resolution.
- the amount is more preferably 1 to 10 parts by mass, and further preferably 1 to 7 parts by mass.
- the component (B) can be used alone or in combination of two or more.
- the content of the component (B) in the photosensitive resin composition is 15 to 45 masses with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B), from the viewpoints of resolution, adhesion, and film formability.
- the range is preferably in the range of 20 parts to 45 parts by weight.
- Component (C) Photopolymerization initiator
- the component (C) that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it matches the light wavelength of the exposure machine to be used.
- An aromatic ketone such as dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propanone-1, 2-ethylanthraquinone, Phenanthrenequinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinon
- substituents of the aryl groups of two 2,4,5-triarylimidazoles in the 2,4,5-triarylimidazole dimer may give the same and symmetrical compounds, or differently asymmetric Such compounds may be provided.
- the component (C) preferably contains a benzyl derivative such as benzyl ketal in terms of excellent curability at the bottom of the resist after curing of the photosensitive resin composition.
- a benzyl derivative such as benzyl ketal
- an acridine derivative is included in the point which is excellent in sclerosis
- both benzyl derivatives such as benzyl ketal and acridine derivatives are included in terms of excellent curability of the upper base.
- the thickness of the layer containing the photosensitive resin composition increases, it is necessary to adjust the curability at the bottom of the resist and the curability at the top of the resist in a balanced manner.
- the component (C) preferably contains an acridine derivative and a benzyl derivative, particularly 1,7-bis (9,9′-acridinyl) from the viewpoint of improving resolution and suppressing tailing of the resist after curing.
- acridine derivative preferably contains 1,7-bis (9,9′-acridinyl) from the viewpoint of improving resolution and suppressing tailing of the resist after curing.
- heptane and 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one are included.
- the content of the component (C) in the photosensitive resin composition is 0.1 parts by mass or more in terms of excellent photosensitivity with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B). Preferably, it is 0.2 parts by mass or more. Moreover, content of (C) component is 20 mass parts or less in the point which is excellent in photocurability inside the photosensitive resin composition with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) component and (B) component. It is preferable that it is 10 parts by mass or less.
- the content thereof is 100 parts by mass with respect to the total amount of the components (A) and (B). From the viewpoint of excellent photosensitivity, it is preferably 0.05 to 1 part by mass, and more preferably 0.1 to 0.5 part by mass.
- 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one when included as the component (C), the content thereof is 100 parts by mass in total of the components (A) and (B). On the other hand, 1 mass part or more is preferable and 2 mass parts or more is more preferable in the point which is excellent in a photosensitivity and adhesiveness.
- the content of 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less from the viewpoint of suppressing outgassing in the heat treatment step. preferable.
- Component (D) Compound having an epoxy group in the molecule
- Examples of the component (D) that can be used in this embodiment include compounds having an epoxy group (oxirane ring) in the molecule.
- Examples of the compound having an epoxy group in the molecule include bisphenol A type epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F type epoxy resins such as bisphenol F diglycidyl ether, and bisphenol S type epoxy such as bisphenol S diglycidyl ether.
- Resin biphenol type epoxy resin such as biphenol diglycidyl ether, bixylenol type epoxy resin such as bixylenol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin such as hydrogenated bisphenol A glycidyl ether, dicyclopentadiene type epoxy resin, cresol Examples thereof include novolak type epoxy resins and dibasic acid-modified diglycidyl ether type epoxy resins.
- Examples of bisphenol F diglycidyl ether include Epicoat 807 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.).
- Examples of bisphenol S diglycidyl ether include EBPS-200 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). , Epicron EXA-1514 (manufactured by DIC Corporation, trade name) and the like.
- biphenol diglycidyl ether examples include YL-6121 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.).
- bixylenol diglycidyl ether examples include YX-4000 (product manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., product). Name).
- examples of the hydrogenated bisphenol A glycidyl ether include ST-2004 and ST-2007 (both manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., trade names) and the like.
- examples of the dicyclopentadiene type epoxy resin Epicron HP-7200L (Product name) manufactured by DIC Corporation, and the like.
- cresol novolac type epoxy resins include Epicron N-665-EXP, Epicron N-670-EXP-S (Product name, manufactured by DIC Corporation) and the like. Can be mentioned.
- Examples of the dibasic acid-modified diglycidyl ether type epoxy resin include ST-5100 and ST-5080 (both manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.).
- dicyclopentadiene type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin are preferable, and cresol novolak type epoxy resin is more preferable in terms of suppressing dissolution of the electrode.
- the said (D) component can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the content of the component (D) in the photosensitive resin composition is preferably 5 parts by mass or more in terms of suppressing dissolution of the electrode with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B). More than mass part is more preferable.
- the content of the component (D) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less, from the viewpoint that the photosensitive resin composition is excellent in film formability.
- Component (E) Inorganic black pigment
- examples of the component (E) that can be used in the present invention include titanium black, carbon black, and cobalt black, which have good light transmittance at wavelengths of 360 nm and 405 nm. In this respect, titanium black is preferable.
- the content of the component (E) in the photosensitive resin composition is preferably 0.1 parts by mass or more in terms of excellent light shielding properties with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B). More preferably 2 parts by mass or more.
- the content of the component (E) is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less in terms of excellent adhesion and resolution.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment exhibits excellent rust prevention effects, residual film prevention effects, and film adhesion effects without corroding copper and copper alloys such as metal wirings and metal layers, ITO, IZO and the like. It is preferable that the component (F) includes a heterocyclic compound.
- the component (F) refers to a cyclic compound in which a ring is composed of two or more element atoms (in addition to carbon, nitrogen, oxygen, sulfur, etc.).
- Heterocyclic compounds include triazole ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring , Pyrazine ring, piperidine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring and 6H-pyran ring, compounds having a triazine ring, salts of these compounds, and the like.
- compounds having a triazole ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring and a tetrazole ring containing a carbon atom and a nitrogen atom, and salts of these compounds are preferred, and compounds having a triazole ring or a tetrazole ring and these It is more preferable to include a salt of the compound, and it is further preferable to include a compound having a triazole ring and a salt of these compounds.
- heterocyclic compound (F) examples include 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 1,2,5-triazole, 4-amino-3,5- Dimethyl-4H-1,2,4-triazole, 4-amino-3,5-dipropyl-4H-1,2,4-triazole, 3-amino-5-isopropyl-1,2,4-triazole, 3- Amino-5-methyl-4H-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-3,5-dimethyl-1,2,4-triazole, 3,5- Diamino-1H-1,2,4-triazole, benzotriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, 5,6-dimethylbenzotriazole, 5-amino-1H-benzotriazole, benzotrizol-4 Sulfonic acid, 1H-tetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole, 5- (methylthio) -1H-tetrazol
- heterocyclic compound of the component (F) is a tetrazole ring, it is preferably at least one selected from the group consisting of 1H-tetrazole, 5 substituted-1H-tetrazole, 1-substituted-1H-tetrazole and derivatives thereof. .
- heterocyclic compound of component (F) is a triazole ring, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole and its derivatives, 1,2,3-benzotriazole, 5-substituted-1H-benzo It is preferably selected from the group consisting of triazole, 6-substituted-1H-benzotriazole, 5,6-substituted-1H-benzotriazole and derivatives thereof. Among them, it is preferable to contain an amine salt of 4-methyl-1H benzotriazolone or an amine salt of 5-methyl-1H benzotriazolone (ANTAGE TDP (phenothiazine, trade name, manufactured by Kawaguchi Chemical Co., Ltd.)).
- ANTAGE TDP phenothiazine, trade name, manufactured by Kawaguchi Chemical Co., Ltd.
- the blending amount of the component (F) in the photosensitive resin composition is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B). More preferably, it is ⁇ 5 parts by mass.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment preferably contains a compound represented by the following general formula (9).
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent group represented by the following General Formula (10). ]
- R 15 represents a hydrocarbon group having 4 to 30 carbon atoms.
- R 11 to R 14 are a hydrogen atom or a monovalent group represented by the general formula (10).
- R 11 to R 14 are distributed over R 11 to R 14.
- the proportion of the monovalent group represented by the general formula (10) is preferably 10 to 80%, more preferably 20 to 50% in the general formula (9). If the distribution ratio of the group represented by the general formula (10) is within 80%, the resolution and the adhesion tend to be excellent, and if it is 10% or more, the antistatic effect tends to be excellent.
- the total number of moles M OH of the hydroxyl groups of the compound represented by the general formula (9) contained an ester group (R 11 ⁇ R 14 is the general formula (10
- the ratio [M OH / M ESTER ] to the total number of moles M ESTER of the monovalent group represented by) is preferably in the range of 0.1 to 4, preferably 0.25 to 1 It is more preferable to be within the range.
- R 15 in the general formula (10) is a fatty acid having 4 to 30 carbon atoms.
- An example of such a compound is diglycerin oleate. Oleic acid diglycerin is commercially available, for example, “Electro Stripper ME-1” and “Sunsulzer W-4120A” (trade name, manufactured by Kao Corporation).
- the photosensitive resin composition of the present embodiment is represented by the general formula (9), and R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom or —CO—C 17 H 33 . It is preferable to contain a compound mixture in which the distribution ratio of —CO—C 17 H 33 in R 11 , R 12 , R 13 and R 14 is 10 to 80%. If the distribution ratio of —CO—C 17 H 33 is within 80%, the resolution and adhesion tend to be excellent, and if it is 10% or more, the antistatic effect tends to be excellent.
- Examples of such a mixture include “Electro Stripper ME-1” (trade name, —CO—C 17 H 33 distribution ratio: 40%, manufactured by Kao Corporation) and “Sunsulzer W-4120A” (above (Trade name, distribution ratio of —CO—C 17 H 33 : 30%) manufactured by Kao Corporation is commercially available.
- the compounding amount of the compound represented by the general formula (9) in the photosensitive resin composition is 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B) in terms of further improving the antistatic effect and adhesion.
- the amount is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass.
- the photosensitive resin composition containing the above components may further comprise a dye such as malachite green, a photochromic agent such as tribromophenyl sulfone or leuco crystal violet, a thermal color developing inhibitor, p-toluenesulfonamide.
- a dye such as malachite green
- a photochromic agent such as tribromophenyl sulfone or leuco crystal violet
- a thermal color developing inhibitor p-toluenesulfonamide.
- plasticizers pigments, fillers, antifoaming agents, flame retardants, stabilizers, adhesion-imparting agents, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, imaging agents, thermal crosslinking agents, etc.
- Each component and component (B) can be contained in an amount of about 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment containing the above components can be obtained, for example, by uniformly kneading and mixing the contained components with a roll mill, a bead mill or the like. If necessary, it can be dissolved in a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof to obtain a solid content of 30 It can be used as a solution of about ⁇ 60% by mass.
- a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof to obtain a solid content of 30 It can be used as
- a method for forming a photosensitive layer on a substrate for an image display device using the obtained photosensitive resin composition is not particularly limited, but the photosensitive resin composition is applied as a liquid resist on the substrate and dried. Can be formed. Moreover, a protective film can be coat
- the thickness of the photosensitive layer to be applied varies depending on the use, but the thickness after drying is preferably about 1 to 100 ⁇ m.
- Examples of the protective film in the case where the protective film is used after being coated as a liquid resist include polymer films such as polyethylene and polypropylene.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the photosensitive element of the present invention.
- the photosensitive element 10 of the present embodiment includes a support 1, a photosensitive layer 2 made of the photosensitive resin composition formed thereon, and a protection formed on the photosensitive layer 2.
- the protective film 3 is provided as needed.
- a polymer film of polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, polyester, or the like can be preferably used as the support 1, for example, a polymer film of polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, polyester, or the like can be preferably used.
- the thickness of the polymer film is preferably about 1 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m, and still more preferably 10 to 30 ⁇ m.
- the formation method of the photosensitive layer 2 on the support 1 is not particularly limited, but can be preferably carried out by applying and drying a solution of the photosensitive resin composition.
- the thickness of the photosensitive layer 2 to be applied varies depending on the application, but is preferably about 1 to 100 ⁇ m after drying. When used as a partition wall of an image display device, the thickness of the photosensitive layer 2 is more preferably 10 to 90 ⁇ m after drying, and further preferably 10 to 80 ⁇ m.
- Application can be performed by a known method such as a roll coater, comma coater, gravure coater, air knife coater, die coater, bar coater, or the like. Drying can be performed at 70 to 150 ° C. for about 5 to 30 minutes. Further, the amount of the remaining organic solvent in the photosensitive layer 2 is preferably 2% by mass or less from the viewpoint of preventing the organic solvent from diffusing in the subsequent step.
- the surface of the photosensitive layer 2 may be coated using the polymer film used as the support 1 as the protective film 3.
- the protective film 3 preferably has a smaller adhesive strength between the photosensitive layer 2 and the protective film 3 than the adhesive strength between the photosensitive layer 2 and the support 1, and is preferably a low fisheye film. “Low fish eye” means that there are few foreign materials such as foreign materials, undissolved materials, oxidized degradation products, and the like in the film.
- the photosensitive element 10 may have an intermediate layer and a protective layer such as a cushion layer, an adhesive layer, a light absorption layer, and a gas barrier layer in addition to the photosensitive layer 2, the support 1 and the optional protective film 3. Good.
- a protective layer such as a cushion layer, an adhesive layer, a light absorption layer, and a gas barrier layer in addition to the photosensitive layer 2, the support 1 and the optional protective film 3. Good.
- the manufactured photosensitive element 10 is usually stored by being wound around a cylindrical winding core. In addition, it is preferable to wind up so that the support body 1 may become an outer side at this time.
- An end face separator is preferably installed on the end face of the roll-shaped photosensitive element roll from the viewpoint of end face protection, and a moisture-proof end face separator is preferably installed from the viewpoint of edge fusion resistance.
- the winding core include plastics such as polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene polymer).
- an electrode substrate 30 comprising an electrode 4 and a substrate 5 is prepared.
- the above-described photosensitive element 10 is formed on the electrode substrate 30.
- the photosensitive layer 2 and the support 1 are laminated (lamination step).
- the substrate 5 constituting the electrode substrate 30 is not particularly limited as long as it is a flexible substrate, and examples thereof include an insulating substrate such as a polymer film substrate and a semiconductor substrate such as a silicon substrate.
- Examples of the electrode substrate 30 include a substrate 5 on which a flexible electrode 4 such as ITO, IZO, and Ag wire ink is formed.
- Examples of the method of forming the electrode 4 include a method of patterning an electrode material laminated by a method such as vapor deposition and sputtering using a photolithography method, a method of patterning a photosensitive electrode material, and the like. There are no particular restrictions on the method of forming this electrode 4.
- a method of laminating the photosensitive layer 2 on the electrode substrate 30 in addition to the method using the photosensitive element 10 described above, a method of applying a solution of the photosensitive resin composition onto the electrode substrate 30 and drying can also be used. .
- the photosensitive element 10 when the protective film 3 exists on the photosensitive layer 2, the photosensitive element 10 is laminated on the electrode substrate 30 while removing the protective film 3.
- the photosensitive layer 2 is laminated to the electrode substrate 30 by being pressure-bonded onto the electrode substrate 30 at a pressure of about 0.1 to 1 MPa (about 1 to 10 kgf / cm 2 ) while being heated to about 70 to 130 ° C. It is also possible to perform lamination under reduced pressure.
- the surface of the electrode substrate 30 is usually formed with an electrode pattern, but may be flat or uneven as needed.
- the photosensitive layer 2 is irradiated with an actinic ray 8 in an image shape to photocur the exposed portion (exposure process).
- an actinic ray 8 in an image form As a method of irradiating actinic rays 8 in an image form, as shown in FIG. 2 (b), a mask pattern 7 is placed on the photosensitive layer 2 to irradiate actinic rays 8 in an image form, and a photosensitive layer in an exposed portion.
- the mask pattern 7 may be a negative type or a positive type, and those generally used can be used.
- a known light source for example, a light source that effectively emits ultraviolet light, visible light, or the like, such as a carbon arc lamp, a mercury vapor arc lamp, a high-pressure mercury lamp, or a xenon lamp is used.
- a direct drawing exposure method in which a pattern is directly drawn with a laser without using the mask pattern 7 can also be used.
- the photocured material pattern 20 is formed on the substrate (electrode substrate 30) for the image display device by selectively removing the unexposed portion of the photosensitive layer 2 by development. It is formed (development process).
- 3 and 4 show an example of the pattern of the photocured product.
- FIG. 3 is a schematic plan view showing an example in which the partition walls in FIG. 2C are formed in a lattice shape
- FIG. 4 is a schematic plan view showing an example in which the partition walls in FIG. 2C are formed in a hexagonal shape.
- the substrate 5 is disposed under the electrode 4 and the photocured material pattern 20 as shown in FIG. 2C.
- the electrode 4 may be an ITO electrode
- the substrate 5 is a PET substrate. But you can.
- the development step when the support 1 is present, the support 1 is removed prior to development.
- Development is performed by removing unexposed portions by wet development, dry development, or the like using a developer such as an alkaline aqueous solution, an aqueous developer, or an organic solvent.
- a developer such as an alkaline aqueous solution, an aqueous developer, or an organic solvent.
- the alkaline aqueous solution include 0.1 to 5% by mass sodium carbonate solution, 0.1 to 5% by mass potassium carbonate solution, and 0.1 to 5% by mass potassium hydroxide solution.
- the pH of the alkaline aqueous solution is preferably in the range of 9 to 11, and the temperature is adjusted according to the developability of the photosensitive layer. Moreover, you may mix surfactant, an antifoamer, an organic solvent, etc. in alkaline aqueous solution.
- the development method include a dip method, a spray method, brushing, and slapping. The spray method is preferable for improving the resolution.
- the formed photocured product pattern 20 is further cured by a heat treatment at about 60 to 250 ° C. as necessary.
- the curing temperature is preferably about 80 to 200 ° C., more preferably about 100 to 150 ° C.
- the curing time is not particularly limited, but is preferably 10 minutes to 3 hours, and more preferably 30 minutes to 2 hours.
- a display medium 50 such as particles is filled in the photocured product pattern 20 formed in the above development step.
- a display medium An electronic powder body, pigment ink, a white fine particle, etc. are mentioned.
- the space in the photocured material pattern 20 other than those is filled with air, an olefin solvent, silicone oil, or the like.
- the step of attaching another electrode substrate 30 to the photocured material pattern 20 can be performed as follows. That is, in the above process, the adhesive 40 is laminated on the photocured material pattern 20 as shown in FIG. 2D, and the electrode substrate 30 and the photocured material are cured by the adhesive 40 as shown in FIG. This is done by adhering the object pattern 20.
- the electrode substrate 30 may be directly bonded to the photocured material pattern 20 without using the adhesive 40.
- a transparent electrode substrate is used at least for the electrode substrate on the display surface side of the image display device 100.
- a preferable embodiment of the image display device 100 includes an embodiment in which a transparent glass substrate is used as the substrate 5 and a transparent ITO electrode is used as the electrode 4.
- the image display device formed through the above-described steps includes an electrode substrate 30 having flexibility and a partition made of a photocured material pattern 20 having high elongation, and achieves excellent flexibility. Can do.
- an image display device having a high degree of flexibility that can handle a curvature radius of about 5 to 15 mm can be obtained.
- the partition formed using the photosensitive resin composition of the present invention can sufficiently suppress the occurrence of breakage even when the image display device is bent with a curvature radius of about 5 to 15 mm (see FIG. 5). ).
- Example 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 After blending the (B) component, (C) component, (D) component, (E) component, and other components shown in Table 1, the (A) component shown in Table 1 was added and dissolved therein. Photosensitive resin compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 were obtained. The amount of each component (unit: g) is as shown in Table 1.
- Binder polymer resin A A copolymer obtained by reacting 20 g of methacrylic acid, 30 g of methyl methacrylate, 30 g of butyl methacrylate and 20 g of 2-hydroxyethyl methacrylate is added to 2-isocyanate.
- Binder polymer synthesis example 1 To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a dropping funnel and a nitrogen gas introduction tube, 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, stirred while blowing nitrogen gas, and heated to 100 ° C.
- a solution prepared by dissolving 0.25 g of azobisisobutyronitrile in 12 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was dropped into the flask over 5 minutes.
- the solution after dropping was kept warm at 100 ° C. for 0.5 hours while stirring, then heated to 140 ° C. over 0.5 hours, and kept warm for 2 hours while stirring. Furthermore, it is cooled to 70 ° C. over 0.5 hours, stirred while switching from nitrogen gas to dry air, and mixed with 0.2 g of methoquinone, 0.02 g of dibutyltin laurate, and 25 g of propylene glycol monomethyl ether acetate. The mixture was kept at 70 ° C. for 0.5 hours with stirring.
- binder polymer (resin A) was obtained.
- the obtained binder polymer had a weight average molecular weight of 50,000.
- the weight average molecular weight of the binder polymer was measured by gel permeation chromatography, and was derived by conversion using a standard polystyrene calibration curve.
- the measurement conditions of gel permeation chromatography (GPC) are shown below.
- solution b a solution in which 20 g of methacrylic acid, 45 g of methyl methacrylate, 35 g of butyl methacrylate and 3.5 g of azobisisobutyronitrile were mixed was prepared, and the solution b was added to the solution a for 4 hours. Then, the mixture was kept warm at 80 ° C. for 2 hours with stirring. Further, a solution prepared by dissolving 0.15 g of azobisisobutyronitrile in 6 g of ethylene glycol and 4 g of toluene was dropped into the flask over 40 minutes.
- binder polymer (resin D).
- the obtained binder polymer had a weight average molecular weight of 50,000.
- Photopolymerizable compound HT-9082-95 (a photopolymerizable compound obtained by reacting a hydroxyl group-terminated polycarbonate compound, organic isocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate: weight average molecular weight 4000, Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name) UA-21EB (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name, compound in which R 1 is all represented by the general formula (4) in the above general formula (1))) FA-023M (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) FA-024M (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) FA-MECH (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
- Component (D) Compound having an epoxy group in its molecule, Epicron N-670-EXP-S (cresol novolac type epoxy resin, DIC Corporation, trade name)
- Nonen KY-TB ⁇ , ⁇ , ⁇ -tribromomethylphenylsulfone, Maruhishi Oil Chemical Co., Ltd., trade name
- ANTAGE TDP phenothiazine, Kawaguchi Chemical Co., Ltd., trade name
- Electro stripper ME-1 Specific surfactant, Kao Corporation, trade name
- Florene DOPA-17HF disersant, Kyoeisha Chemical Co., Ltd., trade name
- SH-193 leveling agent, Toray Dow Corning Co., Ltd., trade name
- this photosensitive resin composition solution was uniformly applied onto a 16 ⁇ m thick polyethylene terephthalate film (trade name: FB-40, manufactured by Toray Industries, Inc.) and then dried for 10 minutes with a hot air convection dryer at 90 ° C.
- the film was protected with a polyethylene protective film (tensile strength in the film longitudinal direction: 16 Mpa, tensile strength in the film width direction: 12 Mpa, trade name: NF-15, manufactured by Tamapoly Co., Ltd.) to obtain a photosensitive element.
- the film thickness after drying of the photosensitive layer was 45 ⁇ m.
- a phototool having a 41-step tablet and a phototool having a wiring pattern with a line width / space width of 30/30 to 200/200 (unit: ⁇ m) as a negative for resolution evaluation are adhered to the polyethylene terephthalate film of the laminate. Then, using a parallel light exposure machine (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) EXM-1201 having a high-pressure mercury lamp, exposure was performed with an energy amount such that the number of remaining step stages after development of the 41-step step tablet was 29.0.
- the polyethylene terephthalate film After exposure, the polyethylene terephthalate film is peeled off, and an unexposed portion is removed by spraying a 0.3% by mass sodium carbonate aqueous solution and 0.2% by mass nonal 912A (Toho Chemical Industries, trade name) at 26 ° C. for 90 seconds. And evaluated the resolution.
- the resolution is represented by the smallest space width ( ⁇ m) in which the unexposed portion is well removed by the development process, and the smaller this value, the better the resolution. Table 2 shows the evaluation results.
- the photosensitive element is placed on the ITO surface of an ITO-TEG (Test Element Group) substrate through a laminating roll heated to 110 ° C. while peeling the protective film made of polyethylene so that the photosensitive layer is in contact with the ITO-TEG substrate surface. Laminated. From the bottom, the structure of the obtained laminate was an ITO-TEG substrate, a photosensitive layer, and a polyethylene terephthalate film. A phototool having a 41-step tablet is closely attached to the laminated polyethylene terephthalate film, and the number of remaining steps after development is measured using a parallel light exposure machine EXM-1201 (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) having a high-pressure mercury lamp.
- EXM-1201 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.
- Exposure was performed with an energy amount of 29.0. After the exposure, the polyethylene terephthalate film was peeled off, and a 0.3 mass (usually 1 mass%) sodium carbonate aqueous solution and 0.2 mass% nonal 912A (Toho Chemical Industries, trade name) were placed at 26 ° C. for 90 seconds (previous 30 ° C. For 20 seconds) to remove the unexposed areas. Thereby, the evaluation board
- a box-type dryer manufactured by Mitsubishi Electric Corporation, model number: NV50-CA
- Table 2 shows the evaluation results.
- A indicates that the resistance value can be measured and it is determined that there is no disconnection due to dissolution
- B indicates that it is impossible to measure and it is determined that there is disconnection due to dissolution.
- ultraviolet irradiation (ultraviolet irradiation degree: 2 J / cm 2 ) was performed using an ultraviolet irradiation device (Toshiba Electric Materials Co., Ltd., rated voltage 200 V, rated power consumption 7.2 kW).
- the polyethylene terephthalate film was peeled off and allowed to stand in a box-type dryer (Mitsubishi Electric Corporation, model number: NV50-CA) heated to 120 ° C. for 60 minutes.
- the photosensitive element after heat treatment was cut into a width of 10 mm, the distance between chucks was 50 mm, and the tensile elastic modulus (N / m 2 ) was determined at a constant speed of 2 cm / min. Table 2 shows the evaluation results.
- the above-mentioned photosensitive element is placed on a polytetrafluoroethylene sheet (manufactured by Nitto Denko Corporation, product name: Nitoflon film No. 900U), and a protective film made of polyethylene so that the photosensitive layer is in contact with the surface of the polytetrafluoroethylene sheet.
- a laminating roll heated to 110 ° C.
- the composition of the obtained laminate was in the order of a polytetrafluoroethylene sheet, a photosensitive layer, and a polyethylene terephthalate film.
- the obtained evaluation sheet was allowed to stand for 1 hour in a box-type dryer (Mitsubishi Electric Corporation, model number: NV50-CA, air atmosphere) heated to 120 ° C.
- the evaluation sheet after the heat treatment is cut out to a width of 10 mm, the distance between chucks is set to 50 mm, and the cured product of the photosensitive layer is pulled at a constant speed of 2 cm / min until the cured product breaks. )
- Table 2 shows the evaluation results.
- Examples 1 to 3 had no electrode dissolution, low elasticity, good elongation, and excellent sensitivity, resolution, and adhesion.
- Comparative Examples 1 to 6 were inferior in at least one of electrode solubility, elastic modulus, elongation, sensitivity, resolution, and adhesion.
- the present invention it is possible to reduce dissolution of the electrode substrate, and it is possible to easily and easily form a partition wall for an image display device having a low elastic modulus, a high resolution, and a high adhesion of the cured film.
- a photosensitive resin composition, a photosensitive element using the same, and a cured product can be provided.
- cured material, the manufacturing method of an image display apparatus, and an image display apparatus can be provided. .
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Abstract
画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物であって、感光性樹脂組成物が、(A)成分:バインダーポリマー、(B)成分:光重合性化合物、(C)成分:光重合開始剤、(D)成分:エポキシ基を有する化合物を含有し、(A)成分が、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む、感光性樹脂組成物。
Description
本発明は、感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメント、硬化物、画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置に関する。
近年、紙のように薄く、持ち運びが自由で、文字や画像が表示可能な画像表示装置(PLD:Paper Like Display)が注目を集めている。かかる画像表示装置は、通常の印刷物としての紙の長所である視認性、携帯性を有し、更に、情報を電気的に書き換え可能であるため、環境やコストの面からも紙の代替品として実用化が試みられている。
画像表示装置の表示技術としては、電気泳動などにより粒子を移動させるタイプ、液晶タイプ、電気化学タイプなど様々なタイプが考案されている(例えば、非特許文献1参照)。特に粒子を移動させるタイプとしては、マイクロカプセル型電気泳動方式、マイクロカップ型電気泳動法式、電子粉流体方式、トナーディスプレイ等の方式が検討されている。これらの方式では、透明電極間に表示媒体である白と黒の粒子を封入し電場をかけ、これらの粒子を電気的に移動させることにより白/黒画像を形成し表示させる。また、画像表示装置の駆動方式としては、アクティブ駆動とパッシブ駆動があり、画像表示装置用の背面技術(パネル回路)の検討もなされている。
上記粒子移動タイプの画像表示装置の場合、上述のように白/黒の粒子を封入するための隔壁(画素を分離する隔壁)が必要となる。かかる隔壁の形成方法としては、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。中でも、感光性樹脂組成物を用いて、活性光線の照射により高精細なパターンが効率よく形成できるフォトリソ法が注目されている。
フォトリソ法を用いた画像表示装置の隔壁は、基板上にブラックマトリックスと呼ばれる遮光層をフォトリソ技術により積層する工程、上記遮光層上に感光性樹脂組成物を塗布、又は感光性フィルムを積層することにより感光層を形成する工程、上記感光層の所定部分に活性光線を照射して光硬化部を形成する工程、未露光部を除去して光硬化物パターンを形成する工程、を経て形成される。従って、画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物には、一般に、感度、解像性及び基板への密着性が要求される。
また、最近では紙のように手軽に扱うことを目的に、画像表示装置のフレキシブル化を実現させようという試みが行われている。(例えば、非特許文献2参照)。これに伴い、使用する基材がガラス基材のようなリジット基板から、ITOがスパッタされたPET基材、FPC基材のようなフレキシブル基板へと移行している。
かかるフレキシブル化を実現する際、各画素間を区切る隔壁のフレキシブル化対応が必須となる。したがって、弾性率の低い隔壁が必要となる。
しかし、感光性エレメントの低弾性化を行うと、解像性、密着性が低下する傾向にある。一方、画像表示装置の各画素間のコントラストの向上には、表示面積を広くするために、隔壁の解像性及び密着性の向上が必要となるが、解像性及び密着性を高めると低弾性の隔壁を形成することが困難となる傾向にある。このように、解像性及び密着性に優れ、低弾性の隔壁を形成することは困難であった。
更に、画像表示装置を製造する場合、上記工程で得た光硬化物パターン内に粒子等の表示媒体を充填する工程、上記光硬化物パターンを熱処理する工程、電極基板を貼り付ける工程などを更に含む。これにより、感光層の硬化物を隔壁とする画像表示装置が得られるが、上記電極基板を貼り付ける工程においては、高温高湿下で電圧を印加するため、感光性樹脂組成物の硬化物と密着した電極部分が溶解する問題があった。
画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物としては、例えば、下記特許文献2~4が開示されている。
鈴木 明、"電子ペーパーの最新動向2007"、平成19年10月10日、日本画像学会誌 第46巻 第5号:372-384(2007)
田沼 逸夫、"電子粉流体を用いたフレキシブル電子ペーパー"、平成19年10月10日、日本画像学会誌 第46巻 第5号:396-400(2007)
しかし、上記特許文献2~4に開示された画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物は、上述した問題に関しては、改善の余地があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極基板の溶解を低下させることが可能で、硬化膜の弾性率が低く、高解像、高密着な画像表示装置用の隔壁を形成することができる感光性樹脂組成物、及びこれを用いた感光性エレメント、硬化物を提供することを目的とする。また、本発明は、当該感光性樹脂組成物、感光性エレメント又は硬化物を用いた、画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物であって、
上記感光性樹脂組成物が、
(A)成分:バインダーポリマー、
(B)成分:光重合性化合物、
(C)成分:光重合開始剤、
(D)成分:分子内にエポキシ基を有する化合物を含有し、
上記(A)成分が、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む、感光性樹脂組成物を提供する。
上記感光性樹脂組成物が、
(A)成分:バインダーポリマー、
(B)成分:光重合性化合物、
(C)成分:光重合開始剤、
(D)成分:分子内にエポキシ基を有する化合物を含有し、
上記(A)成分が、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む、感光性樹脂組成物を提供する。
上記本発明の感光性樹脂組成物によれば、電極基板の溶解を低下させることが可能であり、硬化膜(隔壁)の弾性率が低く、高解像性及び高密着性を有する画像表示装置用の隔壁を形成することができる。また、当該感光性樹脂組成物は、上記構成を備えることによって、簡便に作業性よく隔壁を形成することができる。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、更に(E)成分として無機系黒色顔料を含むことが好ましい。これにより、感光性樹脂組成物の遮光性が向上する。
また、本発明は、支持体と、該支持体上に形成された上記感光性樹脂組成物を含む感光層と、を備える感光性エレメントを提供する。
また、本発明の感光性エレメントにおいては、上記感光層の膜厚が10~80μmであることが好ましい。感光層の膜厚が上記範囲であることによって、感光性エレメントは、画像表示装置の隔壁として用いやすくなる。
また、本発明は、上記感光性樹脂組成物の硬化物を提供する。なお、本硬化物は、本発明の感光性樹脂組成物を光及び/又は熱によって硬化させて得ることができる。よって、上記硬化物は、上記感光性樹脂組成物の反応性基が光及び/又は熱による硬化によって、一部又は全てが消失している。
また、本発明は、基板上に、上記感光性樹脂組成物を含む感光層を設ける積層工程と、上記感光層の所定部分に活性光線を照射して光硬化部を形成する露光工程と、上記光硬化部以外の部分を除去して光硬化物パターンを形成する現像工程と、を有する、画像表示装置の隔壁の形成方法を提供する。本形成方法によれば、電極基板の溶解を低下させることが可能であり、硬化膜の弾性率が低く、高解像性及び高密着性を有する画像表示装置用の隔壁を形成することができる。
上記画像表示装置の隔壁の形成方法において、基板は屈曲性を有することが好ましい。基板が屈曲性を有することによって、隔壁が形成される画像表示装置はよりフレキシブルとなる。
また本発明の画像表示装置の隔壁の形成方法は、上記現像工程において形成された光硬化物パターンを、60~250℃で加熱処理して熱硬化させる加熱工程を更に有することが好ましい。本加熱工程を有することによって、本形成方法により形成される画像表示装置の隔壁はより硬化する。
また、本発明は、表示媒体を、上記隔壁内に充填する工程と、一方の基板に対向するように隔壁の反対側に基板を貼り付ける工程と、を有する、画像表示装置の製造方法を提供する。
更に、本発明は、上記製造方法により製造される、画像表示装置を提供する。
本発明によれば、電極基板の溶解を低下させることが可能で、硬化膜の弾性率が低く、高解像、高密着な画像表示装置用の隔壁を簡便に作業性よく形成することができる感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメントを提供することができる。また、本発明によれば、上記感光性樹脂組成物又は感光性エレメントを用いた、画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書における(メタ)アクリル酸とはアクリル酸及びメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレートとはアクリレート及びそれに対応するメタクリレートを意味し、(メタ)アクリロイルとはアクリロイル及びメタクリロイルを意味する。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(A)成分:バインダーポリマー、(B)成分:光重合性化合物、(C)成分:光重合開始剤、(D)成分:分子内にエポキシ基を有する化合物を含有し、上記(A)成分が、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む、感光性樹脂組成物である。
本実施形態の感光性樹脂組成物は上記構成を有することにより、電極基板の溶解を低下させることが可能であり、硬化膜の弾性率が低く、高解像性及び高密着性を有する画像表示装置用の隔壁を形成することができる。ここで、上記構成を有することによる効果の発現機構は、必ずしも明らかではないが、本発明者は以下のように推察している。即ち、ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体中のヒドロキシル基が、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル中のイソシアネート基と反応することにより、ウレタン結合を生成することで、電極基板の溶解を低下させることが可能となり、硬化膜の弾性率が低く、高解像性及び高密着性が得られると考えられる。また、バインダーポリマーが、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位と、ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位と、上記ウレタン結合を有することによって、硬化膜が脆くなることを抑え、弾性率を更に低くすることができると考えられる。更に、当該感光性樹脂組成物は上記構成を有することによって、簡便に作業性よく隔壁を形成することができる。
以下、各成分について詳細に説明する。
(A)成分:バインダーポリマー
(A)成分は、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む。
(A)成分は、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む。
(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体は、(メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、をラジカル重合させることにより製造することができる。
上記ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、後述のイソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと反応するものであれば特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘプチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル及びこれらの構造異性体が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルの構造単位を含むことが好ましい。
上記共重合体に含まれるヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、上記共重合体の全質量を基準として1~40質量%であることが好ましく、2~39質量%であることがより好ましく、3~35質量%であることが更に好ましく、5~30質量%であることが特に好ましく、10~30質量%であることが極めて好ましい。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル及びこれらの構造異性体が挙げられる。中でも、現像性、解像度に優れる点では、(メタ)アクリル酸メチル、及び(メタ)アクリル酸ブチルを含有することが好ましい。
上記イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、上記共重合体と反応するものであれば特に制限無く用いることができる。例えば、2-イソシアネートメチル(メタ)アクリレート、2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアネートプロピル(メタ)アクリレート及び2-イソシアネートオクチル(メタ)アクリレートを用いることができる。この中でも、2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアネートメチル(メタ)アクリレートが好ましい。
上記バインダーポリマーは、上記共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを通常の反応条件で反応させればよい。特に、本発明の効果をより十分に奏するためには、ヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルのヒドロキシル基と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル中のイソシアネート基が100%反応することが好ましい。
上記バインダーポリマー中の「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」の「アルキル」とは、上述した例示化合物のように直鎖状又は分岐状のアルキル基であることが好ましく、上記バインダーポリマーは環状構造を有する構造単位を含まないことが好ましい。例えば、シクロアルキル基のような環状構造を有する構造単位を含むと、画像表示装置を駆動させた場合に、表示媒体の帯電性に影響を与え、コントラストに悪影響が出る傾向がみられるが、環状構造を有する構造単位を含まなければこのような問題は生じないことから好ましい。また、同様な理由から、上記バインダーポリマーは、例えば、スチレンに基づく構造単位、ベンジル(メタ)アクリレートに基づく構造単位等の環状構造を有する構造単位を含まないことが好ましい。
(A)成分の重量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンを用いた検量線により換算)は、耐現像液性に優れ、隔壁として充分に機能する点では、20,000より大きいことが好ましく、25,000より大きいことがより好ましく、30,000より大きいことが更に好ましく、35,000より大きいことが特に好ましく、40,000より大きいことが極めて好ましい。現像時間を短くできる観点からは、300,000以下であることが好ましく、150,000以下であることがより好ましく、100,000以下であることが更に好ましい。なお、バインダーポリマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算することとする。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件は、実施例と同一とする。
(A)成分における(メタ)アクリル酸に基づく構成単位の含有量は、分子全質量を基準として5~35質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、15~25質量%であることが更に好ましい。解像性に優れる点では、5質量%以上であることが好ましく、電極溶解の観点から35質量%以下であることが好ましい。
(A)成分が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構成単位の含有量は、分子全質量を基準として5~80質量%であることが好ましく、10~70質量%であることがより好ましく、20~60質量%であることが更に好ましい。解像性に優れる点では、この含有量が5質量%以上であることが好ましく、電極溶解の観点から80質量%以下であることが好ましい。
(A)成分におけるヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構成単位の含有量は、硬化膜を低弾性化する観点から、分子全質量を基準として5~30質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましく、15~25質量%であることが更に好ましい。
(A)成分におけるイソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構成単位の含有量は、電極溶解、硬化膜の低弾性化の観点から、分子全質量を基準として5~35質量%であることが好ましく、11~35質量%であることがより好ましく、17~29質量%であることが更に好ましい。
感光性樹脂組成物における(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、フィルム形成性に優れる点では、50量部以上が好ましく、60質量部以上がより好ましく、65質量部以上が更に好ましい。光硬化物の機械的強度に優れる点では、(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、90質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましく、70質量部以下が更に好ましい。
(B)成分:光重合性化合物
本実施形態に用いることのできる(B)成分としては、光架橋が可能であれば特に制限はないが、例えば、(B1)成分:分子内にエチレン性不飽和基及びウレタン結合を有する化合物、(B2)成分:多価アルコール及び/又はグリシジル基含有化合物にα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物及び(B3)成分:分子内にエチレン性不飽和結合を1つ有する化合物が挙げられる。
本実施形態に用いることのできる(B)成分としては、光架橋が可能であれば特に制限はないが、例えば、(B1)成分:分子内にエチレン性不飽和基及びウレタン結合を有する化合物、(B2)成分:多価アルコール及び/又はグリシジル基含有化合物にα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物及び(B3)成分:分子内にエチレン性不飽和結合を1つ有する化合物が挙げられる。
(B1)成分:分子内にエチレン性不飽和基及びウレタン結合を有する化合物
硬化物の伸びを向上させることができ、フレキシブル基板への密着性に優れる点では、(B1)成分を含むことが好ましい。
硬化物の伸びを向上させることができ、フレキシブル基板への密着性に優れる点では、(B1)成分を含むことが好ましい。
本実施形態において用いることのできる(B1)成分としては、特に制限はないが、イソシアヌル環構造を有する化合物を含有することが好ましい。イソシアヌル環構造を有する化合物としては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
なお、n及びmは、構造単位の構造単位数を示す。従って単一の分子においては整数値を示し、複数種の分子の集合体としては平均値である有理数を示す。以下、構造単位の構造単位数については同様に定義する。
弾性率、密着性の観点からは、一般式(1)中のR1のうち少なくとも2つは、一般式(4)で表される基であることがより好ましく、R1の全てが一般式(4)で表される基であることが更に好ましい。
一般式(2)、(3)、(4)中、耐薬品性に優れる点では、mは1~6が好ましい。また、一般式(4)中、機械強度に優れる点では、mは3~6が好ましい。
上記一般式(1)で表される化合物で、市販のものとしては、例えば、NKオリゴUA-21EB(新中村化学工業株式会社、商品名、一般式(1)中、R1が全て一般式(4)である化合物)が挙げられる。
また、(B1)成分としては、ポリカーボネート化合物及び/又はポリエステル化合物の末端のヒドロキシル基とジイソシアネート化合物のイソシアネート基との反応に由来するウレタン結合を有し、かつ複数の末端にイソシアネート基を有するウレタン化合物と、ヒドロキシル基及びエチレン性不飽和基を有する化合物とを縮合反応させることで得ることができる化合物を含むことが好ましい。
これらの化合物は、常法によって合成したものを用いてもよく、市販のものを用いることもできる。市販のものとしては、例えば、UF-8003M、UF-TCB-50、UF-TC4-55(以上商品名、共栄社化学株式会社製)、HT9082-95(商品名、日立化成工業株式会社製)が挙げられる。
更に、上記以外の(B1)成分としては、例えば、β位に水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーと、イソホロンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、及び1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物との付加反応物;EO変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、EO,PO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられる。EO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、UA-11(新中村化学工業株式会社製、製品名)が挙げられる。また、EO,PO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、UA-13(新中村化学工業株式会社製、製品名)が挙げられる。
感光性樹脂組成物における上記(B1)成分の含有量は、フィルム形成性、硬化物の伸び向上、フレキシブル基板への密着性に優れる点では、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、1~25質量部であることが好ましく、5~25質量部であることがより好ましく、5~20質量部であることが更に好ましい。
(B2)成分:多価アルコール及び/又はグリシジル基含有化合物にα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物
(B2)成分としては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレン基の数が2~14のもの)、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレン基の数が2~14のもの)等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシトリ(メタ)アクリレート等のトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート化合物;テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等のテトラメチロールメタン(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート化合物;ビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAトリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAデカオキシエチレンジ(メタ)アクリレート等のビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート及びビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリレートが挙げられる。
(B2)成分としては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレン基の数が2~14のもの)、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレン基の数が2~14のもの)等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシトリ(メタ)アクリレート等のトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート化合物;テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等のテトラメチロールメタン(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート化合物;ビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAトリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAデカオキシエチレンジ(メタ)アクリレート等のビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート及びビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリレートが挙げられる。
中でも、硬化膜の低弾性を維持しつつ、解像度及び密着性に優れる点では、(B2)成分として、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、下記一般式(5)、(6)又は(7)で表される化合物を含むことがより好ましい。
上記一般式(5)、(6)又は(7)中、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、EOはオキシエチレン基を示し、POはオキシプロピレン基を示す。m1、m2、m3及びm4はオキシエチレン基からなる構造単位の構造単位数を示し、n1、n2、n3及びn4は、オキシプロピレン基からなる構造単位の構造単位数を示し、オキシエチレン基の構造単位総数m1+m2、m3及びm4は、それぞれ独立に1~30を示し、オキシプロピレン基の構造単位総数n1、n2+n3及びn4は、それぞれ独立に1~30を示す。
上記一般式(5)、(6)又は(7)で表される化合物において、オキシエチレン基の構造単位総数m1+m2、m3及びm4は、それぞれ独立に1~30であり、1~10であることが好ましく、4~9であることがより好ましく、5~8であることが更に好ましい。解像度、密着性に優れる点では、この構造単位数の総数が、10以下が好ましく、9以下がより好ましく、8以下が更に好ましい。
また、オキシプロピレン基の構造単位総数n1、n2+n3及びn4は、それぞれ独立に1~30であり、5~20であることが好ましく、8~16であることがより好ましく、10~14であることが更に好ましい。解像度の向上及びスラッジの低減に優れる点では、この構造単位数の総数が、20以下が好ましく、16以下がより好ましく、14以下が更に好ましい。
上記一般式(5)で表される化合物としては、R=メチル基、m1+m2=6(平均値)、n1=12(平均値)であるビニル化合物(日立化成工業株式会社製、商品名:FA-023M)等が挙げられる。上記一般式(6)で表される化合物としては、R=メチル基、m3=6(平均値)、n2+n3=12(平均値)であるビニル化合物(日立化成工業株式会社製、商品名:FA-024M)等が挙げられる。上記一般式(7)で表される化合物としては、R=水素原子、m4=1(平均値)、n4=9(平均値)であるビニル化合物(新中村化学工業株式会社製、試料名:NKエステルHEMA-9P)等が挙げられる。
感光性樹脂組成物における上記(B2)成分の含有量は、硬化膜の低弾性を維持しつつ、解像度及び密着性に優れる点では、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、1~20質量部であることが好ましく、1~15質量部であることがより好ましく、1~10質量部であることが更に好ましい。
(B3)成分:分子内にエチレン性不飽和結合を1つ有する化合物
(B3)成分としては、特に制限はないが、解像度に優れる点では、下記一般式(8)で表される化合物を含むことが好ましい。
(B3)成分としては、特に制限はないが、解像度に優れる点では、下記一般式(8)で表される化合物を含むことが好ましい。
上記一般式(8)で表される化合物としては、例えば、γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシエチル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、及びβ-ヒドロキシプロピル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレートが挙げられ、なかでも、γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレートが好ましい。γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β’-メタクリロイルオキシエチル-o-フタレートは、FA-MECH(日立化成工業株式会社製、製品名)として商業的に入手可能である。
感光性樹脂組成物における上記(B3)成分の含有量は、解像度に優れる点では、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、1~15質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましく、1~7質量部であることが更に好ましい。
上記(B)成分は、単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
感光性樹脂組成物における(B)成分の含有量は、解像度及び密着性と、フィルム形成性の観点から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、15~45質量部の範囲とすることが好ましく、20~45質量部とすることがより好ましい。
(C)成分:光重合開始剤
本発明に用いることのできる(C)成分としては、使用する露光機の光波長にあわせたものであれば特に制限はなく、具体的には例えば、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’-テトラエチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-プロパノン-1等の芳香族ケトン;2-エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ベンズアントラキノン、2-フェニルアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-メチルアントラキノン、1,4-ナフトキノン、9,10-フェナンタラキノン、2-メチル-1,4-ナフトキノン、2,3-ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;1-(4-メトキシフェニル)-2,2-ジメトキシ-2-フェニルエタン-1-オン、1-(4-メトキシフェニル)-2-メトキシ-2-エトキシ-2-フェニルエタン-1-オン、1-(4-メトキシフェニル)-2-メトキシ-2-プロポキシ-2-フェニルエタン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(通称ベンジルジメチルケタール)等のベンジルケタール等のベンジル誘導体;9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N-フェニルグリシン、N-フェニルグリシン誘導体;クマリン系化合物;2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等のイミダゾール二量体;が挙げられる。また、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体における2つの2,4,5-トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは、単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
本発明に用いることのできる(C)成分としては、使用する露光機の光波長にあわせたものであれば特に制限はなく、具体的には例えば、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’-テトラエチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-プロパノン-1等の芳香族ケトン;2-エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ベンズアントラキノン、2-フェニルアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-メチルアントラキノン、1,4-ナフトキノン、9,10-フェナンタラキノン、2-メチル-1,4-ナフトキノン、2,3-ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;1-(4-メトキシフェニル)-2,2-ジメトキシ-2-フェニルエタン-1-オン、1-(4-メトキシフェニル)-2-メトキシ-2-エトキシ-2-フェニルエタン-1-オン、1-(4-メトキシフェニル)-2-メトキシ-2-プロポキシ-2-フェニルエタン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(通称ベンジルジメチルケタール)等のベンジルケタール等のベンジル誘導体;9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N-フェニルグリシン、N-フェニルグリシン誘導体;クマリン系化合物;2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等のイミダゾール二量体;が挙げられる。また、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体における2つの2,4,5-トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは、単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
中でも、(C)成分としては、感光性樹脂組成物の硬化後のレジスト底部の硬化性に優れる点では、ベンジルケタール等のベンジル誘導体を含むことが好ましい。また、感光性樹脂組成物の硬化後のレジスト上部の硬化性に優れる点では、アクリジン誘導体を含むことが好ましい。更に、上底部の硬化性に優れる点では、ベンジルケタール等のベンジル誘導体及びアクリジン誘導体の双方を含むことが好ましい。特に感光性樹脂組成物を含む層の膜厚が厚くなればなるほど、レジスト底部の硬化性及びレジスト上部の硬化性をバランスよく調整することが必要となる。
中でも、(C)成分としては、解像度を良好にし、硬化後のレジストの裾引きを抑える点では、アクリジン誘導体及びベンジル誘導体を含むことが好ましく、特に1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン及び2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オンの双方を含むことが好ましい。
感光性樹脂組成物における(C)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、光感度に優れる点では、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましい。また、(C)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、感光性樹脂組成物の内部の光硬化性に優れる点では、20質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましい。
中でも、上記(C)成分として、1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタンを含む場合、その含有量は、上記(A)成分と(B)成分の総量100質量部に対して、光感度に優れる点では、0.05~1質量部であることが好ましく、0.1~0.5質量部であることがより好ましい。
また、上記(C)成分として、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オンを含む場合、その含有量は、上記(A)成分と(B)成分の総量100質量部に対して、光感度及び密着性に優れる点では、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましい。また、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オンの含有量は、加熱処理の工程にて、アウトガスを抑える観点からは、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
(D)成分:分子内にエポキシ基を有する化合物
本実施形態で用いることのできる(D)成分としては、分子内にエポキシ基(オキシラン環)を有する化合物が挙げられる。
本実施形態で用いることのできる(D)成分としては、分子内にエポキシ基(オキシラン環)を有する化合物が挙げられる。
分子内にエポキシ基を有する化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールFジグリシジルエーテル等のビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノールジグリシジルエーテル等のビフェノール型エポキシ樹脂、ビキシレノールジグリシジルエーテル等のビキシレノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールAグリシジルエーテル等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、及びそれらの二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が挙げられる。
これらの化合物としては市販品を用いることができる。例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテルとしては、エピコート828、エピコート1001及びエピコート1002(いずれもジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、並びに、エピクロン1055(DIC株式会社製、商品名)を挙げることができる。
ビスフェノールFジグリシジルエーテルとしては、エピコート807(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)等を挙げることができ、ビスフェノールSジグリシジルエーテルとしては、EBPS-200(日本化薬株式会社製、商品名)、エピクロンEXA-1514(DIC株式会社製、商品名)等を挙げることができる。
また、ビフェノールジグリシジルエーテルとしては、YL-6121(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)等を挙げることができ、ビキシレノールジグリシジルエーテルとしては、YX-4000(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)等を挙げることができる。
更に、水添ビスフェノールAグリシジルエーテルとしては、ST-2004及びST-2007(いずれも東都化成株式会社製、商品名)等を挙げることができ、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、エピクロンHP-7200L(DIC株式会社製、商品名)等を挙げることができ、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、エピクロンN-665-EXP、エピクロンN-670-EXP-S(DIC株式会社製、商品名)等を挙げることができる。また、上記した二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、ST-5100及びST-5080(いずれも東都化成株式会社製、商品名)等を挙げることができる。
これらの中でも、電極の溶解を抑える点では、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。また、上記(D)成分は、単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
感光性樹脂組成物における(D)成分の含有量は、上記(A)成分と(B)成分の総量100質量部に対して、電極の溶解を抑える点では、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。また、(D)成分の含有量は、感光性樹脂組成物がフィルム形成性に優れる点では、30質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましく、10質量部以下が更に好ましい。
(E)成分:無機系黒色顔料
本発明で用いることのできる(E)成分としては、例えば、チタンブラック、カーボンブラック、コバルトブラックが挙げられ、波長360nm及び405nmの光の透過性が良好である点で、チタンブラックが好ましい。
本発明で用いることのできる(E)成分としては、例えば、チタンブラック、カーボンブラック、コバルトブラックが挙げられ、波長360nm及び405nmの光の透過性が良好である点で、チタンブラックが好ましい。
感光性樹脂組成物における(E)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、遮光性に優れる点では、0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましい。また、(E)成分の含有量は、密着性及び解像度に優れる点では、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
<その他の成分>
本実施形態の感光性樹脂組成物は、金属配線や金属層等の銅及び銅合金、ITO、IZO等を腐食させることなく、優れた防錆効果、残膜防止効果、及び膜密着効果を奏する点で、(F)成分:複素環式化合物を含むことが好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、金属配線や金属層等の銅及び銅合金、ITO、IZO等を腐食させることなく、優れた防錆効果、残膜防止効果、及び膜密着効果を奏する点で、(F)成分:複素環式化合物を含むことが好ましい。
上記(F)成分は、2種又はそれ以上の元素の原子(炭素のほか、窒素、酸素、硫黄など)から環が構成されてなる環式化合物をいう。複素環式化合物としては、トリアゾール環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H-ピラン環及び6H-ピラン環、トリアジン環を有する化合物、及びこれらの化合物の塩等が挙げられる。
上記の中でも炭素原子と窒素原子を含むトリアゾール環、ピロール環、ピラゾール環、チアゾール環、イミダゾール環及びテトラゾール環を有する化合物及びこれらの化合物の塩が好ましく、トリアゾール環又はテトラゾール環を有する化合物及びこれらの化合物の塩を含むことがより好ましく、トリアゾール環を有する化合物及びこれらの化合物の塩を含むことが更に好ましい。
(F)成分の複素環式化合物を例示すると、具体的には、1,2,4-トリアゾール、1,2,3-トリアゾール、1,2,5-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジメチル-4H-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジプロピル-4H-1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-5-イソプロピル-1,2,4-トリアゾール、3-アミノ-5-メチル-4H-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、4-アミノ-3,5-ジメチル-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1H-1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5,6-ジメチルベンゾトリアゾール、5-アミノ-1H-ベンゾトリアゾール、ベンゾトリゾール-4-スルホン酸、1H-テトラゾール、5-メチル-1H-テトラゾール、5-(メチルチオ)-1H-テトラゾール、5-(エチルチオ)-1H-テトラゾール、5-フェニル-1H-テトラゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、5-ニトロ-1H-テトラゾール1-メチル-1H-テトラゾール、5,5′-ビス-1H-テトラゾール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
上記(F)成分の複素環式化合物がテトラゾール環の場合、1H-テトラゾール、5置換-1H-テトラゾール、1置換-1H-テトラゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種であると好ましい。
上記(F)成分の複素環式化合物がトリアゾール環の場合、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール及びその誘導体、1,2,3-ベンゾトリアゾール、5置換-1H-ベンゾトリアゾール、6置換-1H-ベンゾトリアゾール、5,6置換-1H-ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択されると好ましい。中でも、4-メチル-1Hベンゾトリアゾールンのアミン塩や、5-メチル-1Hベンゾトリアゾールンのアミン塩(ANTAGE TDP(フェノチアジン、川口化学工業株式会社製、商品名))を含有することが好ましい。
感光性樹脂組成物における上記(F)成分の配合量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.5~5質量部であることがより好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、下記一般式(9)で表される化合物を含有することが好ましい。
上記一般式(9)で表される化合物は、市販品を使用することができる。商業的に入手可能なものとしては、例えば、「サンスルーザーW-4120A」(花王株式会社製、商品名)などが挙げられる。
上記一般式(9)中、R11~R14は、水素原子又は上記一般式(10)で表される1価の基であるが、本発明においては、R11~R14に分布する上記一般式(10)で表される1価の基の割合が上記一般式(9)中で10~80%となることが好ましく、20~50%となることがより好ましい。一般式(10)で表される基の分布割合が80%以内であれば解像性、密着性に優れる傾向があり、10%以上であれば帯電防止の効果に優れる傾向がある。
本実施形態の感光性樹脂組成物においては、含有される上記一般式(9)で表される化合物の水酸基の総モル数MOHと、エステル基(R11~R14が上記一般式(10)で表される1価の基である場合)の総モル数MESTERとの比[MOH/MESTER]が、0.1~4の範囲内であることが好ましく、0.25~1の範囲内であることがより好ましい。
また、上記一般式(9)で表される化合物が、上記一般式(10)で表される1価の基を有する場合、一般式(10)中のR15が炭素数4~30の脂肪族炭化水素基であるものが好ましく、炭素数4~25の脂肪族炭化水素基であるものがより好ましく、炭素数5~20の脂肪族炭化水素基であるものが特に好ましく、炭素数10~20の脂肪族炭化水素基であるものが最も好ましい。このような化合物としては、例えば、オレイン酸ジグリセリンが挙げられる。オレイン酸ジグリセリンは、例えば、「エレクトロストリッパーME-1」及び「サンスルーザーW-4120A」(以上、花王(株)製、商品名)が商業的に入手できる。
更に、本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記一般式(9)で表され、R11、R12、R13及びR14がそれぞれ独立に水素原子又は-CO-C17H33である化合物の混合物であって、R11、R12、R13及びR14における-CO-C17H33の分布割合が10~80%であるものを含有することが好ましい。-CO-C17H33の分布割合が80%以内であれば解像性、密着性に優れる傾向があり、10%以上であれば帯電防止の効果に優れる傾向がある。このような混合物としては、例えば、「エレクトロストリッパーME-1」(花王(株)製、商品名、-CO-C17H33の分布割合:40%)及び「サンスルーザーW-4120A」(以上、花王(株)製、商品名、-CO-C17H33の分布割合:30%)が商業的に入手できる。
感光性樹脂組成物における上記一般式(9)で表される化合物の配合量は、帯電防止効果と密着性をより向上する点では、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.5~5質量部であることがより好ましい。
以上のような成分を含む感光性樹脂組成物は、更に必要に応じて、マラカイトグリーン等の染料、トリブロモフェニルスルホン、ロイコクリスタルバイオレット等の光発色剤、熱発色防止剤、p-トルエンスルホンアミド等の可塑剤、顔料、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、密着性付与剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、イメージング剤、熱架橋剤などを、(A)成分および(B)成分の総量100質量部に対して各々0.01~20質量部程度含有することができるが、本実施形態の効果を奏する上では、シランカップリング剤は含まないことが好ましい。これらは単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用される。
以上のような成分を含む本実施形態の感光性樹脂組成物は、たとえば、含有成分をロールミル、ビーズミル等で均一に混練、混合することにより得ることができる。また、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解して、固形分30~60質量%程度の溶液として用いることができる。
得られた感光性樹脂組成物を用いて画像表示装置用基板上に感光層を形成する方法としては、特に制限はないが、上記基板上に感光性樹脂組成物を液状レジストとして塗布して乾燥することにより形成できる。また、必要に応じて感光層上に保護フィルムを被覆することができる。更に、後に詳しく述べるが感光層を感光性エレメントの形態で用いることが好ましい。塗布される感光層の厚みは、用途により異なるが、乾燥後の厚みで1~100μm程度であることが好ましい。液状レジストとして塗布後、保護フィルムを被覆して用いる場合の保護フィルムとしては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体フィルムが挙げられる。
図1は、本発明の感光性エレメントの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、本実施形態の感光性エレメント10は、支持体1と、その上に形成された上記感光性樹脂組成物からなる感光層2と、感光層2上に形成された保護フィルム3と、を備える。なお、保護フィルム3は、必要に応じて設けられる。
支持体1としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等の重合体フィルムを好ましく用いることができる。重合体フィルムの厚みは、1~100μm程度とすることが好ましく、5~50μmであることがより好ましく、10~30μmであることが更に好ましい。
支持体1上への感光層2の形成方法は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の溶液を塗布、乾燥することにより好ましく実施できる。塗布される感光層2の厚みは、用途により異なるが、乾燥後の厚みで1~100μm程度であることが好ましい。画像表示装置の隔壁として用いる場合、感光層2の厚みは、乾燥後の厚みで10~90μmであることがより好ましく、10~80μmであることが更に好ましい。
塗布は、たとえば、ロールコータ、コンマコータ、グラビアコータ、エアーナイフコータ、ダイコータ、バーコータ等の公知の方法で行うことができる。乾燥は、70~150℃、5~30分間程度で行うことができる。また、感光層2中の残存有機溶剤量は、後の工程での有機溶剤の拡散を防止する点から、2質量%以下とすることが好ましい。
支持体1として用いられる上記重合体フィルムを保護フィルム3として用いて、感光層2表面を被覆してもよい。保護フィルム3としては、感光層2と支持体1の接着力よりも、感光層2と保護フィルム3の接着力の方が小さいものが好ましく、また、低フィッシュアイのフィルムが好ましい。「低フィッシュアイ」とは、フィルム中における材料の異物、未溶解物、酸化劣化物等の異物等が少ないことを意味する。
更に、感光性エレメント10は、感光層2、支持体1および任意の保護フィルム3の他に、クッション層、接着層、光吸収層、ガスバリア層等の中間層や保護層を有していてもよい。
製造された感光性エレメント10は、通常、円筒状の巻芯に巻きとって貯蔵される。なお、この際支持体1が外側になるように巻き取られることが好ましい。上記ロール状の感光性エレメントロールの端面には、端面保護の見地から端面セパレータを設置することが好ましく、耐エッジフュージョンの見地から防湿端面セパレータを設置することが好ましい。また、梱包方法として、透湿性の小さいブラックシートに包んで包装することが好ましい。上記巻芯としては、たとえば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン重合体)等のプラスチックが挙げられる。
次に、本発明の感光性樹脂組成物又は感光性エレメントを用いた画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置について説明する。
まず、図2(a)に示すように、電極4と基板5とからなる電極基板30を用意し、図2(b)に示すように、この電極基板30上に、上述した感光性エレメント10における感光層2及び支持体1を積層する(積層工程)。
電極基板30を構成する基板5としては、屈曲性を有する基板であれば特に制限されず、例えば、ポリマーフィルム基板のような絶縁基板、及び、シリコン基板等の半導体基板が挙げられる。電極基板30としては、このような基板5上にITO、IZO、Agワイヤ・インクのような屈曲性を有する電極4が形成されたものが挙げられる。電極4の形成方法としては、蒸着、スパッタリング等の方法で積層した電極材料をフォトリソ手法を用いてパターン形成する方法や、感光性を有する電極材料をパターニングする方法などが挙げられる。この電極4の形成方法に関しては特に制限はない。
電極基板30上への感光層2の積層方法としては、上述した感光性エレメント10を用いる方法のほか、感光性樹脂組成物の溶液を電極基板30上に塗布し乾燥する方法を用いることもできる。
感光性エレメント10を用いる積層方法は、感光層2上に保護フィルム3が存在している場合には、保護フィルム3を除去しながら電極基板30上へ積層する。上記積層条件としては、例えば、感光層2を70~130℃程度に加熱しながら、電極基板30上に0.1~1MPa程度(1~10kgf/cm2程度)の圧力で圧着することにより積層する方法等が挙げられ、減圧下で積層することも可能である。電極基板30表面の形状は、通常は電極パターンが形成されているが、平坦であったり、必要に応じて凹凸が形成されていてもよい。
感光層2の積層後、図2(b)に示すように、感光層2に画像状に活性光線8を照射して、露光部を光硬化させる(露光工程)。画像状に活性光線8を照射させる方法としては、図2(b)に示すように、感光層2上にマスクパターン7を設置して画像状に活性光線8を照射し、露光部の感光層2を光硬化させる方法がある。マスクパターン7は、ネガ型でもポジ型でもよく、一般に用いられているものを使用できる。活性光線8の光源としては、公知の光源、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線、可視光などを有効に放射するものが用いられる。また、露光方法としては、マスクパターン7を用いずにレーザーで直接パターンを描画する、直接描画露光法を用いることもできる。
露光後、図2(c)に示すように、未露光部の感光層2を現像により選択的に除去することにより、画像表示装置用の基板(電極基板30)上に光硬化物パターン20が形成される(現像工程)。図3及び図4に、光硬化物のパターンの一例を示す。図3は、図2(c)の隔壁が格子状に形成された例を示す模式平面図であり、図4は、図2(c)の隔壁が六角形状に形成された例を示す模式平面図である。図3及び図4においては、図2(c)に示すように電極4及び光硬化物パターン20の下に基板5が配置されているが、電極4はITO電極でもよく、基板5はPET基板でもよい。なお、現像工程は、支持体1が存在する場合は、現像に先立ち、支持体1を除去する。
現像は、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤等の現像液によるウエット現像、ドライ現像等で未露光部を除去することにより行われる。本実施形態においては、アルカリ性水溶液を用いることが好ましい。アルカリ性水溶液としては、例えば、0.1~5質量%炭酸ナトリウム溶液、0.1~5質量%炭酸カリウム溶液、0.1~5質量%水酸化カリウム溶液等が挙げられる。このアルカリ性水溶液のpHは9~11の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光層の現像性に合わせて調節される。また、アルカリ性水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、有機溶剤等を混入させてもよい。上記現像の方式としては、例えば、ディップ方式、スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等が挙げられるが、解像度を向上させるにはスプレー方式が好ましい。
現像後の処理として、形成された上記光硬化物パターン20を、必要に応じて60~250℃程度の加熱処理により更に硬化させることが好ましい。硬化温度は、80~200℃程度であることが好ましく、100~150℃程度であることがより好ましい。また、硬化時間は特に制限はないが、10分~3時間であることが好ましく、30分~2時間であることがより好ましい。
また、上記工程で形成した光硬化物パターン20内に、粒子等の表示媒体を充填する工程、上記光硬化物パターン20に別の電極基板30を貼り付ける工程(図2の(d)及び(e))等を経て、画像表示装置の隔壁の形成、及び、画像表示装置100の製造を完了することができる。
その後、図2(d)に示すように、上記現像工程で形成した光硬化物パターン20内に、粒子等の表示媒体50を充填する。表示媒体としては特に限定されないが、電子粉粒体、顔料インク、白色微細粒子等が挙げられる。電子粉粒体や白色微細粒子等を用いる場合、それら以外の光硬化物パターン20内の空間には、空気、オレフィン系溶剤、シリコーンオイル等が充填される。
光硬化物パターン20に別の電極基板30を貼り付ける工程は、以下のようにして行うことができる。すなわち、上記工程は、図2(d)に示すように、光硬化物パターン20上に接着剤40を積層し、図2(e)に示すように、接着剤40によって電極基板30と光硬化物パターン20とを接着することにより行われる。なお、接着剤40を用いることなく、光硬化物パターン20に直接電極基板30を接着してもよい。
画像表示装置100の少なくとも表示面側の電極基板には、透明な電極基板が用いられる。画像表示装置100の好ましい態様としては、基板5として透明なガラス基板を用い、電極4として透明なITO電極を用いた態様が挙げられる。
上述した各工程を経て形成された画像表示装置は、屈曲性を有する電極基板30と、高度な伸びを有する光硬化物パターン20からなる隔壁とを備えており、優れた屈曲性を達成することができる。特に、電極4の材料の選択によっては、曲率半径5~15mm程度まで対応可能な高度な屈曲性を有する画像表示装置が得られる。また、本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成された隔壁は、曲率半径5~15mm程度で画像表示装置を屈曲した場合でも、破損の発生を十分に抑制することができる(図5参照)。
以下に、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1~3及び比較例1~4)
表1に示す(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びその他の成分を配合した後、そこへ表1に示す(A)成分を加えて溶解させ、実施例1~3及び比較例1~6の感光性樹脂組成物を得た。各成分の配合量(単位:g)は表1に示す通りである。
表1に示す(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、及びその他の成分を配合した後、そこへ表1に示す(A)成分を加えて溶解させ、実施例1~3及び比較例1~6の感光性樹脂組成物を得た。各成分の配合量(単位:g)は表1に示す通りである。
(A)成分:バインダーポリマー
樹脂A:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル30gと、メタクリル酸ブチル30gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル20gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂B:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル30gと、メタクリル酸ブチル30gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル20gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂C:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル35gと、メタクリル酸ブチル35gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル10gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート11.7gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂D:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比20/45/35、重量平均分子量50,000)48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂E:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比25/40/35、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂F:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比30/35/35、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂G:メタクリル酸12gと、N-シクロヘキシルマレイミド11.1gと、ジシクロペンタニルメタクリレート27.2gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル31.1gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート18.6gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量25,000)の35質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液168.6g(固形分59g)
樹脂H:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体(質量比12/68/20、重量平均分子量65,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液12.5g(固形分6g)
樹脂I:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル共重合体(質量比20/30/30/20、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂J:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル共重合体(質量比20/35/35/10、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂A:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル30gと、メタクリル酸ブチル30gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル20gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂B:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル30gと、メタクリル酸ブチル30gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル20gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂C:メタクリル酸20gと、メタクリル酸メチル35gと、メタクリル酸ブチル35gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル10gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート11.7gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量50,000)の43質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液151g(固形分65g)
樹脂D:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比20/45/35、重量平均分子量50,000)48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂E:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比25/40/35、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂F:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル共重合体(質量比30/35/35、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂G:メタクリル酸12gと、N-シクロヘキシルマレイミド11.1gと、ジシクロペンタニルメタクリレート27.2gと、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル31.1gとを反応させて得られた共重合体に、2-イソシアネートエチルメタクリレート18.6gを反応させて得られた化合物(重量平均分子量25,000)の35質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液168.6g(固形分59g)
樹脂H:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体(質量比12/68/20、重量平均分子量65,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液12.5g(固形分6g)
樹脂I:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル共重合体(質量比20/30/30/20、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
樹脂J:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル共重合体(質量比20/35/35/10、重量平均分子量50,000)の48質量%エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)溶液135g(固形分65g)
(バインダーポリマーの合成例1)
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを加え、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、100℃まで加熱した。一方、重合性単量体としてメタクリル酸20g、メタクリル酸メチル30g、メタクリル酸ブチル30g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20g(0.153mol)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gと、アゾビスイソブチロニトリル0.85gとを混合した溶液を、上記フラスコ内の100℃に加熱されたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに2時間かけて滴下した後、100℃で撹拌しながら0.5時間保温した。更に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12gにアゾビスイソブチロニトリル0.25gを溶解した溶液を、5分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら100℃で0.5時間保温した後、0.5時間かけて140℃まで昇温し、攪拌しながら2時間保温した。更に、0.5時間かけて70℃まで冷却し、窒素ガスから乾燥空気に切り替え吹き込みながら攪拌し、メトキノン0.2g、ジブチルスズラウレート0.02g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25gを混合した溶液を添加し攪拌しながら70℃で0.5時間保温した。最後に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4g(0.15mol)を2時間かけて滴下した後、冷却して不揮発分(固形分)は43質量%になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈してバインダーポリマー(樹脂A)を得た。得られたバインダーポリマーの重量平均分子量は50000であった。
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを加え、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、100℃まで加熱した。一方、重合性単量体としてメタクリル酸20g、メタクリル酸メチル30g、メタクリル酸ブチル30g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20g(0.153mol)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gと、アゾビスイソブチロニトリル0.85gとを混合した溶液を、上記フラスコ内の100℃に加熱されたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに2時間かけて滴下した後、100℃で撹拌しながら0.5時間保温した。更に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12gにアゾビスイソブチロニトリル0.25gを溶解した溶液を、5分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら100℃で0.5時間保温した後、0.5時間かけて140℃まで昇温し、攪拌しながら2時間保温した。更に、0.5時間かけて70℃まで冷却し、窒素ガスから乾燥空気に切り替え吹き込みながら攪拌し、メトキノン0.2g、ジブチルスズラウレート0.02g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25gを混合した溶液を添加し攪拌しながら70℃で0.5時間保温した。最後に、2-イソシアネートエチルメタクリレート23.4g(0.15mol)を2時間かけて滴下した後、冷却して不揮発分(固形分)は43質量%になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈してバインダーポリマー(樹脂A)を得た。得られたバインダーポリマーの重量平均分子量は50000であった。
なお、バインダーポリマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算することにより導出した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件は、以下に示す。
[GPC測定条件]
ポンプ:日立 L-6000型(株式会社日立製作所製)
カラム:Gelpack GL-R440 + GL-R450 + GL-R400Mカラム仕様:10.7mmφ × 300mm
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:室温(20~25℃)
流量:2.05mL/分
濃度:120mg/5mL
注入量:200μL
圧力:49Kgf/cm2
検出器:日立 L-3300型RI(株式会社日立製作所製)
ポンプ:日立 L-6000型(株式会社日立製作所製)
カラム:Gelpack GL-R440 + GL-R450 + GL-R400Mカラム仕様:10.7mmφ × 300mm
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:室温(20~25℃)
流量:2.05mL/分
濃度:120mg/5mL
注入量:200μL
圧力:49Kgf/cm2
検出器:日立 L-3300型RI(株式会社日立製作所製)
(合成例2)
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた加圧合成用フラスコに、エチレングリコール60g、トルエン40gを混合した溶液(以下、「溶液a」という)を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、圧力を1.2kg/cm2に上げた。この溶液aを80℃まで加熱し30分保温した。一方、メタクリル酸20g、メタクリル酸メチル45g、メタクリル酸ブチル35g及びアゾビスイソブチロニトリル3.5gを混合した溶液(以下、「溶液b」という)を用意し、溶液aに溶液bを4時間かけて滴下した後、80℃で撹拌しながら2時間保温した。更に、エチレングリコール6g、トルエン4gにアゾビスイソブチロニトリル0.15gを溶解した溶液を、40分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら80℃で3時間保温した後、冷却して不揮発分(固形分)が48質量%になるように、エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)の混合溶媒で希釈してバインダーポリマー(樹脂D)を得た。得られたバインダーポリマーの重量平均分子量は50000であった。
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた加圧合成用フラスコに、エチレングリコール60g、トルエン40gを混合した溶液(以下、「溶液a」という)を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、圧力を1.2kg/cm2に上げた。この溶液aを80℃まで加熱し30分保温した。一方、メタクリル酸20g、メタクリル酸メチル45g、メタクリル酸ブチル35g及びアゾビスイソブチロニトリル3.5gを混合した溶液(以下、「溶液b」という)を用意し、溶液aに溶液bを4時間かけて滴下した後、80℃で撹拌しながら2時間保温した。更に、エチレングリコール6g、トルエン4gにアゾビスイソブチロニトリル0.15gを溶解した溶液を、40分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら80℃で3時間保温した後、冷却して不揮発分(固形分)が48質量%になるように、エチレングリコールモノメチルエーテル/トルエン(質量比6/4)の混合溶媒で希釈してバインダーポリマー(樹脂D)を得た。得られたバインダーポリマーの重量平均分子量は50000であった。
(B)成分:光重合性化合物
HT-9082-95(末端にヒドロキシル基を有するポリカーボネート化合物、有機イソシアネート及び2-ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られた光重合性化合物:重量平均分子量4000、日立化成工業株式会社、商品名)
UA-21EB(新中村化学工業株式会社、商品名、上記一般式(1)中、R1が全て一般式(4)である化合物))
FA-023M(日立化成工業株式会社製、商品名)
FA-024M(日立化成工業株式会社製、商品名)
FA-MECH(日立化成工業株式会社製、商品名)
HT-9082-95(末端にヒドロキシル基を有するポリカーボネート化合物、有機イソシアネート及び2-ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られた光重合性化合物:重量平均分子量4000、日立化成工業株式会社、商品名)
UA-21EB(新中村化学工業株式会社、商品名、上記一般式(1)中、R1が全て一般式(4)である化合物))
FA-023M(日立化成工業株式会社製、商品名)
FA-024M(日立化成工業株式会社製、商品名)
FA-MECH(日立化成工業株式会社製、商品名)
(C)成分:光重合開始剤
N-1717(1,7-ビス(9-アクリジニル)ヘプタン、株式会社ADEKA、商品名)
IRGACURE 651(2、2-ジメトキシ-1、2-ジフェニルエタン-1-オン、BASFジャパン株式会社、商品名)
EAB(4、4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、保土谷化学工業株式会社、商品名)
N-1717(1,7-ビス(9-アクリジニル)ヘプタン、株式会社ADEKA、商品名)
IRGACURE 651(2、2-ジメトキシ-1、2-ジフェニルエタン-1-オン、BASFジャパン株式会社、商品名)
EAB(4、4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、保土谷化学工業株式会社、商品名)
(D)成分:分子内にエポキシ基を有する化合物
エピクロンN-670-EXP-S(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC株式会社、商品名)
エピクロンN-670-EXP-S(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC株式会社、商品名)
(E)成分:無機系黒色顔料
BT-1HCA(チタンブラック分散液、三菱マテリアル電子化成株式会社、商品名)
BT-1HCA(チタンブラック分散液、三菱マテリアル電子化成株式会社、商品名)
(その他の成分)
ノンネンKY-TB(α,α,α-トリブロモメチルフェニルスルホン、丸菱油化工業株式会社、商品名)
ANTAGE TDP(フェノチアジン、川口化学工業株式会社製、商品名)
エレクトロストリッパーME-1(特殊界面活性剤、花王株式会社、商品名)
フローレンDOPA-17HF(分散剤、共栄社化学株式会社、商品名)
SH-193(レベリング剤、東レ・ダウコーニング株式会社、商品名)
ノンネンKY-TB(α,α,α-トリブロモメチルフェニルスルホン、丸菱油化工業株式会社、商品名)
ANTAGE TDP(フェノチアジン、川口化学工業株式会社製、商品名)
エレクトロストリッパーME-1(特殊界面活性剤、花王株式会社、商品名)
フローレンDOPA-17HF(分散剤、共栄社化学株式会社、商品名)
SH-193(レベリング剤、東レ・ダウコーニング株式会社、商品名)
次いで、この感光性樹脂組成物溶液を16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、商品名:FB-40)上に均一に塗布し、90℃の熱風対流式乾燥機で10分間乾燥した後、ポリエチレン製保護フィルム(フィルム長手方向の引張強さ:16Mpa、フィルム幅方向の引張強さ:12Mpa、商品名:NF-15,タマポリ株式会社製)で保護して感光性エレメントを得た。感光層の乾燥後の膜厚は、45μmであった。
300R(ITO付PET基材、東洋紡績株式会社、商品名)のITO面上に、上記感光性エレメントを、感光層がITO面に接するように、ポリエチレン製保護フィルムを剥離しながら110℃に加熱したラミネートロールを通してラミネートした。できあがった積層物の構成は、下からITO付PET基材、感光層、ポリエチレンテレフタレートフィルムとなった。得られた積層物について、感度、密着性、解像度および表示特性の評価を行った。
<感度の評価>
高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去した。41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量(mJ/cm2)を照射した。このエネルギー量の数値が小さい程、感度が高いことを示す。表2に評価結果を示す。
高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去した。41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量(mJ/cm2)を照射した。このエネルギー量の数値が小さい程、感度が高いことを示す。表2に評価結果を示す。
<密着性の評価>
高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、密着性評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が10/300~80/300(単位:μm、スペース幅一定)の配線パターンを有するフォトツールと、41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去して密着性を評価した。密着性は現像液により剥離されずに残ったラインの幅(μm)で表され、この数値が小さい程、細いラインでもガラス基板から剥離せずに密着していることから、密着性が高いことを示す。表2に評価結果を示す。
高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、密着性評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が10/300~80/300(単位:μm、スペース幅一定)の配線パターンを有するフォトツールと、41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去して密着性を評価した。密着性は現像液により剥離されずに残ったラインの幅(μm)で表され、この数値が小さい程、細いラインでもガラス基板から剥離せずに密着していることから、密着性が高いことを示す。表2に評価結果を示す。
<解像度の評価>
41段ステップタブレットを有するフォトツールと、解像度評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が30/30~200/200(単位:μm)の配線パターンを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去して解像度を評価した。解像度は現像処理によって未露光部が良好に除去された最も小さいスペース幅(μm)で表され、この数値が小さいほど解像度は良好である。表2に評価結果を示す。
41段ステップタブレットを有するフォトツールと、解像度評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が30/30~200/200(単位:μm)の配線パターンを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより、未露光部分を除去して解像度を評価した。解像度は現像処理によって未露光部が良好に除去された最も小さいスペース幅(μm)で表され、この数値が小さいほど解像度は良好である。表2に評価結果を示す。
<電極の溶解性>
ITO-TEG(Test Element Group)基板のITO面上に、上記感光性エレメントを、感光層がITO-TEG基板表面に接するように、ポリエチレン製保護フィルムを剥離しながら110℃に加熱したラミネートロールを通してラミネートした。得られた積層物の構成は、下からITO-TEG基板、感光層、ポリエチレンテレフタレートフィルムとなった。41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機EXM-1201(オーク製作所株式会社製)を用いて、現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量(通常1質量%)%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間(前回30℃で20秒間)スプレーすることにより、未露光部分を除去した。これにより、感光層の光硬化物がTEG基板上に形成された評価基板を得た。次いで、得られた評価基板を、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA)内に1時間静置した。その後、60℃、90%RHの条件下で、80Vの直流電圧を評価基板の電極に印加し、200時間後の陽極の抵抗値をテスターで測定した。表2に評価結果を示す。表中、Aは抵抗値の測定が可能であり、溶解による断線なしと判断したものを示し、Bは、測定不能であり溶解による断線ありと判断したものを示す。
ITO-TEG(Test Element Group)基板のITO面上に、上記感光性エレメントを、感光層がITO-TEG基板表面に接するように、ポリエチレン製保護フィルムを剥離しながら110℃に加熱したラミネートロールを通してラミネートした。得られた積層物の構成は、下からITO-TEG基板、感光層、ポリエチレンテレフタレートフィルムとなった。41段ステップタブレットを有するフォトツールを積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上に密着させ、高圧水銀灯ランプを有する平行光露光機EXM-1201(オーク製作所株式会社製)を用いて、現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量で露光を行った。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、0.3質量(通常1質量%)%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間(前回30℃で20秒間)スプレーすることにより、未露光部分を除去した。これにより、感光層の光硬化物がTEG基板上に形成された評価基板を得た。次いで、得られた評価基板を、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA)内に1時間静置した。その後、60℃、90%RHの条件下で、80Vの直流電圧を評価基板の電極に印加し、200時間後の陽極の抵抗値をテスターで測定した。表2に評価結果を示す。表中、Aは抵抗値の測定が可能であり、溶解による断線なしと判断したものを示し、Bは、測定不能であり溶解による断線ありと判断したものを示す。
<弾性率の評価>
テフロン(登録商標)シート上に上記積層工程によって得られた積層体を平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、露光した。なお、積層体の露光にあたっては41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量とした。更に、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより現像を行った。ついで、紫外線照射装置(東芝電材株式会社製、定格電圧200V、定格消費電力7.2kW)を使用し紫外線照射(紫外線照射度:2J/cm2)を行った。最後に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA)内に60分間静置した。熱処理後の感光性エレメントを10mm幅に切り出し、チャック間距離を50mmとし、速度2cm/minの一定速度で引っ張り弾性率(N/m2)を求めた。表2に評価結果を示す。
テフロン(登録商標)シート上に上記積層工程によって得られた積層体を平行光露光機(オーク製作所株式会社製)EXM-1201を用いて、露光した。なお、積層体の露光にあたっては41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量とした。更に、0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.2質量%ノナール912A(東邦化学工業、商品名)を26℃で90秒間スプレーすることにより現像を行った。ついで、紫外線照射装置(東芝電材株式会社製、定格電圧200V、定格消費電力7.2kW)を使用し紫外線照射(紫外線照射度:2J/cm2)を行った。最後に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA)内に60分間静置した。熱処理後の感光性エレメントを10mm幅に切り出し、チャック間距離を50mmとし、速度2cm/minの一定速度で引っ張り弾性率(N/m2)を求めた。表2に評価結果を示す。
<硬化物の伸び>
ポリ四フッ化エチレンシート(日東電工株式会社製、製品名:ニトフロンフィルムNo.900U)上に上記感光性エレメントを、感光層がポリ四フッ化エチレンシート表面に接するように、ポリエチレン製保護フィルムを剥離しながら110℃に加熱したラミネートロールを通してラミネートした。得られた積層物の構成は、ポリ四フッ化エチレンシート、感光層、ポリエチレンテレフタレートフィルムの順となった。上記積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上から平行光露光機EXM-1201(株式会社オーク製作所製)を用いて、露光した。なお、積層物の露光にあたっては、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量とした。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、1質量%炭酸ナトリウム水溶液を30℃で30秒間スプレーすることにより、感光層の未露光部分を除去した。これにより、感光層の光硬化物がポリ四フッ化エチレンシート上に形成された評価シートを得た。次いで、得られた評価シートを、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA、空気雰囲気)内に1時間静置した。加熱処理後の評価シートを10mm幅に切り出し、チャック間距離を50mmとし、速度2cm/minの一定速度で、感光層の硬化物が破断するまで引っ張り、25℃での硬化物の伸び率(%)を求めた。表2に評価結果を示す。
ポリ四フッ化エチレンシート(日東電工株式会社製、製品名:ニトフロンフィルムNo.900U)上に上記感光性エレメントを、感光層がポリ四フッ化エチレンシート表面に接するように、ポリエチレン製保護フィルムを剥離しながら110℃に加熱したラミネートロールを通してラミネートした。得られた積層物の構成は、ポリ四フッ化エチレンシート、感光層、ポリエチレンテレフタレートフィルムの順となった。上記積層物のポリエチレンテレフタレートフィルム上から平行光露光機EXM-1201(株式会社オーク製作所製)を用いて、露光した。なお、積層物の露光にあたっては、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が29.0となるエネルギー量とした。露光後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、1質量%炭酸ナトリウム水溶液を30℃で30秒間スプレーすることにより、感光層の未露光部分を除去した。これにより、感光層の光硬化物がポリ四フッ化エチレンシート上に形成された評価シートを得た。次いで、得られた評価シートを、120℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA、空気雰囲気)内に1時間静置した。加熱処理後の評価シートを10mm幅に切り出し、チャック間距離を50mmとし、速度2cm/minの一定速度で、感光層の硬化物が破断するまで引っ張り、25℃での硬化物の伸び率(%)を求めた。表2に評価結果を示す。
表2から明らかなように、実施例1~3は、電極の溶解がなく、なおかつ低弾性で伸び率も良好であり、感度、解像度及び密着性に優れていた。一方、比較例1~6については、電極溶解性、弾性率、伸び率、感度、解像度及び密着性の少なくともいずれか一つが劣っていた。
本発明によれば、電極基板の溶解を低下させることが可能で、硬化膜の弾性率が低く、高解像、高密着な画像表示装置用の隔壁を簡便に作業性よく形成することができる感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメント、硬化物を提供することができる。また、本発明によれば、上記感光性樹脂組成物、感光性エレメント又は硬化物を用いた、画像表示装置の隔壁の形成方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置を提供することができる。
1…支持体、2…感光層、3…保護フィルム、4…電極、5…基板、10…感光性エレメント、20…感光性樹脂組成物の硬化物(光硬化物パターン)、30…電極基板、40…接着剤、50…表示媒体。
Claims (10)
- 画像表示装置の隔壁を形成するための感光性樹脂組成物であって、
前記感光性樹脂組成物が、
(A)成分:バインダーポリマー、
(B)成分:光重合性化合物、
(C)成分:光重合開始剤、
(D)成分:エポキシ基を有する化合物を含有し、
前記(A)成分が、(メタ)アクリル酸に基づく構造単位、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位及びヒドロキシル基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルに基づく構造単位を有する共重合体と、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を反応させて得られる、バインダーポリマーを含む、感光性樹脂組成物。 - 更に、(E)成分として無機系黒色顔料を含む、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
- 支持体と、該支持体上に形成された請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を含む感光層と、を備える感光性エレメント。
- 前記感光層の膜厚が10~80μmである、請求項3記載の感光性エレメント。
- 請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物の硬化物。
- 画像表示装置の基板上に、
請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を含む感光層を設ける積層工程と、
前記感光層の所定部分に活性光線を照射して光硬化部を形成する露光工程と、
前記光硬化部以外の部分を除去して光硬化物パターンを形成する現像工程と、を有する、画像表示装置の隔壁の形成方法。 - 前記基板が屈曲性を有する、請求項6に記載の方法。
- 前記現像工程において形成された前記光硬化物パターンを、60~250℃で加熱処理して熱硬化させる工程を更に有する、請求項6又は7に記載の方法。
- 表示媒体を、請求項6~8のいずれか一項に記載の方法により形成された隔壁内に充填する工程と、一方の基板に対向するように隔壁の反対側に基板を貼り付ける工程と、を有する、画像表示装置の製造方法。
- 請求項9に記載の製造方法により製造される、画像表示装置。
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