JP2023031448A - Substrate with partition wall, wavelength conversion substrate and method of manufacturing wavelength conversion substrate, and display device - Google Patents
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Abstract
【課題】隔壁の上面の撥液特性を十分に有する、波長変換材料をインクジェット塗布した際に精度よく塗り分けることができる隔壁付き基板を提供する。
【解決手段】 表示装置用硬化物で区画されたセルを有することを特徴とする隔壁付き基板であって、前記隔壁の上面のXPS分析において、光電子検出角度45°とし、C1sのメインピークを284.eVとし、284.6eV、286.0eV、288.6eV、293.0eVの4つのピークに分離した際に、284.6eVのピーク面積CCHx、288.6eVのピーク面積CCOOが以下の関係式(I)を満たし、かつ前記XPS分析においてフッ素原子F、炭素原子Cの比率F/Cが、以下の関係式(II)を満たすことを特徴とする隔壁付き基板。
0.1≦CCOO/CCHx≦0.4・・・(I)
0.1≦F/C≦0.4 ・・・(II)
【選択図】図2
Kind Code: A1 A substrate with barrier ribs is provided, which has sufficient liquid repellency on the top surface of the barrier ribs, and which allows a wavelength conversion material to be applied with high accuracy when ink jet coating is performed.
SOLUTION: A substrate with barrier ribs characterized by having cells partitioned by a cured product for a display device, wherein XPS analysis of the upper surface of the barrier ribs is performed with a photoelectron detection angle of 45° and a C1s main peak of 284°. . eV, and when separated into four peaks of 284.6 eV, 286.0 eV, 288.6 eV, and 293.0 eV, the peak area C CHx of 284.6 eV and the peak area C COO of 288.6 eV are represented by the following relational expression: A substrate with partition walls, wherein (I) is satisfied, and the ratio F/C of fluorine atoms F to carbon atoms C in the XPS analysis satisfies the following relational expression (II).
0.1≦C COO /C CHx ≦0.4 (I)
0.1≦F/C≦0.4 (II)
[Selection drawing] Fig. 2
Description
本発明は、隔壁付き基板、波長変換基板、波長変換基板の製造方法および表示装置に関する。 The present invention relates to a substrate with partition walls, a wavelength conversion substrate, a method for manufacturing a wavelength conversion substrate, and a display device.
近年、スマートフォンやタブレットなどの情報端末機器の発展や、テレビをはじめとするフラットパネルディスプレイの高精細化に伴い、ディスプレイの高性能化の要求は更に高まっている。中でも、高性能のディスプレイとして、波長変換型のOLEDディスプレイ、およびLEDディスプレイが注目されている。これらのディスプレイは、光源としてアクティブマトリクス方式等で駆動されるOLEDやLEDを用い、その光の少なくとも一部を波長変換材料により変化させることでフルカラー表示させる方式のディスプレイであり、コントラストや色再現性に優れる。 In recent years, with the development of information terminal devices such as smartphones and tablets, and the high definition of flat panel displays such as televisions, the demand for higher performance of displays is increasing. Among them, wavelength-converting OLED displays and LED displays are attracting attention as high-performance displays. These displays use OLEDs or LEDs driven by an active matrix method or the like as a light source, and display in full color by changing at least part of the light with a wavelength conversion material. Excellent for
光源にOLEDを用いる方法としては、青色発光のOLEDを用いる方法が知られている(特許文献1)。この場合、青色のサブピクセルではOLEDからの光を波長変換することなく透過・散乱させ、緑色、赤色のサブピクセルでは、波長変換材料によりOLEDからの青色光をそれぞれ緑、赤に変化させる。 As a method of using an OLED as a light source, a method of using an OLED that emits blue light is known (Patent Document 1). In this case, the blue sub-pixel transmits and scatters the light from the OLED without wavelength conversion, and the green and red sub-pixels change the blue light from the OLED to green and red by the wavelength conversion material, respectively.
光源にLEDを用いる方法としては、OLEDと同様に青色発光のLEDを用い、一部の光を波長変換材料で赤、緑に変色させる方式に加え、紫外線発光のLEDを用い、波長変換材料で青、緑、赤に変色させる方式が知られている(特許文献2)。 As a method of using an LED as a light source, in addition to a method of using a blue-emitting LED similar to an OLED and using a wavelength-converting material to partially change the color of the light to red or green, an ultraviolet-emitting LED is used and a wavelength-converting material is used. A method of changing colors to blue, green, and red is known (Patent Document 2).
これらの波長変換型のディスプレイには、光源であるOLEDやLEDのサブピクセルと対応するサイズで、波長変換材料をパターン化して配置する必要がある。波長変換材料のパターン化方法としては、フォトリソグラフィ法、およびインクジェット法(特許文献3)が知られている。 These wavelength-converted displays require a patterned arrangement of wavelength-converting materials with sizes corresponding to the sub-pixels of the OLED or LED light sources. A photolithography method and an inkjet method (Patent Document 3) are known as methods of patterning a wavelength conversion material.
しかしながら、フォトリソグラフィ法では、後述する波長変換材料を全面に塗布し、所定位置を露光した後、大半を現像により除去することから、波長変換材料のロスが大きく、また工程も露光・現像を複数回繰り返す必要があり複雑である課題があった。また、インクジェット法は、所望の位置のみに後述する波長変換層を形成できることから材料効率に優れるが、インクジェットで波長変換材料を含むインクを塗布する際、隔壁上面の撥液特性不足によって隣接するセルにインクが溢れるという課題があった。 However, in the photolithography method, the wavelength conversion material, which will be described later, is applied to the entire surface, and after a predetermined position is exposed to light, most of the material is removed by development. There was a problem that it was necessary to repeat it several times and it was complicated. In addition, the inkjet method is excellent in material efficiency because the wavelength conversion layer, which will be described later, can be formed only at a desired position. There was a problem that the ink overflowed.
本発明者らは、上記課題を解決するため、隔壁上面の撥液特性について、XPSの分析により、隔壁上面の元素の構成を以下の関係式が成り立つ範囲とすることで、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、表示装置用硬化物で区画されたセルを有することを特徴とする隔壁付き基板であって、前記隔壁の上面のXPS分析において、光電子検出角度45°とし、C1sのメインピークを284.6eVとし、284.6eV、286.0eV、288.6eV、293.0eVの4つのピークに分離した際に、284.6eVのピーク面積CCHx、288.6eVのピーク面積CCOOが以下の関係式(I)を満たし、かつ前記XPS分析においてフッ素原子F、炭素原子Cの比率F/Cが、以下の関係式(II)を満たすことを特徴とする隔壁付き基板である。
0.1≦CCOO/CCHx≦0.4・・・(I)
0.1≦F/C≦0.4 ・・・(II)
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors found that the liquid-repellent property of the upper surface of the partition walls can be solved by XPS analysis, by setting the composition of the elements on the upper surface of the partition walls to a range in which the following relational expression holds. I found That is, a substrate with partitions characterized by having cells partitioned by a cured product for a display device, and in XPS analysis of the upper surface of the partition, a photoelectron detection angle of 45 ° and a main peak of C1s of 284.6 eV When separated into four peaks of 284.6 eV, 286.0 eV, 288.6 eV, and 293.0 eV, the peak area C CHx of 284.6 eV and the peak area C COO of 288.6 eV are represented by the following relational expression ( I), and the ratio F/C of fluorine atoms F to carbon atoms C in the XPS analysis satisfies the following relational expression (II).
0.1≦C COO /C CHx ≦0.4 (I)
0.1≦F/C≦0.4 (II)
本発明の隔壁によれば、該隔壁の上面の撥液特性を十分に有するため、波長変換材料をインクジェット塗布した際に精度よく塗り分けることができる。 According to the partition wall of the present invention, since the upper surface of the partition wall has sufficient liquid repellency, the wavelength conversion material can be applied with high accuracy when ink jet coating is performed.
本発明の表示装置は隔壁付き基板、波長変換基板を経て製造される。以下にそれぞれの基板および隔壁について定義する。
<隔壁>
本発明の隔壁は、後述する表示装置用硬化物であって、パターニング形成されたものであり、ある領域を区画している壁のことを指す。
<隔壁上面>
本発明の隔壁上面は、前記隔壁の上面部を指す。すなわち側面部は含まない表面を指す。
<隔壁付き基板>
本発明の隔壁付き基板は前記隔壁が下地基板上に形成された、区画されたセルを有する基板のことを指す。前記下地基板は、ガラス基板、樹脂基板、およびこれらの下地基板上にカラーフィルターや、有機発光素子または発光ダイオードを具備していてもよい。より具体的には図1(下地がガラス基板、樹脂基板)、図2(下地がカラーフィルターを具備する)または図3(下地が有機発光素子または発光ダイオード)に示す構造体などを指す。
<波長変換基板>
本発明の波長変換基板は、前記隔壁付き基板において、区画されたセル内に後述する波長変換層を有する基板のことを指す。より具体的には図4~6に示す構造体を指す。
<表示装置>
本発明の表示装置は、図5に示す波長変換基板に、有機発光素子または発光ダイオードを有する基板を張り合わせた構造体もしくは、図6に示す波長変換基板に遮光層や保護層等を形成したもの、および、図6に示す波長変換基板にカラーフィルターを有する基板を張り合わせた構造体(図7)のいずれかを指す。
<表示装置用硬化物>
本発明の表示装置用硬化物は、組成物を硬化してなる硬化物である。表示装置用硬化物としては微細加工性が求められることから、ネガ型感光性組成物を硬化してなる硬化物であることが好ましい。本発明において、表示装置用硬化物は、シロキサン樹脂、アクリル樹脂、またはフェノール樹脂等に代表されるアルカリ可溶性樹脂と(B)光重合開始剤、(C)光重合性化合物、(D)分子内にフッ素を有する化合物を含有するネガ型樹脂組成物を後述する工程によって加工された硬化物であることが好ましい。次に本発明を実施するための形態について記載する。
The display device of the present invention is manufactured through a substrate with partition walls and a wavelength conversion substrate. Each substrate and partition are defined below.
<Partition wall>
The partition wall of the present invention refers to a wall that is formed by patterning in a cured product for a display device, which will be described later, and partitions a certain region.
<Partition wall top surface>
The upper surface of the partition wall of the present invention refers to the upper surface portion of the partition wall. That is, the surface does not include the side portions.
<Substrate with partition wall>
A substrate with partition walls of the present invention refers to a substrate having partitioned cells in which the partition walls are formed on a base substrate. The base substrate may be a glass substrate, a resin substrate, and a color filter, an organic light-emitting element or a light-emitting diode on these base substrates. More specifically, it refers to the structure shown in FIG. 1 (underlying a glass substrate or resin substrate), FIG. 2 (underlying a color filter), or FIG. 3 (underlying an organic light-emitting element or light-emitting diode).
<Wavelength conversion substrate>
The wavelength conversion substrate of the present invention refers to a substrate having a wavelength conversion layer, which will be described later, in partitioned cells in the substrate with partition walls. More specifically, it refers to the structures shown in FIGS.
<Display device>
The display device of the present invention has a structure in which a substrate having an organic light-emitting element or a light-emitting diode is attached to the wavelength conversion substrate shown in FIG. , and a structure (FIG. 7) in which a substrate having a color filter is attached to the wavelength conversion substrate shown in FIG.
<Cured products for display devices>
The cured product for a display device of the present invention is a cured product obtained by curing the composition. A cured product obtained by curing a negative photosensitive composition is preferable because the cured product for a display device is required to have fine workability. In the present invention, the cured product for a display device includes an alkali-soluble resin typified by a siloxane resin, an acrylic resin, or a phenol resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) a photopolymerizable compound, (D) an intramolecular It is preferably a cured product obtained by processing a negative resin composition containing a compound having fluorine in it by the process described below. Next, a mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の隔壁付き基板は、より好ましくは(A)シロキサン樹脂、(B)光重合開始剤、(C)光重合性化合物、(D)分子内にフッ素を有する化合物を含有し、(A)シロキサン樹脂が下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を全繰り返し単位中10~50モル%含有することを特徴とする組成物を硬化して得られる隔壁付き基板である。 The substrate with partition walls of the present invention more preferably contains (A) a siloxane resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) a photopolymerizable compound, (D) a compound having fluorine in the molecule, and (A) With partition walls obtained by curing a composition in which the siloxane resin contains 10 to 50 mol% of repeating units represented by the following general formula (1) and / or general formula (2) in all repeating units is the substrate.
(R2は炭素数1~6の直鎖状アルキレン基を表し、R1は水素原子またはメチル基を表し、R3は炭素数1~20のアルキル基を表す。*は結合部位を表す。)
(A)シロキサン樹脂が特定構造を有することにより、耐熱性、耐光性に優れ、(B)光重合開始剤および(C)光重合性化合物を含有することにより、光照射により(B)光重合開始剤から発生したラジカルによって(C)光重合性化合物の重合が進行し、ネガ型感光性組成物の露光部がアルカリ水溶液に対して不溶化することから、ネガ型のパターンを形成することができる。
(R 2 represents a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. * represents a bonding site. )
(A) The siloxane resin has a specific structure, so that it has excellent heat resistance and light resistance. The polymerization of the photopolymerizable compound (C) proceeds by the radicals generated from the initiator, and the exposed portion of the negative photosensitive composition becomes insoluble in an alkaline aqueous solution, so that a negative pattern can be formed. .
本発明の隔壁付き基板は、前記隔壁の上面のXPS分析において、光電子検出角度45°とし、C1sのメインピークを284.eVとし、284.6eV、286.0eV、288.6eV、293.0eVの4つのピークに分離した際に、284.6eVのピーク面積CCHx、288.6eVのピーク面積CCOOが以下の関係式(I)を満たし、かつ前記XPS分析においてフッ素原子F、炭素原子Cの比率F/Cが、以下の関係式(II)を満たす。
0.1≦CCOO/CCHx≦0.4・・・(I)
0.1≦F/C≦0.4 ・・・(II)。
In the XPS analysis of the upper surface of the barrier ribs of the substrate with barrier ribs of the present invention, the photoelectron detection angle is 45° and the main peak of C1s is 284.5°. eV, and when separated into four peaks of 284.6 eV, 286.0 eV, 288.6 eV, and 293.0 eV, the peak area C CHx of 284.6 eV and the peak area C COO of 288.6 eV are represented by the following relational expression: (I) is satisfied, and the ratio F/C of fluorine atoms F and carbon atoms C in the XPS analysis satisfies the following relational expression (II).
0.1≦C COO /C CHx ≦0.4 (I)
0.1≤F/C≤0.4 (II).
関係式(I)
本発明におけるC1sのメインピークとは、ピークの高さが最大であるピーク位置のことを指す。前述したピーク分離法によって分離されたピークのうち、288.6eVのピークはエステル結合に由来するピークである。エステル結合を有する化合物としては、アクリル樹脂、アクリルモノマ、メタクリル樹脂、メタクリルモノマ、(A)シロキサン樹脂の側鎖、(D)分子内にフッ素を有する化合物などが挙げられ、これらのうち、隔壁上面に存在する化合物のみがXPSによって検出される。また同様にして分離されたピークのうち、284.6のピークはCHxに由来するピークであり、CCOO/CCHxは、CHx量に対するエステル結合の量ということを意味する。CCOO/CCHxが、0.1以上となるよう設計することで、前記隔壁を感光法により加工できる。また、CCOO/CCHxが、0.4以下となるよう設計することで親水性の高いエステル結合を抑制することができ、隔壁上面の撥液特性を低減することがない。
Relational expression (I)
The main peak of C1s in the present invention refers to the peak position where the height of the peak is maximum. Among the peaks separated by the peak separation method described above, the peak at 288.6 eV is derived from an ester bond. Examples of compounds having an ester bond include acrylic resins, acrylic monomers, methacrylic resins, methacrylic monomers, (A) side chains of siloxane resins, and (D) compounds having fluorine in the molecule. Only compounds present in are detected by XPS. Among the peaks separated in the same manner, the peak at 284.6 is a peak derived from CHx, and C COO /C CHx means the amount of ester bonds with respect to the amount of CHx. By designing the C COO /C CHx to be 0.1 or more, the partition wall can be processed by a photosensitizing method. In addition, by designing the C COO /C CHx to be 0.4 or less, highly hydrophilic ester bonds can be suppressed, and the liquid repellency of the top surface of the partition wall is not reduced.
関係式(II)
F/Cを0.1以上とすることで、隔壁上面の撥液特性を付与することができ、F/Cを0.4以下とすることでセル部が波長変換材料をはじくことなく塗布することができる。
前記隔壁の上面が関係式(I)および関係式(II)を同時に満たすことで、波長変換材料をインクジェット塗布した際に精度よく塗り分けることが可能となる。
Relational expression (II)
By setting F/C to 0.1 or more, the liquid-repellent property can be imparted to the upper surface of the partition wall, and by setting F/C to 0.4 or less, the cell part can apply the wavelength conversion material without repelling it. be able to.
When the upper surface of the partition wall satisfies the relational expression (I) and the relational expression (II) at the same time, it becomes possible to accurately separate the wavelength conversion material when ink jet coating is performed.
更に前記隔壁付き基板が、有機発光素子または発行ダイオードを光源として有することが好ましい。より好ましくは、アクティブマトリックス駆動が可能な青色OLED、青色LED、紫外発光LEDから選ばれた光源が好ましい。
更に前記隔壁は、隔壁の厚み10μmあたり、波長550nmの光を20~85%反射することが好ましい。反射率を20%以上とすることにより、隔壁側面における反射を利用してディスプレイの輝度を向上させることができる。一方で、隔壁パターン形成精度を向上させる観点から、反射率は、85%以下が好ましい。ここで、隔壁の厚みとは、基板に対して垂直方向(高さ方向)の隔壁の長さを指す。
Furthermore, it is preferable that the board|substrate with a partition has an organic light emitting element or a light emitting diode as a light source. More preferably, a light source selected from blue OLEDs, blue LEDs, and ultraviolet light-emitting LEDs capable of active matrix driving is preferable.
Further, it is preferable that the barrier ribs reflect 20 to 85% of light having a wavelength of 550 nm per 10 μm thickness of the barrier ribs. By setting the reflectance to 20% or more, the luminance of the display can be improved by utilizing the reflection on the side surfaces of the partition walls. On the other hand, the reflectance is preferably 85% or less from the viewpoint of improving the partition pattern formation accuracy. Here, the thickness of the partition refers to the length of the partition in the vertical direction (height direction) with respect to the substrate.
関係式(III)
本発明の隔壁付き基板の隔壁上面をXPS分析した際、ケイ素原子Si、炭素原子Cの比率Si/Cが、0.02≦Si/C≦0.3 (関係式(III))の範囲を満たすことが好ましい。隔壁の波長550nmにおける光の反射率が向上し、隣接するセルへの光漏れを低減することが可能となり、画像装置の色域向上につながる観点から、Si/Cが0.02以上であることがこのましい。また隔壁に柔軟性を付与する観点からSi/Cが0.3以下であることがこのましい。
Relational expression (III)
When XPS analysis was performed on the upper surface of the partition walls of the substrate with partition walls of the present invention, the ratio Si/C of silicon atoms Si and carbon atoms C was within the range of 0.02 ≤ Si/C ≤ 0.3 (relational expression (III)). preferably fulfilled. The Si/C ratio is 0.02 or more from the viewpoint of improving the reflectance of the partition wall for light at a wavelength of 550 nm, making it possible to reduce light leakage to adjacent cells, and improving the color gamut of the imaging device. is preferable. From the viewpoint of imparting flexibility to the partition walls, Si/C is preferably 0.3 or less.
本発明の隔壁つき基板はFT-IR分析において、Si-Cに由来する1220~1290cm-1に吸収ピークがあることが好ましい。当該領域にピークが観察されることにより、隔壁の波長550nmにおける光の反射率が向上し、隣接するセルへの光漏れを低減することが可能となり、画像装置の色域向上につながる。なお隔壁上面のFT-IR分析法については、顕微IRや、ATR法、隔壁のみを剥離し、乳鉢等ですり潰した後にKBr法で測定するなど公知の手法で分析可能である。 The substrate with partition walls of the present invention preferably has an absorption peak at 1220 to 1290 cm −1 derived from Si—C in FT-IR analysis. Observation of a peak in this region improves the reflectance of the partition wall for light at a wavelength of 550 nm, making it possible to reduce light leakage to adjacent cells, leading to an improvement in the color gamut of the imaging device. As for the FT-IR analysis of the upper surface of the partition walls, known methods such as microscopic IR, ATR method, peeling off only the partition walls, grinding them with a mortar or the like and measuring them by the KBr method can be used.
<波長変換層>
本発明において、波長変換層は、波長変換材料を含有する。本発明において、波長変換材料とは、電磁波を吸収し、吸収した電磁波の波長と異なる波長の電磁波を放射する、波長変換性を有する材料をいう。波長変換材料を有する溶液をインクジェット塗布等によりパターン化して塗布して波長変換基板を作製し、OLED光源やLED光源と組み合わせることによりフルカラーのディスプレイとすることができる。
<Wavelength conversion layer>
In the present invention, the wavelength conversion layer contains a wavelength conversion material. In the present invention, the wavelength conversion material refers to a material having wavelength conversion properties that absorbs electromagnetic waves and emits electromagnetic waves having a wavelength different from the wavelength of the absorbed electromagnetic waves. A solution containing a wavelength conversion material is formed into a pattern by inkjet coating or the like, applied to form a wavelength conversion substrate, and combined with an OLED light source or an LED light source to form a full-color display.
波長変換材料としては、無機蛍光体および/または有機蛍光体を用いることが好ましい。例えば、青色光を発光するOLEDと、波長変換基板とを組み合わせたディスプレイの場合、赤色のサブピクセルに対応する領域には、青色の励起光により励起されて赤色の蛍光を発する赤色用蛍光体を波長変換材料として用いることが好ましく、緑色のサブピクセルに対応する領域には、青色の励起光により励起されて緑色の蛍光を発する緑色用蛍光体を波長変換材料として用いることが好ましく、青色サブピクセルに対応する領域には、波長変換材料を用いないことが好ましい。同様に、各サブピクセルに対応した青色LEDや紫外線発光LEDをバックライトとして用いる方式のディスプレイにも、本発明の波長変換基板を用いることができる。各サブピクセルの発光のON/OFFは、例えばOLEDやLEDのアクティブマトリクス駆動によって可能となる。 Inorganic phosphors and/or organic phosphors are preferably used as the wavelength conversion material. For example, in the case of a display in which an OLED that emits blue light and a wavelength conversion substrate are combined, a red phosphor that emits red fluorescence when excited by blue excitation light is used in a region corresponding to a red sub-pixel. It is preferable to use it as a wavelength conversion material, and it is preferable to use a green phosphor that emits green fluorescence when excited by blue excitation light as a wavelength conversion material in the region corresponding to the green subpixel. Preferably, no wavelength conversion material is used in the region corresponding to . Similarly, the wavelength conversion substrate of the present invention can also be used for a display that uses blue LEDs or ultraviolet light emitting LEDs corresponding to each sub-pixel as a backlight. Light emission of each sub-pixel can be turned on/off by, for example, active matrix driving of OLEDs or LEDs.
無機蛍光体は、緑色や赤色などの各色を発光する。無機蛍光体としては、波長400~500nmの励起光により励起され、発光スペクトルが500~700nmの領域にピークを有するものや、量子ドットと称される無機半導体微粒子などが挙げられる。前者の無機蛍光体の形状としては、例えば、球状、柱状などが挙げられる。かかる無機蛍光体としては、例えば、YAG系蛍光体、TAG系蛍光体、サイアロン系蛍光体、Mn4+付活フッ化物錯体蛍光体等が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Inorganic phosphors emit light in colors such as green and red. Examples of inorganic phosphors include those that are excited by excitation light with a wavelength of 400 to 500 nm and have a peak emission spectrum in the region of 500 to 700 nm, inorganic semiconductor fine particles called quantum dots, and the like. Examples of the shape of the former inorganic phosphor include a spherical shape and a columnar shape. Examples of such inorganic phosphors include YAG-based phosphors, TAG-based phosphors, sialon-based phosphors, Mn 4+ -activated fluoride complex phosphors, and the like. You may use 2 or more types of these.
これらの中でも、量子ドットが好ましい。量子ドットは他の蛍光体に比較して発光スペクトルにおけるピークがシャープであることから、ディスプレイの色再現性を高めることができる。 Among these, quantum dots are preferred. Quantum dots have sharp peaks in emission spectra compared to other phosphors, and thus can improve the color reproducibility of displays.
量子ドットの材料としては、例えば、II-IV族、III-V族、IV-VI族、IV族の半導体などが挙げられる。これらの無機半導体としては、例えば、Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C(ダイアモンドを含む)、P、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdSeZn、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、Si3N4、Ge3N4、Al2O3などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Quantum dot materials include, for example, II-IV group, III-V group, IV-VI group, and IV group semiconductors. Examples of these inorganic semiconductors include Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (including diamond), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS , PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4 , Ge3N4 , Al2O3 and the like. You may use 2 or more types of these.
量子ドットは、p型ドーパントまたはn型ドーパントを含有してもよい。また、量子ドットは、コアシェル構造を有してもよい。コアシェル構造においては、シェルの周囲に目的に応じて任意の適切な機能層(単一層または複数層)が形成されていてもよく、シェル表面に表面処理および/または化学修飾がなされていてもよい。 Quantum dots may contain p-type dopants or n-type dopants. Quantum dots may also have a core-shell structure. In the core-shell structure, any appropriate functional layer (single layer or multiple layers) may be formed around the shell depending on the purpose, and the shell surface may be surface-treated and/or chemically modified. .
量子ドットの形状としては、例えば、球状、柱状、燐片状、板状、不定形等が挙げられる。量子ドットの平均粒子径は、所望の発光波長に応じて選択することができ、1~30nmが好ましい。量子ドットの平均粒子径が1~10nmであれば、青色、緑色および赤色のそれぞれにおいて、発光スペクトルにおけるピークをよりシャープにすることができる。例えば、量子ドットの平均粒子径が約2nmの場合には青色光を、約3nmの場合には緑色光を、約6nmの場合には赤色光を発光する。量子ドットの平均粒子径は2nm以上が好ましく、8nm以下が好ましい。量子ドットの平均粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。平均粒子径の測定装置としては、ダイナミック光散乱光度計DLS-8000(大塚電子(株)製)などが挙げられる。 Examples of the shape of the quantum dots include spherical, columnar, scaly, plate-like, and irregular shapes. The average particle size of quantum dots can be selected according to the desired emission wavelength, and is preferably 1 to 30 nm. If the average particle size of the quantum dots is 1 to 10 nm, the peaks in the emission spectrum can be made sharper in each of blue, green and red. For example, when the average particle size of the quantum dots is about 2 nm, they emit blue light, when they are about 3 nm, they emit green light, and when they are about 6 nm, they emit red light. The average particle size of the quantum dots is preferably 2 nm or more, and preferably 8 nm or less. The average particle size of quantum dots can be measured by a dynamic light scattering method. A dynamic light scattering photometer DLS-8000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used as an apparatus for measuring the average particle size.
本発明の隔壁付き基板は、(A)シロキサン樹脂、(B)光重合開始剤、(C)光重合性化合物、(D)分子内にフッ素を有する化合物を等で構成されたネガ型感光性組成物をパターニングし、硬化して得られることが好ましい。以下順に説明する。 The substrate with partition walls of the present invention is a negative photosensitive material comprising (A) a siloxane resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) a photopolymerizable compound, (D) a compound having fluorine in its molecule, and the like. It is preferably obtained by patterning and curing the composition. They will be explained in order below.
(A)シロキサン樹脂
(A)シロキサン樹脂は、オルガノシランの加水分解・脱水縮合物であり、本発明においては、少なくとも一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含む。
(A) siloxane resin (A) siloxane resin is a hydrolysis/dehydration condensate of organosilane, and in the present invention, at least the repeating unit represented by general formula (1) and / or general formula (2) contains the repeating unit represented.
(R2は炭素数1~6の直鎖状アルキレン基を表し、R1は水素原子またはメチル基を表し、R3は炭素数1~20のアルキル基を表す。*は結合部位を表す。)これらの繰り返し単位を含むことにより露光時に(C)光重合開始剤が開裂し、発生したラジカルによってシロキサン樹脂の当該側鎖が反応する。その結果露光部と未露光部の硬化度のコントラストがつきやすくなるため、解像度をより向上させ、現像残渣をより抑制することができる。 (R 2 represents a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. * represents a bonding site. ) By including these repeating units, the photopolymerization initiator (C) is cleaved upon exposure, and the generated radicals react with the side chains of the siloxane resin. As a result, the contrast between the degree of curing of the exposed portion and the unexposed portion is easily obtained, so that the resolution can be further improved and the development residue can be further suppressed.
(A)シロキサン樹脂は、(A)シロキサン樹脂の全繰り返し単位中、一般式(1)で表される繰り返し単位および一般式(2)で表される繰り返し単位を合計5~50モル%含有することを特徴とする。一般式(1)で表される繰り返し単位および一般式(2)の合計含有量が5モル%以上含有することにより、露光部と未露光部の硬化度のコントラストがつき、解像度を向上させることができる。一方、これらの繰り返し単位を50モル%以下含有することにより、露光部の過剰な硬化を抑制し、解像度をより向上させることができる。 (A) siloxane resin contains repeating units represented by general formula (1) and repeating units represented by general formula (2) in a total of 5 to 50 mol% of all repeating units of (A) siloxane resin. It is characterized by When the total content of the repeating unit represented by the general formula (1) and the general formula (2) is 5 mol% or more, the degree of curing contrast between the exposed area and the unexposed area is improved, and the resolution is improved. can be done. On the other hand, by containing 50 mol % or less of these repeating units, it is possible to suppress excessive curing of the exposed area and further improve the resolution.
一般式(1)で表される繰り返し単位および一般式(2)で表される繰り返し単位を含むオルガノシラン単位の含有比率は、29Si-NMR測定を行い、オルガノシランに由来するSi全体の積分値に対する、一般式(1)で表される繰り返し単位および一般式(2)で表される繰り返し単位を有するオルガノシラン単位に由来するSiの積分値の割合を算出することにより求めることができる。
また、(A)シロキサン樹脂は、一般式(3)で表される繰り返し単位および/または一般式(4)で表される繰り返し単位を含むことが好ましい。
The content ratio of the organosilane unit containing the repeating unit represented by the general formula (1) and the repeating unit represented by the general formula (2) was obtained by performing 29 Si-NMR measurement, and integrating the total Si derived from the organosilane. It can be obtained by calculating the ratio of the integrated value of Si derived from the organosilane unit having the repeating unit represented by the general formula (1) and the repeating unit represented by the general formula (2) to the value.
Moreover, (A) the siloxane resin preferably contains a repeating unit represented by the general formula (3) and/or a repeating unit represented by the general formula (4).
一般式(3)および一般式(4)中、R4は、カルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基を有する炭素数1~20の1価の有機基を表す。R5は炭素数1~20のアルキル基を表す。*は結合部位を表す。一般式(3)で表される繰り返し単位および/または一般式(4)で表される繰り返し単位を含むことで、優れた現像溶解性を有し、解像度を向上させることができる。 In general formulas (3) and (4), R 4 represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carboxyl group and/or a carboxylic acid anhydride group. R 5 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. * represents a binding site. By containing the repeating unit represented by the general formula (3) and/or the repeating unit represented by the general formula (4), excellent solubility in development can be obtained and the resolution can be improved.
また、一般式(3)で表される繰り返し単位および一般式(4)で表される繰り返し単位は、(A)シロキサン樹脂の全繰り返し中、5~30モル%含有することが好ましい。これらの繰り返し単位を5モル%以上含有することにより、現像残渣をより抑制することができる。一方、これらの繰り返し単位を30モル%以下含有することにより、解像度をより向上させることができる。より好ましくは5~20モル%である。 Further, the repeating unit represented by the general formula (3) and the repeating unit represented by the general formula (4) are preferably contained in an amount of 5 to 30 mol % in all the repeating units of the siloxane resin (A). By containing 5 mol % or more of these repeating units, development residue can be further suppressed. On the other hand, by containing 30 mol % or less of these repeating units, the resolution can be further improved. More preferably, it is 5 to 20 mol %.
一般式(3)で表される繰り返し単位および一般式(4)で表される繰り返し単位を含むオルガノシラン単位の含有比率は、29Si-NMR測定を行い、オルガノシランに由来するSi全体の積分値に対する、一般式(3)で表される繰り返し単位および一般式(4)で表される繰り返し単位を有するオルガノシラン単位に由来するSiの積分値の割合を算出することにより求めることができる。 The content ratio of the repeating unit represented by the general formula (3) and the organosilane unit containing the repeating unit represented by the general formula (4) was obtained by performing 29 Si-NMR measurement, and integrating the total Si derived from the organosilane. It can be obtained by calculating the ratio of the integrated value of Si derived from the organosilane unit having the repeating unit represented by the general formula (3) and the repeating unit represented by the general formula (4) to the value.
また、(A)シロキサン樹脂は、他の繰り替し単位を含んでもよい。他の繰り返し単位としては、非芳香族官能基を有する繰り返し単位が好ましく、それらの繰り返し単位を有することで、耐光性を向上させることが可能となる。 In addition, (A) the siloxane resin may contain other repeating units. As another repeating unit, a repeating unit having a non-aromatic functional group is preferable, and having such a repeating unit makes it possible to improve the light resistance.
一般式(1)~(4)で表される繰り返し単位は、それぞれ一般式(5)~(8)で表されるオルガノシラン化合物に由来する。
すなわち、前記一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位は、一般式(5)で表されるオルガノシラン化合物および/または(6)で表されるオルガノシラン化合物に由来する。
前記一般式(3)で表される繰り返し単位および/または一般式(4)で表される繰り返し単位は、一般式(7)で表されるオルガノシラン化合物および/または(8)で表されるオルガノシラン化合物に由来する。
一般式(1)~(4)で表される繰り返し単位を有する(A)ポリシロキサン樹脂は、対応する一般式(5)~(8)で表されるオルガノシラン化合物を加水分解および重縮合することによって得ることができる。さらに他のオルガノシラン化合物を用いてもよい。
The repeating units represented by general formulas (1) to (4) are derived from organosilane compounds represented by general formulas (5) to (8), respectively.
That is, the repeating unit represented by the general formula (1) and / or the repeating unit represented by the general formula (2) is an organosilane compound represented by the general formula (5) and / or represented by (6) derived from the organosilane compounds used.
The repeating unit represented by the general formula (3) and/or the repeating unit represented by the general formula (4) is an organosilane compound represented by the general formula (7) and/or represented by (8). Derived from an organosilane compound.
The (A) polysiloxane resin having repeating units represented by general formulas (1) to (4) hydrolyzes and polycondenses the organosilane compounds represented by the corresponding general formulas (5) to (8). can be obtained by Still other organosilane compounds may be used.
上記一般式(5)および一般式(6)中、R1、R2およびR3は、それぞれ一般式(1)および一般式(2)におけるR1、R2およびR3と同じ基を表す。Raは、それぞれ同じでも異なってもよく、炭素数1~20の1価の有機基を表し、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。 In general formulas (5) and (6) above, R 1 , R 2 and R 3 represent the same groups as R 1 , R 2 and R 3 in general formulas (1) and (2) respectively. . Each R a may be the same or different and represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
上記一般式(7)および一般式(8)中、R4およびR5は、それぞれ一般式(3)および一般式(4)におけるR4およびR5と同じ基を表す。Raは、上記、一般式(5)および一般式(6)におけるRaと同じ基を表す。 In general formulas (7) and (8) above, R 4 and R 5 represent the same groups as R 4 and R 5 in general formulas (3) and (4), respectively. R a represents the same group as R a in general formulas (5) and (6) above.
一般式(5)で表されるオルガノシラン化合物としては、例えば、γ-アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる、これらを2種以上用いてもよい。 Examples of the organosilane compound represented by the general formula (5) include γ-acryloylpropyltrimethoxysilane, γ-acryloylpropyltriethoxysilane, γ-methacryloylpropyltrimethoxysilane, γ-methacryloylpropyltriethoxysilane, and the like. You may use 2 or more types of these mentioned.
一般式(6)で表されるオルガノシラン化合物としては、例えば、γ-アクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アクリロイルプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる、これらを2種以上用いてもよい。 Organosilane compounds represented by general formula (6) include, for example, γ-acryloylpropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloylpropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloylpropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloylpropylmethyldiethoxysilane. You may use 2 or more types of these.
一般式(7)で表される構造を有するオルガノシラン化合物としては、例えば、3-トリメトキシシリルプロピオン酸、3-トリエトキシシリルプロピオン酸、4-トリメトキシシリル酪酸、4-トリエトキシシリル酪酸、5-トリメトキシシリル吉草酸、5-トリエトキシシリル吉草酸、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、3-トリメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-トリエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-トリメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3-トリエトキシシリルプロピルフタル酸無水物などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Organosilane compounds having a structure represented by general formula (7) include, for example, 3-trimethoxysilylpropionic acid, 3-triethoxysilylpropionic acid, 4-trimethoxysilylbutyric acid, 4-triethoxysilylbutyric acid, 5-trimethoxysilylvaleric acid, 5-triethoxysilylvaleric acid, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-triethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-trimethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride , 3-triethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, 3-trimethoxysilylpropylphthalic anhydride, 3-triethoxysilylpropylphthalic anhydride and the like. You may use 2 or more types of these.
一般式(8)で表される構造を有するオルガノシラン化合物としては、例えば、3-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸、3-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸、4-ジメチルメトキシシリル酪酸、4-ジメチルエトキシシリル酪酸、5-ジメチルメトキシシリル吉草酸、5-ジメチルエトキシシリル吉草酸、3-ジメチルメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-ジメチルエトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-ジメチルメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-ジメチルエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Organosilane compounds having a structure represented by general formula (8) include, for example, 3-dimethylmethoxysilylpropionic acid, 3-dimethylethoxysilylpropionic acid, 4-dimethylmethoxysilylbutyric acid, 4-dimethylethoxysilylbutyric acid, 5-dimethylmethoxysilylvalerate, 5-dimethylethoxysilylvalerate, 3-dimethylmethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-dimethylethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-dimethylmethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride, 3-dimethylethoxysilylpropylcyclohexyldicarboxylic anhydride and the like. You may use 2 or more types of these.
その他のオルガノシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、シリケート51(テトラエトキシシランオリゴマー)などのオルガノシラン化合物等が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Other organosilane compounds include, for example, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl). Examples include organosilane compounds such as propyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, silicate 51 (tetraethoxysilane oligomer), and the like. You may use 2 or more types of these.
(A)シロキサン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、塗布特性の観点から、1,000以上が好ましく、2,000以上がより好ましい。一方、現像性の観点から、(A)シロキサン樹脂のMwは、50,000以下が好ましく、20,000以下がより好ましい。ここで、本発明における(A)シロキサン樹脂のMwとは、ゲルパーエミッションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算値を言う。 (A) The weight average molecular weight (Mw) of the siloxane resin is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, from the viewpoint of coating properties. On the other hand, from the viewpoint of developability, the Mw of (A) the siloxane resin is preferably 50,000 or less, more preferably 20,000 or less. Here, the Mw of the (A) siloxane resin in the present invention refers to a polystyrene conversion value measured by gel per emission chromatography (GPC).
ネガ型感光性組成物において、(A)シロキサン樹脂の含有量は、所望の膜厚や用途により任意に設定することができるが、ネガ型感光性組成物の固形分中、10~50重量%が一般的である。また、(A)シロキサン樹脂の含有量は、ネガ型感光性組成物の固形分中、10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。一方、(A)シロキサン樹脂の含有量は、ネガ型感光性組成物の固形分中、50重量%以下が好ましい。 In the negative photosensitive composition, the content of (A) the siloxane resin can be arbitrarily set depending on the desired film thickness and application, but the solid content of the negative photosensitive composition is 10 to 50% by weight. is common. The content of (A) the siloxane resin is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, in the solid content of the negative photosensitive composition. On the other hand, the content of (A) the siloxane resin is preferably 50% by weight or less in the solid content of the negative photosensitive composition.
(A)シロキサン樹脂は、前述のオルガノシラン化合物を加水分解した後、該加水分解物を溶媒の存在下または無溶媒で脱水縮合反応させることによって得ることができる。
加水分解における各種条件は、反応スケール、反応容器の大きさ、形状などを考慮して、目的とする用途に適した物性に合わせて設定することができる。各種条件としては、例えば、酸濃度、反応温度、反応時間などが挙げられる。
(A) The siloxane resin can be obtained by hydrolyzing the aforementioned organosilane compound and then subjecting the hydrolyzate to a dehydration condensation reaction in the presence or absence of a solvent.
Various conditions for hydrolysis can be set according to physical properties suitable for the intended use, taking into consideration the reaction scale, the size and shape of the reaction vessel, and the like. Various conditions include, for example, acid concentration, reaction temperature, and reaction time.
加水分解反応には、塩酸、酢酸、蟻酸、硝酸、蓚酸、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、多価カルボン酸やその無水物、イオン交換樹脂などの酸触媒を用いることができる。これらの中でも、蟻酸、酢酸および/またはリン酸を含む酸性水溶液が好ましい。 Acid catalysts such as hydrochloric acid, acetic acid, formic acid, nitric acid, oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, polyvalent carboxylic acids and their anhydrides, and ion exchange resins can be used for the hydrolysis reaction. Among these, acidic aqueous solutions containing formic acid, acetic acid and/or phosphoric acid are preferred.
加水分解反応に酸触媒を用いる場合、酸触媒の添加量は、加水分解をより速やかに進行させる観点から、加水分解反応に使用される全オルガノシラン化合物100重量部に対して、0.05重量部以上が好ましく、0.1重量部以上がより好ましい。一方、加水分解反応の進行を適度に調整する観点から、酸触媒の添加量は、全オルガノシラン化合物100重量部に対して、20重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましい。ここで、全オルガノシラン化合物量とは、オルガノシラン化合物、その加水分解物およびその縮合物の全てを含む量のことを言い、以下同じとする。 When an acid catalyst is used for the hydrolysis reaction, the amount of the acid catalyst to be added is 0.05 parts by weight with respect to 100 parts by weight of all the organosilane compounds used in the hydrolysis reaction, from the viewpoint of accelerating the hydrolysis. part or more is preferable, and 0.1 part by weight or more is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of appropriately adjusting the progress of the hydrolysis reaction, the amount of the acid catalyst added is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the total organosilane compound. Here, the term "total organosilane compound amount" refers to the amount including all of the organosilane compound, its hydrolyzate and its condensate, and the same shall apply hereinafter.
加水分解反応は、有機溶媒中で行うことができる。ネガ型感光性組成物の安定性、濡れ性、揮発性などを考慮して、有機溶媒を適宜選択することができる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、2-ヘプタノンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのアセテート類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族または脂肪族炭化水素;γ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 A hydrolysis reaction can be performed in an organic solvent. The organic solvent can be appropriately selected in consideration of the stability, wettability, volatility, etc. of the negative photosensitive composition. Organic solvents include, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-butanol, 3-methyl-3- Alcohols such as methoxy-1-butanol and diacetone alcohol; Glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl Ethers such as ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethyl ether; methyl ethyl ketone, acetylacetone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketones such as ketones, diisobutyl ketone, cyclopentanone, and 2-heptanone; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether Acetates such as acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane, cyclohexane; γ- butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide and the like. You may use 2 or more types of these.
これらの中でも、硬化膜のクラック耐性等の観点から、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、γ-ブチロラクトン等が好ましく用いられる。 Among these, diacetone alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol mono- t-Butyl ether, γ-butyrolactone and the like are preferably used.
加水分解反応によって有機溶媒が生成する場合には、無溶媒で加水分解を行うことも可能である。加水分解反応終了後に、さらに有機溶媒を添加することにより、ネガ型感光性着色組成物として適切な濃度に調整することも好ましい。また、加水分解後に加熱および/または減圧下により生成アルコール等の全量あるいは一部を留出、除去し、その後好適な有機溶媒を添加することも可能である。 If the hydrolysis reaction produces an organic solvent, the hydrolysis can be carried out without a solvent. After completion of the hydrolysis reaction, it is also preferable to add an organic solvent to adjust the concentration to be suitable as a negative photosensitive coloring composition. It is also possible to distill off and remove all or part of the alcohol produced by heating and/or under reduced pressure after hydrolysis, and then add a suitable organic solvent.
加水分解反応に有機溶媒を使用する場合、有機溶媒の添加量は、ゲルの生成を抑制する観点から、全オルガノシラン化合物100重量部に対して、50重量部以上が好ましく、80重量部以上がより好ましい。一方、有機溶媒の添加量は、加水分解をより速やかに進行させる観点から、全オルガノシラン化合物100重量部に対して、500重量部以下が好ましく、200重量部以下がより好ましい。 When an organic solvent is used for the hydrolysis reaction, the amount of the organic solvent added is preferably 50 parts by weight or more, and preferably 80 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total organosilane compound, from the viewpoint of suppressing gel formation. more preferred. On the other hand, the amount of the organic solvent to be added is preferably 500 parts by weight or less, more preferably 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of all the organosilane compounds, from the viewpoint of accelerating the hydrolysis.
また、加水分解反応に用いる水としては、イオン交換水が好ましい。水の量は任意に設定することができるが、全オルガノシラン化合物1モルに対して、1.0~4.0モルが好ましい。 Moreover, ion-exchanged water is preferable as the water used for the hydrolysis reaction. Although the amount of water can be set arbitrarily, it is preferably 1.0 to 4.0 mol per 1 mol of all organosilane compounds.
脱水縮合反応の方法としては、例えば、オルガノシラン化合物の加水分解反応により得られたシラノール化合物溶液をそのまま加熱する方法などが挙げられる。加熱温度は、50℃以上、溶媒の沸点以下が好ましく、加熱時間は、1~100時間が好ましい。また、シロキサン樹脂の重合度を高めるために、再加熱または塩基触媒の添加を行ってもよい。また、目的に応じて、加水分解後に、生成アルコールなどの適量を加熱および/または減圧下にて留出、除去し、その後好適な溶媒を添加してもよい。 Examples of the dehydration-condensation reaction method include a method of directly heating a silanol compound solution obtained by a hydrolysis reaction of an organosilane compound. The heating temperature is preferably 50° C. or higher and the boiling point of the solvent or lower, and the heating time is preferably 1 to 100 hours. Further, reheating or addition of a base catalyst may be performed in order to increase the degree of polymerization of the siloxane resin. Also, depending on the purpose, after hydrolysis, an appropriate amount of the alcohol produced may be distilled off under heating and/or under reduced pressure, and then a suitable solvent may be added.
ネガ型感光性着色組成物の保存安定性の観点から、加水分解、脱水縮合後のシロキサン樹脂溶液には前記触媒が含まれないことが好ましく、必要に応じて触媒の除去を行うことができる。触媒除去方法としては、操作の簡便さと除去性の観点から、水洗浄、イオン交換樹脂による処理などが好ましい。水洗浄とは、シロキサン樹脂溶液を適当な疎水性溶媒で希釈した後、水で数回洗浄して得られた有機層をエバポレーター等で濃縮する方法である。イオン交換樹脂による処理とは、シロキサン樹脂溶液を適当なイオン交換樹脂に接触させる方法である。 From the viewpoint of storage stability of the negative photosensitive coloring composition, it is preferable that the siloxane resin solution after hydrolysis and dehydration condensation does not contain the catalyst, and the catalyst can be removed as necessary. As the method for removing the catalyst, washing with water, treatment with an ion-exchange resin, and the like are preferable from the viewpoint of ease of operation and removability. Washing with water is a method of diluting a siloxane resin solution with a suitable hydrophobic solvent, washing with water several times, and concentrating the obtained organic layer with an evaporator or the like. Ion exchange resin treatment is a method of contacting a siloxane resin solution with a suitable ion exchange resin.
(B)光重合開始剤
(B)光重合開始剤は、光(紫外線、電子線を含む)により分解および/または反応し、ラジカルを発生させるものであればどのようなものでもよく、例えば、2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1などのα-アミノアルキルフェノン化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-(2,4,4-トリメチルペンチル)-フォスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド化合物;1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、1-フェニル-1,2-ブタジオン-2-(O-メトキシカルボニル)オキシム、1,3-ジフェニルプロパントリオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)などのオキシムエステル化合物;ベンジルジメチルケタールなどのベンジルケタール化合物;2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトンなどのα-ヒドロキシケトン化合物;ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、O-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アルキル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,3-ジエトキシアセトフェノン、4-t-ブチルジクロロアセトフェノン、ベンザルアセトフェノン、4-アジドベンザルアセトフェノンなどのアセトフェノン化合物;2-フェニル-2-オキシ酢酸メチルなどの芳香族ケトエステル化合物;4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(2-エチル)ヘキシル、4-ジエチルアミノ安息香酸エチル、2-ベンゾイル安息香酸メチルなどの安息香酸エステル化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
(B) Photopolymerization initiator (B) The photopolymerization initiator may be any one that decomposes and/or reacts with light (including ultraviolet rays and electron beams) to generate radicals. 2-methyl-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl )-butan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1 and other α-aminoalkylphenone compounds; 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide , bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylpentyl)-phosphine oxide; 1 -phenyl-1,2-propanedione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)], 1-phenyl- 1,2-butadione-2-(O-methoxycarbonyl)oxime, 1,3-diphenylpropanetrione-2-(O-ethoxycarbonyl)oxime, ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl) )-9H-carbazol-3-yl]-,1-(O-acetyloxime) and other oxime ester compounds; benzyl ketal compounds such as benzyl dimethyl ketal; 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1- one, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone, 1-hydroxycyclohexyl- α-hydroxyketone compounds such as phenyl ketone; benzophenone, 4,4-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4-bis(diethylamino)benzophenone, methyl O-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4,4-dichloro 2,2- Diethoxyacetopheno acetophenone compounds such as amine, 2,3-diethoxyacetophenone, 4-t-butyldichloroacetophenone, benzalacetophenone, 4-azidobenzalacetophenone; aromatic ketoester compounds such as methyl 2-phenyl-2-oxyacetate; Benzoic acid ester compounds such as ethyl-dimethylaminobenzoate, (2-ethyl)hexyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-diethylaminobenzoate, and methyl 2-benzoylbenzoate. You may contain 2 or more types of these.
ネガ型感光性組成物は、(B)光重合開始剤による着色を抑制するため、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-(2,4,4-トリメチルペンチル)-フォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いることが好ましい。 The negative photosensitive composition contains (B) 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide to suppress coloring caused by a photopolymerization initiator. and bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylpentyl)-phosphine oxide.
ネガ型感光性着色組成物中における(B)光重合開始剤の含有量は、ラジカル硬化を効果的に進める観点から、固形分中、0.01重量%以上が好ましく、1重量%以上がより好ましい。一方、残留した(B)光重合開始剤の溶出等を抑制し、着色をより抑制させる観点から、(B)光重合開始剤の含有量は、固形分中、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましい。 The content of the photopolymerization initiator (B) in the negative photosensitive coloring composition is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, in the solid content from the viewpoint of effectively promoting radical curing. preferable. On the other hand, from the viewpoint of suppressing elution of the remaining photopolymerization initiator (B) and further suppressing coloration, the content of the photopolymerization initiator (B) is preferably 20% by weight or less in the solid content, and 10 Weight % or less is more preferred.
(C)光重合性化合物
(C)光重合性化合物とは、分子中に2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物をいう。ラジカル重合性のしやすさを考えると、(C)光重合性化合物は、(メタ)アクリル基を有することが好ましい。また、(C)光重合性化合物の二重結合当量は、パターン加工における感度をより向上させる観点から、400g/mol以下が好ましい。一方、(C)光重合性化合物の二重結合当量は、パターン加工における解像度をより向上させる観点から、80g/mol以上が好ましい。
(C) Photopolymerizable compound (C) Photopolymerizable compound means a compound having two or more ethylenically unsaturated double bonds in the molecule. Considering the easiness of radical polymerizability, (C) the photopolymerizable compound preferably has a (meth)acrylic group. In addition, the double bond equivalent of (C) the photopolymerizable compound is preferably 400 g/mol or less from the viewpoint of further improving the sensitivity in pattern processing. On the other hand, the double bond equivalent of (C) the photopolymerizable compound is preferably 80 g/mol or more from the viewpoint of further improving the resolution in patterning.
上記の(C)光重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,3-ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールノナアクリレート、テトラペンタエリスリトールデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、テトラペンタエリスリトールノナメタクリレート、テトラペンタエリスリトールデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレートが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Examples of the photopolymerizable compound (C) include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, Acrylates, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,4-butanediol Diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, pentaerythritol triacrylate Acrylates, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tripentaerythritol heptaacrylate, tripentaerythritol octaacrylate, tetrapentaerythritol nonaacrylate, tetrapentaerythritol Decaacrylate, pentapentaerythritol undecaacrylate, pentapentaerythritol dodecaacrylate, tripentaerythritol heptamethacrylate, tripentaerythritol octamethacrylate, tetrapentaerythritol nonamethacrylate, tetrapentaerythritol decamethacrylate, pentapentaerythritol undecamethacrylate, pentapentaerythritol Dodeca methacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate. You may contain 2 or more types of these.
また、その他の光重合性化合物として、一般式(9)で表される構造を有する光重合性化合物および/または一般式(10)で表される構造を有する光重合性化合物を含有することが好ましい。 Further, as other photopolymerizable compounds, it is possible to contain a photopolymerizable compound having a structure represented by general formula (9) and/or a photopolymerizable compound having a structure represented by general formula (10). preferable.
一般式(9)中、R6はそれぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、nは1~40の整数を表す。
一般式(10)中、R7は水素原子またはメチル基を表す、*は結合部位を表す。
係る構造を有することにより、10μm以上の厚膜加工時においても幅広い濃度のアルカリ現像液で現像が可能であり、かつ、優れた耐クラック性を発現させることが可能となる。
In general formula (9), each R 6 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a phenyl group, and n represents an integer of 1-40.
In general formula (10), R7 represents a hydrogen atom or a methyl group, * represents a bonding site.
By having such a structure, even when processing a thick film of 10 μm or more, development is possible with an alkaline developer having a wide range of concentrations, and excellent crack resistance can be exhibited.
一般式(9)で表される構造を有する(C)光重合性化合物の合成方法としては、例えば、複数の活性水素を有する化合物又はそのハロゲン化物と、種々のアルキレンオキサイドとの反応によって得られるポリオール化合物を、さらに(メタ)アクリル酸と反応させる方法が挙げられる。また、一般式(10)で表される構造を有する(C)光重合性化合物の合成方法としては、例えば、グリシジルエーテル基を複数有する化合物、又は、グリシジルエーテル基及びラジカル重合性基を有する化合物と、(メタ)アクリル酸とを反応させる方法が挙げられる。 As a method for synthesizing the (C) photopolymerizable compound having a structure represented by the general formula (9), for example, a compound having a plurality of active hydrogens or a halide thereof is reacted with various alkylene oxides. A method of further reacting the polyol compound with (meth)acrylic acid is included. Further, as a method for synthesizing (C) the photopolymerizable compound having the structure represented by the general formula (10), for example, a compound having a plurality of glycidyl ether groups, or a compound having a glycidyl ether group and a radically polymerizable group and a method of reacting (meth)acrylic acid.
一般式(9)で表される構造を有する光重合性化合物および一般式(10)で表される構造を有する光重合性化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200-ジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール300-ジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400-ジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール300-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール500-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール600-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール700-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール800-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール900-ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール1000-ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=3、EO=エチレンオキサイド)、トリメチロールプロパン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=6)、トリメチロールプロパン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=9)、トリメチロールプロパン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=3、PO=プロピレンオキサイド)、トリメチロールプロパン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=6)、トリメチロールプロパン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=9)、グリセリン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=3)、グリセリン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=6)、グリセリン-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=9)、グリセリン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=3)、グリセリン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=6)、グリセリン-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=9)、ビスフェノールA-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=4)、ビスフェノールA-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=10)、ビスフェノールA-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=30)、ビスフェノールA-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=4)、ビスフェノールA-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=10)、ビスフェノールA-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=30)、イソシアヌル酸-EO変性トリ(メタ)アクリレート(平均EO数=3)、イソシアヌル酸-EO変性ジ(メタ)アクリレート(平均EO数=3)、イソシアヌル酸-PO変性トリ(メタ)アクリレート(平均PO数=3)、イソシアヌル酸-PO変性ジ(メタ)アクリレート(平均PO数=3)、1,2-エタンジチオール-EO変性ジ(メタ)アクリレート(平均EO数=4)、1,2プロパンジチオール-EO変性ジ(メタ)アクリレート(平均EO数=4)、無水フタル酸プロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル又はトリメリット酸ジエチレングリコール(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Examples of the photopolymerizable compound having the structure represented by the general formula (9) and the photopolymerizable compound having the structure represented by the general formula (10) include ethylene glycol diglycidyl ether (meth)acrylate and propylene glycol. diglycidyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, dipropylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, tripropylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, Tetraethylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, tetrapropylene glycol diglycidyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol 200-diglycidyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol 300-diglycidyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol 400- diglycidyl ether (meth)acrylate, bisphenol A diglycidyl ether (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol 200-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 300-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 400-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 500-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 600-di(meth)acrylate, Polyethylene glycol 700-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 800-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 900-di(meth)acrylate, polyethylene glycol 1000-di(meth)acrylate, trimethylolpropane-EO modified tri(meth) Acrylate (average EO number = 3, EO = ethylene oxide), trimethylolpropane-EO-modified tri (meth) acrylate (average EO number = 6), trimethylolpropane-EO-modified tri (meth) acrylate (average EO number = 9 ), trimethylolpropane-PO-modified tri(meth)acrylate (average PO number = 3, PO = propylene oxide), trimethylolpropane-PO-modified tri(meth)acrylate (average PO number = 6), trimethylolpropane-PO-modified tri(meth)acrylate (average PO number = 9), glycerin-EO-modified tri(meth)acrylate (average EO number = 3), glycerin-EO-modified tri(meth)acrylate (average EO number = 6), glycerin-EO-modified tri (meth) acrylate (average EO number = 9), glycerin-PO-modified tri (meth) acrylate (average PO number = 3), glycerin-PO-modified tri (meth) acrylate ( Average PO number = 6), glycerin-PO-modified tri(meth)acrylate (average PO number = 9), bisphenol A-EO-modified tri(meth)acrylate (average EO number = 4), bisphenol A-EO-modified tri(meth) ) acrylate (average EO number = 10), bisphenol A-EO modified tri (meth) acrylate (average EO number = 30), bisphenol A-PO modified tri (meth) acrylate (average PO number = 4), bisphenol A-PO modified tri(meth)acrylate (average PO number = 10), bisphenol A-PO modified tri(meth)acrylate (average PO number = 30), isocyanuric acid-EO modified tri(meth)acrylate (average EO number = 3), Isocyanuric acid-EO-modified di (meth) acrylate (average EO number = 3), isocyanuric acid-PO-modified tri (meth) acrylate (average PO number = 3), isocyanuric acid-PO-modified di (meth) acrylate (average PO number = 3), 1,2-ethanedithiol-EO-modified di(meth)acrylate (average EO number = 4), 1,2 propanedithiol-EO-modified di(meth)acrylate (average EO number = 4), phthalic anhydride Propylene oxide (meth)acrylate or diethylene glycol (meth)trimellitate (meth)acrylate can be mentioned. You may contain 2 or more types of these.
ネガ型感光性着色組成物中における(C)光重合性化合物の含有量は、ラジカル硬化を効果的に進める観点から、ネガ型感光性着色組成物固形分中、1重量%以上が好ましい。一方、ラジカルの過剰反応を抑制し解像度をより向上させる観点から、(C)光重合性化合物の含有量は、固形分中、40重量%以下が好ましい。 The content of the (C) photopolymerizable compound in the negative photosensitive coloring composition is preferably 1% by weight or more based on the solid content of the negative photosensitive coloring composition, from the viewpoint of effectively promoting radical curing. On the other hand, the content of the photopolymerizable compound (C) is preferably 40% by weight or less in the solid content from the viewpoint of suppressing excessive reaction of radicals and further improving the resolution.
(D)分子内にフッ素を有する化合物
(D)分子内にフッ素を有する化合物は例えば、1,1,2,2-テトラフロロオクチル(1,1,2,2-テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2-テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2-テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3-ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2-テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3-ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3-ヘキサフロロデカン、N-[3-(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]-N,N’-ジメチル-N-カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル-N-エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N-パーフルオロオクチルスルホニル-N-エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および/または側鎖にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物などが挙げられる。また、市販の化合物としては、“メガファック”(登録商標)F142D、同F172、同F173、同F183、同F444、F477(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)、フロラードFC-430、同FC-431(住友スリーエム(株)製))、“アサヒガード”(登録商標)AG710、“サーフロン”(登録商標)S-382、同SC-101、同SC-102、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC-106(旭硝子(株)製)、BM-1000、BM-1100(裕商(株)製)、NBX-15、FTX-218、DFX-18((株)ネオス製)などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、反応性が高く、樹脂と強固な結合を形成することができることから、光重合性基を有するものがより好ましい。フッ素原子および光重合性基を有する撥液化合物としては、例えば、“メガファック”RS-76-E、同RS-56、同RS-72-K、同RS-75、同RS-76-E、同RS-76-NS、同RS-90(以上、商品名、DIC(株)製)等が挙げられる。
(D) compounds having fluorine in the molecule (D) compounds having fluorine in the molecule are, for example, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1 , 1,2,2-tetrafluorooctylhexyl ether, octaethylene glycol di(1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoro pentyl) ether, octapropylene glycol di(1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di(1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, perfluorododecyl sulfone sodium acid, 1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N-[3-(per fluorooctanesulfonamido)propyl]-N,N'-dimethyl-N-carboxymethylene ammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyl trimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis(N-per fluorooctylsulfonyl-N-ethylaminoethyl), monoperfluoroalkylethyl phosphate, and other compounds having fluoroalkyl or fluoroalkylene groups at the terminal, main chain and/or side chain. In addition, commercially available compounds include "Megafac" (registered trademark) F142D, F172, F173, F183, F444, F477 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.), Ftop EF301, 303, 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florado FC-430, Florado FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), “Asahi Guard” (registered trademark) AG710, “Surflon” (registered trademark) S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100 (Yutaka Sho Co., Ltd.), NBX-15, FTX-218, DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.). You may contain 2 or more types of these. Among these, those having a photopolymerizable group are more preferable because they are highly reactive and can form a strong bond with the resin. Liquid-repellent compounds having a fluorine atom and a photopolymerizable group include, for example, "Megafac" RS-76-E, RS-56, RS-72-K, RS-75, and RS-76-E. , RS-76-NS, and RS-90 (these are trade names, manufactured by DIC Corporation).
硬化膜の撥液性能を向上させ、インクジェット塗布性を向上させる観点から、(D)分子内にフッ素を有する化合物の含有量は、0.01重量%以上が好ましく、0.1重量%以上がより好ましい。一方、樹脂や白色顔料との相溶性を向上させる観点から、撥液化合物の含有量は、10重量%以下が好ましく、5重量%以下がより好ましい。 From the viewpoint of improving the liquid repellency of the cured film and improving the inkjet applicability, the content of (D) the compound having fluorine in the molecule is preferably 0.01% by weight or more, and 0.1% by weight or more. more preferred. On the other hand, from the viewpoint of improving compatibility with resins and white pigments, the content of the liquid-repellent compound is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less.
また本発明のネガ型感光性組成物は、さらに(E)シランカップリング剤を含有する。(E)シランカップリング剤の例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-エチル-3-{[3-(トリメトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Moreover, the negative photosensitive composition of the present invention further contains (E) a silane coupling agent. (E) Examples of silane coupling agents include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Diphenyldimethoxysilane, naphthyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane , 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane Silane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 3-ethyl-3-{[3-(trimethoxysilyl)propoxy]methyl}oxetane, 3-ethyl-3-{[3-(tri ethoxysilyl)propoxy]methyl}oxetane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, and the like. You may use 2 or more types of these.
本発明のネガ型感光性組成物において、(E)シランカップリング剤の含有量は、以下の関係式を満たすことが好ましい。
E:組成物中の全固形分にしめる(E)シランカップリング剤の含有量(wt%)
Mw:(A)シロキサン樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量
E≦10(wt%) ・・・(IV)
E≧(-0.008×Mw+4.556)(wt%)・・・(V)
本発明によると、(E)シランカップリング剤はネガ型感光性組成物を後に記述する隔壁形成工程において塗布成膜時のプリベーク中に(A)シロキサン樹脂の架橋反応を促進するため、隔壁上面に偏析した(D)分子内にフッ素を有する化合物を繋ぎとめることが可能となるため、現像液によって洗い流されることなく、隔壁上面に留め置くことができる。これにより、隔壁上面に撥液特性を発現させることができる。
In the negative photosensitive composition of the present invention, the content of (E) the silane coupling agent preferably satisfies the following relational expression.
E: Content of (E) silane coupling agent in the total solid content in the composition (wt%)
Mw: (A) polystyrene equivalent weight average molecular weight E ≤ 10 (wt%) of siloxane resin (IV)
E≧(−0.008×Mw+4.556) (wt %) (V)
According to the present invention, (E) the silane coupling agent promotes the cross-linking reaction of (A) the siloxane resin during prebaking during coating and film formation in the partition forming step, which will be described later on the negative photosensitive composition. Since it becomes possible to tie (D) the compound having fluorine in the molecule segregated to the , it can be retained on the upper surface of the partition wall without being washed away by the developer. As a result, liquid repellency can be exhibited on the top surface of the partition wall.
関係式(IV)は、(A)シロキサン樹脂がいかなる分子量であっても(E)シランカップリング剤を含有できる上限値を意味する。ネガ型感光性組成物の保存安定性の観点から10wt%以下であることが好ましい。 The relational expression (IV) represents the upper limit of the silane coupling agent (E), regardless of the molecular weight of (A) the siloxane resin. From the viewpoint of storage stability of the negative photosensitive composition, it is preferably 10 wt % or less.
関係式(V)は(A)シロキサン樹脂の分子量と、(E)シランカップリング剤の含有量を意味し、各分子量における下限値を意味する。本関係式以下の含有量では、前述の(D)分子内にフッ素を有する化合物を繋ぎとめる効果が発揮されなくなり、隔壁上面の撥液特性が不足する。さらに、Mwの範囲は(D)分子内にフッ素を有する化合物を繋ぎとめる効果の期待できる2000以上が好ましい。また現像性の観点から50,000以下が好ましく、20,000以下がより好ましい。 The relational expression (V) means (A) the molecular weight of the siloxane resin and (E) the content of the silane coupling agent, and means the lower limit of each molecular weight. If the content is less than this relational expression, the aforementioned effect (D) of binding the compound having fluorine in the molecule cannot be exhibited, and the liquid repellency of the upper surface of the partition wall becomes insufficient. Furthermore, the range of Mw is preferably 2,000 or more, from which the effect of (D) binding fluorine-containing compounds in the molecule can be expected. From the viewpoint of developability, it is preferably 50,000 or less, more preferably 20,000 or less.
また本発明のネガ型感光性組成物は(F)白色顔料を含有することが好ましい。(F)白色顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、鉛白等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウムおよびこれらの複合化合物を少なくとも1種類以上を含むことが好ましく、反射率が高く工業的利用が容易な二酸化チタンがより好ましい。 Moreover, the negative photosensitive composition of the present invention preferably contains (F) a white pigment. (F) White pigments include, for example, titanium dioxide, magnesium oxide, barium sulfate, zirconium oxide, zinc oxide, white lead, and the like. You may contain 2 or more types of these. Among these, it is preferable to contain at least one of titanium dioxide, zirconium oxide, zinc oxide, barium sulfate, and composite compounds thereof, and titanium dioxide is more preferable because it has a high reflectance and can be easily used industrially.
二酸化チタンの結晶構造は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型に分類される。これらの中でも、光触媒活性が低いことから、ルチル型酸化チタンが好ましい。 The crystal structure of titanium dioxide is classified into an anatase type, rutile type, and brookite type. Among these, rutile-type titanium oxide is preferable because of its low photocatalytic activity.
(F)白色顔料には、表面処理が施されていてもよい。Al、Siおよび/またはZrによる表面処理が好ましく、ネガ型感光性組成物中における(F)白色顔料の分散性を向上させ、硬化膜の耐光性、耐熱性をより向上させることができる。 (F) The white pigment may be surface-treated. Surface treatment with Al, Si and/or Zr is preferable, and can improve the dispersibility of the (F) white pigment in the negative photosensitive composition and further improve the light resistance and heat resistance of the cured film.
(F)白色顔料の平均一次粒子径は、反射率をより向上させる観点から、170~310nmが好ましい。ここで、(F)白色顔料の平均一次粒子径とは、レーザー回折法により測定された粒度分布から算出されるメディアン径をいう。 (F) The average primary particle size of the white pigment is preferably 170 to 310 nm from the viewpoint of further improving the reflectance. Here, (F) the average primary particle size of the white pigment refers to the median size calculated from the particle size distribution measured by a laser diffraction method.
(F)白色顔料として好ましく用いられる二酸化チタン顔料としては、例えば、R960;デュポン(株)製(ルチル型、SiO2/Al2O3処理、平均一次粒子径210nm)、CR-97;石原産業(株)製(ルチル型、Al2O3/ZrO2処理、平均一次粒子径250nm)、JR-301;テイカ(株)製(ルチル型、Al2O3処理、平均一次粒子径300nm)、JR-405;テイカ(株)製(ルチル型、Al2O3処理、平均一次粒子径210nm)、JR-600A;テイカ(株)(ルチル型、Al2O3処理、平均一次粒子径250nm)、JR-603;テイカ(株)(ルチル型、Al2O3/ZrO2処理、平均一次粒子径280nm)等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 (F) Titanium dioxide pigments preferably used as white pigments include, for example, R960 manufactured by DuPont (rutile type, SiO 2 /Al 2 O 3 treatment, average primary particle size 210 nm), CR-97; Ishihara Sangyo Co., Ltd. (rutile type, Al 2 O 3 /ZrO 2 treatment, average primary particle size 250 nm), JR-301; Tayca Corporation (rutile type, Al 2 O 3 treatment, average primary particle size 300 nm), JR-405; Tayca Co., Ltd. (rutile type, Al 2 O 3 treatment, average primary particle size 210 nm), JR-600A; Tayca Co., Ltd. (rutile type, Al 2 O 3 treatment, average primary particle size 250 nm) , JR-603; Teika Co., Ltd. (rutile type, Al 2 O 3 /ZrO 2 treatment, average primary particle size 280 nm), and the like. You may contain 2 or more types of these.
(F)白色顔料の含有量は、反射率をより向上させる観点から、ネガ型感光性着色組成物の固形分中、10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。一方、(F)白色顔料の含有量は、現像残渣を抑制してより高解像度のパターンを形成する観点から、固形分中、80重量%以下が好ましく、60重量%以下がさらに好ましい。 (F) The content of the white pigment is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, based on the solid content of the negative photosensitive coloring composition, from the viewpoint of further improving the reflectance. On the other hand, the content of (F) white pigment is preferably 80% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, based on the solid content, from the viewpoint of suppressing development residue and forming a higher-resolution pattern.
ネガ型感光性着色組成物は、(F)白色顔料とともに顔料分散剤を含有してもよく、ネガ型感光性組成物における(F)白色顔料の分散性を向上させることができる。顔料分散剤は、用いる白色顔料の種類、表面状態によって適宜選択することができる。顔料分散剤は、酸性基および/または塩基性基を含有することが好ましい。市販の顔料分散剤としては、例えば、“Disperbyk”(登録商標)106”、“Disperbyk”108、“Disperbyk”110、“Disperbyk”180、“Disperbyk”190、“Disperbyk”2001、“Disperbyk”2155、“Disperbyk”140、“Disperbyk”145(以上、商品名、ビックケミー(株)製)などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 The negative photosensitive coloring composition may contain a pigment dispersant together with (F) the white pigment, and can improve the dispersibility of the (F) white pigment in the negative photosensitive composition. The pigment dispersant can be appropriately selected according to the type and surface condition of the white pigment used. The pigment dispersant preferably contains acidic groups and/or basic groups. Commercially available pigment dispersants include, for example, "Disperbyk" (registered trademark) 106", "Disperbyk" 108, "Disperbyk" 110, "Disperbyk" 180, "Disperbyk" 190, "Disperbyk" 2001, "Disperbyk" 2155, "Disperbyk" 140, "Disperbyk" 145 (the above are trade names, manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd.), etc. Two or more of these may be contained.
(G)有機溶媒
本発明のネガ型感光性組成物は、(G)有機溶媒を含有する。
有機溶媒として、大気圧下の沸点が150℃以上250℃以下の有機溶媒と、150℃未満の有機溶媒を組み合わせることが好ましい。沸点が150℃以上250℃以下の有機溶媒を含有することにより、塗布時に適度に有機溶媒が揮発して塗膜の乾燥が進行するため、塗布ムラを抑制し、膜厚均一性を向上させることができる。さらに、大気圧下の沸点が150℃未満の有機溶媒を含有することにより、後述する本発明の硬化膜中への有機溶媒の残存を抑制することができる。硬化膜中への有機溶媒の残存を抑制し、耐薬品性および密着性を長期間より向上させる観点から、大気圧下の沸点が150℃未満の有機溶媒を、有機溶媒全体の50重量%以上含有することが好ましい。
(G) Organic Solvent The negative photosensitive composition of the present invention contains (G) an organic solvent.
As the organic solvent, it is preferable to combine an organic solvent having a boiling point of 150° C. or more and 250° C. or less and an organic solvent having a boiling point of less than 150° C. under atmospheric pressure. By containing an organic solvent having a boiling point of 150° C. or more and 250° C. or less, the organic solvent is volatilized appropriately during coating, and the coating film is dried, so that coating unevenness is suppressed and the film thickness uniformity is improved. can be done. Furthermore, by containing an organic solvent having a boiling point of less than 150° C. under atmospheric pressure, it is possible to suppress the organic solvent from remaining in the cured film of the present invention, which will be described later. From the viewpoint of suppressing the organic solvent remaining in the cured film and improving the chemical resistance and adhesion over a long period of time, an organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C. under atmospheric pressure is added to 50% by weight or more of the total organic solvent. It is preferable to contain.
大気圧下の沸点が150℃未満の有機溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-プロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソペンチルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸メトキシメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1-メトキシプロピル-2-アセテート、アセトール、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、乳酸メチル、トルエン、シクロペンタノン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、ベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸イソペンチル、酢酸ペンチル、3-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブタノン、4-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブタノン、5-ヒドロキシ-2-ペンタノンが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Organic solvents having a boiling point of less than 150° C. under atmospheric pressure include, for example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-propyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isopentyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol. monoethyl ether, methoxymethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, 1-methoxypropyl-2-acetate, acetol, acetylacetone, Methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl lactate, toluene, cyclopentanone, cyclohexane, n-heptane, benzene, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, isopentyl acetate, pentyl acetate, 3-hydroxy -3-methyl-2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 5-hydroxy-2-pentanone. You may use 2 or more types of these.
大気圧下の沸点が150℃以上250℃以下の有機溶媒としては、例えば、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノt-ブチルエーテル、酢酸2-エトキシエチル、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、3-エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、炭酸プロピレン、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテルが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
有機溶媒の含有量は、塗布方法などに応じて任意に設定することができる。例えば、スピンコーティングにより膜形成を行う場合には、ネガ型感光性組成物中、50重量%以上、95重量%以下とすることが一般的である。
Organic solvents having a boiling point of 150° C. or higher and 250° C. or lower under atmospheric pressure include, for example, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-tert-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol. mono t-butyl ether, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutanol, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate , propylene glycol monomethyl ether propionate, dipropylene glycol methyl ether, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, ethyl lactate, butyl lactate, dimethylformamide, dimethylacetamide, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, propylene carbonate , N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, cycloheptanone, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether. You may use 2 or more types of these.
The content of the organic solvent can be arbitrarily set according to the coating method and the like. For example, when forming a film by spin coating, it is generally 50% by weight or more and 95% by weight or less in the negative photosensitive composition.
また、本発明のネガ型感光性組成物は、必要に応じて(H)黒色顔料を含有してもよい。(H)黒色顔料を含有することにより、硬化膜の遮光性を向上させることができる。(H)黒色顔料としては、例えば、黒色有機顔料、混色有機顔料、黒色無機顔料等が挙げられる。黒色有機顔料としては、例えば、カーボンブラック、ペリレンブラック、アニリンブラック、ベンゾフラノン系顔料などが挙げられる。これらは、樹脂で被覆されていてもよい。混色有機顔料としては、例えば、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダおよび/またはシアン等の2種以上の顔料を混合して疑似黒色化したものが挙げられる。これらの中でも、適度に高いOD値とパターン加工性を両立する観点から、赤色顔料と青色顔料との混合顔料が好ましい。赤色顔料と青色顔料の重量比は、20/80~80/20が好ましく、30/70~70/30がより好ましい。代表的な顔料の具体例をカラーインデックス(CI)ナンバーで示すと、次のようなものが挙げられる。赤色顔料としては、例えば、ピグメントレッド(以下PRと略す)9、PR48、PR97、PR122、PR123、PR144、PR149、PR166、PR168、PR177、PR179、PR180、PR192、PR209、PR215、PR216、PR217、PR220、PR223、PR224、PR226、PR227、PR228、PR240、PR254などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。青色顔料としては、例えば、ピグメントブルー(以下PBと略す)15、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PB22、PB60、PB64などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。黒色無機顔料としては、例えば、グラファイト;チタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、銀、金、白金、パラジウム等の金属の微粒子;金属酸化物;金属複合酸化物;金属硫化物;金属窒化物;金属酸窒化物;金属炭化物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Moreover, the negative photosensitive composition of the present invention may contain (H) a black pigment, if necessary. By containing (H) a black pigment, the light shielding property of the cured film can be improved. (H) Black pigments include, for example, black organic pigments, mixed color organic pigments, and black inorganic pigments. Examples of black organic pigments include carbon black, perylene black, aniline black, and benzofuranone pigments. These may be coated with a resin. Mixed organic pigments include, for example, pseudo-black pigments obtained by mixing two or more pigments such as red, blue, green, purple, yellow, magenta and/or cyan. Among these, a mixed pigment of a red pigment and a blue pigment is preferable from the viewpoint of achieving both a moderately high OD value and pattern workability. The weight ratio of the red pigment and the blue pigment is preferably 20/80 to 80/20, more preferably 30/70 to 70/30. Specific examples of representative pigments are shown below by color index (CI) number. Examples of red pigments include Pigment Red (hereinafter abbreviated as PR) 9, PR48, PR97, PR122, PR123, PR144, PR149, PR166, PR168, PR177, PR179, PR180, PR192, PR209, PR215, PR216, PR217, and PR220. , PR223, PR224, PR226, PR227, PR228, PR240, PR254, and the like. You may contain 2 or more types of these. Examples of blue pigments include Pigment Blue (hereinafter abbreviated as PB) 15, PB15:3, PB15:4, PB15:6, PB22, PB60 and PB64. You may contain 2 or more types of these. Black inorganic pigments include, for example, graphite; fine particles of metals such as titanium, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, nickel, zinc, calcium, silver, gold, platinum, and palladium; metal oxides; metal composite oxides; Metal sulfides; metal nitrides; metal oxynitrides; metal carbides and the like. You may contain 2 or more types of these.
以上の黒色顔料の中でも、高い遮光性を有することから、窒化チタン、窒化ジルコニウム、カーボンブラック、および赤色顔料と青色顔料の混合顔料を少なくとも1種類以上含むことがさらに好ましい。黒色顔料の含有量は、反射率およびOD調整して隣接画素における光の混色を抑制する観点から、0.2重量%以上が好ましく、0.5重量%以上がより好ましい。一方、反射率およびOD調整する観点から、黒色顔料の含有量は、5重量%以下が好ましく、3重量%以下がより好ましい。 Among the above black pigments, it is more preferable to include at least one of titanium nitride, zirconium nitride, carbon black, and a mixed pigment of red and blue pigments because of their high light-shielding properties. The content of the black pigment is preferably 0.2% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, from the viewpoint of adjusting the reflectance and OD to suppress color mixture of light in adjacent pixels. On the other hand, from the viewpoint of adjusting the reflectance and OD, the content of the black pigment is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less.
また、本発明のネガ型感光性組成物は、必要に応じて(I)有機金属化合物を含有することができる。(I)有機金属化合物は、硬化膜のパターン形成に際し、露光工程および/または加熱工程において、分解・凝集することにより黒色顔料となり、遮光性を向上させる機能を有する。 Moreover, the negative photosensitive composition of the present invention can contain (I) an organometallic compound, if necessary. (I) The organometallic compound decomposes and agglomerates in the exposure step and/or the heating step during pattern formation of the cured film to become a black pigment, and has a function of improving light shielding properties.
(I)有機金属化合物としては、高い遮光性を有することから、銀、金、白金およびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことがより好ましい。銀、金、白金およびパラジウムからなる群より選ばれる金属化合物としては、例えば、ネオデカン酸銀、オクチル酸銀、サリチル酸銀などの銀を含有する有機金属化合物;クロロ(トリフェニルホスフィン)金、テトラクロロ金酸四水和物などの金を含有する有機金属化合物;ビス(アセチルアセトナト)白金、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)白金、ジクロロビス(ベンゾニトリル)白金などの白金を含有する有機金属化合物;ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジベンジリデンアセトンパラジウムなどのパラジウムを含有する有機金属化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、遮光性をより向上させる観点から、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムがさらに好ましい。 (I) The organometallic compound more preferably contains at least one metal selected from the group consisting of silver, gold, platinum and palladium, since it has high light-shielding properties. Examples of metal compounds selected from the group consisting of silver, gold, platinum and palladium include organometallic compounds containing silver such as silver neodecanoate, silver octylate, silver salicylate; chloro(triphenylphosphine) gold, tetrachloro Organometallic compounds containing gold such as auric acid tetrahydrate; Organometallic compounds containing platinum such as bis(acetylacetonato)platinum, dichlorobis(triphenylphosphine)platinum, dichlorobis(benzonitrile)platinum; acetylacetonato)palladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(benzonitrile)palladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium, dibenzylideneacetonepalladium, and other palladium-containing organometallic compounds; You may contain 2 or more types of these. Among these, bis(acetylacetonato)palladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(benzonitrile)palladium, and tetrakis(triphenylphosphine)palladium are more preferable from the viewpoint of further improving light shielding properties.
ネガ型感光性組成物の固形分中に占める(I)有機金属化合物の含有量は、0.2~5重量%が好ましい。有機金属化合物の含有量を0.2重量%以上とすることにより、OD値をより向上させることができる。有機金属化合物の含有量は、1.5重量%以上がより好ましい。一方、有機金属化合物の含有量を5重量%以下とすることにより、反射率をより向上させることができる。 The content of the organometallic compound (I) in the solid content of the negative photosensitive composition is preferably 0.2 to 5% by weight. By setting the content of the organometallic compound to 0.2% by weight or more, the OD value can be further improved. The content of the organometallic compound is more preferably 1.5% by weight or more. On the other hand, by setting the content of the organometallic compound to 5% by weight or less, the reflectance can be further improved.
本発明のネガ型感光性組成物は、必要に応じて(J)リン原子を有する配位性化合物(以下、「配位性化合物」と記載する場合がある)を含有することができる。配位性化合物は、ネガ型感光性着色組成物中の有機金属化合物に配位し、有機金属化合物の溶媒への溶解性を向上させて有機金属化合物の分解を促進し、遮光性をより向上させることができる。 The negative photosensitive composition of the present invention can contain (J) a coordinating compound having a phosphorus atom (hereinafter sometimes referred to as "coordinating compound"), if necessary. The coordinating compound coordinates to the organometallic compound in the negative photosensitive coloring composition, improves the solubility of the organometallic compound in a solvent, promotes the decomposition of the organometallic compound, and further improves the light-shielding property. can be made
配位性化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、テトラフルオロホウ酸トリ-t-ブチルホスフィン、トリ(2-フリル)ホスフィン、トリス(1-アダマンチル)ホスフィン、トリス(ジエチルアミノ)ホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(O-トリル)ホスフィンなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。本発明のネガ型感光性着色組成物における配位性化合物の含有量は、有機金属化合物に対して0.5~3.0モル当量が好ましい。 Coordinating compounds include, for example, triphenylphosphine, tri-t-butylphosphine, trimethylphosphine, tricyclohexylphosphine, tri-t-butylphosphine tetrafluoroborate, tri(2-furyl)phosphine, tris(1- adamantyl)phosphine, tris(diethylamino)phosphine, tris(4-methoxyphenyl)phosphine, tris(O-tolyl)phosphine and the like. You may contain 2 or more types of these. The content of the coordinating compound in the negative photosensitive coloring composition of the present invention is preferably 0.5 to 3.0 molar equivalents relative to the organometallic compound.
また、本発明のネガ型感光性組成物は、必要に応じて、架橋剤、紫外線吸収材、重合禁止剤、界面活性剤などをさらに含有してもよい。 Moreover, the negative photosensitive composition of the present invention may further contain a cross-linking agent, an ultraviolet absorber, a polymerization inhibitor, a surfactant, and the like, if necessary.
ネガ型感光性組成物が架橋剤を含有することにより、熱硬化時にシロキサン樹脂の架橋が促進され、硬化膜の架橋度が高くなる。そのため、熱硬化時の微細パターンの溶融によるパターン解像度の低下が抑制される。硬化剤としては、例えば、窒素含有有機物、シリコーン樹脂硬化剤、イソシアネート化合物およびその重合体、メチロール化メラミン誘導体、メチロール化尿素誘導体、各種金属アルコールレート、各種金属キレート化合物、熱酸発生材、光酸発生材、などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、硬化剤の安定性、塗布膜の加工性などの観点から、メチロール化メラミン誘導体、メチロール化尿素誘導体、光酸発生材が好ましく用いられる。 When the negative photosensitive composition contains a cross-linking agent, cross-linking of the siloxane resin is promoted during heat curing, and the degree of cross-linking of the cured film is increased. Therefore, deterioration in pattern resolution due to melting of the fine pattern during heat curing is suppressed. Curing agents include, for example, nitrogen-containing organic substances, silicone resin curing agents, isocyanate compounds and their polymers, methylolated melamine derivatives, methylolated urea derivatives, various metal alcoholates, various metal chelate compounds, thermal acid generators, photoacid generation material, and the like. You may contain 2 or more types of these. Among these, methylolated melamine derivatives, methylolated urea derivatives, and photoacid generators are preferably used from the viewpoint of the stability of the curing agent, workability of the coating film, and the like.
ネガ型感光性着色組成物が紫外線吸収剤を含有することにより、硬化膜の耐光性を向上させ、解像度をより向上させることができる。紫外線吸収剤としては、加熱による色変化をより抑制する観点から、2-(2Hベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-tert-ペンチルフェノール、2-(2Hベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-ドデシル-4-メチルフェノール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物;2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物;2-(4,6-ジフェニル-1,3,5トリアジン-2-イル)-5-[(ヘキシル)オキシ]-フェノールなどのトリアジン系化合物が好ましく用いられる。これらを2種以上含有してもよい。 When the negative photosensitive coloring composition contains an ultraviolet absorber, the light resistance of the cured film can be improved, and the resolution can be further improved. As the ultraviolet absorber, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol and 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-tert-pentyl are used from the viewpoint of further suppressing color change due to heating. Phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol, 2(2H-benzotriazol-2-yl)-6-dodecyl-4-methyl Benzotriazole compounds such as phenol, 2-(2′-hydroxy-5′-methacryloxyethylphenyl)-2H-benzotriazole; Benzophenone compounds such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone; 2-(4,6 -diphenyl-1,3,5triazin-2-yl)-5-[(hexyl)oxy]-phenol and other triazine compounds are preferably used. You may contain 2 or more types of these.
ネガ型感光性組成物が重合禁止剤を含有することにより、解像度を向上させることができる。重合禁止剤としては、例えば、ジ-t-ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロキノン、4-メトキシフェノール、1,4-ベンゾキノン、t-ブチルカテコールが挙げられる。また、市販の重合禁止剤としては、“IRGANOX”(登録商標)1010、“IRGANOX”1035、“IRGANOX”1076、“IRGANOX”1098、“IRGANOX”1135、“IRGANOX”1330、“IRGANOX”1726、“IRGANOX”1425、“IRGANOX”1520、“IRGANOX”245、“IRGANOX”259、“IRGANOX”3114、“IRGANOX”565、“IRGANOX”295(以上、商品名、BASFジャパン(株)製)などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 The resolution can be improved by including a polymerization inhibitor in the negative photosensitive composition. Examples of polymerization inhibitors include di-t-butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, hydroquinone, 4-methoxyphenol, 1,4-benzoquinone and t-butylcatechol. In addition, commercially available polymerization inhibitors include "IRGANOX" (registered trademark) 1010, "IRGANOX" 1035, "IRGANOX" 1076, "IRGANOX" 1098, "IRGANOX" 1135, "IRGANOX" 1330, "IRGANOX" 1726, " IRGANOX" 1425, "IRGANOX" 1520, "IRGANOX" 245, "IRGANOX" 259, "IRGANOX" 3114, "IRGANOX" 565, "IRGANOX" 295 (these are trade names, manufactured by BASF Japan Ltd.), and the like. . You may contain 2 or more types of these.
ネガ型感光性組成物が界面活性剤を含有することにより、塗布時のフロー性を向上させることができる。界面活性剤としては、例えば、“メガファック”(登録商標)F142D、“メガファック”F172、“メガファック”F173、“メガファック”F183、“メガファック”F445、“メガファック”F470、“メガファック”F475、“メガファック”F477(以上、商品名、DIC(株)製)などのフッ素系界面活性剤;“BYK”(登録商標)-333、“BYK”-301、“BYK”-331、“BYK”-345、“BYK”-307(以上、商品名、ビックケミー・ジャパン(株)製)などのシリコーン系界面活性剤;ポリアルキレンオキシド系界面活性剤;ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 By including a surfactant in the negative photosensitive composition, it is possible to improve flowability during application. Examples of surfactants include "Megafac" (registered trademark) F142D, "Megafac" F172, "Megafac" F173, "Megafac" F183, "Megafac" F445, "Megafac" F470, "Megafac" F470, Fac "F475", "Megafac" F477 (these are trade names, manufactured by DIC Corporation) and other fluorine-based surfactants; "BYK" (registered trademark)-333, "BYK"-301, "BYK"-331 , "BYK"-345, "BYK"-307 (the above, trade names, manufactured by BYK-Chemie Japan Co., Ltd.) silicone-based surfactants; polyalkylene oxide-based surfactants; poly(meth)acrylate-based surfactants agents and the like. You may contain 2 or more types of these.
本発明のネガ型感光性組成物の固形分濃度は、塗布方法などに応じて任意に設定することができる。例えば、後述のようにスピンコーティングにより膜形成を行う場合には、固形分濃度を、5重量%以上、50重量%以下とすることが一般的である。ここでいう固形分とは、ネガ型感光性着色組成物に含まれる成分のうち、溶媒等の揮発性の成分を除いた全成分のことを意味する。固形分の量は、ネガ型感光性組成物を、250℃で30分間加熱して揮発性の成分を蒸発させた残分を計ることにより求めることができる。 The solid content concentration of the negative photosensitive composition of the present invention can be arbitrarily set according to the coating method and the like. For example, when forming a film by spin coating as described later, it is common to set the solid content concentration to 5% by weight or more and 50% by weight or less. As used herein, the term "solid content" means all of the components contained in the negative photosensitive coloring composition, excluding volatile components such as solvents. The amount of solids can be determined by heating the negative photosensitive composition at 250° C. for 30 minutes to evaporate the volatile components and weighing the residue.
次に本発明のネガ型感光性組成物の製造方法について、以下に説明する。前述の(A)~(D)成分および必要に応じてその他成分を混合することにより、本発明のネガ型感光性組成物を得ることができる。より具体的には、例えば、(A)シロキサン樹脂、(B)光重合開始剤、(C)光重合性化合物、(D)分子内にフッ素を有する化合物および必要に応じてその他成分を撹拌して溶解させ、ろ過することが好ましい。 Next, the method for producing the negative photosensitive composition of the present invention will be described below. The negative photosensitive composition of the present invention can be obtained by mixing the aforementioned components (A) to (D) and, if necessary, other components. More specifically, for example, (A) a siloxane resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) a photopolymerizable compound, (D) a compound having fluorine in the molecule and, if necessary, other components are stirred. It is preferable to dissolve it with water and filter it.
次に、本発明の隔壁付き基板について説明する。本発明の隔壁付き基板は、前述の本発明のネガ型感光性組成物の硬化膜であることが好ましい。また、本発明の隔壁は、良好な反射性を発現するために、5μm以上の厚みであることが好ましい。 Next, the board|substrate with a partition of this invention is demonstrated. The substrate with partition walls of the present invention is preferably a cured film of the aforementioned negative photosensitive composition of the present invention. Moreover, the partition wall of the present invention preferably has a thickness of 5 μm or more in order to exhibit good reflectivity.
本発明の隔壁付き基板の製造方法について説明する。なお本発明の隔壁は、下地基板上にパターン形成された本発明のネガ型感光性組成物であって、下地基板は、隔壁付き基板における支持体としての機能を有し、隔壁は、後述する波長変換材料を含有する画素を有する場合、隣接する画素間における光の混色を防止する機能を有する。
本発明の隔壁付き基板の製造方法は、(i)本発明のネガ型感光性組成物を下地基板上に塗布して塗膜を形成する工程、(ii)前記塗膜を露光および現像する工程、および(iii)前記現像後の塗膜を加熱する工程を有する。以下に、各工程について説明する。
A method for manufacturing a substrate with partition walls of the present invention will be described. The partition of the present invention is the negative photosensitive composition of the present invention patterned on a base substrate, the base substrate has a function as a support in the substrate with the partition, and the partition will be described later. When pixels containing a wavelength conversion material are provided, it has a function of preventing color mixture of light between adjacent pixels.
The method for producing a substrate with partition walls of the present invention includes the steps of (i) applying the negative photosensitive composition of the present invention onto a base substrate to form a coating film, and (ii) exposing and developing the coating film. and (iii) heating the developed coating film. Each step will be described below.
(i)本発明のネガ型感光性組成物を下地基板上に塗布して塗膜を形成する工程
下地基板としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス基板がの他に、樹脂板、樹脂フイルムなどが挙げられる。樹脂板および樹脂フイルムの材質としては、ポリエステル、(メタ)アクリルポリマ、透明ポリイミド、ポリエーテルスルフォン等が好ましい。ガラス板および樹脂板の厚みは、1mm以下が好ましく、0.8mm以下が好ましい。樹脂フイルムの厚みは、100μm以下が好ましい。またこれらの下地基板上に予めカラーフィルター層が具備されている基板または、予め発光ダイオードが配置された基板を用いてもよい。
(i) A step of applying the negative photosensitive composition of the present invention onto a base substrate to form a coating film. A plate, a resin film, etc. are mentioned. Polyester, (meth)acrylic polymer, transparent polyimide, polyethersulfone and the like are preferable as materials for the resin plate and the resin film. The thickness of the glass plate and the resin plate is preferably 1 mm or less, more preferably 0.8 mm or less. The thickness of the resin film is preferably 100 μm or less. Further, a substrate having a color filter layer preliminarily provided on these base substrates or a substrate preliminarily provided with light emitting diodes may be used.
塗布方式としては、例えば、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーン印刷、インクジェット塗布、バーコーター塗布等が挙げられる。 Examples of coating methods include spin coating, slit coating, screen printing, inkjet coating, and bar coater coating.
ネガ型感光性組成物を塗布した基板を乾燥(プリベーク)することが好ましい。乾燥方法としては、減圧乾燥、加熱乾燥などが挙げられる。加熱装置としては、例えば、ホットプレート、オーブン等が挙げられる。加熱温度は60~150℃が好ましく、加熱時間は30秒間~3分間が好ましい。プリベーク後の膜厚は、5~20μmが好ましい。 It is preferable to dry (pre-bake) the substrate coated with the negative photosensitive composition. Examples of the drying method include drying under reduced pressure and drying by heating. Examples of heating devices include hot plates and ovens. The heating temperature is preferably 60 to 150° C., and the heating time is preferably 30 seconds to 3 minutes. The film thickness after prebaking is preferably 5 to 20 μm.
(ii)前記塗膜を露光および現像する工程
露光は、所望のマスクを介して行ってもよいし、マスクを介さずに行ってもよい。露光機としては、例えば、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、パラレルライトマスクアライナー(以下、「PLA」)等が挙げられる。露光強度は10~4000J/m2程度(波長365nm露光量換算)が一般的である。露光光源としては、例えば、i線、g線、h線等の紫外線や、KrF(波長248nm)レーザー、ArF(波長193nm)レーザーなどが挙げられる。
(ii) Step of exposing and developing the coating film Exposure may be performed through a desired mask, or may be performed without a mask. Exposing machines include, for example, a stepper, a mirror projection mask aligner (MPA), a parallel light mask aligner (hereinafter "PLA"), and the like. The exposure intensity is generally about 10 to 4000 J/m 2 (converted to exposure amount at wavelength 365 nm). Examples of the exposure light source include ultraviolet rays such as i-line, g-line, and h-line, KrF (wavelength: 248 nm) laser, ArF (wavelength: 193 nm) laser, and the like.
現像方法としては、例えば、シャワー、ディッピング、パドル等の方法が挙げられる。現像液に浸漬する時間は5秒間~10分間が好ましい。現像液としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩等の無機アルカリ;2-ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、コリン等の4級アンモニウム塩の水溶液などが挙げられる。現像後、水でリンスすることが好ましく、続いて50~140℃で乾燥ベークをしても構わない。 Examples of developing methods include methods such as showering, dipping, and puddle. The immersion time in the developer is preferably 5 seconds to 10 minutes. Examples of the developer include inorganic alkalis such as alkali metal hydroxides, carbonates, phosphates, silicates and borates; amines such as 2-diethylaminoethanol, monoethanolamine and diethanolamine; Aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide and choline are included. After development, rinsing with water is preferred, followed by dry baking at 50 to 140°C.
(iii)前記現像後の塗膜を加熱する工程
加熱装置としては、例えば、ホットプレート、オーブン等が挙げられる。加熱温度は120~250℃が好ましく、加熱時間は15分間~2時間が好ましい。
このようにして本発明の隔壁付き基板を得ることができる。
(iii) Step of heating the coating film after the development Examples of the heating device include a hot plate and an oven. The heating temperature is preferably 120 to 250° C., and the heating time is preferably 15 minutes to 2 hours.
Thus, the substrate with partition walls of the present invention can be obtained.
次に本発明の波長変換基板について説明する。
本発明の隔壁付き基板は、さらに、前記隔壁によって隔てられて配列した波長変換材料を含有する画素を有することが好ましい。画素は、入射光の波長領域の少なくとも一部を変換して、入射光とは異なる波長領域の出射光を放出することにより、カラー表示する機能を有する。画素の厚みは、色特性を向上させる観点から、0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。一方、画素の厚みは、表示装置の薄型化や曲面加工性の観点から、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。また各画素の大きさは、20~200μm程度が一般的である。画素は、隔壁によって隔てられて配列していることが好ましい。画素と画素の間に隔壁を設けることにより、発光した光の拡散や混色をより抑制することができる。
Next, the wavelength conversion substrate of the present invention will be explained.
It is preferable that the substrate with partitions of the present invention further includes pixels containing wavelength conversion materials arranged and separated by the partitions. A pixel has a function of performing color display by converting at least part of the wavelength region of incident light and emitting output light in a wavelength region different from that of the incident light. From the viewpoint of improving color characteristics, the thickness of the pixel is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more. On the other hand, the thickness of the pixel is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, from the viewpoint of thinning the display device and curved surface processing. Also, the size of each pixel is generally about 20 to 200 μm. The pixels are preferably arranged separated by partition walls. By providing a partition between pixels, diffusion and color mixture of emitted light can be further suppressed.
画素の形成方法としては、例えば、波長変換材料を含有する波長変換材料塗液を、隔壁によって隔てられた空間に充填する方法が挙げられる。波長変換材料塗液は、さらに樹脂や溶媒を含有してもよい。 As a method of forming pixels, for example, a method of filling a space separated by a partition wall with a wavelength conversion material coating liquid containing a wavelength conversion material can be used. The wavelength conversion material coating liquid may further contain a resin and a solvent.
波長変換材料塗液の充填方法としては、各画素に種類の異なる色変換発光材料を容易に塗り分ける観点から、インクジェット塗布法などが好ましい。 As a method for filling the wavelength conversion material coating liquid, an ink jet coating method or the like is preferable from the viewpoint of easily separately coating different types of color conversion luminescent materials on each pixel.
得られた塗布膜を減圧乾燥および/または加熱乾燥してもよい。減圧乾燥する場合、乾燥溶媒が減圧チャンバー内壁に再凝縮することを防ぐために、減圧乾燥温度は、80℃以下が好ましい。減圧乾燥の圧力は、塗布膜に含まれる溶媒の蒸気圧以下が好ましく、1~1000Paが好ましい。減圧乾燥時間は、10~600秒間が好ましい。加熱乾燥する場合、加熱乾燥装置としては、例えば、オーブンやホットプレートなどが挙げられる。加熱乾燥温度は、60~200℃が好ましい。加熱乾燥時間は、1~60分間が好ましい。 The obtained coating film may be dried under reduced pressure and/or dried by heating. When drying under reduced pressure, the drying temperature under reduced pressure is preferably 80° C. or less in order to prevent the drying solvent from re-condensing on the inner wall of the reduced pressure chamber. The pressure for drying under reduced pressure is preferably lower than the vapor pressure of the solvent contained in the coating film, and preferably 1 to 1000 Pa. The drying time under reduced pressure is preferably 10 to 600 seconds. In the case of heat drying, the heat drying apparatus includes, for example, an oven and a hot plate. The heat drying temperature is preferably 60 to 200°C. The heat drying time is preferably 1 to 60 minutes.
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。合成例、調製例および実施例に用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
DAA:ジアセトンアルコール
BHT:ジブチルヒドロキシトルエン。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Among the compounds used in Synthesis Examples, Preparation Examples and Examples, those using abbreviations are shown below.
PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate DAA: diacetone alcohol BHT: dibutylhydroxytoluene.
合成例1~5におけるシロキサン樹脂溶液の固形分濃度は、以下の方法により求めた。アルミカップにシロキサン樹脂溶液またはアクリル樹脂溶液を1.5g秤取し、ホットプレートを用いて250℃で30分間加熱して液分を蒸発させた。加熱後のアルミカップに残った固形分の重量を秤量して、加熱前の重量に対する割合からシロキサン樹脂溶液またはアクリル樹脂溶液の固形分濃度を求めた。 The solid content concentrations of the siloxane resin solutions in Synthesis Examples 1 to 5 were determined by the following method. 1.5 g of siloxane resin solution or acrylic resin solution was put into an aluminum cup and heated at 250° C. for 30 minutes using a hot plate to evaporate the liquid component. The weight of the solid content remaining in the aluminum cup after heating was weighed, and the solid content concentration of the siloxane resin solution or acrylic resin solution was obtained from the ratio to the weight before heating.
合成例1~5におけるシロキサン樹脂におけるアクリル樹脂の重量平均分子量は、以下の方法により求めた。GPC分析装置(HLC-8220;東ソー(株)製)を用い、流動層としてテトラヒドロフランを用いて、「JIS K7252-3(制定年月日=2008/03/20)」に基づきGPC分析を行い、ポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。 The weight average molecular weight of the acrylic resin in the siloxane resins in Synthesis Examples 1 to 5 was obtained by the following method. Using a GPC analyzer (HLC-8220; manufactured by Tosoh Corporation) and using tetrahydrofuran as a fluidized bed, GPC analysis was performed based on "JIS K7252-3 (enacted date = 2008/03/20)", A polystyrene equivalent weight average molecular weight was measured.
合成例1~5におけるシロキサン樹脂中の各繰り返し単位の含有比率は、以下の方法により求めた。シロキサン樹脂溶液を直径10mmの“テフロン”(登録商標)製NMRサンプル管に注入して29Si-NMR測定を行い、オルガノシランに由来するSi全体の積分値に対する、特定のオルガノシランに由来するSiの積分値の割合から各繰り返し単位の含有比率を算出した。29Si-NMR測定条件を以下に示す。 The content ratio of each repeating unit in the siloxane resin in Synthesis Examples 1 to 5 was obtained by the following method. The siloxane resin solution is injected into a “Teflon” (registered trademark) NMR sample tube with a diameter of 10 mm and 29 Si-NMR measurement is performed, and the Si derived from a specific organosilane is compared with the integrated value of the entire Si derived from the organosilane. The content ratio of each repeating unit was calculated from the ratio of the integrated value of. 29 Si-NMR measurement conditions are shown below.
装置:核磁気共鳴装置(JNM-GX270;日本電子(株)製)
測定法:ゲーテッドデカップリング法
測定核周波数:53.6693MHz(29Si核)
スペクトル幅:20000Hz
パルス幅:12μs(45°パルス)
パルス繰り返し時間:30.0秒
溶媒:アセトン-d6
基準物質:テトラメチルシラン
測定温度:23℃
試料回転数:0.0Hz。
Apparatus: Nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-GX270; manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement method: Gated decoupling method Measurement nucleus frequency: 53.6693 MHz ( 29 Si nuclei)
Spectrum width: 20000Hz
Pulse width: 12 μs (45° pulse)
Pulse repetition time: 30.0 seconds Solvent: Acetone-d6
Reference substance: Tetramethylsilane Measurement temperature: 23°C
Sample rotation speed: 0.0 Hz.
合成例1 シロキサン樹脂(A-1)溶液
500mlの三口フラスコに、プロピルトリメトキシシランを59.15g(0.400mol)、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を41.32g(0.175mol)、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランを36.60g(0.175mol)、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを11.09g(0.05mol)、メチルトリメトキシシランを24.52g(0.200mol)、BHTを0.561g、PGMEAを122.34g仕込み、室温で撹拌しながら水48.60gにリン酸1.727g(仕込みモノマーに対して1.0重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分間かけて添加した。
Synthesis Example 1 Siloxane resin (A-1) solution In a 500 ml three-necked flask, 59.15 g (0.400 mol) of propyltrimethoxysilane and 41.32 g (0.175 mol) of 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride were added. , 36.60 g (0.175 mol) of 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 11.09 g (0.05 mol) of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, and 24 g (0.05 mol) of methyltrimethoxysilane. 52 g (0.200 mol), 0.561 g of BHT, and 122.34 g of PGMEA were charged, and 1.727 g of phosphoric acid (1.0% by weight based on the charged monomers) was dissolved in 48.60 g of water while stirring at room temperature. Aqueous phosphoric acid was added over 30 minutes.
その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて90分間撹拌した後、オイルバスを30分間かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液温度(内温)が100℃に到達し、そこから1時間30分加熱撹拌し(内温は100~110℃)、シロキサン樹脂溶液を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素95体積%、酸素5体積%の混合気体を0.05リットル/分流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計110.70g留出した。得られたシロキサン樹脂溶液に、固形分濃度が40重量%となるようにPGMEAを追加し、シロキサン樹脂(A-1)溶液を得た。なお、得られたシロキサン樹脂(A-1)の重量平均分子量は3,700(ポリスチレン換算)であった。 After that, the flask was immersed in an oil bath at 70° C. and stirred for 90 minutes, and then the oil bath was heated to 115° C. over 30 minutes. One hour after the start of heating, the temperature of the solution (internal temperature) reached 100° C., and the solution was heated and stirred for 1 hour and 30 minutes (internal temperature: 100 to 110° C.) to obtain a siloxane resin solution. A mixed gas of 95% by volume of nitrogen and 5% by volume of oxygen was flowed at 0.05 liter/min during the temperature rise and heating and stirring. A total of 110.70 g of methanol and water, which are by-products, were distilled during the reaction. PGMEA was added to the obtained siloxane resin solution so that the solid content concentration was 40% by weight to obtain a siloxane resin (A-1) solution. The weight average molecular weight of the obtained siloxane resin (A-1) was 3,700 (converted to polystyrene).
また、29Si-NMRの測定結果より、シロキサン樹脂(A-1)における、プロピルトリメトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランに由来する繰り返し単位のモル比は、それぞれ40mol%、17.5mol%、17.5mol%、5mol%、20mol%であった。 Further, from the measurement results of 29 Si-NMR, propyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3, The molar ratios of repeating units derived from 4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and methyltrimethoxysilane were 40 mol %, 17.5 mol %, 17.5 mol %, 5 mol % and 20 mol %, respectively.
合成例2 シロキサン樹脂(A-2)溶液
合成例1のリン酸を1.727gから、2.590gに変更した以外は合成例1と同様に実施し、シロキサン樹脂(A-2)溶液を得た。なお、得られたシロキサン樹脂(A-2)の重量平均分子量は6,500(ポリスチレン換算)であった。
また、29Si-NMRの測定結果より、シロキサン樹脂(A-2)における、プロピルトリメトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランに由来する繰り返し単位のモル比は、それぞれ40mol%、17.5mol%、17.5mol%、5mol%、20mol%であった。
Synthesis Example 2 Siloxane Resin (A-2) Solution The procedure was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the phosphoric acid in Synthesis Example 1 was changed from 1.727 g to 2.590 g to obtain a siloxane resin (A-2) solution. rice field. The weight average molecular weight of the obtained siloxane resin (A-2) was 6,500 (converted to polystyrene).
Further, from the measurement results of 29 Si-NMR, propyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3, The molar ratios of repeating units derived from 4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and methyltrimethoxysilane were 40 mol %, 17.5 mol %, 17.5 mol %, 5 mol % and 20 mol %, respectively.
合成例3 シロキサン樹脂(A-3)溶液
合成例1のリン酸を1.727gから、0.863gに変更した以外は合成例1と同様に実施し、シロキサン樹脂(A-3)溶液を得た。なお、得られたシロキサン樹脂(A-3)の重量平均分子量は2,800(ポリスチレン換算)であった。
また、29Si-NMRの測定結果より、シロキサン樹脂(A-2)における、プロピルトリメトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランに由来する繰り返し単位のモル比は、それぞれ40mol%、17.5mol%、17.5mol%、5mol%、20mol%であった。
Synthesis Example 3 Siloxane Resin (A-3) Solution The procedure was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the phosphoric acid in Synthesis Example 1 was changed from 1.727 g to 0.863 g to obtain a siloxane resin (A-3) solution. rice field. The weight average molecular weight of the obtained siloxane resin (A-3) was 2,800 (converted to polystyrene).
Further, from the measurement results of 29 Si-NMR, propyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3, The molar ratios of repeating units derived from 4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and methyltrimethoxysilane were 40 mol %, 17.5 mol %, 17.5 mol %, 5 mol % and 20 mol %, respectively.
合成例4 シロキサン樹脂(A-4)溶液
500mlの三口フラスコに、ジフェニルジメトキシシランを87.97g(0.400mol)、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を41.32g(0.175mol)、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランを36.60g(0.175mol)、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを11.09g(0.05mol)、メチルトリメトキシシランを24.52g(0.200mol)、BHTを0.743g、PGMEAを158.37g仕込み、室温で撹拌しながら水42.12gにリン酸2.015g(仕込みモノマーに対して1.0重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分間かけて添加した。
Synthesis Example 4 Siloxane resin (A-4) solution In a 500 ml three-necked flask, 87.97 g (0.400 mol) of diphenyldimethoxysilane, 41.32 g (0.175 mol) of 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 36.60 g (0.175 mol) of 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 11.09 g (0.05 mol) of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, and 24.52 g of methyltrimethoxysilane (0.200 mol), 0.743 g of BHT, and 158.37 g of PGMEA were charged and stirred at room temperature. The aqueous acid solution was added over 30 minutes.
その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて90分間撹拌した後、オイルバスを30分間かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液温度(内温)が100℃に到達し、そこから1時間30分加熱撹拌し(内温は100~110℃)、シロキサン樹脂溶液を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素95体積%、酸素5体積%の混合気体を0.05リットル/分流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計95.94g留出した。得られたシロキサン樹脂溶液に、固形分濃度が40重量%となるようにPGMEAを追加し、シロキサン樹脂(A-4)溶液を得た。なお、得られたシロキサン樹脂(A-4)の重量平均分子量は1,800(ポリスチレン換算)であった。 After that, the flask was immersed in an oil bath at 70° C. and stirred for 90 minutes, and then the oil bath was heated to 115° C. over 30 minutes. One hour after the start of heating, the temperature of the solution (internal temperature) reached 100° C., and the solution was heated and stirred for 1 hour and 30 minutes (internal temperature: 100 to 110° C.) to obtain a siloxane resin solution. A mixed gas of 95% by volume of nitrogen and 5% by volume of oxygen was flowed at 0.05 liter/min during the temperature rise and heating and stirring. A total of 95.94 g of methanol and water, which are by-products, were distilled during the reaction. PGMEA was added to the obtained siloxane resin solution so that the solid content concentration was 40% by weight to obtain a siloxane resin (A-4) solution. The weight average molecular weight of the obtained siloxane resin (A-4) was 1,800 (converted to polystyrene).
また、29Si-NMRの測定結果より、シロキサン樹脂(A-4)における、ジフェニルジメトキシ、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランに由来する繰り返し単位のモル比は、それぞれ40mol%、17.5mol%、17.5mol%、5mol%、20mol%であった。 Further, from the measurement results of 29 Si-NMR, diphenyldimethoxy, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4- The molar ratios of repeating units derived from epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and methyltrimethoxysilane were 40 mol %, 17.5 mol %, 17.5 mol %, 5 mol % and 20 mol %, respectively.
合成例5 アクリル樹脂(A-5)溶液
500mLのフラスコに2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)を3.00g、PGMEAを50.0g仕込んだ後、メタクリル酸を30.0g(0.349mol)、スチレンを22.48g(0.216mol)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルメタクリレートを35.0g(0.149mol)仕込み、室温でしばらく撹拌し、フラスコ内を窒素置換した後、70℃で5時間加熱撹拌した。次に、得られた溶液にメタクリル酸グリシジルを15.00g(0.106mol)、トリフェニルホスフィンを1.00g、p-メトキシフェノールを0.200g、PGMEAを100g添加し、90℃で4時間加熱撹拌し、(メタ)アクリルポリマ溶液を得た。得られた(メタ)アクリルポリマ溶液に固形分濃度が40重量%になるようにPGMEAを加え、(メタ)アクリルポリマ溶液(A-5)とした。(メタ)アクリルポリマの重量平均分子量は16000であった。
Synthesis Example 5 Acrylic resin (A-5) solution After charging 3.00 g of 2,2′-azobis(isobutyronitrile) and 50.0 g of PGMEA into a 500 mL flask, 30.0 g (0. 349 mol), 22.48 g (0.216 mol) of styrene, and 35.0 g (0.149 mol) of tricyclo[5.2.1.02,6]decan-8-yl methacrylate were charged, stirred at room temperature for a while, and the flask was After purging the inside with nitrogen, the mixture was heated and stirred at 70° C. for 5 hours. Next, 15.00 g (0.106 mol) of glycidyl methacrylate, 1.00 g of triphenylphosphine, 0.200 g of p-methoxyphenol, and 100 g of PGMEA were added to the resulting solution and heated at 90° C. for 4 hours. The mixture was stirred to obtain a (meth)acrylic polymer solution. PGMEA was added to the obtained (meth)acrylic polymer solution so that the solid content concentration was 40% by weight to obtain a (meth)acrylic polymer solution (A-5). The (meth)acrylic polymer had a weight average molecular weight of 16,000.
合成例1~4のシロキサン樹脂、A-5のアクリル樹脂の原料組成を表1および表2に示す。 Tables 1 and 2 show raw material compositions of the siloxane resins of Synthesis Examples 1 to 4 and the acrylic resin of A-5.
各実施例および比較例における評価は、以下の方法により行った。 Evaluation in each example and comparative example was performed by the following methods.
<硬化膜の作製>
スピンコーター(商品名1H-360S、ミカサ(株)製)を用いて、各実施例および比較例により得られたネガ型感光性組成物を、10cm角の無アルカリガラス基板上に、キュア後の膜厚が10μmとなるようにスピンコートし、真空ホットプレート(東レ(株)製)を用いて、25℃、100Paで1分間乾燥した。乾燥膜を更にホットプレート(商品名SCW-636、大日本スクリーン製造(株)製)を用いて、温度100℃で3分間プリベークし、膜厚10μmのプリベーク膜を作製した。
<Preparation of cured film>
Using a spin coater (trade name 1H-360S, manufactured by Mikasa Co., Ltd.), the negative photosensitive compositions obtained in each example and comparative example were coated on a 10 cm square alkali-free glass substrate after curing. It was spin-coated to a film thickness of 10 μm and dried at 25° C. and 100 Pa for 1 minute using a vacuum hot plate (manufactured by Toray Industries, Inc.). The dried film was further prebaked at 100° C. for 3 minutes using a hot plate (trade name: SCW-636, manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) to prepare a prebaked film having a thickness of 10 μm.
作製したプリベーク膜を、パラレルライトマスクアライナー(商品名PLA-501F、キヤノン(株)製)を用いて、超高圧水銀灯を光源とし、マスクを介さず露光量400mJ/cm2(i線)で露光した。その後、自動現像装置(滝沢産業(株)製「AD-1200(商品名)」)を用いて、0.045重量%水酸化カリウム水溶液を用いて80秒間シャワー現像し、次いで水を用いて30秒間リンスした。得られた現像後膜をオーブン(商品名IHPS-222、エスペック(株)製)を用いて、空気中、温度230℃で30分間キュアし、硬化膜を作製した。 Using a parallel light mask aligner (trade name: PLA-501F, manufactured by Canon Inc.), the prepared pre-baked film is exposed with an exposure amount of 400 mJ/cm 2 (i-line) without a mask, using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source. bottom. Then, using an automatic developing device ("AD-1200 (trade name)" manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.), shower development is performed using a 0.045% by weight potassium hydroxide aqueous solution for 80 seconds, and then water is used for 30 seconds. Rinse for seconds. The obtained film after development was cured in air at a temperature of 230° C. for 30 minutes using an oven (trade name: IHPS-222, manufactured by ESPEC Co., Ltd.) to prepare a cured film.
<表面自由エネルギー>
得られた硬化膜について、接触角計DropMasterDM501(協和界面科学(株)製)を使用して、25℃、65%RH下で、表面自由エネルギーおよび分散力、極性力、水素結合力の値が既知の測定液として、水、ジヨードメタン、1-ブロモナフタレンの接触角を測定した。1つの測定面に対し5回測定を行い、その平均値を接触角(θ)とした。得られた接触角(θ)の値および各測定液の既知の値(Panzerによる方法IV(日本接着協会誌第15巻、第3号、第96頁に記載)から、北崎・畑の式より導入される下記式を用いて、硬化膜の分散力、極性力、水素結合力の値を計算した。
<Surface free energy>
For the obtained cured film, using a contact angle meter DropMaster DM501 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the values of surface free energy, dispersion force, polar force, and hydrogen bonding force were measured at 25 ° C. and 65% RH. The contact angles of water, diiodomethane, and 1-bromonaphthalene were measured as known measurement liquids. The measurement was performed 5 times for one measurement surface, and the average value was defined as the contact angle (θ). From the obtained contact angle (θ) value and the known value of each liquid to be measured (Method IV by Panzer (described in the Journal of the Adhesion Association of Japan, Vol. 15, No. 3, p. 96), the formula of Kitazaki and Hata Values of dispersion force, polar force, and hydrogen bonding force of the cured film were calculated using the following equations to be introduced.
ここで、γLd、γLp、γLhは、それぞれ測定液の分散力、極性力、水素結合力を表し、θは硬化膜上における各測定液の接触角を表す。また、γSd、γSp、γShは、それぞれ硬化膜表面の分散力、極性力、水素結合力の値を表し、γLは各測定液の表面エネルギーを表す。既知の値およびθを上記の式に代入して得られた連立方程式を解くことにより、硬化膜表面のγSd、γSp、γShを求めた。これらの値から、下記式により表面自由エネルギーを算出した。
表面自由エネルギー=γSd+γSp+γSh。
Here, γLd, γLp, and γLh represent the dispersion force, polar force, and hydrogen bonding force of the measured liquid, respectively, and θ represents the contact angle of each measured liquid on the cured film. γSd, γSp, and γSh represent the dispersion force, polar force, and hydrogen bonding force of the surface of the cured film, respectively, and γL represents the surface energy of each liquid to be measured. γSd, γSp, and γSh on the surface of the cured film were obtained by solving simultaneous equations obtained by substituting known values and θ into the above equations. From these values, the surface free energy was calculated by the following formula.
Surface free energy = γSd + γSp + γSh.
<XPS>
上術に記載の方法で得られた硬化膜について、XPS分析装置(Quantera SXM(PHI社製)を用いて以下の条件で分析を実施した。
励起X線:monochromatic AlKα1,2線(1,486.6eV)
X線径:200μm
光電子検出角度:45°(試料面に対する検出器の傾き
検出元素:フッ素、酸素、炭素、ケイ素、窒素、チタンおよびワイドスキャン
データ処理:C1sメインピークを284.6eVとし、C1sに帰属するピークについて、284.6eV、286.0eV、288.6eV、293eVの4つのピークに分離
解析項目:284.6eVの面積をCCHx、288.6eVの面積をCCOO。
<XPS>
The cured film obtained by the method described above was analyzed using an XPS analyzer (Quantera SXM (manufactured by PHI) under the following conditions.
Excitation X-ray: monochromatic AlKα 1,2 ray (1,486.6 eV)
X-ray diameter: 200 μm
Photoelectron detection angle: 45° (tilt of detector with respect to sample surface Detection elements: fluorine, oxygen, carbon, silicon, nitrogen, titanium and wide scan data processing: C1s main peak is set to 284.6 eV, and the peak attributed to C1s is Separated into four peaks of 284.6 eV, 286.0 eV, 288.6 eV, and 293 eV Analysis items: C CHx for the area of 284.6 eV, and C COO for the area of 288.6 eV.
<反射率>
上術に記載の方法で得られた硬化膜について、分光測色計(商品名CM-2600d、コニカミノルタ(株)製)を用いて、膜側からSCIモードで波長550nmにおける反射率を測定した。
<Reflectance>
For the cured film obtained by the method described above, a spectrophotometer (trade name: CM-2600d, manufactured by Konica Minolta, Inc.) was used to measure the reflectance at a wavelength of 550 nm in SCI mode from the film side. .
<FT-IR>
上述に記載の方法で得られた硬化膜について、全反射赤外分光法(ATR)で測定した。測定機械には、Nicolet(株)製Avatar360FT-IR測定機を用い、全反射測定用のアクセサリーとして同社製の一回反射型水平状ATR測定装置(OMNI-Sampler)およびダイヤモンド製のATRクリスタルを用いて、試料表面を測定した。測定条件として、分解能を4cm-1、スキャン回数を32回に設定し、測定を行った。得られるスペクトルは吸光度で表し、オートベースライン補正を行った後、1220~1290cm-1にSi-C結合に由来する吸収ピークが存在するか分析を実施した。
<FT-IR>
The cured film obtained by the method described above was measured by total reflection infrared spectroscopy (ATR). Avatar 360FT-IR measuring instrument manufactured by Nicolet Co., Ltd. is used as the measuring instrument, and a single reflection horizontal ATR measuring instrument (OMNI-Sampler) manufactured by Nicolet Co., Ltd. and a diamond ATR crystal are used as accessories for total reflection measurement. to measure the sample surface. As measurement conditions, the resolution was set to 4 cm −1 and the number of scans was set to 32 times. The obtained spectrum was expressed in terms of absorbance, and after performing auto-baseline correction, analysis was carried out for the presence of an absorption peak derived from Si—C bonds at 1220 to 1290 cm −1 .
実施例1
(F)白色顔料として、二酸化チタン顔料(R-960;BASFジャパン(株)製)5.00gに、(A)シロキサン樹脂として、シロキサン樹脂(A-1)溶液5.00gを混合し、ジルコニアビーズが充填されたミル型分散機を用いて分散し、顔料分散液(MW-1)を得た。更に黒色顔料として、窒化チタン(和光純薬工業(株)製;粒径:50nm、チタン含有量:74.3重量%、窒素含有量:20.3重量%、酸素含有量:2.94重量%)5.00gに、(A)シロキサン樹脂として、シロキサン樹脂(A-1)溶液5.00gを混合し、ジルコニアビーズが充填されたミル型分散機を用いて分散し、顔料分散液(MW-2)を得た。
Example 1
(F) As a white pigment, 5.00 g of titanium dioxide pigment (R-960; manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) is mixed with 5.00 g of siloxane resin (A-1) solution as (A) siloxane resin, and zirconia Dispersed using a mill-type disperser filled with beads to obtain a pigment dispersion (MW-1). Furthermore, as a black pigment, titanium nitride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; particle size: 50 nm, titanium content: 74.3% by weight, nitrogen content: 20.3% by weight, oxygen content: 2.94% by weight %) and 5.00 g of siloxane resin (A-1) solution as (A) siloxane resin, and dispersed using a mill-type dispersing machine filled with zirconia beads to obtain a pigment dispersion (MW -2) was obtained.
次に、顔料分散液(MW-1)4.800g、顔料分散液(MW-2)0.08g、シロキサン樹脂(A-1)溶液11.21g、(B)光重合開始剤としてエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(О-アセチルオキシム)(“イルガキュア”(登録商標)OXE-02(商品名)BASFジャパン(株)製(以下「OXE-02」))0.180g、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(“イルガキュア”-819(商品名)、BASFジャパン(株)製)0.36g、(C)光重合性化合物として、ペンタエリスリトールアクリレート(“ライトアクリレート”(登録商標)PE-4A(商品名)、共栄社化学(株)製)3.00g、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(“セロキサイド”(登録商標)-2021P(商品名)、ダイセル(株)製)0.24g、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート](“イルガノックス”(登録商標)-1010(商品名)、BASFジャパン(株)製)0.04g、KBM-303(信越化学工業(株))0.24g、(D)分子内にフッ素を有する化合物として(“メガファック”(登録商標)RS-72-A(商品名)DIC(株)製(以下「RS-75-A」))の30重量%PGMEA希釈溶液0.20g、アクリル系界面活性剤(商品名“BYK”(登録商標)-352、ビックケミージャパン(株)製)のPGMEA10重量%希釈溶液0.15g(濃度500ppmに相当)を、DAA0.90gとPGMEA8.60gの混合溶媒に溶解させ、撹拌した。次いで、5.0μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性組成物(P-1)を得た。得られたネガ型感光性組成物(P-1)について、表面自由エネルギー、XPS分析、反射率について評価した。 Next, 4.800 g of pigment dispersion (MW-1), 0.08 g of pigment dispersion (MW-2), 11.21 g of siloxane resin (A-1) solution, (B) ethanone as a photopolymerization initiator, 1 -[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) (“Irgacure” (registered trademark) OXE-02 (trade name) BASF Japan Co., Ltd. (hereinafter “OXE-02”)) 0.180 g, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (“Irgacure”-819 (trade name), manufactured by BASF Japan Ltd.) ) 0.36 g, (C) as a photopolymerizable compound, pentaerythritol acrylate (“Light Acrylate” (registered trademark) PE-4A (trade name), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 3.00 g, 3′, 4′ -epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (“Celoxide” (registered trademark)-2021P (trade name), manufactured by Daicel Corporation) 0.24 g, ethylenebis(oxyethylene)bis[3-(5 -tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl)propionate] (“Irganox” (registered trademark)-1010 (trade name), manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) 0.04 g, KBM-303 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Ltd.) 0.24 g, (D) as a compound having fluorine in the molecule (“Megafac” (registered trademark) RS-72-A (trade name) manufactured by DIC Corporation (hereinafter “RS-75-A” ))) 0.20 g of a 30% by weight PGMEA diluted solution, 0.15 g of a 10% by weight diluted solution of PGMEA (concentration equivalent to 500 ppm) was dissolved in a mixed solvent of 0.90 g of DAA and 8.60 g of PGMEA and stirred. Then, filtration was performed with a 5.0 μm filter to obtain a negative photosensitive composition (P-1). The resulting negative photosensitive composition (P-1) was evaluated for surface free energy, XPS analysis, and reflectance.
実施例2~9、比較例1~3
表3に示す通り、実施例1と同様の手順により、ネガ型感光性組成物(P-2)~(P-12)を得た。得られたネガ型感光性組成物(P-2)~(P-12)を用いて、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1~9、比較例1~3の組成を表3に、評価結果を表4に示す。
Examples 2-9, Comparative Examples 1-3
As shown in Table 3, negative photosensitive compositions (P-2) to (P-12) were obtained in the same manner as in Example 1. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained negative photosensitive compositions (P-2) to (P-12).
Table 3 shows the compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3, and Table 4 shows the evaluation results.
a:下地基板
b1:隔壁
b2:隔壁上面
c:ブラックマトリックス(BM)
d:カラーフィルター
e:オーバーコート(OC)
f:有機発光素子または発光ダイオード
g:波長変換層
a: Underlying substrate b1: Partition b2: Upper surface of partition c: Black matrix (BM)
d: color filter e: overcoat (OC)
f: organic light-emitting element or light-emitting diode g: wavelength conversion layer
Claims (9)
0.1≦CCOO/CCHx≦0.4・・・(I)
0.1≦F/C≦0.4 ・・・(II) A substrate with barrier ribs, characterized by having cells partitioned by a cured product for a display device, wherein XPS analysis of the top surface of the barrier ribs has a photoelectron detection angle of 5°, a main peak of C1s of 284.6 eV, and 284 When separated into four peaks of .6 eV, 286.0 eV, 288.6 eV, and 293.0 eV, the peak area C CHx of 284.6 eV and the peak area C COO of 288.6 eV satisfy the following relational expression (I): and a ratio F/C of fluorine atoms F to carbon atoms C in the XPS analysis satisfies the following relational expression (II).
0.1≦C COO /C CHx ≦0.4 (I)
0.1≦F/C≦0.4 (II)
0.02≦Si/C≦0.3・・・(III) 2. The substrate with partition walls according to claim 1, wherein the ratio Si/C of silicon atoms Si and carbon atoms C in the XPS analysis of the upper surfaces of the partition walls satisfies relational expression (III).
0.02≦Si/C≦0.3 (III)
E:(E)組成物中の全固形分にしめるシランカップリング剤の含有量(wt%)
Mw:(A)シロキサン樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量
E≦10(wt%) ・・・(IV)
E≧(-0.008Mw+4,566)(wt%)・・・(V) 9. The substrate with partition walls according to claim 8, wherein the composition satisfies the following relational expression.
E: (E) Content of silane coupling agent in total solid content in composition (wt%)
Mw: (A) polystyrene equivalent weight average molecular weight E ≤ 10 (wt%) of siloxane resin (IV)
E≧(-0.008Mw+4,566) (wt%) (V)
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