負(fù)型感光性樹脂組合物、分隔壁、黑色矩陣以及光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供負(fù)型感光性樹脂組合物、通過將該負(fù)型感光性樹脂組合物固化而得到的分隔壁和黑色矩陣以及具有該黑色矩陣的光學(xué)元件，所述負(fù)型感光性樹脂組合物含有黑色有機(jī)顏料，該負(fù)型感光性樹脂組合物可形成具有微細(xì)的圖案以及微小的接觸孔的分隔壁，所含有的有機(jī)顏料對(duì)堿顯影液的分散性及其自身的貯存穩(wěn)定性良好。一種負(fù)型感光性樹脂組合物，其特征在于，其含有：主鏈包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)和烯屬雙鍵的堿可溶性樹脂、主鏈不包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)的堿可溶性樹脂、黑色有機(jī)顏料、以及光聚合引發(fā)劑，該組合物中的固體成分酸值為10～50mgKOH/g。
【專利說明】負(fù)型感光性樹脂組合物、分隔壁、黑色矩陣以及光學(xué)元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及負(fù)型感光性樹脂組合物、使用了其的分隔壁和黑色矩陣、以及具有該黑色矩陣的光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]在作為液晶顯示裝置的液晶顯示器中，提出了將作為光學(xué)元件的濾色器形成于TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶體管)陣列基板側(cè)的濾色器陣列(color filter onarray)的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在濾色器陣列型的濾色器中，將像素間分隔開的黑色矩陣形成在陣列基板上，因此該類型的濾色器也被稱為黑色矩陣陣列型(black matrix on array,以下也稱為“BOA型”。)的濾色器。與濾色器和TFT陣列基板分別制造、校準(zhǔn)需要精度的通常的濾色器相比，BOA型的濾色器能夠確保精度而無需校準(zhǔn)。因此，能夠?qū)⒎指舯诩?xì)線化并使開口率提高，可得到兼顧低功耗和高亮度的液晶顯示裝置。
[0004]對(duì)于BOA型的濾色器而言，與通常的在對(duì)向基板側(cè)制造的濾色器不同，為了將TFT等開關(guān)元件與像素電極連接，需要在分隔壁形成被稱為接觸孔(contact hole)的貫通孔。進(jìn)而，為了增加像素形成部即顯示部的面積而尋求分隔壁的細(xì)線化，對(duì)形成于該分隔壁的接觸孔的尺寸也要求微小化。
[0005]另外，在BOA型的濾色器中，為了確保接觸孔以外的像素電極與布線、TFT等開關(guān)元件的絕緣性，對(duì)分隔壁要求高電阻且低介電常數(shù)。以往，分隔壁使用炭黑作為黑色著色齊U，但由于炭黑為低電阻且高介電常數(shù)而無法增加用量，難以兼顧充分的遮光性和電特性。另一方面，混合有紅、綠、藍(lán)等的黑色有機(jī)顏料、廣泛吸收可見光區(qū)域的單一黑色有機(jī)顏料的遮光性比炭黑差，但由于為高電阻和低介電常數(shù)，因此能夠增加其含量，可以兼顧遮光性和電特性。
[0006]另一方面,對(duì)于作為光學(xué)元件的有機(jī)EL(Electro_Luminescence,電致發(fā)光)元件而言，從提高對(duì)比度、防止反射的觀點(diǎn)出發(fā)，使用由將像素間分隔開的分隔壁形成的黑色矩陣。從電特性的觀點(diǎn)出發(fā)，有時(shí)對(duì)分隔壁要求高電阻且低介電常數(shù)。
[0007]專利文獻(xiàn)2中記載了一種含有遮光性分散顏料的黑色抗蝕劑用感光性樹脂組合物，其在用于BOA型濾色器等的、膜厚為1.5 μ m以上的分隔壁中圖案穩(wěn)定性優(yōu)異。
[0008]專利文獻(xiàn)3中記載了一種感光性樹脂組合物，其中，在含有有機(jī)顏料的用于形成像素等的感光性樹脂組合物中，為了提高有機(jī)顏料在該組合物中的分散性，使用了具有酸基或氨基的特定的顏料分散劑。
[0009]專利文獻(xiàn)4中記載了一種含有光聚合性化合物和黑色顏料的用于形成EL元件遮光膜的感光性樹脂組合物。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-105926號(hào)公報(bào)[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-361736號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-106237號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開2007-249045號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]然而，根據(jù)本發(fā)明人等的見解，對(duì)于專利文獻(xiàn)2中記載的感光性樹脂組合物而言，在制造具有充分遮光性的分隔壁時(shí)，高靈敏度化與微細(xì)接觸孔的形成處于此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，這兩者難以兼顧。
[0018]進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明人等的見解，對(duì)于專利文獻(xiàn)3中記載的感光性樹脂組合物，有機(jī)顏料在有機(jī)溶劑中的分散性不充分，包含有機(jī)溶劑的感光性樹脂組合物的貯存穩(wěn)定性不充分。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明人等的見解，專利文獻(xiàn)4中記載的感光性樹脂組合物中使用炭黑作為黑色顏料，在實(shí)施例中，由于使用主鏈不包含芳香族環(huán)的丙烯酸類共聚物作為堿可溶性樹脂，因此分隔壁的線的分辨率不充分。
[0020]進(jìn)而，在使用作為黑色矩陣的通常形成方法的光刻法的情況下，若將大量包含黑色有機(jī)顏料的感光性樹脂組合物用堿顯影液進(jìn)行顯影，則由于黑色有機(jī)顏料在堿顯影液中的分散性差而存在顏料凝集并沉降這一問題。通常，堿顯影液會(huì)被再利用，若顏料在堿顯影液中的分散性差，則容易引起凝集、容易產(chǎn)生過濾器堵塞。
[0021]本發(fā)明的目的在于，提供一種負(fù)型感光性樹脂組合物，其含有黑色有機(jī)顏料，該負(fù)型感光性樹脂組合物可形成具有微細(xì)的線圖案以及微小的接觸孔的分隔壁，所含有的黑色有機(jī)顏料對(duì)用于顯影的堿顯影液的分散性良好，并且其自身的貯存穩(wěn)定性良好。
[0022]另外，本發(fā)明的目的在于，提供通過將該負(fù)型感光性樹脂組合物固化而得到的可應(yīng)用于BOA型的光學(xué)元件、有機(jī)EL元件的分隔壁和黑色矩陣，以及具有該黑色矩陣的光學(xué)元件。
[0023]用于解決問題的方案
[0024]本發(fā)明提供具有以下的[I]?[15]的技術(shù)方案的負(fù)型感光性樹脂組合物、分隔壁、黑色矩陣以及光學(xué)元件。
[0025][I] 一種負(fù)型感光性樹脂組合物，其特征在于，其含有:主鏈包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)和烯屬雙鍵的堿可溶性樹脂(Al)、主鏈不包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)的堿可溶性樹脂(A2)、黑色有機(jī)顏料(B)、以及光聚合引發(fā)劑(C)，該組合物中的固體成分酸值為10?50mgK0H/g。
[0026][2]根據(jù)上述[I]所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，前述負(fù)型感光性樹脂組合物中的總固體成分中的堿可溶性樹脂(Al)與堿可溶性樹脂(A2)的合計(jì)含有比率為5?80
質(zhì)量％。
[0027][3]根據(jù)上述[I]或[2]所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，前述負(fù)型感光性樹脂組合物中的總固體成分中的黑色有機(jī)顏料(B)的含有比率為20?65質(zhì)量％。
[0028][4]根據(jù)上述[I]?[3]中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，前述堿可溶性樹脂(Al)和堿可溶性樹脂(A2)中的任一者的質(zhì)均分子量為10000以上。[0029][5]根據(jù)上述[I]~[4]中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，前述光聚合引發(fā)劑(C)包含下式(I)所示的化合物。
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)型感光性樹脂組合物，其特征在于，其含有:主鏈包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)和烯屬雙鍵的堿可溶性樹脂(Al)、主鏈不包含芳香族環(huán)且分子中具有酸性基團(tuán)的堿可溶性樹脂(A2)、黑色有機(jī)顏料(B)、以及光聚合引發(fā)劑(C)，該組合物中的固體成分酸值為10~50mgK0H/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述負(fù)型感光性樹脂組合物中的總固體成分中的堿可溶性樹脂(Al)與堿可溶性樹脂(A2)的合計(jì)含有比率為5~80質(zhì)量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述負(fù)型感光性樹脂組合物中的總固體成分中的黑色有機(jī)顏料(B)的含有比率為20~65質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述堿可溶性樹月旨(Al)和堿可溶性樹脂(A2)中的任一者的質(zhì)均分子量為10000以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述光聚合引發(fā)劑(C)包含下式⑴所示的化合物，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述光聚合引發(fā)劑(C)的總量中的所述式(I)所示的化合物的含有比率為85~95質(zhì)量％，所述負(fù)型感光性樹脂組合物的總固體成分量中的所述光聚合引發(fā)劑(C)的含有比率為3.5~7質(zhì)量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其還包含交聯(lián)劑(D)，該交聯(lián)劑(D)為I分子中具有兩個(gè)以上烯屬雙鍵且不具有酸性基團(tuán)的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其還包含拒墨劑(E)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述拒墨劑(E)為在I分子中具有如下側(cè)鏈的拒墨劑(E):具有下式(3)所示基團(tuán)或下式(4)所示基團(tuán)的側(cè)鏈、以及具有烯屬雙鍵的側(cè)鏈， -CFXRf (3) 式(3)中，X表示氫原子、氟原子或三氟甲基，Rf表示可以具有醚性氧原子的、碳原子數(shù)I~20的氟烷基，或氟原子，
-(SiRiciRllO)n-SiR12R13R14 (4)式(4)中，R1(l、Rn、R12以及R13各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、環(huán)烷基或芳基，R14表示氫原子或碳原子數(shù)I~10的、可以包含醚性氧原子或氮原子的烷基，η表示I~200的整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其中，所述拒墨劑(E)是在側(cè)鏈具有基團(tuán)(3)且主鏈為有機(jī)聚硅氧烷鏈的化合物， -CFXRf (3) 式(I)中，X表示氫原子、氟原子或三氟甲基，Rf表示可以具有醚性氧原子的、碳原子數(shù)I~20的氟烷基，或氟原子。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物，其還包含溶劑(F)。
12.—種分隔壁，其特 征在于，所述分隔壁形成為將基板表面分隔成用于像素形成的多個(gè)分區(qū)，其由權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的負(fù)型感光性樹脂組合物的固化膜形成。
13.—種黑色矩陣，其是權(quán)利要求12所述的分隔壁形成為將基板表面分隔成多個(gè)分區(qū)而成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的黑色矩陣，其中，所述分隔壁具有在該分隔壁的膜厚方向上貫通的貫通孔，該貫通孔的水平方向的最大孔徑為20μπι以下，最小孔徑為Ιμπι以上。
15.一種光學(xué)元件，其特征在于，其在基板表面具有多個(gè)像素和位于鄰接的像素之間的分隔壁，所述分隔壁由權(quán)利要求13或14所述的黑色矩陣形成。
【文檔編號(hào)】H01L21/027GK103946747SQ201280055560
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】小尾正樹, 山田光太郎 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社