[发明专利]碱可溶性树脂及其制备方法以及使用了碱可溶性树脂的感光性树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及通过照射紫外线或电子束固化，可利用碱显像处理形成图案的碱可溶性树脂及其制备方法，以及使用了该碱可溶性树脂的感光性树脂组合物，具体地，为适合得到滤色器(color filter)用抗蚀剂的感光性树脂组合物。

背景技术

彩色液晶显示装置以控制光的透射量或反射量的液晶部和滤色器为构成要素，其滤色器的制造方法通常使用以下方法：在玻璃、塑料片材等透明基板的表面形成黑色的基底，接着用条纹状或马赛克状等颜色图案依次形成红、绿、蓝不同色相。这几年，在液晶电视、液晶监视器、彩色液晶移动电话等所有领域中已使用彩色液晶显示装置，滤色器是决定这些彩色液晶显示装置的可视性的重要构件之一。图案尺寸因滤色器的用途和各个颜色而不同，将红、绿、蓝的像素细线化到100μm～50μm，将黑底细线化到20μm～10μm。因此，对感光性树脂组合物要求采用高尺寸精度形成图案。

一般地，在这样的用途中的感光性树脂组合物中，使用了具有聚合性不饱和键的多官能光固化性单体、碱可溶性的粘结剂树脂以及将它们和光聚合引发剂组合的组合物。例如，在特开昭61-213213号公报(专利文献1)、特开平1-152449号公报(专利文献2)中，例示作为滤色器用材料的应用，作为粘结剂树脂公开了具有羧基的(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯、马来酸酐和其他聚合性单体的共聚物。但是，其中公开的共聚物，由于其是无规共聚物，在光照射部分内和光未照射部分内产生碱溶解速度的分布，显像操作时的裕度窄，而且得到锐角的图案形状、微细图案困难。特别在含有高浓度的颜料的情形中，曝光感光度显著降低，不能得到微细的负型图案。另外，特开平4-340965号公报(专利文献3)中，公开了1分子中具有聚合性不饱和双键和羧基的碱可溶性不饱和化合物对于滤色器等的负型图案的形成有效。具有碱可溶性的分子在光照射下不溶解，因此预测与上述的粘结剂树脂和多官能聚合性单体的组合相比，成为高感光度，但其中例示的化合物是使作为聚合性不饱和键的丙烯酸和酸酐任意地加成于酚醛低聚物的羟基，这样的方案的情形也会因为分子组成的不均一性，碱溶解速度的分布宽，形成微细的负型图案困难。

另一方面，特开平4-345673号公报(专利文献4)、特开平4-345608号公报(专利文献5)、特开平4-355450号公报(专利文献6)和特开平4-363311号公报(专利文献7)中，公开了使用具有双酚芴结构的环氧(甲基)丙烯酸酯和酸酐的反应生成物的液体树脂。但是，它们所例示的树脂是环氧(甲基)丙烯酸酯和单酸酐的反应生成物，因此分子量小。因此，化合物的感光度低，不能形成微细的图案。

此外，特开平5-339356号公报(专利文献8)、特开平5-146132号公报(专利文献9)和WO94/00801号小册子(专利文献10)中公开了丙烯酸二羟基丙酯化合物和二酸酐的共聚而成的碱显像性不饱和树脂组合物或者单酸酐和二酸酐与丙烯酸二羟基丙酯化合物的共聚而成的碱显像性不饱和树脂组合物。此情形中，进行二酸酐与丙烯酸二羟基丙酯化合物的共聚而得到聚合物。但是，相对于聚合物主链长度，丙烯酸侧链长度短，通过光聚合形成的交联点成为位阻而阻碍继续聚合，所以交联没有扩展，结果光固化变得不充分。因此，有时在高浓度颜料下难以形成细线图案，存在改善的余地。

另外，在特开平9-325494号公报(专利文献11)中使含有羧基的共聚物的分子量增加，进行碱可溶性树脂组合物的多官能化。但是，这种情形也与上述的专利文献同样地，相对于聚合物主链，丙烯酸侧链长度短，因此具有光固化变得不充分的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭61-213213号公报

专利文献2：特开平1-152449号公报

专利文献3：特开平4-340965号公报

专利文献4：特开平4-345673号公报

专利文献5：特开平4-345608号公报

专利文献6：特开平4-355450号公报

专利文献7：特开平4-363311号公报

专利文献8：特开平5-339356号公报

专利文献9：特开平5-146132号公报

专利文献10：WO94/00801号小册子

专利文献11：特开平9-325494号公报

发明内容

发明要解决的问题