含封闭异氰酸酯基的聚合物、含有该聚合物的组合物及其用途制造技术

本发明专利技术提供一种含有酸基、聚合性不饱和基团及封闭异氰酸酯基，且聚苯乙烯换算的重均分子量为1000～50000的固化性组合物，优选具有酸值20～300KOHmg/g、不饱和基团当量100～4000g/mol及封闭异氰酸酯基当量400～6000g/mol的固化性聚合物。将该固化性聚合物和溶剂混合，进一步配合反应性稀释剂、光聚合引发剂及着色剂而制备滤色器用感光性材料，使用其形成图案后，优选在210℃以下的温度下进行烘烤，由此得到滤色器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含封闭异氰酸酯基的新型的固化性聚合物及其用途，更详细而言，涉及一种适合作为滤色器用感光性材料的固化性聚合物、含有该固化性聚合物的聚合物组合物、在该聚合物组合物中配合了光聚合引发剂的感光性聚合物组合物、由该感光性聚合物组合物形成的滤色器、该滤色器的制造方法、及具备该滤色器的图像显示元件。
技术介绍
近年来，从省资源或节能的观点考虑，在各种涂覆、印刷、涂料、粘接剂等领域中，广泛使用可通过紫外线或电子束等活性能量射线固化的感光性聚合物组合物。另外，在印刷配线基板等电子材料的领域中，可通过活性能量射线固化的感光性聚合物组合物也被使用于阻焊剂或滤色器用抗蚀剂等。滤色器通常由玻璃基板等透明基板、形成在透明基板上的红(R)、绿(G)及蓝(B)的像素、形成在像素的边界的黑矩阵和形成在像素及黑矩阵上的保护膜构成。具有这样的构成的滤色器通常通过在透明基板上依次形成黑矩阵、像素及保护膜来制造。作为像素及黑色矩阵(以下将像素及黑矩阵称为“着色图案”。)的形成方法，提出了各种各样的制造方法。其中，使用感光性聚合物组合物作为抗蚀剂，并通过重复涂布、曝光、显影及烘烤的光刻法制作的颜料/染料分散法的耐光性、耐热性等的耐久性优异，可提供针孔等缺陷少的着色图案，因此，成为现在的主流。通常，光刻法中所使用的感光性聚合物组合物含有碱溶性树脂、反应性稀释剂、光聚合引发剂、着色剂及溶剂。在颜料/染料分散法中，具有上述的优点，但另一方面由于重复形成黑矩阵、R、G、B的图案，因此，对作为涂膜的粘合剂的碱溶性树脂要求高耐热分解性和耐热黄变性。作为符合该要求的新材料，本专利技术人等之前提出了使用脂环式单体和乙氧基化邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯(即(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙酯)所代表的具有源自环氧烷烃的结构和芳基残基的(甲基)丙烯酸酯的共聚物(专利文献1)。若使用该共聚物，则与以往众所周知的以含有马来酰亚胺的单体作为共聚成分的树脂相比，可得到具备优异的耐热分解性和耐热黄变性的感光性聚合物组合物。另外，该共聚物优选为在分子中含有羧基，且酸值为20～300KOHmg/g(参照专利文献1的权利要求2)，进一步优选为在分子中具有不饱和基团(参照专利文献1的权利要求3)。然而，使用该共聚物制备的感光性聚合物组合物虽然将碱显影后的涂膜在230℃这样的高温下烘烤时可得到显示优异性能的图案，但若烘烤温度低于200℃，则所形成的图案的耐溶剂性不充分，结果得到的滤色器的可靠性并不充分。另外，通常使用染料作为着色材料时，与使用颜料的情况相比，可期待得到亮度高的着色图案，但若在染料分散法中使用上述共聚物，则常常无法得到原本的染料系滤色器用材料所期待的性能。另外，也已知若使用对异丙苯基苯酚的环氧乙烷(EO)改性或环氧丙烷(PO)改性(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸及/或(甲基)丙烯酸酯的共聚物，则可得到颜料的分散稳定性优异的感光性着色组合物，若在该共聚物的侧链导入烯属双键，则可提高感光性着色组合物的灵敏度(专利文献2)。但是，如专利文献1中所记载，该材料的耐热性不充分，另外，在碱显影后，在低于200℃这样的较低温的烘烤温度下固化时，得到的图案的耐溶剂性并不充分。另一方面，有报告称含有具有衍生自封闭异氰酸酯化合物的结构单位的聚合物(a)、光聚合性单体(b)和光聚合引发剂(c)的感光性聚合物组合物的树脂图案对于基板的密合性优异(专利文献3)。记载了聚合物(a)优选在分子中含有酸基，由此，可具有良好的显影性(参照段落0024)。但是，该材料虽然在树脂图案对于基板的密合性的方面优异，但在曝光量少时，存在显影性产生困难的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2012/141000公报专利文献2：日本特开2004-101728号公报专利文献3：日本特开2010-197567号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是为了解决如上所述的问题而作出的，其主要目的在于提供一种新型的固化性聚合物，其在用作感光性聚合物组合物用的材料时，灵敏度、显影性良好，并且即使降低图案形成时的烘烤温度，也具有充分的耐溶剂性。另外，另一目的在于提供一种聚合物组合物，其可形成耐溶剂性优异的涂膜。进而，另一目的在于提供一种感光性聚合物组合物，其灵敏度、显影性良好，且即使降低烘烤温度，也可形成耐溶剂性优异的图案，适合作为滤色器用的材料；提供一种可靠性高的滤色器及其制造方法；以及提供一种具备该滤色器的图像显示元件。用于解决课题的手段本专利技术人等为了解决如上所述的问题进行了潜心研究，结果发现若使用含有专利文献1及2中记载的酸基及聚合性不饱和基团和专利文献3中记载的封闭异氰酸酯基的固化性聚合物作为感光性聚合物组合物用的材料，则出乎预料地，不仅碱显影时的显影性及灵敏度优异，而且即使降低图案形成时的烘烤温度，得到的图案的耐溶剂性也优异，以至完成了本发明。这样，根据本专利技术，作为第一专利技术，可提供一种固化性聚合物，其特征在于，在分子中含有酸基、聚合性不饱和基团及封闭异氰酸酯基，且聚苯乙烯换算的重均分子量为1000～50000。另外，作为第二专利技术，可提供一种聚合物组合物，其含有该固化性聚合物(A)、溶剂(B)及任意添加的反应性稀释剂(C)；进而，作为第三专利技术，可提供一种感光性聚合物组合物，其含有所述固化性聚合物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合引发剂(D)及任意添加的着色材料(E)。进而，作为第四专利技术，可提供一种滤色器，其是使用该感光性聚合物组合物而形成的；作为第五专利技术，可提供一种滤色器的制造方法，在基板上涂布含有着色材料的所述感光性材料，通过掩模进行曝光，碱显影而形成图案，然后在210℃以下的温度下进行烘烤；作为第六专利技术，可提供一种具备该滤色器的图像显示元件。专利技术效果根据本专利技术，可得到灵敏度、显影性良好，并且即使降低图案形成时的烘烤温度，也具有充分的耐溶剂性的固化涂膜的固化性聚合物、及含有该固化性聚合物的感光性聚合物组合物。另外，由本专利技术的感光性聚合物组合物形成的固化涂膜的灵敏度及显影性优异，此外耐溶剂性也优异，因此，在各种抗蚀剂领域中的利用价值极高，其中，若用作滤色器用的感光性材料，则可得到具有耐溶剂性优异的着色图案的滤色器。进而，由于即使降低烘烤温度，交联反应也充分地进行，因此，即使是耐热性存在困难的着色材料也可使用，另外，也可减低能量消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化性聚合物，其特征在于，在分子中含有酸基、聚合性不饱和基团及封闭异氰酸酯基，且聚苯乙烯换算的重均分子量为1000～50000。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.13 JP 2013-0498501.一种固化性聚合物，其特征在于，在分子中含有酸基、聚合性不饱
和基团及封闭异氰酸酯基，且聚苯乙烯换算的重均分子量为1000～50000。
2.根据权利要求1所述的固化性聚合物，酸值为20～300KOHmg/g，不
饱和基团当量为100～4000g/mol，封闭异氰酸酯基当量为400～6000g/mol。
3.根据权利要求1或2所述的固化性聚合物，所述固化性聚合物在主链
中具有含有烯属不饱和键的含封闭异氰酸酯基的单体的聚合单元，且在侧
链具有聚合性不饱和基团。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的固化性聚合物，酸基为羧基或酸
酐基。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的固化性聚合物，固化性聚合物为
下述中的任一种：
(I)使(c)具有能与酸基反应的官能团的不饱和单体与(a)含封闭异氰酸
酯基的单体、(b)不饱和酸单体以及根据期望使用的(d)其它单体的共聚物进
行反应，从而在侧链导入了聚合性不饱和键的改性聚合物；
(II)使(e)不饱和一元酸及(f)多元酸或其酸酐与(a)含封闭异氰酸酯基的
单体、(c)具有能与酸基反应的官能团的不饱和单体及根据期望使用的(d)
其它单体的共聚物进行反应，从而在侧链导入了聚合性不饱和键及酸基的
改性聚合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的固化性聚合物，封闭异氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳正义，川口恭章，木下健宏，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP