JP2013041153A - Photosensitive resin composition for photospacer and photospacer using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同時に2種の独立したパターンの形成が可能なフォトスペーサ用感光性樹脂組成物に関する。また、かかるフォトスペーサ用感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法および該パターン形成方法を含むフォトスペーサの製造方法にも関する。さらに、フォトスペーサ用感光性樹脂組成物を用いたフォトスペーサおよび、該フォトスペーサを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition for a photospacer capable of simultaneously forming two independent patterns. The present invention also relates to a pattern formation method using such a photosensitive resin composition for photospacers and a photospacer manufacturing method including the pattern formation method. Furthermore, the present invention relates to a photospacer using a photosensitive resin composition for photospacer and a display device using the photospacer.
従来から、液晶表示装置などに使われるフォトスペーサ材料について検討が行われている(特許文献1、2)。近年、フォトスペーサ(以下、「PS」ということがある)のコストダウン策の一つとして、減価償却が進んだ既存の設備を組み合わせて使用し、製造コスト(設備コスト)を下げるといった動きがある。また、近年、高精細化も進んできている。従来、フォトスペーサの作成には、主に、プロキシ露光のghi線露光が用いられてきたが、新規に製造ラインを立ち上げ時に、休止している高精細用ステッパーやスキャナー(gh線露光機)の活用が使えると設備投資が抑えられ、非常に生産効率が上げられる。そのため、gh線に特に優れた露光適性を持つフォトスペーサ材料が望まれていた。しかしながら、上記特許文献1は、ghi線用であり、gh線露光に特に優れた感度を有するフォトスペーサ材料はほとんど無い。 Conventionally, photospacer materials used in liquid crystal display devices and the like have been studied (Patent Documents 1 and 2). In recent years, as one of the cost reduction measures for photo spacers (hereinafter sometimes referred to as “PS”), there is a movement to reduce the manufacturing cost (equipment cost) by using a combination of existing facilities with advanced depreciation. . In recent years, higher definition has been advanced. Conventionally, the photo-spacer has been mainly produced by proxy exposure ghi-line exposure, but when a new production line is set up, a high-definition stepper or scanner (gh-line exposure machine) is suspended. If you can use this, you can reduce capital investment and increase production efficiency. Therefore, a photo spacer material having particularly excellent exposure suitability for the gh line has been desired. However, the above Patent Document 1 is for ghi line, and there is almost no photospacer material having particularly excellent sensitivity for gh line exposure.
また、主フォトスペーサ(主PS)と、サブフォトスペーサ(サブPS)の2つを同時に形成するPSの場合、特に、サブPSの形状がだれてしまうという問題もある。 In addition, in the case of a PS in which a main photo spacer (main PS) and a sub photo spacer (sub PS) are formed at the same time, there is a problem that the shape of the sub PS is particularly deviated.
本発明は上記課題を解決することを目的としたのもであって、特に、g線およびh線で露光可能であって、ハーフトーン適正に優れた感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。PSの形状、力学特性およびポストベークマージンに優れた感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and in particular, to provide a photosensitive resin composition that can be exposed with g-line and h-line and has excellent halftone properties. And An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition having excellent PS shape, mechanical properties and post-bake margin.
かかる状況のもと、本願発明者が鋭意検討を行った結果、アルカリ可溶性樹脂として、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃であるものを採用することにより、g線及びh線で露光可能であって、主PSとサブPSの両方の形状に優れたフォトスペーサが得られることを見出し、本発明を完成させるにいたった。具体的には、下記<1>の手段により、好ましくは、下記<2>〜<15>の手段により達成された。 Under such circumstances, the inventors of the present application have conducted intensive studies, and as an alkali-soluble resin, an acid value of 150 to 400 mgKOH / g and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C. are adopted. As a result, it was found that a photo-spacer that can be exposed with g-line and h-line and that is excellent in both main PS and sub-PS shapes was obtained, and the present invention was completed. Specifically, it was achieved by the following means <1>, preferably by the following <2> to <15>.
<1>(A)光重合開始剤、(B)溶剤、(C)重合性モノマーおよび(D)アルカリ可溶性樹脂を含み、(D)アルカリ可溶性樹脂のうち少なくとも1種が、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃である、同時に2種以上の独立したパターンの形成が可能であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
<2>前記(D)アルカリ可溶性樹脂が架橋性基を含むか、前記(D)アルカリ可溶性樹脂とは別に、さらに、架橋性基を側鎖に有するアルカリ可溶性樹脂(D2)を含む、<1>に記載の感光性樹脂組成物。
<3>前記アルカリ可溶性樹脂(D1)と、前記アルカリ可溶性樹脂(D2)の重量比が5:95〜70:30の範囲にある、<2>に記載の感光性樹脂組成物。
<4>(A)光重合開始剤として、少なくとも2種以上を併用することを特徴とする、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<5>(A)光重合開始剤として、1種以上のオキシムエステル化合物と、1種以上のオキシムエステル化合物以外の光重合開始剤を含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<6>さらに、(E)光増感剤または助開始剤を含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<7>(A)光重合開始剤と(E)光増感剤または助開始剤との添加量の総和が、全固形分中の0.1〜15.0重量%であることを特徴とする、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<8>(C)重合性モノマーが酸基を有し、かつ、酸価が20〜150mgKOH/gである、<1>〜<7>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<9>(D)アルカリ可溶性樹脂が、アクリル系樹脂である、<1>〜<8>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<10>アルカリ可溶性樹脂(D2)が、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃であるアクリル系樹脂である、<1>〜<9>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<11>gh線露光用である、<1>〜<10>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
<12><1>〜<11>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を基板上に付与して感光性樹脂組成物層を形成する工程と、前記感光性樹脂組成物層に対してパターン様に露光量を変えて露光を行い、露光部を硬化させる露光工程と、感光性樹脂組成物層の未硬化部を現像により除去して2種類以上の独立したパターンを形成する現像工程と、を含むパターン形成方法。
<13><1>〜<11>のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を用いて基板上に2種類以上の独立したフォトスペーサパターンを形成する工程を含むフォトスペーサの製造方法。
<14><12>に記載の製造方法により製造された2種類以上の独立したパターンを有するフォトスペーサ。
<15><14>に記載の2種類以上の独立したパターンを有するフォトスペーサを有する表示装置。
<1> (A) a photopolymerization initiator, (B) a solvent, (C) a polymerizable monomer, and (D) an alkali-soluble resin, and (D) at least one of the alkali-soluble resins has an acid value of 150 to 400 mgKOH / G and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C., and two or more independent patterns can be simultaneously formed.
<2> The (D) alkali-soluble resin contains a crosslinkable group, or separately from the (D) alkali-soluble resin, further contains an alkali-soluble resin (D2) having a crosslinkable group in the side chain, <1 > Photosensitive resin composition.
<3> The photosensitive resin composition according to <2>, wherein a weight ratio of the alkali-soluble resin (D1) and the alkali-soluble resin (D2) is in the range of 5:95 to 70:30.
<4> (A) The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein at least two or more kinds are used in combination as a photopolymerization initiator.
<5> (A) Any one of <1> to <3>, including one or more oxime ester compounds and a photopolymerization initiator other than the one or more oxime ester compounds as a photopolymerization initiator. The photosensitive resin composition as described.
<6> The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <5>, further comprising (E) a photosensitizer or a co-initiator.
<7> The total addition amount of (A) the photopolymerization initiator and (E) the photosensitizer or the co-initiator is 0.1 to 15.0% by weight in the total solid content. The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <6>.
<8> (C) The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <7>, wherein the polymerizable monomer has an acid group and has an acid value of 20 to 150 mgKOH / g.
<9> (D) The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <8>, wherein the alkali-soluble resin is an acrylic resin.
<1> to <9>, wherein the <10> alkali-soluble resin (D2) is an acrylic resin having an acid value of 150 to 400 mgKOH / g and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C. The photosensitive resin composition of any one.
<11> The photosensitive resin composition according to any one of <1> to <10>, which is for gh-line exposure.
<12> A step of applying the photosensitive resin composition according to any one of <1> to <11> onto a substrate to form a photosensitive resin composition layer, and the photosensitive resin composition layer On the other hand, the exposure is performed by changing the exposure amount in a pattern-like manner, and an exposure step for curing the exposed portion, and development for removing the uncured portion of the photosensitive resin composition layer by development to form two or more independent patterns. And a pattern forming method.
<13> A method for producing a photospacer, comprising a step of forming two or more kinds of independent photospacer patterns on a substrate using the photosensitive resin composition according to any one of <1> to <11>.
<14> A photospacer having two or more independent patterns manufactured by the manufacturing method according to <12>.
<15> A display device having a photospacer having two or more types of independent patterns according to <14>.
本発明により、少なくとも、g線及びh線で露光可能であって、ハーフトーン適正に優れた感光性樹脂組成物を提供することが可能になった。さらに、PSの形状、力学特性およびポストベークマージンに優れた感光性樹脂組成物を提供することが可能になった。 According to the present invention, it is possible to provide a photosensitive resin composition that can be exposed with at least g-line and h-line and has excellent halftone properties. Furthermore, it has become possible to provide a photosensitive resin composition excellent in PS shape, mechanical properties and post-bake margin.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
本発明の感光性樹脂組成物は、(A)光重合開始剤、(B)溶剤、(C)重合性モノマーおよび(D)アルカリ可溶性樹脂を含み、(D)アルカリ可溶性樹脂のうち少なくとも1種が、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃である、同時に2種以上の独立したパターンの形成が可能であることを特徴とする。このような(D)アルカリ可能性樹脂を用いることにより、ハーフトーン適正、PSの形状、力学特性およびポストベークマージンに優れた感光性樹脂組成物を提供することが可能になる。
ここで、「同時に2種以上の独立したパターンの形成が可能な」とは、一度の露光によって、2種類以上の高さの異なるパターンを形成することをいう。一度の露光とは、同時期に行う露光を意味する。同時期に行う露光として、その露光方法は限定されないが、たとえば、透過率の異なるハーフトーンマスクを用いる方法、同時に2種類以上の露光量を照射して露光する方法などが挙げられる。
2種類以上の高さの異なるパターンは、例えば、2種類のパターンがある場合、高さの高い複数のパターンからなるパターン群(1)と、高さの低い複数のパターンからなるパターン群(2)が存在していることをいう。そして、パターン群(1)とパターン群(2)の間の高さの差は、0.4〜1.1μmであることが好ましい。パターン群の高さは、それぞれの平均値として定めることができる。また、それぞれの独立したパターン群の高さは一定であることが好ましく、例えば、標準偏差3σで±0.1μmとすることが好ましい。
一方、リブ材としての突起、リブ材をフォトスペーサと同時に作成する方法も知られているが、リブ材は基本的に液晶配向を制御するため、高さの制御というよりは角度の制御に趣がある。そして、フォトスペーサには高い弾性回復率(例えば、60%以上の弾性回復率)が求められる。
本発明のフォトスペーサ用感光性樹脂組成物を用いて、通常は、主PSとサブPSの2種類を形成するが、3種以上のPSを形成することを排除するものではないことは言うまでもない。
以下、本発明の各成分について詳細に説明する。
The photosensitive resin composition of the present invention includes (A) a photopolymerization initiator, (B) a solvent, (C) a polymerizable monomer, and (D) an alkali-soluble resin, and (D) at least one of the alkali-soluble resins. However, it has an acid value of 150 to 400 mgKOH / g and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C., and two or more independent patterns can be simultaneously formed. By using such (D) alkali-possible resin, it is possible to provide a photosensitive resin composition excellent in halftone suitability, PS shape, mechanical properties and post-bake margin.
Here, “two or more types of independent patterns can be formed simultaneously” means that two or more types of patterns having different heights are formed by one exposure. One exposure means exposure performed at the same time. As the exposure performed at the same time, the exposure method is not limited, and examples thereof include a method using halftone masks having different transmittances, and a method in which exposure is performed by simultaneously irradiating two or more exposure amounts.
For example, when there are two types of patterns, the pattern group (1) composed of a plurality of patterns with a high height and the pattern group (2 composed of a plurality of patterns with a low height) ) Exists. The height difference between the pattern group (1) and the pattern group (2) is preferably 0.4 to 1.1 μm. The height of the pattern group can be determined as an average value of each. In addition, the height of each independent pattern group is preferably constant, and for example, it is preferable that the standard deviation 3σ is ± 0.1 μm.
On the other hand, there are also known methods of forming protrusions as rib members and rib members at the same time as photo spacers. However, rib members basically control liquid crystal alignment, and are therefore more suitable for angle control than height control. There is. The photospacer is required to have a high elastic recovery rate (for example, an elastic recovery rate of 60% or more).
Usually, using the photosensitive resin composition for a photospacer of the present invention, two types of main PS and sub-PS are formed, but it goes without saying that forming three or more types of PS is not excluded. .
Hereinafter, each component of the present invention will be described in detail.
<(A)光重合開始剤>
本発明の感光性樹脂組成物は、光重合開始剤を含有する。光重合開始剤としては、光照射によって重合を開始する能力のある公知の化合物を、限定なく広範囲に用いることができる。
<(A) Photopolymerization initiator>
The photosensitive resin composition of the present invention contains a photopolymerization initiator. As the photopolymerization initiator, known compounds capable of initiating polymerization by light irradiation can be used in a wide range without limitation.
一般に用いられる公知の光重合開始剤としては、例えば、カンファーキノン、ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体、O−オキシムエステル化合物、アシルホスフィン、アシルホスフィン誘導体、アセトフェノン、アセトフェノン誘導体、例えば、α−ヒドロキシシクロアルキルフェニルケトン類または2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパノン、ジアルコキシアセトフェノン類、α−ヒドロキシ−または4−アロイル−1,3−ジオキソラン類、ベンゾインアルキルエーテル類およびベンジルケタール類、例えば、ベンジルジメチルケタール、グリオキサル酸フェニルおよびその誘導体、二量体グリオキサル酸フェニル、ペルエステル類、例えば、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ペルエステル類(例えば、欧州特許第1126,541号明細書に記載される化合物)、ハロメチルトリアジン類、例えば、2−〔2−(4−メトキシ−フェニル)−ビニル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−(4−メトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−(3,4−ジメトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−メチル−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、ヘキサアリールビスイミダゾール/共同開始剤系、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾールと組み合わせたオルト−クロロヘキサフェニル−ビスイミダゾール;フェロセニウム化合物またはチタノセン類(titanocenes)、例えば、ジシクロペンタジエニル−ビス(2,6−ジフルオロ−3−ピロロ−フェニル)チタン;例えば、GB2,339,571号明細書に記載されるようなO−オキシムエステル化合物との混合物を使用することもできる。共同開始剤として、ホウ酸化合物を使用することもできる。 Known photopolymerization initiators generally used include, for example, camphorquinone, benzophenone, benzophenone derivatives, O-oxime ester compounds, acylphosphine, acylphosphine derivatives, acetophenone, acetophenone derivatives, such as α-hydroxycycloalkyl phenyl ketones Or 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propanone, dialkoxyacetophenones, α-hydroxy- or 4-aroyl-1,3-dioxolanes, benzoin alkyl ethers and benzyl ketals, such as benzyl dimethyl ketal , Phenyl glyoxalate and derivatives thereof, dimer phenyl glyoxalate, peresters such as benzophenone tetracarboxylic acid peresters (eg European Patent No. 11 No. 26,541), halomethyltriazines such as 2- [2- (4-methoxy-phenyl) -vinyl] -4,6-bis-trichloromethyl [1,3,5 ] Triazine, 2- (4-methoxy-phenyl) -4,6-bis-trichloromethyl [1, 3, 5] triazine, 2- (3,4-dimethoxy-phenyl) -4,6-bis-trichloromethyl Combined with [1,3,5] triazine, 2-methyl-4,6-bis-trichloromethyl [1,3,5] triazine, hexaarylbisimidazole / co-initiator system, eg 2-mercaptobenzothiazole Ortho-chlorohexaphenyl-bisimidazole; ferrocenium compounds or titanocenes, for example dicyclopentadiene Le - bis (2,6-difluoro-3-pyrrolo-phenyl) - titanium; for example, it is also possible to use mixtures of O- oxime ester compounds as described in EP GB2,339,571. A boric acid compound can also be used as a co-initiator.
これらの中でも、光重合開始剤としては、露光感度の観点からは、O−オキシムエステル化合物が好ましい。 Among these, as the photopolymerization initiator, an O-oxime ester compound is preferable from the viewpoint of exposure sensitivity.
O−オキシムエステル化合物
本発明で用いるO−オキシムエステル化合物は、特に定めるものではないが、芳香環を有するものが好ましく、芳香環を含む縮合環を有するものがより好ましく、ベンゼン環とヘテロ環を含む縮合環を有することがさらに好ましい。また、本発明で用いるO−オキシムエステル化合物は、オキシムエステル基が、前記縮合環に直接に結合した構造であることが好ましい。ここで、芳香環を含む縮合環とは、少なくとも1つの環が芳香環であればよい。
O−オキシムエステル化合物は、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報等に記載のO−オキシムエステル化合物等の公知である光重合開始剤の中から適宜選択できる。具体的には、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1,2−ジオン2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1,2−ジオン2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1−オンオキシム−O−アセタート等が挙げられる。O−オキシムエステル化合物は、一種のみ用いてもよいし、二種以上の化合物を併用してもよい。
O-oxime ester compound The O-oxime ester compound used in the present invention is not particularly defined, but preferably has an aromatic ring, more preferably has a condensed ring containing an aromatic ring, and has a benzene ring and a heterocyclic ring. It is more preferable to have a condensed ring containing. The O-oxime ester compound used in the present invention preferably has a structure in which an oxime ester group is directly bonded to the condensed ring. Here, the condensed ring containing an aromatic ring should just be an aromatic ring at least 1 ring.
The O-oxime ester compound can be appropriately selected from known photopolymerization initiators such as the O-oxime ester compounds described in JP-A Nos. 2000-80068 and 2001-233842. Specifically, 1- (4-phenylsulfanyl-phenyl) -butane-1,2-dione 2-oxime-O-benzoate, 1- (4-phenylsulfanyl-phenyl) -octane-1,2-dione 2-oxime-O-benzoate, 1- (4-phenylsulfanyl-phenyl) -octane-1-one oxime-O-acetate, 1- (4-phenylsulfanyl-phenyl) -butan-1-one oxime-O-acetate Etc. One type of O-oxime ester compound may be used, or two or more types of compounds may be used in combination.
上記のほか、より少ない露光量で矩形性の良好な断面プロファイルのパターンが得られる点からは、下記一般式(1)で表される化合物も好適な光重合開始剤として挙げることができる。
また、前記O−オキシムエステル化合物は、下記一般式(2)及び(3)のいずれかで表されるO−オキシムエステル化合物であることがより好ましい。
一般式(2)
General formula (2)
前記一般式(1)から(3)のいずれかに記載のO−オキシムエステル化合物は、一般式(1)、(2)及び(3)中、Xが、O及びSのいずれかであり、lが、1及び2のいずれかであり、R1が、置換基を有してもよいアシル基、及びアルコキシカルボニル基のいずれかであることが好ましい。 The O-oxime ester compound according to any one of the general formulas (1) to (3) is, in the general formulas (1), (2), and (3), X is any one of O and S, It is preferable that l is any one of 1 and 2, and R 1 is any one of an acyl group which may have a substituent and an alkoxycarbonyl group.
前記一般式(1)、(2)及び(3)中、R1は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、及び置換基を有してもよいアリールオキシカルボニル基のいずれかである。
アシル基としては、脂肪族、芳香族、及び複素環のいずれでもよい。総炭素数2〜30のものが好ましく、総炭素数2〜20のものがより好ましく、総炭素数2〜16のものが特に好ましい。前記アシル基は、更に置換基を有してもよい。置換基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、及びハロゲン原子のいずれかが好ましい。
アシル基としては、置換基を有していてもよく、例えば、アセチル基、n−プロパノイル基、i−プロパノイル基、メチルプロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、ベンジルカルボニル基、フェノキシアセチル基、2−エチルヘキサノイル基、クロロアセチル基、ベンゾイル基、トルエンカルボニル基、パラメトキシベンゾイル基、2,5−ジブトキシベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、ピリジルカルボニル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。
In the general formulas (1), (2) and (3), R 1 represents a hydrogen atom, an acyl group which may have a substituent, an alkoxycarbonyl group which may have a substituent, and a substituent. Any of the aryloxycarbonyl groups that may be present.
The acyl group may be any of aliphatic, aromatic and heterocyclic rings. Those having 2 to 30 carbon atoms are preferred, those having 2 to 20 carbon atoms are more preferred, and those having 2 to 16 carbon atoms are particularly preferred. The acyl group may further have a substituent. As the substituent, any of an alkoxy group, an aryloxy group, and a halogen atom is preferable.
The acyl group may have a substituent, for example, acetyl group, n-propanoyl group, i-propanoyl group, methylpropanoyl group, butanoyl group, pivaloyl group, hexanoyl group, cyclohexanecarbonyl group, octanoyl group. , Decanoyl group, dodecanoyl group, octadecanoyl group, benzylcarbonyl group, phenoxyacetyl group, 2-ethylhexanoyl group, chloroacetyl group, benzoyl group, toluenecarbonyl group, paramethoxybenzoyl group, 2,5-dibutoxybenzoyl Group, 1-naphthoyl group, 2-naphthoyl group, pyridylcarbonyl group, methacryloyl group, acryloyl group and the like.
アルキルオキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数が2〜30のものが好ましく、総炭素数2〜20のものがより好ましく、総炭素数2〜16のものが特に好ましい。このようなアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニルブトキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、エトキシエトキシカルボニル基が挙げられる。 The alkyloxycarbonyl group may have a substituent, preferably has 2 to 30 carbon atoms, more preferably has 2 to 20 carbon atoms, and more preferably has 2 to 16 carbon atoms. Particularly preferred. Examples of such alkoxycarbonyl groups include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, isopropoxycarbonylbutoxycarbonyl group, isobutyloxycarbonyl group, allyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, ethoxyethoxycarbonyl group. Is mentioned.
アリールオキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数7〜30のアルコキシカルボニル基が好ましく、総炭素数7〜20のものがより好ましく、総炭素数7〜16のものが特に好ましい。このようなアリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基、2−ナフトキシカルボニル基、パラメトキシフェノキシカルボニル基、2,5−ジエトキシフェノキシカルボニル基、パラクロロフェノキシカルボニル基、パラニトロフェノキシカルボニル基、パラシアノフェノキシカルボニル基が挙げられる。 The aryloxycarbonyl group may have a substituent and is preferably an alkoxycarbonyl group having a total carbon number of 7 to 30, more preferably a total carbon number of 7 to 20, and a total carbon number of 7 to 16. Is particularly preferred. Examples of such aryloxycarbonyl groups include phenoxycarbonyl group, 2-naphthoxycarbonyl group, paramethoxyphenoxycarbonyl group, 2,5-diethoxyphenoxycarbonyl group, parachlorophenoxycarbonyl group, paranitrophenoxycarbonyl group. And paracyanophenoxycarbonyl group.
前記一般式(1)、(2)及び(3)中、R2としては、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、及びアミノ基のいずれかが挙げられ、特に、脂肪族、芳香族、複素芳香族、ハロゲン原子、−OR3、−SR3、−NR3R4が挙げられる。R3及びR4は、互いに連結して環を形成してもよい。また、R3及びR4は、それぞれ独立に水素原子若しくは脂肪族基、芳香族基、複素芳香族基のいずれかを表す。mが2以上であり、互いに連結して環を形成する場合は、それぞれ独立したR2同士で環を形成してもよく、R3及びR4の少なくともいずれかを介して環を形成してもよい。 In the general formulas (1), (2) and (3), each R 2 is independently a halogen atom, alkyl group, aryl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, or amino group. Any of the groups may be mentioned, and in particular, aliphatic, aromatic, heteroaromatic, halogen atom, —OR 3 , —SR 3 , —NR 3 R 4 may be mentioned. R 3 and R 4 may be connected to each other to form a ring. R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, or a heteroaromatic group. When m is 2 or more and are connected to each other to form a ring, each R 2 may be independently formed to form a ring, and a ring may be formed via at least one of R 3 and R 4. Also good.
前記置換基R2を介して環を形成する場合は、下記構造が挙げられる。
アルキル基としては、置換基を有してもよく、総炭素数1〜18のものが好ましく、特に総炭素数1〜10のものが好ましい。このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、t−オクチル基、n−デシル基が挙げられる。 As an alkyl group, you may have a substituent and a C1-C18 thing is preferable, and a C1-C10 thing is especially preferable. Examples of such an alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n -An octyl group, t-octyl group, and n-decyl group are mentioned.
アリール基としては、置換基を有してもよく、総炭素数6〜20のものが好ましく、特に総炭素数6〜12のものが好ましい。このようなアルキル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル基が挙げられる。 The aryl group may have a substituent and preferably has a total carbon number of 6 to 20, particularly preferably a total carbon number of 6 to 12. Examples of such an alkyl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a chlorophenyl group, and a methoxyphenyl group.
アルキルオキシ基としては、置換基を有してもよく、総炭素数1〜18のものが好ましく、特に総炭素数1〜12のものが好ましい。このようなアルキルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、t-ブチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−デシルオキシ基、フェネチルオキシ基、フェノキシエトキシ基が挙げられる。 As an alkyloxy group, you may have a substituent and a C1-C18 thing is preferable, and a C1-C12 thing is especially preferable. Such alkyloxy groups include methoxy, ethoxy, n-propyloxy, i-propyloxy, n-butyloxy, t-butyloxy, 2-ethylhexyloxy, n-decyloxy, phenethyloxy Group and phenoxyethoxy group.
アリールオキシ基としては、置換基を有してもよく、総炭素数6〜20のものが好ましく、特に総炭素数6〜12のものが好ましい。このようなアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、クロロフェニルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基が挙げられる。 The aryloxy group may have a substituent and preferably has 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of such an aryloxy group include a phenoxy group, a naphthyloxy group, a chlorophenyloxy group, and a methoxyphenyloxy group.
アルキルチオ基としては、置換基を有してもよく、総炭素数1〜18のものが好ましく、特に総炭素数1〜12のものが好ましい。このようなアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、i−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、n−オクチルチオ基、n−ドデシルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基が挙げられる。 As an alkylthio group, you may have a substituent and a C1-C18 thing is preferable, and a C1-C12 thing is especially preferable. Examples of such an alkylthio group include a methylthio group, an ethylthio group, an i-propylthio group, an n-butylthio group, an n-octylthio group, an n-dodecylthio group, and a 2-ethylhexylthio group.
アリールチオ基としては、総炭素数6〜20のものが好ましく、特に総炭素数6〜12のものが好ましい。このようなアリールチオ基としては、フェニルチオ基、トリルチオ基、クロロフェニルチオ基、エトキシカルボニルフェニルチオ基が挙げられる。 As the arylthio group, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable, and those having 6 to 12 carbon atoms are particularly preferable. Examples of such an arylthio group include a phenylthio group, a tolylthio group, a chlorophenylthio group, and an ethoxycarbonylphenylthio group.
アミノ基としては、アルキル基及びアリール基の少なくともいずれかが置換されていてもよく、総炭素数1〜20のものが好ましく、特に総炭素数1〜12のものが好ましい。このようなアミノ基としては、−NH2基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、メチルフェニルアミノ基が挙げられる。 As the amino group, at least one of an alkyl group and an aryl group may be substituted, and those having 1 to 20 carbon atoms are preferable, and those having 1 to 12 carbon atoms are particularly preferable. Examples of such an amino group include —NH 2 group, diethylamino group, diphenylamino group, and methylphenylamino group.
R2、R3、及びR4の脂肪族基、芳香族基、及び複素芳香族基の具体例としては、前記R1と同様のものが挙げられる。 Specific examples of the aliphatic group, aromatic group, and heteroaromatic group represented by R 2 , R 3 , and R 4 include the same groups as those described above for R 1 .
前記一般式(1)〜(3)で表されるO−オキシムエステル化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
前記オキシムエステルの基としては、2種類の立体配置(Z)又は(E)で存在するものであってもよい。慣用の方法によって、異性体を分離してもよいし、異性体混合物を光開始用の種として、そのままで用いてもよい。従って、本発明におけるO−オキシムエステル化合物は、上記の化合物の立体配置上の異性体の混合物であってもよい。 The oxime ester group may exist in two types of configuration (Z) or (E). The isomers may be separated by conventional methods, or the isomer mixture may be used as it is as a photoinitiating seed. Therefore, the O-oxime ester compound in the present invention may be a mixture of isomers on the configuration of the above-mentioned compound.
上記化合物は、1H−NMRスペクトル、UV−is吸収スペクトルを測定して同定することができる。 The above compounds can be identified by measuring 1 H-NMR spectrum and UV-is absorption spectrum.
(上記化合物の製造方法)
上記化合物の製造方法としては、特開2007−231000号公報の記載、特に、段落番号0033〜0036の記載を参酌できる。
(Method for producing the above compound)
As a manufacturing method of the said compound, description of Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-231000, especially description of paragraph number 0033-0036 can be referred.
本発明の感光性樹脂組成物は、2種類以上の重合開始剤を含んでいてもよく、2種類以上の重合開始剤を含んでいることが好ましい。2種類以上の重合開始剤を配合することにより、得られるPSの形状、力学特性、ポストベークマージンがより優れたものとなる傾向にある。
本発明の感光性組成物が2種類以上の重合開始剤を含む場合、そのうち1種類は、O−オキシムエステル化合物であることが好ましく、O−オキシムエステル化合物とα−アミノアセトフェノン化合物の組み合わせであることがより好ましい。
The photosensitive resin composition of the present invention may contain two or more kinds of polymerization initiators, and preferably contains two or more kinds of polymerization initiators. By blending two or more kinds of polymerization initiators, the shape, mechanical properties, and post-bake margin of the resulting PS tend to be more excellent.
When the photosensitive composition of the present invention contains two or more polymerization initiators, one of them is preferably an O-oxime ester compound, which is a combination of an O-oxime ester compound and an α-aminoacetophenone compound. It is more preferable.
α−アミノアセトフェノン化合物として、具体的には、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ジエチルアミノ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルホリノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−(4−メチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−エチルフェニル)−2−メチルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−イソプロピルフェニル)−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ブチルフェニル)−2−ジメチルアミノ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−メトキシフェニル)−2−メチルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(IRGACURE 907)、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)−ブタン−1−オン(IRGACURE 369)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−ジメチルアミノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォルニル)フェニル]−1−ブタノン(IRGACURE 379)などが挙げられる。 Specific examples of the α-aminoacetophenone compound include 2-dimethylamino-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-diethylamino-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, and 2-methyl. 2-morpholino-1-phenylpropan-1-one, 2-dimethylamino-2-methyl-1- (4-methylphenyl) propan-1-one, 2-dimethylamino-1- (4-ethylphenyl) 2-methylpropan-1-one, 2-dimethylamino-1- (4-isopropylphenyl) -2-methylpropan-1-one, 1- (4-butylphenyl) -2-dimethylamino-2-methyl Propan-1-one, 2-dimethylamino-1- (4-methoxyphenyl) -2-methylpropan-1-one, 2-dimethylamino-2-methyl 1- (4-methylthiophenyl) propan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one (IRGACURE 907), 2-benzyl-2-dimethylamino- 1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one (IRGACURE 369), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-dimethylaminophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino- And 2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone (IRGACURE 379).
(A)重合開始剤は、本発明の感光性樹脂組成物に含有される溶剤を除いた総固形分に対し、 0.1〜10質量%の割合で含まれることが好ましく、0.3〜8質量%の割合で含まれることがより好ましく、0.5〜5質量%の割合で含まれることがさらに好ましい。特に、2種類以上の重合開始剤が含まれる場合、その10〜80質量%がO−オキシムエステル化合物であることが好ましい。 (A) It is preferable that a polymerization initiator is contained in the ratio of 0.1-10 mass% with respect to the total solid content except the solvent contained in the photosensitive resin composition of this invention, 0.3- More preferably, it is contained at a rate of 8% by mass, and more preferably at a rate of 0.5-5% by mass. In particular, when two or more kinds of polymerization initiators are included, it is preferable that 10 to 80% by mass of the polymerization initiator is an O-oxime ester compound.
(B)溶剤
本発明に使用できる(B)溶剤としては、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に定めるものではないが、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類等に分類される溶剤が挙げられる。
(B)溶剤として用いられるエステル類の例としては、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチルなどの他に、3−オキシプロピオン酸メチルおよび3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチルなどの2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチルなどのアルコキシプロピオン酸アルキルエステル;ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等が挙げられる。
(B) Solvent The (B) solvent that can be used in the present invention is not particularly defined unless departing from the gist of the present invention, but is classified into esters, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, and the like. A solvent is mentioned.
Examples of esters used as (B) solvents include, for example, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, In addition to alkyl esters, methyl lactate, ethyl lactate, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc., 3-oxypropion 3-oxypropionic acid alkyl esters such as methyl acid and ethyl 3-oxypropionate; methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, 2-oxy-2-methylpropionic acid Methyl, 2- 2-oxypropionic acid alkyl esters such as ethyl x-2-methylpropionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 2-methoxy Methyl propionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, 2-ethoxy-2-methyl Alkoxypropionic acid alkyl esters such as ethyl propionate; methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate and the like.
エーテル類の例としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等が挙げられる。
ケトン類の例としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等が挙げられる。
芳香族炭化水素類の例としては、例えば、トルエン、キシレン、等が挙げられる。
Examples of ethers include, for example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether Examples include acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate and the like.
Examples of ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 3-heptanone.
Examples of aromatic hydrocarbons include toluene, xylene, and the like.
これらの溶剤うち、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好適である。
溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の感光性樹脂組成物中の(B)溶剤の含有量は、感光性樹脂組成物の塗布性などを考慮して適宜決められるが、一般的には、感光性樹脂組成物中の(B)溶剤の含有量は45〜85質量%である。
Among these solvents, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol acetate, Butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether acetate and the like are suitable.
A solvent may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
The content of the solvent (B) in the photosensitive resin composition of the present invention is appropriately determined in consideration of the applicability of the photosensitive resin composition, but in general, ( B) The content of the solvent is 45 to 85% by mass.
(C)重合性モノマー
(重合性モノマー)
本発明の感光性樹脂組成物においては、硬化性成分として、(C)重合性モノマーを1種以上含有する。重合性モノマーとしては、複数の重合性モノマーを併用してもよく、酸基を含有する重合性モノマーと酸基を有しない重合性モノマーをそれぞれ1種以上を併用してもよい。ハーフトーン適性や現像ラチチュードを向上させるためには、酸基を有する重合性モノマー使用することが好ましい。その場合の酸価は5〜200mgKOH/gが好ましく、10〜180mgKOH/gがより好ましく、20〜150mgKOH/gがさらに好ましい。酸価を5mgKOH/g以上とすることにより、現像液浸透性が高くなり、ハーフトーン適性や現像ラチチュードが向上する傾向にあり、酸価を200mgKOH/g以下とすることにより、より適切なパターンを得ることが可能になる。
(C) Polymerizable monomer (polymerizable monomer)
In the photosensitive resin composition of this invention, (C) 1 or more types of polymerizable monomers are contained as a sclerosing | hardenable component. As the polymerizable monomer, a plurality of polymerizable monomers may be used in combination, or one or more of a polymerizable monomer containing an acid group and a polymerizable monomer having no acid group may be used in combination. In order to improve the halftone suitability and development latitude, it is preferable to use a polymerizable monomer having an acid group. In this case, the acid value is preferably 5 to 200 mgKOH / g, more preferably 10 to 180 mgKOH / g, and still more preferably 20 to 150 mgKOH / g. By setting the acid value to 5 mgKOH / g or more, the developer permeability tends to be high, and the halftone suitability and development latitude tend to improve. By setting the acid value to 200 mgKOH / g or less, a more appropriate pattern can be obtained. It becomes possible to obtain.
構造中に酸基を有する重合性モノマーを用いることにより、低露光量領域での表面溶解および膜減りが促進されるため、ハーフトーン適性が大幅に改良される。さらに、未露光部の現像が促進されるため現像ラチチュードが改良される。中でも、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有する重合性モノマーは、アルカリ溶解性が高まるため、現像性向上および残渣抑制の寄与が大きく、好ましい。さらに好ましくは、カルボキシル基である。後述する(C)アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性付与効果に加え、酸基を有する重合性モノマーを用いる効果により、感度向上のために光開始剤濃度を増加させた樹脂組成物においても、現像ラチチュードが広がり、安定したフォトスペーサの製造が可能となる。 By using a polymerizable monomer having an acid group in the structure, surface dissolution and film reduction in a low exposure amount region are promoted, so that halftone suitability is greatly improved. Further, development latitude is improved because development of unexposed portions is promoted. Among them, a polymerizable monomer having an acid group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group is preferable because it contributes greatly to improving developability and suppressing residues because alkali solubility increases. More preferably, it is a carboxyl group. In addition to the effect of imparting alkali solubility of the alkali-soluble resin described later (C), the effect of using a polymerizable monomer having an acid group also causes a development latitude even in a resin composition in which the photoinitiator concentration is increased to improve sensitivity. A wide and stable production of a photo spacer is possible.
カルボキシル基を含有する重合性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、シナモン酸等の不飽和脂肪酸の他に、カルボキシル基変性した多官能アクリレート化合物が挙げられる。カルボキシル基変性した多官能アクリレート化合物としては、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、コハク酸変性トリメチロールプロパントリアクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、コハク酸変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アジピン酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、アジピン酸変性トリメチロールプロパントリアクリレート、アジピン酸変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、アジピン酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、アジピン酸変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、等が挙げられ、アロニックスM−510、アロニックスM−520、アロニックスTO−2349、アロニックスTO−2359(以上、東亞合成(株)製)等の市販の化合物を好適に用いることができる。 Examples of polymerizable monomers containing carboxyl groups include polyfunctional acrylates modified with carboxyl groups in addition to unsaturated fatty acids such as acrylic acid, methacrylic acid, phthalic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, and cinnamonic acid. Compounds. Examples of carboxyl group-modified polyfunctional acrylate compounds include succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate, succinic acid-modified trimethylolpropane triacrylate, succinic acid-modified pentaerythritol tetraacrylate, succinic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate, and succinic acid-modified dipenta. Erythritol hexaacrylate, adipic acid modified pentaerythritol triacrylate, adipic acid modified trimethylolpropane triacrylate, adipic acid modified pentaerythritol tetraacrylate, adipic acid modified dipentaerythritol pentaacrylate, adipic acid modified dipentaerythritol tetraacrylate, etc. Aronix M-510, Aronix M-520, Aronix T -2349, Aronix TO-2359 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) can be preferably used commercially available compounds such as.
フェノール性水酸基を含有する重合性モノマーとしては、p−ヒドロキシスチレン、3,4−ジヒドロキシスチレン、3,5−ジヒドロキシスチレン、2,4,6−トリヒドロキシスチレン、(p−ヒドロキシ)ベンジルアクリレート、サリチル酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、サリチル酸変性トリメチロールプロパントリアクリレート、サリチル酸変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、サリチル酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、サリチル酸変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられ、好ましいものはサリチル酸変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、サリチル酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレートである。 Examples of the polymerizable monomer containing a phenolic hydroxyl group include p-hydroxystyrene, 3,4-dihydroxystyrene, 3,5-dihydroxystyrene, 2,4,6-trihydroxystyrene, (p-hydroxy) benzyl acrylate, and salicylic acid. Modified pentaerythritol triacrylate, salicylic acid-modified trimethylolpropane triacrylate, salicylic acid-modified pentaerythritol tetraacrylate, salicylic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate, salicylic acid-modified dipentaerythritol hexaacrylate, and the like, salicylic acid-modified dipentaerythritol is preferred Hexaacrylate, salicylic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate.
スルホン酸基を含有する重合性モノマーとしては、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ブチルスルホン酸変性アクリルアミド、等がある。リン酸基を含有する重合性モノマーとしては、ビニルリン酸、スチレンリン酸、ブチルリン酸変性アクリルアミド、等が挙げられる。これらのうちで好ましいものはブチルスルホン酸変性アクリルアミドであり、市販の化合物としてはATBS(東亞合成(株)製)がある。 Examples of the polymerizable monomer containing a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and butyl sulfonic acid-modified acrylamide. Examples of the polymerizable monomer containing a phosphoric acid group include vinyl phosphoric acid, styrene phosphoric acid, and butyl phosphoric acid-modified acrylamide. Of these, butylsulfonic acid-modified acrylamide is preferable, and a commercially available compound is ATBS (manufactured by Toagosei Co., Ltd.).
これらの酸基を有する重合性モノマーの中で、製造適性およびコストの観点から、カルボキシル基を有する重合性モノマー、フェノール性水酸基を有する重合性モノマーが好ましく、カルボキシル基を有する重合性モノマーがより好ましい。 Among these polymerizable monomers having an acid group, a polymerizable monomer having a carboxyl group and a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group are preferable, and a polymerizable monomer having a carboxyl group is more preferable, from the viewpoint of production suitability and cost. .
(酸基を有しない重合性モノマー)
本発明において酸基を有する重合性モノマーと併用されうる酸基を有しない重合性モノマーは、重合可能であれば特に制限はなく、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する低分子化合物、二量体、三量体、オリゴマー等の付加重合可能な化合物を好適に使用することができる。
エチレン性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸とモノヒドロキシ化合物とのエステル、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸のエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸および前述の脂肪酸ポリヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等の多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステル、ポリイソシアナート化合物と(メタ)アクリロイル含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物等が挙げられる。
(Polymerizable monomer having no acid group)
In the present invention, the polymerizable monomer having no acid group that can be used in combination with the polymerizable monomer having an acid group is not particularly limited as long as it is polymerizable, and is a low molecular compound having at least one ethylenic double bond, dimer Compounds capable of addition polymerization such as isomers, trimers, and oligomers can be suitably used.
Examples of the ethylenic compound include an ester of an unsaturated carboxylic acid and a monohydroxy compound, an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, an ester of an aromatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and an unsaturated carboxylic acid. Reaction of ester, polyisocyanate compound and (meth) acryloyl-containing hydroxy compound obtained by esterification reaction of acid with polyhydric carboxylic acid and polyhydric hydroxy compound such as fatty acid polyhydroxy compound and aromatic polyhydroxy compound described above And an ethylenic compound having a urethane skeleton.
具体的な重合性モノマーは、以下に示すように、1分子中の重合性基の数で分類して挙げることができるが、これに限定されるものではない。 Specific polymerizable monomers can be classified according to the number of polymerizable groups in one molecule as shown below, but are not limited thereto.
(1)1分子中に1個の重合性基を有する化合物
1分子中に1個の重合性基を有する化合物の例としては、例えば、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2Hパーフルオロデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシド(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(1) Compound having one polymerizable group in one molecule Examples of the compound having one polymerizable group in one molecule include, for example, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, Stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 4-n-butylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl glycol (meth) Acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 2-chloroethyl (meth) acrylate, cyanoethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2,2, 2-tetrafluoro Ethyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H perfluorodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2,4,5-tetramethylphenyl (meth) acrylate, 4-chlorophenyl (meth) acrylate, phenoxy Methyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, glycidyloxybutyl (meth) acrylate, glycidyloxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- Hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene oxide monomethyl ether ( ) Acrylate, oligoethylene oxide monomethyl ether (meth) acrylate, polyethylene oxide (meth) acrylate, oligoethylene oxide (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, EO-modified phenol (meth) acrylate, EO-modified Examples include cresol (meth) acrylate, EO-modified nonylphenol (meth) acrylate, PO-modified nonylphenol (meth) acrylate, and EO-modified-2-ethylhexyl (meth) acrylate.
(2)1分子中に2個の重合性基を有する化合物
1分子中に2個の重合性基を有する化合物の例としては、重合性基として同一分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が挙げられ、例えば、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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシジエトキシ)フェニル]プロパン、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸変性物、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、好ましくはジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸変性物などが挙げられる。
(2) Compound having two polymerizable groups in one molecule Examples of a compound having two polymerizable groups in one molecule include two (meth) acryloyl groups in the same molecule as the polymerizable group. For example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) ) Acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) ) Acrylate, tripropylene glycol Di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-diaacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [ 4- (acryloxydiethoxy) phenyl] propane, bis (acryloyloxyethyl) ether of bisphenol A, (meth) acrylic acid modified product of bisphenol A type epoxy resin, 3-methylpentanediol di (meth) acrylate, 2 -Hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate and the like, preferably dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylation Bisf Nord A di (meth) acrylate, and bisphenol A type epoxy resin (meth) acrylic acid modified product.
(3)1分子中に3個の重合性基を有する化合物
一分子中に三個の重合性基を有する化合物の例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレートなどが挙げられる。
(3) Compound having three polymerizable groups in one molecule Examples of the compound having three polymerizable groups in one molecule include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethanetri ( (Meth) acrylate, trimethylolpropane alkylene oxide modified tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ((meth) acryloyloxypropyl) ether, isocyanuric acid Alkylene oxide modified tri (meth) acrylate, dipentaerythritol propionate tri (meth) acrylate, tri ((meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate, hydroxypivalaldehyde modified dimethylol group Examples include lopantri (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and ethoxylated glycerin triacrylate.
(4)1分子中に4個以上の重合性基を有する化合物
1分子中に4個以上の重合性基を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、共栄社化学(株)製のUA−306H、UA−306T、UA−306I等のウレタンアクリレートが挙げられる。
(4) Compound having four or more polymerizable groups in one molecule Examples of the compound having four or more polymerizable groups in one molecule include pentaerythritol tetra (meth) acrylate and sorbitol tetra (meth) acrylate. , Ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol propionate tetra (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol Penta (meth) acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, phosphazene alkylene oxide modified hexa (meth) acrylate, captolactone modified dipentaerythritol hexa (me And urethane acrylates such as UA-306H, UA-306T, and UA-306I manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
これらの中でも、溶剤耐性やITOスパッタ適性を好適に保つという観点からは、同一分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーがより好ましい。
特に、4個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーは有利であり、例えば、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が、溶剤耐性やITOスパッタ適性の観点で好ましく、これらの混合物(質量換算の混合比率は、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=2〜4:8〜6)の混合物が好適に使用される。
Among these, from the viewpoint of suitably maintaining solvent resistance and ITO sputtering suitability, (meth) acrylate monomers having two or more (meth) acryloyl groups in the same molecule are preferred, and three or more (meth) acryloyl are preferred. A (meth) acrylate monomer having a group is more preferable.
In particular, a (meth) acrylate monomer having 4 or more (meth) acryloyl groups is advantageous. For example, dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate are preferable in terms of solvent resistance and suitability for ITO sputtering. A mixture of (a mixing ratio in terms of mass is dipentaerythritol pentaacrylate: dipentaerythritol hexaacrylate = 2-4: 8-6) is preferably used.
酸基を有する重合性モノマーと酸基を有しない重合性モノマーとを併用する場合、酸基を有する重合性モノマーと酸基を有しない重合性モノマーとの合計を100質量部としたときの好ましい添加比は、先に示した好ましい酸価の範囲内であれば特に限定されない。 When a polymerizable monomer having an acid group and a polymerizable monomer having no acid group are used in combination, the total of the polymerizable monomer having an acid group and the polymerizable monomer having no acid group is preferably 100 parts by mass. The addition ratio is not particularly limited as long as it is within the preferable acid value range shown above.
本発明の感光性樹脂組成物中、重合性モノマーの好ましい含有量は、感光性樹脂組成物の溶剤を除いた総固形分に対し、5〜80質量%が好ましく、より好ましくは10〜70質量%、さらに好ましくは20〜60質量%の範囲である。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the content of the polymerizable monomer is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, based on the total solid content excluding the solvent of the photosensitive resin composition. %, More preferably in the range of 20 to 60% by mass.
<(D)アルカリ可溶性樹脂>
本発明の感光性樹脂組成物は、(D)アルカリ可溶性樹脂として、少なくとも、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃であるアルカリ可溶性樹脂を含む。
酸価は、180〜380mgKOH/gが好ましく、200〜350mgKOH/gがさらに好ましい。酸価が150mgKOH/gよりも小さい場合、現像液浸透性が低いためハーフトーン適性や現像ラチチュードが得られず、400mgKOH/gよりも大きい場合、現像液溶解性が高すぎて適切なパターンを得ることができない。
ガラス転移点(Tg)は、55〜110℃が好ましく、60〜100℃がさらに好ましい。Tgが50℃よりも低い場合、常温での使用において所望の力学特性を得られないばかりか、ポストベーク時の膜厚低下(熱ダレ)が著しく、パターンの設計が困難となる。一方、Tgが120℃を超える場合、ポストベーク時の熱ダレに伴う低露光量部の膜厚減少が少ないため、ハーフトーン適性を得ることができない。
本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂(D1)の重量平均分子量(Mw)は1000〜100000が好ましく、5000〜50000がより好ましい。
<(D) Alkali-soluble resin>
The photosensitive resin composition of the present invention includes (D) an alkali-soluble resin having an acid value of 150 to 400 mgKOH / g and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C. as an alkali-soluble resin. .
The acid value is preferably from 180 to 380 mgKOH / g, more preferably from 200 to 350 mgKOH / g. When the acid value is less than 150 mgKOH / g, the developer permeability is low, so halftone suitability and development latitude cannot be obtained. When the acid value is greater than 400 mgKOH / g, the developer solubility is too high to obtain an appropriate pattern. I can't.
The glass transition point (Tg) is preferably 55 to 110 ° C, more preferably 60 to 100 ° C. When Tg is lower than 50 ° C., desired mechanical properties cannot be obtained when used at room temperature, and film thickness reduction (thermal sag) during post-baking is significant, making pattern design difficult. On the other hand, when Tg exceeds 120 ° C., the halftone suitability cannot be obtained because there is little decrease in the film thickness of the low exposure portion due to thermal sagging during post-baking.
1000-100000 are preferable and, as for the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin (D1) used by this invention, 5000-50000 are more preferable.
アルカリ可溶性樹脂の酸価およびTgはいずれもメイン露光量パターンとサブ露光量パターンとの間の膜厚差を一定範囲とするハーフトーン適性の改良を目的としたものである。これらの両者が適切な範囲にある場合において、所望のハーフトーン性が実現され、かつ力学特性等のレジスト性能との両立が可能となる。 The acid value and Tg of the alkali-soluble resin are intended to improve the halftone suitability so that the film thickness difference between the main exposure pattern and the sub-exposure pattern is within a certain range. In the case where both of these are within an appropriate range, a desired halftone property is realized, and compatibility with resist performance such as mechanical characteristics can be achieved.
アルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子重合体であって、その中に、少なくとも1つのアルカリ可溶性基(例えばカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性高分子が好ましく、さらに好ましくは、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものである。 The alkali-soluble resin is preferably a linear organic polymer having an alkali-soluble polymer having at least one alkali-soluble group (for example, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, etc.) More preferably, it is soluble in an organic solvent and can be developed with a weak alkaline aqueous solution.
アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。
ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類およびその量、溶媒の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能であり、実験的に条件を定めるようにすることもできる。
For example, a known radical polymerization method can be applied to the production of the alkali-soluble resin.
Polymerization conditions such as temperature, pressure, type and amount of radical initiator, type of solvent, etc. when producing an alkali-soluble resin by radical polymerization can be easily set by those skilled in the art, and the conditions are determined experimentally. It can also be done.
アルカリ可溶性樹脂として適用される線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボキシル基を有するポリマーが好ましい。
例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等が挙げられ、さらに側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する高分子重合体も好ましいものとして挙げられる。
As the linear organic polymer used as the alkali-soluble resin, a polymer having a carboxyl group in the side chain is preferable.
For example, JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12777, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836, JP-A-59-71048 As described, methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, etc., and side chain Examples thereof include acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid, polymers obtained by adding an acid anhydride to a polymer having a hydroxyl group, and high molecular polymers having a (meth) acryloyl group in the side chain.
これらの中では、特に、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。
このほか、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルを共重合したもの等も有用なものとして挙げられる。
該ポリマーは任意の量で混合して用いることができる。
Among these, benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymers and multi-component copolymers composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers are particularly suitable.
In addition, those obtained by copolymerizing 2-hydroxyethyl methacrylate are also useful.
The polymer can be used by mixing in an arbitrary amount.
上記以外に、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられる。 In addition to the above, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate described in JP-A-7-140654 Macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, etc. Is mentioned.
その他のアルカリ可溶性樹脂としては、特開平7−207211号公報、特開平8−259876号公報、特開平10−300922号公報、特開平11−140144号公報、特開平11−174224号公報、特開2000−56118号公報、特開2003−233179号公報、特開2009−52020号公報等に記載の公知の高分子化合物を使用することができる。 Examples of other alkali-soluble resins include JP-A-7-207211, JP-A-8-259876, JP-A-10-300922, JP-A-11-140144, JP-A-11-174224, JP-A-11-174224, and JP-A-11-174224. Known polymer compounds described in JP 2000-56118 A, JP 2003-233179 A, JP 2009-52020 A, and the like can be used.
アルカリ可溶性樹脂の具体的な構成単位については、特に、アクリル系樹脂((メタ)アクリル酸の重合体、または、(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体の共重合体)が、簡便に入手でき、アルカリ溶解性等の調整が容易なことから、好適に使用されている。 Regarding the specific structural unit of the alkali-soluble resin, in particular, the acrylic resin (polymer of (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid and the co-polymerization of other monomers copolymerizable therewith) Are preferably used because they can be easily obtained and adjustment of alkali solubility is easy.
前記(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。
ここで、アルキル基およびアリール基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。
Examples of other monomers copolymerizable with the (meth) acrylic acid include alkyl (meth) acrylates, aryl (meth) acrylates, and vinyl compounds.
Here, the hydrogen atom of the alkyl group and the aryl group may be substituted with a substituent.
前記アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を挙げることができる。 Specific examples of the alkyl (meth) acrylate and aryl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, pentyl ( Examples include meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl acrylate, tolyl acrylate, naphthyl acrylate, and cyclohexyl acrylate.
前記ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー、CH2=CR31R32〔ここで、R31は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R32は炭素数6〜10の芳香族炭化水素環を表す。〕、CH2=C(R31)(COOR33)〔ここで、R31は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R33は炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6〜12のアラルキル基を表す。〕、等を挙げることができる。 Examples of the vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, glycidyl (meth) acrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, polystyrene macromonomer, and polymethyl methacrylate macro. Monomer, CH 2 = CR 31 R 32 [wherein R 31 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 32 represents an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 10 carbon atoms. CH 2 ═C (R 31 ) (COOR 33 ) [wherein R 31 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 33 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or 6 carbon atoms. Represents -12 aralkyl groups. ], Etc. can be mentioned.
これら共重合可能な他の単量体は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
好ましい共重合可能な他の単量体は、CH2=CR31R32、CH2=C(R31)(COOR33)、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートおよびスチレンから選択される少なくとも1種であり、特に好ましくは、CH2=CR31R32および/またはCH2=C(R31)(COOR33)である。これらの、R31、R32およびR33はそれぞれ前記したのと同義である。
These other copolymerizable monomers can be used singly or in combination of two or more.
Preferred other copolymerizable monomers are selected from CH 2 ═CR 31 R 32 , CH 2 ═C (R 31 ) (COOR 33 ), phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate and styrene. At least one, and particularly preferably CH 2 ═CR 31 R 32 and / or CH 2 ═C (R 31 ) (COOR 33 ). These R 31 , R 32 and R 33 are as defined above.
(アルカリ可溶性樹脂D2)
本発明では、(D)アルカリ可溶性樹脂が、架橋性基を側鎖に有するアルカリ可溶性樹脂(D2)を含むことが好ましい。アルカリ可溶性樹脂(D2)は、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃であるアルカリ可溶性樹脂(D1)が、架橋性基を側鎖に有していてもよいし、酸価150〜400mgKOH/gであり、かつ、ガラス転移点(Tg)が50〜120℃であるアルカリ可溶性樹脂(D1)に加えて、架橋性基を側鎖に有するアルカリ可溶性樹脂(D2)を用いてもよい。架橋性基を側鎖に有するアルカリ可溶性樹脂を併用することにより、ポストベーク時の架橋の効果によって力学特性が向上し、かつポストベークマージンが拡大する。これにより、フォトスペーサ等のレジストとして用いた際のプロセス安定性が非常に改良される。
(Alkali-soluble resin D2)
In this invention, it is preferable that (D) alkali-soluble resin contains alkali-soluble resin (D2) which has a crosslinkable group in a side chain. The alkali-soluble resin (D2) has an acid value of 150 to 400 mgKOH / g, and the glass transition point (Tg) is 50 to 120 ° C. The alkali-soluble resin (D1) has a crosslinkable group in the side chain. In addition to the alkali-soluble resin (D1) having an acid value of 150 to 400 mgKOH / g and a glass transition point (Tg) of 50 to 120 ° C., an alkali having a crosslinkable group in the side chain A soluble resin (D2) may be used. By using together an alkali-soluble resin having a crosslinkable group in the side chain, the mechanical properties are improved by the effect of cross-linking during post-baking, and the post-bake margin is expanded. This greatly improves process stability when used as a resist such as a photospacer.
アルカリ可溶性樹脂(D2)の種類については、架橋性基を側鎖に有すること以外は特に限定されないが、架橋性基を有する点以外は上記(D1)と同様のものが好ましい。例えば、アルカリ可溶性樹脂の具体的な構成単位については、特に、(メタ)アクリル酸およびこれと共重合可能な他の単量体の共重合体が、簡便に入手でき、アルカリ溶解性等の調整が容易なことから、好適に使用されている。
側鎖の架橋性基の種類は、合成の簡便性の観点から、アリル基、アクリル基、グリシジル基が好ましい。
The type of the alkali-soluble resin (D2) is not particularly limited except that it has a crosslinkable group in the side chain, but the same as the above (D1) is preferable except that it has a crosslinkable group. For example, as for the specific structural unit of the alkali-soluble resin, in particular, a copolymer of (meth) acrylic acid and other monomers copolymerizable therewith can be easily obtained, and adjustment of alkali solubility, etc. Since it is easy, it is used suitably.
The kind of the crosslinkable group of the side chain is preferably an allyl group, an acrylic group, or a glycidyl group from the viewpoint of ease of synthesis.
アルカリ可溶性樹脂(D2)の酸価は、150〜400mgKOH/gであることが好ましく、180〜380mgKOH/gがより好ましく、200〜350mgKOH/gがさらに好ましい。アルカリ可溶性樹脂(D2)のガラス転移点(Tg)は、50〜120℃であることが好ましく、55〜110℃がより好ましく、60〜100℃がさらに好ましい。
本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂(D2)の重量平均分子量(Mw)は1000〜100000が好ましく、5000〜50000がより好ましい。
The acid value of the alkali-soluble resin (D2) is preferably 150 to 400 mgKOH / g, more preferably 180 to 380 mgKOH / g, and further preferably 200 to 350 mgKOH / g. The glass transition point (Tg) of the alkali-soluble resin (D2) is preferably 50 to 120 ° C, more preferably 55 to 110 ° C, and further preferably 60 to 100 ° C.
1000-100000 are preferable and, as for the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin (D2) used by this invention, 5000-50000 are more preferable.
また、感光性樹脂組成物中におけるアルカリ可溶性樹脂の含有量としては、感光性樹脂組成物に含有される溶剤を除いた総固形分に対して、(D1)と(D2)の合計量で、5〜60質量%が好ましく、より好ましくは10〜55質量%であり、特に好ましくは15〜50質量%である。(D1)と(D2)の配合比は、5:95〜70:30が好ましく、20:80〜60:40がより好ましい。 Moreover, as content of alkali-soluble resin in the photosensitive resin composition, with respect to the total solid content excluding the solvent contained in the photosensitive resin composition, the total amount of (D1) and (D2), 5-60 mass% is preferable, More preferably, it is 10-55 mass%, Most preferably, it is 15-50 mass%. The blending ratio of (D1) and (D2) is preferably 5:95 to 70:30, and more preferably 20:80 to 60:40.
また、(C)重合性モノマーと(D)アルカリ可溶性樹脂との含有量の比としては、質量比(重合性モノマーの総質量/アルカリ可溶性樹脂の質量)で、0.1〜10の範囲が好ましく、0.4〜8の範囲がより好ましく、0.5〜5の範囲がさらに好ましい。 The ratio of the content of (C) the polymerizable monomer and (D) the alkali-soluble resin is 0.1 to 10 in terms of mass ratio (total mass of polymerizable monomer / mass of alkali-soluble resin). Preferably, the range of 0.4-8 is more preferable, and the range of 0.5-5 is more preferable.
(E)光増感剤または助開始剤
本発明の感光性樹脂組成物には、(E)光増感剤または助開始剤をさらに加えることもできる。これらを添加することにより、スペクトル感度を移動または拡大して、本発明の感光性樹脂組成物の光重合を促進することができる。
前記光増感剤または助開始剤としては、芳香族化合物を用いるのが特に好ましく、例えば、ベンゾフェノンおよびその誘導体、チオキサントンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、クマリンやフェノチアジンおよびその誘導体、3−(アロイルメチレン)チアゾリン、ローダニン、カンファーキノン、エオシン、ローダミン、エリスロシン、キサンテン、チオキサンテン、アクリジン(例えば、9−フェニルアクリジン)、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン、1,5−ビス(9−アクリジニル)ペンタン、シアニン、メロシアニン染料が挙げられる。
(E) Photosensitizer or co-initiator (E) A photosensitizer or co-initiator may be further added to the photosensitive resin composition of the present invention. By adding these, spectral sensitivity can be moved or expanded, and photopolymerization of the photosensitive resin composition of the present invention can be promoted.
As the photosensitizer or co-initiator, an aromatic compound is particularly preferably used. For example, benzophenone and derivatives thereof, thioxanthone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, coumarin and phenothiazine and derivatives thereof, 3- (alloy Lumethylene) thiazoline, rhodanine, camphorquinone, eosin, rhodamine, erythrosine, xanthene, thioxanthene, acridine (eg 9-phenylacridine), 1,7-bis (9-acridinyl) heptane, 1,5-bis (9 -Acridinyl) pentane, cyanine, merocyanine dyes.
前記チオキサントンとしては、例えば、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシエトキシカルボニル)チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、3,4−ジ−〔2−(2−メトキシエトキシ)エトキシカルボニル〕チオキサントン、1,3−ジメチル−2−ヒドロキシ−9H−チオキサンテン−9−オン
2−エチルヘキシルエーテル、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチルチオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モルホリノメチルチオキサントン、N−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−オクチルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)チオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、1−フェノキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントン、チオキサントン−2−カルボン酸ポリエチレングリコールエステル、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサントン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロリドが挙げられる。
Examples of the thioxanthone include thioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2-dodecylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 1-methoxy. Carbonylthioxanthone, 2-ethoxycarbonylthioxanthone, 3- (2-methoxyethoxycarbonyl) thioxanthone, 4-butoxycarbonylthioxanthone, 3-butoxycarbonyl-7-methylthioxanthone, 1-cyano-3-chlorothioxanthone, 1-ethoxycarbonyl- 3-chlorothioxanthone, 1-ethoxycarbonyl-3-ethoxythioxanthone, 1-ethoxycarbonyl-3-aminothioxanthone, 1-ethoxycarbonyl Bonyl-3-phenylsulfylthioxanthone, 3,4-di- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxycarbonyl] thioxanthone, 1,3-dimethyl-2-hydroxy-9H-thioxanthen-9-one 2-ethylhexyl ether 1-ethoxycarbonyl-3- (1-methyl-1-morpholinoethyl) thioxanthone, 2-methyl-6-dimethoxymethylthioxanthone, 2-methyl-6- (1,1-dimethoxybenzyl) thioxanthone, 2-morpholinomethyl Thioxanthone, 2-methyl-6-morpholinomethylthioxanthone, N-allylthioxanthone-3,4-dicarboximide, N-octylthioxanthone-3,4-dicarboximide, N- (1,1,3,3-tetra Methylbutyl) thioxanthone-3,4 Dicarboximide, 1-phenoxythioxanthone, 6-ethoxycarbonyl-2-methoxythioxanthone, 6-ethoxycarbonyl-2-methylthioxanthone, thioxanthone-2-carboxylic acid polyethylene glycol ester, 2-hydroxy-3- (3,4 Dimethyl-9-oxo-9H-thioxanthone-2-yloxy) -N, N, N-trimethyl-1-propanaminium chloride.
前記ベンゾフェノンとしては、例えば、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジメチルベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンゾフェノン、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、4,4'−ビス(メチルエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(p−イソプロピルフェノキシ)ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−(4−メチルチオフェニル)ベンゾフェノン、3,3'−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾイルベンゾアート、4−(2−ヒドロキシエチルチオ)ベンゾフェノン、4−(4−トリルチオ)ベンゾフェノン、1−〔4−(4−ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル〕−2−メチル−2−(トルエン−4−スルホニル)プロパン−1−オン、4−ベンゾイル−N,N,N−トリメチルベンゼンメタナミニウムクロリド、2−ヒドロキシ−3−(4−ベンゾイルフェノキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパナミニウムクロリド一水和物、4−(13−アクリロイル−1,4,7,10,13−ペンタオキサトリデシル)ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−〔2−(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ〕エチルベンゼンメタナミニウムクロリドが挙げられる。 Examples of the benzophenone include benzophenone, 4-phenylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 4,4′-dimethoxybenzophenone, 4,4′-dimethylbenzophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, 4,4′-bis ( Dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (methylethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (p-isopropylphenoxy) benzophenone, 4-methylbenzophenone, 2, 4,6-trimethylbenzophenone, 4- (4-methylthiophenyl) benzophenone, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methyl-2-benzoylbenzoate, 4- (2-hydroxyethylthio) benzophenone, 4- (4-tri Thio) benzophenone, 1- [4- (4-benzoylphenylsulfanyl) phenyl] -2-methyl-2- (toluene-4-sulfonyl) propan-1-one, 4-benzoyl-N, N, N-trimethylbenzene Methanaminium chloride, 2-hydroxy-3- (4-benzoylphenoxy) -N, N, N-trimethyl-1-propanaminium chloride monohydrate, 4- (13-acryloyl-1,4,7, 10,13-pentaoxatridecyl) benzophenone, 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N- [2- (1-oxo-2-propenyl) oxy] ethylbenzenemethananium chloride.
前記クマリンとしては、例えば、クマリン1、クマリン2、クマリン6、クマリン7、クマリン30、クマリン102、クマリン106、クマリン138、クマリン152、クマリン153、クマリン307、クマリン314、クマリン314T、クマリン334、クマリン337、クマリン500、3−ベンゾイルクマリン、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジメトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、3−ベンゾイル−6,8−ジクロロクマリン、3−ベンゾイル−6−クロロクマリン、3,3'−カルボニル−ビス〔5,7−ジ(プロポキシ)クマリン〕、3,3'−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−イソブチロイルクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジメトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジエトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジブトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジ(メトキシエトキシ)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジ(アリルオキシ)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−イソブチロイル−7−ジメチルアミノクマリン、5,7−ジメトキシ−3−(1−ナフトイル)クマリン、5,7−ジエトキシ−3−(1−ナフトイル)クマリン、3−ベンゾイルベンゾ〔f〕クマリン、7−ジエチルアミノ−3−チエノイルクマリン、3−(4−シアノベンゾイル)−5,7−ジメトキシクマリン、3−(4−シアノベンゾイル)−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ジメチルアミノ−3−フェニルクマリン、7−ジエチルアミノ−3−フェニルクマリン、特開平9−179,299号公報および第9−325,209号公報に開示されたクマリン誘導体、例えば7−〔{4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−S−トリアジン−2−イル}アミノ〕−3−フェニルクマリンが挙げられる。 Examples of the coumarin include coumarin 1, coumarin 2, coumarin 6, coumarin 7, coumarin 30, coumarin 102, coumarin 106, coumarin 138, coumarin 152, coumarin 153, coumarin 307, coumarin 314, coumarin 314T, coumarin 334, coumarin. 337, coumarin 500, 3-benzoylcoumarin, 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3-benzoyl-5,7-dimethoxycoumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, 3-benzoyl-6,8- Dichlorocoumarin, 3-benzoyl-6-chlorocoumarin, 3,3′-carbonyl-bis [5,7-di (propoxy) coumarin], 3,3′-carbonyl-bis (7-diethylaminocoumarin), 3-iso Butyroylcoumarin, 3-benzoyl-5 7-dimethoxycoumarin, 3-benzoyl-5,7-diethoxycoumarin, 3-benzoyl-5,7-dibutoxycoumarin, 3-benzoyl-5,7-di (methoxyethoxy) coumarin, 3-benzoyl-5 7-di (allyloxy) coumarin, 3-benzoyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3-isobutyroyl-7-dimethylaminocoumarin, 5,7-dimethoxy-3- (1-naphthoyl) Coumarin, 5,7-diethoxy-3- (1-naphthoyl) coumarin, 3-benzoylbenzo [f] coumarin, 7-diethylamino-3-thienoylcoumarin, 3- (4-cyanobenzoyl) -5,7-dimethoxy Coumarin, 3- (4-cyanobenzoyl) -5,7-dipropoxycoumarin, 7-dimethyl Tilamino-3-phenylcoumarin, 7-diethylamino-3-phenylcoumarin, coumarin derivatives disclosed in JP-A-9-179,299 and 9-325,209, such as 7-[{4-chloro- 6- (Diethylamino) -S-triazin-2-yl} amino] -3-phenylcoumarin.
前記3−(アロイルメチレン)チアゾリンとしては、3−メチル−2−ベンゾイルメチレン−β−ナフトチアゾリン、3−メチル−2−ベンゾイルメチレン−ベンゾチアゾリン、3−エチル−2−プロピオニルメチレン−β−ナフトチアゾリンが挙げられる。 Examples of the 3- (aroylmethylene) thiazoline include 3-methyl-2-benzoylmethylene-β-naphthothiazoline, 3-methyl-2-benzoylmethylene-benzothiazoline, 3-ethyl-2-propionylmethylene-β-naphtho. Thiazoline.
前記ローダニンとしては、4−ジメチルアミノベンザルローダニン、4−ジエチルアミノベンザルローダニン、3−エチル−5−(3−オクチル−2−ベンゾチアゾリニリデン)ローダニン、特開平8−305,019号公報に開示された、式〔1〕、〔2〕、〔7〕で表されるローダニン誘導体が挙げられる。 Examples of the rhodanine include 4-dimethylaminobenzalrhodanine, 4-diethylaminobenzalrhodanine, 3-ethyl-5- (3-octyl-2-benzothiazolinylidene) rhodanine, and JP-A-8-305,019. And rhodanine derivatives represented by the formulas [1], [2] and [7] disclosed in Japanese Patent Publication No.
前記化合物の他にも、アセトフェノン、3−メトキシアセトフェノン、4−フェニルアセトフェノン、ベンジル、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンジル、2−アセチルナフタレン、2−ナフトアルデヒド、ダンシル酸誘導体、9,10−アントラキノン、アントラセン、ピレン、アミノピレン、ペリレン、フェナトレン、フェントレンキノン、9−フルオレノン、ジベンゾスベロン、クルクミン、キサントン、チオミヒラーケトン、α−(4−ジメチルアミノベンジリデン)ケトン、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンジリデンシクロペンタノン、2−(4−ジメチルアミノベンジリデン)インダン−1−オン、3−(4−ジメチルアミノフェニル)−1−インダン−5−イルプロペノン、3−フェニルチオフタルイミド、N−メチル−3,5−ジ(エチルチオ)フタルイミド、N−メチル−3,5−ジ(エチルチオ)フタルイミド、フェノチアジン、メチルフェノチアジン、アミン、N−フェニルグリシン、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ブトキシエチル、4−ジメチルアミノアセトフェノン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾアート、ポリ(プロピレングリコール)−4−(ジメチルアミノ)ベンゾアート等を用いることができる。 In addition to the above compounds, acetophenone, 3-methoxyacetophenone, 4-phenylacetophenone, benzyl, 4,4′-bis (dimethylamino) benzyl, 2-acetylnaphthalene, 2-naphthaldehyde, dansylic acid derivatives, 9,10 -Anthraquinone, anthracene, pyrene, aminopyrene, perylene, phenatrene, phentolenquinone, 9-fluorenone, dibenzosuberone, curcumin, xanthone, thiomiherketone, α- (4-dimethylaminobenzylidene) ketone, 2,5-bis (4-diethylaminobenzylidenecyclopentanone, 2- (4-dimethylaminobenzylidene) indan-1-one, 3- (4-dimethylaminophenyl) -1-indan-5-ylpropenone, 3-phenylthiophthalimide, N- Mechi -3,5-di (ethylthio) phthalimide, N-methyl-3,5-di (ethylthio) phthalimide, phenothiazine, methylphenothiazine, amine, N-phenylglycine, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoate It is possible to use butoxyethyl acid, 4-dimethylaminoacetophenone, triethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylaminoethanol, 2- (dimethylamino) ethylbenzoate, poly (propylene glycol) -4- (dimethylamino) benzoate, etc. it can.
本発明の感光性樹脂組成物に添加する光増感剤または助開始剤(E)としては、前記の中でも、ベンゾフェノンおよびその誘導体、チオキサントンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、クマリン誘導体から選択される少なくとも1種の光増感剤化合物が好ましく挙げられる。 Among the above, the photosensitizer or co-initiator (E) added to the photosensitive resin composition of the present invention is selected from benzophenone and derivatives thereof, thioxanthone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, and coumarin derivatives. Preferred is at least one photosensitizer compound.
また、感光性樹脂組成物中における(E)光増感剤または助開始剤含有量としては、感光性樹脂組成物に含有される溶剤を除いた総固形分に対して、0.5〜15質量%が好ましく、より好ましくは1〜12質量%であり、特に好ましくは2〜10質量%である。
また、(A)光重合開始剤と(E)光増感剤または助開始剤との添加量の総和が、感光性樹脂組成物の全固形分中の0.1〜15.0重量%であることが好ましく、0.1〜12.0重量%であることがより好ましい。
The (E) photosensitizer or co-initiator content in the photosensitive resin composition is 0.5 to 15 based on the total solid content excluding the solvent contained in the photosensitive resin composition. % By mass is preferable, more preferably 1 to 12% by mass, and particularly preferably 2 to 10% by mass.
Moreover, the sum total of the addition amount of (A) photoinitiator and (E) photosensitizer or co-initiator is 0.1-15.0 weight% in the total solid of the photosensitive resin composition. It is preferable that it is 0.1 to 12.0% by weight.
(その他の成分)
添加剤
本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、ラジカル捕捉剤、光安定剤、硬化助剤、熱重合開始剤、界面活性剤、密着助剤、現像促進剤、熱重合防止剤、分散剤、その他の添加剤(充填剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤など)の各種添加剤を含有することができる。
(Other ingredients)
Additives The photosensitive resin composition of the present invention includes, as necessary, a radical scavenger, a light stabilizer, a curing aid, a thermal polymerization initiator, a surfactant, an adhesion aid, a development accelerator, and a thermal polymerization inhibitor. Various additives such as an additive, a dispersant, and other additives (filler, ultraviolet absorber, anti-aggregation agent, etc.) can be contained.
光安定剤
本発明には、耐光性向上のため各種の光安定剤を添加してもよい。光安定剤の種類については特に限定されないが、汎用性の面からヒンダードアミン系光安定剤;例えばビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アジペート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アジペート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−テトラアクリレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−テトラアクリレート、ヒンダードフェノール系光安定剤;例えばペンタエリスリトール−テトラキス(3−(3',5'−ジ−tert−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオナート等が好適に使用される。
Light Stabilizer Various light stabilizers may be added to the present invention to improve light resistance. Although it does not specifically limit about the kind of light stabilizer, From the surface of versatility, a hindered amine type light stabilizer; For example, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) adipate, bis (1,2,2) , 6,6-pentamethyl-4-piperidyl) adipate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) Sebacate, tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) -1,2,3,4-tetraacrylate, tetrakis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)- 1,2,3,4-tetraacrylate, hindered phenol light stabilizers; for example pentaerythritol-tetrakis (3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′- Hydroxyphenyl) propionate and the like are preferably used.
本発明における光安定剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1〜5.0質量%程度が好ましく、0.2〜4.0質量%であることがさらに好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。0.1質量%以下であると所望の耐光性が得られず、5.0質量%以上であると感度が減少し好ましくない。 About 0.1-5.0 mass% is preferable with respect to the total solid of the photosensitive resin composition, and, as for content of the light stabilizer in this invention, it is 0.2-4.0 mass%. More preferably, it is more preferable that it is 0.5-2.0 mass%. If it is 0.1% by mass or less, the desired light resistance cannot be obtained, and if it is 5.0% by mass or more, the sensitivity decreases, which is not preferable.
(硬化助剤)
硬化助剤として、形成された塗布膜の強度を上げるために、エポキシ環を有する化合物を用いてもよい。エポキシ環を有する化合物を使用することによって、熱重合が進行し、溶剤耐性が向上したり、ITOスパッタ適性が向上したりして好ましい。
(Curing aid)
As a curing aid, a compound having an epoxy ring may be used in order to increase the strength of the formed coating film. The use of a compound having an epoxy ring is preferable because thermal polymerization proceeds, solvent resistance is improved, and ITO sputtering suitability is improved.
エポキシ環を有する化合物としては、ビスフェノールA型、クレゾールノボラック型、ビフェニル型、脂環式エポキシ化合物などのエポキシ環を分子中に2個以上有する化合物である。
例えば、ビスフェノールA型としては、エポトートYD−115、YD−118T、YD−127、YD−128、YD−134、YD−8125、YD−7011R、ZX−1059、YDF−8170、YDF−170など(以上、東都化成製)、デナコールEX−1101、EX−1102、EX−1103など(以上、ナガセ化成製)、プラクセルGL−61、GL−62、G101、G102(以上、ダイセル化学製)の他に、これらの類似のビスフェノールF型、ビスフェノールS型も挙げることができる。また、Ebecryl 3700、3701、600(以上、ダイセルユーシービー製)などのエポキシアクリレートも使用可能である。
The compound having an epoxy ring is a compound having two or more epoxy rings in the molecule, such as bisphenol A type, cresol novolac type, biphenyl type, and alicyclic epoxy compound.
For example, as bisphenol A type, Epototo YD-115, YD-118T, YD-127, YD-128, YD-134, YD-8125, YD-7011R, ZX-1059, YDF-8170, YDF-170 and the like ( In addition to Toto Kasei Co., Ltd., Denacol EX-1101, EX-1102, EX-1103 and the like (Nagase Kasei), Plaxel GL-61, GL-62, G101, G102 (Made by Daicel Chemical) These similar bisphenol F type and bisphenol S type can also be mentioned. Epoxy acrylates such as Ebecryl 3700, 3701, and 600 (manufactured by Daicel UC) can also be used.
クレゾールノボラック型としては、エポトートYDPN−638、YDPN−701、YDPN−702、YDPN−703、YDPN−704など(以上、東都化成製)、デナコールEM−125など(以上、ナガセ化成製)、ビフェニル型としては、3,5,3',5'−テトラメチル−4,4'−ジグリシジルビフェニルなど、脂環式エポキシ化合物としては、セロキサイド2021、2081、2083、2085、エポリードGT−301、GT−302、GT−401、GT−403、EHPE−3150(以上、ダイセル化学製)、サントートST−3000、ST−4000、ST−5080、ST−5100など(以上、東都化成製)、Epiclon430、同673、同695、同850S、同4032(以上、DIC製)などを挙げることができる。
また、1,1,2,2−テトラキス(p−グリシジルオキシフェニル)エタン、トリス(p−グリシジルオキシフェニル)メタン、トリグリシジルトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、o−フタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、他にアミン型エポキシ樹脂であるエポトートYH−434、YH−434L(以上、ナガセ化成製)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の骨格中にダイマー酸を変性したグリシジルエステル等も使用できる。
The cresol novolac type includes Epototo YDPN-638, YDPN-701, YDPN-702, YDPN-703, YDPN-704, etc. (above, manufactured by Tohto Kasei), Denacol EM-125, etc. (above, manufactured by Nagase Kasei), Biphenyl type As alicyclic epoxy compounds such as 3,5,3 ′, 5′-tetramethyl-4,4′-diglycidylbiphenyl, Celoxide 2021, 2081, 2083, 2085, Epolide GT-301, GT- 302, GT-401, GT-403, EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Santo Tote ST-3000, ST-4000, ST-5080, ST-5100, etc. (manufactured by Toto Kasei), Epilon 430, 673. 695, 850S, 4032 (above, manufactured by DIC And the like.
1,1,2,2-tetrakis (p-glycidyloxyphenyl) ethane, tris (p-glycidyloxyphenyl) methane, triglycidyltris (hydroxyethyl) isocyanurate, o-phthalic acid diglycidyl ester, terephthalic acid Diglycidyl ester, amine type epoxy resins such as Epototo YH-434, YH-434L (manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.), glycidyl ester in which dimer acid is modified in the skeleton of bisphenol A type epoxy resin, and the like can also be used.
この中で好ましいのは「分子量/エポキシ環の数」が100以上であり、より好ましいものは130〜500である。「分子量/エポキシ環の数」が小さいと硬化性が高く、硬化時の収縮が大きく、また、大きすぎると硬化性が不足し、信頼性に欠けたり、平坦性が悪くなる。
具体的な好ましい化合物としては、エポトートYD−115、118T、127、YDF−170、YDPN−638、YDPN−701(以上、ナガセ化成製)、プラクセルGL−61、GL−62、3,5,3',5'−テトラメチル−4,4'ジグリシジルビフェニル、セロキサイド2021、2081、エポリードGT−302、GT−403、EHPE−3150(以上、ダイセル化学製)などが挙げられる。
Among these, “molecular weight / number of epoxy rings” is preferably 100 or more, and more preferably 130 to 500. If the “molecular weight / number of epoxy rings” is small, the curability is high, the shrinkage during curing is large, and if it is too large, the curability is insufficient, the reliability is poor, and the flatness is poor.
Specific preferred compounds include Epototo YD-115, 118T, 127, YDF-170, YDPN-638, YDPN-701 (manufactured by Nagase Kasei), Plaxel GL-61, GL-62, 3, 5, 3 Examples include ', 5'-tetramethyl-4,4' diglycidyl biphenyl, ceroxide 2021, 2081, epolide GT-302, GT-403, and EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).
本発明における硬化助剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1〜5.0質量%程度が好ましく、0.2〜4.0質量%であることがさらに好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。0.1質量%以下では硬化促進効果が得られず、5.0質量%以上では耐光性が悪化して問題である。 The content of the curing aid in the present invention is preferably about 0.1 to 5.0% by mass, and preferably 0.2 to 4.0% by mass, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. More preferably, it is more preferable that it is 0.5-2.0 mass%. If it is 0.1% by mass or less, the effect of promoting the curing cannot be obtained, and if it is 5.0% by mass or more, the light resistance is deteriorated, which is a problem.
熱重合開始剤
本発明の感光性樹脂組成物には、熱重合開始剤を含有させることも有効である。熱重合開始剤としては、例えば、各種のアゾ系化合物、過酸化物系化合物が挙げられ、前記アゾ系化合物としては、アゾビス系化合物を挙げることができ、前記過酸化物系化合物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートなどを挙げることができる。
Thermal polymerization initiator It is also effective to contain a thermal polymerization initiator in the photosensitive resin composition of the present invention. Examples of the thermal polymerization initiator include various azo compounds and peroxide compounds. Examples of the azo compounds include azobis compounds. Examples of the peroxide compounds include ketones. Examples thereof include peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, peroxyesters, peroxydicarbonates, and the like.
界面活性剤
本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性を改良する観点から、各種の界面活性剤を用いて構成することが好ましい。界面活性剤により、塗布液としたときの液特性(特に流動性)を改善でき、塗布厚の均一性や省液性を改善することができる。すなわち、基板と塗布液との界面張力を低下させて基板への濡れ性が改善され、基板への塗布性が向上するので、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成が可能である点で有効である。また、液切れを起こしやすいスリット塗布においても効果的である。
Surfactant It is preferable that the photosensitive resin composition of the present invention is composed of various surfactants from the viewpoint of improving coatability. The surfactant can improve liquid properties (particularly fluidity) when used as a coating liquid, and can improve the uniformity of coating thickness and liquid-saving properties. That is, the interfacial tension between the substrate and the coating liquid is reduced to improve the wettability to the substrate and the coating property to the substrate is improved, so that a thin film of about several μm is formed with a small amount of liquid. This is also effective in that a film having a uniform thickness with small thickness unevenness can be formed. It is also effective in slit coating that easily causes liquid breakage.
界面活性剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系の各種界面活性剤を使用できる。中でも、ノニオン系界面活性剤でパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤が好ましい。 As the surfactant, various nonionic, cationic and anionic surfactants can be used. Among these, a nonionic surfactant and a fluorosurfactant having a perfluoroalkyl group are preferable.
フッ素系界面活性剤のフッ素含有率は3〜40質量%が好適であり、より好ましくは5〜30質量%であり、特に好ましくは7〜25質量%である。フッ素含有率が前記範囲内であると、塗布厚均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中への溶解性も良好である。 The fluorine content of the fluorosurfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass. When the fluorine content is within the above range, it is effective in terms of coating thickness uniformity and liquid-saving properties, and the solubility in the composition is also good.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)等が挙げられる。 Examples of the fluorosurfactant include Megafac F171, F172, F173, F173, F177, F141, F142, F143, F144, R30, and F437 (above, manufactured by DIC Corporation), Fluorard FC430, FC431, FC171 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Surflon S-382, SC-101, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-10 381, SC-383, S393, KH-40 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.
フッ素系以外の界面活性剤の例としては、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業社製))、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業社製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業社製)、W001(裕商社製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製 プルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商社製)等のアニオン系界面活性剤;が挙げられる。 Examples of surfactants other than fluorine-based surfactants include phthalocyanine derivatives (commercial product EFKA-745 (manufactured by Morishita Sangyo)), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid (co) heavy Combined polyflow no. 75, no. 90, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), and the like; polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, poly Oxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Paluronic L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, manufactured by BASF Nonionic surfactants such as 150R1; anionic surfactants such as W004, W005, and W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.).
界面活性剤の添加量は、感光性樹脂組成物の全質量に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005〜1.0質量%である。 As for the addition amount of surfactant, 0.001-2.0 mass% is preferable with respect to the total mass of the photosensitive resin composition, More preferably, it is 0.005-1.0 mass%.
密着助剤
本発明に用いられる感光性樹脂組成物には、基板との密着性向上といった観点から、密着助剤を添加することができる。密着助剤としては、アルコキシシラン化合物、なかでもシランカップリング剤を使用することができる。
シランカップリング剤は、基板である無機材料と化学結合可能な加水分解性基としてアルコキシシリル基を有するものが好ましく、有機樹脂との間で相互作用もしくは結合形成して親和性を示す(メタ)アクリロイル基、フェニル基、二級あるいは三級メルカプト基、エポキシ基、アミノシラン基などの基を有するシランカップリング剤が好ましく、その中でも(メタ)アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、エポキシプロピルトリメトキシシランであることがより好ましい。このような素材としては、KBM−303、KBM−403、KBM−503、(以上信越化学工業(株)製)を挙げることができる。
シランカップリング剤を用いる場合の添加量としては、本発明の感光性樹脂組成物中の全固形分中、0.2質量%〜5.0質量%の範囲であることが好ましく、0.5質量%〜3.0質量%がより好ましい。
Adhesion aid An adhesion aid can be added to the photosensitive resin composition used in the present invention from the viewpoint of improving adhesion to the substrate. As the adhesion assistant, an alkoxysilane compound, especially a silane coupling agent can be used.
The silane coupling agent preferably has an alkoxysilyl group as a hydrolyzable group that can be chemically bonded to an inorganic material as a substrate, and exhibits an affinity by interaction or bond formation with an organic resin (meta) Silane coupling agents having a group such as acryloyl group, phenyl group, secondary or tertiary mercapto group, epoxy group, aminosilane group are preferred, and among them, (meth) acryloylpropyltrimethoxysilane and epoxypropyltrimethoxysilane are preferred. Is more preferable. Examples of such materials include KBM-303, KBM-403, KBM-503 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
In the case of using a silane coupling agent, the addition amount is preferably in the range of 0.2% by mass to 5.0% by mass in the total solid content in the photosensitive resin composition of the present invention, 0.5 The mass% to 3.0 mass% is more preferable.
現像促進剤
また、感光性樹脂組成物層の未硬化部のアルカリ溶解性を促進し、感光性樹脂組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、現像促進剤を感光性樹脂組成物に使用することができる。
このような現像促進剤としては、有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸が好ましい。具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
Development accelerator In addition, when the alkali solubility of the uncured portion of the photosensitive resin composition layer is promoted to further improve the developability of the photosensitive resin composition, the development accelerator is used as the photosensitive resin composition. Can be used for
As such a development accelerator, an organic carboxylic acid, preferably a low molecular weight organic carboxylic acid having a molecular weight of 1000 or less is preferable. Specifically, for example, aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid; Aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid, camphoric acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelitic acid, mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, Aromatic polycarboxylic acids such as trimesic acid, melophanoic acid, pyromellitic acid; phenylacetic acid Hydratropic acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenyl succinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylidene acetic acid, coumaric acid, other carboxylic acids such as umbellic acid.
熱重合防止剤
本発明の感光性樹脂組成物には、さらに熱重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4'−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。
Thermal polymerization inhibitor It is preferable to add a thermal polymerization inhibitor to the photosensitive resin composition of the present invention. For example, hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, tert -Butylcatechol, benzoquinone, 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, etc. are useful It is.
その他添加剤
上記のほか、ガラス、アルミナ等の充填剤;2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;およびポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
Other additives In addition to the above, fillers such as glass and alumina; ultraviolet absorbers such as 2- (3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole and alkoxybenzophenone; and poly Examples thereof include an aggregation inhibitor such as sodium acrylate.
本発明の感光性樹脂組成物は、以上述べた各成分、即ち(A)光重合開始剤、(B)溶剤、(C)重合性モノマー、(D)アルカリ可溶性樹脂、必要に応じ、(E)光増感剤または助開始剤等のその他の添加剤を添加し混合することによって調製することができる。本発明の感光性樹脂組成物は、(A)〜(E)成分の合計が組成物の85質量%以上を占めることが好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention comprises the components described above, that is, (A) a photopolymerization initiator, (B) a solvent, (C) a polymerizable monomer, (D) an alkali-soluble resin, and (E ) It can be prepared by adding and mixing other additives such as photosensitizers or co-initiators. As for the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable that the sum total of (A)-(E) component occupies 85 mass% or more of a composition.
本発明の方法によって形成されるフォトスペーサは、その形状等は特に定めるものではないが、円柱状、切頭円錐状であることが好ましい。これらの形状は、厳密な円柱状、切頭円錐状であるもののほか、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での誤差を含むものであることはいうまでもない。
本発明の方法によって形成されるフォトスペーサは、好ましくは、主PSとサブPSの2種類からなり、その高さは、例えば、主PSの高さが5.0〜1.5μmであり、サブPSの高さが4.0〜1.0μmとすることができる。さらに、主PSとサブPSの高さの差が0.2〜1.5μmであることが好ましく、0.3〜1.0μmであることがより好ましい。
The shape or the like of the photo spacer formed by the method of the present invention is not particularly defined, but is preferably a columnar shape or a truncated cone shape. Needless to say, these shapes include a strict columnar shape and a truncated cone shape, and also include errors within a range not departing from the gist of the present invention.
The photo spacer formed by the method of the present invention is preferably composed of two types of main PS and sub PS, and the height of the main PS is, for example, 5.0 to 1.5 μm. The height of PS can be set to 4.0 to 1.0 μm. Furthermore, the difference in height between the main PS and the sub-PS is preferably 0.2 to 1.5 μm, and more preferably 0.3 to 1.0 μm.
<フォトスペーサおよびその製造方法>
本発明のフォトスペーサは、例えば、感光性樹脂組成物を基板上に付与して感光性樹脂組成物層を形成する工程と、前記感光性樹脂組成物層に対してパターン様に露光量を変えて露光を行い、露光部を硬化させる露光工程と、感光性樹脂組成物層の未硬化部を現像により除去して2種類以上の独立したパターンを形成する現像工程と、を含むパターン形成方法を得て製造される。
露光量を変えて露光を行う方法としては、任意の透過率を持った膜を積層し、パターニングすることにより、半透過部を形成するハーフトーンマスク露光を行う方法や、感光性樹脂組成物層に対してドットパターン様に露光する方法が挙げられる。
<Photospacer and manufacturing method thereof>
The photospacer of the present invention includes, for example, a step of applying a photosensitive resin composition on a substrate to form a photosensitive resin composition layer, and changing the exposure amount in a pattern with respect to the photosensitive resin composition layer. A pattern forming method comprising: an exposure step of exposing the exposed portion to cure the exposed portion; and a developing step of removing uncured portions of the photosensitive resin composition layer by development to form two or more independent patterns. To be manufactured.
As a method of performing exposure by changing the exposure amount, a method of performing halftone mask exposure for forming a semi-transmissive portion by laminating and patterning a film having an arbitrary transmittance, or a photosensitive resin composition layer In contrast, there is a method of exposing in a dot pattern manner.
感光性樹脂組成物層は、基板に直接または他の層を介して付与されるが、感光性樹脂組成物層を付与する方法としては、回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布、インクジェット塗布、または転写等の方法により形成される。形成された感光性樹脂組成物に、マスクパターンを介して露光したり、パターン状に露光したりして、露光部を硬化させた後に未露光部(未硬化部)を現像液で現像除去することによりドット形状のパターンを形成することによって、フォトスペーサを作製することができる。 The photosensitive resin composition layer is applied to the substrate directly or via another layer. As a method for applying the photosensitive resin composition layer, spin coating, slit coating, casting coating, roll coating, ink jetting, etc. It is formed by a method such as coating or transfer. The formed photosensitive resin composition is exposed through a mask pattern or exposed in a pattern, and after the exposed portion is cured, the unexposed portion (uncured portion) is developed and removed with a developer. Thus, a photo spacer can be produced by forming a dot-shaped pattern.
この際、露光に用いる放射線としては、g線、h線、i線、j線等の紫外線があるが、冒頭の課題に鑑みて、特にg線、h線での露光が好ましい。これにより、gh線露光設備の有効利用が可能となり、生産効率の向上が達成できる。 In this case, the radiation used for exposure includes ultraviolet rays such as g-line, h-line, i-line, and j-line. In view of the problems at the beginning, exposure with g-line and h-line is particularly preferable. As a result, the gh-ray exposure equipment can be effectively used and the production efficiency can be improved.
基板上に付与(好ましくは塗布)された本発明の感光性樹脂組成物による膜の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等を用いて50〜140℃の温度範囲で10〜300秒の条件にて行なうことができる。 Drying (prebaking) of the film with the photosensitive resin composition of the present invention applied (preferably applied) on the substrate is performed under conditions of 10 to 300 seconds in a temperature range of 50 to 140 ° C. using a hot plate, an oven or the like. Can be done.
現像では、露光後の未硬化部を現像液に溶出させ、硬化部のみを残存させる。現像温度としては、通常20〜30℃であり、現像時間としては20〜90秒である。
現像液としては、未硬化部における感光性樹脂組成物の膜を溶解する一方、硬化部を溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
In development, the uncured part after exposure is eluted in the developer, leaving only the cured part. The development temperature is usually 20 to 30 ° C., and the development time is 20 to 90 seconds.
Any developer can be used as long as it dissolves the film of the photosensitive resin composition in the uncured portion while not dissolving the cured portion. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
前記有機溶剤としては、本発明の感光性樹脂組成物を調製する際に使用できる既述の溶剤として列挙したものが挙げられる。 As said organic solvent, what was enumerated as the above-mentioned solvent which can be used when preparing the photosensitive resin composition of this invention is mentioned.
前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。
なお、アルカリ性水溶液を現像液として使用した場合には、一般に現像後に水で洗浄(リンス)が行なわれる。
Examples of the alkaline aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Concentration of an alkaline compound such as tetraethylammonium hydroxide (TMAH), choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene is 0.001 to 10% by mass, preferably 0 An alkaline aqueous solution dissolved so as to be 0.01 to 1% by mass is exemplified.
In addition, when alkaline aqueous solution is used as a developing solution, generally it wash | cleans (rinse) with water after image development.
現像後は、余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施した後、一般に100〜250℃の温度で加熱処理(ポストベーク)が施される。
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱であり、通常約200℃〜250℃の加熱(ハードベーク)を行う。このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行なうことができる。
After the development, excess developer is washed away, dried, and then generally heated (post-baked) at a temperature of 100 to 250 ° C.
Post-baking is heating after development for complete curing, and is usually performed at about 200 ° C. to 250 ° C. (hard baking). This post-bake treatment is performed continuously or batchwise by using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation dryer), a high-frequency heater, or the like so that the coating film after development is in the above-described condition. be able to.
本発明の感光性樹脂組成物を基板上に付与して膜形成する場合、膜の乾燥厚みとしては、一般に0.5〜6.0μmであり、好ましくは1.0〜5.0μmであり、最も望ましくは2.0〜4.0μmである。 When a film is formed by applying the photosensitive resin composition of the present invention on a substrate, the dry thickness of the film is generally 0.5 to 6.0 μm, preferably 1.0 to 5.0 μm, Most desirably, the thickness is 2.0 to 4.0 μm.
基板としては、例えば、液晶表示装置等に用いられる無アルカリガラス、ナトリウムガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、およびこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等、並びにプラスチック基板が挙げられる。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている。 As the substrate, for example, non-alkali glass, sodium glass, Pyrex (registered trademark) glass, quartz glass, and the like in which a transparent conductive film is attached, a solid-state imaging device, and the like used for liquid crystal display devices and the like are used. Examples of the photoelectric conversion element substrate include a silicon substrate and a plastic substrate. On these substrates, usually, black stripes for isolating each pixel are formed.
プラスチック基板には、その表面にガスバリヤー層および/または耐溶剤性層を有していることが好ましい。
基板上に他の層を介して感光性樹脂組成物を付与する場合の、他の層としては、層間絶縁膜層、平坦化膜層、SiNx層、ガスバリヤー層、耐溶剤性層、などが挙げられる。
The plastic substrate preferably has a gas barrier layer and / or a solvent resistant layer on its surface.
In the case where the photosensitive resin composition is applied to the substrate through another layer, the other layers include an interlayer insulating film layer, a planarizing film layer, a SiNx layer, a gas barrier layer, and a solvent resistant layer. Can be mentioned.
本発明のフォトスペーサは、ブラックマトリクス等の黒色遮蔽部及び着色画素等の着色部を含むカラーフィルタを形成した後に形成することもできる。
前記黒色遮蔽部及び着色部とフォトスペーサとは、感光性組成物を塗布する塗布法と感光性組成物からなる感光性樹脂層を有する転写材料を用いる転写法と、を任意に組合せて形成することが可能である。
前記黒色遮蔽部及び着色部並びに前記フォトスペーサはそれぞれ感光性組成物から形成でき、具体的には、例えば、基板に液体の前記感光性組成物を直接塗布することにより感光性樹脂層を形成した後に、露光・現像を行い、前記黒色遮蔽部及び着色部をパターン状に形成し、その後、別の液体の前記感光性組成物を前記基板とは異なる別の基板(仮支持体)上に設置して感光性樹脂層を形成することにより作製された転写材料を用い、この転写材料を前記黒色遮蔽部もしくはITO上やSiNx及び着色部が形成された前記基板に密着させて感光性樹脂層を転写した後に、露光・現像を行うことによりフォトスペーサをパターン状に形成することができる。このようにして、フォトスペーサが設けられたカラーフィルタを作製することができる。
The photo spacer of the present invention can also be formed after forming a color filter including a black shielding part such as a black matrix and a colored part such as a colored pixel.
The black shielding part and the colored part and the photo spacer are formed by arbitrarily combining a coating method for applying a photosensitive composition and a transfer method using a transfer material having a photosensitive resin layer made of the photosensitive composition. It is possible.
The black shielding part, the colored part, and the photospacer can each be formed from a photosensitive composition. Specifically, for example, a photosensitive resin layer is formed by directly applying the liquid photosensitive composition to a substrate. Later, exposure / development is performed to form the black shielding portion and the colored portion in a pattern, and then the photosensitive composition of another liquid is placed on another substrate (temporary support) different from the substrate. Then, using the transfer material produced by forming the photosensitive resin layer, the transfer material is brought into close contact with the black shielding portion or the substrate on which ITO or SiNx and the colored portion are formed to form the photosensitive resin layer. After the transfer, the photo spacer can be formed in a pattern by performing exposure and development. In this manner, a color filter provided with a photo spacer can be manufactured.
<液晶表示装置用基板>
本発明の液晶表示装置用基板は、前記本発明のフォトスペーサの製造方法により得られたフォトスペーサを備えたものである。フォトスペーサは、支持体上に形成されたブラックマトリクス等の表示用遮光部の上やTFT等の駆動素子上に形成されることが好ましい。また、ブラックマトリクス等の表示用遮光部やTFT等の駆動素子とフォトスペーサとの間にITO等の透明導電層(透明電極)やポリイミド等の液晶配向膜が存在していてもよい。COA(カラーフィルターオンアレイ)のようにTFT上に保護膜を設け、その上に形成されることも好ましい。
<Liquid crystal display substrate>
The substrate for a liquid crystal display device of the present invention comprises a photospacer obtained by the method for producing a photospacer of the present invention. The photo spacer is preferably formed on a display light shielding part such as a black matrix formed on a support or on a driving element such as a TFT. Further, a transparent conductive layer (transparent electrode) such as ITO or a liquid crystal alignment film such as polyimide may exist between a light shielding portion for display such as a black matrix, a driving element such as TFT and a photo spacer. It is also preferable that a protective film is provided on the TFT as in COA (color filter on array) and formed thereon.
例えば、フォトスペーサが表示用遮光部や駆動素子の上に設けられる場合、該支持体に予め配設された表示用遮光部(ブラックマトリクスなど)や駆動素子を覆うようにして、例えば感光性樹脂転写フイルムの感光性樹脂層を支持体面にラミネートし、剥離転写して感光性樹脂層を形成した後、これに露光、現像、加熱処理等を施してフォトスペーサを形成することによって、本発明の液晶表示装置用基板を作製することができる。
本発明の液晶表示装置用基板には更に、必要に応じて赤色(R)、青色(B)、緑色(G)3色等の着色画素が設けられていてもよい。
For example, when the photo spacer is provided on the display light-shielding part or the driving element, the display light-shielding part (black matrix or the like) or the driving element previously disposed on the support is covered with, for example, a photosensitive resin. The photosensitive resin layer of the transfer film is laminated on the surface of the support, peeled and transferred to form a photosensitive resin layer, and then subjected to exposure, development, heat treatment, etc. to form a photo spacer. A substrate for a liquid crystal display device can be manufactured.
The substrate for a liquid crystal display device of the present invention may further be provided with colored pixels of three colors such as red (R), blue (B), and green (G) as necessary.
<液晶表示素子>
前記本発明の液晶表示装置用基板を設けて液晶表示素子を構成することができる。液晶表示素子の1つとして、少なくとも一方が光透過性の一対の支持体(本発明の液晶表示装置用基板を含む。)間に液晶層と液晶駆動手段(単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む。)を少なくとも備えたものが挙げられる。
<Liquid crystal display element>
A liquid crystal display element can be formed by providing the substrate for a liquid crystal display device of the present invention. As one of the liquid crystal display elements, a liquid crystal layer and liquid crystal driving means (simple matrix driving method and active matrix driving method) are provided between a pair of supports (including the substrate for a liquid crystal display device of the present invention) at least one of which is light transmissive. Including at least).
この場合、本発明の液晶表示装置用基板は、複数のRGB画素群を有し、該画素群を構成する各画素が互いにブラックマトリックスで離画されているカラーフィルタ基板として構成できる。このカラーフィルタ基板には、高さ均一で変形回復性に優れたフォトスペーサが設けられるため、該カラーフィルタ基板を備えた液晶表示素子は、カラーフィルタ基板と対向基板との間にセルギャップムラ(セル厚変動)の発生が抑えられ、色ムラ等の表示ムラの発生を効果的に防止することができる。これにより、作製された液晶表示素子は鮮やかな画像を表示できる。 In this case, the substrate for a liquid crystal display device of the present invention can be configured as a color filter substrate having a plurality of RGB pixel groups and each pixel constituting the pixel group being separated from each other by a black matrix. Since this color filter substrate is provided with a photo spacer having a uniform height and excellent deformation recovery properties, a liquid crystal display element including the color filter substrate has a cell gap unevenness (between the color filter substrate and the counter substrate ( Occurrence of cell thickness fluctuations) can be suppressed, and display unevenness such as color unevenness can be effectively prevented. Thereby, the produced liquid crystal display element can display a vivid image.
また、液晶表示素子の別の態様として、少なくとも一方が光透過性の一対の支持体(本発明の液晶表示装置用基板を含む。)間に液晶層と液晶駆動手段とを少なくとも備え、前記液晶駆動手段がアクティブ素子(例えばTFT)を有し、かつ一対の基板間が高さ均一で変形回復性に優れたフォトスペーサにより所定幅に規制して構成されたものである。
この場合も、本発明の液晶表示装置用基板は、複数のRGB画素群を有し、該画素群を構成する各画素が互いにブラックマトリックスで離画されたカラーフィルタ基板として構成されている。
As another aspect of the liquid crystal display element, at least one of the liquid crystal display elements includes a liquid crystal layer and a liquid crystal driving unit between a pair of light transmissive supports (including the liquid crystal display device substrate of the present invention), and the liquid crystal The driving means has an active element (for example, TFT), and is configured to be regulated to a predetermined width by a photo spacer having a uniform height between a pair of substrates and excellent deformation recovery.
Also in this case, the substrate for a liquid crystal display device of the present invention is configured as a color filter substrate having a plurality of RGB pixel groups, and each pixel constituting the pixel group is separated from each other by a black matrix.
本発明において使用可能な液晶としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、強誘電液晶が挙げられる。
また、前記カラーフィルタ基板の前記画素群は、互いに異なる色を呈する2色の画素からなるものでも、3色の画素、4色以上の画素からなるものであってもよい。例えば3色の場合、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色相で構成される。RGB3色の画素群を配置する場合には、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、4色以上の画素群を配置する場合にはどのような配置であってもよい。カラーフィルタ基板の作製は、例えば2色以上の画素群を形成した後既述のようにブラックマトリックスを形成してもよいし、逆にブラックマトリックスを形成した後に画素群を形成するようにしてもよい。RGB画素の形成については、特開2004−347831号公報等を参考にすることができる。
Examples of liquid crystals that can be used in the present invention include nematic liquid crystals, cholesteric liquid crystals, smectic liquid crystals, and ferroelectric liquid crystals.
In addition, the pixel group of the color filter substrate may be composed of two-color pixels exhibiting different colors, or may be composed of three-color pixels, four-color pixels or more. For example, in the case of three colors, it is composed of three hues of red (R), green (G), and blue (B). When arranging pixel groups of three colors of RGB, arrangement of mosaic type, triangle type, etc. is preferable, and when arranging pixel groups of four colors or more, any arrangement may be used. For producing the color filter substrate, for example, a black matrix may be formed as described above after forming a pixel group of two or more colors, or conversely, a pixel group may be formed after forming a black matrix. Good. Regarding the formation of RGB pixels, JP 2004-347831 A can be referred to.
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、前記液晶表示装置用基板を設けて構成されたものである。また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶表示素子を設けて構成されたものである。すなわち、互いに向き合うように対向配置された一対の基板間を既述のように、本発明のフォトスペーサの製造方法により作製されたフォトスペーサで所定幅に規制し、規制された間隙に液晶材料を封入(封入部位を液晶層と称する。)して構成されており、液晶層の厚さ(セル厚)が所望の均一厚に保持されるようになっている。主フォトスペーサはCF基板とTFT側の基板を貼り付ける上でのクッションとしての利用が主であり、サブフォトスペーサは低温(低温発砲)、高温(液晶流れ)に対して液晶が均一になるように仕組まれている。
<Liquid crystal display device>
The liquid crystal display device of the present invention is constituted by providing the liquid crystal display device substrate. The liquid crystal display device of the present invention is configured by providing the liquid crystal display element. That is, as described above, the space between a pair of substrates facing each other so as to face each other is regulated to a predetermined width by the photo spacer produced by the photo spacer production method of the present invention, and the liquid crystal material is placed in the regulated gap. The liquid crystal layer is configured to be sealed (the sealed portion is referred to as a liquid crystal layer), and the thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer is maintained at a desired uniform thickness. The main photo spacer is mainly used as a cushion for attaching the CF substrate and the TFT side substrate, and the sub photo spacer is designed to make the liquid crystal uniform even at low temperatures (low temperature firing) and high temperatures (liquid crystal flow). It is structured.
液晶表示装置における液晶表示モードとしては、STN型、TN型、GH型、ECB型、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、VA型、IPS型、OCB型、ASM型、その他種々のものが好適に挙げられる。中でも、本発明の液晶表示装置においては、最も効果的に本発明の効果を奏する観点から、液晶セルのセル厚の変動により表示ムラを起こし易い表示モードが望ましく、セル厚が2〜4μmであるVA型表示モード、IPS型表示モード、OCB型表示モードに構成されるのが好ましい。 The liquid crystal display mode in the liquid crystal display device includes STN type, TN type, GH type, ECB type, ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, VA type, IPS type, OCB type, ASM type, and various other types. Preferably mentioned. Among them, in the liquid crystal display device of the present invention, from the viewpoint of exhibiting the effect of the present invention most effectively, a display mode that easily causes display unevenness due to fluctuations in the cell thickness of the liquid crystal cell is desirable, and the cell thickness is 2 to 4 μm. The VA display mode, the IPS display mode, and the OCB display mode are preferably configured.
本発明の液晶表示装置の基本的な構成態様としては、(a)薄膜トランジスタ(TFT)等の駆動素子と画素電極(導電層)とが配列形成された駆動側基板と、対向電極(導電層)を備えた対向基板とをフォトスペーサを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成したもの、(b)駆動基板と、対向電極(導電層)を備えた対向基板とをフォトスペーサを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成したもの、等が挙げられ、本発明の液晶表示装置は、各種液晶表示機器に好適に適用することができる。 The basic configuration of the liquid crystal display device of the present invention includes: (a) a driving side substrate in which driving elements such as thin film transistors (TFTs) and pixel electrodes (conductive layers) are arranged; and a counter electrode (conductive layer). And (b) a driving substrate and a counter substrate provided with a counter electrode (conductive layer). The liquid crystal display device of the present invention can be suitably applied to various liquid crystal display devices, and the like. .
液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田龍男編集、側工業調査会、1994年発行)」に記載がある。本発明の液晶表示装置には、本発明の液晶表示素子を備える以外に特に制限はなく、例えば前記「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載された種々の方式の液晶表示装置に構成することができる。中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示装置を構成するのに有効である。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)、1996年発行)」に記載がある。 The liquid crystal display device is described in, for example, “Next-generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, side industry research committee, published in 1994)”. The liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited except that it includes the liquid crystal display element of the present invention. For example, the liquid crystal display device can be configured as various types of liquid crystal display devices described in the “next-generation liquid crystal display technology”. . In particular, it is effective in constructing a color TFT liquid crystal display device. The color TFT liquid crystal display device is described in, for example, “Color TFT liquid crystal display (Kyoritsu Publishing Co., Ltd., issued in 1996)”.
本発明の液晶表示装置は、既述の本発明の液晶表示素子を備える以外は、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角補償フィルム、反射防止フィルム、光拡散フィルム、防眩フィルムなどの様々な部材を用いて一般的に構成できる。これら部材については、例えば「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島健太郎、(株)シーエムシー、1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉、(株)富士キメラ総研、2003等発行)」に記載されている。 The liquid crystal display device of the present invention is an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, a viewing angle compensation film, an antireflection film, a light diffusion film, except that the liquid crystal display device of the present invention described above is provided. It can be generally configured using various members such as an antiglare film. Regarding these members, for example, “'94 Liquid Crystal Display Peripheral Materials / Chemicals Market (Kentaro Shima, CMC Co., Ltd., published in 1994)”, “Current Status and Future Prospects of the 2003 Liquid Crystal Related Market (Part 2)” (Fuji Chimera Research Institute, Inc., 2003, etc.) ”.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
本実施例では、以下の化合物を採用した。
(A1)オキシム系重合開始剤
(A1−1)下記化合物:特開2007−231000号公報に記載の方法で合成した。
(A1) Oxime polymerization initiator (A1-1) The following compound was synthesized by the method described in JP-A-2007-231000.
(A2)重合開始剤2
(A2−1)下記化合物:IRGACURE 379(BASF社製)
(A2-1) The following compound: IRGACURE 379 (manufactured by BASF)
(C)重合性モノマー
(C−1)下記重合性モノマー:M−520(東亜合成化学株式会社製)、平均酸価:30±10mgKOH/g
(C−5)PETA(ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの40:60(重量比)の混合物)(東亞合成製、KAYARAD M−305)(酸価:0mgKOH/g)
(C-5) PETA (40:60 (weight ratio) mixture of pentaerythritol tetraacrylate and pentaerythritol triacrylate) (manufactured by Toagosei Co., Ltd., KAYARAD M-305) (acid value: 0 mgKOH / g)
(D)アルカリ可溶性樹脂
以下のモノマーをカッコに記載の割合(質量比)で重合させたバインダーを採用した。ここで、BzMAは、ベンジルメタクリレートを、MMAはメタクリル酸を、AAはアクリル酸を、CHMAはシクロヘキシルメタクリレートを、GMA−MMAはグリシジルメタクリレートを、AllylMAはアリルメタクリレートをそれぞれ示す。
下記の酸価の単位は、mgKOH/gであり、ガラス転移点(Tg)の単位は℃である、Mwは重量平均分子量を示している。
(D) Alkali-soluble resin The binder which superposed | polymerized the following monomers in the ratio (mass ratio) as described in parenthesis was employ | adopted. Here, BzMA is benzyl methacrylate, MMA is methacrylic acid, AA is acrylic acid, CHMA is cyclohexyl methacrylate, GMA-MMA is glycidyl methacrylate, and AllylMA is allyl methacrylate.
The unit of the following acid value is mgKOH / g, the unit of the glass transition point (Tg) is ° C., and Mw indicates the weight average molecular weight.
(D1)
D1−1:BzMA(53)/MAA(47)(酸価:195、Tg:92、Mw11000)
D1−2:BzMA(60)/AA(40)(酸価:167、Tg:63.9、Mw11000)
D1−3:BzMA(60)/MAA(40)(酸価:160、Tg:84.5、Mw11000)
D1−4:BzMA(70)/MAA(30)(酸価:113、Tg:74.9、Mw11000)
D1−5:BzMA(20)/MAA(80)(酸価:483、Tg:84.4、Mw11000)
D1−6:BzMA(40)/MAA(60)(酸価:275、Tg:110、Mw11000)
D1−7:BzMA40/AA60(酸価:296、Tg:72、Mw11000)
D1−8:BzMA30/AA70(酸価:380、Tg:77.5、Mw11000)
D1−9:AllylMA(50)/MAA(50)(酸価:264、Tg:92、Mw11000)
D1−10:MMA(100)(酸価:651、Tg:228、Mw11000)
D1−11:BzMA40/nBuA20/AA40(酸価:179、Tg:32.8、Mw11000)
D1−12:MMA70/MAA30(酸価:175、Tg:132、Mw11000)
(D1)
D1-1: BzMA (53) / MAA (47) (acid value: 195, Tg: 92, Mw 11000)
D1-2: BzMA (60) / AA (40) (acid value: 167, Tg: 63.9, Mw11000)
D1-3: BzMA (60) / MAA (40) (acid value: 160, Tg: 84.5, Mw 11000)
D1-4: BzMA (70) / MAA (30) (acid value: 113, Tg: 74.9, Mw 11000)
D1-5: BzMA (20) / MAA (80) (acid value: 483, Tg: 84.4, Mw 11000)
D1-6: BzMA (40) / MAA (60) (acid value: 275, Tg: 110, Mw 11000)
D1-7: BzMA40 / AA60 (acid value: 296, Tg: 72, Mw 11000)
D1-8: BzMA30 / AA70 (acid value: 380, Tg: 77.5, Mw 11000)
D1-9: Allyl MA (50) / MAA (50) (acid value: 264, Tg: 92, Mw 11000)
D1-10: MMA (100) (acid value: 651, Tg: 228, Mw 11000)
D1-11: BzMA40 / nBuA20 / AA40 (acid value: 179, Tg: 32.8, Mw11000)
D1-12: MMA70 / MAA30 (acid value: 175, Tg: 132, Mw 11000)
(D2)
D2−1:CHMA(46)/MMA(2)/GMA−MMA(32)/MAA(20)(酸価:66、Tg:98)、Mw40000)
D2−2:CHMA(40)/MMA(2)/GMA−MMA(31)/MAA(27)(酸価:91、Tg:103、Mw40000)
D2−3:下記化合物(昭和高分子製、SPCF−9X)(酸価:36、Tg:140、Mw9000)
D2−5:AllylMA(80)/MAA(20)(酸価:95、Tg:53、Mw35000 )
D2−6:AllylMA(60)/AA(40)(酸価:215、Tg:52、Mw30000)
D2−7:AllylMA(50)/AA(50)(酸価:283、Tg:58、Mw30000)
D2−8:下記化合物(ダイセル・サイテック製、サイクロマーP ACA230AA)(酸価:30、Tg120、Mw14000)
D2-1: CHMA (46) / MMA (2) / GMA-MMA (32) / MAA (20) (acid value: 66, Tg: 98), Mw 40000)
D2-2: CHMA (40) / MMA (2) / GMA-MMA (31) / MAA (27) (acid value: 91, Tg: 103, Mw 40000)
D2-3: The following compound (Showa High Polymer, SPCF-9X) (acid value: 36, Tg: 140, Mw 9000)
D2-5: Allyl MA (80) / MAA (20) (acid value: 95, Tg: 53, Mw 35000)
D2-6: Allyl MA (60) / AA (40) (acid value: 215, Tg: 52, Mw 30000)
D2-7: Allyl MA (50) / AA (50) (acid value: 283, Tg: 58, Mw 30000)
D2-8: The following compound (manufactured by Daicel Cytec, Cyclomer P ACA230AA) (acid value: 30, Tg120, Mw14000)
(E)光増感剤
下記化合物:(日本化薬製、KAYACURE DETX−S )
実施例1
<感光性樹脂組成物の調製>
下記表に示す成分を、下記に示す割合で混合して、撹拌し、感光性樹脂組成物を調製した。以下に示す添加量はいずれも質量部を表す。
(組成1)
・(A1)光重合開始剤 0.36部
・(A2)光重合開始剤 0.72部
・(B)溶剤:PGMEA 44.8部
・(B)溶剤:3−エトキシエチルプロピオネート 19.2部
・(C)重合性モノマー: 19.4部
・(D1)アルカリ可溶性樹脂1 12.75部
・(E)光増感剤: 2.52部
・重合禁止剤:p−メトキシフェノール 0.03部
・密着助剤:KBM403(信越化学(株)製) 0.18部
・界面活性剤:メガファックF781−F(DIC(株)製、フッ素系界面活性剤)
0.04部
Example 1
<Preparation of photosensitive resin composition>
The components shown in the following table were mixed in the proportions shown below and stirred to prepare a photosensitive resin composition. All the addition amounts shown below represent parts by mass.
(Composition 1)
-(A1) Photopolymerization initiator 0.36 parts-(A2) Photopolymerization initiator 0.72 parts-(B) Solvent: 44.8 parts of PGMEA-(B) Solvent: 3-ethoxyethyl propionate 19. 2 parts. (C) Polymerizable monomer: 19.4 parts. (D1) Alkali-soluble resin 1 12.75 parts. (E) Photosensitizer: 2.52 parts. Polymerization inhibitor: p-methoxyphenol. 03 parts ・ Adhesion aid: KBM403 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.18 parts ・ Surfactant: Megafac F781-F (manufactured by DIC Corporation, fluorine-based surfactant)
0.04 parts
<感光性樹脂組成物を用いたフォトスペーサ用パターンの形成>
上記により得られた感光性樹脂組成物を用いて、以下の如く基板上にパターンを形成した。
<Formation of Photospacer Pattern Using Photosensitive Resin Composition>
Using the photosensitive resin composition obtained as described above, a pattern was formed on the substrate as follows.
−感光性樹脂組成物層の形成−
得られた感光性樹脂組成物を、ITO付ガラス基板(日本板硝子(株)製N−07、0.7mm厚)に塗布した。具体的には、ポストベーク後の感光性樹脂組成物層の乾燥後の膜厚が約4.0μmとなるようにスリットノズルと基板との間隔、吐出量を調節して塗布した。
-Formation of photosensitive resin composition layer-
The obtained photosensitive resin composition was applied to a glass substrate with ITO (N-07, 0.7 mm thickness manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). Specifically, the photosensitive resin composition layer after post-baking was applied by adjusting the interval between the slit nozzle and the substrate and the discharge amount so that the film thickness after drying was about 4.0 μm.
−プリベーク工程−
次いで、感光性樹脂組成物層を、真空乾燥装置にて真空度が66Paに到達するまで乾燥した後、ホットプレートを用いて、80℃で120秒間加熱(プリベーク処理)を行なった。
-Pre-baking process-
Next, the photosensitive resin composition layer was dried with a vacuum dryer until the degree of vacuum reached 66 Pa, and then heated (prebaked) at 80 ° C. for 120 seconds using a hot plate.
−露光工程(プロキシミティ露光)−
プリベーク処理後、プロキシミティ露光機(日立ハイテクノロジーズ社製、LE5565A)を用い、マスク面と感光性樹脂層表面との間にi線カットフィルタSC−39(富士フイルム製)を置き、ハーフトーンマスクを介してメインフォトスペーサについては200mJ/cm2、サブフォトスペーサについては40mJ/cm2となるように露光した。
-Exposure process (proximity exposure)-
After the pre-bake treatment, a proximity exposure machine (Hitachi High-Technologies Corporation, LE5565A) is used, an i-line cut filter SC-39 (Fuji Film) is placed between the mask surface and the photosensitive resin layer surface, and a half-tone mask. 200 mJ / cm 2 for the main photo spacers through, the sub photo spacers were exposed so that 40 mJ / cm 2.
−現像工程、ベーク(ポストベーク)工程−
その後、現像装置(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、TMAH系現像液(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製FHD−5純水希釈品、0.5%)にて、24℃でシャワー圧を0.2MPaとして60秒間現像し、純水で洗浄した。
充分に乾燥後、230℃のオーブン中で20分ポストベークし、フォトスペーサ用パターンを得た。
-Development process, baking (post-baking) process-
Then, using a developing device (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the shower pressure was reduced to 0 at 24 ° C. with a TMAH developer (FHD-5 pure water diluted product, 0.5% manufactured by Fuji Film Electronics Materials). Developed at 2 MPa for 60 seconds and washed with pure water.
After sufficiently drying, it was post-baked in an oven at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a photospacer pattern.
得られたフォトスペーサ用パターンについて、ハーフトーン適正、形状、力学特性およびポリとベークマージンについて評価した。 The resulting photospacer pattern was evaluated for halftone suitability, shape, mechanical properties, and poly and bake margin.
実施例2〜28、比較例1〜11
実施例1の組成1において、(A)光重合開始剤の種類、(C)重合性モノマーの種類、(D)アルカリ溶解性樹脂の種類、および露光波長を表1に記載されるように変更し、それ以外は実施例1と同様にして、実施例2〜28、および比較例1〜11の各感光性樹脂組成物を調製した。ここで、アルカリ溶解性樹脂(D1)および(D2)を併用する場合においては、D1とD2の比率を50:50とした。さらに、得られた各感光性樹脂組成物を用いて、実施例1と同様にして、ハーフトーン適正、形状、力学特性およびポリとベークマージンについて評価した。
Examples 2-28, Comparative Examples 1-11
In composition 1 of Example 1, (A) Type of photopolymerization initiator, (C) Type of polymerizable monomer, (D) Type of alkali-soluble resin, and exposure wavelength were changed as described in Table 1. Otherwise, in the same manner as Example 1, photosensitive resin compositions of Examples 2 to 28 and Comparative Examples 1 to 11 were prepared. Here, when using alkali-soluble resin (D1) and (D2) together, the ratio of D1 and D2 was set to 50:50. Further, using each of the obtained photosensitive resin compositions, the halftone suitability, shape, mechanical properties, poly and bake margin were evaluated in the same manner as in Example 1.
(ハーフトーン適性)
得られたメインフォトスペーサおよびサブフォトスペーサの膜厚、および形状を観察しハーフトーン適性の評価を行った。膜厚測定および形状観察には非接触表面形状測定機NewView 7300(Zygo社製)を用いた。評価は5段階で、数字の大きいものほど良好な性能を示す。
5:メインフォトスペーサとサブフォトスペーサの膜厚差が0.5μm以上で、かつサブフォトスペーサの形状が台形状であるもの
4:メインフォトスペーサとサブフォトスペーサの膜厚差が0.4μm以上0.5μm未満で、かつサブフォトスペーサの形状が台形状であるもの
3:メインフォトスペーサとサブフォトスペーサの膜厚差が0.3μm以上0.4μm未満で、かつサブフォトスペーサの形状が台形状であるもの
2:メインフォトスペーサとサブフォトスペーサの膜厚差が0.3μm以上だが、サブフォトスペーサの形状が台形状でないもの
1:上記2〜5に該当しないもの
(Halftone suitability)
The film thickness and shape of the obtained main photo spacer and sub photo spacer were observed, and the halftone suitability was evaluated. A non-contact surface shape measuring instrument NewView 7300 (manufactured by Zygo) was used for film thickness measurement and shape observation. The evaluation is in five stages, and a larger number indicates better performance.
5: The film thickness difference between the main photo spacer and the sub photo spacer is 0.5 μm or more, and the sub photo spacer has a trapezoidal shape. 4: The film thickness difference between the main photo spacer and the sub photo spacer is 0.4 μm or more. Less than 0.5 μm and the shape of the sub photo spacer is trapezoid 3: The difference in film thickness between the main photo spacer and the sub photo spacer is not less than 0.3 μm and less than 0.4 μm, and the shape of the sub photo spacer is trapezoidal. Shape 2: A difference in film thickness between the main photo spacer and the sub photo spacer is 0.3 μm or more, but the sub photo spacer is not trapezoidal 1: Not corresponding to the above 2-5
(形状)
感光性樹脂組成物のサブフォトスペーサパターンの形状を光学顕微鏡にて観察し、評価した。評価は5段階で、数字の大きいものほど良好な性能を示す。
〈形状の評価基準〉
5:形状が台形状で、カケ・ハガレのないもの
4:一部のパターンの形状がドーム状で、カケ・ハガレのないもの
3:形状がドーム状で、カケ・ハガレのないもの
2:ごく一部にカケ・ハガレのみられるもの
1:カケ・ハガレ顕著なもの
(shape)
The shape of the sub-photo spacer pattern of the photosensitive resin composition was observed with an optical microscope and evaluated. The evaluation is in five stages, and a larger number indicates better performance.
<Evaluation criteria for shape>
5: The shape is trapezoidal, and there is no chipping or peeling. 4: The shape of some patterns is dome-shaped, and there is no peeling or peeling. 3: The shape is dome-shaped, and there is no peeling or peeling. Some of them are scratched or peeled.
(力学特性)
得られたフォトスペーサに対して、微小硬度計(DUH−W201、(株)島津製作所製)により次のようにして測定を行ない、変形回復率として評価した。測定は、50μmφの円錘台圧子を採用し、最大荷重50mN、保持時間5秒として、負荷−除荷試験法により行なった。この測定値から下記式により変形回復率〔%〕を求め、下記評価基準にしたがって評価した。測定は、22±1℃、50%RHの環境下で行なった。評価は5段階で、数字の大きいものほど良好な性能を示す。
変形回復率(%)
=(荷重開放後の回復量[μm]/荷重時の変形量[μm])×100
5:メインフォトスペーサ、サブフォトスペーサともに変形回復率が90%以上であるもの
4:上記5に該当せずメインフォトスペーサの変形回復率が90%以上であるもの
3:上記4および5に該当せずメインフォトスペーサの変形回復率が85%以上であるもの
2:上記3〜5に該当せずメインフォトスペーサの変形回復率が80%以上であるもの
1:上記2〜5に該当しないもの
(Mechanical properties)
The obtained photo spacer was measured with a micro hardness tester (DUH-W201, manufactured by Shimadzu Corporation) as follows and evaluated as a deformation recovery rate. The measurement was performed by a load-unloading test method using a frustum-type indenter with a diameter of 50 μm, a maximum load of 50 mN, and a holding time of 5 seconds. From this measured value, the deformation recovery rate [%] was obtained by the following formula and evaluated according to the following evaluation criteria. The measurement was performed in an environment of 22 ± 1 ° C. and 50% RH. The evaluation is in five stages, and a larger number indicates better performance.
Deformation recovery rate (%)
= (Recovery amount after release of load [μm] / Deformation amount under load [μm]) × 100
5: Deformation recovery rate of 90% or more for both main photospacer and sub-photospacer 4: Not applicable to 5 above, Deformation recovery rate of main photospacer of 90% or more 3: Applicable to 4 and 5 above No, the main photo spacer has a deformation recovery rate of 85% or more 2: Does not correspond to the above 3-5, and the main photo spacer has a deformation recovery rate of 80% or more 1: Does not correspond to the above 2-5
(ポストベークマージン(PBマージン))
感光性樹脂組成物を用いたパターン作成方法のうち、ポストベーク温度を230℃から215℃(−15℃)、220℃(−10℃)、225℃(−5℃)、235℃(+5℃)、240℃(+10℃)、245℃(+15℃)とした以外は前述の実施例と同様にしてパターンを作成した。このときの形状および力学特性の変化について、ポストベークマージンの評価を行った。評価は5段階で、数字の大きいものほど良好な性能を示す。
5:ポストベーク温度±15℃で形状および力学特性に変化がないもの
4:上記5に該当せずポストベーク温度±10℃で形状および力学特性に変化がないもの
3:上記4および5に該当せずポストベーク温度±5℃で形状および力学特性に変化がないもの
2:上記3〜5に該当せずポストベーク温度±5℃で形状、あるいは力学特性に変化がないもの
1:上記2〜5に該当しないもの
(Post-bake margin (PB margin))
Among the pattern forming methods using the photosensitive resin composition, the post-baking temperature is 230 ° C. to 215 ° C. (−15 ° C.), 220 ° C. (−10 ° C.), 225 ° C. (−5 ° C.), 235 ° C. (+ 5 ° C.). ), 240 ° C. (+ 10 ° C.), and 245 ° C. (+ 15 ° C.). The post bake margin was evaluated for changes in shape and mechanical properties at this time. The evaluation is in five stages, and a larger number indicates better performance.
5: No change in shape and mechanical properties at post-bake temperature ± 15 ° C. 4: Not applicable to 5 above, No change in shape and mechanical properties at post-bake temperature ± 10 ° C. 3: Applicable to 4 and 5 above No change in shape and mechanical properties at post-baking temperature ± 5 ° C. 2: No change in shape or mechanical properties at post-baking temperature ± 5 ° C. not corresponding to 3-5 above 1: No. 2 above Not applicable to 5
結果を下記表に示す。
上記表から明らかなとおり、実施例の感光性樹脂組成物を用いて得られた各フォトスペーサは、ハーフトーン適性に優れ形状も良好であり、かつ、力学特性およびポストベークマージンにも優れていた。実施例3と実施例9〜14、17、18の比較より、アルカリ可溶性樹脂を併用することにより、さらに力学特性およびポストベークマージンの改良効果が得られた。また、実施例15、16より、架橋性基を有しかつ適切な酸価およびTgを有するアルカリ可溶性樹脂を単独で用いても同様の効果が得られることがわかった。
これに対し、比較例1〜11の感光性樹脂組成物を用いて得られた各フォトスペーサは、ハーフトーン適性と力学特性、ポストベークマージンとの両立をなしえなかった。アルカリ可溶性樹脂の酸価が低い場合あるいはTgが高い場合、ハーフトーン適性が不足した。アルカリ可溶性樹脂の酸価が高い場合、現像液による表面侵食が進行しすぎてカケやハガレが発生した。アルカリ可溶性樹脂のTgが低い場合、ハーフトーンの膜厚差は得られるものの形状が不安定だったり、ポストベークマージンが得られなかったりした。
さらに、実施例1および2の比較から、本発明における感光性樹脂組成物はgh線露光のみならずghi線露光にも対応可能であることがわかった。
以上から、適切な範囲の酸価、Tgを有するアルカリ可溶性樹脂を用いることで、ハーフトーン適性および力学特性、ポストベークマージンについてのトータルでの性能を実現することができることがわかった。
As is clear from the above table, each photospacer obtained using the photosensitive resin composition of the example had excellent halftone suitability and good shape, and excellent mechanical properties and post-bake margin. . From the comparison between Example 3 and Examples 9 to 14, 17, and 18, the effect of improving the mechanical properties and the post-bake margin was further obtained by using the alkali-soluble resin in combination. Moreover, from Examples 15 and 16, it was found that the same effect can be obtained even when an alkali-soluble resin having a crosslinkable group and having an appropriate acid value and Tg is used alone.
On the other hand, each photospacer obtained using the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 11 could not achieve both halftone suitability, mechanical properties, and post-bake margin. When the acid value of the alkali-soluble resin is low or the Tg is high, the halftone suitability is insufficient. When the acid value of the alkali-soluble resin was high, the surface erosion by the developing solution progressed too much, causing chipping and peeling. When the Tg of the alkali-soluble resin was low, a halftone film thickness difference was obtained, but the shape was unstable or a post-bake margin could not be obtained.
Furthermore, from comparison between Examples 1 and 2, it was found that the photosensitive resin composition in the present invention can cope with not only gh-line exposure but also ghi-line exposure.
From the above, it has been found that by using an alkali-soluble resin having an acid value and Tg in an appropriate range, it is possible to realize a total performance of halftone suitability, mechanical properties, and post-bake margin.
本発明のPSパターンは、主PSもサブPSも、円柱型に近い形状とすることが容易であるため、車載ナビゲーション用タッチパネル、タッチパネル、携帯用モバイル機器およびスマートフォンなどの高精細を必要とする素子のPSとして用いることができる。 Since the PS pattern of the present invention can easily form a main PS and a sub PS in a shape close to a cylindrical shape, elements that require high definition such as a touch panel for in-vehicle navigation, a touch panel, a portable mobile device, and a smartphone. It can be used as PS.
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