[go: up one dir, main page]

JP2008208342A - 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ - Google Patents

樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ Download PDF

Info

Publication number
JP2008208342A
JP2008208342A JP2008012352A JP2008012352A JP2008208342A JP 2008208342 A JP2008208342 A JP 2008208342A JP 2008012352 A JP2008012352 A JP 2008012352A JP 2008012352 A JP2008012352 A JP 2008012352A JP 2008208342 A JP2008208342 A JP 2008208342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
resin composition
weight
polysiloxane
cured film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008012352A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Araki
斉 荒木
Mitsufumi Suwa
充史 諏訪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2008012352A priority Critical patent/JP2008208342A/ja
Publication of JP2008208342A publication Critical patent/JP2008208342A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

【課題】200℃から230℃の低温硬化が可能であり、熱硬化後、透明性、平坦性、ITO接着性、耐透水性に優れる硬化膜を得ることができるカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(a)フェニルトリアルコキシシランと、エポキシシクロヘキシルエチル基、3−グリシドキシプロピル基及び環状酸無水物基からなる群から選ばれる基を有するアルコキシシランを含む加水分解性シラン化合物を加水分解および縮合させることによって得られるポリシロキサン、および(b)溶剤を含有する樹脂組成物、並びにこれらと二重結合および/または三重結合を有する化合物及び光重合開始剤を含有する樹脂組成物、該組成物から形成された硬化膜及びカラーフィルタ。
【選択図】なし

Description

近年、液晶素子に色分解用カラーフィルタを組み合わせたカラー液晶表示素子が、多々実用化されている。一般的なカラーフィルタは、ガラス等の透明基板上に画素を形成し、その上に保護膜を設け、ついでITO透明電極を配するものであるが、この保護膜には保護膜よりも下層に位置する画素、ガラス、ブラックマトリックス成分として使用されるクロム、アクリルカーボンブラック等との接着性や、上層に位置するITOとの接着性が求められ、さらに画素不純物成分の遮蔽性、耐熱性、耐光性、耐溶剤性、高温高湿耐性、強靭性、平坦性、透明性等の幅広い特性が要求される。このような保護膜を形成する熱硬化性塗液組成物として、特に耐熱性の見地から次に挙げるようなシロキサンポリマーやシリコーンポリイミド前駆体等が用いられている。
アルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得られるシロキサンポリマーを含有した塗液組成物が知られている(特許文献1、2、5参照)。しかし、特許文献1、2、5に記載された組成物から膜を得るためには250℃以上の高温で熱処理する必要があり、これらの組成物を上記のようなカラーフィルタの保護膜に用いると、カラーフィルタに使用されている顔料が変質するという問題があった。また得られた膜は、ITOと接着性が悪いだけでなく、高温高湿の環境下に長期間保管すると、膜にピンホール状の欠陥やマイクロクラックが発生したりするといった問題(高温高湿耐性がない)も有していた。
また、シリコーンポリイミド前駆体を含有した塗液組成物が知られている(特許文献3、4参照)。しかし、これらを高温で熱処理して得られた膜はイミド結合を有しているため、ITOとの接着性は良好であるが、シリコーンポリイミド前駆体がイミドに変換されるときの硬化収縮が大きく、カラーフィルタの保護膜に使用する場合、平坦性が良好にならないという問題があった。さらに、シロキサンポリマーやシリコーンポリイミドを含有した塗液組成物は、透水性が極めて高いため、高温高湿の環境下でカラーフィルタの画素が変質する問題も有していた。
特開平5−288926号公報(請求項1) 特開平7−331172号公報(請求項1) 特開平8−259894号公報(請求項1、2) 特開平9−291150号公報(請求項1) 特開2000−39713号公報(請求項1)
本発明の目的は、200℃〜230℃の低温熱処理が可能であり、さらに、透明性、平坦性、ITO接着性に優れた膜を得ることができるだけでなく、特に、耐透水性に優れた樹脂組成物を提供する。またカラーフィルタの保護膜として有用な膜を形成できる樹脂組成物を提供する。
すなわち本発明は、(a)フェニルトリアルコキシシランと、一般式(1)および(2)で表されるアルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得られるポリシロキサン、および(b)溶剤を含有する樹脂組成物。
Figure 2008208342
は、エポキシシクロヘキシルエチル基、3−グリシドキシプロピル基および下記一般式(3)〜(5)で表される基からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基、炭素数1〜10のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2〜10の置換アルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれるいずれか基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0〜3の整数を表す。
Figure 2008208342
(R、R、Rは単結合、直鎖脂肪族基、カルボニル基、エーテル基、エステル結合を有する基、アミド基、芳香族環、環状脂肪族基からなる群から選ばれるいずれかの有機基を表す。h、lは0〜3の整数を表す。)
本発明の樹脂組成物によれば、ITOとの接着性、高温高湿耐性、平坦性に優れた硬化膜を得ることができ、さらに低透水性に優れた硬化膜を得ることができる。また、その硬化膜はTFT基板用平坦化膜、層間絶縁膜、カラーフィルタの保護膜として好適に用いることができる。
本発明で用いるポリシロキサンは、フェニルトリアルコキシシランと、一般式(1)および一般式(2)で表されるアルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得られる。フェニルトリアルコキシシランは、一般式(6)で表される。
Figure 2008208342
は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアリール基、炭素数1〜5のアシル基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
一般式(6)のRで挙げられたアルキル基、アシル基はいずれも置換基を有していてもよく、また置換基を有していない無置換体であってもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基が挙げられる。これらのうち、加水分解性の観点から、特に、メチル基、エチル基、アセチル基が好ましい。
一般式(1)で表されるアルコキシシランは、RSi(ORで表され、Rは、エポキシシクロヘキシルエチル基、3−グリシドキシプロピル基、一般式(3)〜(5)で表される基からなる群から選ばれるいずれかの基である。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基、炭素数1〜10のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2〜10の置換アルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれるいずれか基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
Figure 2008208342
h、lは0〜3の整数を表す。R、R、Rは単結合、直鎖脂肪族基、カルボニル基、エーテル基、エステル結合を有する基、アミド基、芳香族環、環状脂肪族基からなる群から選ばれるいずれかの有機基を表す。これらの有機基は置換されていてもされていなくてもよい。具体的には−C−、−C−、−C−、−O−、−COCHCH(OH)CHC−、−CO−、−CO−、−CONH−、以下にあげる有機基などがある。
Figure 2008208342
は、得られるポリシロキサンのアルカリ溶解性を良くすることからエポキシシクロヘキシルエチル基、3−グリシドキシプロピル基、2,5−ジオキソテトラヒドロフリルプロピル基が好ましく、またITOの接着性の観点から、エポキシシクロヘキシルエチル基が特に好ましい。
一般式(1)で表されるアルコキシシランの具体例は、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリフェノキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリメトキシシシリルプロピルフタル酸無水物、3−トリメトキシシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。これらのアルコキシシランは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
一般式(2)で表されるアルコキシシランは、(RSi(OR4−nで表され、Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0〜3の整数である。n=0の場合は4官能性シラン、n=1の場合は3官能性シラン、n=2の場合は2官能性シラン、n=3の場合は1官能性シランである。Rは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が膜を形成したときの耐透水性の点で好ましく、中でも重合時の加水分解が容易である観点からメチル基、エチル基が特に好ましい。
一般式(2)で表されるアルコキシシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシランなどの4官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシランなどの3官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシランなどの2官能性シラン、トリメチルメトキシシランなどの1官能性シランが挙げられる。これらのオルガノシランのうち、硬化膜の耐クラック性と硬度の点から3官能性シランが好ましく用いられる。また、これらのアルコキシシランは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明のポリシロキサンは、上記アルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得られる共重合体を含有し、ポリシロキサンの少なくとも一部に化学的に結合したシリカ粒子を含んでいてもよい。
本発明で用いられるシリカ粒子の平均粒子径は、好ましくは5nm〜30nmである。5nmより小さいとパターン解像度の向上が十分ではなく、30nmより大きいと硬化膜が光散乱し透明性が低下する。ここで、シリカ粒子の数平均粒子径は、比表面積法換算値を用いる場合には、シリカ粒子を乾燥後、焼成し、得られた粒子の比表面積を測定した後に、粒子を球と仮定して比表面積から粒子径を求め、数平均として平均粒子径を求める。用いる機器は特に限定されないが、アサップ2020(Micromeritics社製)などを用いることができる。
シリカ粒子はアルコキシシランの1種または2種以上を水、有機溶媒および塩基(好ましくは、アンモニア)の存在下で加水分解、重縮合させる方法などにより得られる。有機溶媒に分散したシリカ粒子は水性シリカ粒子分散媒である水を有機溶媒で置換することで得られる。分散媒の置換は水性シリカ粒子に有機溶媒を添加し、蒸留などの手段で水を留去させる方法等が挙げられる。溶媒の種類によっては低級アルコールを添加し、シリカ粒子の表面が一部エステル化される場合もある。ポリシロキサンやキノンジアジド化合物との相溶性の点から、有機溶媒に分散したシリカ粒子が好ましい。
シリカ粒子の具体例としては、イソプロパノールを分散剤とした平均粒子径12nmのIPA−ST、メチルイソブチルケトンを分散剤とした平均粒子径12nmのMIBK−ST、イソプロパノールを分散剤とした平均粒子径45nmのIPA−ST−L、イソプロパノールを分散剤とした平均粒子径100nmのIPA−ST−ZL、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散剤とした平均粒子径15nmのPGM−ST(以上商品名、日産化学工業(株)製)、γ−ブチロラクトンを分散剤とした平均粒子径12nmのオスカル101、γ−ブチロラクトンを分散剤とした平均粒子径60nmのオスカル105、ジアセトンアルコールを分散剤とした平均粒子径120nmのオスカル106、分散溶液が水である平均粒子径5〜80nmのカタロイド−S(以上商品名、触媒化成工業(株)製)、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散剤とした平均粒子径16nmのクォートロンPL−2L−PGME、平均粒子径12nmのクォートロンPL−1−PGME、γ−ブチロラクトンを分散剤とした平均粒子径17nmのクォートロンPL−2L−BL、平均粒子径13nmのクォートロンPL−1−BL、ジアセトンアルコールを分散剤とした平均粒子径17nmのクォートロンPL−2L−DAA、平均粒子径13nmのクォートロンPL−1−DAA、分散溶液が水である平均粒子径18〜20nmのクォートロンPL−2L、GP−2L、平均粒子径13〜15nmのクォートロンPL−1(以上商品名、扶桑化学工業(株)製)、平均粒子径が100nmであるシリカ(SiO)SG−SO100(商品名、共立マテリアル(株)製)、平均粒子径が5〜50nmであるレオロシール(商品名、(株)トクヤマ製)などが挙げられる。また、これらのシリカ粒子は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、用いるシリカ粒子の表面が反応性基を有していると、ポリシロキサンとシリカ粒子の結合を容易にし、膜の強度が高まる点から好ましい。反応性基としては、シラノール、アルコール、フェノールなどの水酸基、ビニル基、アクリル基、エチニル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。
シリカ粒子を用いる場合の混合比率は、Si原子モル数で、ポリマー全体のSi原子モル数に対して1〜50%が好ましい。シリカ粒子が50%より多いと、熱処理し、硬化膜とした場合、耐クラック性が低下する。
なお、ポリマー全体のSi原子モル数に対するシリカ粒子のSi原子モル比はIRにおいてSi−C結合由来のピークとSi−O結合由来のピークの積分比から求めることができる。ピークの重なりが多く求められない場合は、H−NMR、13C−NMR、IR、TOF−MSなどにより粒子以外のモノマーの構造を決定し、さらに元素分析法において発生する気体と残存する灰(すべてSiOと仮定する)の割合から求めることができる。
また、ポリシロキサン中において、膜の耐クラック性と硬度を両立させる点から、ポリシロキサン中にあるフェニル基の含有率はSi原子に対して40〜70モル%が好ましく、さらに好ましくは40〜60モル%である。フェニル基の含有率が70モル%より多いと硬度が低下し、フェニル基含有率が40モル%より少ないと耐クラック性が低下する。フェニル基の含有率は、例えば、ポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。
また、本発明で用いるポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は、好ましくはGPCで測定されるポリスチレン換算で1000〜100000、さらに好ましくは2000〜50000である。Mwが1000より小さいと塗膜性が悪くなり、100000より大きいと、アルカリ水溶液や溶剤への溶解性が悪くなる。アルカリ水溶液に可溶のポリシロキサンは好ましくは2000〜50000、ポリシロキサンの重量平均分子量は好ましくは5000〜100000が好ましい。Mwが5000よりも小さいと熱によるパターンだれが発生する温度が低くなってしまう場合がある。
また、シリカ粒子がポリシロキサンと均質化していることが好ましい。シリカ粒子が均質化していると硬化膜の硬度が向上し、現像時にプリベーク膜からシリカ粒子の析出を防ぐ。ここでいう「均質化している」とはシリカ粒子のシリカ成分とマトリックスのポリシロキサンが反応し、ポリシロキサン中にシリカ粒子が密度一定で組み込まれていることを指す。その状態は、透過型電子顕微鏡(以下、TEMと記述)でシリカ粒子とポリシロキサンの境界部分を観察することによって確認することができる。均質化している場合、TEM観察にてシリカ粒子とポリシロキサンとの境界線が観察されない。また、均質化した系は、同量のシリカ粒子をポリシロキサンに添加した系より高解像となる点からも均質化することが好ましい。
本発明の少なくとも一部に化学的に結合したシリカ粒子を含んだポリシロキサンを製造する方法としては、上述のオルガノシランに溶媒、水、必要に応じて触媒を添加してオルガノシランを加水分解し、シリカ粒子と加水分解されたオルガノシランを部分縮合させることにより得られる。シリカ粒子はオルガノシランとはじめから共存させておいてもよいし、オルガノシランを加水分解、重合させてポリシロキサンとしてからシリカ粒子を加えてさらに加熱してもよいが、好ましくは相溶性の点からオルガノシランの加水分解直後に滴下する方法が挙げられる。
塗膜性、貯蔵安定性の点から、加水分解、部分縮合後のポリシロキサン溶液には、副生成物のアルコールや水、触媒が含まれないことが好ましいため、この場合の部分縮合は、加水分解副生物(メタノールなどのアルコール)や縮合副生物(水)を留去しながら行うことが好適に用いられる。また、留去で除けない触媒の除去方法としては、イオン交換樹脂で処理する方法を用いることができる
ここで用いられる溶媒としては、好ましくはアルコール性水酸基を有する大気圧下の沸点が100℃〜190℃の化合物が用いられる。これらの溶剤を用いると、ポリシロキサンの室温安定性が向上するだけでなく、ポリシロキサン縮合時に、加水分解副生物(メタノールなどのアルコール)や縮合副生物(水)を留去することが可能となる。沸点が190℃より高いと、これを塗液組成物とした場合、膜中の残存溶剤量が多くなり熱硬化時の膜収縮が大きくなり、良好な平坦性が得られなくなる。一方、沸点が100℃より低いと、塗膜時の乾燥が速すぎて膜表面が荒れるなど塗膜性が悪くなる。
アルコール性水酸基を有する化合物の具体例としては、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、5−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールが挙げられる。これらの中でも、さらにカルボニル基を有する化合物が好ましく、特にジアセトンアルコールが好ましく用いられる。これらのアルコール性水酸基を有する化合物は、単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
溶媒の添加量はアルコキシシランもしくはアルコキシシランとシリカ粒子の合計量100重量%に対して10〜1000重量%が好ましい。また加水分解反応に用いる水の添加量は、加水分解性基1モルに対して0.5〜2モルが好ましい。
必要に応じて添加される触媒は、酸触媒、塩基触媒が好ましく用いられる。酸触媒の具体例としては塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂が挙げられる。塩基触媒の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシラン、イオン交換樹脂が挙げられる。触媒の添加量はアルコキシシランまたは/かつ直鎖状ポリシロキサンの混合物100重量%に対して0.01〜10重量%が好ましい。
さらに、本発明の樹脂組成物は、(c)二重結合および/または三重結合を含有する化合物および(d)光重合開始剤を含有してもよい。二重結合および/または三重結合を含有する化合物および光重合開始剤を含有すると、光照射により重合が進行することで膜が硬化し、同時に疎水性が向上するため透水性をより抑えることができる。また、本発明の樹脂組成物から形成される硬化膜の露光部がアルカリ水溶液に対して不溶化し、ネガ型のパターンを形成することができる。
二重結合を有する官能基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、スチリル基、アリル基などが挙げられる。二重結合を有する化合物の具体例としてはとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−ビニルナフタレン、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートメチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルカルバゾール、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレートなどが挙げられる。中でも、感度向上の観点からペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの多官能化合物が好ましい。また、疎水性向上の観点から、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートなどが好ましい。これらは単独で用いても、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
三重結合を有する官能基としてはエチニル基、プロパルギル基などが挙げられる。三重結合を有する化合物の具体例としては、1−ブチン、2−ブチン、エチニルベンゼン、1,4−ジエチニルベンゼン、1,3−ジエチニルベンゼン、1,2−ジエチニルベンゼン、1−エチニルナフタレン、2−エチニルナフタレン、4−エチニル無水フタル酸、酢酸プロパルギル、プロパルギル酸メチル、プロパルギル酸エチル、プロピン酸プロパルギルなどが挙げられる。これらは単独で用いても、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。重合性の観点から、二重結合を含有する化合物と組み合わせることが好ましい。
二重結合および/または三重結合を含有する化合物の添加量はポリシロキサンに対して、1〜250重量%であることが好ましく、さらに好ましくは15〜50重量%である。1重量%より少ないと、光照射による膜の硬化が十分ではなくパターン加工できない可能性がある。また、250重量%より多いと透過率が低下したり、プリベーク膜の疎水性が高くなりすぎて未露光部もアルカリ水溶液に不溶となり、パターン加工ができない可能性がある。
c)二重結合および/または三重結合を含有する化合物は、カルボキシル基および/または水酸基を含有しても良い。カルボキシル基および/または水酸基を含有することで基板との接着性が向上し、現像時のパターン剥がれが改善する。
二重結合を含有し、カルボキシル基および/または水酸基を含有する化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、N−メチロールアクリルアミド、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物(商品名エポキシエステル40EM、共栄社)、エチレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、プロピレングリコールジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物、プロピレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(商品名エポキシエステル70PA、共栄社)、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(商品名エポキシエステル200PA、共栄社)、グリセリンジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物、グリセリンジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(商品名エポキシエステル80MFA、共栄社)、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物(商品名エポキシエステル3000M、共栄社)、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(商品名エポキシエステル3000A、共栄社)、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物ジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物(商品名エポキシエステル3002M、共栄社)、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物ジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(商品名エポキシエステル3002A、共栄社)などが挙げられる。
三重結合を含有し、カルボキシル基および/または水酸基を含有する化合物の具体例としては、プロパルギルアルコール、プロピン酸、4−エチニルフタル酸、3−(3−アミノフェニル)プロピン酸、3−フェニルプロピン酸などが挙げられる。
二重結合および/または三重結合を含有し、カルボキシル基および/または水酸基を含有する化合物の添加量は、ポリシロキサン100重量%に対して1〜50重量%が好ましく、さらに好ましくは3〜30重量%である。1重量%よりも少ないと基板との接着性向上の効果が得られない可能性があり、50重量%よりも多いと疎水性が下がり、耐透水性が悪化する可能性がある。
(d)光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4,−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、3,3,4,4,−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類や3,5−ビス(ジエチルアミノベンジリデン)−N−メチル−4−ピペリドン、3,5−ビス(ジエチルアミノベンジリデン)−N−エチル−4−ピペリドンなどのベンジリデン類、7−ジエチルアミノ−3−テノニルクマリン、4,6−ジメチル−3−エチルアミノクマリン、3,3−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、7−ジエチルアミノ−3−(1−メチルメチルベンゾイミダゾリル)クマリン、3−(2−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリンなどのクマリン類、2−t−ブチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノンなどのアントラキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類、エチレングリコールジ(3−メルカプトプロピオネート)、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾキサゾール、2−メルカプトベンズイミダゾールなどのメルカプト類、N−フェニルグリシン、N−メチル−N−フェニルグリシン、N−エチル−N−(p−クロロフェニル)グリシン、N−(4−シアノフェニル)グリシンなどのグリシン類、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ビス(α−イソニトロソプロピオフェノンオキシム)イソフタル、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(o−ベンゾイルオキシム)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)などのオキシム類、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、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オンなどのα−アミノアルキルフェノン類、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾールなどが挙げられる。これらのうち、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ビス(α−イソニトロソプロピオフェノンオキシム)イソフタル、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(o−ベンゾイルオキシム)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)などのオキシム類が好ましく、特に好ましくは、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ビス(α−イソニトロソプロピオフェノンオキシム)イソフタル、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(o−ベンゾイルオキシム)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)である。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
(d)の光重合開始剤含有量は、ポリシロキサンに対して0.1〜30重量%が好ましい。0.1重量%より少ないと、光照射により発生するラジカルの量が少なく膜の硬化が不十分なためにパターン加工できない可能性がある。また、30重量%より多いと透過率が低下したり、解像度が極端に悪化する可能性がある。
さらに、本発明の樹脂組成物は、熱または光により酸を発生する化合物を含有してもよい。
さらに、本発明の樹脂組成物には(e)熱または光により酸を発生する化合物、あるいは、熱または光により塩基を発生する化合物を含有してもよい。発生した酸または塩基によって熱硬化時のポリシロキサンの架橋が促進され、硬化膜の耐溶剤性が向上する。
本発明で用いる熱により酸を発生する化合物(熱酸発生剤)としては、SI−60、SI−80、SI−100、SI−110、SI−145、SI−150、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−145L、SI−150L、SI−160L、SI−180L(いずれも、三新化学工業(株)製)、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−アセチルフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−ベンゾイルオキシフェニルメチルスルホニウム、これらのメタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、カンファースルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩が挙げられる。より好ましくは4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−アセチルフェニルメチルスルホニウム、2−メチルベンジル−4−ベンゾイルオキシフェニルメチルスルホニウム、これらのメタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、カンファースルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩が挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
熱酸発生剤の好ましい添加量はポリシロキサン100重量部に対して0.01〜10重量部であり、さらに好ましくは0.01〜5重量部である。0.01重量部より少ないとポリシロキサンの架橋促進剤としての機能が十分に発揮されず低硬度の膜となり、10重量部より多いと、感度の低下やクラックの発生、透明性の低下を引き起こす。
本発明で用いる光により酸を発生する化合物(光酸発生剤)としては、例えば、イミノスルホネートの具体例として、PAI−101、PAI−106(以上みどり化学(株)製)、CGI−1311(チバスペシャリティケミカルズ社製)、スルホンイミド化合物の具体例としては、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド(SI−105(みどり化学(株)製))、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド(SI−106(みどり化学(株)製))、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド(SI−101(みどり化学(株)製))、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド(PI−105(みどり化学(株)製))、N−(フェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(NDI−100(みどり化学(株)製))、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(NDI−101(みどり化学(株)製))、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(NDI−105(みどり化学(株)製))、N−(ノナフルオロブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(NDI−109(みどり化学(株)製))、N−(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(NDI−106(みどり化学(株)製))、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−105(みどり化学(株)製))、N−(カンファスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−106(みどり化学(株)製))、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−101(みどり化学(株)製))、N−(フェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−100(みどり化学(株)製))、N−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−109(みどり化学(株)製))、N−(ブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド(NAI−1004(みどり化学(株)製))、等が挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
光酸発生剤の好ましい添加量はポリシロキサン100重量部に対して0.01〜10重量部であり、さらに好ましくは0.01〜5重量部である。0.01重量部より少ないとポリシロキサンの架橋促進剤としての機能が十分に発揮されず低硬度の膜となり、10重量部より多いと、クラックの発生、透明性の低下を引き起こす。
熱または光により塩基を発生する化合物(塩基発生剤)は、コバルトなど遷移金属錯体、オルトニトロベンジルカルバメート類、α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジルカルバメート類、アシルオキシイミノ類などが挙げられる。
光照射により発生する塩基の種類としては有機、無機の塩基のいずれの場合も好ましく用いることができるが、光照射による発生効率、ポリシロキサンの架橋における触媒効果、ポリシロキサン溶液への溶解性などの点から有機アミン類が特に好ましい。発生する有機アミン類の種類としては脂肪族、芳香族のいずれでもよく、また、1官能でも多官能でも良い。紫外線照射により発生するアミン類の具体例としては、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、デシルアミン、セチルアミン、ヒドラジン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ベンジルアミン、アニリン、ナフチルアミン、フェニレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ヘキサメチルテトラミン、ピペリジン、ピペラジンなどが挙げられる。
好ましい塩基発生剤の具体例として、遷移金属錯体としては、ブロモペンタアンモニアコバルト過塩素酸塩、ブロモペンタメチルアミンコバルト過塩素酸塩、ブロモペンタプロピルアミンコバルト過塩素酸塩、ヘキサアンモニアコバルト過塩素酸塩、ヘキサメチルアミンコバルト過塩素酸塩、ヘキサプロピルアミンコバルト過塩素酸塩などがあげられる。
オルトニトロベンジルカルバメート類としては、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]メチルアミン、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]プロピルアミン、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキシルアミン、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]アニリン、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ピペリジン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサメチレンジアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]フェニレンジアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]トルエンジアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ジアミノジフェニルメタン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ピペラジン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]メチルアミン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]プロピルアミン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキシルアミン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]アニリン、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ピペリジン、ビス[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサメチレンジアミン、ビス[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]フェニレンジアミン、ビス[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]トルエンジアミン、ビス[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ジアミノジフェニルメタン、ビス[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ピペラジンなどが挙げられる。
α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジルカルバメート類としては、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]メチルアミン、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]プロピルアミン、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキシルアミン、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]アニリン、[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ピペリジン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサメチレンジアミン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]フェニレンジアミン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]トルエンジアミン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ジアミノジフェニルメタン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ピペラジンなどが挙げられる。
アシルオキシイミノ類としては、プロピオニルアセトフェノンオキシム、プロピオニルベンゾフェノンオキシム、プロピオニルアセトンオキシム、ブチリルアセトフェノンオキシム、ブチリルベンゾフェノンオキシム、ブチリルアセトンオキシム、アジポイルアセトフェノンオキシム、アジポイルベンゾフェノンオキシム、アジポイルアセトンオキシム、アクロイルアセトフェノンオキシム、アクロイルベンゾフェノンオキシム、アクロイルアセトンオキシムなどがあげられる。上記の塩基発生剤の中でも、ポリシロキサンを効率よく架橋させるために発生する塩基は強いことが望ましく、塩基のpkaは11以上、好ましくは12以上、さらに好ましくは13以上であることが好ましい。特に好ましいものとしては、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサメチレンジアミン、ビス[[(α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。
塩基発生剤の好ましい添加量はポリシロキサン100重量部に対して0.01〜10重量部であり、さらに好ましくは0.01〜5重量部である。0.01重量部より少ないとポリシロキサンの架橋促進剤としての機能が十分に発揮されず低硬度の膜となり、10重量部より多いと、クラックの発生、透明性の低下を引き起こす。
本発明の樹脂組成物に光酸発生剤もしくは熱酸発生剤を用いる場合、増感剤を併用してもよい。このときの増感剤は熱処理により気化する、および/または硬化膜に残存した場合においても、光照射によって退色する増感剤が好ましい。
上記の熱処理により気化する、および/または光照射によって退色する増感剤の具体例としては、3,3’−カルボニルビス(ジエチルアミノクマリン)などのクマリン、9,10−アントラキノンなどのアントラキノン、ベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、アセトフェノン、4−メトキシアセトフェノン、ベンズアルデヒドなどの芳香族ケトン、ビフェニル、1,4−ジメチルナフタレン、9−フルオレノン、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、アントラセン、9−フェニルアントラセン、9−メトキシアントラセン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ビス(4−メトキシフェニル)アントラセン、9,10−ビス(トリフェニルシリル)アントラセン、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン(DPA、川崎化成(株)製)、9,10−ジブトキシアントラセン(DBA、川崎化成(株)製)、9,10−ジペンタオキシアントラセン、2―t−ブチル−9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ビス(トリメチルシリルエチニル)アントラセンなどの縮合芳香族などが挙げられる。
これらの増感剤の中で、熱処理により気化する増感剤は、好ましくは熱処理により昇華、蒸発、熱分解による熱分解物が昇華または蒸発する増感剤である。また、増感剤の気化温度としては、好ましくは130℃〜250℃、さらに好ましくは150℃〜200℃である。増感剤の気化温度が130℃より低いと、増感剤がプリベーク中に気化して光照射プロセス中に存在しなくなり、光による酸発生あるいは、塩基発生が起こらず、200℃〜230℃での硬化が不十分となることがある。一方、増感剤の気化温度が250℃より高いと、増感剤が熱硬化時に気化せず硬化膜中に残存し、無色透明性が低下することがある。
一方、光照射によって退色する増感剤は、透明性の観点から可視光領域における吸収が光照射によって退色する増感剤が好ましい。また、さらに好ましい光照射によって退色する化合物は、光照射によって二量化する化合物である。光照射によって二量化することによって、分子量が増大して不溶化するので、耐溶剤性向上、耐熱性向上、透明硬化膜からの抽出物の低減という効果が得られる。
また、増感剤は高感度を達成できるという点、光照射によって二量化して退色するという点からアントラセン系化合物が好ましく、さらに、9,10位が水素であるアントラセン系化合物は熱に不安定であるので、9,10−二置換アントラセン系化合物であることが好ましい。さらに、増感剤の溶解性の向上と光二量化反応の反応性の観点から一般式(7)で表される9,10−ジアルコキシアントラセン系化合物であることが好ましい。
Figure 2008208342
(R〜R14はそれぞれ独立して、水素、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エチニル基、アリール基、アシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。R15、R16は炭素数1〜20のアルコキシ基およびその他の有機基で置換されたアルコキシ基を表す。)
一般式(7)のR〜R14は、それぞれ独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アリール基、アシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基が挙げられる。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アクリロキシプロピル基、メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。化合物の気化性、光二量化の反応性の点から、R〜R14は水素、または炭素数は1〜6までの有機基であることが好ましい。さらに好ましくは、R、R10、R11、R14は水素であることが好ましい。
一般式(7)のR15、R16は炭素数1〜20のアルコキシ基、およびその他の有機基で置換されたアルコキシ基を表す。アルコキシ基に置換する具体的な置換基としてはアルコキシ基、アシル基などがあげられる。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、メトキシエトキシ基、1−メトキシ−2−プロポキシ基、1−アセチル−2−プロポキシ基が挙げられるが、化合物の溶解性と光二量化による退色反応の点から、プロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。
増感剤を用いる場合、シロキサンポリマーに対して0.001〜5重量%、さらに好ましくは0.005〜1重量%の範囲で添加するのが好ましい。この範囲を外れると、透明性が低下するので注意を要する。0.001重量%を下回ると、200℃〜230℃での硬化が不十分となることがある。一方、5重量%を上回ると、硬化膜中に残存して、無色透明性が低下することがある。
さらに、本発明の樹脂組成物は熱架橋性化合物を含有してもよい。熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋する化合物であり、架橋によりポリシロキサン骨格中に取り込まれる化合物である。熱架橋性化合物を含有することによって硬化膜の架橋度が高くなる。これによって硬化膜の耐溶剤性が向上する。
熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋し、ポリシロキサン骨格中に取り込まれる化合物であれば特に制限されないが、好ましくは、エポキシ構造、オキセタン構造の群から選択される構造を2個以上有する化合物が挙げられる。
エポキシ構造を2個以上有する化合物の具体例としては、エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト400E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト80MF、エポライト4000、エポライト3002(以上商品名、共栄社化学工業(株)製)、デナコールEX−212L、デナコールEX−214L、デナコールEX−216L、デナコールEX−850L、デナコールEX−321L(以上、商品名、ナガセケムテックス(株)製)、GAN、GOT、EPPN502H、NC3000、NC6000(以上商品名、日本化薬(株)製)、エピコート828、エピコート1002、エピコート1750、エピコート1007、YX8100−BH30、E1256、E4250、E4275(以上、商品名、ジャパンエポキシ(株)製)、エピクロンEXA−9583、HP4032、エピクロンN695、HP7200(以上商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、テピックS、テピックG、テピックP(以上商品名、日産化学工業(株)製)、エポトートYH−434L(商品名、東都化成(株)製)などが挙げられる。
オキセタン構造を2個以上有する化合物の具体例としては、OXT−121、OXT−221、OX−SQ−H、OXT−191、PNOX−1009、RSOX(以上、商品名、東亜合成(株)製)、エタナコールOXBP、エタナコールOXTP(以上、商品名、宇部興産(株)製)などが挙げられる。
なお、上記の熱架橋性化合物は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
熱架橋性化合物の添加量は、好ましくはポリシロキサンに対して0.1〜10重量%の範囲である。熱架橋性化合物の添加量が0.1重量%より少ない場合、ポリシロキサンの架橋が不十分で効果が少ない。一方、熱架橋性化合物の添加量が10重量%より多い場合、硬化膜の無色透明性が低下したり、組成物の貯蔵安定性が低下する。
さらに、本発明の樹脂組成物は必要に応じて、溶剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤、シランカップリング剤などの添加剤を含有することもできる。
溶剤は、ポリシロキサン縮合時に使用される溶媒に加えて、組成物調製時に添加される。その溶剤としては例えば、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテートなどのエステル類、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、炭酸プロピレン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンなどのケトン類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類が挙げられる。溶剤の添加量は、ポリシロキサンに対して、好ましくは100〜1000重量%の範囲である。
次に、本発明の樹脂組成物を用いて硬化膜を形成する方法について説明する。樹脂組成物を基板上に塗布する。基板としてはカラーフィルタ、シリコンウェハ、セラミックス類、ガラス類などが用いられるが、これらに限定されない。塗布方法としてはスピンナを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スリットなどの方法がある。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが通常、プリベーク後の膜厚が、0.1〜5μmになるように塗布される。
次に樹脂組成物を塗布した基板をプリベークして、樹脂組成物膜を得る。プリベークはオーブン、ホットプレート、赤外線などを使用し、50℃から150℃の範囲で30秒から1時間行うのが好ましい。プリベーク後の膜厚は、0.1〜15μmとするのが好ましい。
プリベーク後、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、パラレルライトマスクアライナー(PLA)などの紫外可視露光機を用い、10〜1000mJ/cm程度(波長365nm露光量換算)を所望のマスクを介してパターニング露光する。また、本発明の樹脂組成物は、PLAによる露光での感度が10〜1000mJ/cmであることが好ましい。感度が1000mJ/cmより低いと、パターン形成時の放射線露光時間が長くなるために生産性が低下したり、放射線露光量が多くなるために下地基板からの反射量が多くなりパターン形状が悪化する。
前記のPLAによるパターニング露光での感度は、例えば以下の方法により求められる。組成物をシリコンウェハにスピンコーターを用いて任意の回転数でスピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で2分間プリベークし、膜厚4μmの膜を作製する。作製した膜をPLA(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、超高圧水銀灯を感度測定用のグレースケールマスクを介して露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で任意の時間パドル現像し、次いで水で30秒間リンスする。形成されたパターンにおいて、30μmのラインアンドスペースパターンを1対1の幅で解像する露光量を感度として求める。
パターニング露光後、現像により未露光部が溶解し、ネガ型のパターンを得ることができる。現像方法としては、シャワー、ディッピング、パドルなどの方法で現像液に5秒〜10分間浸漬することが好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液を用いることができる。具体的例としてはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩などの無機アルカリ、2−ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、コリン等の4級アンモニウム塩を1種あるいは2種以上含む水溶液等が挙げられる。また、必要に応じて現像液に界面活性剤を入れても良い。
現像後、水でリンスすることが好ましく、つづいて50〜150℃の範囲でプリベークを行うこともできる。
その後、この膜をホットプレート、オーブンなどの加熱装置で200〜230℃の温度を30分〜3時間程度加えて硬化膜を得る。解像度は、好ましくは30μm以下である。
本発明の樹脂組成物が(c)二重結合および/または三重結合基を含有する化合物および、(d)光重合開始剤を含有しない場合には、紫外可視露光機による露光の際にマスクを介する必要はなく、続く現像のプロセスも行う必要はない。さらに、光酸発生剤等も含有しない場合には、紫外可視露光機を用いたプロセスも省略できる。
また、本発明の樹脂組成物は、硬化膜の絶縁信頼性の観点から、樹脂組成物中に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン濃度が、それぞれ10ppm以下であることが好ましい。さらに好ましくは1ppm以下である。塗液中に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン濃度が、それぞれ10ppmを上回ると、絶縁性が低下する。樹脂組成物のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を10ppm以下にするには、ポリシロキサンを重合する際に用いるモノマー、水、および溶剤などの組成物を形成する各材料のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を制御する。前記モノマー、水、溶剤の各材料のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度が2ppm以下であると、樹脂組成物のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を10ppm以下にすることができる。触媒を用いる場合は、添加する触媒のそれらが50ppm以下であることが好ましい。重合時に必要に応じて添加するシリカ粒子分散溶液のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度は、2ppm以下であることが好ましい。また、組成物調合に用いる溶剤も2ppm以下であることが好ましい。必要に応じて添加する光重合開始剤、二重結合および/または三重結合を有する化合物、光または熱によって酸を発生する化合物、光または熱によって塩基を発生する化合物、増感剤、架橋性化合物のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度は50ppm以下であることが好ましい。また、樹脂組成物の調合に用いる容器は無アルカリガラス容器、ポリプロピレン容器、高密度ポリエチレン容器、ステンレス容器などであると、ナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度が増加しないため好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、波長400nmでの膜厚3μmあたりの透過率が93%以上の硬化膜を得ることができる。光透過率が93%より低いと、カラーフィルタ用の保護膜として用いた場合、バックライトが通過する際に色変化が起こり、白色表示が黄色味を帯びることがある。
本発明の樹脂組成物から得られる硬化膜は、カラーフィルタ用の保護膜等に好適に使用され、高透明性、高平坦性、ITO接着性、耐透水性の硬化膜を有し、本発明の硬化膜を用いた液晶ディスプレイや有機EL表示素子は画面の明るさと信頼性に優れている。
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。実施例中のカラーフィルタの作製、樹脂組成物の評価は以下の方法により行った。
なお、用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。
DAA:ジアセトンアルコール
EDM:ジエチレングリコールエチルメチルエーテル
GBL:γ−ブチロラクトン
TMAH:水酸化テトラメチルアンモニウム
HPE:2−ヒドロキシプロピオン酸エチル
DBA:9,10−ジブトキシアントラセン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
樹脂ブラックマトリクス層の作製
温度計、乾燥窒素導入口、温水・冷却水による加熱・冷却装置、および、攪拌装置を付した20リットルの反応釜に、γ−ブチロラクトン(GBL)16644.1g、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル 600.7g(3モル)、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン670.2g(2.7モル)、ビス−3−(アミノプロピル)テトラメチルシロキサン74.6g(0.3モル)を投入し、釜を30℃に加熱した。30分後、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物644.4g(2モル)、ピロメリット酸二無水物641.3g(2.94モル)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物294.2g(1モル)を投入し、釜を58℃に加熱した。3時間後、無水マレイン酸 11.8g(0.12モル)を添加し、58℃でさらに1時間加熱することにより、ポリアミック酸のNMP溶液(P1)を得た。
カーボンブラック4.6g、ポリアミック酸溶液(P1)24g、N−メチルピロリドン61.4gをガラスビーズ90gとともにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、カーボンブラックミルベースを得た。また、ピグメントブルー15:6を2.2g、ポリアミック酸溶液(P1)24g、N−メチルピロリドン63.8gをガラスビーズ90gとともにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、青色顔料ミルベースを得た。得られたカーボンブラックミルベースおよび青色顔料ミルベースを全量混合し、樹脂ブラックマトリクス用ペーストを作製した。
樹脂ブラックマトリクス用ペーストを無アルカリガラス基板(厚さ0.7mm)上にスピンコートし、50℃で10分間、90℃で10分間、110℃で20分間オーブンを用いて空気中でプリベークして、膜厚1.3μmのブラックマトリクス用樹脂膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製OFPR−800)を塗布し、80℃で20分間プリベークして膜厚1μmのレジスト膜を得た。キヤノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、波長365nmでの強度が50mJ/cmの紫外線を照射した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38重量%の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストおよびブラックマトリクス用樹脂膜の現像を同時に行った。エッチング後、不要となったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートで剥離した。次いでパターンが形成されたブラックマトリクス用樹脂膜を窒素雰囲気中で300℃で30分間熱処理し、膜厚1μmの樹脂ブラックマトリクス層を得た。
着色層の作製
次に、赤色、緑色、青色の各顔料として、それぞれ、ピグメントレッド177、ピグメントグリーン36、ピグメントブルー15:6を用意し、ポリアミック酸溶液(P1)とそれぞれの顔料を混合分散し、赤色、緑色、青色の3種類の着色ペーストを得た。
得られた赤ペーストを樹脂ブラックマトリクス層上にスピンコートし、空気中で50℃で10分間、90℃で10分間、110℃で20分間オーブンを用いてプリベークし、膜厚1.2μmの赤色の樹脂膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製OFPR−800)を塗布し、80℃で20分間プリベークして膜厚1.1μmのレジスト膜を得た。キヤノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、波長365nmでの強度が50mJ/cmの紫外線を照射した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38重量%の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストおよび赤色の樹脂膜の現像を同時に行った。エッチング後、不要となったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートで剥離した。次いでパターンが形成された赤色の樹脂膜を窒素雰囲気中で300℃で30分間熱処理し、膜厚1μmのポリイミド赤色パターン膜を得た。
赤色のパターンを形成したことと同様にして、緑ペースト、青ペーストのパターンを形成し、赤、緑、青の3原色を有するカラーフィルタを作製した。
樹脂組成物膜の作製
上記で作製されたカラーフィルタ上及び6インチガラス基板に、本発明の樹脂組成物(以下ワニスと呼ぶ)を、下記の膜厚の測定方法に基づいてプリベーク後の膜厚が3.5μmとなるように塗布し、ついでホットプレ−ト(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、100℃で2分プリベークすることにより、樹脂組成物膜を形成した。
樹脂組成物膜の膜厚測定方法
大日本スクリーン製造(株)製ラムダエースSTM−602を使用し、屈折率1.50で樹脂組成物膜の膜厚の測定を行った。
紫外線露光
カラーフィルタ上及び6インチガラス基板上に作製した樹脂組成物膜を、露光機(キヤノン(株)製コンタクトアライナーPLA501F)を用いて、紫外線強度5mW/cm(365nm換算)で3分間、グレースケールマスクを介してあるいは、介さずに紫外線全波長露光(主用波長:365nm、405nm、436nm)を行った。
現像
グレースケールマスクによりパターン露光した樹脂組成物膜を、自動現像装置(AD−2000、滝沢産業(株)製)を用いて2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液であるELM−D(三菱ガス化学(株)製)または5重量%水酸化カリウム(KOH)水溶液であるCD150−CR(JSR(株)製)を100倍に希釈した水溶液で40秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。
感度
露光、現像後、30μmのラインアンドスペースパターンを1対1の幅に形成する露光量(以下、これを最適露光量という)を感度とした。露光量はI線照度計で測定した。
パターン接着性
露光、現像後、感度露光量における1対1のラインアンドスペースパターンが剥離しない最小の線幅を測定した。
硬化膜の作製
上記のようにパターン加工された、あるいは紫外線露光された、あるいは紫外線露光されないカラーフィルタ上の樹脂組成物膜及び、6インチガラス基板上の樹脂組成物膜を、オーブン(タバイエスペック(株)製IHPS−222)を用いて、空気中、各実施例、比較例に示した温度、時間で熱処理し、硬化膜を得た。
解像度
最適露光量におけるキュア後の最小パターン寸法をキュア後解像度とした。
透明性の評価
上記のように6インチガラス基板上に作製した硬化膜について、紫外可視分光光度計MultiSpec−1500((株)島津製作所製)を用いて400nm/2μmの膜透過率を測定し、透明性の指標とした。
平坦性の評価
カラーフィルタ上に形成された硬化膜について、赤、緑、青の各画素上の面内における表面段差を、サーフコム1500A(東京精密(株)製)を用いて測定した、
耐透水性の評価
カラーフィルタ上に形成された硬化膜および、6インチガラス基板上に作製した硬化膜について、この両方の膜を121℃、100%RHの高温高湿雰囲気下に1日間放置し、高温高湿雰囲気放置前後の画素(赤、緑、青)上の400nmにおける光の透過率をそれぞれ求め、高温高湿雰囲気放置前後の透過率の差を算出し、各画素の変化率とした。400nmにおける光の透過率は紫外可視分光光度計MultiSpec−1500((株)島津製作所製)を用いて測定した。また3画素の透過率の変化率平均を耐透水性を評価した。3画素の透過率の変化率平均が95%以上を良好、それ以外を不良とした。
赤の初期透過率=硬化膜付きカラーフィルタの赤の透過率−硬化膜付きガラス基板の透過率
高温高湿雰囲気放置後の赤の透過率=高温高湿雰囲気放置後の硬化膜付きカラーフィルタの赤の透過率−高温高湿雰囲気放置後硬化膜付きガラス基板の透過率
赤の変化率(%)=高温高湿雰囲気放置後の赤の透過率÷赤の初期透過率×100
緑の画素、青の画素も上記と同様にして、変化率を算出する。
3画素の透過率の変化率平均(耐透水性評価)=(赤の変化率+緑の変化率+青の変化率)÷3 。
ITO接着性の評価
6インチガラス基板に形成された硬化膜上に、スパッタリング装置HSR−521A((株)島津製作所製)を用いて、RFパワー1.4kW、真空度6.65×10−1Paで12.5分間スパッタリングすることにより、膜厚が150nmで、表面抵抗が15Ω/□のITOを成膜し、JIS「K5400」8.5.2(1990)碁盤目テープ法に準じてITOと硬化膜の接着性を評価した。ガラス基板上のITO表面に、カッターナイフでガラス板の素地に到達するように、直交する縦横11本ずつの平行な直線を1mm間隔で引いて、1mm×1mmのマス目を100個作製した。切られたITO表面にセロハン粘着テ−プ(幅=18mm、粘着力=3.7N/10mm)を張り付け、消しゴム(JIS S6050合格品)で擦って密着させ、テープの一端を持ち、板に直角に保ち瞬間的に剥離した際のマス目の残存数を目視によって評価した。残存数100個を良好、それ以外を不良とした。
ナトリウムイオン濃度、カリウムイオン濃度の測定
樹脂組成物約3gを白金るつぼに精秤し、バーナーで炭化した後、電気炉(550℃、マッフルファーネス太陽((株)イスズ製作所製))で灰化する。得られた灰を硫酸とフッ化水素酸で加熱処理したものを希硝酸に溶解し試料溶液とする。得られた溶液を、原子吸光分析装置AA−6200((株)島津製作所製)を用いて、ナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定する。この測定値から樹脂組成物中のナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を算出する。
アクリル樹脂組成物、ノボラック樹脂組成物に関しては灰化の操作は行わず、そのまま原子吸光分析装置AA−6200((株)島津製作所製)を用いて、ナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定する。
合成例1 ポリシロキサン溶液(i)の合成
メチルトリメトキシシラン37.46g(0.275モル)、フェニルトリメトキシシラン79.32g(0.4モル)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン12.32g(0.05モル)、シリカ粒子DAA溶剤分散液クォートロンPL−2L−DAA(平均粒子径=17nm、扶桑化学工業(株)製:固形分26.4重量%)を62.58g(Si原子数で0.275モル)、ジアセトンアルコール(DAA)86.06gを500mlの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水40.05gにリン酸0.291gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから45分加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計89g留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液が、ポリマー濃度が43重量%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(i)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5500であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して40モル%であった。ポリマーの重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)(展開溶剤:テトラヒドロフラン、展開速度:0.4ml/分)を用いてポリスチレン換算で測定した。フェニル基の含有率はポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積の比から測定した。
合成例2 ポリシロキサン溶液(ii)の合成
メチルトリメトキシシラン13.62g(0.1モル)、フェニルトリメトキシシラン118.98g(0.6モル)、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸78.78g(0.3モル)、DAA140.87gを500mlの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水59.4gにリン酸0.106g(仕込みモノマーに対して0.05重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから45分加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計89g留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液が、ポリマー濃度が43重量%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(ii)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は7500であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して60モル%であった。
合成例3 ポリシロキサン溶液(iii)の合成
シリカ粒子DAA溶剤分散液クォートロンPL−2L−DAA(平均粒子径=17nm)をPL−1−DAA(平均粒子径=13nm、扶桑化学工業(株)製:固形分26.4重量%)に換える以外は合成例1と同様にしてポリシロキサン溶液(iii)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5500であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して40モル%であった。
合成例4 ポリシロキサン溶液(iv)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを81.72g(0.6モル)、フェニルトリメトキシシランを79.32g(0.4モル)、DAAを107.36g仕込み、室温で攪拌しながら水54gにリン酸0.322g(仕込みモノマーに対して0.2重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計115g留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が43重量%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(iv)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は6000であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して40モル%であった。
合成例5 ポリシロキサン溶液(v)の合成
500mlの三口フラスコに、フェニルトリメトキシシランを138.81g(0.7モル)、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸78.7g(0.3モル)DAAを119.78g仕込み、室温で攪拌しながら水59.4gにリン酸0.109g(仕込みモノマーに対して0.05重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計115g留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が43重量%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(v)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5000であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して70モル%であった。
合成例6 ポリシロキサン溶液(vi)の合成
メチルトリメトキシシラン61.8g(0.5モル)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン55.44g(0.225モル)、シリカ粒子DAA溶剤分散液クォートロンPL−2L−DAA(扶桑化学工業(株)製:固形分26.4重量%)を62.58g(Si原子数で0.275モル)、DAA82.36gを500mlの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水43.2gにリン酸0.28gを溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから45分加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計89g留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液が、ポリマー濃度が43重量%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(vi)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5500であり、フェニル基の含有量はSi原子に対して0モル%であった。
Figure 2008208342
合成例7 アクリル樹脂溶液(vii)の合成
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5g、EDM200gを500mlの三口フラスコに仕込んだ。引き続きスチレン25g、メタクリル酸20g、メタクリル酸グリシジル45g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート10gを仕込み、室温でしばらく攪拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱攪拌した。得られたアクリル樹脂のEDM溶液に、ポリマー濃度が43重量%となるようにさらにEDMを加えて、アクリル樹脂溶液(vii)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は15000であった。
合成例8 アクリル樹脂溶液(viii)の合成
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5g、EDM200gを500mlの三口フラスコに仕込んだ。引き続きスチレン25g、メタクリル酸50g、メタクリル酸メチル25gを仕込み、室温でしばらく攪拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱攪拌した。得られたアクリル樹脂のEDM溶液を室温に戻し、ジメチルベンジルアミンの10重量%EDM溶液を4g添加し、メタクリル酸グリシジルの33重量%EDM溶液60gを、滴下漏斗を用いて約10分かけて滴下した。その後、フラスコを100℃のオイルバスに浸けて、1時間加熱攪拌した。得られたアクリル樹脂のEDM溶液に、ポリマー濃度が43重量%となるようにさらにEDMを加えて、アクリル樹脂溶液(viii)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は17000であった。
合成例9 ノボラック樹脂の溶液(ix)の合成
冷却管と撹拌装置を装着した2リットルのセパラブルフラスコに、m−クレゾール172.8g(1.6モル)、2.3−ジメチルフェノール36.6g(0.3モル)、3.4−ジメチルフェノール12.2g(0.1モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液12.6g(ホルムアルデヒド:1.5モル)、シュウ酸2水和物12.6g(0.1モル)及びメチルイソブチルケトン554gを加え、30分撹拌した後、1時間静置した。2層に分離した上層をデカンテーションによって除去し、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル(HPE)を加え、残存メチルイソブチルケトン、水を減圧濃縮によって除去し、ノボラック樹脂のHPE溶液を得た。得られたノボラック樹脂のHPE溶液に、ポリマー濃度が43重量%となるようにHPEを加えて、ノボラック樹脂のHPE溶液(ix)を得た。
実施例1
ポリシロキサン溶液(i)11.07g(ポリシロキサン100重量部に相当)を、DAA0.09gおよびGBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスA)を得た。得られたワニスAを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、紫外線露光は行わず、230℃で1時間、熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスAのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例2
ポリシロキサン溶液(i)10.82g(ポリシロキサン100重量部に相当)、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.093g(2重量部)、9,10−ジブトキシアントラセン(DBA、川崎化成(株)製)0.014g(0.3重量部)を、DAA0.232gおよびGBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスB)を得た。得られたワニスBを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介さず紫外線露光した後、210℃で1.5時間、熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスBのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例3
ポリシロキサン溶液(i)10.82g(ポリシロキサン100重量部に相当)、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート(三新化学工業(株)製)0.093g(2重量部)を、DAA0.213gおよびGBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスC)を得た。得られたワニスCを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、200℃で1.5時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスCのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例4
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(ii)に換える以外は実施例1と同様にして樹脂組成物(ワニスD)を得た。得られたワニスDを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、230℃で2時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスDのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例5
ポリシロキサン溶液(ii)10.82g(ポリシロキサン100重量部に相当)、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート(三新化学工業(株)製)0.093g(2重量部)を、DAA0.213gおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスE)を得た。得られたワニスEを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、220℃で1時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスEのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例6
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(iii)に換える以外は実施例1と同様にして樹脂組成物(ワニスF)を得た。得られたワニスFを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、230℃で2時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスFのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例7
ポリシロキサン溶液(i)8.99g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.116g(3重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)を、DAA1.339g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスG)を得た。得られたワニスGを用いて、前記のようにカラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスGのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例8
エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)を1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(o−ベンゾイルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)に換える以外は、実施例7と同様にして樹脂組成物(ワニスH)を得た。得られたワニスHを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスHのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例9
ポリシロキサン溶液(i)8.99g(ポリシロキサン100重量部に相当)、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.116g(3重量部)、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)製)0.038g(1重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)を、DAA1.339g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスI)を得た。得られたワニスIを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスIのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例10
ポリシロキサン溶液(i)8.83g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.114g(3重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.379g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.379g(10重量部)、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.076g(2重量部)、DBA(川崎化成(株)製)0.011g(0.3重量部)を、DAA1.433g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスJ)を得た。得られたワニスJを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスJのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例11
ポリシロキサン溶液(i)8.78g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.113g(3重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.377g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.377g(10重量部)、1,4−ジエチニルベンゼン(和光純薬(株)製)0.113g(3重量部)を、DAA1.461g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスK)を得た。得られたワニスKを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスKのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例12
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(ii)に換える以外は実施例7と同様にして樹脂組成物(ワニスL)を得た。得られたワニスLを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、0.05%のKOH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスLのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例13
ポリシロキサン溶液(i)8.78g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.113g(3重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.377g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.377g(10重量部)、2−アクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学工業(株)製)0.113g(3重量部)を、DAA1.461g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスM)を得た。得られたワニスMを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスMのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
実施例14
2−アクリロイロキシエチルコハク酸をプロパルギルアルコール(和光純薬(株)製)に換える以外は実施例15と同様にして樹脂組成物(ワニスN)を得た。得られたワニスNを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスNのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例1
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(iv)に換える以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物(ワニスO)を得た。得られたワニスOを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介さず紫外線露光した後、200℃で1時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスOのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例2
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(v)に換える以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物(ワニスP)を得た。得られたワニスPを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、紫外線露光は行わず、280℃で1時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスPのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例3
ポリシロキサン溶液(i)をポリシロキサン溶液(vi)に換える以外は、実施例5と同様にして樹脂組成物(ワニスQ)を得た。得られたワニスQを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、220℃で1時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスQのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例4
アクリル樹脂溶液(vii)を10.82g、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.093g(2重量部)、DBA(川崎化成(株)製)0.014g(0.3重量部)を、EDM2.413g、DAA1.408gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスR)を得た。得られたワニスRを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介さず紫外線露光した後、230℃で1時間、熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスRのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例5
ノボラック樹脂溶液(ix)11.07gを、HPE2.862gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%HPE溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスS)を得た。得られたワニスSを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した後、紫外線露光は行わず、220℃で1時間熱処理し硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスSのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例6
ポリシロキサン溶液(iv)10.51g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.136g(3重量部)、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.0904g(2重量部)、DBA(川崎化成(株)製)0.0136g(0.3重量部)を、DAA0.477g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスT)を得た。得られたワニスTを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した。その後、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像したが、現像時に露光部が溶解しパターンを作製することができなかった。また、前記のようにしてワニスTのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例7
ポリシロキサン溶液(iv)9.05g(ポリシロキサン100重量部に相当)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.389g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.389g(10重量部)、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.0778g(2重量部)、DBA(川崎化成(株)製)0.0117g(0.3重量部)、を、DAA1.31g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスU)を得た。得られたワニスUを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した。その後、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像したが、現像時に露光部が溶解しパターンを作製することができなかった。また、前記のようにしてワニスUのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例8
ポリシロキサン溶液(iv)10.81g(ポリシロキサン100重量部に相当)、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド(みどり化学(株)製)0.093g(2重量部)、DBA(川崎化成(株)製)0.014g(0.3重量部)を、DAA0.301g、GBL2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスX)を得た。得られたワニスXを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製した。その後、マスクを介して紫外線露光した後、2.38%のTMAH水溶液で40秒現像したが、現像時に露光部が溶解しパターンを作製することができなかった。また、前記のようにしてワニスXのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
比較例9
アクリル樹脂溶液(viii)8.99g(ポリシロキサン100重量部に相当)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.116g(3重量部)、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学工業(株)製)0.387g(10重量部)を、EDM1.339g、DAA2.772gに溶解させ、シリコーン系界面活性剤であるBYK−333(ビックケミージャパン(株)製)の1重量%DAA溶液を0.07g(組成物全量に対して濃度50ppmに相当)加え撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、樹脂組成物(ワニスY)を得た。得られたワニスYを用いて前記のように、カラーフィルタ上及びガラス基板上に樹脂組成物膜を作製し、マスクを介して紫外線露光した後、0.05%のKOH水溶液で40秒現像して感度、パターン接着性を測定した。その後220℃で1時間熱処理して硬化膜を作製し、透明性、平坦性、耐透水性、ITO接着性について評価を行った。また、前記のようにしてワニスYのナトリウムイオン濃度およびカリウムイオン濃度を測定した。
ワニスA〜Yの組成表を表2及び表4に、実施例1〜14と比較例1〜9の結果を表3および表5に示す。
Figure 2008208342
Figure 2008208342
Figure 2008208342
Figure 2008208342

Claims (9)

  1. (a)フェニルトリアルコキシシランと、一般式(1)および(2)で表されるアルコキシシランを加水分解および縮合させることによって得られるポリシロキサン、および(b)溶剤を含有する樹脂組成物。
    Figure 2008208342
    (Rは、エポキシシクロヘキシルエチル基、3−グリシドキシプロピル基および下記一般式(3)〜(5)で表される基からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基、炭素数1〜10のアルキルオキシカルボニル基、炭素数2〜10の置換アルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれるいずれか基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の置換アルキル基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基からなる群から選ばれるいずれかの基を表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0〜3の整数を表す。)
    Figure 2008208342
    (R、R、Rは単結合、直鎖脂肪族基、カルボニル基、エーテル基、エステル結合を有する基、アミド基、芳香族環、環状脂肪族基からなる群から選ばれるいずれかの有機基を表す。h、lは0〜3の整数を表す。)
  2. さらに、(c)二重結合および/または三重結合を含有する化合物および、(d)光重合開始剤を含有する請求項1記載の樹脂組成物。
  3. (c)二重結合および/または三重結合を含有する化合物がカルボキシル基および/または水酸基を含有する請求項2記載の樹脂組成物。
  4. (a)ポリシロキサンの少なくとも一部に化学結合したシリカ粒子を含んでいる請求項1記載の樹脂組成物。
  5. シリカ粒子の平均粒子径が、5nm〜30nmである請求項4記載の樹脂組成物。
  6. さらに、(e)熱または光により酸を発生する化合物、あるいは、熱または光により塩基を発生する化合物を含有する請求項1または2記載の樹脂組成物。
  7. ナトリウムイオン、カリウムイオン濃度が、それぞれ10ppm以下である請求項1または2記載の樹脂組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか記載の樹脂組成物から形成された硬化膜であって、波長400nmにおける膜厚3μmあたりの光透過率が93%以上である硬化膜。
  9. 請求項8記載の硬化膜を具備するカラーフィルタ。
JP2008012352A 2007-01-31 2008-01-23 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ Pending JP2008208342A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008012352A JP2008208342A (ja) 2007-01-31 2008-01-23 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007020579 2007-01-31
JP2008012352A JP2008208342A (ja) 2007-01-31 2008-01-23 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008208342A true JP2008208342A (ja) 2008-09-11

Family

ID=39784927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008012352A Pending JP2008208342A (ja) 2007-01-31 2008-01-23 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008208342A (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033926A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成装置
WO2010061744A1 (ja) 2008-11-27 2010-06-03 東レ株式会社 シロキサン樹脂組成物およびそれを用いたタッチパネル用保護膜
JP2013041165A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Jsr Corp カラーフィルタ、液晶表示素子およびカラーフィルタの製造方法
KR20130035762A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기실록산 중합체를 포함하는 저온 경화성 수지 조성물
US8871426B2 (en) 2011-09-08 2014-10-28 Samsung Display Co., Ltd. Photoresist composition for color filter and method for forming color filter
JP2015052075A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 東レ・ファインケミカル株式会社 ポリオルガノシロキサンとその製造方法
JP2015147897A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 東レ・ファインケミカル株式会社 ポリオルガノシロキサン及びその製造方法
KR20160026881A (ko) * 2013-07-02 2016-03-09 도레이 카부시키가이샤 포지티브형 감광성 수지 조성물, 그것을 경화시켜서 이루어지는 경화막 및 그것을 구비하는 광학 디바이스
JP2016040353A (ja) * 2014-08-12 2016-03-24 日本曹達株式会社 有機無機複合体及びその形成用組成物
US9704724B2 (en) 2011-12-26 2017-07-11 Toray Industries, Inc. Photosensitive resin composition and method for producing semiconductor device
WO2018105679A1 (ja) * 2016-12-08 2018-06-14 シャープ株式会社 ブラックマトリックス用組成物、ブラックマトリックス、およびブラックマトリックスの製造方法
JP2019526649A (ja) * 2016-08-19 2019-09-19 アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ ブラックマトリックス用組成物、およびそれを用いたブラックマトリックスの製造方法
CN111443573A (zh) * 2019-01-16 2020-07-24 台湾永光化学工业股份有限公司 负型感光性树脂组合物及其用途
CN113563797A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 罗门哈斯电子材料有限责任公司 具有增加的贮存期的可固化树脂组合物
US11999844B2 (en) 2020-03-09 2024-06-04 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optically clear shear thickening fluids and optical display device comprising same

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06200032A (ja) * 1992-09-30 1994-07-19 Dow Corning Corp エポキシ官能性固体シリコーン樹脂の製造方法
JPH07157715A (ja) * 1993-10-12 1995-06-20 Toray Ind Inc コーティング用組成物の製造方法
JPH08290942A (ja) * 1995-04-19 1996-11-05 Asahi Glass Co Ltd 被膜形成用組成物
JPH09279034A (ja) * 1996-02-16 1997-10-28 Toray Ind Inc 熱硬化性樹脂溶液組成物
JP2001115032A (ja) * 1999-10-22 2001-04-24 Kansai Paint Co Ltd ポリシロキサン複合重合体粒子及びその製造方法、及びこれを用いた水性塗料組成物
JP2005004052A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Shin Etsu Chem Co Ltd 感光性シリコーン樹脂組成物及びその硬化物並びにネガ型微細パターンの形成方法
JP2005321667A (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Shin Etsu Chem Co Ltd 微細パターン転写用原版の形成材料、転写用原版及びその作製方法
JP2007009080A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Nagase Chemtex Corp 光学コーティング組成物
WO2007135909A1 (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha 熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物
JP2008007640A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Mitsubishi Chemicals Corp シロキサン樹脂、熱硬化性組成物、硬化物、tftアクティブマトリックス基板、カラーフィルタ基板及び液晶表示装置
JP2008088300A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物及び積層体

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06200032A (ja) * 1992-09-30 1994-07-19 Dow Corning Corp エポキシ官能性固体シリコーン樹脂の製造方法
JPH07157715A (ja) * 1993-10-12 1995-06-20 Toray Ind Inc コーティング用組成物の製造方法
JPH08290942A (ja) * 1995-04-19 1996-11-05 Asahi Glass Co Ltd 被膜形成用組成物
JPH09279034A (ja) * 1996-02-16 1997-10-28 Toray Ind Inc 熱硬化性樹脂溶液組成物
JP2001115032A (ja) * 1999-10-22 2001-04-24 Kansai Paint Co Ltd ポリシロキサン複合重合体粒子及びその製造方法、及びこれを用いた水性塗料組成物
JP2005004052A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Shin Etsu Chem Co Ltd 感光性シリコーン樹脂組成物及びその硬化物並びにネガ型微細パターンの形成方法
JP2005321667A (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Shin Etsu Chem Co Ltd 微細パターン転写用原版の形成材料、転写用原版及びその作製方法
JP2007009080A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Nagase Chemtex Corp 光学コーティング組成物
WO2007135909A1 (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha 熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物
JP2008007640A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Mitsubishi Chemicals Corp シロキサン樹脂、熱硬化性組成物、硬化物、tftアクティブマトリックス基板、カラーフィルタ基板及び液晶表示装置
JP2008088300A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物及び積層体

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033926A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成装置
TWI450932B (zh) * 2008-11-27 2014-09-01 Toray Industries 矽氧烷樹脂組成物及使用它之觸控面板用保護膜
KR101643262B1 (ko) 2008-11-27 2016-07-27 도레이 카부시키가이샤 실록산 수지 조성물 및 그것을 사용한 터치 패널용 보호막
CN102227455A (zh) * 2008-11-27 2011-10-26 东丽株式会社 硅氧烷树脂组合物和使用该组合物的接触面板用保护膜
WO2010061744A1 (ja) 2008-11-27 2010-06-03 東レ株式会社 シロキサン樹脂組成物およびそれを用いたタッチパネル用保護膜
KR20110097767A (ko) * 2008-11-27 2011-08-31 도레이 카부시키가이샤 실록산 수지 조성물 및 그것을 사용한 터치 패널용 보호막
JP5589387B2 (ja) * 2008-11-27 2014-09-17 東レ株式会社 シロキサン樹脂組成物およびそれを用いたタッチパネル用保護膜
US8492450B2 (en) 2008-11-27 2013-07-23 Toray Industries, Inc. Siloxane resin composition and protective film for touch panel using the same
CN102227455B (zh) * 2008-11-27 2013-11-06 东丽株式会社 硅氧烷树脂组合物和使用该组合物的接触面板用保护膜
CN102955188A (zh) * 2011-08-17 2013-03-06 Jsr株式会社 彩色滤光片、液晶显示元件及彩色滤光片的制造方法
KR101842085B1 (ko) * 2011-08-17 2018-03-26 제이에스알 가부시끼가이샤 컬러 필터, 액정 표시 소자 및 컬러 필터의 제조 방법
JP2013041165A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Jsr Corp カラーフィルタ、液晶表示素子およびカラーフィルタの製造方法
US8871426B2 (en) 2011-09-08 2014-10-28 Samsung Display Co., Ltd. Photoresist composition for color filter and method for forming color filter
KR20130035762A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기실록산 중합체를 포함하는 저온 경화성 수지 조성물
KR101865922B1 (ko) * 2011-09-30 2018-06-11 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기실록산 중합체를 포함하는 저온 경화성 수지 조성물
US9704724B2 (en) 2011-12-26 2017-07-11 Toray Industries, Inc. Photosensitive resin composition and method for producing semiconductor device
KR102245396B1 (ko) 2013-07-02 2021-04-28 도레이 카부시키가이샤 포지티브형 감광성 수지 조성물, 그것을 경화시켜서 이루어지는 경화막 및 그것을 구비하는 광학 디바이스
JPWO2015002183A1 (ja) * 2013-07-02 2017-02-23 東レ株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物、それを硬化させてなる硬化膜およびそれを具備する光学デバイス
KR20160026881A (ko) * 2013-07-02 2016-03-09 도레이 카부시키가이샤 포지티브형 감광성 수지 조성물, 그것을 경화시켜서 이루어지는 경화막 및 그것을 구비하는 광학 디바이스
US9989852B2 (en) * 2013-07-02 2018-06-05 Toray Industries, Inc. Positive photosensitive resin composition, cured film formed by curing same, and optical device equipped with same
JP2015052075A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 東レ・ファインケミカル株式会社 ポリオルガノシロキサンとその製造方法
JP2015147897A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 東レ・ファインケミカル株式会社 ポリオルガノシロキサン及びその製造方法
JP2016040353A (ja) * 2014-08-12 2016-03-24 日本曹達株式会社 有機無機複合体及びその形成用組成物
JP7170543B2 (ja) 2016-08-19 2022-11-14 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ブラックマトリックス用組成物、およびそれを用いたブラックマトリックスの製造方法
JP2019526649A (ja) * 2016-08-19 2019-09-19 アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ ブラックマトリックス用組成物、およびそれを用いたブラックマトリックスの製造方法
KR102395344B1 (ko) 2016-12-08 2022-05-10 샤프 가부시키가이샤 블랙 매트릭스용 조성물, 블랙 매트릭스, 및 블랙 매트릭스의 제조 방법
JPWO2018105679A1 (ja) * 2016-12-08 2019-10-31 シャープ株式会社 ブラックマトリックス用組成物、ブラックマトリックス、およびブラックマトリックスの製造方法
US11028270B2 (en) 2016-12-08 2021-06-08 Merck Patent Gmbh Black matrix composition, black matrix, and black matrix production method
KR20190100231A (ko) 2016-12-08 2019-08-28 샤프 가부시키가이샤 블랙 매트릭스용 조성물, 블랙 매트릭스, 및 블랙 매트릭스의 제조 방법
WO2018105679A1 (ja) * 2016-12-08 2018-06-14 シャープ株式会社 ブラックマトリックス用組成物、ブラックマトリックス、およびブラックマトリックスの製造方法
CN111443573A (zh) * 2019-01-16 2020-07-24 台湾永光化学工业股份有限公司 负型感光性树脂组合物及其用途
CN111443573B (zh) * 2019-01-16 2023-06-06 台湾永光化学工业股份有限公司 负型感光性树脂组合物及其用途
US11999844B2 (en) 2020-03-09 2024-06-04 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optically clear shear thickening fluids and optical display device comprising same
CN113563797A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 罗门哈斯电子材料有限责任公司 具有增加的贮存期的可固化树脂组合物
JP2021172825A (ja) * 2020-04-29 2021-11-01 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC 強化された貯蔵寿命を備える硬化性樹脂組成物
JP7269983B2 (ja) 2020-04-29 2023-05-09 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシー 強化された貯蔵寿命を備える硬化性樹脂組成物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008208342A (ja) 樹脂組成物、硬化膜、および硬化膜を有するカラーフィルタ
JP5034901B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
KR101739607B1 (ko) 포지티브형 감광성 수지 조성물, 그것으로부터 형성된 경화막, 및 경화막을 갖는 소자
JP6572769B2 (ja) ネガ型感光性樹脂組成物、それを硬化させてなる硬化膜およびその製造方法ならびにそれを具備する光学デバイスおよび裏面照射型cmosイメージセンサ
JP5765235B2 (ja) 感光性組成物、それから形成された硬化膜および硬化膜を有する素子
JP5003081B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP6746888B2 (ja) ディスプレイ用支持基板、それを用いたカラーフィルターおよびその製造方法、有機el素子およびその製造方法、ならびにフレキシブル有機elディスプレイ
JP6503674B2 (ja) 樹脂積層体、それを用いた有機el素子基板、カラーフィルター基板及びそれらの製造方法ならびにフレキシブル有機elディスプレイ
JP4853228B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子、並びにパターン形成方法
WO2016052323A1 (ja) ディスプレイ用支持基板、それを用いたカラーフィルターおよびその製造方法、有機el素子およびその製造方法、ならびにフレキシブル有機elディスプレイ
JP4670693B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP2009042422A (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP4967687B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP5659561B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP2007226214A (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP4725160B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP4687315B2 (ja) 感光性樹脂組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP2009169343A (ja) 感光性組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP5343649B2 (ja) 感光性組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP5169027B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
CN104423170B (zh) 感光性聚硅氧烷组合物、保护膜及具有保护膜的组件
JP2010032977A (ja) ポジ型感光性組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP4670665B2 (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP2013174872A (ja) 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、およびその硬化膜を有する素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121010

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121211