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JP2018120069A - ネガ型感光性樹脂組成物、硬化膜およびタッチパネル部材 - Google Patents

ネガ型感光性樹脂組成物、硬化膜およびタッチパネル部材 Download PDF

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JP2018120069A
JP2018120069A JP2017010864A JP2017010864A JP2018120069A JP 2018120069 A JP2018120069 A JP 2018120069A JP 2017010864 A JP2017010864 A JP 2017010864A JP 2017010864 A JP2017010864 A JP 2017010864A JP 2018120069 A JP2018120069 A JP 2018120069A
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photosensitive resin
negative photosensitive
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cured film
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English (en)
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雄介 福▲崎▼
Yusuke Fukuzaki
雄介 福▲崎▼
妹尾 将秀
Masahide Senoo
将秀 妹尾
欣彦 井上
Yoshihiko Inoue
欣彦 井上
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

【課題】骨見え現象を抑制し、高温高湿下に長時間晒された場合や超音波洗浄を行った場合にも基材との密着性に優れる硬化膜を得ることのできるネガ型感光性樹脂組成物を提供すること。【解決手段】(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)酸化物微粒子、(D)下記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有し、前記(C)酸化物微粒子を固形分100重量%中10〜70重量%含有するネガ型感光性樹脂組成物。【化1】(上記一般式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、R3およびR4はそれぞれ独立にアルキレン基を表す。また、mおよびnはそれぞれ正の整数を表す。ただし、m+nは4以上である。)【選択図】なし

Description

本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、硬化膜およびタッチパネル用部材に関する。
静電容量式タッチパネル、液晶表示装置、有機EL装置などには、一般的に、基板上にスズをドープした酸化インジウム(ITO)などの透明電極を形成した透明導電基板が用いられる。ITOにより形成された透明電極は、製膜温度により屈折率が大きく変化することから、ITO電極のある部分とない部分において色差が大きくなり、ITO電極が視認される現象(骨見え現象)が課題となる。そこで、骨見え現象を抑制する技術として、酸化物微粒子と、アルカリ可溶性樹脂と、フルオレン骨格含有化合物及び熱硬化性樹脂と多官能単量体から選択される成分を含有する反射防止膜用樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−91790号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術により、屈折率が高くなり骨見え現象を抑制することができるものの、基材との密着性が低下する課題があった。特に、高温高湿下に長時間晒された場合に、密着性の低下が顕著となる。また、樹脂組成物の加工工程において超音波洗浄が行われる場合にも、密着性の低下が顕著となる。
そこで、本発明は、骨見え現象を抑制し、高温高湿下に長時間晒された場合や超音波洗浄を行った場合にも基材との密着性に優れる硬化膜を得ることのできるネガ型感光性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、特定の構造を有する(メタ)アクリル化合物が上記課題の解決に貢献することを見出した。本発明は主として以下の構成からなる。
(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)酸化物微粒子、(D)下記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有し、前記(C)酸化物微粒子を固形分100重量%中10〜70重量%含有するネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2018120069
上記一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素またはメチル基を表し、RおよびRはそれぞれ独立にアルキレン基を表す。また、mおよびnはそれぞれ正の整数を表す。ただし、m+nは4以上である。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物によれば、骨見え現象を抑制することができ、高温高湿下に長時間晒された場合や超音波洗浄を行った場合にも基材との密着性に優れる硬化膜を得ることができる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)酸化物微粒子、(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有する。(A)アルカリ可溶性樹脂および(B)光重合開始剤を含有することにより、光照射部において(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物のラジカル重合が進行し、光照射部が不溶化するネガ型のパターン加工を可能にすることができる。(C)酸化物微粒子を含有することにより、屈折率を向上させ、骨見え現象を抑制することができる。さらに、(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有することにより、光硬化時に発生する応力を緩和することができる。従来公知のネガ型感光性樹脂組成物の場合、光硬化が進行するに従って硬化収縮するため硬化膜の応力が大きくなり、基材との密着性が低下する課題があった。これに対して、本発明は、(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有することにより、柔軟なアルキレングリコール鎖により硬化収縮で発生する応力を緩和することができるため、高温高湿下に長時間晒された場合や超音波洗浄を行った場合にも基材との密着性を向上させることができる。
(A)アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ可溶基を一つ以上有する樹脂をいう。アルカリ可溶性基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基などが挙げられる。これらの中でも、アルカリに対する溶解性の高さから、カルボキシル基がより好ましい。(A)アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ポリシロキサン、アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ノボラック樹脂、ポリイミド、ポリアミド、カルド樹脂等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。(A)アルカリ可溶性樹脂は、少なくとも一部にエチレン性不飽和二重結合を有することが好ましく、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の硬度を向上させることができる。(A)アルカリ可溶性樹脂としては、前述の重合体のうち、エチレン性不飽和二重結合の導入の容易さから、ポリシロキサン、アクリル樹脂、カルド系樹脂がより好ましい。カルド系樹脂がさらに好ましく、硬化膜の耐薬品性や屈折率を向上させることができる。
(A)アルカリ可溶性樹脂の固形分酸価は、30KOHmg/g以上200KOHmg/g以下が好ましい。かかる範囲の酸価を有することにより、様々な現像条件で良好なパターンを形成することが可能になる。
ポリシロキサンとしては、3官能性アルコキシシラン化合物の加水分解・縮合反応生成物が好ましい。3官能性アルコキシシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、アントラセニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、p−スリチルトリメトキシシラン、3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(イソプロピルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(イソプロピルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(イソブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(イソプチルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(tert−ペンチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ペンチルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリエトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリエトキシシリル)ペンタン酸、3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)−2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ブタン酸、2−(tert−ブチルカルバモイル)−4−(2−(トリメトキシシリル)エチル)シクロヘキサンカルボン酸、2−(tert−ブチルカルバモイル)−5−(2−(トリメトキシシリル)エチル)シクロヘキサンカルボン酸、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、4−(2−トリメトキシシリルエチル)シクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2−トリエトキシシリルエチル)シクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物、3−(3−トリメトキシシリルプロピル)シクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物、3−(3−トリエトキシシリルプロピル)シクロヘキシル−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2−トリメトキシシリルエチル)フタル酸無水物、4−(2−トリエトキシシリルエチル)フタル酸無水物、3−(3−トリメトキシシリルプロピル)フタル酸無水物などが挙げられる。
アクリル樹脂としては、カルボキシル基を有するものが好ましく、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体がより好ましい。
不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸等のモノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸またはその酸無水物、フタル酸モノ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)等の多価カルボン酸モノエステル類等が挙げられる。
エチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等の(架橋)環式炭化水素基、アミノエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、1,3−ブタジエン、イソプレン等の脂肪族共役ジエン、末端にアクリロイル基またはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート等が挙げられる。
アクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸由来の構成単位を有するものが好ましく、カルボキシル基に、エチレン性不飽和基とエポキシ基を有する化合物を反応させて得られるものがより好ましく、感度を向上させることができる。エチレン性不飽和基としては、アクリル基、メタクリル基が好ましい。
カルド系樹脂としては、下記式(2−1)または(2−2)で表される構造を繰り返し単位として2つ以上有し、エチレン性不飽和基およびカルボキシル基を含有するものが好ましい。
Figure 2018120069
上記一般式(2−2)中、xは1〜2の整数であり、Yは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または隣接するY同士で形成した環が芳香環となる基である。Yは炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または水素原子を表す。qは0〜2の整数である。一般式(2−2)で表される構造を有するカルド系樹脂としては、合成の容易さから(2−3)で表される構造を有するものが好ましい。
Figure 2018120069
カルド系樹脂としては、例えば、大阪ガスケミカル(株)製オグゾールCR−TR、オグゾールCR−TR2、オグゾールCR−TR3、オグゾールCR−TR4、オグゾールCR−TR5、オグゾールCR−TR6や、新日鉄住金化学(株)製V−259ME、(株)アデカ製WR−301などが挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における(A)アルカリ可溶性樹脂の含有量は、所望の膜厚や用途により任意に選ぶことができ、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中10〜70重量%が好ましい。
本発明における(B)光重合開始剤とは、光(紫外線、電子線を含む)により分解および/または反応し、ラジカルを発生させるものを指す。(B)光重合開始剤としては、α−アミノアルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、オキシムエステル化合物、アミノ基を有するベンゾフェノン化合物、アミノ基を有する安息香酸エステル化合物が好ましく、硬化膜の向上を向上させることができる。これらの化合物を2種以上含有してもよい。
α−アミノアルキルフェノン化合物の具体例としては、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、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)−ブタノン−1等が挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド化合物の具体例としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(2,4,4−トリメチルペンチル)−フォスフィンオキサイド等が挙げられる。
オキシムエステル化合物の具体例としては、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、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、1−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニルプロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)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−(0−アセチルオキシム)等が挙げられる。
アミノ基を有するベンゾフェノン化合物の具体例としては、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)ベンゾフェノン等が挙げられる。
アミノ基を有する安息香酸エステル化合物の具体例としては、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、2−エチルヘキシル−p−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジエチルアミノ安息香酸エチル等が挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における(B)光重合開始剤の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中、0.01重量%以上が好ましく、ラジカル重合を十分に進めることができる。0.1重量%以上がより好ましい。一方、(B)光重合開始剤の含有量は、20重量%以下が好ましく、残留した(B)光重合開始剤の溶出等を抑制し、硬化膜の耐溶剤性を向上させることができる。10重量%以下がより好ましい。
(C)酸化物微粒子としては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化チタン(TiO)、酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化鉄(Fe、FeO、Fe)、酸化銅(CuO、CuO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ニオブ(Nb)、酸化モリブデン(MoO)、酸化インジウム(In、InO)、酸化スズ(SnO)、酸化タンタル(Ta)、酸化タングステン(WO、W)、酸化鉛(PbO、PbO)、酸化ビスマス(Bi)、酸化セリウム(CeO、Ce)、酸化アンチモン(Sb、Sb)、酸化ゲルマニウム(GeO、GeO)等の金属酸化物の微粒子、チタン/ケイ素複合酸化物、イットリウム安定化ジルコニアなどの2種以上の金属元素から構成される複合酸化物の微粒子などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
これらのうち、屈折率などの光学特性の調整が容易であることから、ジルコニウム、チタニウムおよびニオブから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物微粒子が好ましい。
本発明において、(C)酸化物微粒子は、表面処理されているものであってもよい。表面処理とは、カップリング剤などの微粒子表面に存在する水酸基と反応し得る化合物を結合させる処理を言う。カップリング剤としては、シランカップリング剤やチタンカップリング剤などが挙げられる。シランカップリング剤としては、例えば、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシシラン類;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、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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等のエポキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン等のビニルシラン類;N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン類;N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等の第四級アンモニウム塩類;p−スチリルトリメトキシシラン;フェニルトリメトキシシランなどが挙げられる。チタンカップリング剤としては、例えば、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルジアクリルイソステアロイルチタネート等のチタネート類等が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらのうち、エポキシシラン類や(メタ)アクリロキシシラン類が好ましく、反応性官能基を有することから(A)アルカリ可溶性樹脂とともに光硬化し、硬化膜中に(C)酸化物微粒子を容易に固定することができる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における(C)酸化物微粒子の粒子径は、1nm以上が好ましく、分散安定性を向上させることができる。一方、(C)酸化物微粒子の粒子径は、100nm以下が好ましく、硬化膜中における光の散乱を抑制して透明性を向上させることができる。50nm以下がさらに好ましい。
ここで、ネガ型感光性樹脂組成物における(C)酸化物微粒子の粒子径は、動的光散乱法によって求めることができる。具体的には、酸化物微粒子濃度20〜40質量%の分散液に対して、半導体レーザーにより波長780nmの光を照射し、散乱光を測定した後、FFT−ヘテロダイン法によって周波数解析することにより求めることができる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における(C)酸化物微粒子の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中10〜70重量%である。(C)酸化物微粒子の含有量が10重量%未満であると、硬化膜の屈折率が低下するため、骨見え現象が発生しやすくなる。(C)酸化物微粒子の含有量は、15重量%以上が好ましい。一方、(C)酸化物微粒子の含有量が70重量%を超えると、基材との密着性が低下する。(C)酸化物微粒子の含有量は、60重量%以下がさらに好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、(D)下記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含むことを特徴とする。
Figure 2018120069
上記一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素またはメチル基を表し、R3およびRはそれぞれ独立にアルキレン基を表す。アルキレン基の炭素数は2〜4が好ましい。また、mおよびnはそれぞれ正の整数を表す。ただし、m+nは4以上である。
従来公知のネガ型感光性樹脂組成物の場合、光硬化が進行するに従って硬化収縮するため硬化膜の応力が大きくなり、基材との密着性が低下する課題があった。これに対して、本発明は、(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有することにより、柔軟なアルキレングリコール鎖により硬化収縮で発生する応力を緩和することができるため、高温高湿下に長時間晒された場合や超音波洗浄を行った場合にも基材との密着性を向上させることができる。m+nが4未満の場合は、柔軟性が不十分であるため、基材との密着性が不十分となる。アルキレングリコール鎖が長い方が応力緩和の効果が大きいことから、m+nは10以上が好ましく、20以上がより好ましく、30以上がさらに好ましい。一方、光硬化をより効率良く進めるためには、m+nは70以下が好ましく、60以下がより好ましく、50以下がさらに好ましい。
(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物としては、例えば、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中、1重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましく、10重量%以上がさらに好ましい。(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物の含有量が1重量%以上であると、応力緩和効果がより大きくなり、基材との密着性をより向上させることができる。一方、(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物の含有量は、40重量%以下が好ましく、35重量%以下がより好ましく、30重量%以下がより好ましく、25重量%以下がさらに好ましい。(D)前記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物の含有量が40重量%以下であると、硬化膜の屈折率をより向上させ、骨見え現象をより抑制することができる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、前記(A)〜(D)以外の成分を含んでもよい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、前記(D)成分以外の(メタ)アクリレート化合物を含んでもよい。(D)成分以外の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、ポリ(メタ)アクリレートカルバメート、前記一般式(1)で表される構造を有しない変性ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、アジピン酸1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール(メタ)アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ(メタ)アクリレート、アルキッド変性(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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAモノグリシジルエーテルモノアクリレート、トリメチロールプロパントリ(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、トリアクリルホルマール、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ヘキサ(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、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、[9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物ジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物などが挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有してもよい。シランカップリング剤を含有することにより、基板との密着性をより向上させることができる。シランカップリング剤としては、例えば、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トキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、p−スリチルトリメトキシシラン3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(イソプロピルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(イソプロピルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(イソブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(イソプチルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(tert−ペンチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ペンチルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリエトキシシリル)へキサン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリエトキシシリル)ペンタン酸、6−(ジメトキシ(メチル)シリル)−3−(tert−ブチルカルバモイル)へキサン酸、5−(ジメトキシ(メチル)シリル−2−(2−(tert−ブチルアミノ)―2−オキソエチル)ペンタン酸、3−(tert−ブチルカルバモイル)−6−(トリメトキシシリル)ペンタン酸、2−(2−(tert−ブチルアミノ)―2−オキソエチル)−5−(トリメトキシシリル)ブタン酸、2−(tert−ブチルカルバモイル)−4−(2−(トリメトキシシリル)エチル)シクロヘキサンカルボン酸、2−(tert−ブチルカルバモイル)−5−(2−(トリメトキシシリル)エチル)シクロヘキサンカルボン酸などが挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物におけるシランカップリング剤の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中、1重量%以上が好ましく、基板との密着性をより向上させることができる。3重量%以上がより好ましい。一方、シランカップリング剤の含有量は、15重量%以下が好ましく、アルカリ現像における微細パターンの欠落を抑制し、解像度をより向上させることができる。10重量%以下がより好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、重合禁止剤を含有してもよい。重合禁止剤を含有することにより、ネガ型感光性樹脂組成物の保存安定性および解像度を向上させることができる。重合禁止剤の具体例としては、フェノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、4−t−ブチルカテコール、2,6−ジ(t−ブチル)−p−クレゾール、フェノチアジン、4−メトキシフェノール等が挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における重合禁止剤の含有量は、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分100重量%中、0.01重量%以上が好ましく、0.1重量%以上がより好ましい。一方、硬化膜の硬度を向上させる観点からは、5重量%以下が好ましく、1重量%以下がより好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有してもよい。紫外線吸収剤を含有することにより、ネガ型感光性樹脂組成物の解像度および硬化膜の耐光性を向上させることができる。紫外線吸収剤としては、透明性、非着色性の面から、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物が好ましく用いられる。
ベンゾトリアゾール系化合物の紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−t−ペンチルフェノール、2−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチルフェノール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物の紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
トリアジン系化合物の紫外線吸収剤としては、例えば、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール等が挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における紫外線吸収剤の含有量は、基材との密着性をより向上させる観点から、10重量%以下が好ましく、5重量%以下がより好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒を含有してもよい。溶媒を含有することにより、各成分を均一に溶解することができる。溶媒としては、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。アルコール類、エステル類が好ましく、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる塗布膜の透明性を向上させることができる。
溶媒の大気圧下における沸点は110℃以上が好ましく、塗布時に適度に乾燥が進むことから、塗布ムラを抑制することができる。一方、溶媒の大気圧下における沸点は250℃以下が好ましく、塗布膜の残存溶剤量を低減して熱硬化時の膜収縮を抑制することができるため、硬化膜の平坦性を向上させることができる。
大気圧下における沸点が110〜250℃であるアルコール類の具体例としては、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、テトラヒドロフルフリルアルコール、アセトール、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、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。大気圧下における沸点が110〜250℃であるエステル類の具体例としては、乳酸メチル、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−ブチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、保存安定性の観点からはダイアセトンアルコールが好ましく、段差被覆性の点からはプロピレングリコールモノt−ブチルエーテルが好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における溶媒の含有量は、塗布方法などに応じて調整することができる。例えば、スピンコーティングにより塗布する場合には、ネガ型感光性樹脂組成物全体の50〜95重量%が一般的である。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、樹脂組成物の硬化を促進あるいは容易にする各種の硬化剤を含有してもよい。硬化剤としては、例えば、窒素含有有機物、シリコーン樹脂硬化剤、各種金属アルコレート、各種金属キレート化合物、イソシアネート化合物およびその重合体、メチロール化メラミン誘導体、メチロール化尿素誘導体などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。なかでも、硬化剤の安定性、塗布膜の加工性などから、金属キレート化合物、メチロール化メラミン誘導体、メチロール化尿素誘導体が好ましく用いられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有することにより、塗布時のフロー性を向上させることができる。界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
フッ素系界面活性剤の市販品としては、“メガファック”(登録商標)F142D、同F172、同F173、同F183、同F445、同F470、同F475、同F477(以上、DIC(株)製)、NBX−15、FTX−218((株)ネオス製)が好ましく用いられる。シリコーン系界面活性剤の市販品としては、“BYK”(登録商標)−333、BYK−301、BYK−331、BYK−345、BYK−307(ビックケミー・ジャパン(株)製)が好ましく用いられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、分散剤を含有してもよい。分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、リン酸系分散剤、シリコーン系分散剤などが挙げられる。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物の代表的な製造方法について説明する。例えば、前記(A)〜(D)および必要によりその他の添加剤を任意の溶媒に加え、混合して溶解させた後、得られた溶液を濾過することにより、ネガ型感光性樹脂組成物を得ることができる。(C)酸化物微粒子を予め溶媒中に分散させた分散液を他の成分と混合してもよい。分散液に用いられる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール、ダイアセトンアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチルセロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、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等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類等が挙げられる。分散液における溶剤と(C)酸化物微粒子との配合割合は、30:70〜90:10が好ましい。さらに、分散液に必要に応じて分散剤を添加してもよい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を硬化させることにより硬化膜を得ることができる。ネガ型感光性樹脂組成物からなる膜を硬化させて硬化膜としてもよいし、ネガ型感光性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物を膜状に加工してもよい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の製造方法について、例を挙げて説明する。本発明の硬化膜の製造方法は、焼成または剥離液処理などによって(A)アルカリ可溶性樹脂成分をすべて除去する工程を経ず、光および/または熱によって硬化させる工程を有することが好ましい。具体的には、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を塗布し、露光および現像し、加熱する方法が好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を塗布する工程においては、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を、下地基板上に塗布し、プリベークすることが好ましい。塗布方法としては、例えば、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、スリットコーティングなどが挙げられる。プリベークに用いられる加熱装置としては、例えば、ホットプレート、オーブンなどが挙げられる。プリベークの加熱温度は、50〜150℃が好ましく、加熱時間は30秒〜30分間が好ましい。プリベーク後の膜厚は、0.03〜15μmが好ましい。
プリベーク後、露光および現像によりパターン加工することが好ましい。露光装置としては、例えば、マスクアライナー(LA)、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)などが挙げられる。露光強度は10〜4000J/m程度(波長365nm露光量換算)が好ましい。パターンを形成するためには所望のマスクを介して露光することが好ましく、全面を硬化させる場合にはマスクを介さずに露光してもよい。露光光源としては、例えば、i線、g線、h線等の紫外線や、KrF(波長248nm)レーザー、ArF(波長193nm)レーザー等が挙げられる。
次に、現像により未露光部を溶解させ、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、パドルなどの方法により現像液に浸漬する方法が挙げられる。現像時間は5秒間〜10分間が好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液が挙げられ、具体例としては、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。現像後、水でリンスすることが好ましく、続いて50〜150℃の範囲で乾燥ベークを行うこともできる。
露光および現像後の膜を、前述の加熱装置を用いて加熱することが好ましい。加熱温度は150〜450℃が好ましく、加熱時間は20分間〜1時間が好ましい。
本発明の硬化膜は、例えば、タッチパネル用保護膜や金属配線用保護膜などの各種保護膜、タッチパネル用絶縁膜、TFT用絶縁膜、層間絶縁膜などの各種絶縁膜、各種ハードコート材、TFT用平坦化膜、カラーフィルター用オーバーコート、パッシベーション膜、反射防止膜、光学フィルター、カラーフィルター用フォトスペーサー、マイクロレンズとして用いられる。ネガ型感光性を有することから、液晶や有機ELディスプレイのTFT用平坦化膜、絶縁膜、反射防止膜、カラーフィルター用オーバーコート、柱材などに好適に用いられる。これらの中でも、特に、高い基板密着性を有することから、タッチパネル用絶縁膜、金属配線保護膜として好適に用いることができる。金属配線としては、例えば、銅、銀、アルミニウム、クロム、モリブデン、チタン、ITO、IZO(酸化インジウム亜鉛)、AZO(アルミニウム添加酸化亜鉛)、ZnOなどが挙げられる。
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。
合成例1 カルド系樹脂溶液(a−1)の調合
エチレン性不飽和基およびカルボキシル基を含有するカルド系樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAと記載する)溶液である「V−259ME(商品名)」(新日鉄住金化学(株)製)を準備した。「V−259ME」の固形分濃度は56質量%、固形分酸価は100KOHmg/gであり、GPC法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量は3240である。「V−259ME」を100g計量し、PGMEAを40g添加して撹拌し、固形分濃度が40質量%のカルド系樹脂溶液(a−1)を得た。
合成例2 カルド系樹脂溶液(a−2)の調合
エチレン性不飽和基およびカルボキシル基を含有するカルド系樹脂のPGMEA溶液である「WR−301(商品名)」((株)ADEKA製)を準備した。「WR−301」の固形分濃度は45質量%、固形分酸価は100KOHmg/gであり、GPC法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量は5500である。「WR−301」を100g計量し、PGMEAを12.5g添加して撹拌し、固形分濃度が40質量%のカルド系樹脂溶液(a−2)を得た。
合成例3 アクリル樹脂溶液(a−3)の合成
500mlのフラスコに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を3g、PGMEAを50g仕込んだ。その後、メタクリル酸を30g、スチレンを22.48g、シクロヘキシルメタクリレートを25.13g加えた。混合液を室温でしばらく撹拌し、フラスコ内を窒素置換した後、70℃で5時間加熱撹拌した。次に、得られた溶液にメタクリル酸グリシジルを15g、ジメチルベンジルアミンを1g、p−メトキシフェノールを0.2g、PGMEAを100g加え、90℃で4時間加熱撹拌した。その後、室温まで冷却し、固形分濃度が40質量%になるようにPGMEAを加えて、固形分濃度が40質量%のアクリル樹脂溶液(a−3)を得た。アクリル樹脂の固形分酸価は122KOHmg/gであり、GPC法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量は13500であった。
各実施例・比較例における評価方法を以下に示す。
膜厚の測定
各実施例および比較例の評価における膜厚は、ラムダエース(大日本スクリーン製造(株)製STM−602)を用いて屈折率1.65にて測定した。
解像度の評価
無アルカリガラス基板(ガラス厚み0.7mm)上にITOを膜厚20nm、抵抗値100Ω/□となるように製膜した基板(以下、ITO基板と記載する。)を準備した。ITO基板上に、各実施例および比較例により得られたネガ型感光性樹脂組成物を、スピンコーター(ミカサ(株)製MS−A150)を用いてスピンコートした。ネガ型感光性樹脂組成物を塗布したITO基板を、ホットプレート(アズワン(株)製HHP−230SQ)を用いて100℃で2分間プリベークし、膜厚0.05μm〜2.0μmのプリベーク膜を作製した。得られたプリベーク膜を、マスクアライナー(三永電機製作所(株)製LA−610)を用いて、超高圧水銀灯を光源とし、5、10、20、30、40、50μm幅の1対1の幅を持つマスクを用い、露光量200mJ/cm(i線)、マスクギャップ100μmで露光した。その後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−1200)を用いて、0.045重量%水酸化カリウム水溶液(三菱ガス化学(株)製)を用いて90秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。露光および現像後、50μm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を最適露光量とした。露光量はi線照度計で測定した。
最適露光量における現像後の最小パターン寸法を測定し、これを解像度とした。
透過率の評価
テンパックスガラス基板(AGCテクノグラス(株)製)上に、各実施例および比較例により得られたネガ型感光性樹脂組成物を、スピンコーター(ミカサ(株)製MS−A150)を用いてスピンコートした。ネガ型感光性樹脂組成物を塗布したテンパックスガラス基板を、ホットプレート(アズワン(株)製HHP−230SQ)を用いて100℃で2分間プリベークし、膜厚0.05μm〜2.0μmのプリベーク膜を作製した。得られたプリベーク膜を超高圧水銀灯で露光量200mJ/cmの条件で全面露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−1200)を用いて、0.045重量%水酸化カリウム水溶液を用いて90秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。最後に、オーブン(エスペック(株)製DHS−42)を用いて、空気中230℃で30分間キュアし、膜厚0.1μm〜1.5μmの硬化膜を作製した。
紫外可視フォトダイオードアレー分光光度計MultiSpec−1500((株)島津製作所製)を用いて、テンパックスガラス基板のみの紫外可視吸収スペクトルを測定し、これをリファレンスとした。次に、得られた硬化膜とテンパックスガラスの積層体について、シングルビームで紫外可視吸収スペクトルを測定し、400nmにおける光透過率を求め、リファレンスとの差異を硬化膜の透過率とした。
超音波洗浄耐性の評価
ITO基板上に、前述の透過率評価と同様の方法により、膜厚0.05μm〜2.0μmの硬化膜を作製した。得られた硬化膜に対して、超音波洗浄機(アズワン(株)製ソノクリーナー100D)を用いて、65℃、38kHzで30分間超音波洗浄を行った。その後、JIS K5600−5−6:1999に準じてITOと硬化膜の接着性を評価した。ガラス基板上の硬化膜表面に、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。切られた硬化膜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)で擦って密着させた。そして、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計数した。剥離したマス目の面積割合により、以下の基準でITO基板への密着性を評価した。
5:剥離面積 0%
4:剥離面積 0〜<5%
3:剥離面積 5〜15%
2:剥離面積 15〜35%
1:剥離面積 35〜65%
0:剥離面積 65〜100%。
高温高湿耐性の評価
ITO基板上に、前述の透過率評価と同様の方法により、膜厚0.05μm〜2.0μmの硬化膜を作製した。得られた硬化膜を、60℃/90%に設定した小型環境試験器(エスペック(株)製SH−662)に240時間投入した後、超音波洗浄耐性と同様の方法によりITO基板への密着性を評価した。
ITO骨見え現象の評価
膜厚50nmのITO基板を準備した。このITO基板上に、前述の透過率の評価と同様の方法により、膜厚0.05μm〜2.0μmの硬化膜を作製した。得られた硬化膜を積層したITO基板について、ITOの骨見えを目視で評価し、下記基準により評価した。
目視で完全に見える 1<2<3<4<5 目視で完全に見えない
実施例1
黄色灯下にて、ジルコニアナノ粒子のMEK30重量%分散液(一次粒子径=10〜20nm、ソーラー(株)製「ZR−010」(以下、ZR−010と記載する。))2.97gを、ダイアセトンアルコール(以下、DAAと記載する)46.92g、PGMEA47.85gに溶解した。そして、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)](チバスペシャリティケミカル(株)製「“イルガキュア”(登録商標)OXE01」(以下、OXE−01と記載する。))0.18g、合成例1により得られたカルド系樹脂溶液(a−1)0.89g、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンのPGMEA50重量%溶液(大阪ガスケミカル(株)製「EA−0250P」(以下、EA−0250Pと記載する。))0.53g、一般式(1)で表されるエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=4)(新中村化学(株)製「A−BPE−4」(以下、A−BPE−4と記載する。))0.27g、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンゼンプロパン酸)エチレンビス(オキシエチレン)(チバスペシャリティケミカル(株)製「“イルガノックス”(登録商標)245」(以下、イルガノックス245と記載する。)のPGMEA10重量%溶液0.09g、シリコーン系界面活性剤である“BYK”(登録商標)−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−1)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−1)について、前記方法でキュア後膜厚0.1μmの硬化膜を作製し、前述の方法により評価した
実施例2
A−BPE−4の代わりに一般式(1)で表されるプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=40)(共栄社化学(株)製「BP−4PA」(以下、BP−4PAと記載する。))を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−2)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−2)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例3
A−BPE−4の代わりに一般式(1)で表されるエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=10)(新中村化学(株)製「A−BPE−10」(以下、A−BPE−10と記載する。))を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−3)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−3)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例4
A−BPE−4の代わりに一般式(1)で表されるエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=20)(新中村化学(株)製「A−BPE−20」(以下、A−BPE−20と記載する。))を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−4)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−4)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例5
A−BPE−4の代わりに一般式(1)で表されるエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=30)(新中村化学(株)製「A−BPE−30」(以下、A−BPE−30と記載する。))を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−5)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−5)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例6
(a−1)の代わりに合成例2により得られたカルド系樹脂溶液(a−2)を用いる以外は実施例5と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−6)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−6)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例7
(a−1)の代わりに合成例3により得られたアクリル樹脂溶液(a−3)を用いる以外は実施例5と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−7)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−7)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例8
EA−0250Pの代わりにビスフェノールAモノグリシジルエーテルモノアクリレート(「新中村化学(株)製「EA−1010N」(以下、EA−1010Nと記載する。))を0.27g用いて、PGMEAの添加量を48.11gに変更する以外は実施例5と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−8)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−8)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例9
黄色灯下にて、ZR−010の2.97gを、DAA46.92g、PGMEA47.67gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を0.89g、EA−0250Pを0.89g、A−BPE−30を0.09g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−9)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−9)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例10
黄色灯下にて、ZR−010の2.97gを、DAA46.92g、PGMEA48.11gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を0.89g、A−BPE−30を0.53g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−10)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−10)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例11
黄色灯下にて、ZR−010の4.16gを、DAA46.09g、PGMEA48.16gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を0.67g、EA−0250Pを0.18g、A−BPE−30を0.18g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−11)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−11)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例12
黄色灯下にて、ZR−010の1.78gを、DAA47.75g、PGMEA47.49gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を1.34g、EA−0250Pを0.71g、A−BPE−30を0.36g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−12)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−12)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例13
黄色灯下にて、ZR−010の0.89gを、DAA48.38g、PGMEA47.13gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を1.78g、EA−0250Pを0.89g、A−BPE−30を0.36g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−13)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−13)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
実施例14
実施例5と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−14)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−14)を用いて、キュア後膜厚を1.5μmに変更する以外は実施例1と同様に評価を行った。
比較例1
黄色灯下にて、ZR−010の2.97gを、DAA46.92g、PGMEA47.58gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を0.89g、EA−0250Pを1.07g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−15)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−15)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
比較例2
A−BPE−30の代わりにエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(m+n=2)(新中村化学(株)製「A−BPE−2」(以下、A−BPE−2と記載する。))を用いる以外は実施例5と同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−16)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−16)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
比較例3
黄色灯下にて、ZR−010の0.31gを、DAA48.78g、PGMEA47.06gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を1.87g、EA−0250Pを0.93g、A−BPE−30を0.47g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−17)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−17)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
比較例4
黄色灯下にて、ZR−010の4.75gを、DAA45.67g、PGMEA48.29gに溶解した。そして、OXE−01を0.18g、(a−1)を0.45g、EA−0250Pを0.18g、A−BPE−30を0.09g、イルガノックス245のPGMEA10重量%溶液0.09g、“BYK”−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)のPGMEA10重量%溶液0.30gを加え、撹拌した。次いで0.2μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(N−18)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(N−18)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。
Figure 2018120069
Figure 2018120069
本発明の感光性樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜は、タッチパネル用保護膜や金属配線用保護膜などの各種保護膜、タッチパネル用絶縁膜、TFT用絶縁膜、層間絶縁膜などの各種絶縁膜、各種ハードコート材、TFT用平坦化膜、カラーフィルター用オーバーコート、パッシベーション膜、反射防止膜、光学フィルター、カラーフィルター用フォトスペーサー、マイクロレンズとして好適に用いられる。

Claims (4)

  1. (A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)酸化物微粒子、(D)下記一般式(1)で表されるビスフェノールA型(メタ)アクリル化合物を含有し、前記(C)酸化物微粒子を固形分100重量%中10〜70重量%含有するネガ型感光性樹脂組成物。
    Figure 2018120069
    (上記一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素またはメチル基を表し、RおよびRはそれぞれ独立にアルキレン基を表す。また、mおよびnはそれぞれ正の整数を表す。ただし、m+nは4以上である。)
  2. 前記(C)酸化物微粒子が、ジルコニウム、チタニウムおよびニオブから選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物微粒子を含有する請求項1記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  3. 請求項1または2に記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる硬化膜。
  4. 請求項3に記載の硬化膜を有するタッチパネル部材。
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