JP5471851B2 - 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 - Google Patents
感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5471851B2 JP5471851B2 JP2010127939A JP2010127939A JP5471851B2 JP 5471851 B2 JP5471851 B2 JP 5471851B2 JP 2010127939 A JP2010127939 A JP 2010127939A JP 2010127939 A JP2010127939 A JP 2010127939A JP 5471851 B2 JP5471851 B2 JP 5471851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- film
- radiation
- compound
- mass
- 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.)
- Active
Links
- 0 *C(N*NC(*)=O)=O Chemical compound *C(N*NC(*)=O)=O 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
- G03F7/0275—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with dithiol or polysulfide compounds
-
- H10P76/204—
-
- H10P76/2041—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
[A]エポキシ基を有する重合体(以下、「[A]重合体」と称することがある)、
[B]エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物(以下、「[B]重合性化合物」と称することがある)、
[C]感放射線性重合開始剤(以下、「[C]重合開始剤」と称することがある)、並びに
[D]下記式(1)〜(3)で表される化合物(以下、「[D]化合物」と称することがある)から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
式(2)中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基であり、Aはメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビニレン基、または炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲンで置換されてもよいメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基を示す。
式(3)中、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基であり、Aはメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビニレン基、または炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲンで置換されてもよいメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基を示す。)
(1)当該組成物の塗膜を基板上に形成する工程
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を焼成する工程
を有する。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]重合性化合物、[C]重合開始剤、及び[D]化合物を含有し、さらに任意成分を含有してもよい。感光性材料である当該組成物は、感放射線性を利用した露光・現像によって容易に微細かつ精巧なパターンを形成でき、かつ充分な放射線感度を有する。また、当該組成物は、[D]化合物を含有することにより保存安定性と低温焼成とを両立できる。以下、各構成要素を詳述する。
本発明における[A]エポキシ基を有する化合物(以下[A]重合体とも言う)は、分子中に2個以上のグリシジル基または、3,4−エポキシシクロヘキシル基を有する重合体である。
エポキシ基を有する重合体の具体例としては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種又は2種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールの脂肪族ポリグリシジルエーテル類;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ポリフェノール型エポキシ樹脂;環状脂肪族エポキシ樹脂;脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類;高級脂肪酸のグリシジルエステル類;エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油等を挙げることができる。これらの分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物のうち、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びポリフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。
[A]共重合体は、(a1)カルボキシル基含有構造単位及び(a2)エポキシ基含有構造単位を有する。[A]共重合体を得る方法としては、例えば(a1)カルボキシル基含有構造単位(カルボキシル基は酸無水物基も含む)を与える不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物(以下、「化合物(i)」と称することがある)と(a2)エポキシ基含有構造単位を与えるエポキシ基を有するラジカル重合性化合物(以下、「化合物(ii)」と称することがある)を溶媒中で重合開始剤を使用し、共重合することで得られる。また、必要に応じて(a3)として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等のラジカル重合性化合物(以下、「化合物(iii)」と称することがある)を上記化合物(i)、化合物(ii)と共に含有させて共重合し、[A]共重合体としてもよい。
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のモノカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等のジカルボン酸;
無水マレイン酸等のジカルボン酸無水物が挙げられる。
アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−メチルグリシジル、アクリル酸3,4−エポキシブチル、アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル、アクリル酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等のアクリル酸エポキシアルキルエステル;
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−メチルグリシジル、メタクリル酸3,4−エポキシブチル、メタクリル酸6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル、メタクリル酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等のメタクリル酸エポキシアルキルエステル;
α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル等のα−アルキルアクリル酸エポキシアルキルエステル;
o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテルが挙げられる。
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイルオキシ−プロピオン酸テトラヒドロフルフリルエステル、3−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン−2−オン等のテトラヒドロフラン骨格を含有する不飽和化合物;
2−メチル−5−(3−フリル)−1−ペンテン−3−オン、フルフリル(メタ)アクリレート、1−フラン−2−ブチル−3−エン−2−オン、1−フラン−2−ブチル−3−メトキシ−3−エン−2−オン、6−(2−フリル)−2−メチル−1−ヘキセン−3−オン、6−フラン−2−イル−ヘキシ−1−エン−3−オン、アクリル酸−2−フラン−2−イル−1−メチル−エチルエステル、6−(2−フリル)−6−メチル-−1−ヘプテン−3−オン等のフラン骨格を含有する不飽和化合物;
(テトラヒドロピラン−2−イル)メチルメタクリレート、2,6−ジメチル−8−(テトラヒドロピラン−2−イルオキシ)−オクト−1−エン−3−オン、2−メタクリル酸テトラヒドロピラン−2−イルエステル、1−(テトラヒドロピラン−2−オキシ)−ブチル−3−エン−2−オン等のテトラヒドロピラン骨格を含有する不飽和化合物;
4−(1,4−ジオキサ−5−オキソ−6−ヘプテニル)−6−メチル−2−ピラン、4−(1,5−ジオキサ−6−オキソ−7−オクテニル)−6−メチル−2−ピラン等のピラン骨格を含有する不飽和化合物が挙げられる。
[A]共重合体は、例えば、化合物(i)、化合物(ii)及び必要に応じて化合物(iii)を、溶媒中、ラジカル重合開始剤を使用して重合することにより合成できる。
クロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類;
n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;
ジメチルキサントゲンスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類;
ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
[B]重合性化合物はエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物である。当該組成物に含有される[B]重合性化合物としては、例えばω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、エチレングリコール(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラ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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピルメタクリレート、2−(2’−ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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、トリ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)フォスフェート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート等のほか、直鎖アルキレン基及び脂環式構造を有し、かつ2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、分子内に1個以上の水酸基を有し、かつ3個〜5個の(メタ)アクリロイロキシ基を有する化合物とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
アロニックスM−400、同M−402、同M−405、同M−450、同M−1310、同M−1600、同M−1960、同M−7100、同M−8030、同M−8060、同M−8100、同M−8530、同M−8560、同M−9050、アロニックスTO−1450、同TO−1382(以上、東亞合成社);
KAYARAD DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120、同MAX−3510(以上、日本化薬社);
ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(以上、大阪有機化学工業社)
ウレタンアクリレート系化合物として、ニューフロンティア R−1150(第一工業製薬社);
KAYARAD DPHA−40H、UX−5000(以上、日本化薬社);
UN−9000H(根上工業社)、
アロニックスM−5300、同M−5600、同M−5700、M−210、同M−220、同M−240、同M−270、同M−6200、同M−305、同M−309、同M−310、同M−315(以上、東亞合成社);
KAYARAD HDDA、KAYARAD HX−220、同HX−620、同R−526、同R−167、同R−604、同R−684、同R−551、同R−712、UX−2201、UX−2301、UX−3204、UX−3301、UX−4101、UX−6101、UX−7101、UX−8101、UX−0937、MU−2100、MU−4001(以上、日本化薬社);
アートレジンUN−9000PEP、同UN−9200A、同UN−7600、同UN−333、同UN−1003、同UN−1255、同UN−6060PTM、同UN−6060P(以上、根上工業社);
SH−500Bビスコート260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業社)等が挙げられる。
当該組成物に含有される[C]重合開始剤は、放射線に感応して[B]重合性化合物の重合を開始し得る活性種を生じる成分である。[C]重合開始剤は、O−アシルオキシム化合物及びアセトフェノン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
当該組成物における[C]重合開始剤の含有割合としては、[A]重合体または[A]共重合体100質量部に対して、1質量部〜40質量部が好ましく、5質量部〜30質量部がより好ましい。[C]重合開始剤の含有割合を1質量部〜40質量部とすることで、当該組成物は、低露光量の場合でも高い硬度及び密着性を有する層間絶縁膜、保護膜及びスペーサー等の硬化膜を形成できる。
当該組成物は、上記式(1)〜(3)で表されるアミド基を有する化合物(以下、[D]化合物とも言う。)を含有することにより保存安定性と低温焼成とを両立できる。
N、N‘−ジメチル−フタルアミド、N、N’−ジメチル−イソフタルアミド、N、N’−ジメチル−テレフタルアミド、N、N’−ジアセチル−o−フェニレンジアミン、N、N’−ジアセチル−m−フェニレンジアミン、N、N’−ジアセチル−p−フェニレンジアミン、N、N‘−ジプロピオニル−o−フェニレンジアミン、N、N’−ジプロピオニル−m−フェニレンジアミン、N、N’−ジプロピオニル−p−フェニレンジアミン、N、N’−ジアセチル−エチレンジアミン、N、N’−ジアセチル−プロピレンジアミン、N、N’−ジアセチル−ブチレンジアミン、N、N’−ジアセチル−ヘキサメチレンジアミン、N、N’−ジアセチル−ドデシルメチレンジアミン、N、N’−ジベンゾイル−エチレンジアミン、N、N’−ジベンゾイルル−プロピレンジアミン、N、N’−ジベンゾイル−ブチレンジアミン、N、N’−ジベンゾイル−ヘキサメチレンジアミン、N、N’−ジベンゾイル−ドデシルメチレンジアミン、N、N’−ジナフトイル−エチレンジアミン、N、N’−ジナフトイル−プロピレンジアミン、N、N’−ジナフトイル−ブチレンジアミン、N、N’−ジナフトイル−ヘキサメチレンジアミン、N、N’−ジナフトイル−ドデシルメチレンジアミン等が挙げられる。
当該組成物は、上記の[A]重合体または[A]共重合体、[B]重合性化合物、[C]重合開始剤、及び[D]化合物に加え、所期の効果を損なわない範囲で必要に応じて[E]1分子中に2個以上のオキシラニル基を有する化合物、[F]接着助剤、[G]界面活性剤、[H]保存安定剤、及び[I]耐熱性向上剤等の任意成分を含有できる。これらの各任意成分は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。以下、順に詳述する。
[E]一分子中に2個以上のオキシラニル基を有する化合物(以下、「[E]化合物」と称することがある)は、得られる硬化膜の硬度をさらに向上するために添加できる。このような[E]化合物としては、例えば1分子内に2個以上の3,4−エポキシシクロヘキシル基を有する化合物及びその他の[E]化合物が挙げられる、ただし、[A]重合体または[A]共重合体は除く。
ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールADジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノール化合物のジグリシジルエーテル;
[F]接着助剤は、得られる層間絶縁膜、スペーサー又は保護膜等の硬化膜と基板との接着性をさらに向上させるために使用できる。このような[F]接着助剤としては、カルボキシル基、メタクリロイル基、ビニル基、イソシアネート基、オキシラニル基等の反応性官能基を有する官能性シランカップリング剤が好ましく、例えばトリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアナート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、β−(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が挙げられる。
[G]界面活性剤は、当該組成物の被膜形成性をより向上させるために使用できる。[G]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及びその他の界面活性剤が挙げられる。上記フッ素系界面活性剤としては、末端、主鎖及び側鎖の少なくともいずれかの部位にフルオロアルキル基及び/又はフルオロアルキレン基を有する化合物が好ましく、例えば1,1,2,2−テトラフロロ−n−オクチル(1,1,2,2−テトラフロロ−n−プロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロ−n−オクチル(n−ヘキシル)エーテル、ヘキサエチレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロ−n−ペンチル)エーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロ−n−ブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロ−n−ペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロ−n−ブチル)エーテル、パーフロロ−n−ドデカンスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロ−n−デカン、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロ−n−ドデカンや、フロロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、フロロアルキルリン酸ナトリウム、フロロアルキルカルボン酸ナトリウム、ジグリセリンテトラキス(フロロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フロロアルキルアンモニウムヨージド、フロロアルキルベタイン、他のフロロアルキルポリオキシエチレンエーテル、パーフロロアルキルポリオキシエタノール、パーフロロアルキルアルコキシレート、カルボン酸フロロアルキルエステル等が挙げられる。
[H]保存安定剤としては、例えば硫黄、キノン類、ヒドロキノン類、ポリオキシ化合物、アミン、ニトロニトロソ化合物等が挙げられ、より具体的には、4−メトキシフェノール、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム等が挙げられる。
[I]耐熱性向上剤としては、例えばN−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物、N−(アルコキシメチル)メラミン化合物等が挙げられる。
,N’’,N’’’−テトラ(t−ブトキシメチル)グリコールウリル等が挙げられる。これらのうち、N,N,N’,N’−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリルが好ましい。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体または[A]共重合体、[B]重合性化合物、[C]重合開始剤、及び[D]化合物に加え、所期の効果を損なわない範囲で必要に応じて任意成分を所定の割合で混合することにより調製される。この感放射線性樹脂組成物は、好ましくは適当な溶媒に溶解されて溶液状態で用いられる。
以下、当該組成物を用いて層間絶縁膜、保護膜又はスペーサー等の硬化膜を形成する方法について説明する。
(1)当該組成物の塗膜を基板上に形成する工程
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を焼成する工程
透明基板の片面に透明導電膜を形成し、この透明導電膜の上に感放射線性樹脂組成物の被膜を形成する。透明基板としては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等のプラスチックからなる樹脂基板等が挙げられる。
次いで、形成された被膜の少なくとも一部に放射線を照射する。このとき、被膜の一部にのみ照射する際には、例えば所定のパターンを有するフォトマスクを介して照射する方法によることができる。
次に、放射線照射後の被膜を現像することにより、不要な部分を除去して、所定のパターンを形成する。
次いで、得られたパターン状被膜を、ホットプレート、オーブン等の適当な加熱装置により焼成(ポストベーク)することにより、硬化膜が得られる。焼成温度としては、100℃〜200℃が好ましく、150℃〜180℃がより好ましい。焼成時間としては、例えばホットプレート上では5分〜30分間、オーブン中では30分〜180分間が好ましい。当該組成物は、上述のように[D]化合物を含有するため、このように低い低温焼成を実現すると共に保存安定性両立し、かつ充分な放射線感度を有する。従って、当該組成物は、低温焼成が望まれるフレキシブルディスプレイ等に用いられる層間絶縁膜、保護膜及びスペーサー等の硬化膜の形成材料として好適に用いられる。
本発明の表示素子は、例えば以下の方法により作製できる。
装置:GPC−101(昭和電工 社製)
カラム:GPC−KF−801、GPC−KF−802、GPC−KF−803及びGPC−KF−804を結合
移動相:テトラヒドロフラン
[合成例1]
冷却管及び撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル220質量部を仕込んだ。引き続きスチレン20質量部、メタクリル酸12質量部、メタクリル酸ジシクロペンタニル28質量部及びメタクリル酸グリシジル40質量部を仕込み、窒素置換し、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇し、この温度を5時間保持して重合することにより、共重合体(A−1)を含有する溶液を得た。得られた共重合体溶液の固形分濃度は31.3%であり、共重合体(A−1)のMwは、12,000であった。なお、固形分濃度は共重合体溶液の全質量に占める共重合体質量の割合を意味する。
冷却管及び撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル220質量部を仕込んだ。引き続きスチレン10質量部、メタクリル酸12質量部、メタクリル酸トリシクロジシクロペンタニル23質量部及びメタクリル酸グリシジル20質量部、メタクリル酸2−メチルグリシジル20質量部、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル10質量部を仕込み、窒素置換したのち、さらに1,3−ブタジエン5質量部を仕込み、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇し、この温度を5時間保持して重合することにより、共重合体(A−2)を含有する溶液を得た。得られた共重合体溶液の固形分濃度は31.5%であり、共重合体(A−2)のMwは、10,100であった。
冷却管及び撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)5質量部及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル220質量部を仕込んだ。引き続きスチレン15質量部、メタクリル酸n−ブチル30質量部、メタクリル酸ベンジル30質量部及びメタクリル酸グリシジル25質量部を仕込み、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇し、この温度を5時間保持して重合することにより、共重合体(A−3)を含有する溶液を得た。得られた共重合体溶液の固形分濃度は31.0%であり、共重合体(A−3)のMwは、10,000であった。
[実施例1〜14]
表1に示す種類、量の[A]重合体または[A]共重合体、[B]重合性化合物、[C]重合開始剤、及び[D]化合物を混合し、さらに[F]接着助剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン5質量部、[G]界面活性剤(FTX−218、ネオス社)0.5質量部及び[H]保存安定剤として4−メトキシフェノール0.5質量部を混合し、固形分濃度が30質量%となるように、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えた後、孔径0.5μmのミリポアフィルタでろ過することにより、感放射線性樹脂組成物を調製し、それぞれ実施例1〜14及び比較例1〜4とした。なお、欄中の「−」は該当する成分を使用しなかったことを表す。
(A−1)合成例1で得られた共重合体
(A−2)合成例2で得られた共重合体
(A−3)合成例3で得られた共重合体
(A−4)フェノールノボラック型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製の「エピコート152」)
([B]重合性化合物)
(B−1)ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ
アクリレートの混合物(KAYARAD DPHA(日本化薬社)
(B−2)KAYARAD DPHA−40H
(日本化薬社)
(B−3)1,9−ノナンジオールジアクリレート
(B−4)ペンタエリスリトールテトラアクリレート
(B−5)トリメチロールプロパントリアクリレート
(B−6)ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(アロニックスM−53
00、東亞合成社)
(B−7)コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(アロニックスTO−7
56、東亞合成社)
(B−8)エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(C−1)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)](イルガキュアOXE01、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)
(C−2)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)(イルガキュアOXE02、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)
(C−3)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(イルガキュア907、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)
(C−4)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(イルガキュア379、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)
(D−1)アセトアミド
(D−2)N−メチルアセトアミド
(D−3)フタルアミド酸
(D−4)イソフタルアミド
(D−5)アジピンアミド
(D−6)N、N’−ジアセチル−p−フェニレンジアミン
(D−7)N、N’−ジアセチル−ヘキサメチレンジアミン
比較例 アミン化合物 (d−1)トリエチルアミン
当該感放射線性樹脂組成物について以下のように評価した。結果を表2に示す。
当該感放射線性組成物を40℃のオーブン中で1週間放置し、オーブンに入れる前後での粘度を測定し、粘度変化率を求めた。このとき、粘度変化率が5%以下である場合に保存安定性が良好といえ、5%を超える場合に保存安定性が不良といえる。粘度は、E型粘度計(VISCONIC ELD.R、東機産業社)を用いて25℃で測定した。
無アルカリガラス基板上に、当該感放射線性樹脂組成物をそれぞれスピンナーにより塗布した後、100℃のホットプレート上で2分間プレベークすることにより、膜厚4.0μmの被膜を形成した。
次いで、得られた被膜に、直径8μm〜15μmの範囲の異なる大きさの複数の丸状残しパターンを有するフォトマスクを介して、高圧水銀ランプを用いて露光量を200J/m2〜1,000J/m2の範囲で変量して放射線照射を行った。その後、0.40質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて25℃で現像時間を変量として液盛り法により現像した後、純水洗浄を1分間行った。さらにオーブン中180℃にて60分間ポストベークすることにより、丸状残しパターンを有する硬化膜を形成した。
丸状残しパターンの現像前と現像後の高さを、レーザー顕微鏡(VK−8500、キーエンス社)を用いて測定した。この値と下記式から残膜率(%)を求めた。
残膜率(%)=(現像後高さ/現像前高さ)×100
この残膜率が90%以上になる露光量を感度とした。露光量が800J/m2以下の場合、感度が良好と言える。
上記の硬化膜形成工程において、フォトマスクを介さず700J/m2の露光量で露光し、さらにオーブン中180℃にて60分間ポストベークすることにより得られた被膜ついて、更にオーブン中、230℃で20分加熱する前後での膜厚を触針式膜厚測定機(アルファステップIQ、KLAテンコール社)で測定し、残膜率(処理後膜厚/処理前膜厚×100)を算出し、この残膜率を耐熱性とした。
上記の硬化膜形成工程において、フォトマスクを介さず700J/m2の露光量で露光し、さらにオーブン中180℃にて60分間ポストベークすることにより得られた被膜ついて、60℃に加温した配向膜剥離液ケミクリーンTS−204(三洋化成工業社)中に15分浸漬し、水洗後、更にオーブン中、120℃で15分乾燥させた。この処理前後の膜厚を触針式膜厚測定機(アルファステップ社IQ、KLAテンコール社)で測定し、残膜率(処理後膜厚/処理前膜厚×100)を算出し、この残膜率を耐薬品性とした。
上記の硬化膜形成工程において、フォトマスクを介さず700J/m2の露光量で露光し、さらにオーブン中180℃にて60分間ポストベークすることにより得られた被膜ついて、波長400nmにおける透過率を、分光光度計(150−20型ダブルビーム、日立製作所社)を用いて測定した。このとき、透過率が90%未満の場合に透明性が不良とした。
SiO2ディップガラス基板上に、顔料系カラーレジスト(JCR RED 689、JCR GREEN 706、及びCR 8200B、以上JSR社)を用いて、以下のように、赤、緑及び青の3色のストライプ状カラーフィルタを形成した。具体的には、スピンナーを用いて、上記カラーレジストの1色をSiO2ディップガラス基板に塗布し、ホットプレート上で90℃、150秒間プレベークして塗膜を形成した。その後、露光機(Canon PLA501F、キヤノン社)を用い、所定のパターンマスクを介して、ghi線(波長436nm、405nm、365nmの強度比=2.7:2.5:4.8)をi線換算で2,000J/m2の露光量にて照射し、次いで0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、超純水にて60秒間リンスした。続いて、更にオーブン中で230℃にて30分間加熱処理することにより、単色のストライプ状カラーフィルタを形成した。この操作を3色につき繰り返すことにより、赤、緑及び青の3色のストライプ状カラーフィルタ(ストライプ幅200μm)を形成した。
測定長2,000μm、測定範囲2,000μm角、測定方向を赤、緑、青方向のストライプライン短軸方向及び赤・赤、緑・緑、青・青の同一色のストライプライン長軸方向の2方向とし、各方向につき測定点数n=5(合計のn数は10)にて、カラーフィルタ基板の表面の凹凸を、接触式膜厚測定装置(アルファ−ステップ、ケーエルエー・テンコール社)で測定したところ、1.0μmであった。このカラーフィルタが形成された基板に、各々の熱硬化性樹脂組成物をスピンナーにて塗布した後、ホットプレート上において90℃にて5分間プレベークして塗膜を形成した後、更にクリーンオーブン中において180℃にて60分間ポストベークすることにより、カラーフィルタの上面からの膜厚が約2.0μmの保護膜を形成した。
このように形成したカラーフィルタ上に保護膜を有する基板について、接触式膜厚測定装置(アルファ−ステップ、ケーエルエー・テンコール社)にて、保護膜の表面の凹凸を測定した。この測定は、測定長2,000μm、測定範囲2,000μm角、測定方向を赤、緑、青方向のストライプライン短軸方向及び赤・赤、緑・緑、青・青の同一色のストライプライン長軸方向の2方向とし、各方向につき測定点数n=5(合計のn数は10)で行い、各測定の最高部と最底部の高低差(nm)の10回の平均値を求め、保護膜の平坦化能(平坦性)の評価として表2に示した。この値が200nm以下のとき、保護膜の平坦化能は良好であると言える。
上記の硬化膜形成工程において、フォトマスクを介さず700J/m2の露光量で露光し、塗膜を形成した。その後オーブン中、180℃で60分間加熱処理して硬化させることにより、測定用の被膜を作製した。次いで、この被膜について、温度可変装置を設けたエリプソメーター(DVA−36LH、溝尻光学工業所社)により、窒素雰囲気下、測定時の昇温速度を10℃/分、測定温度範囲を20℃〜200℃として、各測定温度における膜厚の変化量を測定して、温度に対してプロットし、その直線近似から傾きbを求め、下記式より線熱膨張係数aを求めた。Tは初期膜厚を示す。
a=b/T
線熱膨張係数が200ppm/℃以下の場合は、線熱膨張係数が低く180℃のポストベークでも十分な硬化性を有した硬化膜が作成されていると判断できる。
表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2膜が形成され、さらにITO(インジウム−酸化錫合金)電極を所定形状に蒸着したソーダガラス基板上に、当該感放射線性樹脂組成物を、スピンコートしたのち、90℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。
次いで、フォトマスクを介さずに、
塗膜に500J/m2の露光量で露光した。その後、この基板を23℃の0.04質量%の水酸化カリウム水溶液からなる現像液に1分間浸漬して、現像したのち、超純水で洗浄して風乾し、さらに180℃で60分間ポストベークを行い、塗膜を硬化させて、永久硬化膜を形成した。
次いで、この画素を形成した基板とITO電極を所定形状に蒸着しただけの基板とを、0.8mmのガラスビーズを混合したシール剤で貼り合わせたのち、メルク製液晶(MLC6608)を注入して、液晶セルを作製した。
次いで、液晶セルを60℃の恒温層に入れて、液晶セルの電圧保持率を、液晶電圧保持率測定システム(VHR−1A型、東陽テクニカ社)により測定した。このときの印加電圧は5.5Vの方形波、測定周波数は60Hzである。ここで電圧保持率とは、(16.7ミリ秒後の液晶セル電位差/0ミリ秒で印加した電圧)の値である。液晶セルの電圧保持率が90%以下であると、液晶セルは16.7ミリ秒の時間、印加電圧を所定レベルに保持できず、十分に液晶を配向させることができないことを意味し、残像等の「焼き付き」を起こすおそれが高い。
Claims (7)
- [A]エポキシ基を有する重合体、
[B]エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
[C]感放射線性重合開始剤、並びに
[D]下記式(1)〜(3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
(式(1)中、R1、R2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ビニル基、2−ピリジル基、または、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基で置換されても良い炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基、ナフチル基を示す。
式(2)中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基であり、Aはメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビニレン基、または炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲンで置換されてもよいメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基を示す。
式(3)中、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基であり、Aはメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビニレン基、または炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲンで置換されてもよいメチレン基、炭素数2〜12のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基を示す。) - 前記、エポキシ基を有する重合体が、さらにカルボキシル基を有する重合体であることを特徴とする請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記[C]感放射線性重合開始剤が、アセトフェノン化合物及びO−アシルオキシム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1または請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。
- (1)請求項1から請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程、
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を焼成する工程
を含む硬化膜の形成方法。 - 上記工程(4)の焼成温度が200℃以下である請求項4に記載の形成方法。
- 請求項1から請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜、保護膜又はスペーサーとしての硬化膜。
- 請求項6に記載の硬化膜を備える表示素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010127939A JP5471851B2 (ja) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 |
| KR1020110052021A KR101853729B1 (ko) | 2010-06-03 | 2011-05-31 | 감방사선성 수지 조성물, 경화막, 경화막의 형성 방법 및, 표시 소자 |
| TW100119335A TW201202844A (en) | 2010-06-03 | 2011-06-02 | Radiation sensitive resin composition, cured film, method for forming cured film, and display element |
| CN201110154836.3A CN102269932B (zh) | 2010-06-03 | 2011-06-03 | 放射线敏感性树脂组合物、固化膜、固化膜的形成方法以及显示元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010127939A JP5471851B2 (ja) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011253110A JP2011253110A (ja) | 2011-12-15 |
| JP5471851B2 true JP5471851B2 (ja) | 2014-04-16 |
Family
ID=45052272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010127939A Active JP5471851B2 (ja) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5471851B2 (ja) |
| KR (1) | KR101853729B1 (ja) |
| CN (1) | CN102269932B (ja) |
| TW (1) | TW201202844A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201214033A (en) * | 2010-06-17 | 2012-04-01 | Sumitomo Chemical Co | Photosensitive resin composition |
| JP6022847B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-11-09 | 東京応化工業株式会社 | 絶縁膜形成用感光性樹脂組成物、絶縁膜、及び絶縁膜の形成方法 |
| CN103365087B (zh) * | 2012-03-28 | 2019-03-08 | 东京应化工业株式会社 | 绝缘膜形成用感光性树脂组合物、绝缘膜、以及绝缘膜的形成方法 |
| JP6327173B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2018-05-23 | Jsr株式会社 | 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子 |
| JP6350335B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2018-07-04 | Jsr株式会社 | 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子 |
| TWI761230B (zh) | 2015-12-08 | 2022-04-11 | 日商富士軟片股份有限公司 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、圖案形成方法、固體攝影元件及影像顯示裝置 |
| JP7560954B2 (ja) * | 2020-04-10 | 2024-10-03 | 東京応化工業株式会社 | 感光性組成物、パターン化された硬化膜の製造方法、及びパターン化された硬化膜 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024659A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Taiyo Ink Mfg Ltd | 硬化性組成物 |
| JP2007023254A (ja) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Fujifilm Corp | 硬化促進剤、熱硬化性樹脂組成物、感光性組成物及び感光性フィルム、並びに、永久パターン及びその形成方法 |
| JP2007079114A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Fujifilm Corp | 感光性組成物、パターン形成材料、感光性積層体、並びにパターン形成装置及びパターン形成方法 |
| JP2007106886A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Fujifilm Corp | 硬化促進剤、熱硬化性樹脂組成物、感光性組成物及び感光性フィルム、並びに、永久パターン及びその形成方法 |
| JP4895034B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2012-03-14 | Jsr株式会社 | 感放射線性樹脂組成物、スペーサーおよびその形成方法 |
| KR101398503B1 (ko) * | 2006-06-23 | 2014-05-27 | 후지필름 가부시키가이샤 | 화합물, 감광성 조성물, 경화성 조성물, 컬러 필터용 경화성 조성물, 컬러 필터, 및 그 제조 방법 |
| JP4689553B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2011-05-25 | 富士フイルム株式会社 | 光硬化性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ |
| JP4846484B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2011-12-28 | 富士フイルム株式会社 | 光硬化性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ |
| JP5198816B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2013-05-15 | 株式会社日本触媒 | 側鎖含有重合体の製造方法 |
-
2010
- 2010-06-03 JP JP2010127939A patent/JP5471851B2/ja active Active
-
2011
- 2011-05-31 KR KR1020110052021A patent/KR101853729B1/ko active Active
- 2011-06-02 TW TW100119335A patent/TW201202844A/zh unknown
- 2011-06-03 CN CN201110154836.3A patent/CN102269932B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011253110A (ja) | 2011-12-15 |
| CN102269932A (zh) | 2011-12-07 |
| KR20110132984A (ko) | 2011-12-09 |
| KR101853729B1 (ko) | 2018-05-02 |
| TW201202844A (en) | 2012-01-16 |
| CN102269932B (zh) | 2015-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5505066B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、表示素子の層間絶縁膜、保護膜及びスペーサーならびにそれらの形成方法 | |
| JP5765059B2 (ja) | 着色組成物、着色組成物の製造方法、着色パターン、カラーフィルタ、カラー表示素子及びカラーフィルタの製造方法 | |
| JP5476758B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、液晶表示素子の層間絶縁膜、保護膜及びスペーサーとその形成方法 | |
| JP5636839B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、層間絶縁膜、層間絶縁膜の形成方法及び表示素子 | |
| JP5636918B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、表示素子用硬化膜、表示素子用硬化膜の形成方法、及び表示素子 | |
| JP2010128328A (ja) | 感放射線性樹脂組成物、液晶表示素子のスペーサーおよび保護膜ならびにそれらの形成方法 | |
| JP5471851B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 | |
| JP5853806B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜及び硬化膜の形成方法 | |
| JP5724681B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、カラーフィルタ及びカラーフィルタの形成方法 | |
| JP5765049B2 (ja) | 硬化膜形成用感放射線性樹脂組成物、硬化膜形成用感放射線性樹脂組成物の製造方法、硬化膜、硬化膜の形成方法及び表示素子 | |
| JP5521800B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、及び表示素子 | |
| JP5633381B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜及び硬化膜の形成方法 | |
| JP2011237668A (ja) | 感放射線性樹脂組成物、表示素子の層間絶縁膜、保護膜またはスペーサーならびにそれらの形成方法 | |
| CN102298264B (zh) | 固化膜形成用放射线敏感性树脂组合物及其制造方法、固化膜及其形成方法及显示元件 | |
| JP5817237B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、カラーフィルタ、硬化膜の形成方法及びカラーフィルタの形成方法 | |
| JP5168120B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、液晶表示素子のスペーサーおよび保護膜ならびにそれらの形成方法 | |
| CN102375338A (zh) | 着色组合物、着色组合物的制造方法、着色图案、滤色器、彩色显示元件以及滤色器的制造方法 | |
| JP5633237B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜及び硬化膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140120 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5471851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |