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TW201604654A - 感放射線性樹脂組成物、硬化膜及其形成方法、以及顯示元件 - Google Patents

感放射線性樹脂組成物、硬化膜及其形成方法、以及顯示元件 Download PDF

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TW201604654A
TW201604654A TW104122846A TW104122846A TW201604654A TW 201604654 A TW201604654 A TW 201604654A TW 104122846 A TW104122846 A TW 104122846A TW 104122846 A TW104122846 A TW 104122846A TW 201604654 A TW201604654 A TW 201604654A
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成子朗人
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Abstract

本發明的目的在於提供一種放射線感度及保存穩定性優異且可形成耐化學品性、顯影後的圖案密合性、曝光放置後的圖案密合性及透明性優異的硬化膜的感放射線性樹脂組成物、由感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜、硬化膜的形成方法及包括硬化膜的顯示元件。本發明的感放射線性樹脂組成物含有:[A]聚合物成分,其在相同或不同的聚合物中包含具有式(1)所表示的基團的結構單元及具有交聯性基的結構單元;及[B]感放射線性酸產生體,其包含具有式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物及N-磺醯氧基醯亞胺化合物的至少一種。□□

Description

感放射線性樹脂組成物、硬化膜及其形成方法、以及顯示元件
本發明是有關於一種感放射線性樹脂組成物、硬化膜及其形成方法以及顯示元件。
薄膜電晶體型液晶顯示元件或有機電致發光元件(organic electroluminescence device,有機EL元件)等顯示元件通常包括層間絕緣膜或平坦化膜等絕緣膜。所述絕緣膜通常使用感放射線性組成物來形成。作為所述感放射線性組成物,就圖案化性能的觀點而言,使用利用萘醌二疊氮化物(naphthoquinone diazide)等酸產生劑的正型感放射線性樹脂組成物(參照日本專利特開2001-354822號公報),近年來提出了多種感放射線性組成物。
作為其一例,提出了一種正型化學增幅材料,其目的在於以較使用萘醌二疊氮化物等酸產生劑的所述正型感放射線性樹脂組成物更高的感度來形成顯示元件用的硬化膜(參照日本專利特開2004-4669號公報)。所述正型化學增幅材料含有交聯劑、酸產生劑及酸解離性樹脂。酸解離性樹脂具有可利用酸的作用而解離的保護基,雖不溶或者難溶於鹼性水溶液中,但通過利用酸的作用,保護基解離而變得可溶於鹼性水溶液中。另外,也提出了含有具有縮醛結構及/或縮酮結構以及環氧基的樹脂及酸產生劑的正型感放射線性組成物(參照日本專利特開2004-264623號公報、日本專利特開2011-215596號公報以及日本專利特開2008-304902號公報)。
這些感放射線性樹脂組成物中,除了高的放射線感度以外,還要求即便長期保存,黏度也不會變化的保存穩定性,進而對由這些感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜要求難以由顯影液等膨潤的耐化學品性。進而,對由所述硬化膜形成的圖案也有以下要求:在顯影後,圖案與基板充分密合而難以剝離;硬化膜的透明性充分;以及即便在曝光後進行放置的情況下,圖案也與基板充分密合而難以剝離。
但是,所述現有的感放射線性樹脂組成物中,並不充分滿足這些要求。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-354822號公報 [專利文獻2]日本專利特開2004-4669號公報 [專利文獻3]日本專利特開2004-264623號公報 [專利文獻4]日本專利特開2011-215596號公報 [專利文獻5]日本專利特開2008-304902號公報
[發明所要解決的問題]
本發明是基於以上情況而形成,目的在於提供一種放射線感度及保存穩定性優異且可形成耐化學品性、顯影後的圖案密合性、曝光放置後的圖案密合性及透明性優異的硬化膜的感放射線性樹脂組成物、由感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜、硬化膜的形成方法、以及包括硬化膜的顯示元件。 [解決問題的技術手段]
為了解決所述課題而形成的發明為一種感放射線性樹脂組成物,其含有:[A]聚合物成分,其在相同或不同的聚合物中包含具有下述式(1)所表示的基團的第一結構單元以及具有交聯性基的第二結構單元;以及[B]感放射線性酸產生體,其包含選自具有下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種化合物。(式(1)中,R1 、R2 及R3 分別獨立地為氫原子、碳數1至20的烷基、脂環式烴基、芳基、這些基團所具有的氫原子的一部分或全部經取代基所取代的基團、或者-SiRA 3 ;RA 為碳數1至10的烷基;R4 為單鍵或者碳數1至12的二價有機基)(式(2)中,R5 為碳數1至20的烷基、脂環式烴基、芳基、或者這些基團所具有的氫原子的一部分或全部經取代基所取代的基團)
為了解決所述課題而形成的其他發明為一種硬化膜,其由所述感放射線性樹脂組成物形成。
本發明的硬化膜的形成方法包括:使用所述感放射線性樹脂組成物,在基板上形成塗膜的步驟;對所述塗膜的至少一部分照射放射線的步驟;對經放射線照射的塗膜進行顯影的步驟;以及對經顯影的塗膜進行加熱的步驟。
本發明更包括一種包括所述硬化膜的顯示元件。
此處,所謂「脂環式烴基」,是指僅包含脂環結構作為環結構,而不包含芳香環結構的烴基,且包含單環的脂環式烴基以及多環的脂環式烴基這兩者。但,並不需要僅由脂環結構的所構成,也可以在其一部分中包含鏈狀結構。所謂「有機基」,是指包含至少1個碳原子的基團。 [發明的效果]
本發明的感放射線性樹脂組成物含有:[A]聚合物成分,其在相同或不同的聚合物中包含具有下述式(1)所表示的基團的第一結構單元以及具有交聯性基的第二結構單元;以及[B]感放射線性酸產生體,其包含選自具有下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種化合物;因此放射線感度及保存穩定性優異,且可形成耐化學品性、顯影後的圖案密合性、曝光放置後的圖案密合性及透明性優異的硬化膜。本發明還提供由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜及其形成方法、以及包括所述硬化膜的顯示元件。因此,所述感放射線性樹脂組成物、所述硬化膜及其形成方法、以及所述顯示元件可適合用於液晶顯示裝置、有機EL元件、有機EL照明等的製程。
<感放射線性樹脂組成物> 本發明的感放射線性樹脂組成物含有:[A]聚合物成分,其在相同或不同的聚合物中包含具有下述式(1)所表示的基團的第一結構單元以及具有交聯性基的第二結構單元(以下也稱為「[A]聚合物成分」);以及[B]感放射線性酸產生體,其包含選自具有下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種化合物(以下也稱為「[B]感放射線性酸產生體」);由此放射線感度及保存穩定性優異,且可形成耐化學品性、顯影後的圖案密合性及曝光放置後的圖案密合性優異的硬化膜。通過所述感放射線性樹脂組成物具有所述構成而發揮所述效果的原因未必明確,但例如可推測如下。即,通過所述[A]聚合物成分包含第一結構單元及第二結構單元,而在硬化膜中形成分散有矽原子的結構。其結果為認為:不僅硬化膜的耐化學品性提高,而且由於所述矽原子的存在,所述感放射線性樹脂組成物的保存穩定性提高。另外認為:通過所述結構,在硬化膜與基板之間難以滲入顯影液等,其結果為圖案密合性提高。
另外,通過所述感放射線性樹脂組成物具有所述構成,可提高放射線感度,而且可形成透明性優異的硬化膜。通過使用所述感放射線性樹脂組成物而發揮所述效果的原因未必明確,但認為:通過[B]感放射性酸產生體包含所述特定的化合物,不僅放射線感度提高,而且所產生的酸的強度得到適度調節,結果,可抑制成為硬化膜的透過率下降的要因的物質殘留。
下述式(1)所表示的基團優選為酸解離性基。通常已知,在使用包含縮醛基的酸解離性基的情況下,包含所述縮醛基的酸解離性基進行解離而成為具有乙烯鍵的化合物。通過此種具有乙烯鍵的化合物大量殘留於膜中,硬化膜的透過率下降。但是,在使用下述式(1)所表示的基團作為酸解離性基的情況下,殘留於硬化膜中的具有乙烯基的化合物減少,因此更能夠抑制透過率的下降。
另外,本發明的感放射線性樹脂組成物也可以含有[C]抗氧化劑、[D]具有環狀醚基的化合物作為優選成分,也可以在不損及本發明效果的範圍內含有其他的任意成分。以下,對各成分進行詳細說明。
<[A]聚合物成分> [A]聚合物成分在相同或不同的聚合物中包含具有下述式(1)所表示的基團的第一結構單元、及具有交聯性基的第二結構單元。
除了第一結構單元以及第二結構單元以外,[A]聚合物成分也可以包含具有酸解離性基的結構單元(以下也稱為「第三結構單元」)等其他結構單元。另外,[A]聚合物成分也可以包含2種以上的各結構單元。
[第一結構單元] 第一結構單元具有下述式(1)所表示的基團。
所述式(1)中,R1 、R2 及R3 分別獨立地為氫原子、碳數1至20的烷基、脂環式烴基、芳基、這些基團所具有的氫原子的一部分或全部經取代基所取代的基團、或者-SiRA 3 。RA 為碳數1至10的烷基。R4 為單鍵或者碳數1至12的二價有機基。在將所述式(1)所表示的基團作為酸解離性基的情況下,優選為R1 、R2 及R3 分別獨立地為碳數1至20的烷基,且R4 為單鍵。
R1 、R2 及R3 所表示的碳數1至20的烷基例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、正丁基等直鏈狀的烷基;異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基等分支狀的烷基等。所述烷基優選為碳數1~10的烷基。
R1 、R2 及R3 所表示的碳數3至20的脂環式烴基例如可列舉:環戊基、環己基等單環的脂環式烴基;金剛烷基、降冰片基、四環癸基等多環的脂環式烴基等。
R1 、R2 及R3 所表示的碳數6至20的芳基可列舉:苯基、甲苯基、二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、萘基等。所述芳基優選為碳數6~10的芳基。
所述取代基例如可列舉:鹵素原子、羥基、羧基、硝基、氰基等。
所述R4 所表示的碳數1至12的二價有機基例如可列舉:二價烴基、在所述烴基的碳-碳間包含含雜原子的基團的基團、將這些基團的氫原子的一部分或全部以取代基所取代的基團等。
所述碳數1至12的二價烴基例如可列舉:二價鏈狀烴基、二價脂環式烴基、二價芳香族烴基。
所述二價鏈狀烴基例如可列舉:甲烷二基、乙烷二基、丙烷二基、丁烷二基等烷二基;乙烯二基、丙烯二基、丁烯二基等烯二基;乙炔二基、丙炔二基、丁炔二基等炔二基等。
所述二價脂環式烴基例如可列舉:環丙烷二基、環丁烷二基、環戊烷二基、環己烷二基等單環的環烷二基;環丙烯二基、環丁烯二基等單環的環烯二基;降冰片烷二基、金剛烷二基、三環癸烷二基、四環十二烷二基等多環的環烷二基;降冰片烯二基、三環癸烯二基等多環的環烯二基等。
所述二價芳香族烴基例如可列舉:苯二基、甲苯二基、二甲苯二基、萘二基等芳二基;苯二基甲烷二基、萘二基環己烷二基等芳二基(環)烷二基等。
所述所謂含雜原子的基團是指結構中具有二價以上的雜原子的基團。所述含雜原子的基團可具有1個雜原子,亦可具有2個以上。
所述含雜原子的基團所具有的二價以上的雜原子只要是具有二價以上的原子價的雜原子,則並無特別限定,例如可列舉:氧原子、氮原子、硫原子、矽原子、磷原子、硼原子等。
所述含雜原子的基團例如可列舉:-SO-、-SO2 -、-SO2O-、-SO3 -等僅包含雜原子的基團;-CO-、-COO-、-COS-、-CONH-、-OCOO-、-OCOS-、-OCONH-、-SCONH-、-SCSNH-、-SCSS-等將碳原子與雜原子組合而成的基團等。
所述取代基例如可列舉與所述R1 、R2 及R3 中例示者相同的基團等。
所述式(1)所表示的基團例如可列舉:三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、二乙基異丙基矽烷基、三異丙基矽烷基、二甲基己基矽烷基、第三丁基二苯基矽烷基、二甲基苯基矽烷基、三苯基矽烷基、三(三甲基矽烷基)矽烷基、2-(三甲基矽烷基)乙基、(2-苯基-2-三甲基矽烷基)乙基、2-(三甲基矽烷基)乙氧基甲基、[2-(三甲基矽烷基)乙基]磺醯基、2-(三甲基矽烷基)乙氧基羰基等。
這些基團中,優選為:三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、異丙基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基。
另外,第一結構單元例如可列舉下述式所表示者。
所述式中,R6 為氫原子、氟原子、甲基或者三氟甲基。
[第二結構單元] 第二結構單元包含交聯性基。通過[A]聚合物成分具有包含交聯性基的第二結構單元,由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜可通過構成[A]聚合物成分的聚合物彼此或者構成[A]聚合物成分的聚合物與後述[D]具有環狀醚基的化合物等的交聯來提高強度。
所述交聯性基例如可列舉:包含聚合性碳-碳雙鍵的基團、包含聚合性碳-碳三鍵的基團、氧雜環丙基、氧雜環丁基、烷氧基甲基、甲醯基、乙醯基、二烷基胺基甲基、二羥甲基胺基甲基等。
所述交聯性基優選為選自由(甲基)丙烯醯基、氧雜環丙基及氧雜環丁基所組成的組群中的至少1種。由此,可進一步提高由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的強度。
第二結構單元例如可列舉下述式所表示的結構單元等。
所述式中,R7 為氫原子或者甲基。
提供第二結構單元的單體優選為包含(甲基)丙烯醯基、氧雜環丙基或者氧雜環丁基的單體,更優選為包含氧雜環丙基或者氧雜環丁基的單體,尤其優選為甲基丙烯酸縮水甘油酯、3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷、甲基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、丙烯酸-3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯。
相對於構成[A]聚合物成分的全部結構單元,第二結構單元的含有比例的上限優選為80莫耳%,更優選為60莫耳%。另一方面,所述含有比例的下限優選為0.1莫耳%,更優選為1莫耳%。通過將第二結構單元的含有比例設為所述範圍,可有效地提高所形成的硬化膜的強度。
[第三結構單元] 第三結構單元具有酸解離性基。所述酸解離性基作為在聚合物中保護羧基或酚性羥基等的保護基而發揮作用。具有此種保護基的聚合物通常不溶或者難溶於鹼性水溶液中。由於保護基為酸解離性基,故而所述聚合物利用酸的作用而使保護基裂解,由此變得可溶於鹼性水溶液中。
通過[A]聚合物成分具有第三結構單元,所述感放射線性樹脂組成物的放射線感度進一步提高,通過顯影等而獲得的圖案形狀的穩定性也進一步提高。
包含酸解離性基的第三結構單元優選為下述式(3)或下述式(4)所表示的結構單元。
式(3)中,R8 為氫原子或甲基;R9 及R10 分別獨立地為氫原子、碳數1~12的一價鏈狀烴基、碳數6~15的一價芳香族烴基或者碳數4~20的一價脂環式烴基。
式(4)中,R11 為氫原子或者甲基。R12 ~R18 分別獨立地為氫原子或者碳數1~12的一價鏈狀烴基。n為1或2。在n為2的情況下,多個R17 及R18 可分別相同,也可以不同。
所述R9 及R10 所表示的碳數1~12的一價鏈狀烴基例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基等直鏈狀烷基;異丙基、異丁基、第三丁基、新戊基等分支狀烷基等。
所述R9 及R10 所表示的碳數6~15的一價芳香族烴基例如可列舉苯基、萘基等。
所述R9 及R10 所表示的碳數4~20的一價脂環式烴基例如可列舉:環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環癸基、甲基環己基、乙基環己基等單環式環烷基;環丁烯基、環戊烯基、環己烯基、環庚烯基、環辛烯基、環癸烯基、環戊二烯基、環己二烯基、環辛二烯基、環癸二烯等單環式環烯基;雙環[2.2.2]辛基、三環[5.2.1.02,6 ]癸基、四環[6.2.1.13,6 .02,7 ]十二烷基、降冰片基、金剛烷基等多環式環烷基等。
所述式(3)所表示的結構單元例如可列舉下述式(3-1)~式(3-10)所表示的結構單元等。
所述式(3-1)~式(3-10)中,R8 與所述式(3)為相同含義。
提供第三結構單元的式(3)所表示的結構單元的單體例如可列舉:甲基丙烯酸-1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸-1-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸-1-(三環癸基氧基)乙酯、甲基丙烯酸-1-(五環十五烷基甲基氧基)乙酯、甲基丙烯酸-1-(五環十五烷基氧基)乙酯、甲基丙烯酸-1-(四環十二烷基甲基氧基)乙酯、甲基丙烯酸-1-(金剛烷基氧基)乙酯等。
所述式(4)中,R12 ~R18 所表示的碳數1~12的一價鏈狀烴基例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、正丁基等直鏈狀的烷基;異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基等分支狀的烷基;乙烯基、正丙烯基等直鏈狀的烯基;異丙烯基、異丁烯基等分支狀的烯基等。
所述式(4)所表示的結構單元例如可列舉下述式(4-1)~式(4-5)所表示的結構單元等。
所述式(4-1)~式(4-5)中,R11 與所述式(4)為相同含義。
提供所述式(4)所表示的結構單元的單體優選為提供所述式(4-3)所表示的結構單元的甲基丙烯酸四氫-2H-吡喃-2-基酯。
相對於構成[A]聚合物成分的全部結構單元,第三結構單元的含有比例的上限優選為80莫耳%,更優選為60莫耳%,尤其優選為40莫耳%。另一方面,所述含有比例的下限優選為0.1莫耳%,更優選為1莫耳%,尤其優選為10莫耳%。
[其他結構單元] [A]聚合物成分也可以在不損及本發明效果的範圍內具有第一結構單元~第三結構單元以外的其他結構單元。
提供其他結構單元的單體例如可列舉:不飽和羧酸及其酐、具有羥基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸鏈狀烷基酯、(甲基)丙烯酸脂環式酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不飽和芳香族化合物、N-取代順丁烯二醯亞胺、共軛二烯、具有四氫呋喃骨架等的不飽和化合物等。
不飽和羧酸及其酐例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不飽和單羧酸,順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸、衣康酸等不飽和二羧酸、或者其酐;丁二酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、六氫鄰苯二甲酸單-2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯等多元羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯;ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等在兩末端具有羧基及羥基的聚合物的單(甲基)丙烯酸酯;5-羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐等具有羧基的不飽和多環式化合物、或者其酐等。
這些化合物中,優選為不飽和單羧酸、不飽和二羧酸的酐,就共聚合反應性、對鹼性水溶液的溶解性以及獲取的容易性而言,更優選為(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸酐。
具有羥基的(甲基)丙烯酸酯例如可列舉:丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-3-羥基丙酯、丙烯酸-4-羥基丁酯、丙烯酸-5-羥基戊酯、丙烯酸-6-羥基己酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-3-羥基丙酯、甲基丙烯酸-4-羥基丁酯、甲基丙烯酸-5-羥基戊酯、甲基丙烯酸-6-羥基己酯等。
(甲基)丙烯酸鏈狀烷基酯例如可列舉:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸正月桂基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸正硬脂基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第二丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸正月桂基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸正硬脂基酯等。
(甲基)丙烯酸脂環式酯例如可列舉:甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸-2-甲基環己酯、甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6 ]癸烷-8-基酯、甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6 ]癸烷-8-基氧基乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸2-甲基環己酯、丙烯酸三環[5.2.1.02,6 ]癸烷-8-基酯、丙烯酸三環[5.2.1.02,6 ]癸烷-8-基氧基乙酯、丙烯酸異冰片酯等。
(甲基)丙烯酸芳基酯例如可列舉:甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸苄基酯等。
不飽和芳香族化合物例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯等。
N-取代順丁烯二醯亞胺例如可列舉:N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-甲苯基順丁烯二醯亞胺、N-萘基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-己基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺等。
共軛二烯例如可列舉:1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
具有四氫呋喃骨架等的不飽和化合物例如可列舉:(甲基)丙烯酸-3-四氫糠酯、2-甲基丙烯醯氧基-丙酸四氫糠酯、3-(甲基)丙烯醯氧基四氫呋喃-2-酮等。
相對於構成[A]聚合物成分的全部結構單元,其他結構單元的含有比例的上限優選為50莫耳%,更優選為30莫耳%,尤其優選為25莫耳%。另一方面,所述含有比例的下限優選為5莫耳%,更優選為10莫耳%。通過將其他結構單元的含有比例設為所述範圍,不僅使對鹼性水溶液的溶解性最佳化,而且獲得放射線性感度更優異的感放射線性樹脂組成物。
<[A]聚合物成分的合成方法> [A]聚合物成分例如可通過使用自由基聚合起始劑,使與既定的結構單元對應的單體在適當的溶劑中進行聚合來製造。例如優選為利用以下方法來合成:將含有單體及自由基起始劑的溶液滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應的方法;將含有單體的溶液、以及含有自由基起始劑的溶液分別滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應的方法;將含有各單體的多種溶液、以及含有自由基起始劑的溶液分別滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應的方法等。
[A]聚合物成分的聚合反應中使用的溶劑例如可列舉與後述「<感放射線性樹脂組成物的製備>」的項中例示者相同的溶劑等。
聚合反應中使用的聚合起始劑可使用通常作為自由基聚合起始劑而已知者,例如可列舉:2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸甲酯)等偶氮化合物;苯甲醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、第三丁基過氧化三甲基乙酸酯、1,1'-雙-(第三丁基過氧化)環己烷等有機過氧化物;過氧化氫等。
[A]聚合物成分的聚合反應中,為了調整分子量,也可以使用分子量調整劑。分子量調整劑例如可列舉:氯仿、四溴化碳等鹵化烴類;正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、第三十二烷基硫醇、硫代乙醇酸(thioglycolic acid)等硫醇類;硫化二甲基黃原酸酯(dimethylxanthogen sulfide)、二硫化二異丙基黃原酸酯等黃原酸類;異松油烯(terpinolene)、α-甲基苯乙烯二聚物等。
[A]聚合物的利用膠體滲透層析法(Gel Penetration Chromatography,GPC)而得的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)的上限優選為100,000,更優選為50,000。另一方面,所述Mw的下限優選為2,000,更優選為5,000。通過將[A]聚合物成分的Mw設為所述範圍,可進一步提高所述感放射線性樹脂組成物的放射線感度以及顯影性。
[A]聚合物成分的利用GPC而得的聚苯乙烯換算數量平均分子量(Mn)的上限優選為100,000,更優選為50,000。另一方面,所述Mn的下限優選為2,000,更優選為5,000。通過將[A]聚合物的Mn設為所述範圍,可提高所述感放射線性樹脂組成物的塗膜的硬化時的硬化反應性。
[A]聚合物成分的分子量分佈(Mw/Mn)的上限優選為3,更優選為2.6。通過將[A]聚合物成分的Mw/Mn設為所述上限以下,可進一步提高所得硬化膜的感度。
<[B]感放射性酸產生體> [B]感放射性酸產生體是通過放射線的照射而產生酸的化合物,可使用選自包含下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物、以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種,所述放射線可使用例如可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等。通過所述感放射線性樹脂組成物含有[B]感放射性酸產生體,所述感放射線性樹脂組成物可發揮感放射線特性,且可具有良好的放射線感度。作為所述感放射線性樹脂組成物中的[B]感放射性酸產生體的含有形態,如後所述可以是化合物的形態(以下,適當稱為「[B]感放射性酸產生劑」),也可以是作為構成[A]聚合物成分等的聚合物的一部分而併入的形態,也可以是所述兩種形態。這些[B]感放射性酸產生體可單獨使用,也可以並用2種以上。
[B]感放射性酸產生體除了含有包含肟磺酸酯基的肟磺酸酯化合物、N-磺醯氧基醯亞胺化合物以外,還可以含有:鎓鹽、含鹵素的化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等。
[肟磺酸酯化合物] 肟磺酸酯化合物為包含下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物。
式(2)中,R5 為烷基、一價脂環式烴基、芳基或者烷基、一價脂環式烴基、將芳基的氫原子的一部分或全部以取代基取代而成的基團。
所述R5 所表示的烷基優選為碳數1~12的直鏈狀或分支狀的烷基。
所述R5 所表示的一價脂環式烴基優選為碳數4~12的脂環式烴基。
所述R5 所表示的芳基優選為碳數6~20的芳基,更優選為苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基。
所述取代基例如可列舉:碳數1~5的烷基、烷氧基、側氧基、鹵素原子等。
含有所述式(2)所表示的基團的化合物例如可列舉下述式(2-1)~式(2-3)所表示的肟磺酸酯化合物等。
所述式(2-1)~式(2-3)中,R19 與所述式(2)的R5 為相同含義。 所述式(2-1)及式(2-2)中,R20 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的氟烷基。 式(2-3)中,X為烷基、烷氧基、或者鹵素原子。i為0~3的整數。其中,在i為2或3的情況下,多個X可相同,亦可不同。
所述X所表示的烷基優選為碳數1~4的直鏈狀或分支狀的烷基。所述X所表示的烷氧基優選為碳數1~4的直鏈狀或分支狀的烷氧基。所述X所表示的鹵素原子優選為氯原子、氟原子。
所述(2-3)所表示的肟磺酸酯化合物例如可列舉下述式(2-4)~式(2-8)所表示的化合物等。
所述式(2-4)~式(2-8)所表示的化合物分別為:(5-丙基磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-辛基磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-樟腦磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-對甲苯磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、2-(辛基磺醯氧基亞胺基)-2-(4-甲氧基苯基)乙腈、4-甲基苯基磺醯氧基亞胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈,可作為市售品來獲取。
[N-磺醯氧基醯亞胺化合物] N-磺醯氧基醯亞胺化合物例如可列舉:N-(三氟甲基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(2-氟苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、(4-甲基苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(九氟丁磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(五氟乙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(七氟丙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(九氟丁基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(乙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(丙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(丁基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(戊基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(己基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(庚基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(辛基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(壬基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺等。
所述鎓鹽、含鹵素的化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等可使用日本專利特開2011-232632號公報中記載的化合物。
[B]感放射性酸產生體優選為所述式(2)所表示的肟磺酸酯化合物中的所述式(2-4)~式(2-8)所表示的化合物。另外,包含N-磺醯氧基醯亞胺化合物也優選。
所述感放射線性樹脂組成物可通過使用作為[B]感放射性酸產生體而例示的化合物,來提高放射線感度。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[B]感放射性酸產生體的含量的上限優選為10質量份,更優選為5質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.1質量份,更優選為1質量份。通過將[B]感放射性酸產生體的含量設為所述範圍,可使所述感放射線性樹脂組成物的感度最佳化,可形成不僅維持透明性,而且表面硬度高的硬化膜。
<其他的任意成分> 所述感放射線性樹脂組成物除了含有所述[A]成分及[B]成分以外,還可以在不損及本發明效果的範圍內,視需要而含有[C]抗氧化劑、[D]具有環狀醚基的化合物、[E]酸擴散控制劑、[F]表面活性劑、[G]密合助劑、[H]溶劑等其他的任意成分。其他的任意成分可分別單獨使用,也可以並用2種以上。以下對各成分進行詳細說明。
<[C]抗氧化劑> [C]抗氧化劑是通過捕捉因曝光或加熱而產生的自由基,或者通過因氧化而生成的過氧化物的分解,來抑制聚合物分子的鍵的裂解的成分。
所述感放射線性樹脂組成物通過含有[C]抗氧化劑,則由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜中的聚合物分子的裂解劣化得到抑制,可提高耐光性等。
[C]抗氧化劑例如可列舉:具有受阻酚結構的化合物、具有受阻胺結構的化合物、具有亞磷酸烷基酯結構的化合物、具有硫醚結構的化合物等。這些[C]抗氧化劑可單獨使用,也可以並用2種以上。
所述具有受阻酚結構的化合物例如可列舉:季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、硫代二亞乙基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、異氰脲酸三-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、N,N'-己烷-1,6-二基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基丙醯胺)、3,3',3',5',5'-六-第三丁基-a,a',a'-(均三甲苯-2,4,6-三基)三-對甲酚、4,6-雙(辛硫基甲基)-鄰甲酚、4,6-雙(十二烷硫基甲基)-鄰甲酚、亞乙基雙(氧亞乙基)雙[3-(5-第三丁基-4-羥基-間甲苯基)丙酸酯、六亞甲基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三[(4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二-第三丁基-4-(4,6-雙(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基胺)苯酚等。
所述具有受阻酚結構的化合物的市售品例如可列舉:“艾迪科斯塔布(Adekastab)AO-20”、“艾迪科斯塔布AO-30”、“艾迪科斯塔布AO-40”、“艾迪科斯塔布AO-50”、“艾迪科斯塔布AO-60”、“艾迪科斯塔布AO-70”、“艾迪科斯塔布AO-80”、“艾迪科斯塔布AO-330”(以上,艾迪科(ADEKA)公司);“斯密萊澤(sumilizer)GM”、“斯密萊澤GS”、“斯密萊澤MDP-S”、“斯密萊澤BBM-S”、“斯密萊澤WX-R”、“斯密萊澤GA-80”(以上,住友化學公司);“易璐諾斯(IRGANOX)1010”、“易璐諾斯1035”、“易璐諾斯1076”、“易璐諾斯1098”、“易璐諾斯1135”、“易璐諾斯1330”、“易璐諾斯1726”、“易璐諾斯1425WL”、“易璐諾斯1520L”、“易璐諾斯245”、“易璐諾斯259”、“易璐諾斯3114”、“易璐諾斯565”、“易璐穆德(IRGAMOD)295”(以上,日本汽巴公司);“約什諾克斯(Yoshinox)BHT”、“約什諾克斯BB”、“約什諾克斯2246G”、“約什諾克斯425”、“約什諾克斯250”、“約什諾克斯930”、“約什諾克斯SS”、“約什諾克斯TT”、“約什諾克斯917”、“約什諾克斯314”(以上,API公司(API corporation))等。
這些市售品中,[C]抗氧化劑優選為具有受阻酚結構。通過[C]抗氧化劑具有受阻酚結構,可進一步抑制由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜中的聚合物分子的裂解劣化。另外,具有受阻酚結構的化合物中,更優選為季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、異氰脲酸三-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)酯。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[C]抗氧化劑的含量的上限優選為15質量份,更優選為10質量份,尤其優選為5質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.1質量份,更優選為0.2質量份。通過將[C]抗氧化劑的含量設為所述範圍,可更有效地抑制由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的裂解劣化。
<[D]具有環狀醚基的化合物> [D]具有環狀醚基的化合物(以下也稱為「[D]化合物」)是具有環狀醚基且與[A]聚合物成分所含有的聚合物不同的化合物。所述感放射線性樹脂組成物通過含有[D]化合物,不僅可通過[D]化合物的熱反應性來促進[A]聚合物成分等的交聯,可提高由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的硬度,而且可進一步提高所述感放射線性樹脂組成物的放射線感度。
[D]化合物優選為在分子內具有2個以上環氧基(氧雜環丙基、氧雜環丁基)的化合物。
分子內具有2個以上氧雜環丙基的[D]化合物例如可列舉:雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙酚S二縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙酚F二縮水甘油醚、氫化雙酚AD二縮水甘油醚等雙酚型二縮水甘油醚類;1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚等多元醇的聚縮水甘油醚類;通過在乙二醇、丙二醇、丙三醇等脂肪族多元醇中加成1種或2種以上的環氧烷而獲得的聚醚多元醇的聚縮水甘油醚類;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂;甲酚酚醛清漆型環氧樹脂;多元酚型環氧樹脂;脂肪族長鏈二元酸的二縮水甘油酯類;高級脂肪酸的縮水甘油酯類;脂肪族聚縮水甘油醚類;環氧化大豆油、環氧化亞麻仁油等。這些[D]化合物可單獨使用,也可以並用2種以上。
分子內具有2個以上氧雜環丙基的[D]化合物的市售品例如:雙酚A型環氧樹脂可列舉:“埃皮考特(Epikote)1001”、“埃皮考特1002”、“埃皮考特1003”、“埃皮考特1004”、“埃皮考特1007”、“埃皮考特1009”、“埃皮考特1010”、“埃皮考特828”(以上,日本環氧樹脂公司)等;雙酚F型環氧樹脂可列舉:“埃皮考特807”(日本環氧樹脂公司)等;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂可列舉:“埃皮考特152”、“埃皮考特154”、“埃皮考特157S65”(以上,日本環氧樹脂公司),“EPPN201”、“EPPN202”(以上,日本化藥公司)等;甲酚酚醛清漆型環氧樹脂可列舉:“EOCN102”、“EOCN103S”、“EOCN104S”、“EOCN1020”、“EOCN1025”、“EOCN1027”(以上,日本化藥公司),埃皮考特180S75(日本環氧樹脂公司)等;多元酚型環氧樹脂可列舉:“埃皮考特1032H60”、“埃皮考特XY-4000”(以上,日本環氧樹脂公司)等;環狀脂肪族環氧樹脂可列舉:“CY-175”、“CY-177”、“CY-179”、“愛牢達(Araldite)CY-182”、“愛牢達192”、“愛牢達184”(以上,汽巴精化公司),“ERL-4234”、“ERL-4299”、“ERL-4221”、“ERL-4206”(以上,U.C.C公司),“昭達因(Shodain)509”(昭和電工公司),“愛匹克隆(Epiclon)200”、“愛匹克隆400”(以上,大日本油墨公司),“埃皮考特871”、“埃皮考特872”(以上,日本環氧樹脂公司),“ED-5661”、“ED-5662”(以上,塞拉尼斯塗料(Celanese Coating)公司)等;脂肪族聚縮水甘油醚可列舉:“愛坡萊特(Epolite)100MF”(共榮社化學公司)、“埃皮歐(Epiol)TMP”(日本油脂公司)等。
分子內具有2個以上氧雜環丁基的[D]化合物例如可列舉:間苯二甲酸雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲基]酯、1,4-雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基甲基]苯、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]苯、二[1-乙基-(3-氧雜環丁基)甲基]醚(別名:雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚)、3,7-雙(3-氧雜環丁基)-5-氧雜-壬烷、3,3'-[1,3-(2-亞甲基)丙烷二基雙(氧亞甲基)]雙-(3-乙基氧雜環丁烷)、1,2-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]乙烷、1,3-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)甲基]丙烷、乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、二環戊烯基雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、三乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、四乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、三環癸烷二基二亞甲基(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、三羥甲基丙烷三(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、1,4-雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)丁烷、二甲苯雙氧雜環丁烷、1,6-雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲氧基)己烷、季戊四醇三(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、季戊四醇四(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、聚乙二醇雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、二季戊四醇六(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、二季戊四醇五(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、二季戊四醇四(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、己內酯改性二季戊四醇六(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、己內酯改性二季戊四醇五(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、二-三羥甲基丙烷四(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改性雙酚A雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、環氧丙烷(propylene oxide,PO)改性雙酚A雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、EO改性氫化雙酚A雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、PO改性氫化雙酚A雙(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚、EO改性雙酚F(3-乙基-3-氧雜環丁基甲基)醚等。
這些化合物中,[D]化合物優選為在分子內具有2個以上氧雜環丁基的化合物,更優選為間苯二甲酸雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲基]酯、1,4-雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基甲基]苯。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[D]化合物的含量的上限優選為150質量份,更優選為100質量份,尤其優選為50質量份,特別優選為25質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.5質量份,更優選為1質量份,尤其優選為10質量份。通過將[D]化合物的含量設為所述範圍,可進一步提高由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的硬度。
<[E]酸擴散控制劑> [E]酸擴散控制劑可自化學增幅抗蝕劑所使用者中任意地選擇來使用。所述感放射線性樹脂組成物通過含有[E]酸擴散控制劑,可適度地控制通過曝光而由[B]感放射性酸產生體產生的酸的擴散長,可使圖案顯影性良好。
[E]酸擴散控制劑例如可使用日本專利特開2011-232632號公報中記載的酸擴散控制劑。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[E]酸擴散控制劑的含量的上限優選為2質量份,更優選為1質量份,尤其優選為0.2質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.001質量份,更優選為0.005質量份。通過將[E]酸擴散控制劑的含量設為所述範圍,圖案顯影性進一步提高。
<[F]表面活性劑> [F]表面活性劑是提高所述感放射線性樹脂組成物的塗膜形成性的成分。所述感放射線性樹脂組成物通過含有[F]表面活性劑,可提高塗膜的表面平滑性,其結果為,可進一步提高由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的膜厚均勻性。
[F]表面活性劑例如可列舉:氟系表面活性劑、矽酮系表面活性劑等。這些[F]表面活性劑可單獨使用,也可以並用2種以上。[F]表面活性劑例如可使用日本專利特開2011-18024號公報中記載的表面活性劑。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[F]表面活性劑的含量的上限優選為3質量份,更優選為2質量份,尤其優選為1質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.01質量份,更優選為0.05質量份。通過將[F]表面活性劑的含量設為所述範圍,可進一步提高所形成的塗膜的膜厚均勻性。
<[G]密合助劑> [G]密合助劑是提高基板等膜形成對象物與硬化膜的粘接性的成分。[G]密合助劑特別可用於提高無機物的基板與硬化膜的粘接性。無機物例如可列舉:矽、氧化矽、氮化矽等矽化合物,金、銅、鋁等金屬等。
[G]密合助劑優選為官能性矽烷偶聯劑。所述官能性矽烷偶聯劑例如可列舉具有羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基(較優選為氧雜環丙基)、硫醇基等反應性取代基的矽烷偶聯劑等。這些[G]密合助劑可單獨使用,也可以並用2種以上。
官能性矽烷偶聯劑例如可列舉:三甲氧基矽烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基烷基二烷氧基矽烷、γ-氯丙基三烷氧基矽烷、γ-巰基丙基三烷氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等。這些化合物中,官能性矽烷偶聯劑優選為:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基烷基二烷氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
相對於[A]聚合物成分100質量份,[G]密合助劑的含量的上限優選為30質量份,更優選為20質量份,尤其優選為10質量份。另一方面,所述含量的下限優選為0.5質量份,更優選為1質量份。通過將[G]密合助劑的含量設為所述範圍,所形成的硬化膜與基板的密合性進一步得到改善。
<[H]溶劑> [H]溶劑適合使用將所述感放射線性樹脂組成物中的其他成分均勻地溶解或分散,且不與所述其他成分反應者。此種[H]溶劑例如可列舉:醇類、醚類、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇烷基醚、丙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚乙酸酯、丙二醇單烷基醚丙酸酯、芳香族烴類、酮類、其他酯類等。[H]溶劑可使用日本專利特開2011-232632號報中記載的溶劑。
<感放射線性樹脂組成物的製備方法> 所述感放射線性樹脂組成物是通過例如在[H]溶劑中混合[A]聚合物成分及[B]感放射性酸產生體、視需要的優選成分以及其他的任意成分,而製備成溶解或分散的狀態。
<硬化膜> 本發明的硬化膜由所述感放射線性樹脂組成物形成。所述硬化膜由於由所述感放射線性樹脂組成物形成,故而放射線感度、耐化學品性、透明性、顯影後的圖案密合性以及曝光放置後的圖案密合性優異。具有此種特性的所述硬化膜例如可用於顯示元件等電子裝置的層間絕緣膜、平坦化膜、對用以形成發光層的區域進行規定的堤岸(隔離壁)、間隔物、保護膜、彩色濾光片用著色圖案等。此外,所述硬化膜的形成方法並無特別限定,優選為應用以下所說明的硬化膜的形成方法。
<硬化膜的形成方法> 所述感放射線性樹脂組成物可適合用於硬化膜的形成。
本發明的硬化膜的形成方法包括:使用所述感放射線性樹脂組成物,在基板上形成塗膜的步驟(以下也稱為「塗膜形成步驟」);對所述塗膜的至少一部分照射放射線的步驟(以下也稱為「照射步驟」)、對經放射線照射的塗膜進行顯影的步驟(以下也稱為「顯影步驟」);以及對經顯影的塗膜進行加熱的步驟(以下也稱為「加熱步驟」)。
依據所述硬化膜的形成方法,可簡便地形成放射線感度、耐化學品性、透明性、顯影後的圖案密合性以及曝光放置後的圖案密合性優異的硬化膜。
[塗膜形成步驟] 本步驟中,使用所述感放射線性樹脂組成物,塗布於基板上而形成塗膜。在所述感放射線性樹脂組成物包含溶劑的情況下,優選為通過對塗布面進行預烘烤而去除溶劑。
所述基板例如可列舉玻璃、石英、矽酮、樹脂等。所述樹脂例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環狀烯烴的開環聚合物及其氫添加物等。預烘烤的條件根據各成分的種類、調配比例等而不同,通常為70℃以上120℃以下、1分鐘以上10分鐘以下。
[照射步驟] 本步驟中,對塗膜的至少一部分照射放射線而進行曝光。曝光時,通常隔著具有既定圖案的光阻來進行曝光。曝光時使用的放射線優選為波長在190 nm以上、450 nm以下的範圍內的放射線,更優選為包含365 nm的紫外線的放射線。曝光量的上限優選為6,000 J/m2 ,更優選為1,800 J/m2 。另一方面,曝光量的下限優選為500 J/m2 ,更優選為1,500 J/m2 。所述曝光量是利用照度計(OAI光學夥伴(OAI Optical Associates)公司的“OAI model 356”),測定放射線的波長365 nm下的強度而得的值。
[顯影步驟] 本步驟中,對經放射線照射的塗膜進行顯影。通過對曝光後的塗膜進行顯影,將不需要的部分(放射線的照射部分)去除而形成既定的圖案。
所述步驟中使用的顯影液優選為鹼性的水溶液。鹼例如可列舉:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨等無機鹼;四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨等四級銨鹽等。顯影液也可以使用酮系有機溶劑、醇系有機溶劑等有機溶劑。
鹼性水溶液中,也可以添加適量的甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或表面活性劑來使用。就獲得優選的顯影性的觀點而言,鹼性水溶液中的鹼的濃度優選為0.1質量%以上、5質量%以下。
顯影方法例如可列舉:覆液法、浸漬法、搖動浸漬法、噴淋法等。顯影時間根據所述感放射線性樹脂組成物的組成而不同,通常為10秒以上、180秒以下。
繼所述顯影處理之後,例如進行30秒以上、90秒以下的流水清洗後,例如利用壓縮空氣或壓縮氮使其風乾,由此形成所需的圖案。
相對於顯影前的塗膜的膜厚而言的顯影後的膜厚的膜厚變化率優選為90%以上。利用使用所述感放射線性樹脂組成物的所述形成方法,可抑制相對於顯影時間的未曝光部的膜厚變化量,因此可將顯影後的膜厚設為所述範圍。
[加熱步驟] 本步驟中,對經顯影的塗膜進行加熱。加熱時,通過使用加熱板、烘箱等加熱裝置,對經圖案化的薄膜進行加熱,可促進[A]聚合物成分的硬化反應,形成硬化膜。加熱溫度例如為120℃以上、250℃以下。加熱時間根據加熱設備的種類而不同,例如,在加熱板上為5分鐘以上、30分鐘以下,在烘箱中為30分鐘以上、90分鐘以下。另外,也可以使用進行2次以上的加熱步驟的分步烘烤法等。如上所述,可將與作為目標的硬化膜對應的圖案狀薄膜形成於基板的表面上。所述硬化膜的膜厚的上限優選為8 μm,更優選為6 μm。另一方面,所述膜厚的下限優選為0.1 μm。
<顯示元件> 本發明的電子裝置包括所述硬化膜。所述顯示元件例如可列舉液晶顯示元件、有機EL顯示元件等。
液晶顯示元件例如包括液晶單元、偏光板等。所述液晶顯示元件由於包括所述硬化膜,故而例如耐熱性等可靠性優異。
作為液晶顯示元件的製造方法,首先準備在單面具有透明導電膜(電極)的一對(兩塊)透明基板,在其中一塊基板的透明導電膜上,使用所述感放射線性樹脂組成物,依據所述「<硬化膜的形成方法>」中說明的方法,來形成層間絕緣膜、間隔物或保護膜或者這兩者。繼而,在這些基板的透明導電膜以及間隔物或保護膜上形成具有液晶取向能力的配向膜。以形成有所述配向膜之側的面作為內側,以各配向膜的液晶取向方向成為正交或者反平行的方式,將所述基板隔著一定的間隙(單元間隙)而對向配置,在由基板的表面(配向膜)以及間隔物所劃分的單元間隙內填充液晶,將填充孔密封而構成液晶單元。接著,在液晶單元的兩外表面,以偏光板的偏光方向與形成於所述基板的一面的配向膜的液晶取向方向一致或正交的方式貼合所述偏光板,由此獲得作為本發明的顯示元件的液晶顯示元件。
作為其他液晶顯示元件的製造方法,以與所述製造方法相同的方式準備形成有透明導電膜、層間絕緣膜、保護膜或間隔物或者這兩者、以及配向膜的一對透明基板。然後,沿著其中一塊基板的端部,使用分配器來塗布紫外線硬化型密封劑,繼而使用液晶分配器以微小液滴狀來滴加液晶,在真空下進行兩基板的貼合。接著,對於所述密封劑部,使用高壓水銀燈來照射紫外線,將兩基板密封。最後,在液晶單元的兩外表面貼合偏光板,由此獲得作為本發明的顯示元件的液晶顯示元件。
所述液晶顯示元件的製造方法中使用的液晶例如可列舉向列型液晶、碟狀液晶等。另外,在液晶單元的外側使用的偏光板可列舉:以乙酸纖維素保護膜夾持被稱為「H膜」的偏光膜而成的偏光板、或者包含H膜其本身的偏光板等,所述「H膜」是一邊使聚乙烯基醇延伸取向一邊吸收碘而成。
另一方面,有機電致發光元件中,由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜可用作形成於薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)元件上的平坦化膜、規定發光部位的隔離壁等。 [實施例]
以下,基於實施例對本發明進行具體說明,但本發明並不限定於這些實施例。此外,[A]聚合物成分的重量平均分子量(Mw)是利用以下方法來測定。
[重量平均分子量(Mw)] 在下述條件下,利用膠體滲透層析法(GPC)來測定。 裝置:昭和電工公司的“GPC-101” 管柱:將GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803及GPC-KF-804結合 流動相:四氫呋喃 管柱溫度:40℃ 流速:1.0 mL/min 試樣濃度:1.0質量% 試樣注入量:100 μL 檢測器:示差折射計 標準物質:單分散聚苯乙烯
<[A]聚合物成分的合成> 以下示出[A]聚合物成分的合成中使用的化合物。
M-1:甲基丙烯酸三甲基矽烷基酯 M-2:甲基丙烯酸三乙基矽烷基酯 M-3:甲基丙烯酸縮水甘油酯 M-4:甲基丙烯酸三異丙基矽烷基酯 M-5:甲基丙烯酸第三丁酯二甲基矽烷基酯 M-6:丙烯酸縮水甘油酯 M-7:苯乙烯 M-8:甲基丙烯酸-1-乙氧基乙酯 M-9:甲基丙烯酸-1-丁氧基乙酯 M-10:甲基丙烯酸四氫-2H-吡喃-2-基酯 M-11:甲基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯 M-12:甲基丙烯酸-2-四氫呋喃基酯 M-13:3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷 M-14:環己基順丁烯二醯亞胺 M-15:甲基丙烯酸-2-羥基乙酯 M-16:甲基丙烯酸-2-羥基乙基[3,4-環氧三環(5.2.1.02,6)癸烷-9-基]酯 M-17:甲基丙烯酸 M-18:甲基丙烯酸苄基酯 M-19:甲基丙烯酸(3-氯丙醯基)氧基乙酯
[合成例1](聚合物(A-1)的合成) 在具備冷卻管及攪拌機的燒瓶中,加入2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)5質量份、甲基-3-甲氧基丙酸酯200質量份。在所述燒瓶中投入化合物(M-1)30質量份、化合物(M-3)40質量份以及化合物(M-7)30質量份,進行氮氣置換後,緩緩地開始攪拌。使溶液的溫度上升至70℃,將所述溫度保持6小時,由此獲得包含聚合物(A-1)的聚合物溶液。所述聚合物溶液的固體成分濃度為32.5質量%。聚合物(A-1)的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為10,000。
[合成例2~合成例14以及比較合成例1、比較合成例2] 除了使用下述表1所示的種類及使用量的成分以外,以與合成例1相同的方式進行操作,製備聚合物(A-2)~聚合物(A-14)以及聚合物(CA-1)及聚合物(CA-2)。此外,表1中的「-」表示未使用符合的成分。另外,將這些聚合物的Mw以及固體成分濃度示於表2中。
[合成例15] 除了在下述表1所示的合成例15的提供結構單元的化合物中使用甲基丙烯酸縮水甘油酯(M-3)以外,以與合成例1相同的方式進行操作。在所得的聚合物100質量份中添加對甲氧基苯酚1質量份、四丁基溴化銨3質量份以及甲基丙烯酸縮水甘油酯30質量份,使溶液的溫度上升至90℃。將所述溫度保持9小時,由此獲得聚合物(A-15)。所述聚合物溶液的固體成分濃度為33.5質量%。聚合物(A-15)的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為14,000。作為聚合物(A-15)中所含的「具有交聯性基的第二結構單元」的化學結構相當於下述結構。此外,表1的合成例15中,M-3的使用量的括弧內的數字表示在聚合後追加的質量份。
[合成例16] 使用下述表1所示的種類及使用量的成分,以與合成例1相同的方式進行操作。在所得的聚合物100質量份中添加對甲氧基苯酚1質量份以及三乙胺120質量份,在70℃的狀態下攪拌3小時。冷卻至室溫後,添加飽和氯化銨水溶液200質量份,攪拌30分鐘後添加乙酸乙酯進行分液。將有機相以蒸餾水清洗後,將所回收的有機相濃縮,利用作為[H]溶劑的3-甲氧基丙酸甲酯進行稀釋,由此獲得聚合物溶液(A-16)。所述聚合物溶液的固體成分濃度為30.8質量%。聚合物(A-16)的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為11,000。作為聚合物(A-16)中所含的「具有交聯性基的第二結構單元」的化學結構相當於下述結構。
<感放射線性樹脂組成物的製備> 將用於製備感放射線性樹脂組成物的[B]感放射線性酸產生體、[C]抗氧化劑、[D]具有環狀醚基的化合物、[E]酸擴散控制劑以及[J]其他成分示於以下。
[[B]感放射線性酸產生體] B-1:(5-丙基磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈(巴斯夫(BASF)公司的“豔佳固(IRGACURE)PAG 103”) B-2:(5-對甲苯磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈(巴斯夫(BASF)公司的“豔佳固(IRGACURE)PAG 121”) B-3:(2-(辛基磺醯氧基亞胺基)-2-(4-甲氧基苯基)乙腈(巴斯夫(BASF)公司的“CGI-725”) B-4:(5-樟腦磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈(巴斯夫(BASF)公司的“CGI-1380”) B-5:4-甲基苯基磺醯氧基亞胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈(綠化學公司的“PAI-101”) B-6:N-(三氟甲基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺
[[C]抗氧化劑] C-1:異氰脲酸三-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)酯(艾迪科(ADEKA)公司的“艾迪科斯塔布(Adekastab)AO-20”) C-2:季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](艾迪科(ADEKA)公司的“艾迪科斯塔布(Adekastab)AO-60”)
[[D]具有環狀醚基的化合物] D-1:雙酚A二縮水甘油醚
[[E]酸擴散控制劑] E-1:4-二甲基胺基吡啶 E-2:2-苯基苯並咪唑
[[J]其他成分] J-1:二季戊四醇五/六丙烯酸酯(東亞合成公司的“亞羅尼斯(Aronix)M-402”)
[實施例1] 在包含作為[A]聚合物成分的(A-1)的聚合物溶液(相當於(A-1)100質量份(固體成分)的量)中,混合作為[B]感放射性酸產生體的(B-1)3質量份、作為[C]抗氧化劑的(C-1)2質量份以及作為[E]酸擴散控制劑的(E-1)0.1質量份,製備感放射線性樹脂組成物(S-1)。
[實施例2~實施例24以及比較例1~比較例4] 除了使用下述表3所示的種類及調配量的成分以外,以與實施例1相同的方式進行操作,製備感放射線性樹脂組成物(S-2)~感放射線性樹脂組成物(S-24)以及感放射線性樹脂組成物(CS-1)~感放射線性樹脂組成物(CS-4)。此外,表3中的「-」表示未調配符合的成分。
<評價> 使用實施例1~實施例24以及比較例1~比較例4的感放射線性樹脂組成物,實施放射線感度、硬化膜的耐化學品性、硬化膜的透明性、保存穩定性、顯影後的圖案密合性、曝光後放置後的圖案密合性的評價。將評價結果示於表4中。
[放射線感度] 在矽基板上,使用旋轉器來塗布實施例及比較例的感放射線性樹脂組成物後,在90℃下在加熱板上預烘烤2分鐘,形成平均膜厚為3.0 μm的塗膜。繼而,使用曝光機(佳能(Canon)公司的“MPA-600FA”(ghi射線混合)),隔著具有60 μm的線與空間(10比1)的圖案的光阻,將曝光量作為變量,對塗膜照射放射線。然後,利用2.38質量%的四甲基氫氧化銨水溶液,在23℃下利用覆液法來顯影80秒。繼而,以超純水進行1分鐘流水清洗,然後進行乾燥,由此形成圖案。此時,調查為了使4 μm的空間・圖案完全溶解而必需的曝光量。在所述曝光量的值為80 mJ/cm2 以下的情況下,放射線感度評價為良好。
[硬化膜的耐化學品性] 以與所述放射線感度的評價相同的方式形成塗膜後,使用加溫至230℃的烘箱,對所述塗膜煅燒30分鐘,形成硬化膜。使所述硬化膜在加溫至40℃的N-甲基吡咯烷酮溶劑中浸漬6分鐘,求出浸漬前後的膜厚變化率(%),作為耐化學品性的指標。將所述膜厚變化率小於5%的情況評價為“A”,將膜厚變化率為5%以上且小於10%的情況評價為“B”,將膜厚變化率為10%以上且小於15%的情況評價為“C”,將膜厚變化率為15%以上的情況評價為“D”,在A或B的情況下,耐化學品性評價為良好,在C或D的情況下,評價為不良。使用光干擾式膜厚測定裝置(大日本網屏公司的“拉姆達艾斯(lambda ace)VM-1010”),在25℃下測定膜厚。
[硬化膜的透明性] 硬化膜的透明性作為硬化膜的400 nm下的透過率來進行評價。在玻璃基板上,使用旋轉器來塗布實施例及比較例的感放射線性樹脂組成物後,在90℃下在加熱板上預烘烤2分鐘而形成膜厚為3.0 μm的塗膜。繼而,使用加溫至230℃的烘箱來煅燒30分鐘,形成硬化膜。使用紫外可見分光光度計(日本分光公司的“V-670”),在25℃下測定所述膜的透過率,作為透明性的指標。將400 nm下的透過率設為A:透過率為98%以上、B:透過率為95%以上且小於98%、C:透過率為90%以上且小於95%、D:透過率為小於90%,在A、B或C的情況下透明性評價為良好,在D的情況下評價為不良。
[保存穩定性] 將實施例及比較例的感放射線性樹脂組成物在40℃的烘箱中下放置1周,測定加溫前後的粘度,求出粘度變化率(%),作為保存穩定性的指標。將粘度變化率為小於5%的情況設為“A”,將粘度變化率為5%以上且小於10%的情況設為“B”,將粘度變化率為10%以上且小於15%的情況設為“C”,將粘度變化率為15%以上的情況設為“D”,在A、B或C的情況下保存穩定性評價為良好,在D的情況下評價為不良。使用E型粘度計(東機產業公司的“比斯克尼庫(VISCONIC)ELD.R”),在25℃下測定粘度。
[顯影後的圖案密合性] 以與所述放射線感度的評價相同的方式形成塗膜後,隔著具有寬1 μm~10 μm的線與空間圖案的圖案光阻,利用水銀燈對所述塗膜照射100 mJ/m2 的紫外線。繼而,使用四甲基氫氧化銨2.38質量%水溶液,在25℃下進行70秒顯影處理後,以超純水進行1分鐘流水清洗。利用顯微鏡來觀察清洗後的寬1 μm~10 μm的線與空間圖案的剝離的有無,作為顯影後的圖案密合性。將無圖案剝離的情況設為“A”,將圖案少量剝離的情況設為“B”,將圖案的一部分剝離的情況設為“C”,將圖案的整個面剝離的情況設為“D”,在A或B的情況下顯影後的圖案密合性評價為良好,在C或D的情況下評價為不良。
[曝光放置後的圖案密合性] 以與所述放射線感度的評價相同的方式形成塗膜後,使用曝光機(佳能(Canon)公司的“MPA-600FA”(ghi射線混合)),隔著具有1 μm~10 μm的線與空間(1比1)的圖案的光阻,以100(mJ/m2 )的曝光量對塗膜進行曝光。繼而,在無塵室內放置1小時,使用2.38質量%的四甲基氫氧化銨水溶液,在25℃下利用覆液法來顯影70秒。然後,以超純水進行1分鐘流水清洗,然後乾燥,在玻璃基板上形成圖案。顯影後利用光學顯微鏡來觀察基板,確認圖案的剝離的有無,作為曝光放置後的圖案密合性。將基本上未看到圖案剝離的情況設為“A”,將1 μm~10 μm的線與空間(1比1)的5 μm為止的圖案的剝離出現少量的情況設為“B”,將1 μm~10 μm的線與空間(1比1)的8 μm為止的圖案的剝離出現的情況設為“C”,將1 μm~10 μm的線與空間(1比1)的10 μm為止的圖案的剝離發現的情況設為“D”,將圖案剝離且在基板上基本上未殘留圖案的情況設為“E”。
如表4的結果所明示,實施例1~實施例24的感放射線性樹脂組成物的放射線感度以及保存穩定性優異,由這些感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜的耐化學品性、透明性、顯影後的圖案密合性以及曝光放置後的圖案密合性優異。
與此相對,比較例1~比較例4的感放射線性樹脂組成物與實施例1~實施例24的感放射線性樹脂組成物相比,保存穩定性差,另外,由這些感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜與由實施例1~實施例24的感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜相比,透明性、顯影後的圖案密合性以及曝光放置後的圖案密合性差。
[工業上的可利用性] 本發明的感放射線性樹脂組成物的放射線感度及保存穩定性,可形成耐化學品性、透明性、顯影後的圖案密合性及曝光放置後的圖案密合性優異的硬化膜。本發明進而提供由所述感放射線性樹脂組成物形成的硬化膜及其形成方法、以及包括所述硬化膜的顯示元件。因此,所述感放射線性樹脂組成物、所述硬化膜及其形成方法、以及所述顯示元件可適合用於液晶顯示裝置、有機EL元件、有機EL照明等的製程。

Claims (9)

  1. 一種感放射線性樹脂組成物,含有: [A]聚合物成分,其在相同或不同的聚合物中包含具有下述式(1)所表示的基團的第一結構單元以及具有交聯性基的第二結構單元;以及 [B]感放射性酸產生體,其為選自具有下述式(2)所表示的肟磺酸酯基的化合物以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種化合物;式(1)中,R1 、R2 及R3 分別獨立地為氫原子、碳數1至20的烷基、脂環式烴基、芳基、這些基團所具有的氫原子的一部分或全部經取代基所取代的基團、或者-SiRA 3 ;RA 為碳數1至10的烷基;R4 為單鍵或者碳數1至12的二價有機基;式(2)中,R5 為碳數1至20的烷基、脂環式烴基、芳基、或者這些基團所具有的氫原子的一部分或全部經取代基所取代的基團。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的感放射線性樹脂組成物,其中所述式(1)所表示的基團為酸解離性基。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的感放射線性樹脂組成物,其中更含有[C]抗氧化劑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的感放射線性樹脂組成物,其中所述[C]抗氧化劑為具有受阻酚結構的化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的感放射線性樹脂組成物,其中所述交聯性基為(甲基)丙烯醯基、氧雜環丙基、氧雜環丁基或者這些基團的兩種以上的組合。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的感放射線性樹脂組成物,其中更含有[D]具有環狀醚基的化合物,且所述[D]化合物與[A]聚合物成分所包含的聚合物不同。
  7. 一種硬化膜,由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的感放射線性樹脂組成物所形成。
  8. 一種硬化膜的形成方法,包括: 使用如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的感放射線性樹脂組成物,在基板上形成塗膜的步驟; 對所述塗膜的至少一部分照射放射線的步驟; 對經放射線照射的塗膜進行顯影的步驟;以及 對經顯影的塗膜進行加熱的步驟。
  9. 一種顯示元件,包括如申請專利範圍第7項所述的硬化膜。
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