[go: up one dir, main page]

WO2013146130A1 - シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材 - Google Patents

シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2013146130A1
WO2013146130A1 PCT/JP2013/056073 JP2013056073W WO2013146130A1 WO 2013146130 A1 WO2013146130 A1 WO 2013146130A1 JP 2013056073 W JP2013056073 W JP 2013056073W WO 2013146130 A1 WO2013146130 A1 WO 2013146130A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
resin composition
acid
photosensitive resin
silane coupling
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/056073
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
荒木斉
諏訪充史
日比野利保
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
Publication of WO2013146130A1 publication Critical patent/WO2013146130A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/12Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
    • C07D303/18Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by etherified hydroxyl radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D305/00Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D305/02Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D305/04Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/18Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/20Oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/14Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen
    • C07D333/16Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen by oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/025Boronic and borinic acid compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/0226Quinonediazides characterised by the non-macromolecular additives
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0751Silicon-containing compounds used as adhesion-promoting additives or as means to improve adhesion
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0047Photosensitive materials characterised by additives for obtaining a metallic or ceramic pattern, e.g. by firing

Definitions

  • the present invention relates to a silane coupling agent, a photosensitive resin composition, a cured film, and a touch panel member.
  • a color filter for a liquid crystal display requires an overcoat for suppressing disorder in the alignment of the liquid crystal
  • a TFT substrate requires an organic passivation film called a planarization film to achieve a high aperture ratio.
  • a photosensitive transparent material is used.
  • Capacitive touch panels which are attracting attention with the spread of smartphones and tablet terminals, are placed at the intersections of ITO (Indium Tin Oxide) and metal (silver, molybdenum, aluminum, etc.) wiring formed on the sensor glass. Insulating films to be used and protective films for protecting them are required, and photosensitive transparent materials are often used for these films.
  • the characteristics required for these photosensitive transparent materials vary depending on the process, but include pattern processability, transparency, adhesion to the base substrate, chemical resistance, heat resistance, and high temperature and high humidity resistance. Among them, pattern processability and chemical resistance are important characteristics in production yield, and adhesiveness of the cured film is an important characteristic in product quality.
  • pattern processing When processing to metal base substrates used for TFT substrates and touch panels, pattern processing The problems of peeling off of the pattern, floating, and the problem of adhesion to the base substrate after the thermosetting treatment and chemical treatment have always been problems of the photosensitive transparent material.
  • the most studied method for improving the adhesion between the resin and the substrate is the addition of a silane coupling agent.
  • a diurea-type silane coupling agent has been proposed in order to suppress development peeling when a negative photosensitive polybenzoxazole precursor composition is processed into a silicon wafer (Patent Document 1).
  • the silane coupling agent which has an imide group (patent document 2)
  • the silane coupling agent which has a carboxyl group and an ester group or an amide group (patent document 3)
  • a polymeric group and a urethane group Containing silane coupling agents
  • JP 2002-179688 A International Publication No. 2009/096050 JP 2006-316032 A JP 2004-205615 A JP-A-62-249992 Japanese Patent Laid-Open No. 5-287215
  • Patent Document 1 Since Patent Document 1 has basicity and Patent Document 3 has an acidic group, the storage stability of the composition remains as a problem.
  • Patent Document 2 since it has an imide group, a reduction in transmittance has been a problem.
  • the urethane group-containing silane coupling agents as in Patent Documents 4 to 6 have a problem in heat resistance.
  • compounds such as tin that are likely to be toxic at the time of synthesis are often required as catalysts, and so much research has not been conducted.
  • any silane coupling agent improves adhesion on plastic substrates, silicon substrates, glass substrates, etc., and is not effective in improving pattern peeling on metal substrates such as ITO and adhesion of cured films. It was enough.
  • the present invention is excellent in pattern peeling and floating during development, not only for plastic substrates, silicon substrates, and glass substrates, but also for metal substrates.
  • Silane coupling agent that exhibits an improvement effect exhibits an improvement effect excellent in adhesion to the base substrate after heat curing treatment or chemical treatment, has heat resistance, and does not require a compound that is toxic during synthesis It is a problem to provide.
  • the inventors have found that the specific silane coupling agent does not cause pattern peeling or floating during development, and has good adhesion to the base substrate after thermosetting or chemical treatment. It has been found that a negative photosensitive resin composition and a positive photosensitive resin composition can be obtained.
  • the object of the present invention is achieved by (A) a silane coupling agent characterized by being represented by the general formula (1).
  • the object of the present invention includes (A) a silane coupling agent represented by the general formula (1), (B) an alkali-soluble resin, (C) a polyfunctional acrylic monomer, and (D) a photoradical polymerization initiator. (I) It is achieved by a negative photosensitive resin composition.
  • the object of the present invention is achieved by (II) a positive photosensitive resin composition containing (A) a silane coupling agent represented by the general formula (1), (B) an alkali-soluble resin, and (E) a quinonediazide compound. It is what is done.
  • the object of the present invention is achieved by a touch panel member having a cured film obtained by curing the above-mentioned (I) negative photosensitive resin composition or (II) positive photosensitive resin composition.
  • the object of the present invention is achieved by a TFT substrate having a cured film obtained by curing the above-mentioned (I) negative photosensitive resin composition or (II) positive photosensitive resin composition.
  • silane coupling agent of the present invention By adding the silane coupling agent of the present invention to the resin composition, there is no occurrence of pattern peeling or floating during development, and a cured film with good adhesion to the base substrate after thermal curing or chemical treatment is obtained. Obtainable.
  • silane coupling agent of the present invention is represented by the general formula (1).
  • R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, or a substituent thereof.
  • R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a substituent thereof.
  • R 3 represents a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms,
  • R 4 represents a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms having a heterocyclic structure, and
  • m represents 0 to 2 Represents an integer.
  • the silane coupling agent represented by the general formula (1) has heat resistance higher than that of a normal urethane compound, and brings about an effect of improving adhesiveness between various resins and metals.
  • the silane coupling agent represents a compound containing hydrolyzable silicon, and is a compound that generates a silanol group by reaction with water.
  • the hydrolyzable group include an alkoxy group, an acetoxy group, a phenoxy group, and a chloro group.
  • R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a methoxyethyl group or a phenyl group, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of obtaining raw materials.
  • R 2 is preferably a methyl group, an ethyl group, a butyl group or a phenyl group, and particularly preferably a methyl group or a phenyl group from the viewpoint of obtaining raw materials.
  • R 3 is preferably an organic group represented by the following general formula (2) or the following general formula (3) having a methylene moiety, represented by a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group or the general formula (3).
  • the organic group to be used is more preferable because it has a large effect of improving adhesiveness.
  • R 4 an organic group represented by the following general formula (4), furanyl group, pyranyl group, dihydropyranyl group, thienyl group, tetrahydrothiofuranyl group, benzofuranyl group, isobenzofuranyl group, imidazolyl group, A pyrrolyl group, a pyridyl group, a pyrrolidyl group, a piperidyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, a 2,3-epoxycyclohexyl group, or a substituted product thereof is preferable.
  • the general formula (4) Is more preferably an organic group represented by the formula: furanyl group, pyranyl group, dihydropyranyl group, thienyl group, tetrahydrothiofuranyl group or 2,3-epoxycyclohexyl group, and the organic group represented by the general formula (4) is Further preferred.
  • R 5 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 5 include hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, pentyl group, and hexyl group.
  • Examples of the organic group represented by the general formula (4) include an epoxy group, 2-methylepoxy group, oxetanyl group, 3-methyloxetanyl group, 3-ethyloxetanyl group, tetrahydrofuranyl group, 2-methyltetrahydrofuranyl group, and tetrahydro group.
  • a pyranyl group is preferable, and an epoxy group, a 3-methyloxetanyl group, a 3-ethyloxetanyl group, or a tetrahydrofuranyl group is more preferable from the viewpoint of obtaining raw materials.
  • Examples of the (A) silane coupling agent represented by the general formula (1) include glycidyl (3- (trimethoxysilyl) propyl) carbamate, glycidyl (3- (triethoxysilyl) propyl) carbamate, glycidyl (3 -(Methyldimethoxysilyl) propyl) carbamate, glycidyl (3- (trimethoxysilyl) butyl) carbamate, glycidyl (2-((3-trimethoxysilylpropyl) amino) ethyl) carbamate, oxetanyl (3- (trimethoxysilyl) ) Propyl) carbamate, oxetanyl (3- (triethoxysilyl) propyl) carbamate, oxetanyl (3- (triethoxysilyl) propyl) carbamate, oxetanyl (3- (methyldimethoxys
  • the method for synthesizing the silane coupling agent represented by the general formula (1) is not particularly limited, and examples thereof include a method of synthesizing by a reaction between a hydrolyzable silane-containing isocyanate compound and an alcohol compound.
  • the isocyanate compound include trimethoxysilylpropyl isocyanate, triethoxysilylpropyl isocyanate, trimethoxysilylbutyl isocyanate, triethoxysilylbutyl isocyanate, trimethoxysilylpentyl isocyanate, triethoxysilylpentyl isocyanate, trimethoxysilylpentyl isocyanate, trimethoxysilylpentyl isocyanate, trimethoxysilylpentyl isocyanate, trimethoxysilylpentyl isocyanate, Ethoxysilylpentyl isocyanate, 4-trimethoxysilylphenyl iso
  • Examples of the alcohol compound include glycidol, 2-methylglycidol, oxetanylmethanol, 2-methyloxetanylmethanol, 2-ethyloxetanylmethanol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, tetrahydropyranyl alcohol, pyrrolidinemethanol, N-methyl- Examples include pyrrole methanol, 1-methyl-2-pyrrolidinemethanol pyridinemethanol, 6-methylpyridinemethanol or thienylmethanol, but 2-methyloxetanylmethanol, 2-ethyloxetanylmethanol or tetrahydrofurfurylalcohol are available and stored. It is preferable in terms of stability.
  • the reaction between the isocyanate compound and the alcohol compound may be carried out without a catalyst or a catalyst, but a non-catalytic reaction that does not include a catalyst removal step is preferred.
  • the catalyst used include dibutyltin laurate, tetrabutoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetrakisacetylacetonatotitanium, and tetrakisacetylacetonatozirconium.
  • the negative photosensitive resin composition (I) of the present invention comprises (A) a silane coupling agent represented by the general formula (1), (B) an alkali-soluble resin, (C) a polyfunctional acrylic monomer, and (D). Contains a radical photopolymerization initiator.
  • the (II) positive photosensitive resin composition of the present invention contains (A) a silane coupling agent represented by the general formula (1), (B) an alkali-soluble resin, and (E) a quinonediazide compound.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention contain (A) a silane coupling agent represented by the general formula (1).
  • a silane coupling agent represented by the general formula (1).
  • peeling and penetration can be suppressed when alkali development is performed on a metal substrate.
  • membrane after thermosetting will have favorable adhesiveness to a metal substrate.
  • the preferred range and specific examples of the (A) silane coupling agent are as described above.
  • the amount of (A) silane coupling agent added is preferably 0.1 to 20 parts by weight when the sum of (B) alkali-soluble resin and (C) polyfunctional acrylic monomer is 100 parts by weight. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the adhesion improving effect may not be sufficiently exhibited. If the amount exceeds 20 parts by weight, the developability may be deteriorated.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention contain (B) an alkali-soluble resin.
  • alkali-soluble resin Polysiloxane, an acrylic resin, or a polyester resin is preferable from a transparency and versatility viewpoint.
  • the carboxylic acid equivalent of the polysiloxane is not particularly limited, but is preferably 200 to 1,400 g / mol because a good balance between film reduction and development peeling can be obtained. Moreover, it is preferable that it has an ethylenically unsaturated bond from the point of the improvement of the exposure sensitivity at the time of using as a base polymer of (I) negative photosensitive resin composition, and the hardness improvement of the cured film obtained.
  • the double bond equivalent of the polysiloxane is not particularly limited, but it is preferably 150 to 10,000 g / mol because a good balance of hardness and resolution can be obtained. Moreover, it is preferable from a viewpoint of storage stability to have an aryl group.
  • the carboxylic acid equivalent represents the weight of the resin necessary to obtain 1 mol amount of carboxyl groups, and the unit is g / mol.
  • the double bond equivalent represents the weight of the resin necessary to obtain 1 mol amount of the double bond group, and the unit is g / mol.
  • the method for synthesizing the polysiloxane is not particularly limited, but a general method is that the organosilane compound is hydrolyzed and the hydrolyzate is condensed.
  • the conditions for the hydrolysis reaction can be set as appropriate. For example, after adding an acid catalyst and water to the organosilane compound in a solvent over 1 to 180 minutes, the reaction is performed at room temperature to 110 ° C. for 1 to 180 minutes. It is preferable. By performing the hydrolysis reaction under such conditions, a rapid reaction can be suppressed.
  • the reaction temperature is preferably 30 to 105 ° C.
  • the hydrolysis reaction is preferably performed in the presence of an acid catalyst.
  • an acidic aqueous solution containing formic acid, acetic acid or phosphoric acid is preferable.
  • the content of these acid catalysts is preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total organosilane compound used in the hydrolysis reaction.
  • the conditions for the condensation reaction are, for example, that the silanol compound is obtained by the hydrolysis reaction of the organosilane compound as described above, and then the reaction solution is heated as it is at 50 ° C. or higher and below the boiling point of the solvent for 1 to 100 hours to be reacted. It is preferable.
  • reheating or a base catalyst may be added. Further, after hydrolysis according to the purpose, a suitable amount of the produced alcohol may be distilled and removed under heating and / or reduced pressure, and then a suitable solvent may be added.
  • organosilane compound used for the synthesis of polysiloxane there is no particular limitation on the organosilane compound used for the synthesis of polysiloxane, but for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyl Triethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 1-naphthyltrimethoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane, 1-naphthyltriethoxysilane, 2-naphthyltriethoxysilane 3-amin
  • the carboxylic acid equivalent of polysiloxane can be calculated by measuring the acid value after calculating the silanol group / carboxyl group ratio in polysiloxane by 1 H-NMR and IR.
  • the double bond equivalent can be calculated by measuring the iodine value.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polysiloxane is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000 in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). By setting Mw within the above range, good coating characteristics can be obtained, and the solubility in a developer during pattern formation is also good.
  • the acrylic resin is not particularly limited, but a carboxyl group-containing acrylic resin is preferable from the viewpoint of alkali developability.
  • the carboxylic acid equivalent of the acrylic resin is not particularly limited, but is preferably 200 to 1400 g / mol, more preferably 300 g to 1200 g / mol, and further preferably 400 to 800 g / mol.
  • a negative photosensitive resin composition after development with an alkaline aqueous solution can be suppressed and film loss in the exposed area can be suppressed, and a good pattern can be formed. it can.
  • An ethylenically unsaturated double bond group is introduced into at least a part of the acrylic resin.
  • (I) Improvement of sensitivity and hardness of cured film when used as a base polymer of a negative photosensitive resin composition Is preferable.
  • the double bond equivalent of the acrylic resin is not particularly limited, but is preferably 150 to 10,000 g / mol. By being in the above range, both hardness and crack resistance can be achieved at a high level.
  • the double bond equivalent can be calculated by measuring the iodine value.
  • the acrylic resin may form a branched structure. By forming the branched structure, the hardness and chemical resistance of the cured film can be improved.
  • radical polymerization of the (meth) acrylic compound is preferable.
  • the (meth) acrylic compound include a carboxyl group and / or an acid anhydride group-containing (meth) acrylic compound or other (meth) acrylic acid ester.
  • the catalyst for radical polymerization is not particularly limited, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile and organic peroxides such as benzoyl peroxide are generally used. The conditions for radical polymerization can be appropriately set.
  • a carboxyl group and / or an acid anhydride group-containing (meth) acrylic compound, other (meth) acrylic acid ester and a radical polymerization catalyst are added in a solvent. It is preferable that the reaction vessel is sufficiently purged with nitrogen by bubbling or vacuum degassing, and then reacted at 60 to 110 ° C. for 30 to 300 minutes.
  • an acid anhydride group-containing (meth) acrylic compound it is preferable to add a theoretical amount of water and react at 30 to 60 ° C. for 30 to 60 minutes.
  • chain transfer agents such as a thiol compound, as needed.
  • Examples of the (meth) acrylic compound used for the synthesis of the acrylic resin include (meth) acrylic acid, (meth) acrylic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, succinic acid mono (2-acryloyloxyethyl), Mono (2-acryloyloxyethyl) phthalate, mono (2-acryloyloxyethyl) tetrahydrophthalate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, cyclo (meth) acrylate Propyl, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexenyl (meth) acrylate, 4-methoxycyclohexyl (meth) acrylate, 2-cyclopropyloxycarbonylethyl (meth) acrylate, (meth) 2-cyclopentyloxyca acrylate Bony
  • the acrylic resin may use other unsaturated double bond-containing monomer as a copolymerization monomer.
  • Other unsaturated double bond-containing monomers include, for example, styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, maleic anhydride, norbornene, norbornene dicarboxylic acid, norbornene dicarboxylic acid anhydride
  • Product cyclohexene, butyl vinyl ether, butyl allyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, cyclohexane vinyl ether, cyclohexane allyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl allyl ether, allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl Ether, o-vinylbenzyl glycidy
  • examples of the acrylic resin include the above-mentioned carboxyl group or acid anhydride group-containing (meth) acrylic compound and (meth) acrylic acid ester and / or other unsaturated double bonds.
  • Those obtained by radical polymerization of a bond-containing monomer and then addition reaction of an epoxy compound having an ethylenically unsaturated double bond group are preferred.
  • the catalyst used for the addition reaction of the epoxy compound having an ethylenically unsaturated double bond group is not particularly limited, and a known catalyst can be used.
  • Amino-based catalysts such as phenol and dimethylbenzylamine
  • tin-based catalysts such as tin 2-ethylhexanoate (II) and dibutyltin laurate
  • titanium-based catalysts such as titanium 2-ethylhexanoate (IV)
  • phosphorus-based catalysts such as acetylacetonate chromium or chromium chloride.
  • Examples of the epoxy compound having an ethylenically unsaturated double bond group include glycidyl (meth) acrylate, ⁇ -ethylglycidyl (meth) acrylate, ⁇ -n-propylglycidyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic.
  • the branched acrylic resin can be obtained by using a compound having a plurality of ethylenically unsaturated double bond groups and / or thiol groups during polymerization.
  • the compound having a plurality of ethylenically unsaturated double bond groups include glycerol diacrylate, glycerol dimethacrylate, glycerol acrylate methacrylate, glycerol triacrylate, glycerol trimethacrylate, glycerol diacrylate methacrylate, glycerol acrylate dimethacrylate, divinylbenzene , Trivinylbenzene, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane diacrylate or trimethylolpropane triacrylate.
  • Examples of the compound having a plurality of thiol groups include pentaerythritol, tetrakis (3-mercaptobutyrate), trimethylolethane tris (3-mercaptobutyrate), 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, or 1 , 3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the acrylic resin is not particularly limited, but is preferably 2,000 to 200,000 in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). By setting Mw within the above range, good coating characteristics can be obtained, and the solubility in a developer during pattern formation is also good.
  • the polyester is not particularly limited, but it is easy to synthesize what is obtained through a polyaddition reaction between a polyfunctional epoxy compound and a polycarboxylic acid compound or a polyaddition reaction between a polyol compound and a dianhydride. , Because there are few side reactions.
  • a polyol compound since it is easy to introduce a radical polymerizable group and an aromatic ring, those obtained by a reaction between a polyfunctional epoxy compound and a radical polymerizable group-containing monobasic acid compound are preferable.
  • a polyfunctional epoxy compound is added in an amount of 1.01 to 2 equivalents relative to the polyvalent carboxylic acid compound for polymerization, and then a radical polymerizable group-containing monobasic acid compound is added to the terminal epoxy site, Examples include a method of adding an acid anhydride to the hydroxyl group to be generated.
  • a polyol compound As a method of undergoing a polyaddition reaction between a polyol compound and a dianhydride, for example, in the presence of a catalyst, a polyol compound) a dianhydride is polymerized at an arbitrary ratio, and then a part of the generated carboxyl group
  • the method of adding a radically polymerizable group containing epoxy compound is mentioned.
  • a polyol compound has a radically polymerizable group, it does not need to add a radically polymerizable group containing epoxy compound.
  • Examples of the catalyst used for the polyaddition reaction and the addition reaction include ammonium-based catalysts such as tetrabutylammonium acetate, amino-based catalysts such as 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol or dimethylbenzylamine, and triphenylphosphine. Or a phosphorus catalyst such as acetylacetonate chromium or chromium chloride.
  • the polyfunctional epoxy compound is preferably a compound represented by the following general formula (5) in order to adjust the refractive index of a cured film and improve chemical resistance.
  • R 6 and R 7 each independently represent hydrogen, an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a group in which they are substituted, or R 6 And R 7 together represent a cycloalkyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aromatic ring having 5 to 12 carbon atoms or a group in which they are substituted, and R 8 and R 9 are each independently hydrogen, A C 2-12 alkyl group, a C 6-20 aryl group, or a group in which they are substituted, p and q each independently represent an integer of 0-10.
  • R 6 , R 7 , R 8 and R 9 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, an o-tolyl group, a biphenyl
  • R 6 and R 7 may form a cyclic structure.
  • the cyclic structure is preferably a 5- to 7-membered ring. Examples of the cyclic structure formed by R 6 and R 7 include the substituents shown below.
  • Examples of the polyfunctional epoxy compound include the following compounds.
  • polyvalent carboxylic acid compound examples include succinic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 2,2′-biphenyldicarboxylic acid or 4, 4'-biphenyldicarboxylic acid is exemplified, but phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 2,2'-biphenyldicarboxylic acid are used to improve chemical resistance and insulation properties of cured films and the like. Acid or 4,4′-biphenyldicarboxylic acid is preferred.
  • polyol compound examples include aliphatic alcohol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol, 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene, Compounds obtained by reaction of a functional epoxy compound with a radical polymerizable group-containing monobasic acid compound or compounds obtained by reaction of a bisphenol compound represented by the following general formula (6) with a radical polymerizable group-containing epoxy compound, etc. Although an aromatic alcohol compound is mentioned, an aromatic alcohol compound is preferable.
  • R ⁇ 6 >, R ⁇ 7> , R ⁇ 8 > and R ⁇ 9 > in General formula (6) are the same as General formula (5).
  • dianhydride examples include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3 3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) hexafluoro Propandioic anhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethanedioic anhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) e
  • Heptanetetracarboxylic dianhydride bicyclo [3.3.1. ] Tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [3.1.1. ] Hept-2-enetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2. ]
  • Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as octane tetracarboxylic dianhydride or adamantane tetracarboxylic dianhydride may be mentioned. In order to improve chemical resistance and insulation properties of cured films, etc.
  • Is pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is preferable, and in order to improve the transparency of a cured film or the like, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclo Pentanetetracarboxylic dianhydride or cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is preferred.
  • Examples of the radically polymerizable group-containing monobasic acid compound include (meth) acrylic acid, succinic acid mono (2- (meth) acryloyloxyethyl), phthalic acid mono (2- (meth) acryloyloxyethyl), tetrahydrophthal Examples include acid mono (2- (meth) acryloyloxyethyl) or p-hydroxystyrene.
  • radical polymerizable group-containing epoxy compound examples include glycidyl (meth) acrylate, ⁇ -ethylglycidyl (meth) acrylate, ⁇ -n-propyl glycidyl (meth) acrylate, and ⁇ -n- (meth) acrylate.
  • acid anhydrides examples include succinic acid anhydride, maleic acid anhydride, itaconic acid anhydride, phthalic acid anhydride, trimellitic acid anhydride, pyromellitic acid monoanhydride, and 2,3-biphenyldicarboxylic acid anhydride. 3,4-biphenyldicarboxylic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, 3-methylphthalic anhydride, norbornene dicarboxylic anhydride, cyclohexene dicarboxylic anhydride or 3-trimethoxysilylpropyl succinic acid Anhydrides are mentioned.
  • the content of the (B) alkali-soluble resin in the (I) negative photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited and can be arbitrarily selected depending on the desired film thickness and application.
  • the negative photosensitive resin composition of the present invention contains (C) a polyfunctional monomer.
  • the polymerization of (C) polyfunctional monomer proceeds with the following (D) photopolymerization initiator by light irradiation, and the exposed portion of the (I) negative photosensitive resin composition of the present invention is insolubilized in the alkaline aqueous solution, A pattern of the mold can be formed.
  • the polyfunctional monomer refers to a compound having at least two ethylenically unsaturated double bonds in the molecule, and is not particularly limited, but a polyfunctional monomer having a (meth) acryl group that is easily radically polymerized is used. preferable. Moreover, it is preferable from the point of a sensitivity and hardness that the double bond equivalent of (C) polyfunctional monomer is 80 g / mol or more and 400 g / mol or less.
  • the polyfunctional monomer for example, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylol Methylolpropane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclo
  • pentaerythritol tetraacrylate dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tripentaerythritol heptaacrylate or tripentaerythritol octaacrylate is preferred
  • dimethylol-tricyclodecane diacrylate is preferred from the viewpoint of improving hydrophobicity.
  • the content of the (C) polyfunctional monomer is not particularly limited and can be arbitrarily selected depending on the desired film thickness and application.
  • the sum of the resin and the polyfunctional monomer (C) is 100 parts by weight, 10 to 60 parts by weight is common.
  • the (I) negative photosensitive resin composition of the present invention contains (D) a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator is preferably one that decomposes and / or reacts with light (including ultraviolet rays and electron beams) to generate radicals.
  • photopolymerization initiator examples include 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4 -Morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine Oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylpentyl) -phosphine oxide, 1-phenyl-1, 2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)
  • ⁇ -aminoalkylphenone compounds acylphosphine oxide compounds, oxime ester compounds, benzophenone compounds having an amino group, or benzoic acid ester compounds having an amino group are preferable.
  • Examples of the ⁇ -aminoalkylphenone compound include 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one or 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1.
  • acylphosphine oxide compound examples include 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, or bis (2,6-dimethoxybenzoyl)-(2 , 4,4-trimethylpentyl) -phosphine oxide.
  • oxime ester compounds examples include 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O— Benzoyloxime)], 1-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenylpropanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime or ethanone, 1- [9- And ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime).
  • benzophenone compound having an amino group examples include 4,4-bis (dimethylamino) benzophenone and 4,4-bis (diethylamino) benzophenone.
  • benzoic acid ester compound having an amino group examples include ethyl p-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-p-dimethylaminobenzoate, and ethyl p-diethylaminobenzoate.
  • the content of the (D) photopolymerization initiator is not particularly limited, but the sum of (B) the alkali-soluble resin and (C) the polyfunctional monomer is 100. In the case of parts by weight, it is preferably 0.1 to 20 parts by weight. By setting it as the said range, hardening can fully be advanced and elution of the residual polymerization initiator etc. can be prevented and solvent resistance can be ensured.
  • the (II) positive photosensitive resin composition of the present invention contains (E) a quinonediazide compound.
  • E) The photosensitive composition containing a quinonediazide compound forms a positive type in which the exposed portion is removed with a developer.
  • the addition amount of the quinonediazide compound to be used is not particularly limited, but is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 4 to 15% by weight with respect to (B) the alkali-soluble resin.
  • the addition amount of the quinonediazide compound is less than 3 wt%, the dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part is too low, so that there is no realistic photosensitivity. In order to obtain a better dissolution contrast, 4 wt% or more is preferable.
  • the addition amount of the quinonediazide compound is more than 30 wt%, whitening of the coating film occurs due to poor compatibility between the alkali-soluble resin and the quinonediazide compound, or coloring due to decomposition of the quinonediazide compound that occurs during thermal curing is remarkable. Therefore, the colorless transparency of the cured film is lowered.
  • the quinonediazide compound to be used is not particularly limited, but a compound in which a naphthoquinonediazidesulfonic acid is ester-bonded to a compound having a phenolic hydroxyl group is preferable, and the ortho-position and para-position of the phenolic hydroxyl group of the compound are each independently hydrogen or a general formula ( The compound which is a substituent represented by 5) is more preferable.
  • R 10 to R 12 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, a phenyl group or a substituted phenyl group. Also, R 10 and R 11 , R 10 and R 12 or R 11 and (R 12 may form a cyclic structure.)
  • R 10 to R 12 are an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkyl group may have a substituent or may be an unsubstituted product having no substituent. It can be selected according to the characteristics of the object.
  • alkyl group having 1 to 10 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n- A heptyl group, an n-octyl group, a trifluoromethyl group or a 2-carboxyethyl group may be mentioned.
  • a substituent substituted by a phenyl group a hydroxyl group is mentioned, for example.
  • R 10 and R 11 , R 10 and R 12 or R 11 and R 12 may form a ring.
  • the cyclic structure formed examples include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, an adamantane ring, and fluorene. A ring is mentioned.
  • quinonediazide compounds can be synthesized by a known esterification reaction between a compound having a phenolic hydroxyl group and naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride.
  • Examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include the following compounds (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).
  • 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid or 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid can be used. Since 4-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound has absorption in the i-line (wavelength 365 nm) region, it is suitable for i-line exposure. Further, the 5-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound has absorption in a wide wavelength range and is therefore suitable for exposure in a wide wavelength range.
  • a 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound and a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound may be mixed and used.
  • the molecular weight of the naphthoquinone diazide compound is preferably 300 to 1500, and more preferably 350 to 1200. If the molecular weight of the naphthoquinone diazide compound is greater than 1500, pattern formation may not be possible with an addition amount of 4 to 10 wt%. On the other hand, when the molecular weight of the naphthoquinone diazide compound is less than 300, the colorless transparency may be lowered.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain (F) metal oxide particles.
  • F) metal oxide particles By containing metal oxide particles, the refractive index can be adjusted to a desired range. Further, the hardness, scratch resistance and crack resistance of the cured film can be further improved.
  • the number average particle diameter of the metal oxide particles is preferably 1 to 200 nm. In order to obtain a cured film having a high transmittance, the number average particle diameter is more preferably 1 to 70 nm.
  • the number average particle diameter of the metal oxide particles can be measured by a gas adsorption method, a dynamic light scattering method, an X-ray small angle scattering method, a transmission electron microscope, or a scanning electron microscope.
  • metal oxide particles (F) examples include silicon oxide particles, aluminum oxide particles, tin oxide particles, titanium oxide particles, zirconium oxide particles, or barium oxide particles. You can choose an appropriate one.
  • titanium oxide particles such as titanium oxide particles or barium titanate particles or zirconium oxide particles such as zirconium oxide particles are preferable for obtaining a cured film having a high refractive index.
  • silica particles examples include IPA-ST or MIBK-ST having a number average particle diameter of 12 nm, IPA-ST-L having a number average particle diameter of 45 nm, IPA-ST-ZL having a number average particle diameter of 100 nm, or number average particles.
  • PGM-ST having a diameter of 15 nm (all of which are manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Oscar (registered trademark) 101 having a number average particle diameter of 12 nm, 105 having a number average particle diameter of 60 nm, and 106 having a number average particle diameter of 120 nm.
  • Cataloid (registered trademark) -S having a number average particle diameter of 5 to 80 nm (all of which are manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.), Quattron (registered trademark) PL-2L-PGME having a number average particle diameter of 16 nm, number average particle
  • the same PL-2L-BL, the same PL-2L-DAA with a diameter of 17 nm, or the same PL-2L or GP-2L with a number average particle diameter of 18-20 nm all Chemical Co., Ltd.
  • number average particle diameter 100nm of silica (SiO 2) SG-SO100 (KCM Co.) or the number average particle diameter of 5 ⁇ 50 nm Reolosil (R) (Co. Tokuyama).
  • the hollow silica particles include “Optlake” TR-113.
  • the content of the metal oxide particles is not particularly limited and may be an appropriate amount depending on the application, but is generally about 1 to 70 wt% in the solid content of the resin composition.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain other silane coupling agents. By containing another silane coupling agent, the adhesion to the substrate is improved.
  • silane coupling agents examples include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, and n-propyl.
  • the addition amount of the silane coupling agent is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. When the addition amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the adhesiveness is not sufficient, and when it is more than 10 parts by weight, the silane coupling agents undergo a condensation reaction during storage, causing undissolved residue during development.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and the (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain various curing agents that accelerate the curing of the resin composition or facilitate the curing.
  • the curing agent is not particularly limited and known ones can be used. For example, nitrogen-containing organic substances, silicone resin curing agents, various metal alcoholates, various metal chelate compounds, isocyanate compounds or polymers thereof, methylolated melamine derivatives, or methylol. And urea derivatives. Two or more of these may be contained. Of these, a metal chelate compound, a methylolated melamine derivative or a tyrolated urea derivative is preferred from the viewpoint of stability of the curing agent, processability of the obtained coating film, and the like.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain an ultraviolet absorber.
  • an ultraviolet absorber By containing an ultraviolet absorber, the light resistance of the resulting cured film is improved, and the resolution after development is improved in applications that require pattern processing.
  • the ultraviolet absorber is not particularly limited and known ones can be used, but benzotriazole compounds, benzophenone compounds or triazine compounds are preferred from the viewpoint of transparency and non-coloring properties.
  • UV absorbers for benzotriazole compounds include 2- (2H-benzotriazol-2-yl) phenol, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-tert-pentylphenol, 2- (2H benzotriazol-2-yl) -4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol, 2 (2H-benzotriazol-2-yl) -6-dodecyl-4-methylphenol or 2- (2'-hydroxy-5'-methacryloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole.
  • Examples of the ultraviolet absorber of the benzophenone compound include 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone.
  • Examples of the ultraviolet absorber of the triazine compound include 2- (4,6-diphenyl-1,3,5 triazin-2-yl) -5-[(hexyl) oxy] -phenol.
  • the (I) negative photosensitive resin composition of the present invention may contain a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor By containing a suitable amount of a polymerization inhibitor, the resolution after development is improved.
  • the polymerization inhibitor is not particularly limited, and known ones can be used, and examples thereof include di-t-butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, hydroquinone, hydroquinone methyl ether, 1,4-benzoquinone, and t-butylcatechol.
  • Examples of commercially available polymerization inhibitors include IRGANOX 1010, 1035, 1076, 1098, 1135, 1330, 1726, 1425, 1520, 245, 259, 3114, and 565. Or the same 295 (all are BASF product). *
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain a solvent.
  • a compound having an alcoholic hydroxyl group or a cyclic compound having a carbonyl group is preferred in that each component can be dissolved uniformly and the transparency of the resulting coating film can be improved. Two or more of these may be used.
  • a compound having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure is more preferable. By setting the boiling point to 110 ° C. or higher, drying proceeds moderately at the time of coating, and a good coating without uneven coating can be obtained. On the other hand, when the boiling point is 250 ° C. or lower, the amount of residual solvent in the film can be reduced, and film shrinkage during thermosetting can be further reduced, so that better flatness can be obtained.
  • Examples of the compound having an alcoholic hydroxyl group and having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure include, for example, acetol, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone , 5-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-propyl ether , Propylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol mono t-butyl ether, 3-methoxy-1-butanol or 3-methyl-3-methoxy-1-butanol.
  • diacetone alcohol may be used.
  • Propylene glycol monobutyl t- butyl ether is preferred from the viewpoint of the difference coverage.
  • Examples of the cyclic compound having a carbonyl group and having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure include, for example, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, cyclohexane Although heptanone is mentioned, ⁇ -butyrolactone is preferred.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention may contain a solvent other than the above.
  • the solvent other than the above include ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether or diethyl ether, methyl ethyl ketone, acetyl acetone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexane Ketones such as pentanone or 2-heptanone, amides such as dimethylformamide or dimethylacetamide, or ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl Acetate or
  • the content of the solvent is not particularly limited, and any amount can be used depending on the coating method.
  • it is generally 50 to 95 wt% of the entire (I) negative photosensitive resin composition.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention are various types such as a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant in order to improve the flow property during coating.
  • a surfactant may be contained.
  • surfactant for example, MegaFace (registered trademark) F142D, F172, F173, F183, F445, F470, F475 or F477 (all of which are Dainippon Ink Chemical, Inc.) INDUSTRIAL CO., LTD.) Or fluorine-based surfactants such as NBX-15 or FTX-218 (all of which are manufactured by Neos), BYK-333, BYK-301, BYK-331, BYK-345 or BYK -307 (all of which are manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants or poly (meth) acrylate surfactants. Two or more of these may be used.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and the (II) positive photosensitive resin composition of the present invention contain additives such as a dissolution inhibitor, a stabilizer, or an antifoaming agent as necessary. You can also.
  • the solid content concentration of the (I) negative photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, and any amount of solvent or solute can be used depending on the coating method and the like.
  • the solid content concentration is generally 5 to 50 wt%.
  • (II) positive type photosensitive resin composition of this invention for example, after adding (E) quinonediazide compound and other additives to arbitrary solvents, and making it stir and dissolve, (A) Silane coupling agent represented by formula (1) and (B) alkali-soluble resin are added and further stirred for 20 minutes to 3 hours. The obtained solution is filtered to obtain (II) a positive photosensitive resin composition.
  • the (I) negative photosensitive resin composition or (II) positive photosensitive resin composition of the present invention is applied to microgravure coating, spin coating, dip coating, curtain flow coating, roll coating, spray coating, slit coating, etc. It apply
  • a stepper mirror projection mask aligner (MPA) or parallel light mask aligner (hereinafter referred to as “PLA”)
  • light of about 10 to 4000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure dose conversion) is desired. Irradiate through or without the mask.
  • the exposure light source is not limited, and ultraviolet rays such as i-line, g-line, and h-line, KrF (wavelength 248 nm) laser, ArF (wavelength 193 nm) laser, or the like can be used.
  • post-exposure baking may be performed in which the film is heated in a range of 150 to 450 ° C. for about 1 hour with a heating device such as a hot plate or an oven.
  • the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention preferably have an exposure sensitivity of 100 to 4000 J / m 2 by PLA using a high-pressure mercury lamp as a light source.
  • the sensitivity in patterning exposure using PLA is obtained, for example, by the following method.
  • the composition is spin-coated on a silicon wafer at an arbitrary number of revolutions using a spin coater, and prebaked at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate to produce a film having a thickness of 2 ⁇ m.
  • the prepared film was exposed using PLA (PLA-501F; manufactured by Canon Inc.) through an ultra-high pressure mercury lamp through a gray scale mask for sensitivity measurement, and then developed automatically (AD-2000; Takizawa Sangyo Co., Ltd.). )) And paddle development with a 0.4 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for an arbitrary period of time, followed by rinsing with water for 30 seconds.
  • an exposure amount for resolving a 30 ⁇ m line-and-space pattern with a one-to-one width is obtained as sensitivity.
  • a developing method it is preferable to immerse in a developing solution for 5 seconds to 10 minutes by a method such as showering, dipping or paddle.
  • a known alkali developer can be used.
  • known alkali developers include inorganic alkalis such as alkali metal hydroxides, carbonates, phosphates, silicates, and borates, and amines such as 2-diethylaminoethanol, monoethanolamine, and diethanolamine.
  • an aqueous solution containing one or more quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide or choline can be used.
  • this film is thermally cured at 120 to 280 ° C. for about 1 hour with a heating device such as a hot plate or oven to obtain a cured film.
  • the cured film obtained from the (I) negative photosensitive resin composition and (II) positive photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 ⁇ m. Further, it is preferable that the hardness is 4H or more and the transmittance is 90% or more at a film thickness of 1.5 ⁇ m.
  • the transmittance refers to the transmittance at a wavelength of 400 nm. The hardness and transmittance can be adjusted by selecting the exposure amount and the thermosetting temperature.
  • the cured film obtained by curing the negative photosensitive resin composition (I) and the positive photosensitive resin composition (II) of the present invention includes a protective film for a touch panel, various hard coat materials, a planarizing film for TFT, It can be used for various protective films such as overcoats for color filters, antireflection films, passivation films, optical filters, insulating films for touch panels, insulating films for TFTs, or photo spacers for color filters.
  • the negative photosensitive resin composition (I) has high hardness, transparency, and heat resistance, and thus can be suitably used as a protective film for a touch panel.
  • Examples of the touch panel system include a resistance film type, an optical type, an electromagnetic induction type, and a capacitance type.
  • the cured film of this invention can be used suitably.
  • the positive photosensitive resin composition can be processed with high definition and has high adhesiveness, it can be suitably used for a planarization film for TFT (organic passivation film).
  • Synthesis Example 1 Synthesis of Silane Coupling Agent (A1) A 200 mL flask was charged with 20 g of triethoxysilylpropyl isocyanate and 80 g of glycidol and stirred at 40 ° C. for 12 hours. After confirming the disappearance of the peak of triethoxysilylpropyl isocyanate, which is a raw material, and the appearance of a product peak by gas chromatography, glycidol is removed by a rotary evaporator and a vacuum pump with a trap to obtain a silane coupling agent (A1). It was.
  • Synthesis Example 2 Synthesis of Silane Coupling Agent (A2) A silane coupling agent (A2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that glycidol was changed to 2-ethyloxetanylmethanol.
  • Synthesis Example 3 Synthesis of Silane Coupling Agent (A3) A silane coupling agent (A3) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that glycidol was changed to tetrahydrofurfuryl alcohol.
  • Synthesis Example 4 Synthesis of Silane Coupling Agent (A4) The same procedure as in Synthesis Example 1 was conducted except that glycidol was changed to furfuryl alcohol to obtain a silane coupling agent (A4).
  • Synthesis Example 5 Synthesis of Silane Coupling Agent (A5) A silane coupling agent (A5) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that glycidol was changed to thienylmethanol.
  • Synthesis Example 6 Synthesis of Silane Coupling Agent (A6) A silane coupling agent (A6) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that glycidol was changed to 1-methyl-2-pyrrolidinemethanol.
  • Synthesis Example 7 Synthesis of Silane Coupling Agent (A7) A 200 mL flask was charged with 20 g of 2-((3-triethoxysilylpropyl) amino) ethyl isocyanate and 80 g of tetrahydrofurfuryl alcohol and stirred at 40 ° C. for 12 hours. After confirming the disappearance of the peak of triethoxysilylpropyl isocyanate, which is a raw material, and the appearance of a product peak by gas chromatography, tetrahydrofurfuryl alcohol was removed by a rotary evaporator and a vacuum pump with a trap, and a silane coupling agent (A7 )
  • Synthesis Example 8 Synthesis of Polysiloxane Solution (B1) In a 500 mL flask, 40.86 g (0.3 mol) of methyltrimethoxysilyl, 69.41 g (0.35 mol) of phenyltrimethoxysilane, and ⁇ -acryloylpropyltrimethoxysilane 82. 04 g (0.35 mol) and 192.3 g of DAA (diacetone alcohol) were charged, immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred, with 54.0 g of water (theoretical amount required for hydrolysis) added with 0.39 g of phosphoric acid (theoretical amount required for hydrolysis).
  • DAA diacetone alcohol
  • DAA was added to the obtained DAA solution of polysiloxane so that the polymer concentration was 40 wt% to obtain a polysiloxane solution (B1). In addition, it was 4500 (polystyrene conversion) when the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was measured by GPC.
  • MTM methyltrimethoxysilane
  • PTM phenyltrimethoxysilane
  • ETM 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane
  • NphTM 1-naphthyltrimethoxysilane
  • TEOS tetraethoxysilane
  • AcrTM ⁇ -acryloylpropyltrimethoxysilane
  • SuTM 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride
  • polyester resin solution (B9) 148 g of 1,1-bis (4- (2,3-epoxypropyloxy) phenyl) -3-phenylindane, 47 g of acrylic acid, 1 g of tetrabutylammonium acetate ( Hereinafter, “TBAA”), 2.0 g of tert-butylcatechol and 244 g of PGMEA were charged and stirred at 120 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, 71 g of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1 g of TBAA were added and stirred at 110 ° C. for 3 hours.
  • TBAA tetrabutylammonium acetate
  • Examples 1-7 For the silane coupling agents (A1) to (A7) synthesized in Synthesis Examples 1 to 7, a 10% weight loss temperature was measured using a thermogravimetric analyzer under the following conditions. The calculation was carried out with the weight after holding at 130 ° C. for 30 minutes as 100%. Equipment: TGA-50 (manufactured by Shimadzu Corporation) Conditions: Hold at 130 ° C. for 30 minutes ⁇ Temperature rise (10 ° C./min) ⁇ 500° C. Atmosphere: 20 mL / min under air Comparative Example 1 The silane coupling agent (A8) synthesized in Comparative Synthesis Example 1 was evaluated for heat resistance by thermogravimetric analysis in the same manner as in Example 1. The results of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 are shown in Table 3.
  • Example 8 Under a yellow light, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)] (Irgacure OXE-01; manufactured by BASF) 0.278 g, hydroquinone methyl ether (HQME) 0 0.017 g and 0.166 g of the silane coupling agent (A1) were dissolved in 2.846 g of DAA (diacetone alcohol) and 4.033 g of PGMEA, and a silicone surfactant BYK-333 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) 0.2000 g of PGMEA 1 wt% solution (corresponding to a concentration of 100 ppm) was added and stirred.
  • DAA diacetone alcohol
  • PGMEA silicone surfactant BYK-333
  • a glass substrate on which an ITO thin film is applied (hereinafter referred to as “ITO substrate”), or a glass substrate on which a molybdenum / aluminum / molybdenum (MAM) laminated thin film or a silicon nitride thin film (SiNx) is applied (hereinafter referred to as “ MAM substrate "or” SiNx substrate ”) was used.
  • ITO substrate glass substrate on which an ITO thin film is applied
  • MAM substrate "or” SiNx substrate a glass substrate on which a molybdenum / aluminum / molybdenum (MAM) laminated thin film or a silicon nitride thin film (SiNx) is applied
  • the resolution was measured by the minimum pattern size after development at the optimum exposure amount.
  • the development adhesiveness was evaluated based on the minimum pattern size at which the remaining pattern did not peel off after development at the optimum exposure amount.
  • the film thickness was measured at a refractive index of 1.55 using Lambda Ace STM-602 (Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). However, it was measured at a refractive index of 1.65 only when (F) metal oxide particles were used.
  • the photosensitive resin composition was spin-coated on a 5 cm square Tempax glass substrate (manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.) using a spin coater, and then at 90 ° C. using a hot plate. Prebaking was performed for 2 minutes to prepare a prebaked film having a thickness of 1.8 ⁇ m.
  • the photosensitive resin composition used was (I) a negative photosensitive resin composition
  • the obtained pre-baked film was exposed to 2000 J / m 2 on the whole surface with an ultrahigh pressure mercury lamp, and 2.38 wt% using an automatic developing device.
  • it was shower-developed with 0.4 wt% TMAH aqueous solution for 90 seconds and then rinsed with water for 30 seconds.
  • the pre-baked film is subjected to shower development with a 2.38 wt% or 0.4 wt% TMAH aqueous solution for 90 seconds using an automatic developing device, and then water Then, the entire surface was exposed to 2000 J / m 2 with an ultra high pressure mercury lamp. Finally, an oven (“IHPS-222” manufactured by ESPEC Corporation) was cured in air at 230 ° C. for 1 hour to prepare a cured film having a thickness of 1.5 ⁇ m.
  • UV-260 ultraviolet-visible spectrophotometer
  • Adhesive evaluation A cured film having a thickness of 1.5 ⁇ m is formed on an ITO substrate, MAM substrate, or SiNx substrate in the same manner as described in (2) above, and JIS “K5600-5-6” is used.
  • Example 36 A touch panel member was produced according to the following procedure.
  • the resulting film was exposed to a pattern using an ultra-high pressure mercury lamp through a mask using PLA, then shower-developed with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 90 seconds using an automatic developing device, and then rinsed with water for 30 seconds. Thereafter, the ITO is etched by immersing in a 3.5% oxalic acid aqueous solution for 150 seconds, and the photoresist is removed by treatment with a stripping solution (N-321; manufactured by Nagase ChemteX Corp.) at 50 ° C. for 120 seconds. An annealing treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to produce a glass substrate having ITO (reference numeral 2 in FIGS. 1 and 2) with a film thickness of 150 nm (corresponding to a in FIG. 1).
  • a MAM wiring (reference numeral 4 in FIGS. 1 and 2) was produced by the same procedure as in (1) except that the mixed solution was used (corresponding to c in FIG. 1). The thickness of the MAM was adjusted to 250 nm.
  • Tables 7 and 8 show the evaluation results of Examples 8 to 35 and Comparative Examples 2 to 5.
  • the cured films obtained from the resin compositions obtained in Examples 8 to 35 all have an excellent patterned structure, transparency and adhesiveness.
  • insulating films and protective films for touch panels, flat TFTs It had the characteristics required for the chemical conversion film and the CF overcoat.
  • the cured film obtained by curing the negative photosensitive resin composition and the positive photosensitive resin composition containing the silane coupling agent of the present invention includes a touch sensor in addition to various hard coat films such as a protective film for a touch panel. It is suitably used for insulating films for TFTs, flattening films for TFTs of liquid crystal or organic EL displays, metal wiring protective films, insulating films, antireflection films, antireflection films, optical filters, overcoats for color filters, pillar materials, and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材
 本発明は、シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル用部材に関する。
 近年、ディスプレイ産業やタッチパネル産業の成長と共に感光性透明材料の重要性が高まっている。例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルターでは、液晶の配向乱れを抑制するためのオーバーコートが、TFT基板では高い開口率を実現するために平坦化膜と呼ばれる有機系のパッシベーション膜が必要であり、これらに感光性透明材料が用いられている。また、スマートフォンやタブレット端末の普及と共に注目を集めている静電容量式タッチパネルでは、センサーガラス上に形成されたITO(Indium Tin Oxide)や金属(銀、モリブデン、アルミニウムなど)配線の交差部に配される絶縁膜や、これらを保護するための保護膜が必要であり、これらにも感光性透明材料が用いられている場合が多い。
 これらの感光性透明材料に求められる特性は工程によって様々だが、パターン加工性、透明性、下地基板との接着性、耐薬品性、耐熱性、高温高湿耐性などが挙げられる。中でもパターン加工性や耐薬品性は生産歩留まりに、硬化膜の接着性は製品の品質において重要な特性であるが、TFT基板やタッチパネルに用いられる金属系の下地基板に加工する場合、パターン加工時のパターン剥がれ、浮きの問題、熱硬化処理後や薬品処理後の下地基板との接着性の問題が常に感光性透明材料の課題となってきた。
 樹脂と基板との接着性を改善する手法として最も検討されているのが、シランカップリング剤の添加である。例えば、ネガ型感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物をシリコンウエハに加工する際に、現像剥がれを抑制するためジウレア型のシランカップリング剤が提案されている(特許文献1)。また、硬化膜の接着性では、イミド基を有するシランカップリング剤(特許文献2)、カルボキシル基と、エステル基あるいはアミド基を有するシランカップリング剤(特許文献3)、重合性基及びウレタン基含有シランカップリング剤(特許文献4~6)、などが有効であることが報告されている。
特開2002-179688号公報 国際公開第2009/096050号 特開2006-316032号公報 特開2004-205615号公報 特開昭62-249992号公報 特開平5-287215号公報
 しかし、本発明者らは以下の課題があることを見出した。特許文献1は塩基性を有することから、特許文献3では酸性基を有することから、いずれも組成物の保存安定性が課題として残る。特許文献2ではイミド基を有するため透過率の低下が課題であった。また、特許文献4~6のようなウレタン基含有シランカップリング剤は、耐熱性に課題を抱えている。さらに、合成時に錫などの毒性が懸念される化合物を触媒として必要とされる場合が多く、それほど多くの検討がされているわけではなかった。さらに、いずれのシランカップリング剤もプラスチック基板、シリコン基板、ガラス基板などでの接着性を改善するものであり、ITOなどの金属基板でのパターン剥がれや硬化膜の接着性を改善するには不十分であった。
 本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物及びポジ型感光性樹脂組成物において、プラスチック基板、シリコン基板、ガラス基板だけでなく、金属基板であっても、現像時のパターン剥がれや浮きに優れた改善効果を示し、熱硬化処理後や薬品処理後の下地基板との接着性に優れた改善効果を示し、耐熱性を有し、合成時に毒性が懸念される化合物を必要としないシランカップリング剤を提供することを課題とするものである。
 本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定のシランカップリング剤によって、現像時にパターン剥がれや浮きが発生せず、熱硬化処理後や薬品処理後の下地基板との接着性が良好なネガ型感光性樹脂組成物及びポジ型感光性樹脂組成物が得られることを見出したものである。
 本発明の目的は、一般式(1)で表されることを特徴とする(A)シランカップリング剤によって達成されるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rは炭素数1~30の2価の有機基を表す。Rは複素環式構造を有する炭素数1~30の1価の有機基をあらわす。mは0~2の整数を表す。)
 本発明の目的は、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能アクリルモノマ、(D)光ラジカル重合開始剤、を含有する(I)ネガ型感光性樹脂組成物によって達成されるものである。
 本発明の目的は、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(E)キノンジアジド化合物を含有する(II)ポジ型感光性樹脂組成物によって達成されるものである。
 本発明の目的は、上記の(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を硬化させてなる、硬化膜を具備するタッチパネル部材により達成されるものである。
 本発明の目的は、上記の(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を硬化させてなる、硬化膜を具備するTFT基板により達成されるものである。
 本発明のシランカップリング剤は、樹脂組成物に添加する事により、現像時にパターン剥がれや浮きが発生せず、熱硬化処理後や薬品処理後の下地基板との接着性が良好な硬化膜を得ることができる。
タッチパネル部材の製造における各工程後の概略上面図である。 タッチパネル部材を表す概略断面図である。
 本発明の(A)シランカップリング剤は、一般式(1)で表されることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rは炭素数1~30の2価の有機基を表す。Rは複素環式構造を有する炭素数1~30の1価の有機基をあらわす。mは0~2の整数を表す。)
 一般式(1)で表されるシランカップリング剤は、通常のウレタン化合物よりも高い耐熱性を有し、また様々な樹脂と金属との接着性を向上する効果をもたらす。ここで、シランカップリング剤とは加水分解性ケイ素を含有する化合物のことを表し、水との反応によってシラノール基を生成する化合物である。加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、アセトキシ基、フェノキシ基又はクロル基が挙げられる。
 Rとしては、メチル基、エチル基、ブチル基、メトキシエチル基又はフェニル基が好ましく、特に原料入手の点からメチル基又はエチル基が好ましい。Rとしては、メチル基、エチル基、ブチル基又はフェニル基が好ましく、特に原料入手の点からメチル基又はフェニル基が好ましい。Rとしては、メチレン部位を有する下記一般式(2)又は下記一般式(3)で表される有機基が好ましく、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基又は一般式(3)で表される有機基が、接着性改善効果が大きく、より好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(lは1~30の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 Rとしては、下記一般式(4)で表される有機基、フラニル基、ピラニル基、ジヒドロピラニル基、チエニル基、テトラヒドロチオフラニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、イミダゾリル基、ピロリル基、ピリジル基、ピロリジル基、ピペリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基若しくは2,3-エポキシシクロヘキシル基又はそれらの置換体が好ましく、樹脂組成物添加時の安定性の観点から、一般式(4)で表される有機基、フラニル基、ピラニル基、ジヒドロピラニル基、チエニル基、テトラヒドロチオフラニル基又は2,3-エポキシシクロヘキシル基がより好ましく、一般式(4)で表される有機基がさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(n及びoはそれぞれ独立して、0~4の整数を表す。ただし、n+o≧1である。Rは水素、炭素数1~10のアルキル基を表す。)
 Rとしては、例えば、水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基が挙げられる。
 一般式(4)で表される有機基としては、エポキシ基、2-メチルエポキシ基、オキセタニル基、3-メチルオキセタニル基、3-エチルオキセタニル基、テトラヒドロフラニル基、2-メチルテトラヒドロフラニル基又はテトラヒドロピラニル基が好ましく、原料入手の観点から、エポキシ基、3-メチルオキセタニル基、3-エチルオキセタニル基又はテトラヒドロフラニル基がより好ましい。
 一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤としては、例えば、グリシジル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、グリシジル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、グリシジル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、グリシジル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、グリシジル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、オキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、オキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、オキセタニル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、オキセタニル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、オキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、フルフリル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、フルフリル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、フルフリル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、フルフリル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(2H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(2H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(2H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(2H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(2H-ピラン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(4H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(4H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(4H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(4H-ピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(4H-ピラン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(テトラヒドロピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(テトラヒドロピラン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(テトラヒドロピラン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(テトラヒドロピラン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(テトラヒドロピラン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(ピロリジン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロリジン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロリジン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロリジン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(ピロリジン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(ピロール-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロール-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロール-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(ピロール-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(ピロール-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(6-メチルピリジン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(6-メチルピリジン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(6-メチルピリジン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(6-メチルピリジン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート、(6-メチルピリジン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、(5-メチルチオフェン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(5-メチルチオフェン-2-イル)-メチル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、(5-メチルチオフェン-2-イル)-メチル(3-(メチルジメトキシシリル)プロピル)カルバメート、(5-メチルチオフェン-2-イル)-メチル(3-(トリメトキシシリル)ブチル)カルバメート又は(5-メチルチオフェン-2-イル)-メチル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメートなどが挙げられるが、グリシジル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、グリシジル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、グリシジル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、オキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、オキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、オキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-メチルオキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート、2-エチルオキセタニル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)カルバメート、テトラヒドロフルフリル(3-(トリエトキシシリル)プロピル)カルバメート又はテトラヒドロフルフリル(2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチル)カルバメートがより好ましい。
 一般式(1)で表されるシランカップリング剤の合成方法は特に限定されるものではないが、例えば、加水分解性シラン含有のイソシアネート化合物とアルコール化合物との反応によって合成する方法が挙げられる。イソシアネート化合物としては、例えば、トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、トリメトキシシリルブチルイソシアネート、トリエトキシシリルブチルイソシアネート、トリメトキシシリルペンチルイソシアネート、トリエトキシシリルペンチルイソシアネート、トリメトキシシリルペンチルイソシアネート、トリエトキシシリルペンチルイソシアネート、4-トリメトキシシリルフェニルイソシアネート、4-トリエトキシシリルフェニルイソシアネート、2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチルイソシアネート又は2-((3-トリエトキシシリルプロピル)アミノ)エチルイソシアネートが挙げられるが、トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、2-((3-トリメトキシシリルプロピル)アミノ)エチルイソシアネート又は2-((3-トリエトキシシリルプロピル)アミノ)エチルイソシアネートが、原料入手の点、保存安定性の点で好ましい。アルコール化合物としては、例えば、グリシドール、2-メチルグリシドール、オキセタニルメタノール、2-メチルオキセタニルメタノール、2-エチルオキセタニルメタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロピラニルアルコール、ピロリジンメタノール、N-メチル-ピロールメタノール、1-メチル-2-ピロリジンメタノールピリジンメタノール、6-メチルピリジンメタノール又はチエニルメタノールが挙げられるが、2-メチルオキセタニルメタノール、2-エチルオキセタニルメタノール又はテトラヒドロフルフリルアルコールが原料入手の点、保存安定性の点で好ましい。イソシアネート化合物とアルコール化合物との反応は、無触媒で実施しても触媒を用いてもよいが、触媒除去の工程を含まない無触媒反応が好ましい。また、用いる触媒としては、例えば、ラウリル酸ジブチル錫、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラキスアセチルアセトナートチタン又はテトラキスアセチルアセトナートジルコニウムが挙げられる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物は、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能アクリルモノマ及び(D)光ラジカル重合開始剤を含有する。
 本発明の(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂及び(E)キノンジアジド化合物を含有する。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤を含有する。該(A)シランカップリング剤を含有することにより、金属基板上でアルカリ現像した際の剥がれ、染み込みが抑えられる。また、熱硬化後の膜が金属基板に良好な接着性を有することとなる。該(A)シランカップリング剤の好ましい範囲、具体例は上述のとおりである。(A)シランカップリング剤の添加量としては、(B)アルカリ可溶性樹脂と(C)多官能アクリルモノマとの和を100重量部とした場合、0.1~20重量部が好ましい。0.1重量部を下回る場合、十分に接着改善効果が発現しない場合があり、20重量部を超えると現像性が低下する可能性がある。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、(B)アルカリ可溶性樹脂を含有する。アルカリ可溶性樹脂に特に制限はないが、透明性と汎用性の観点からポリシロキサン、アクリル樹脂又はポリエステル樹脂が好ましい。
 ポリシロキサンに特に制限はないが、中でもカルボキシル基を含有することが現像性の観点から好ましい。該ポリシロキサンのカルボン酸当量に特に制限は無いが、200~1,400g/molであることが膜減りと現像剥がれのバランスがよく取れるため、好ましい。また、エチレン性不飽和結合を有することが、(I)ネガ型感光性樹脂組成物のベースポリマーとして用いた際の露光感度の向上や、得られる硬化膜の硬度向上の点から好ましい。該ポリシロキサンの二重結合当量に特に制限はないが、150~10,000g/molであることが硬度、解像度バランスがよく取れるため、好ましい。また、アリール基を有することが保存安定性の観点から好ましい。ここで、カルボン酸当量とは、カルボキシル基1mol量を得るのに必要な樹脂の重量を表し、単位はg/molである。二重結合当量とは、二重結合基1mol量を得るのに必要な樹脂の重量を表し、単位はg/molである。
 ポリシロキサンを合成する方法に特に制限はないが、オルガノシラン化合物を加水分解し、該加水分解物を縮合して得る方法が一般的である。加水分解反応の条件は適宜設定することができるが、例えば、溶媒中、オルガノシラン化合物に酸触媒及び水を1~180分かけて添加した後、室温以上110℃以下で1~180分反応させることが好ましい。このような条件で加水分解反応を行うことにより、急激な反応を抑制することができる。反応温度は、30~105℃が好ましい。加水分解反応は、酸触媒の存在下で行うことが好ましい。酸触媒としては、蟻酸、酢酸又はリン酸を含む酸性水溶液が好ましい。これら酸触媒の好ましい含有量は、加水分解反応時に使用される全オルガノシラン化合物100重量部に対して、0.1~5重量部が好ましい。酸触媒の量を上記範囲とすることで、加水分解反応が必要かつ十分に進行するよう容易に制御できる。縮合反応の条件は、例えば、上記のようにしてオルガノシラン化合物の加水分解反応によりシラノール化合物を得た後、反応液をそのまま50℃以上、溶媒の沸点以下で1~100時間加熱し、反応させることが好ましい。また、ポリシロキサンの重合度を上げるために、再加熱又は塩基触媒を添加してもよい。また、目的に応じて加水分解後に、生成アルコールなどを加熱及び/又は減圧下にて適量を留出、除去し、その後好適な溶媒を添加してもよい。
 ポリシロキサンの合成に用いられるオルガノシラン化合物に特に制限はないが、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、オクタデシルトリエトキシシラン、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、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、1-ナフチルトリメトキシシラン、2-ナフチルトリメトキシシラン、1-ナフチルトリエトキシシラン、2-ナフチルトリエトキシシラン、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-クロロ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-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、β-シアノエチルトリエトキシシラン、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、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、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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、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、グリシドキシメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α-グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β-グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルシリケート、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又はトリフルオロプロピルトリエトキシシランが挙げられる。さらに、3-トリメトキシシリルプロピオン酸、3-トリエトキシシリルプロピオン酸、3-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸、3-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸、4-トリメトキシシリル酪酸、4-トリエトキシシリル絡酸、4-ジメチルメトキシシリル絡酸、4-ジメチルエトキシシリル絡酸、5-トリメトキシシリル吉草酸、5-トリエトキシシリル吉草酸、5-ジメチルメトキシシリル吉草酸、5-ジメチルエトキシシリル吉草酸、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、3-ジメチルメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-ジメチルエトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-トリメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-トリエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-ジメチルメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-ジメチルエトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物、3-トリメトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3-トリエトキシシリルプロピルフタル酸無水物、3-ジメチルメトキシシリルプロピルフタル酸無水物又は3-ジメチルエトキシシリルプロピルフタル酸無水物などを用いることにより、カルボキシル基を容易に導入することができる。さらに、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、スチリルメチルジメトキシシラン、スチリルメチルジエトキシシラン、γ-アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロイルプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アクリロイルプロピルメチルジメトキシシラン又はγ-アクリロイルプロピルメチルジエトキシシランなどを用いることにより、エチレン性不飽和二重結合基を容易に導入することができる。
 ポリシロキサンのカルボン酸当量は、H-NMR及びIRによりポリシロキサン中のシラノール基/カルボキシル基比率を算出した後、酸価を測定することで算出することができる。また、二重結合当量はヨウ素価を測定することで算出できる。
 ポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算で、1,000~100,000であることが好ましい。Mwを上記範囲とすることで、良好な塗布特性が得られ、パターン形成する際の現像液への溶解性も良好となる。
 アクリル樹脂に特に制限はないが、カルボキシル基含有アクリル樹脂がアルカリ現像性の観点から好ましい。該アクリル樹脂のカルボン酸当量に特に制限は無いが、200~1400g/molが好ましく、300g~1200g/molがより好ましく、400~800g/molがさらに好ましい。カルボン酸当量がかかる範囲にあることで、(I)ネガ型感光性樹脂組成物のアルカリ水溶液での現像後の残さを抑制するとともに露光部の膜減りを抑えられ、良好なパターンを形成することできる。アクリル樹脂の少なくとも一部にエチレン性不飽和二重結合基が導入されていることが、(I)ネガ型感光性樹脂組成物のベースポリマーとして用いた際の感度の向上や硬化膜硬度の点で好ましい。エチレン性不飽和二重結合基を有することにより、露光時の硬化が促進され感度が向上すると共に、熱硬化後の架橋密度が向上し、硬化膜の硬度を向上させることができる。該アクリル樹脂の二重結合当量に特に制限はないが、150~10,000g/molであることが好ましい。上記範囲であることで、硬度と耐クラック性を高いレベルで両立できる。二重結合当量はヨウ素価を測定することで算出できる。また、アクリル樹脂は分岐構造を形成してもよい。分岐構造を形成することにより、硬化膜の硬度及び耐薬品性を向上させることができる。
 アクリル樹脂の合成方法に特に制限はないが、(メタ)アクリル化合物をラジカル重合したものが好ましい。(メタ)アクリル化合物としては、例えばカルボキシル基及び/又は酸無水物基含有(メタ)アクリル化合物あるいはその他の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。ラジカル重合の触媒に特に制限はなく、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物や過酸化ベンゾイルなどの有機過酸化物が一般的に用いられる。ラジカル重合の条件は適宜設定することができるが、例えば、溶媒中、カルボキシル基及び/または酸無水物基含有(メタ)アクリル化合物及び、その他の(メタ)アクリル酸エステル及びラジカル重合触媒を添加し、バブリングや減圧脱気などによって反応容器内を十分に窒素置換したのち、60~110℃で30~300分反応させることが好ましい。酸無水物基含有(メタ)アクリル化合物を用いた場合には、理論量の水を加え30~60℃で30~60分反応させることが好ましい。また、必要に応じてチオール化合物などの連鎖移動剤を用いてもよい。
 アクリル樹脂の合成に用いられる(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸無水物、イタコン酸、イタコン酸無水物、こはく酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、テトラヒドロフタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキセニル、(メタ)アクリル酸4-メトキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-シクロプロピルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-シクロペンチルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-シクロヘキシルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-シクロヘキセニルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-(4-メトキシシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸テトラシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸アダマンチルメチル、(メタ)アクリル酸1-メチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸α-エチルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-プロピルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-ブチルグリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸α-エチル-6,7-エポキシヘプチル又はベンジルメタクリレートが挙げられるが、現像性の観点から(メタ)アクリル酸が、耐熱性の観点から(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル又は(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルが、それぞれ好ましい。
 また、アクリル樹脂はその他の不飽和二重結合含有モノマーを共重合モノマーとして用いてもよい。その他の不飽和二重結合含有モノマーとしては、例えば、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、無水マレイン酸、ノルボルネン、ノルボルネンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物、シクロヘキセン、ブチルビニルエーテル、ブチルアリルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル、シクロヘキサンビニルエーテル、シクロヘキサンアリルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、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、α-メチル-o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,4-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,5-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,6-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,4-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,6-トリグリシジルオキシメチルスチレン、3,4,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン又は2,4,6-トリグリシジルオキシメチルスチレンが挙げられるが、スチレンが好ましい。スチレンを共重合させることで得られる硬化膜の耐湿熱性が向上し、タッチパネルやTFTの保護膜として用いた場合の金属の腐食耐性が向上する。
 アクリル樹脂がエチレン性不飽和結合を有する場合、アクリル樹脂としては、例えば、上述のカルボキシル基若しくは酸無水物基含有(メタ)アクリル化合物並びに(メタ)アクリル酸エステル及び/又はその他の不飽和二重結合含有モノマーをラジカル重合したのち、エチレン性不飽和二重結合基を有するエポキシ化合物を付加反応して得られるものが好ましい。エチレン性不飽和二重結合基を有するエポキシ化合物の付加反応に用いる触媒に特に制限はなく、公知の触媒を用いることができるが、例えば、ジメチルアニリン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジメチルベンジルアミンなどのアミノ系触媒、2-エチルヘキサン酸すず(II)、ラウリン酸ジブチルすずなどのすず系触媒、2-エチルヘキサン酸チタン(IV)などのチタン系触媒、トリフェニルホスフィンなどのリン系触媒及びアセチルアセトネートクロム又は塩化クロムなどのクロム系触媒などが用いられる。
 エチレン性不飽和二重結合基を有するエポキシ化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸α-エチルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-プロピルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-ブチルグリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸α-エチル-6,7-エポキシヘプチル、ブチルビニルエーテル、ブチルアリルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル、シクロヘキサンビニルエーテル、シクロヘキサンアリルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、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、α-メチル-o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,4-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,5-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,6-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,4-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,6-トリグリシジルオキシメチルスチレン、3,4,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン又は2,4,6-トリグリシジルオキシメチルスチレンが挙げられる。
 分岐を有するアクリル樹脂は、エチレン性不飽和二重結合基及び/又はチオール基を複数有する化合物を重合時に用いることで得ることができる。エチレン性不飽和二重結合基を複数有する化合物としては、例えば、グリセロールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールトリアクリレート、グリセロールトリメタアクリレート、グリセロールジアクリレートメタクリレート、グリセロールアクリレートジメタクリレート、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、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、トリメチロールプロパンジアクリレート又はトリメチロールプロパントリアクリレートが挙げられる。チオール基を複数有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン又は1,3,5-トリス(3-メルカブトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンが挙げられる。 アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算で、2,000~200,000であることが好ましい。Mwを上記範囲とすることで、良好な塗布特性が得られ、パターン形成する際の現像液への溶解性も良好となる。
 ポリエステルに特に制限はないが、多官能エポキシ化合物と多価カルボン酸化合物との重付加反応、又は、ポリオール化合物と二酸無水物との重付加反応、を経て得られるものが合成が容易であり、副反応が少ないため、好ましい。ポリオール化合物としては、ラジカル重合性基及び芳香環を導入し易いため、多官能エポキシ化合物とラジカル重合性基含有一塩基酸化合物との反応により得られるもの好ましい。
 多官能エポキシ化合物と多価カルボン酸化合物との重付加反応を経る方法としては、例えば、触媒存在下、多価カルボン酸化合物を多官能エポキシ化合物に対して1.01~2当量加えて重合させた後、末端のカルボン酸部位にラジカル重合性基含有エポキシ化合物を付加させ、生成する水酸基に酸無水物を付加させる方法が挙げられる。また、触媒存在下、多官能エポキシ化合物を多価カルボン酸化合物に対して1.01~2当量加えて重合させた後、末端のエポキシ部位にラジカル重合性基含有一塩基酸化合物を付加させ、生成する水酸基に酸無水物を付加させる方法が挙げられる。
 ポリオール化合物と二酸無水物との重付加反応を経る方法としては、例えば、触媒存在下、ポリオール化合物)二酸無水物とを任意の比率で重合させた後、生成するカルボキシル基の一部にラジカル重合性基含有エポキシ化合物を付加させる方法が挙げられる。なお、ポリオール化合物がラジカル重合性基を有する場合には、ラジカル重合性基含有エポキシ化合物を付加させなくとも構わない。
 重付加反応及び付加反応に用いる触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムアセテートなどのアンモニウム系触媒、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール若しくはジメチルベンジルアミンなどのアミノ系触媒、トリフェニルホスフィンなどのリン系触媒又はアセチルアセトネートクロム若しくは塩化クロムなどのクロム系触媒などが挙げられる。
 多官能エポキシ化合物としては、硬化膜などの屈折率の調整及び耐薬品性を向上させるため、下記一般式(5)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(R及びRはそれぞれ独立して、水素、炭素数1~12のアルキル基若しくはシクロアルキル基、炭素数6~20のアリール基又はそれらが置換された基を表すか、あるいは、R及びRが一緒になって、炭素数2~12のシクロアルキル基、炭素数5~12の芳香環又はそれらが置換された基を表す。R及びRはそれぞれ独立して、水素、炭素数2~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基又はそれらが置換された基を表す。p及びqはそれぞれ独立して、0~10の整数を表す。)
 R、R、R及びRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、o-トリル基若しくはビフェニル基又は以下に示す置換基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 また、R及びRは環状構造を形成しても構わない。環状構造は5~7員環が好ましい。R及びRが形成する環状構造としては、例えば、以下に示す置換基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 多官能エポキシ化合物としては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 多価カルボン酸化合物としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、2,2’-ビフェニルジカルボン酸又は4,4’-ビフェニルジカルボン酸が挙げられるが、硬化膜などの耐薬品性及び絶縁性を向上させるため、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、2,2’-ビフェニルジカルボン酸又は4,4’-ビフェニルジカルボン酸が好ましい。
 ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン若しくはペンタエリスリトールなどの脂肪族アルコール化合物、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、多官能エポキシ化合物とラジカル重合性基含有一塩基酸化合物との反応により得られる化合物又は下記一般式(6)で表されるビスフェノール化合物とラジカル重合性基含有エポキシ化合物との反応により得られる化合物などの芳香族アルコール化合物が挙げられるが、芳香族アルコール化合物が好ましい。なお、一般式(6)におけるR、R、R及びRは、一般式(5)と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 二酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二酸無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二酸無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二酸無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二酸無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二酸無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二酸無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二酸無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二酸無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二酸無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二酸無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二酸無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二酸無水物、2,3,5,6-ピリジンテトラカルボン酸二酸無水物若しくは3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二酸無水物などの芳香族テトラカルボン酸二酸無水物又はブタンテトラカルボン酸二酸無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二酸無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二酸無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二酸無水物、ビシクロ[2.2.1.]ヘプタンテトラカルボン酸二酸無水物、ビシクロ[3.3.1.]テトラカルボン酸二酸無水物、ビシクロ[3.1.1.]ヘプト-2-エンテトラカルボン酸二酸無水物、ビシクロ[2.2.2.]オクタンテトラカルボン酸二酸無水物若しくはアダマタンテトラカルボン酸二酸無水物などの脂肪族テトラカルボン酸二酸無水物が挙げられるが、硬化膜などの耐薬品性及び絶縁性を向上させるためには、ピロメリット酸二酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物又は2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物が好ましく、硬化膜などの透明性を向上させるためには、シクロブタンテトラカルボン酸二酸無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二酸無水物又はシクロヘキサンテトラカルボン酸二酸無水物が好ましい。
 ラジカル重合性基含有一塩基酸化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、コハク酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、テトラヒドロフタル酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)又はp-ヒドロキシスチレンが挙げられる。
 ラジカル重合性基含有エポキシ化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸α-エチルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-プロピルグリシジル、(メタ)アクリル酸α-n-ブチルグリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸α-エチル-6,7-エポキシヘプチル、ブチルビニルエーテル、ブチルアリルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル、シクロヘキサンビニルエーテル、シクロヘキサンアリルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、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、α-メチル-o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,4-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,5-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,6-ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,4-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,6-トリグリシジルオキシメチルスチレン、3,4,5-トリグリシジルオキシメチルスチレン又は2,4,6-トリグリシジルオキシメチルスチレンが挙げられる。
 酸無水物としては、例えば、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸一無水物、2,3-ビフェニルジカルボン酸無水物、3,4-ビフェニルジカルボン酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、グルタル酸無水物、3-メチルフタル酸無水物、ノルボルネンジカルボン酸無水物、シクロヘキセンジカルボン酸無水物又は3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物が挙げられる。 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物の(B)アルカリ可溶性樹脂の含有量に特に制限はなく、所望の膜厚や用途により任意に選ぶことができるが、(B)アルカリ可溶性樹脂と(C)多官能モノマーの和を100重量部とした場合に、10重量部以上、70重量部以下とすることが一般的である。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物は、(C)多官能モノマーを含有する。光照射により下記(D)光重合開始剤によって(C)多官能モノマーの重合が進行し、本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物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。多官能モノマーとは、分子中に少なくとも2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物をいい、特に限定するわけでないが、ラジカル重合のしやすい(メタ)アクリル基を有する多官能モノマーが好ましい。また、(C)多官能モノマーの二重結合当量は80g/mol以上、400g/mol以下であることが、感度、硬度の点から好ましい。
 (C)多官能モノマーとしては、例えば、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、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、1,9-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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールノナアクリレート、テトラペンタエリスリトールデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、テトラペンタエリスリトールノナメタクリレート、テトラペンタエリスリトールデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、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、9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)-3-メチルフェニル]フルオレン、(2-アクリロイルオキシプロポキシ)-3-メチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)-3、5-ジメチルフェニル]フルオレン又は9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)-3、5-ジメチルフェニル]フルオレンが挙げられるが、感度向上の観点から、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート又はトリペンタエリスリトールオクタアクリレートが好ましく、疎水性向上の観点から、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、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート又は9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンが好ましい。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物において、(C)多官能モノマーの含有量に特に制限はなく、所望の膜厚や用途により任意に選ぶことができるが、(B)アルカリ可溶性樹脂と(C)多官能モノマーとの和を100重量部とした場合に、10~60重量部が一般的である。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物は、(D)光重合開始剤を含有する。(D)光重合開始剤は、光(紫外線、電子線を含む)により分解及び/または反応し、ラジカルを発生させるものが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、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、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、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)、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、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、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、ベンゾイン、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アルキル化ベンゾフェノン、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、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド、2-ヒドロキシ-3-(4-ベンゾイルフェノキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロペンアミニウムクロリド一水塩、2-イソプロピルチオキサントン、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-ジクロロチオキサントン、2-ヒドロキシ-3-(3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサンテン-2-イロキシ)-N,N,N-トリメチル-1-プロパナミニウムクロリド、2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2-ビイミダゾール、10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、メチルフェニルグリオキシエステル、η5-シクロペンタジエニル-η6-クメニル-アイアン(1+)-ヘキサフルオロフォスフェイト(1-)、ジフェニルスルフィド誘導体、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、4-ベンゾイル-4-メチルフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,3-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニル-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、p-t-ブチルジクロロアセトフェノン、ベンジルメトキシエチルアセタール、アントラキノン、2-t-ブチルアントラキノン、2-アミノアントラキノン、β-クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4-アジドベンザルアセトフェノン、2,6-ビス(p-アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6-ビス(p-アジドベンジリデン)-4-メチルシクロヘキサノン、ナフタレンスルフォニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、N-フェニルチオアクリドン、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン若しくは過酸化ベンゾイル又はエオシン若しくはメチレンブルーなどの光還元性の色素と、アスコルビン酸若しくはトリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
 これらのうち、硬化膜の硬度をより高くするためには、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又はアミノ基を有する安息香酸エステル化合物が好ましい。
 α-アミノアルキルフェノン化合物としては、例えば、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-オン又は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が挙げられる。アシルホスフィンオキサイド化合物としては、例えば、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又はビス(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が挙げられる。オキシムエステル化合物としては、例えば、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)オキシム又はエタノン,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)が挙げられる。アミノ基を有するベンゾフェノン化合物としては、例えば、4,4-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン又は4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが挙げられる。アミノ基を有する安息香酸エステル化合物としては、例えば、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又はp-ジエチルアミノ安息香酸エチルが挙げられる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物において、(D)光重合開始剤の含有量に特に制限はないが、(B)アルカリ可溶性樹脂と(C)多官能モノマーとの和を100重量部とした場合に、0.1~20重量部であることが好ましい。上記範囲とすることで、硬化を十分に進めることができ、かつ残留した重合開始剤の溶出などを防ぎ耐溶剤性を確保することができる。
 本発明の(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、(E)キノンジアジド化合物を含有する。(E)キノンジアジド化合物を含有する感光性組成物は、露光部が現像液で除去されるポジ型を形成する。用いるキノンジアジド化合物の添加量は特に制限されないが、(B)アルカリ可溶性樹脂に対して3~30wt%が好ましく、4~15wt%がより好ましい。キノンジアジド化合物の添加量が3wt%より少ない場合、露光部と未露光部との溶解コントラストが低すぎて、現実的な感光性を有さない。また、さらに良好な溶解コントラストを得るためには4wt%以上が好ましい。一方、キノンジアジド化合物の添加量が30wt%より多い場合、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合物との相溶性が悪くなることによる塗布膜の白化が起こったり、熱硬化時に起こるキノンジアジド化合物の分解による着色が顕著になるために、硬化膜の無色透明性が低下する。
 用いるキノンジアジド化合物は特に制限されないが、フェノール性水酸基を有する化合物にナフトキノンジアジドスルホン酸がエステル結合した化合物が好ましく、当該化合物のフェノール性水酸基のオルト位及びパラ位がそれぞれ独立して水素又は一般式(5)で表される置換基である化合物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(R10~R12はそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキル基、カルボキシル基、フェニル基又は置換フェニル基を表す。また、R10及びR11、R10及びR12又はR11及びR12で環状構造を形成しても構わない。)
 R10~R12が炭素数1~10のアルキル基である場合、当該アルキル基は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。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、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、イソブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、トリフルオロメチル基又は2-カルボキシエチル基が挙げられる。また、フェニル基に置換する置換基としては、例えば、水酸基が挙げられる。また、R10及びR11、R10及びR12又はR11及びR12で環を形成しても構わない、形成される環状構造としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環、フルオレン環が挙げられる。
 フェノール性水酸基のオルト位及びパラ位が上記以外、例えばメチル基の場合、熱硬化によって酸化分解が起こり、キノイド構造に代表される共役系化合物が形成され、硬化膜が着色して無色透明性が低下する場合がある。なお、これらのキノンジアジド化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとの公知のエステル化反応により合成することができる。
 フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる(何れも本州化学工業(株)製)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 ナフトキノンジアジドスルホン酸としては、4-ナフトキノンジアジドスルホン酸又は5-ナフトキノンジアジドスルホン酸を用いることができる。4-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物はi線(波長365nm)領域に吸収を持つため、i線露光に適している。また、5-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物は広範囲の波長領域に吸収が存在するため、広範囲の波長での露光に適している。露光する波長によって4-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物、5-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を選択することが好ましい。4-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物と5-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物とを混合して用いることもできる。
 ナフトキノンジアジド化合物の分子量は、300~1500が好ましく、350~1200がより好ましい。ナフトキノンジアジド化合物の分子量が1500より大きいと、4~10wt%の添加量ではパターン形成ができなくなる可能性がある。一方、ナフトキノンジアジド化合物の分子量が300より小さいと、無色透明性が低下する可能性がある。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、(F)金属酸化物粒子を含有してもよい。(F)金属酸化物粒子を含有することによって屈折率を所望の範囲に調整することができる。また、硬化膜の硬度、耐擦傷性、耐クラック性をより向上させることができる。(F)金属酸化物粒子の数平均粒子径は1~200nmが好ましい。透過率の高い硬化膜を得るためには、数平均粒子径1~70nmであることがより好ましい。ここで、金属酸化物粒子の数平均粒子径は、ガス吸着法や動的光散乱法、X線小角散乱法、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡により測定することができる。(F)金属酸化物粒子としては、例えば、シリコン酸化物粒子、アルミニウム酸化物粒子、スズ酸化物粒子、チタン酸化物粒子、ジルコニウム酸化物粒子又はバリウム酸化物粒子などが挙げらるが、用途により適当なものを選ぶことができる。例えば、高屈折率の硬化膜を得るには酸化チタン粒子若しくはチタン酸バリウム粒子などのチタン酸化物粒子又は酸化ジルコニウム粒子などのジルコニウム酸化物粒子が好ましい。また、低屈折率の硬化膜を得るには、中空シリカ粒子などを含有することが好ましい。
 市販の金属酸化物粒子としては、例えば、 オプトレイク(登録商標)TR-502、同TR-503、同TR-504、同TR-513、同TR-520、同TR-527、同TR-528、同TR-529、同TR-544若しくは同TR-550などの酸化ケイ素-酸化チタン複合粒子、オプトレイク(登録商標)TR-505などの酸化チタン粒子((以上、何れも日揮触媒化成工業(株)製)、あるいは、バイラールZr-C20(平均粒径=20nm;多木化学(株)製)、ナノユースOZ-30M(平均粒径=7nm;日産化学工業(株)製)又はZSL-10T(平均粒径=15nm)若しくはZSL-10A(平均粒径=70nm)(以上、何れも第一稀元素化学工業(株)製)などの酸化ジルコニウム粒子が挙げられる。さらには、酸化スズ-酸化ジルコニウム複合粒子(日揮触媒化成工業(株)製)、酸化スズ粒子((株)高純度化学研究所製)又はT-BTO-20RF(チタン酸バリウム粒子;戸田工業株式会社製)が挙げられる。
 また、シリカ粒子としては、例えば、数平均粒子径12nmのIPA-ST若しくはMIBK-ST、数平均粒子径45nmのIPA-ST-L、数平均粒子径100nmのIPA-ST-ZL又は数平均粒子径15nmのPGM-ST(以上、何れも日産化学工業(株)製)、数平均粒子径12nmのオスカル(登録商標)101、数平均粒子径60nmの同105、数平均粒子径120nmの同106又は数平均粒子径5~80nmのカタロイド(登録商標)-S(以上、何れも触媒化成工業(株)製)、数平均粒子径16nmのクォートロン(登録商標)PL-2L-PGME、数平均粒子径17nmの同PL-2L-BL、同PL-2L-DAA又は数平均粒子径18~20nmの同PL-2L若しくはGP-2L(以上、何れも扶桑化学工業(株)製)、数平均粒子径100nmのシリカ(SiO)SG-SO100(共立マテリアル(株)製)、あるいは、数平均粒子径5~50nmのレオロシール(登録商標)((株)トクヤマ製)が挙げられる。また中空シリカ粒子としては、例えば、“オプトレイク”TR-113が挙げられる。
 金属酸化物粒子の含有量に特に制限はなく、用途によって適当な量とすることができるが、樹脂組成物の固形分中1~70wt%程度とするのが一般的である。
本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、その他のシランカップリング剤を含有してもよい。その他のシランカップリング剤を含有することで、基板との接着性が向上する。
 その他のシランカップリング剤としては、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、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、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシ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エトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、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、N-フェニル-3-アミノ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、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-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕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-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、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、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸又はN-t-ブチル-3-(3-トリメトキシシリルプロピル)コハク酸イミドが挙げられる。
 シランカップリング剤の添加量に特に制限は無いが、樹脂100重量部に対して0.1~10重量部の範囲が好ましい。添加量が0.1重量部より少ないと接着性向上の効果が十分ではなく、10重量部より多いと保管中にシランカップリン剤同士が縮合反応し、現像時の溶け残りの原因となる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、樹脂組成物の硬化を促進させる、あるいは硬化を容易ならしめる各種の硬化剤を含有してもよい。硬化剤としては特に限定はなく公知のものが使用できるが、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若しくはその重合体、メチロール化メラミン誘導体又はメチロール化尿素誘導体が挙げられる。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、得られた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又はチロール化尿素誘導体が好ましい。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ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で、得られる硬化膜の耐光性が向上し、パターン加工を必要とする用途では現像後の解像度が向上する。紫外線吸収剤としては特に限定はなく公知のものが使用できるが、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又はトリアジン系化合物が好ましい。
 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-tert-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-メチルフェノール又は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]-フェノールが挙げられる。
 本発明の(I)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。重合禁止剤を適量含有することで、現像後の解像度が向上する。重合禁止剤としては特に限定はなく公知のものが使用でき、例えば、ジ-t-ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロキノン、ハイドロキノンメチルエーテル、1,4-ベンゾキノン又はt-ブチルカテコールが挙げられる。また、市販の重合禁止剤としては、例えば、IRGANOX 1010、同1035、同1076、同1098、同1135、同1330、同1726、同1425、同1520、同245、同259、同3114、同565又は同295(以上、何れもBASF製)が挙げられる。 
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、溶媒を含有してもよい。各成分を均一に溶解し、得られる塗布膜の透明性を向上させることができる点で、アルコール性水酸基を有する化合物またはカルボニル基を有する環状化合物が好ましい。これらを2種以上用いてもよい。また、大気圧下の沸点が110~250℃である化合物がより好ましい。沸点を110℃以上とすることで、塗膜時に適度に乾燥が進み、塗布ムラのない良好な塗膜が得られる。一方、沸点を250℃以下とした場合、膜中の残存溶剤量を少なく抑えることができ、熱硬化時の膜収縮をより低減できるため、より良好な平坦性が得られる。
 アルコール性水酸基を有し、大気圧下の沸点が110~250℃である化合物としては、例えば、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、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-ブタノール又は3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノールが挙げられるが、保存安定性の観点からはジ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。
 カルボニル基を有し、大気圧下の沸点が110~250℃である環状化合物としては、例えば、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、炭酸プロピレン、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン又はシクロヘプタノンが挙げられるが、γ-ブチロラクトンが好ましい。
 また、本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、上記以外の溶媒を含有してもよい。上記以外の溶媒としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル若しくはジエチルエーテルなどのエーテル類、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン若しくは2-ヘプタノンなどのケトン類、ジメチルホルムアミド若しくはジメチルアセトアミドなどのアミド類又はエチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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-メトキシブチルアセテート若しくは3-メチル-3-メトキシブチルアセテートなどのアセテート類が挙げられる。
 溶媒の含有量に特に制限はなく、塗布方法などに応じて任意の量を用いることができる。例えば、スピンコーティングにより膜形成を行う場合には、(I)ネガ型感光性樹脂組成物全体の50~95wt%とすることが一般的である。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、塗布時のフロー性向上のために、フッ素系界面活性剤又はシリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤の種類に特に制限はなく、例えば、メガファック(登録商標)F142D、同F172、同F173、同F183、同F445、同F470、同F475若しくは同F477(以上、何れも大日本インキ化学工業(株)製)又はNBX-15若しくはFTX-218(以上、何れも(株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤、BYK-333、BYK-301、BYK-331、BYK-345若しくはBYK-307(以上、何れもビックケミー・ジャパン(株)製)などの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あるいはポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物には、必要に応じて、溶解抑止剤、安定剤又は消泡剤などの添加剤を含有することもできる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物の固形分濃度に特に制限はなく、塗布方法などに応じて任意の量の溶媒や溶質を用いることができる。例えば、後述のようにスピンコーティングにより膜形成を行う場合には、固形分濃度を5~50wt%とすることが一般的である。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物の代表的な製造方法については、例えば、(C)光重合開始剤とその他の添加剤を任意の溶媒に加え、撹拌して溶解させた後、(A)一般式(1)で表されるシランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂及び(C)多官能モノマーを加えさらに20分~3時間撹拌する。得られた溶液を濾過し、(I)ネガ型感光性樹脂組成物が得られる。
 本発明の(II)ポジ型感光性樹脂組成物の代表的な製造方法については、例えば、(E)キノンジアジド化合物とその他の添加剤を任意の溶媒に加え、撹拌して溶解させた後、一般式(1)で表される(A)シランカップリング剤及び(B)アルカリ可溶性樹脂を加えさらに20分~3時間撹拌する。得られた溶液を濾過し、(II)ポジ型感光性樹脂組成物が得られる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の形成方法について例を挙げて説明する。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を、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又はスリットコーティングなどの公知の方法によって下地基板上に塗布し、ホットプレート又はオーブンなどの加熱装置でプリベークする。プリベークは、50~150℃の範囲で30秒~30分間行い、プリベーク後の膜厚は、0.1~15μmとすることが好ましい。
 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)又はパラレルライトマスクアライナー(以下、「PLA」)などの露光機を用いて、10~4000J/m程度(波長365nm露光量換算)の光を所望のマスクを介して又は介さずに照射する。露光光源に制限はなく、i線、g線、h線などの紫外線や、KrF(波長248nm)レーザー又はArF(波長193nm)レーザーなどを用いることができる。その後、この膜をホットプレート又はオーブンなどの加熱装置で150~450℃の範囲で1時間程度加熱する露光後ベークを行ってもよい。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物は、高圧水銀ランプを光源とするPLAによる露光感度が100~4000J/mであることが好ましい。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エ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120℃で2分間プリベークし、膜厚2μmの膜を作製する。作製した膜をPLA(PLA-501F;キヤノン(株)製)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(AD-2000;滝沢産業(株)製)を用いて0.4wt%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、現像により露光部が溶解し、それぞれネガ型又はポジ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。公知のアルカリ現像液としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩若しくは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若しくはジエタノールアミンなどのアミン類又はテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド若しくはコリンなどの4級アンモニウム塩、を1種又は2種以上含む水溶液が挙げられる。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ってもよい。その後、この膜をホットプレート又はオーブンなどの加熱装置で120~280℃の範囲で1時間程度熱硬化することにより、硬化膜を得る。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜は、その膜厚に特に制限はないが、0.1~15μmが好ましい。また、膜厚1.5μmにおいて硬度が4H以上、透過率が90%以上であることが好ましい。なお、透過率は波長400nmにおける透過率を指す。硬度や透過率は、露光量、熱硬化温度の選択によって調整することができる。
 本発明の(I)ネガ型感光性樹脂組成物及び(II)ポジ型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、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、反射防止フィルム、パッシベーション膜などの各種保護膜及び、光学フィルター、タッチパネル用絶縁膜、TFT用絶縁膜又はカラーフィルター用フォトスペーサーなどに用いることができる。これらの中でも、(I)ネガ型感光性樹脂組成物は高い硬度、透明性、耐熱性を有することから、タッチパネル用保護膜として好適に用いることができる。タッチパネルの方式としては、抵抗膜式、光学式、電磁誘導式又は静電容量式などが挙げられる。静電容量式タッチパネルは特に高い硬度が求められることから、本発明の硬化膜を好適に用いることができる。(II)ポジ型感光性樹脂組成物は高精細に加工出来、高い接着性を有することから、TFT用平坦化膜(有機パッシベーション膜)に好適に用いることができる。
 以下に本発明をその実施例及び比較例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 合成例1 シランカップリング剤(A1)の合成
 200mLのフラスコにトリエトキシシリルプロピルイソシアネート20g及びグリシドール80gを仕込み、40℃で12時間撹拌した。ガスクロマトグラフィーによって原料であるトリエトキシシリルプロピルイソシアネートのピークの消失と生成物のピークの出現を確認した後、ロータリーエバポレーター及びトラップ付き真空ポンプによってグリシドールを除去し、シランカップリング剤(A1)を得た。
 合成例2 シランカップリング剤(A2)の合成
 グリシドールを2-エチルオキセタニルメタノールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A2)を得た。
 合成例3 シランカップリング剤(A3)の合成
 グリシドールをテトラヒドロフルフリルアルコールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A3)を得た。
 合成例4 シランカップリング剤(A4)の合成
 グリシドールをフルフリルアルコールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A4)を得た。
 合成例5 シランカップリング剤(A5)の合成
 グリシドールをチエニルメタノールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A5)を得た。
 合成例6 シランカップリング剤(A6)の合成
 グリシドールを1-メチル-2-ピロリジンメタノールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A6)を得た。
 合成例7 シランカップリング剤(A7)の合成
 200mLのフラスコに2-((3-トリエトキシシリルプロピル)アミノ)エチルイソシアネート20g及びテトラヒドロフルフリルアルコール80gを仕込み、40℃で12時間撹拌した。ガスクロマトグラフィーによって原料であるトリエトキシシリルプロピルイソシアネートのピークの消失と生成物のピークの出現を確認した後、ロータリーエバポレーター及びトラップ付き真空ポンプによってテトラヒドロフルフリルアルコールを除去し、シランカップリング剤(A7)を得た。
 比較合成例1 シランカップリング剤(A8)の合成
 グリシドールを1-ブタノールに変えた以外は合成例1と同様に実施し、シランカップリング剤(A8)を得た。
 シランカップリング剤(A1)~(A8)の構造式は以下のとおり。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 合成例8 ポリシロキサン溶液(B1)の合成
 500mLのフラスコにメチルトリメトキシシリル40.86g(0.3mol)、フェニルトリメトキシシラン69.41g(0.35mol)、γ-アクリロイルプロピルトリメトキシシラン82.04g(0.35mol)及びDAA(ダイアセトンアルコール)を192.3g仕込み、40℃のオイルバスに漬けて撹拌しながら水54.0g(加水分解に必要な理論量)にリン酸0.39g(仕込みモノマーに対して0.2重量部)を溶かしたリン酸水溶液を滴下ロートで10分かけて添加した。40℃で1時間撹拌した後、オイルバス温度を70℃に設定して1時間撹拌し、さらにオイルバスを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時間加熱撹拌した(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120g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40wt%となるようにDAAを加えてポリシロキサン溶液(B1)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)をGPCにより測定したところ4500(ポリスチレン換算)であった。
 合成例9~11 ポリシロキサン溶液(B2)~(B4)の合成
 表1に示すとおりの仕込み比で、合成例8と同様の手法によりポリシロキサン溶液(B2)~(B4)を合成した。略称は下記のとおり。
MTM:メチルトリメトキシシラン
PTM:フェニルトリメトキシシラン
ETM: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
NphTM:1-ナフチルトリメトキシシラン
TEOS:テトラエトキシシラン
AcrTM:γ-アクリロイルプロピルトリメトキシシラン
SuTM:3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 合成例12 アクリル樹脂溶液(B5)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1g及びPGMEA(プロピレングリコールメチルエーテルアセテート)を50g仕込んだ。その後、メタクリル酸を23.0g、ベンジルメタクリレートを31.5g及びトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルメタクリレートを32.8g仕込み、室温でしばらく撹拌し、フラスコ内をバブリングによって十分に窒素置換した後、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12.7g、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及びPGMEAを100g添加し、90℃で4時間加熱撹拌した。反応終了後、付加触媒を除去するために反応溶液を1規定ギ酸水溶液で分液抽出処理し、硫酸マグネシウムで乾燥後、固形分濃度が40wt%になるようにPGMEAを加え、アクリル樹脂溶液(B5)を得た。アクリル樹脂(B5)の重量平均分子量は30000であった。
 合成例13~15 アクリル樹脂溶液(B6)~(B8)の合成
 表2に示すとおりの仕込み比で、合成例12と同様の手法によりアクリル樹脂溶液(B6)~(B8)を合成した。略称は下記のとおり。
BzMA:ベンジルメタクリレート
St:スチレン
MA:メタクリル酸
MA-GMA:メタクリル酸-グリシジルメタクリレート付加
TCDMA:トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルメタクリレート
IBMA:イソボニルメタクリレート
MMA:メチルメタクリレート
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 合成例16 ポリエステル樹脂溶液(B9)の合成
 148gの1,1-ビス(4-(2,3-エポキシプロピルオキシ)フェニル)-3-フェニルインダン、47gのアクリル酸、1gのテトラブチルアンモニウムアセテート(以下、「TBAA」)、2.0gのtert-ブチルカテコール及び244gのPGMEAを仕込み、120℃で5時間撹拌した。室温まで冷却した後、71gのビフェニルテトラカルボン酸二無水物及び1gのTBAAを加えて110℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、9gのテトラヒドロフタル酸無水物を加えて120℃で5時間撹拌した。反応終了後、500gのPGMEAを加え、付加触媒を除去するために反応溶液を1規定ギ酸水溶液で分液抽出処理し、硫酸マグネシウムで乾燥後、固形分濃度が40wt%になるようにロータリーエバポレーターで濃縮し、ポリエステル樹脂B9を得た(Mw=5000(ポリスチレン換算))。
 実施例1~7
 合成例1~7で合成したシランカップリング剤(A1)~(A7)について、熱重量分析装置を用いて下記条件によって10%重量減少温度を測定した。なお、130℃で30分保持後の重量を100%として計算を実施した。
装置:TGA-50 (島津製作所製)
条件:130℃で30分保持→昇温(10℃/分)→500℃
雰囲気:空気下、20mL/分
 比較例1
 比較合成例1で合成したシランカップリング剤(A8)について、実施例1と同様にして熱重量分析による耐熱性の評価を行った。
実施例1~7及び比較例1の結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 実施例8
 黄色灯下にて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)](イルガキュアOXE-01;BASF製)0.278g、ハイドロキノンメチルエーテル(HQME)0.017g及びシランカップリング剤(A1)0.166gをDAA(ジアセトンアルコール)2.846g及びPGMEA4.033g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PGMEA1wt%溶液0.2000g(濃度100ppmに相当)を加え、撹拌した。そこへ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(カヤラッド(登録商標)DPHA;新日本化薬製)のPGMEA50wt%溶液5.538g、ポリシロキサン溶液(B1)6.923gを加えて、撹拌した。次いで0.45μmのフィルターでろ過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物(I-1)を得た。得られたネガ型感光性樹脂組成物(I-1)について、下記方法で透過率、パターン加工性、接着性を評価した。
 (1)パターン加工性
 感光性樹脂組成物を基板上にスピンコーター(1H-360S;ミカサ(株)製)を用いてスピンコートした後、ホットプレート(SCW-636;大日本スクリーン製造(株)製)を用いて90℃で2分間プリベークし、膜厚1.8μmのプリベーク膜を作製した。基板としては、ITO薄膜が施されたガラス基板(以下、「ITO基板」)、又は、モリブデン/アルミニウム/モリブデン(MAM)積層薄膜若しくは窒化ケイ素薄膜(SiNx)が施されたガラス基板(以下、「MAM基板」又は「SiNx基板」)を用いた。得られたプリベーク膜に、PLAを用いて超高圧水銀灯を光源として、1~60%までの透過率を有するグレースケールマスクを介して100μmのギャップで2000J/m露光した。その後、自動現像装置(AD-2000;滝沢産業(株)製)を用いて、2.38%または0.4wt%TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液で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、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を最適露光量とした。露光量はI線照度計で測定した。
 解像度は、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た。
 現像接着性は、最適露光量において残しパターンが現像後に剥がれない最小パターンサイズで評価した。
 膜厚は、ラムダエースSTM-602(大日本スクリーン製造(株)製)を用いて屈折率1.55で測定した。ただし、(F)金属酸化物粒子を使用する場合のみ、屈折率1.65で測定した。
 (2)透過率の評価
 5cm角のテンパックスガラス基板(AGCテクノグラス(株)製)上に、スピンコーターを用いて感光性樹脂組成物をスピンコートした後、ホットプレートを用いて90℃で2分間プリベークし、膜厚1.8μmのプリベーク膜を作製した。用いた感光性樹脂組成物が(I)ネガ型感光性樹脂組成物の場合は、得られたプリベーク膜を超高圧水銀灯で2000J/m全面露光し、自動現像装置を用いて2.38wt%又は0.4wt%TMAH水溶液で90秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。用いた樹脂組成物が(II)ポジ型感光性樹脂組成物の場合は、プリベーク膜を、自動現像装置を用いて2.38wt%又は0.4wt%TMAH水溶液で90秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスしたのち、超高圧水銀灯で2000J/m全面露光した。最後にオーブン(エスペック(株)製「IHPS-222」)を用いて空気中230℃で1時間キュアして膜厚1.5μmの硬化膜を作製した。
 得られた硬化膜について、紫外-可視分光光度計(UV-260);島津製作所(株)製)を用いて、400nmの透過率を測定した。
 (3)接着性の評価
 ITO基板、MAM基板またはSiNx基板上に、上記(2)記載の方法と同様にして行い、膜厚1.5μmの硬化膜を形成し、JIS「K5600-5-6(制定年月日=1999/04/20)」に準じてITOまたはMAMと硬化膜の接着性を評価した。具体的には、ITO基板又はMAM基板表面の硬化膜に、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ープ(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、板に直角を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。マス目の剥離面積により以下のように判定し、4以上を合格とした。
5 : 剥離面積が0%
4 : 剥離面積が1~4%
3 : 剥離面積が5~14%
2 : 剥離面積が15~34%
1 : 剥離面積が35%~64%
0 : 剥離面積が65%~100%
 接着性の評価は、硬化膜作製直後及び下記薬品処理後に実施した。
3.5%シュウ酸水溶液(室温、150秒)
ナガセケムテック(株)製「N-321」(60℃、3分)
 実施例9~35
 表4及び表5に示すとおりの比率で、実施例8と同様の手法により(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を調合し、評価した。何れの樹脂組成物も、界面活性剤としてBYK-333を100ppm添加し、溶剤としてDAA/PGMEA(重量比:50/50)混合溶液を固形分濃度30wt%となるように加えて調整した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
 実施例36
 以下の手順に従い、タッチパネル部材を作製した。
 (1)ITOの作製
 厚み約0.5mmのガラス基板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のITOを成膜し、ポジ型フォトレジスト(OFPR-800;東京応化工業(株)製)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。PLAを用いて、得られた膜に超高圧水銀灯をマスクを介してパターン露光した後、自動現像装置を用いて2.38wt%TMAH水溶液で90秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。その後、3.5%シュウ酸水溶液に150秒浸すことでITOをエッチングし、50℃の剥離液(N-321;ナガセケムテックス(株)製)で120秒処理することでフォトレジストを除去し、230℃で30分アニール処理を加え、膜厚150nmのパターン加工されたITO(図1及び図2の符号2)を有するガラス基板を作製した(図1のaに相当)。
 (2)透明絶縁膜の作製
 得られたガラス基板上にネガ型感光性樹脂組成物(I-1)を用い、上述の評価の方法の手順に従い透明絶縁膜(図1及び図2の符号3)を作製した(図1のbに相当)。
 (3)MAM配線の作製
 得られたガラス基板上に、ターゲットとしてモリブデン及びアルミニウムを用い、エッチング液としてHPO/HNO/CHCOOH/HO=65/3/5/27(重量比)混合溶液を用いた以外は、(1)と同様の手順によりMAM配線(図1及び図2の符号4)を作製した(図1のcに相当)。またMAMの膜厚は250nmになるように調整した。
 (4)透明保護膜の作製
 得られたガラス基板上にネガ型感光性樹脂組成物(I-1)を用い、上述の評価の方法の手順に従い透明保護膜を作製した。テスターを用いて接続部の導通テスト実施したところ、電流の導通が確認された(図2に相当)。
 比較例2~5
 表6に示すとおりの比率で、実施例8と同様の手法により(I)ネガ型感光性樹脂組成物又は(II)ポジ型感光性樹脂組成物を調合し、評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
 実施例8~35及び比較例2~5の評価結果を表7及び表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 実施例8~35で得られた樹脂組成物より得られた硬化膜は何れも優れたパターン化構成、透明性、接着性を有しており、特にタッチパネル用絶縁膜及び保護膜、TFT用平坦化膜及びCF用オーバーコートに必要とされる特性を有していた。
a:透明電極形成後の上面図
b:絶縁膜形成後の上面図
c:金属配線形成後の上面図
1:ガラス基板
2:透明電極
3:透明絶縁膜
4:配線電極
5:透明保護膜
 本発明のシランカップリング剤を含有するネガ型感光性樹脂組成物及びポジ型感光性樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜は、タッチパネルの保護膜などの各種ハードコート膜の他、タッチセンサー用絶縁膜、液晶若しくは有機ELディスプレイのTFT用平坦化膜、金属配線保護膜、絶縁膜、反射防止膜、反射防止フィルム、光学フィルター、カラーフィルター用オーバーコート又は柱材などに好適に用いられる。

Claims (8)

  1.  下記一般式(1)で表される、(A)シランカップリング剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rはそれぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基若しくはフェニル基又はそれらの置換体を表す。Rは炭素数1~30の2価の有機基を表す。Rは複素環式構造を有する炭素数1~30の1価の有機基を表す。mは0~2の整数を表す。)
  2.  前記Rが、下記一般式(4)で表される、請求項1記載の(A)シランカップリング剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (n及びoはそれぞれ独立して、0~4の整数を表す。ただし、n+o≧1である。Rは水素又は炭素数1~10のアルキル基を表す。)
  3.  請求項1又は2記載の(A)シランカップリング剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能アクリルモノマ、及び、(D)光ラジカル重合開始剤又は(E)キノンジアジド化合物、を含有する、感光性樹脂組成物。
  4.  前記(B)アルカリ可溶性樹脂は、ポリシロキサン、アクリル樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選ばれる樹脂である、請求項3記載の感光性樹脂組成物。
  5.  さらに(F)金属酸化粒子を含有する、請求項3又は4記載の感光性樹脂組成物。
  6.  請求項3~5のいずれか一項記載の感光性樹脂組成物を硬化させてなる、硬化膜。
  7.  請求項6記載の硬化膜を具備する、タッチパネル用部材。
  8.  請求項6記載の硬化膜を具備する、TFT基板。
PCT/JP2013/056073 2012-03-30 2013-03-06 シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材 Ceased WO2013146130A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012079381 2012-03-30
JP2012-079381 2012-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013146130A1 true WO2013146130A1 (ja) 2013-10-03

Family

ID=49259401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/056073 Ceased WO2013146130A1 (ja) 2012-03-30 2013-03-06 シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2013146130A1 (ja)
TW (1) TWI560194B (ja)
WO (1) WO2013146130A1 (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015125190A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 東京応化工業株式会社 感光性樹脂組成物
JP2015127803A (ja) * 2013-11-29 2015-07-09 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、それを硬化させてなる硬化膜ならびにそれを具備する発光素子および固体撮像素子
CN104932198A (zh) * 2014-03-17 2015-09-23 奇美实业股份有限公司 感光性树脂组合物及其应用
JP2015184575A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社日本触媒 アルカリ可溶性樹脂を含むレジスト組成物及びその保存方法
JP2015218139A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社Kri ケイ素系化合物
JPWO2013187209A1 (ja) * 2012-06-12 2016-02-04 株式会社Adeka 感光性組成物
CN105467761A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 新日铁住金化学株式会社 触摸屏用感光性树脂组合物及其硬化膜、以及具有该硬化膜的触摸屏
JP2016186047A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 味の素株式会社 分子接合剤
JP2017008246A (ja) * 2015-06-24 2017-01-12 東京応化工業株式会社 組成物
WO2019028013A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Dow Silicones Corporation DOUBLE-CURABLE RESIN COMPOSITION, CURED BODY PREPARED THEREFROM, AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING SUCH CURED BODY
JP2019178092A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社松風 エポキシ環とウレタン基を有するシランカップリング化合物およびそれらを含有する医科歯科模型用硬化性組成物
WO2021018926A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Merck Patent Gmbh Negative type photosensitive composition
TWI722039B (zh) * 2015-11-25 2021-03-21 南韓商羅門哈斯電子材料韓國公司 感光性樹脂組合物及自其製備之固化膜
JP2022551938A (ja) * 2019-10-11 2022-12-14 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド ポジ型感光性樹脂組成物、およびそれを用いたディスプレイ素子

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI512058B (zh) * 2014-12-25 2015-12-11 Chi Mei Corp 光硬化性塗佈組成物、光硬化塗佈膜及觸控面板
TWI566037B (zh) * 2015-04-17 2017-01-11 奇美實業股份有限公司 感光性樹脂組成物及其應用
TWI646391B (zh) * 2015-12-24 2019-01-01 奇美實業股份有限公司 黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用
JP6917815B2 (ja) 2017-07-19 2021-08-11 株式会社ニコン 化合物、パターン形成用基板、カップリング剤及びパターン形成方法
US11789363B2 (en) * 2018-03-30 2023-10-17 Toray Industries, Inc. Positive photosensitive resin composition, cured film therefrom, and solid state image sensor comprising the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10330485A (ja) * 1997-03-25 1998-12-15 Ivoclar Ag 加水分解可能でかつ重合可能なオキセタンシラン
JP2001329112A (ja) * 2000-05-23 2001-11-27 Toray Ind Inc シランカップリング剤、硬化性樹脂溶液組成物、及びそれからなる機能性硬化物
JP2004127583A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd 有機−無機ハイブリッド型プロトン伝導材料及び燃料電池
WO2009096050A1 (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Toray Industries, Inc. シロキサン系樹脂組成物
JP2010520952A (ja) * 2007-03-09 2010-06-17 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド エポキシシラン、その製造プロセス、およびそれを含有する硬化性組成物
JP2010163633A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 金属表面処理剤、表面処理鋼材及びその表面処理方法、並びに塗装鋼材及びその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6096903A (en) * 1997-03-25 2000-08-01 Ivoclar Ag Hydrolysable and polymerizable oxetane silanes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10330485A (ja) * 1997-03-25 1998-12-15 Ivoclar Ag 加水分解可能でかつ重合可能なオキセタンシラン
JP2001329112A (ja) * 2000-05-23 2001-11-27 Toray Ind Inc シランカップリング剤、硬化性樹脂溶液組成物、及びそれからなる機能性硬化物
JP2004127583A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd 有機−無機ハイブリッド型プロトン伝導材料及び燃料電池
JP2010520952A (ja) * 2007-03-09 2010-06-17 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド エポキシシラン、その製造プロセス、およびそれを含有する硬化性組成物
WO2009096050A1 (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Toray Industries, Inc. シロキサン系樹脂組成物
JP2010163633A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 金属表面処理剤、表面処理鋼材及びその表面処理方法、並びに塗装鋼材及びその製造方法

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013187209A1 (ja) * 2012-06-12 2016-02-04 株式会社Adeka 感光性組成物
JP2015127803A (ja) * 2013-11-29 2015-07-09 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、それを硬化させてなる硬化膜ならびにそれを具備する発光素子および固体撮像素子
JP2015125190A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 東京応化工業株式会社 感光性樹脂組成物
CN104932198A (zh) * 2014-03-17 2015-09-23 奇美实业股份有限公司 感光性树脂组合物及其应用
JP2015184575A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社日本触媒 アルカリ可溶性樹脂を含むレジスト組成物及びその保存方法
JP2015218139A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社Kri ケイ素系化合物
TWI696888B (zh) * 2014-09-30 2020-06-21 日商日鐵化學材料股份有限公司 觸控面板用感光性樹脂組合物及其硬化膜、以及具有該硬化膜的觸控面板
JP2016071359A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 新日鉄住金化学株式会社 タッチパネル用感光性樹脂組成物およびその硬化膜、ならびに当該硬化膜を有するタッチパネル
KR20160038797A (ko) * 2014-09-30 2016-04-07 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 터치 패널용 감광성 수지 조성물 및 그 경화막, 그리고 당해 경화막을 갖는 터치 패널
CN105467761A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 新日铁住金化学株式会社 触摸屏用感光性树脂组合物及其硬化膜、以及具有该硬化膜的触摸屏
CN105467761B (zh) * 2014-09-30 2020-11-06 日铁化学材料株式会社 触摸屏用感光性树脂组合物及其硬化膜、以及具有该硬化膜的触摸屏
CN112162462A (zh) * 2014-09-30 2021-01-01 日铁化学材料株式会社 触摸屏用感光性树脂组合物及其硬化膜、以及具有该硬化膜的触摸屏
KR102470292B1 (ko) * 2014-09-30 2022-11-23 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 터치 패널용 감광성 수지 조성물 및 그 경화막, 그리고 당해 경화막을 갖는 터치 패널
JP2016186047A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 味の素株式会社 分子接合剤
JP2017008246A (ja) * 2015-06-24 2017-01-12 東京応化工業株式会社 組成物
TWI722039B (zh) * 2015-11-25 2021-03-21 南韓商羅門哈斯電子材料韓國公司 感光性樹脂組合物及自其製備之固化膜
US11390748B2 (en) 2017-07-31 2022-07-19 Dow Silicones Corporation Dually-curable resin composition, cured body prepared therefrom, and electronic device comprising such cured body
WO2019028013A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Dow Silicones Corporation DOUBLE-CURABLE RESIN COMPOSITION, CURED BODY PREPARED THEREFROM, AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING SUCH CURED BODY
EP3662019A1 (en) * 2017-07-31 2020-06-10 Dow Silicones Corporation Dually-curable resin composition, cured body prepared therefrom, and electronic device comprising such cured body
JP2019178092A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社松風 エポキシ環とウレタン基を有するシランカップリング化合物およびそれらを含有する医科歯科模型用硬化性組成物
JP7104489B2 (ja) 2018-03-30 2022-07-21 株式会社松風 エポキシ環とウレタン基を有するシランカップリング化合物およびそれらを含有する医科歯科模型用硬化性組成物
KR20220042177A (ko) * 2019-07-31 2022-04-04 메르크 파텐트 게엠베하 네거티브형 감광성 조성물
WO2021018926A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Merck Patent Gmbh Negative type photosensitive composition
US11579530B2 (en) 2019-07-31 2023-02-14 Merck Patent Gmbh Negative type photosensitive composition
KR102539233B1 (ko) 2019-07-31 2023-06-05 메르크 파텐트 게엠베하 네거티브형 감광성 조성물
JP2022551938A (ja) * 2019-10-11 2022-12-14 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド ポジ型感光性樹脂組成物、およびそれを用いたディスプレイ素子
US12216403B2 (en) 2019-10-11 2025-02-04 Donjin Semichem Co., Ltd. Positive photosensitive resin composition and display device using the same
JP7701350B2 (ja) 2019-10-11 2025-07-01 ドンジン セミケム カンパニー リミテッド ポジ型感光性樹脂組成物、およびそれを用いたディスプレイ素子

Also Published As

Publication number Publication date
TW201404781A (zh) 2014-02-01
JPWO2013146130A1 (ja) 2015-12-10
TWI560194B (en) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013146130A1 (ja) シランカップリング剤、感光性樹脂組成物、硬化膜及びタッチパネル部材
JP5867083B2 (ja) ネガ型感光性樹脂組成物およびそれを用いた保護膜
JP5589387B2 (ja) 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
KR102341566B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 경화막, 적층체, 터치 패널용 부재, 및 경화막의 제조 방법
US10431753B2 (en) Substrate for display, color filter using the same and method for the production thereof, organic EL element and method for the production thereof, and flexible organic EL display
JP5459315B2 (ja) シランカップリング剤、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
JP6323007B2 (ja) 感光性樹脂組成物、導電性配線保護膜及びタッチパネル部材
JP6417669B2 (ja) 感光性樹脂組成物、保護膜及び絶縁膜並びにタッチパネルの製造方法
JP5671936B2 (ja) ネガ型感光性樹脂組成物およびそれを用いた硬化膜
JP5407210B2 (ja) シロキサン樹脂組成物およびそれを用いた硬化膜
JP2016072246A (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
WO2011129312A1 (ja) 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
JP5327345B2 (ja) 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。
WO2013147028A1 (ja) 樹脂組成物、それを用いたタッチパネルセンサ用透明膜およびタッチパネル
JP7119390B2 (ja) ネガ型感光性樹脂組成物およびそれを用いた硬化膜
JP2018120069A (ja) 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
JP2022064302A (ja) ネガ型シロキサン樹脂組成物、硬化膜および素子
JP2017187754A (ja) ネガ型シロキサン樹脂組成物、フォトスペーサー、カラーフィルター基板および液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013514477

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13769052

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13769052

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE