JP2016042126A - Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulation film of display element, method of forming the same, and display element - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulation film of display element, method of forming the same, and display element Download PDF

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濱田 謙一
Kenichi Hamada
謙一 濱田
大吾 一戸
Daigo Ichinohe
大吾 一戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulation film for a display element, the radiation-sensitive resin composition sufficiently satisfying general properties such as sensitivity, and having high adhesion to substrate, excellent heat resistance, alkali resistance, and transparency, and provide an interlayer insulation film formed from the radiation-sensitive resin composition and a method of forming the same, and a display element comprising the interlayer insulation film.SOLUTION: The present invention provides a radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulation film in a display element, comprising (A) a polymer having a polymerizable group, (B) a photoacid generator, (C) a photoradical polymerization initiator, and (D) a polyfunctional acrylate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、層間絶縁膜の形成方法、その形成方法、及び表示素子に関する。特に表示素子用層間絶縁膜を形成するための材料として好適な感放射線性樹脂組成物、および、それより形成された層間絶縁膜を具備する表示素子に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a method for forming an interlayer insulating film, a method for forming the same, and a display element. In particular, the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable as a material for forming an interlayer insulating film for display elements, and a display element including an interlayer insulating film formed therefrom.

近年、液晶表示素子は消費電力が小さいことや、小型化及びフラット化が容易であること等の利点を有しているため、携帯電話等の小型の液晶表示装置から液晶テレビ等の大画面液晶表示装置まで幅広い用途で適用されている。
液晶表示装置の駆動モードとしては現在、液晶分子の配向(配列)状態の変化に応じ、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FFS(Fringe Field Switching)、VA(Vertical Alignment)等が知られている。
これら駆動モードの中で電極対を一枚の基板面内に櫛歯状に配置することで、電界印加時の液晶の駆動方向が基板面内方向のみとなるIPS(In−Plane Switching)型液晶表示素子、IPS型の電極構造を変更し表示素子部分の開口率を上げて輝度を向上させたFFS(Fringe Field Switching)型液晶表示素子は視野角特性に優れていることが知られている(特開昭56−91277、米国特許第5,928,733号、特開2008−216572号公報参照)。また、液晶が常に基板に対し並行に配向しているため、外部からの圧力による液晶乱れが少なく、ムラ等の表示不良が発生しにくいことが知られている。そのため、タッチパネル機能を搭載した携帯電話、タブレットPC等のアプリケーションへのIPS、FFS方式の適用が広がっている。
FFS方式の液晶表示パネルは、絶縁膜を介して共通電極と画素電極とからなる一対の電極をそれぞれ異なる層に配置し、液晶層側の共通電極又は画素電極にスリット状開口を設け、このスリット状開口を通る概ね横方向の電界を液晶層に印加するものである。このFFS方式の液晶表示パネルは、広い視野角を得ることができると共に画像コントラストを改善できるという効果があるので、近年、多く用いられるようになってきている。
In recent years, liquid crystal display elements have advantages such as low power consumption and easy miniaturization and flattening. Therefore, liquid crystal display elements can be used from small liquid crystal display devices such as mobile phones to large screen liquid crystals such as liquid crystal televisions. It is applied to a wide range of uses up to display devices.
As drive modes of liquid crystal display devices, TN (Super Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), and FFS (Fringe Field Switching) are currently used according to changes in the alignment (alignment) state of liquid crystal molecules. VA (Vertical Alignment) and the like are known.
An IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal in which the driving direction of the liquid crystal when applying an electric field is only in the in-plane direction of the substrate by arranging the electrode pairs in a comb-like shape on the surface of one substrate in these driving modes. It is known that an FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display element in which the display element and the IPS type electrode structure are changed to increase the aperture ratio of the display element portion to improve the luminance is excellent in viewing angle characteristics ( JP, 56-91277, U.S. Pat. No. 5,928,733, JP 2008-216572). It is also known that liquid crystal is always aligned parallel to the substrate, so that liquid crystal disturbance due to external pressure is small and display defects such as unevenness are unlikely to occur. Therefore, the application of the IPS and FFS systems to applications such as mobile phones and tablet PCs equipped with a touch panel function has been spreading.
In an FFS mode liquid crystal display panel, a pair of electrodes consisting of a common electrode and a pixel electrode are arranged in different layers through an insulating film, and a slit-like opening is provided in the common electrode or pixel electrode on the liquid crystal layer side. A substantially horizontal electric field passing through the aperture is applied to the liquid crystal layer. The FFS type liquid crystal display panel is widely used in recent years because it has an effect that a wide viewing angle and an image contrast can be improved.

このうち、共通電極及び画素電極が共にTFT(Thin Film Tramsistor)の上方に配置されたFFS方式の液晶表示パネルは、TFT等の表面が層間絶縁膜で被覆され、この層間絶縁膜の表面に電極間絶縁膜をはさんで透明導電性材料からなる下電極とスリット状開口を有するが上電極とが形成されている。この上電極及び下電極は、共に画素電極及び共通電極の何れとしても作動させることが可能である。透明導電性材料としては、通常、ITO(Indium Tin Oxide:錫をドープした酸化インジュウム)等の透明導電材料が使用される(特開2014−13411号公報参照)。
このようにFFS方式の液晶表示パネルでは、層間絶縁膜の上に透明電極を形成し 電極間絶縁膜を挟んで、さらにスリット状開口部が形成された透明電極を形成する。そのため層間絶縁膜には、透明電極形成における加熱による耐熱性、透明電極をスリット状にパターニングするときに強酸、強塩基に対する耐溶剤性が従来にも増して求められるようになってきている。
Among these, the FFS mode liquid crystal display panel in which the common electrode and the pixel electrode are both disposed above the TFT (Thin Film Transistor) is covered with an interlayer insulating film, and the surface of the interlayer insulating film is an electrode. A lower electrode made of a transparent conductive material and an upper electrode having a slit-like opening are formed with an intermediate insulating film interposed therebetween. Both the upper electrode and the lower electrode can be operated as either a pixel electrode or a common electrode. As the transparent conductive material, a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) is usually used (see JP 2014-13411 A).
As described above, in the FFS mode liquid crystal display panel, a transparent electrode is formed on an interlayer insulating film, and a transparent electrode having a slit-like opening is formed with the inter-electrode insulating film interposed therebetween. For this reason, the interlayer insulating film is required to have heat resistance by heating in forming a transparent electrode and solvent resistance to strong acid and strong base when the transparent electrode is patterned into a slit shape.

特開昭56−91277JP 56-91277 A 米国特許第5,928,733号US Pat. No. 5,928,733 特開2008−216572号公報JP 2008-216572 A 特開2014−13411号公報JP 2014-13411 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、感度等の一般的特性を十分満足し、かつ基板への密着性が高く、優れた耐熱性、耐アルカリ性、透明性を有する表示素子用層間絶縁膜形成用感放射線性樹脂組成物を提供し、この感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜及びその形成方法、並びに当該層間絶縁膜を備える表示素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to sufficiently satisfy general characteristics such as sensitivity and to have high adhesion to a substrate, excellent heat resistance, alkali resistance, Provided is a radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film for display elements having transparency, an interlayer insulating film formed from the radiation-sensitive resin composition, a method for forming the same, and a display element including the interlayer insulating film The purpose is to provide.

上記課題を解決するためになされた発明は、 表示素子における層間絶縁膜形成用の感放射線性樹脂組成物であって、
(A)重合性基を有する重合体、
(B)光酸発生剤、
(C)光ラジカル重合開始剤、並びに
(D)多官能アクリレート
を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。
本発明は、(A)重合体が、さらに、カルボキシル基を有する重合体であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。
本発明は、さらに、(C)光ラジカル重合開始剤が、アセトフェノン系光ラジカル重合開始剤およびオキシムエステル系光ラジカル重合開始剤のうち少なくとも一種であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。
The invention made to solve the above problems is a radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film in a display element,
(A) a polymer having a polymerizable group,
(B) a photoacid generator,
This is achieved by a radiation-sensitive resin composition comprising (C) a radical photopolymerization initiator and (D) a polyfunctional acrylate.
The present invention is achieved by a radiation-sensitive resin composition in which the polymer (A) is a polymer having a carboxyl group.
The present invention further provides (C) a radiation sensitive resin composition, wherein the photo radical polymerization initiator is at least one of an acetophenone photo radical polymerization initiator and an oxime ester photo radical polymerization initiator. Achieved.

本発明は、さらに、(E)一分子中に、重合性基とフッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基とを有する化合物を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。   The present invention is further achieved by a radiation-sensitive resin composition comprising (E) a compound having a polymerizable group and an organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom in one molecule. Is done.

本発明は、さらに、(F)酸化防止剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。   The present invention is further achieved by a radiation-sensitive resin composition containing (F) an antioxidant.

本発明は、さらに、下記式(1)で表される基および下記式(2)で表される基の少なくとも一方を含む重合体であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。   The present invention is further achieved by a radiation-sensitive resin composition comprising a polymer containing at least one of a group represented by the following formula (1) and a group represented by the following formula (2). The

式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。但し、R及びRが共に水素原子である場合はない。Rは、炭素数1〜30のオキシ炭化水素基、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。 In Formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a part of the hydrogen atoms that the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms has Group substituted with a group, a halogen atom or a cyano group. However, there is no case where R 1 and R 2 are both hydrogen atoms. R 3 is a hydroxyl group, a halogen atom or a cyano group in which a part of hydrogen atoms of an oxyhydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is substituted. A group substituted with a group.

式(2)中、R〜R10は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基である。nは、1又は2である。 In formula (2), R 4 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n is 1 or 2.

さらに、上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に塗膜を形成する工程、上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、上記放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び上記現像された塗膜を加熱する工程を含む層間絶縁膜の形成方法である。   Furthermore, another invention made in order to solve the above problems is a step of forming a coating film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition, a step of irradiating at least a part of the coating film, It is the formation method of the interlayer insulation film including the process of developing the coating film irradiated with the said radiation, and the process of heating the said developed coating film.

また、上記層間絶縁膜の形成方法から形成された層間絶縁膜を備える液晶表示素子である。   Further, the present invention is a liquid crystal display element including an interlayer insulating film formed by the above-described method for forming an interlayer insulating film.

本発明は、感度等の一般的特性を十分満足し、かつ基板への密着性が高く、優れた耐熱性、耐アルカリ性、透明性を有する表示素子用層間絶縁膜形成用感放射線性樹脂組成物を提供し、この感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜及びその形成方法、並びに当該層間絶縁膜を備える表示素子を提供することである。     The present invention is a radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film for a display element, which sufficiently satisfies general characteristics such as sensitivity, has high adhesion to a substrate, and has excellent heat resistance, alkali resistance, and transparency. And providing an interlayer insulating film formed from the radiation-sensitive resin composition, a method for forming the interlayer insulating film, and a display element including the interlayer insulating film.

<感放射線性樹脂組成物>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)重合性基を有する重合体、(B)光酸発生剤、
(C)光ラジカル重合開始剤、並びに(D)多官能アクリレートを必須成分とする感放射線性樹脂組成物である。当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の任意成分を含有してもよい。以下、各成分について詳述する。
<(A)重合性基を有する重合体>
本発明の感放射線性樹脂組成物には、(A)重合性基を有する重合体を含有する。これにより、感放射線性樹脂組成物から得られる層間絶縁膜の耐熱性、基板へ密着性、硬化性等を高めることができる。
重合性基としては、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition of the present invention comprises (A) a polymer having a polymerizable group, (B) a photoacid generator,
(C) A radiation-sensitive resin composition comprising a radical photopolymerization initiator and (D) a polyfunctional acrylate as essential components. The said radiation sensitive resin composition may contain another arbitrary component in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, each component will be described in detail.
<(A) Polymer having polymerizable group>
The radiation sensitive resin composition of the present invention contains (A) a polymer having a polymerizable group. Thereby, the heat resistance of the interlayer insulation film obtained from a radiation sensitive resin composition, adhesiveness to a board | substrate, sclerosis | hardenability, etc. can be improved.
Examples of the polymerizable group include an epoxy group, a (meth) acryloyl group, and a vinyl group.

このようなエポキシ基を有する重合体としては、例えば、1分子内に2個以上のオキシラニル基、オキセタニル基、グリシジル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシル基等を有する重合体が挙げられる。 Examples of such a polymer having an epoxy group include two or more oxiranyl groups, oxetanyl groups, glycidyl groups, 3,4-epoxycyclohexyl groups, 3,4-epoxytricyclo [5.2 in one molecule. .1.0 2.6 ] a polymer having a decyl group or the like.

このようなエポキシ基を有する重合体の具体例としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ポリフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。   Specific examples of such an epoxy group-containing polymer include phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, polyphenol type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, and triphenylmethane type epoxy resins. Etc.

また、オキシラニル基、オキセタニル基、グリシジル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシル基等を有する単量体を重合して得られる重合体でもよい。このような重合体としては、例えば、下記式で示される構造単位を有する重合体が挙げられる。下記式中、R29は、水素原子又はメチル基である。 In addition, a monomer having an oxiranyl group, an oxetanyl group, a glycidyl group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, a 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2.6 ] decyl group is polymerized. The resulting polymer may be used. Examples of such a polymer include a polymer having a structural unit represented by the following formula. In the following formula, R 29 is a hydrogen atom or a methyl group.

このような 構造単位を与える単量体としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、3−(メタ)アクリロイルオキシメチル−3−エチルオキセタン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(A)重合体は、さらに、カルボキシル基を有する重合体であることが好ましい。重合体中にカルボキシル基を有することで、重合体にアルカリ現像性を付与することができるとともに、層間絶縁膜形成時の加熱工程において、重合体中のエポキシ基とカルボキシル基が架橋反応し、架橋構造が高度に発達した層間絶縁膜を形成することが可能となり、。耐溶剤性、耐熱性の優れた層間絶縁膜を形成することができる。
1個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(a1)」という。)とエポキシ基を有する単量体等他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(a2)」という。)との共重合することで、エポキシ基とカルボキシル基を有する重合体を得ることができる。
Monomers that give such structural units include glycidyl (meth) acrylate, 3- (meth) acryloyloxymethyl-3-ethyloxetane, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4- An epoxy tricyclo [5.2.1.0 2.6 ] decyl (meth) acrylate etc. are mentioned.
(A) The polymer is preferably a polymer having a carboxyl group. By having a carboxyl group in the polymer, it is possible to impart alkali developability to the polymer, and in the heating step during the formation of the interlayer insulating film, the epoxy group and the carboxyl group in the polymer undergo a crosslinking reaction to cause crosslinking. It is possible to form an interlayer insulating film with a highly developed structure. An interlayer insulating film having excellent solvent resistance and heat resistance can be formed.
Other copolymerizable ethylenically unsaturated monomers such as an ethylenically unsaturated monomer having one or more carboxyl groups (hereinafter referred to as “unsaturated monomer (a1)”) and a monomer having an epoxy group A copolymer having an epoxy group and a carboxyl group can be obtained by copolymerization with a monomer (hereinafter referred to as “unsaturated monomer (a2)”).

上記不飽和単量体(a1)としては、例えば、飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸の無水物、多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル、両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート、カルボキシル基を有する不飽和多環式化合物およびその無水物等が挙げられる。   Examples of the unsaturated monomer (a1) include saturated monocarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid, anhydride of unsaturated dicarboxylic acid, mono [(meth) acryloyloxyalkyl] ester of polyvalent carboxylic acid, both terminals Examples thereof include mono (meth) acrylates of polymers having a carboxyl group and a hydroxyl group, unsaturated polycyclic compounds having a carboxyl group, and anhydrides thereof.

不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等、 不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等、不飽和ジカルボン酸の無水物としては、例えば、上記ジカルボン酸として例示した化合物の無水物等が挙げられる。不飽和単量体(a1)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. Examples of the unsaturated dicarboxylic acid include unsaturated dicarboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, and itaconic acid. As an anhydride, the anhydride of the compound illustrated as said dicarboxylic acid, etc. are mentioned, for example. An unsaturated monomer (a1) can be used individually or in mixture of 2 or more types.

不飽和単量体(a1)と不飽和単量体(a2)の共重合体において、該重合体中の不飽和単量体(a1)の共重合割合は、好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは10から40質量%である。このような範囲で不飽和単量体(a1)を共重合させることにより、アルカリ現像性及び保存安定性に優れた組成物を得ることができる。   In the copolymer of the unsaturated monomer (a1) and the unsaturated monomer (a2), the copolymerization ratio of the unsaturated monomer (a1) in the polymer is preferably 5 to 50% by mass, More preferably, it is 10 to 40% by mass. By copolymerizing the unsaturated monomer (a1) in such a range, a composition excellent in alkali developability and storage stability can be obtained.

不飽和単量体(a2)のうち、エポキシ基を有する単量体としては、上述した(メタ)アクリル酸グリシジル、3−(メタ)アクリロイルオキシメチル−3−エチルオキセタン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Among the unsaturated monomers (a2), examples of the monomer having an epoxy group include the above-described glycidyl (meth) acrylate, 3- (meth) acryloyloxymethyl-3-ethyloxetane, and 3,4-epoxycyclohexyl. Examples include methyl (meth) acrylate, 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2.6 ] decyl (meth) acrylate, and the like.

不飽和単量体(a1)と不飽和単量体(a2)の共重合体の具体例としては、例えば、特開平7−140654号公報、特開平8−259876号公報、特開平10−31308号公報、特開平10−300922号公報、特開平11−174224号公報、特開平11−258415号公報、特開2000−56118号公報、特開2004−101728、特開平4−352101等に開示されている共重合体を挙げることができる。   Specific examples of the copolymer of the unsaturated monomer (a1) and the unsaturated monomer (a2) include, for example, JP-A-7-140654, JP-A-8-259876, and JP-A-10-31308. Disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-300922, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-174224, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-258415, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-56118, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-101728, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-352101. Can be mentioned.

また、本発明においては、重合性として(メタ)アクリロイル基を有する重合体としては、例えば、特開平5−19467号公報、特開平6−230212号公報、特開平7−207211号公報、特開平09−325494号公報、特開平11−140144号公報、特開2008−181095号公報等に開示されているように、側鎖に(メタ)アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有重合体を使用することもできる。
(A)重合体は、さらに、下記式(1)で表される基および下記式(2)で表される基の少なくとも一方を含むことができる。このような式(1)で表される基および下記式(2)で表される基は、酸解離性基である。この酸解離性基は、重合体においてカルボキシ基等を保護する保護基として作用する。このような保護基を有する重合体は、通常、アルカリ水溶液に不溶又は難溶である。この重合体は、保護基が酸解離性基であることから、酸の作用により保護基が解裂することで、アルカリ水溶液に可溶となる。
In the present invention, examples of the polymer having a (meth) acryloyl group as the polymerizability include, for example, JP-A-5-19467, JP-A-6-230212, JP-A-7-207211, As disclosed in JP-A-09-325494, JP-A-11-140144, JP-A-2008-181095, and the like, containing a carboxyl group having a polymerizable unsaturated bond such as a (meth) acryloyl group in the side chain Polymers can also be used.
(A) The polymer can further contain at least one of a group represented by the following formula (1) and a group represented by the following formula (2). Such a group represented by the formula (1) and a group represented by the following formula (2) are acid-dissociable groups. This acid dissociable group acts as a protecting group for protecting a carboxy group or the like in the polymer. A polymer having such a protective group is usually insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. Since this protecting group is an acid-dissociable group, this polymer becomes soluble in an alkaline aqueous solution when the protecting group is cleaved by the action of an acid.

式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基又はこの炭化水素基が有する水素原子の少なくとも一部がヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換された基である。但し、R及びRが共に水素原子である場合はない。Rは、炭素数1〜30の炭化水素基、この炭素水素基の炭素−炭素間若しくは結合手側末端に酸素原子を含む基又はこれら基が有する水素原子の少なくとも一部がヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換された基である。*は結合部位を示す。
式(2)中、RからR10は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基である。nは、1又は2である。nが2の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。*は結合部位を示す。
In formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or at least a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group is a hydroxyl group, a halogen atom or A group substituted with a cyano group. However, there is no case where R 1 and R 2 are both hydrogen atoms. R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a group containing an oxygen atom between carbon-carbon or a bond side terminal of the carbon hydrogen group, or at least a part of hydrogen atoms of these groups is a hydroxyl group, a halogen atom A group substituted by an atom or a cyano group. * Indicates a binding site.
In formula (2), R 4 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n is 1 or 2. When n is 2, the plurality of R 7 and R 8 may be the same or different. * Indicates a binding site.

上記式(1)で示される基を有する構造単位としては、例えば、下記式(3−1)から(3−10)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit having a group represented by the formula (1) include structural units represented by the following formulas (3-1) to (3-10).

上記式(3−1)から(3−10)中、R17は、水素原子またメチル基を示す。 In the above formulas (3-1) to (3-10), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group.

式(3−1)から(3−10)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば、メタクリル酸1−エトキシエチル、メタクリル酸1−ブトキシエチル、メタクリル酸1−(トリシクロデカニルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(ペンタシクロペンタデカニルメチルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(ペンタシクロペンタデカニルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(テトラシクロドデカニルメチルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(アダマンチルオキシ)エチル等が挙げられる。   Examples of monomers that give structural units represented by formulas (3-1) to (3-10) include 1-ethoxyethyl methacrylate, 1-butoxyethyl methacrylate, 1- (tricyclodecamethacrylate). Nyloxy) ethyl, 1- (pentacyclopentadecanylmethyloxy) ethyl methacrylate, 1- (pentacyclopentadecanyloxy) ethyl methacrylate, 1- (tetracyclododecanylmethyloxy) ethyl methacrylate, methacrylic acid 1- (adamantyloxy) ethyl and the like can be mentioned.

上記式(2)で表される基を有する構造単位としては、例えば、下記式(4−1)〜(4−5)で表される構造単位等が挙げられる。     Examples of the structural unit having a group represented by the above formula (2) include structural units represented by the following formulas (4-1) to (4-5).

上記式(4−1)から(4−5)中、R20は、水素原子またメチル基を示す。 In the above formulas (4-1) to (4-5), R 20 represents a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(2)で表される構造単位を与える単量体としては、テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルメタクリレート(4−3)が好ましい。   As a monomer which gives the structural unit represented by the above formula (2), tetrahydro-2H-pyran-2-yl methacrylate (4-3) is preferable.

本発明における重合体は、GPC(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が、通常、1,000から100,000、好ましくは3,000〜50,000である。また、本発明におけるバインダーポリマーの重量平均分子量と、GPC(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量との比は、好ましくは1.0から5.0、より好ましくは1.0から3.0である。   The polymer in the present invention has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight measured by GPC (elution solvent: tetrahydrofuran) of usually 1,000 to 100,000, preferably 3,000 to 50,000. The ratio of the weight average molecular weight of the binder polymer in the present invention to the number average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (elution solvent: tetrahydrofuran) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0. To 3.0.

本発明における重合体は、公知の方法により製造することができるが、例えば、特開2003−222717号公報、特開2006−259680号公報、国際公開第07/029871号パンフレット等に開示されている方法により、その構造やMw、Mw/Mnを制御することもできる。
<(B)光酸発生剤>
(B)光酸発生剤としては、放射線の照射によって酸を発生する化合物である。ここで、放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線(荷電粒子線)、X線等を使用することができる。光酸発生体は、放射線の照射によって酸(例えば、カルボン酸、スルホン酸等)を発生させる化合物である限り、特に限定されない。
The polymer in the present invention can be produced by a known method, and disclosed in, for example, JP-A No. 2003-222717, JP-A No. 2006-259680, WO 07/029871, etc. The structure, Mw, and Mw / Mn can be controlled by the method.
<(B) Photoacid generator>
(B) As a photo-acid generator, it is a compound which generate | occur | produces an acid by irradiation of a radiation. Here, as the radiation, for example, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam (charged particle beam), X-ray or the like can be used. The photoacid generator is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid (for example, carboxylic acid, sulfonic acid, etc.) by irradiation with radiation.

(B)光酸発生剤としては、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物等が挙げられる。   Examples of the (B) photoacid generator include oxime sulfonate compounds, onium salts, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, carboxylic acid ester compounds, and quinone diazide compounds.

上述のオキシムスルホネート化合物としては、下記式で表されるオキシムスルホネート基を含有する化合物が好ましい。式中、R21は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていてもよい。 As said oxime sulfonate compound, the compound containing the oxime sulfonate group represented by a following formula is preferable. In the formula, R 21 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and a part or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with a substituent.

オキシムスルホネート化合物の具体例としては[(5−プロピルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル]、[(5H−オクチルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル]、[(カンファースルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル]、[(5−p−トルエンスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル]、2−(オクチルスルホニルオキシイミノ)−2−(4−メトキシフェニル)アセトニトリル等が挙げられる。
また、特開2011−227106号公報、特開2012−150494号公報に記載の光酸発生剤を用いることができる。
Specific examples of the oxime sulfonate compound include [(5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile], [(5H-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophene-2- Ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile], [(camphorsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile], [(5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H- Thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile], 2- (octylsulfonyloxyimino) -2- (4-methoxyphenyl) acetonitrile, and the like.
In addition, the photoacid generators described in JP2011-227106A and JP2012-150494A can be used.

上述のオニウム塩としては、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、スルホンイミド化合物等が挙げられる。   Examples of the onium salt include diphenyliodonium salt, triphenylsulfonium salt, sulfonium salt, benzothiazonium salt, tetrahydrothiophenium salt, and sulfonimide compound.

上述のスルホンイミド化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンスルホン酸エステル等が挙げられる。   Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2-trifluoromethyl). Phenylsulfonyloxy) succinimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) Phthalimide, N- (2-fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (camphorsulfonyloxy) diph Cycloalkenyl maleimide, N- hydroxynaphthalimide - trifluoromethanesulfonic acid ester and the like.

その他の光酸発生剤としては、特開2011−215503号公報、WO2011/087011A1に記載の光酸発生剤を用いることができる。   As other photoacid generators, the photoacid generators described in JP2011-215503A and WO2011 / 087011A1 can be used.

本実施形態の感放射線性樹脂組成物における(B)光酸発生剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.1質量部から10質量部が好ましく、1質量部〜5質量部がより好ましい。本実施形態の感放射線性樹脂組成物の放射線感度を最適化することができ、良好なパターニング性を示して、本実施形態の層間絶縁膜の形成に好適なものとなる。     The content of the (B) photoacid generator in the radiation-sensitive resin composition of the present embodiment is preferably 0.1 part by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). 5 parts by mass is more preferable. The radiation sensitivity of the radiation sensitive resin composition of the present embodiment can be optimized, exhibits good patternability, and is suitable for forming the interlayer insulating film of the present embodiment.

本実施形態の感放射線性樹脂組成物の(B)光酸発生剤としてキノンジアジド化合物も挙げることができる。このキノンジアジド化合物は、光酸発生剤として、特に好ましく用いることができる。   A quinonediazide compound can also be mentioned as (B) photoacid generator of the radiation sensitive resin composition of this embodiment. This quinonediazide compound can be particularly preferably used as a photoacid generator.

キノンジアジド化合物は、放射線の照射によってカルボン酸を発生するキノンジアジド化合物である。キノンジアジド化合物としては、フェノール性化合物またはアルコール性化合物(以下、「母核」と称する。)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を用いることができる。   A quinonediazide compound is a quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation. As the quinonediazide compound, a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.

上述の母核としては、例えば、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核等が挙げられる。   Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.

1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましい。1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとしては、例えば、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド等が挙げられる。これらのうち、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドがより好ましい。   As the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride is preferable. Examples of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid chloride include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride, and the like. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride is more preferred.

フェノール性化合物またはアルコール性化合物(母核)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物またはアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30モル%〜85モル%、より好ましくは50モル%〜70モル%に相当する1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。   In the condensation reaction of the phenolic compound or alcoholic compound (mother nucleus) and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, preferably 30 mol% to the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide corresponding to 85 mol%, more preferably 50 mol% to 70 mol% can be used. The condensation reaction can be carried out by a known method.

これらのキノンジアジド化合物としては、4,4’−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物
が好適に用いられる。
These quinonediazide compounds include 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphtho. A condensate of quinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) is preferably used.

これらのキノンジアジド化合物は、単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いること
ができる。
These quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

また、上述したオキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物およびカルボン酸エステル化合物等とともに組み合わせて用いることもできる。   Moreover, it can also be used in combination with the oxime sulfonate compound, onium salt, sulfonimide compound, halogen-containing compound, diazomethane compound, sulfone compound, sulfonic acid ester compound and carboxylic acid ester compound described above.

本実施形態の感放射線性樹脂組成物におけるキノンジアジド化合物の含有量としては、(A)成分100質量部に対して、好ましくは、5質量部〜100質量部、より好ましくは10質量部〜50質量部である。キノンジアジド化合物の含有量を上述の範囲とすることで、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差を大きくして、パターニング性能を向上させることができる。また、この感放射性樹脂組成物を用いて得られる層間絶縁膜の耐溶媒性を良好なものとすることもできる。
<(C)光ラジカル重合開始剤>
(C)光ラジカル重合開始剤は、放射線に感応して、重合性を備えた化合物の重合を開始し得るラジカル種を生じる成分である。後述する(D)多官能アクリレートの架橋反応を開始し、得られる層間絶縁膜の耐熱性、耐溶剤性を向上させることが可能となる。
As content of the quinonediazide compound in the radiation sensitive resin composition of this embodiment, Preferably it is 5 mass parts-100 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, More preferably, it is 10 mass parts-50 masses. Part. By setting the content of the quinonediazide compound in the above range, the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion with respect to the alkaline aqueous solution serving as the developer can be increased, and the patterning performance can be improved. Moreover, the solvent resistance of the interlayer insulation film obtained using this radiation sensitive resin composition can also be made favorable.
<(C) Photoradical polymerization initiator>
(C) A radical photopolymerization initiator is a component that generates radical species that can start polymerization of a compound having polymerizability in response to radiation. It becomes possible to improve the heat resistance and solvent resistance of the resulting interlayer insulating film by starting the crosslinking reaction of (D) polyfunctional acrylate described later.

(C)光ラジカル重合開始剤としては、例えば、O−アシルオキシム化合物、アセトフェノン化合物、ビイミダゾール化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。     Examples of (C) photoradical polymerization initiators include O-acyloxime compounds, acetophenone compounds, biimidazole compounds, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

O−アシルオキシム化合物としては、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)]、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)またはエタノン−1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)が好ましい。   Examples of O-acyloxime compounds include 1,2-octanedione 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime) or ethanone-1- [9-ethyl-6- {2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxybenzoyl } -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime) is preferred.

上述した(C)光ラジカル重合開始剤の具体例であるアセトフェノン化合物としては、例えば、α−アミノケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物が挙げられる。
アセトフェノン化合物の中でも、α−アミノケトン化合物が好ましく、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−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、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がより好ましい。
Examples of the acetophenone compound which is a specific example of the above-described (C) photoradical polymerization initiator include an α-aminoketone compound and an α-hydroxyketone compound.
Among the acetophenone compounds, α-aminoketone compounds are preferable, and 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-methyl More preferred are -1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1.

これらの(C)光ラジカル重合開始剤としては、特開2013−164471号公報、特開2012−212114号公報、特開2010−85929号公報、に記載の光重合開始剤を使用することができる。   As these (C) photoradical polymerization initiators, the photopolymerization initiators described in JP2013-164471A, JP2012-212114A, and JP2010-85929A can be used. .

(C)光ラジカル重合開始剤として例示した光重合開始剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは1質量部〜40質量部であり、より好ましくは5質量部〜30質量部である。光ラジカル重合開始剤の含有量を1質量部〜40質量部とすることで、本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、低露光量であっても、高い耐溶媒性、高い硬度および高い密着性を有する硬化膜を形成することができる。
<(D)多官能アクリレート>
(D)多官能アクリレートは、前記(C)光ラジカル重合開始剤により発生したラジカルによりの架橋反応を開始し、得られる層間絶縁膜の耐熱性、耐溶剤性を向上させることが可能となる。
(C) The content of the photopolymerization initiator exemplified as the photoradical polymerization initiator is preferably 1 part by mass to 40 parts by mass, more preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). 30 parts by mass. By setting the content of the radical photopolymerization initiator to 1 part by mass to 40 parts by mass, the radiation-sensitive resin composition of the present embodiment has high solvent resistance, high hardness and high even at a low exposure amount. A cured film having adhesiveness can be formed.
<(D) polyfunctional acrylate>
(D) The polyfunctional acrylate initiates a crosslinking reaction by radicals generated by the (C) photoradical polymerization initiator, and can improve the heat resistance and solvent resistance of the resulting interlayer insulating film.

このような多官能アクリレートとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)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、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、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート(すなわち、トリレンジイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドメチレンエーテル、多価アルコールとN−メチロール(メタ)アクリルアミドとの縮合物等の多官能モノマーや、トリアクリルホルマール等が挙げられる。これらの多官能モノマーは、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。   Examples of such polyfunctional acrylates include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and butylene. Glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexane glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, penta Erythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol (Meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) Acryloxydiethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- (meth) acryloxypolyethoxyphenyl) propane, 2-hydroxy-3- (meth) acryloyloxypropyl (meth) acrylate, ethylene glycol diglycidyl ether di (Meth) acrylate, diethylene glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, diglycidyl phthalate di (meth) acrylate, glycerin triacrylate, glycerin polyglycidyl ether Poly (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate (ie, tolylene diisocyanate), reaction product of trimethylhexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methylenebis (meth) acrylamide, (meth) Examples thereof include polyfunctional monomers such as acrylamide methylene ether, polyhydric alcohol and N-methylol (meth) acrylamide condensate, and triacryl formal. These polyfunctional monomers can be used alone or in combination of two or more.

多官能アクリレートの含有量は、(A)成分100質量部に対して、100質量部以下であり、0.1質量部以上80質量部以下が好ましく、0.5質量部以上50質量部以下がより好ましく、1質量部以上25質量部以下がさらに好ましい。この範囲で使用することによって、該感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜の耐熱性、耐溶剤性をより高めることができる。
本発明における感放射線性樹脂組成物は、(A)成分と(B)成分の光酸発剤の選択によりポジ型感放射線性樹脂組成物となり、(C)成分の光ラジカル重合開始剤と(C)成分の多官能アクリレートを含むことでネガ型感放射線性樹脂組成物となりうる。本発明における感放射線性樹脂組成物はポジ型とネガ型の成分を同時に有する感放射線性樹脂組成物となる。
例えば、層間絶縁膜におけるコンタクトホール形成をキノンジアジドが感光することにより行い、ポジ型の機能によりコンタクトホールパターンを形成し、光ラジカル重合開始剤である2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンが感光することで、ネガ型の機能により未露光部分の架橋反応を進行させることができる。
このように1種類の感放射線性樹脂組成物により、ポジ型の機能と、ネガ型の機能を発現させ、コンタクトホールパターンを形成できるとともに、層間絶縁膜としての硬化性を高め、耐熱性、耐溶剤性をさらに高めることが可能となる。
<(E)一分子中に、重合性基とフッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基とを有する化合物>
(E)一分子中に、重合性基とフッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基とを有する化合物(以下(E)成分ともいう)は、フッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基により層間絶縁膜の表面に偏在しやすくなり、さらに重合性基を有することで層間絶縁膜と表面の硬化性をさらに促進することが可能となる。(E)成分の重合性基とは、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基から選ばれる少なくとも1種である。(A)成分と重複する化合物は(E)成分としない。
The content of the polyfunctional acrylate is 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (A), preferably 0.1 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less. More preferably, it is more preferably 1 part by mass or more and 25 parts by mass or less. By using in this range, the heat resistance and solvent resistance of the interlayer insulation film formed from this radiation sensitive resin composition can be improved more.
The radiation-sensitive resin composition in the present invention becomes a positive radiation-sensitive resin composition by selecting the photoacid generators of the component (A) and the component (B), and the radical photopolymerization initiator of the component (C) ( By including the polyfunctional acrylate of component C), a negative radiation-sensitive resin composition can be obtained. The radiation sensitive resin composition in this invention turns into a radiation sensitive resin composition which has a positive type and a negative type component simultaneously.
For example, contact hole formation in an interlayer insulation film is performed by quinonediazide being exposed to light, a contact hole pattern is formed by a positive function, and photo radical polymerization initiator 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl)- When 2-morpholinopropan-1-one is exposed to light, the crosslinking reaction of the unexposed part can be advanced by a negative function.
Thus, with one type of radiation sensitive resin composition, a positive type function and a negative type function can be expressed, a contact hole pattern can be formed, and the curability as an interlayer insulating film is improved, and the heat resistance, It becomes possible to further improve the solvent property.
<(E) Compound having a polymerizable group and an organic group having at least one of a fluorine atom or a silicon atom in one molecule>
(E) In one molecule, a compound having a polymerizable group and an organic group having at least one of a fluorine atom or a silicon atom (hereinafter also referred to as component (E)) is an organic compound having at least one of a fluorine atom or a silicon atom. The group tends to be unevenly distributed on the surface of the interlayer insulating film, and further having a polymerizable group can further promote the curability of the interlayer insulating film and the surface. The polymerizable group of component (E) is at least one selected from an epoxy group, a (meth) acryloyl group, and a vinyl group. The compound which overlaps with the component (A) is not the component (E).

またフッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基としては、炭素数1から12のアルキル基、炭素数6から20の芳香族炭化水素基、メチレン基、炭素数2から12のアルキレン基、フェニレン基等の一つ以上水素原子をフッ素原子やケイ素原子と置換した基である。   Examples of the organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a methylene group, an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, and phenylene. A group in which one or more hydrogen atoms such as a group are substituted with fluorine atoms or silicon atoms.

具体例としてはフッ素原子を有する有機基と重合性不飽和基を有する化合物が挙げられ、例えば、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖とその両末端に重合性不飽和基を有する重合性単量体と、オキシアルキレン基及び重合性不飽和基を有する重合性単量体とを必須の単量体として共重合させた共重合体であるフッ素系界面活性が好ましい。
このようなフッ素系界面活性としては、WO2012/002361 A1に記載のフッ素系界面活性を用いることができる。
また、ケイ素原子を有する有機基と重合性不飽和基を有する化合物としては、例えば、(メタ)アクリル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、市販品としては、BYK−UV3500,BYK−UV3510、BYK−UV3530、BYK−UV3570(ビッグケーミ社製)等を用いることができる。
Specific examples include compounds having an organic group having a fluorine atom and a polymerizable unsaturated group. For example, a polymerizable monomer having a poly (perfluoroalkylene ether) chain and polymerizable unsaturated groups at both ends thereof. Fluorine-based surface activity which is a copolymer obtained by copolymerizing a polymerizable monomer having an oxyalkylene group and a polymerizable unsaturated group as essential monomers is preferable.
As such fluorine-based surface activity, the fluorine-based surface activity described in WO2012 / 002361 A1 can be used.
Examples of the compound having an organic group having a silicon atom and a polymerizable unsaturated group include polyether-modified polydimethylsiloxane having a (meth) acryl group, and commercially available products include BYK-UV3500 and BYK. -UV3510, BYK-UV3530, BYK-UV3570 (manufactured by Big Cami) or the like can be used.

またエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンも好適に用いることができ、特開2012−168289号公報記載のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを用いることができる。
(E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5質量部以上30質量部以下が好ましく、1質量部以上20質量部以下がより好ましい。この範囲で使用することによって、該感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜の耐熱性、耐溶剤性をより高めることができる。
<(E)酸化防止剤>
本実施形態の感放射線性樹脂組成物に含有される(F)酸化防止剤(以下(F)成分ともいう)は、形成される硬化膜の酸化を抑制し、層間絶縁膜の耐熱性を向上することが可能となる。
Further, polyorganosiloxane having an epoxy group can also be suitably used, and polyorganosiloxane having an epoxy group described in JP2012-168289A can be used.
The content of the component (E) is preferably 0.5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (A). By using in this range, the heat resistance and solvent resistance of the interlayer insulation film formed from this radiation sensitive resin composition can be improved more.
<(E) Antioxidant>
The (F) antioxidant (hereinafter also referred to as the (F) component) contained in the radiation-sensitive resin composition of the present embodiment suppresses oxidation of the formed cured film and improves the heat resistance of the interlayer insulating film. It becomes possible to do.

本実施形態の感放射線性樹脂組成物の(F)成分としては、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられるが、フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。     Examples of the component (F) of the radiation-sensitive resin composition of the present embodiment include phenolic antioxidants, sulfur-based antioxidants, amine-based antioxidants, and the like, and phenolic antioxidants are particularly preferable.

上述のフェノール系酸化防止剤としては、具体的には、スチレン化フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−エチルフェノール、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノール、ブチルヒドロキシアニソール、1−ヒドロキシ−3−メチル−4−イソプロピルベンゼン、モノ−t−ブチル−p−クレゾール、モノ−t−ブチル−m−クレゾール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、ブチル化ビスフェノールA、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ノニルフェノール)、2,2’−イソブチリデン−ビス−(4,6−ジメチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−チオ−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオ−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオ−ビス−(2−メチル−6−ブチルフェノール)、4,4’−チオ−ビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルベンゼン)スルフィド、2,2−チオ[ジエチル−ビス−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオネート]、ビス[3,3−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェノール)ブチリックアシッド]グリコールエステル、ビス[2−(2−ヒドロキシ−5−メチル−3−t−ブチルベンゼン)−4−メチル−6−t−ブチルフェニル]テレフタレート、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロキシアミド)、N−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)プロピオネート、テトラキス[メチレン−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、モノ(α−メチルベンゼン)フェノール、ジ(α−メチルベンジル)フェノール、トリ(α−メチルベンジル)フェノール、ビス(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルベンジル)4−メチル−フェノール、2,5−ジ−t−アミルハイドロキノン、2,6−ジ−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルリン酸のジエチルエステル等が挙げれる。
これらの(F)酸化防止剤は、単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。(F)酸化防止剤の含有量は、本実施形態の感放射線性樹脂組成物に含有される(A)成分の合計100質量部に対し、0.1質量部〜10質量部が好ましく、特に好ましくは0.2質量部〜5質量部である。この範囲で使用することによって、該感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜の耐熱性をより高めることができる。
<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて酸拡散制御剤、界面活性剤、密着助剤、無機酸化物粒子等のその他の任意成分を含有してもよい。その他の任意成分は、それぞれ単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the phenol-based antioxidant include styrenated phenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butyl-p-ethylphenol, 2 , 4,6-tri-t-butylphenol, butylhydroxyanisole, 1-hydroxy-3-methyl-4-isopropylbenzene, mono-t-butyl-p-cresol, mono-t-butyl-m-cresol, 2, 4-dimethyl-6-tert-butylphenol, butylated bisphenol A, 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl- 6-t-butylphenol), 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-t-nonylphenol), 2,2'-isobutylidene-bis- (4,6-dimethyl) Tilphenol), 4,4′-butylidene-bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-methylene-bis- (2,6-di-tert-butylphenol), 2,2- Thio-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thio-bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thio-bis- (2-methyl) -6-butylphenol), 4,4'-thio-bis- (6-tert-butyl-3-methylphenol), bis (3-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylbenzene) sulfide, 2,2 -Thio [diethyl-bis-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenol) propionate], bis [3,3-bis (4'-hydroxy-3'-t-butylphenol) butyric Acid] Glycol S Ter, bis [2- (2-hydroxy-5-methyl-3-tert-butylbenzene) -4-methyl-6-tert-butylphenyl] terephthalate, 1,3,5-tris (3 ′, 5′- Di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) isocyanurate, N, N′-hexamethylene-bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydroxyamide), N-octadecyl-3- ( 4′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenol) propionate, tetrakis [methylene- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, 1,1′- Bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, mono (α-methylbenzene) phenol, di (α-methylbenzyl) phenol, tri (α-methylbenzyl) phenol, bis (2 ′ Hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylbenzyl) 4-methyl-phenol, 2,5-di-t-amylhydroquinone, 2,6-di-butyl-α-dimethylamino-p-cresol, 2 , 5-di-t-butylhydroquinone, diethyl ester of 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl phosphate, and the like.
These (F) antioxidants can be used alone or in combination of two or more. (F) As for content of antioxidant, 0.1 mass part-10 mass parts are preferable with respect to a total of 100 mass parts of (A) component contained in the radiation sensitive resin composition of this embodiment, Especially. Preferably they are 0.2 mass part-5 mass parts. By using in this range, the heat resistance of the interlayer insulation film formed from this radiation sensitive resin composition can be improved more.
<Other optional components>
The radiation-sensitive resin composition contains other optional components such as an acid diffusion controller, a surfactant, an adhesion assistant, and inorganic oxide particles as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good. Other optional components may be used alone or in combination of two or more.

界面活性剤は、当該感放射線性樹脂組成物の塗膜形成性を高める成分である。当該感放射線性樹脂組成物は、界面活性剤を含有することで、塗膜の表面平滑性を向上でき、その結果、当該感放射線性樹脂組成物から形成される硬化膜の膜厚均一性をより向上できる。   Surfactant is a component which improves the film-forming property of the said radiation sensitive resin composition. By containing the surfactant, the radiation sensitive resin composition can improve the surface smoothness of the coating film. As a result, the film thickness uniformity of the cured film formed from the radiation sensitive resin composition can be improved. It can be improved.

密着助剤は、基板等の膜形成対象物と硬化膜との接着性を向上させる成分である。密着助剤は、特に無機物の基板と硬化膜との接着性を向上させるために有用である。   The adhesion assistant is a component that improves the adhesion between the film formation target such as a substrate and the cured film. The adhesion assistant is particularly useful for improving the adhesion between the inorganic substrate and the cured film.

密着助剤としては、官能性シランカップリング剤が好ましい。
酸拡散制御剤としては、化学増幅レジストで用いられるものから任意に選択して使用できる。当該感放射線性樹脂組成物は酸拡散制御剤を含有することで、露光により感放射性酸発生体から発生した酸の拡散長を適度に制御することができ、パターン現像性を良好にできる。酸拡散制御剤としては、特開2011−232632号報に記載の酸拡散制御剤を用いることができる。
無機酸化物粒子としては、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、ストロンチウム、バリウム、セリウムおよびハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含む酸化物である無機酸化物粒子を用いることができる。特開2011−128385公報記載の無機酸化物粒子を用いることができる。
<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、溶媒に(A)成分である重合体、(B)成分である光酸発生剤、(C)成分である光ラジカル重合開始剤、(D)成分である多官能アクリレート、必要に応じて好適成分、その他の任意成分を混合することによって溶解又は分散させた状態に調製される。例えば、溶媒中で各成分を所定の割合で混合することにより、当該感放射線性樹脂組成物を調製できる。
<溶媒>
溶媒としては、当該感放射線性樹脂組成物中の他の成分を均一に溶解又は分散し、上記他の成分と反応しないものが好適に用いられる。このような溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、グリコールエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート、芳香族炭化水素類、ケトン類、他のエステル類等が挙げられる。溶媒としては、特開2011−232632号報に記載の溶媒を用いることができる。
<表示素子用硬化膜の形成方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、表示素子用層間絶縁膜の形成用として好ましい。
As the adhesion assistant, a functional silane coupling agent is preferable.
The acid diffusion control agent can be arbitrarily selected from those used in chemically amplified resists. By containing the acid diffusion control agent, the radiation sensitive resin composition can appropriately control the diffusion length of the acid generated from the radiation sensitive acid generator by exposure, and the pattern developability can be improved. As the acid diffusion control agent, an acid diffusion control agent described in JP 2011-232632 A can be used.
The inorganic oxide particle is an oxide containing at least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum, zirconium, titanium, zinc, indium, tin, antimony, strontium, barium, cerium and hafnium. Can be used. Inorganic oxide particles described in JP2011-128385A can be used.
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition includes a polymer (A) component, a photoacid generator (B) component, a photoradical polymerization initiator (C) component, and a component (D) as a solvent. It is prepared in a dissolved or dispersed state by mixing a functional acrylate, if necessary, a suitable component and other optional components. For example, the said radiation sensitive resin composition can be prepared by mixing each component in a predetermined ratio in a solvent.
<Solvent>
As the solvent, a solvent that uniformly dissolves or disperses other components in the radiation-sensitive resin composition and does not react with the other components is preferably used. Examples of such solvents include alcohols, ethers, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycol alkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether propionates, Aromatic hydrocarbons, ketones, other esters and the like can be mentioned. As the solvent, the solvents described in JP2011-232632 can be used.
<Method for forming cured film for display element>
The radiation-sensitive resin composition is preferable for forming an interlayer insulating film for display elements.

本発明の表示素子用層間絶縁膜の形成方法は、
(1)当該感放射線性樹脂組成物を用い、基板上に塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)上記放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)上記現像された塗膜を加熱する工程
を有する。
The method for forming an interlayer insulating film for a display element according to the present invention includes:
(1) The process of forming a coating film on a board | substrate using the said radiation sensitive resin composition,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film with radiation,
(3) a step of developing the coating film irradiated with the radiation; and (4) a step of heating the developed coating film.

本発明の形成方法によると、密着性、耐熱性及び耐溶媒性に優れる表示素子用層間絶縁膜を形成できる。以下、各工程を詳述する。
[工程(1)]
本工程では、透明基板の片面に透明導電膜を形成し、この透明導電膜の上に当該感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する。透明基板としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等のプラスチックからなる樹脂基板等が挙げられる。
According to the formation method of the present invention, it is possible to form an interlayer insulating film for a display element that is excellent in adhesion, heat resistance and solvent resistance. Hereinafter, each process is explained in full detail.
[Step (1)]
In this step, a transparent conductive film is formed on one surface of the transparent substrate, and a coating film of the radiation-sensitive resin composition is formed on the transparent conductive film. Examples of the transparent substrate include glass substrates such as soda lime glass and alkali-free glass, and resin substrates made of plastics such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and polyimide.

透明基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社の登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜等が挙げられる。   Examples of the transparent conductive film provided on one surface of the transparent substrate include a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO2), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In2O3-SnO2), and the like.

塗布法により塗膜を形成する場合、上記透明導電膜の上に当該感放射線性樹脂組成物の溶液を塗布した後、好ましくは塗布面を加熱(プレベーク)することにより、塗膜を形成することができる。塗布法に用いる組成物溶液の固形分濃度としては、5質量%〜50質量%が好ましく、10質量%〜40質量%がより好ましく、15質量%〜35質量%が特に好ましい。当該感放射線性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリット塗布法(スリットダイ塗布法)、バー塗布法、インクジェット塗布法等の適宜の方法が採用できる。これらのうち、スピンコート法又はスリット塗布法が好ましい。   When a coating film is formed by a coating method, the coating film is preferably formed by heating (pre-baking) the coated surface after coating the solution of the radiation sensitive resin composition on the transparent conductive film. Can do. As solid content concentration of the composition solution used for a coating method, 5 mass%-50 mass% are preferable, 10 mass%-40 mass% are more preferable, 15 mass%-35 mass% are especially preferable. Examples of the application method of the radiation sensitive resin composition include spraying, roll coating, spin coating (spin coating), slit coating (slit die coating), bar coating, and ink jet coating. An appropriate method can be adopted. Of these, spin coating or slit coating is preferred.

上記プレベークの条件としては、各成分の種類、配合割合等によって異なるが、70℃から120℃が好ましく、1分から15分間程度である。塗膜のプレベーク後の膜厚は、0.5μmから10μmが好ましく、1.0μmから7.0μm程度がより好ましい。
[工程(2)]
本工程では、形成された塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。このとき、塗膜の一部にのみ照射する際には、例えば、所定のパターンを有するフォトマスクを介して照射する方法によることができる。
The pre-baking conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, etc., but are preferably 70 ° C. to 120 ° C. and about 1 to 15 minutes. The film thickness after pre-baking of the coating film is preferably from 0.5 μm to 10 μm, more preferably from about 1.0 μm to 7.0 μm.
[Step (2)]
In this step, radiation is applied to at least a part of the formed coating film. At this time, when irradiating only a part of the coating film, for example, a method of irradiating through a photomask having a predetermined pattern can be used.

照射に使用される放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線等が挙げられる。このうち波長が250nmから550nmの範囲にある放射線が好ましく、365nmの紫外線を含む放射線がより好ましい。   Examples of radiation used for irradiation include visible light, ultraviolet light, and far ultraviolet light. Of these, radiation having a wavelength in the range of 250 nm to 550 nm is preferable, and radiation including ultraviolet light of 365 nm is more preferable.

放射線照射量(露光量)は、照射される放射線の波長365nmにおける強度を照度計(OAI model 356、Optical Associates Inc.製)により測定した値として、100J/mから5,000J/mが好ましく、200J/mから3,000J/mがより好ましい。 Radiation dose (exposure dose), as a value measured by a luminometer intensity at a wavelength 365nm of the radiation emitted (OAI model 356, Optical Associates Ltd. Inc.), is 5,000J / m 2 from 100 J / m 2 Preferably, 200 J / m 2 to 3,000 J / m 2 is more preferable.

当該感放射線性樹脂組成物は、従来知られている組成物と比較して感度が高く、上記放射線照射量が700J/m以下、さらには600J/m以下であっても所望の膜厚、良好な形状、優れた密着性及び高い硬度の表示素子用層間絶縁膜を得ることがきる。
[工程(3)]
本工程では、放射線照射後の塗膜を現像することにより、不要な部分を除去して、所定のパターンを形成する。現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等の無機アルカリ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩等のアルカリ性化合物の水溶液が挙げられる。上記アルカリ性化合物の水溶液には、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒及び/又は界面活性剤を適当量添加してもよい。
The radiation-sensitive resin composition has a higher sensitivity than conventionally known compositions, and a desired film thickness even when the radiation dose is 700 J / m 2 or less, and even 600 J / m 2 or less. It is possible to obtain an interlayer insulating film for display elements having a good shape, excellent adhesion and high hardness.
[Step (3)]
In this step, the coated film after irradiation is developed to remove unnecessary portions and form a predetermined pattern. Examples of the developer used for the development include aqueous solutions of alkaline compounds such as inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium carbonate, and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. Can be mentioned. An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol and / or a surfactant may be added to the aqueous solution of the alkaline compound.

現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー法等のいずれでもよく、現像時間は、常温で10秒〜180秒間程度が好ましい。現像処理に続いて、例えば、流水洗浄を30秒〜90秒間行った後、圧縮空気や圧縮窒素で風乾することによって所望のパターンが得られる。
[工程(4)]
本工程では、得られたパターン状塗膜をホットプレート、オーブン等の適当な加熱装置で加熱することにより表示素子用硬化膜を得る。加熱温度としては、100℃〜250℃程度である。加熱時間としては、例えば、ホットプレート上では5分〜30分間、オーブンでは30分〜180分間程度である。
<表示素子の製造方法>
本発明には、当該表示素子用層間絶縁膜を備える表示素子も好適に含まれる。表示素子の製造方法としては、まず片面に透明導電膜(電極)を有する透明基板を一対(2枚)準備し、そのうちの一枚の基板の透明導電膜上に、当該感放射線性樹脂組成物を用いて、上述の方法に従ってスペーサー若しくは保護膜又はその双方を形成する。続いて、これらの基板の透明導電膜及びスペーサー又は保護膜上に液晶配向能を有する配向膜を形成する。これら基板を、その配向膜が形成された側の面を内側にして、それぞれの配向膜の液晶配向方向が直交又は逆平行となるように一定の間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、基板の表面(配向膜)及びスペーサーにより区画されたセルギャップ内に液晶を充填し、充填孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの両外表面に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に形成された配向膜の液晶配向方向と一致又は直交するように貼り合わせることにより、本発明の表示素子が得られる。
The developing method may be any of a liquid filling method, a dipping method, a shower method, and the like, and the developing time is preferably about 10 seconds to 180 seconds at room temperature. Subsequent to the development processing, for example, washing with running water is performed for 30 seconds to 90 seconds, and then a desired pattern is obtained by air drying with compressed air or compressed nitrogen.
[Step (4)]
In this step, a cured film for display element is obtained by heating the obtained patterned coating film with a suitable heating device such as a hot plate or oven. The heating temperature is about 100 ° C to 250 ° C. The heating time is, for example, about 5 to 30 minutes on a hot plate and about 30 to 180 minutes for an oven.
<Method for manufacturing display element>
The present invention suitably includes a display element including the display element interlayer insulating film. As a method for manufacturing a display element, first, a pair (two) of transparent substrates having a transparent conductive film (electrode) on one side is prepared, and the radiation-sensitive resin composition is formed on the transparent conductive film of one of the substrates. Is used to form a spacer or a protective film or both in accordance with the method described above. Subsequently, an alignment film having liquid crystal alignment ability is formed on the transparent conductive film and the spacer or protective film of these substrates. These substrates are arranged facing each other with a certain gap (cell gap) so that the liquid crystal alignment direction of each alignment film is orthogonal or antiparallel, with the surface on which the alignment film is formed inside. A liquid crystal is filled in the cell gap defined by the surface of the substrate (alignment film) and the spacer, and the filling hole is sealed to constitute a liquid crystal cell. Then, the display element of the present invention is bonded to both outer surfaces of the liquid crystal cell such that the polarizing direction is aligned or orthogonal to the liquid crystal alignment direction of the alignment film formed on one surface of the substrate. can get.

他の方法としては、上記方法と同様にして透明導電膜と、層間絶縁膜、保護膜又はスペーサー又はその双方と、配向膜とを形成した一対の透明基板を準備する。その後一方の基板の端部に沿って、ディスペンサーを用いて紫外線硬化型シール剤を塗布し、次いで液晶ディスペンサーを用いて微小液滴状に液晶を滴下し、真空下で両基板の貼り合わせを行う。そして、上記のシール剤部に、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射して両基板を封止する。最後に、液晶セルの両外表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の表示素子が得られる。   As another method, a pair of transparent substrates on which a transparent conductive film, an interlayer insulating film, a protective film, a spacer, or both, and an alignment film are formed are prepared in the same manner as described above. After that, along the edge of one substrate, an ultraviolet curable sealant is applied using a dispenser, and then the liquid crystal is dropped in the form of fine droplets using a liquid crystal dispenser, and the two substrates are bonded together under vacuum. . Then, both the substrates are sealed by irradiating the sealing agent part with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp. Finally, the display element of the present invention is obtained by attaching polarizing plates to both outer surfaces of the liquid crystal cell.

上記の各方法において使用される液晶としては、例えば、ネマティック型液晶、スメクティック型液晶等が挙げられる。また、液晶セルの外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながら、ヨウ素を吸収させた「H膜」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、又はH膜そのものからなる偏光板等が挙げられる。   Examples of the liquid crystal used in each of the above methods include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal. In addition, as a polarizing plate used outside the liquid crystal cell, a polarizing film in which a polarizing film called an “H film” that absorbs iodine while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films, or an H film Examples thereof include a polarizing plate made of itself.

<重合性基を有する重合体の合成>
合成例1 3,4−エポキシシクロヘキシル基とカルボキシル基を有する重合体[A−2]
冷却管、撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 7質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 200質量部を仕込んだ。引き続き、スチレン5質量部、メタクリル酸20質量部、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6]デカン−8−イル 25質量部、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル30質量部、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル20質量部を仕込み、窒素置換した後、ゆるやかに攪拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し重合体[A−2]を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は30.0質量%であり、重合体の重量平均分子量は、18,000であった(重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー) HLC−8020(東ソー(株)製)を用いて測定したポリスチレン換算分子量である)。
<Synthesis of a polymer having a polymerizable group>
Synthesis Example 1 Polymer having 3,4-epoxycyclohexyl group and carboxyl group [A-2]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate. Subsequently, 5 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of methacrylic acid, 25 parts by mass of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 30 parts by mass of 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, methacrylic acid After charging 20 parts by mass of tetrahydrofurfuryl acid and replacing with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the polymer [A-2]. The obtained polymer solution had a solid content concentration of 30.0% by mass, and the polymer had a weight average molecular weight of 18,000 (weight average molecular weight was GPC (gel permeation chromatography) HLC-8020. (Molecular weight in terms of polystyrene measured using Tosoh Corporation).

合成例2 グリシジル基とカルボキシル基を有する重合体 [A−3
冷却管、撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 7質量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル 200質量部を仕込んだ。引き続き、スチレン5質量部、メタクリル酸20質量部、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6]デカン−8−イル25質量部、メタクリル酸グリシジル30質量部、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル20質量部を仕込み、窒素置換した後、ゆるやかに攪拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し重合体[A−3]を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は31.0重量%であり、重合体の重量平均分子量(Mw)は、20,000であった(重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー) HLC−8020(東ソー(株)製)を用いて測定したポリスチレン換算分子量である)。
Synthesis Example 2 Polymer having glycidyl group and carboxyl group [A-3 ]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 5 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of methacrylic acid, 25 parts by mass of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 30 parts by mass of glycidyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate 20 Stirring was started gently after charging a mass part and substituting with nitrogen. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the polymer [A-3]. The obtained polymer solution had a solid content concentration of 31.0% by weight, and the polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 (weight average molecular weight was GPC (gel permeation chromatography)). It is a polystyrene conversion molecular weight measured using HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation).

合成例3 3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.0 2.6 ]デシル基とカルボキシル基を有する重合体 [A−4]
冷却管、撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 5質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200質量部を仕込んだ。引き続き、スチレン10質量部、メタクリル酸20質量部、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6]デカン−8−イル30質量部、メタクリル酸ベンジル30質量部、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルメタアクリレート20質量部
を仕込み、窒素置換した後、ゆるやかに攪拌を始めた。溶液の温度を90℃に上昇させ、この温度を4時間保持し重合体[A−4]を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は31.0重量%であり、重合体のMwは、21,000であった(重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフィー) HLC−8020(東ソー(株)製)を用いて測定したポリスチレン換算分子量である)。
Synthesis Example 3 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2.6 ] polymer having decyl group and carboxyl group [A-4]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 5 parts by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 200 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate. Subsequently, 10 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of methacrylic acid, 30 parts by mass of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 30 parts by mass of benzyl methacrylate, 3,4-epoxytri After 20 parts by mass of cyclo [5.2.1.0 2.6 ] decyl methacrylate was charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 90 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the polymer [A-4]. The solid content concentration of the obtained polymer solution was 31.0% by weight, and the polymer Mw was 21,000 (weight average molecular weight was GPC (gel permeation chromatography) HLC-8020 (Tosoh Corporation). (Made by Co., Ltd.) and measured in terms of polystyrene).

合成例4 メタアクリロイル基とカルボキシル基を有する重合体 [A−5]
冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル4質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸85質量部、メタクリル酸ベンジル15質量部、並びに分子量調節剤としてのα−メチルスチレンダイマー2質量部を仕込み、を仕込み、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇し、この温度を4時間保持した後、100℃に上昇させ、この温度を1時間保持して重合することにより共重合体を含有する溶液を得た。次いで、この共重合体を含む溶液に、テトラブチルアンモニウムブロミド1.1質量部、重合禁止剤としての4−メトキシフェノール0.05質量部を加え、空気雰囲気下90℃で30分間攪拌後、メタクリル酸グリシジル74質量部を入れて90℃のまま10時間反応させることにより、重合体[A−5]を得た(固形分濃度=35.5%)。Mwは、10,000であった。
合成例5 グリシジル基、カルボキシル基及びテトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル基を有する重合体 [A−6]
冷却管および攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸5質量部、テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルメタクリレート40質量部、スチレン5質量部、メタクリル酸グリシジル40質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10質量部およびα−メチルスチレンダイマー3質量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し、共重合体である重合体[A−6]を含む重合体溶液を得た。重合体(A−5)のポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)は9000であった。また、得られた重合体溶液の固形分濃度は、31.3質量%であった。
合成例6 (E)成分 エポキシ基を有するポリシロキサン
撹拌機付の容器内にプロピレングリコールモノメチルエーテル25質量部を仕込み、続いて、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)40質量部(31.3モル%)、メチルトリメトキシシラン(MTMS)30質量部(40.7モル%)、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)30質量部(28.0モル%)及びシュウ酸0.5質量部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達後、イオン交換水18質量部を仕込み、75℃になるまで加熱し、3時間保持した。次いで脱水剤としてオルト蟻酸メチル28質量部を加え、1時間攪拌した。さらに溶液温度を40℃にし、温度を保ちながらエバポレーションすることで、イオン交換水及び加水分解縮合で発生したメタノールを除去した。以上の手順により、加水分解縮合物(E−1)を得た。加水分解縮合物(E−1)の固形分濃度は39.5質量%であり、Mwは3,500であり、Mw/Mnは2.0であった。
<感放射線性樹脂組成物の調製>
[実施例1]
(A)成分として(A−1)トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(EPPN−501H 日本化薬社製)を100質量部、(B)成分として(B−4)4,4’−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物を2質量部、(B)成分として(C−2)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(IRGACURE369 BASF社製)10質量部、(D)成分としてコハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(東亞合成社の「アロニックスTO−756」)100質量部を混合し、固形分濃度が25質量%となるように、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて感放射線性樹脂組成物を調製した。
表1に感放射線性樹脂組成物の組成の詳細と以下に示す評価結果を併せて示した。
[実施例1から6及び比較例1から2]
Synthesis Example 4 Polymer having methacryloyl group and carboxyl group [A-5]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 4 parts by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 190 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, followed by 85 parts by weight of methacrylic acid and 15 parts by weight of benzyl methacrylate. In addition, 2 parts by mass of α-methylstyrene dimer as a molecular weight regulator was added, and while stirring gently, the temperature of the solution was raised to 80 ° C., this temperature was maintained for 4 hours, and then increased to 100 ° C. Then, this temperature was maintained for 1 hour for polymerization to obtain a solution containing a copolymer. Next, 1.1 parts by mass of tetrabutylammonium bromide and 0.05 parts by mass of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added to the solution containing this copolymer, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere. Polymer [A-5] was obtained by adding 74 mass parts of glycidyl acids and making it react at 90 degreeC for 10 hours (solid content concentration = 35.5%). Mw was 10,000.
Synthesis Example 5 Polymer having glycidyl group, carboxyl group and tetrahydro-2H-pyran-2-yl group [A-6]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 5 parts by weight of methacrylic acid, 40 parts by weight of tetrahydro-2H-pyran-2-yl methacrylate, 5 parts by weight of styrene, 40 parts by weight of glycidyl methacrylate, 10 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate and 3 parts by weight of α-methylstyrene dimer Was added, and the mixture was purged with nitrogen. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the polymer [A-6] as a copolymer. The polymer (A-5) had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 9000. Moreover, solid content concentration of the obtained polymer solution was 31.3 mass%.
Synthesis Example 6 Component (E) Polysiloxane having an epoxy group 25 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether was charged into a vessel equipped with a stirrer, and then 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) 40 Parts by mass (31.3 mol%), methyltrimethoxysilane (MTMS) 30 parts by mass (40.7 mol%), phenyltrimethoxysilane (PTMS) 30 parts by mass (28.0 mol%) and oxalic acid 0. 5 parts by mass were charged and heated until the solution temperature reached 60 ° C. After the solution temperature reached 60 ° C., 18 parts by mass of ion-exchanged water was charged, heated to 75 ° C. and held for 3 hours. Next, 28 parts by mass of methyl orthoformate was added as a dehydrating agent and stirred for 1 hour. Furthermore, the solution temperature was set to 40 ° C., and evaporation was performed while maintaining the temperature, thereby removing ion-exchanged water and methanol generated by hydrolysis and condensation. The hydrolysis condensate (E-1) was obtained by the above procedure. The solid content concentration of the hydrolysis-condensation product (E-1) was 39.5% by mass, Mw was 3,500, and Mw / Mn was 2.0.
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[Example 1]
100 parts by weight of (A-1) triphenylmethane type epoxy resin (EPPN-501H made by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as component (A), and (B-4) 4,4 ′-[1- [ 4- [1- [4-Hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) 2 parts by mass, (C-2) 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (IRGACURE369 manufactured by BASF) as component (B), (D) As a component, 100 parts by mass of succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate (“Aronix TO-756” manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is mixed so that the solid content concentration becomes 25% by mass. The radiation-sensitive resin composition were prepared using a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA).
Table 1 shows the details of the composition of the radiation-sensitive resin composition and the evaluation results shown below.
[Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2]



表1中、
A−1:トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(EPPN−501H 日本化薬社製)
<光酸発生剤>
B−1:5−プロピルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(BASF社の「IRGACURE PAG 103」)
B−2:(5−p−トルエンスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル(BASF社の「IRGACURE PAG 121」)
B−3:N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンスルホン酸エステル
B−4:4,4’−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)の縮合物
<光ラジカル重合開始剤>
C−1:2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(IRGACURE907 BASF社製)
C−2:2−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(IRGACURE369 BASF社製)
C−3:1,2−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)] (IRGACUREOX01 BASF社製)
<多官能アクリレート>
D−1:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(日本化薬社の「KAYARAD DPHA」)
D−2:コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(東亞合成社の「アロニックスTO−756」)
<一分子中に、重合性基と、フッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基とを有する化合物>
E−1:合成例6で得られたエポキシ基を有するポリシロキサン
E−2:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(BYK−UV3500 ビッグケーミ社製)
<酸化防止剤>
F−1:ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ-tert-ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](アデカスタブAO−60、アデカ製)
F−2:トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト(アデカスタブAO−20、アデカ製)
を示す。
<硬化膜の評価>
実施例1〜7及び比較例1〜2で調製した感放射線性樹脂組成物を使用し、以下のように硬化膜を形成し、特性の評価を行った。
[耐光性の評価]
シリコン基板上に、感放射線性樹脂組成物をスピンナを用いて塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。このシリコン基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱して硬化膜を得た。得られた各硬化膜に、UV照射装置(ウシオ社の「UVX−02516S1JS01」)にて130mWの照度で照射した。照射前の膜厚に比較して、照射後の膜厚の膜減り量が3%以下であれば硬化膜の耐光性が良好であると言える。
In Table 1,
A-1: Triphenylmethane type epoxy resin (EPPN-501H manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
<Photo acid generator>
B-1: 5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile (“IRGACURE PAG 103” from BASF)
B-2: (5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile (“IRGACURE PAG 121” from BASF)
B-3: N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonic acid ester B-4: 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) condensate <photo radical polymerization initiator>
C-1: 2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one (IRGACURE907 manufactured by BASF)
C-2: 2-Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (IRGACURE369 BASF)
C-3: 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] (IRGACUREOX01 BASF)
<Multifunctional acrylate>
D-1: Mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (“KAYARAD DPHA” from Nippon Kayaku Co., Ltd.)
D-2: Succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate (“Aronix TO-756” manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
<Compound having a polymerizable group and an organic group having at least one of a fluorine atom or a silicon atom in one molecule>
E-1: Polysiloxane having an epoxy group obtained in Synthesis Example 6 E-2: Polyether-modified polydimethylsiloxane (BYK-UV3500, manufactured by Big Cami)
<Antioxidant>
F-1: Pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (ADK STAB AO-60, manufactured by ADEKA)
F-2: Tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -isocyanurate (ADK STAB AO-20, manufactured by ADEKA)
Indicates.
<Evaluation of cured film>
Using the radiation-sensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2, a cured film was formed as follows, and the characteristics were evaluated.
[Evaluation of light resistance]
A radiation sensitive resin composition was applied onto a silicon substrate using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 3.0 μm. This silicon substrate was heated in a clean oven at 220 ° C. for 1 hour to obtain a cured film. Each of the obtained cured films was irradiated with an irradiance of 130 mW with a UV irradiation apparatus (Ushio "UVX-02516S1JS01"). It can be said that the light resistance of the cured film is good when the amount of film thickness reduction after irradiation is 3% or less compared to the film thickness before irradiation.

なお、耐光性の評価においては、形成する硬化膜のパターニングは不要のため、現像工程は省略し、塗膜形成工程、耐光性試験及び加熱工程のみ行い評価を行った。
[透過率の評価]
上記耐光性の評価と同様に、感放射線性樹脂組成物を用いてシリコン基板上に塗膜を形成した。このシリコン基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱して硬化膜を形成した。この硬化膜について、波長400nmにおける透過率を、分光光度計(日立製作所社製の「150−20型ダブルビーム」)を用いて測定して評価した。このとき、透過率が90%未満の場合に透明性が不良と言える。
[密着性の評価]
密着性は、露光引き置き後に評価した。具体的には、まず、ガラス基板上に、感放射線性樹脂組成物をスピンナを用いて塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、露光機(キヤノン社の「MPA−600FA(ghi線混合)」)を用い、10μmのライン・アンド・スペース(1対1)のパターンを有するマスクを介して、700(J/m)の露光量で露光した。その後、1時間クリーンルーム内で放置し、その後0.5質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃において80秒間液盛り法で現像した。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後乾燥し、ガラス基板上にパターンを形成した。現像後基板を光学顕微鏡で観察し、パターンの剥がれの有無を確認した。パターンの密着性の判断基準を以下に示す。
In the evaluation of light resistance, since the patterning of the cured film to be formed is unnecessary, the development process was omitted, and only the coating film forming process, the light resistance test, and the heating process were performed for evaluation.
[Evaluation of transmittance]
Similar to the light resistance evaluation, a coating film was formed on a silicon substrate using the radiation-sensitive resin composition. This silicon substrate was heated in a clean oven at 220 ° C. for 1 hour to form a cured film. About this cured film, the transmittance | permeability in wavelength 400nm was measured and evaluated using the spectrophotometer ("150-20 type double beam" by Hitachi, Ltd.). At this time, it can be said that the transparency is poor when the transmittance is less than 90%.
[Evaluation of adhesion]
Adhesion was evaluated after exposure. Specifically, first, a radiation sensitive resin composition is applied onto a glass substrate using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 3.0 μm. did. Subsequently, 700 (J / m 2 ) was passed through a mask having a 10 μm line-and-space (one-to-one) pattern using an exposure machine (“MPA-600FA (ghi line mixing)” manufactured by Canon Inc.). ). Thereafter, it was left in a clean room for 1 hour, and then developed with a 0.5 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 25 ° C. for 80 seconds. Next, running water was washed with ultrapure water for 1 minute, and then dried to form a pattern on the glass substrate. After development, the substrate was observed with an optical microscope to confirm the presence or absence of pattern peeling. The criteria for determining pattern adhesion are shown below.

パターン剥がれがほとんど見られない場合:「○」
パターン剥がれがわずかに見られた場合:「△」
パターンが剥がれ、基板上にパターンがほとんど残っていない場合:「×」
[耐熱性(加熱時の膜厚安定性)]
透過率の評価と同様にして層間絶縁膜を有する基板を作成し、クリーンオーブン中にて250℃で1時間加熱し、加熱前後の保護膜の膜厚を測定した。下記式に従って膜厚安定性(%)を算出した。この値が95%以上のとき、保護膜の耐熱性は良好であると言える。
When pattern peeling is hardly seen: “○”
When pattern peeling is slightly seen: “△”
When the pattern is peeled off and almost no pattern remains on the substrate: “×”
[Heat resistance (film thickness stability during heating)]
A substrate having an interlayer insulating film was prepared in the same manner as in the evaluation of transmittance, heated in a clean oven at 250 ° C. for 1 hour, and the thickness of the protective film before and after heating was measured. The film thickness stability (%) was calculated according to the following formula. When this value is 95% or more, it can be said that the heat resistance of the protective film is good.

加熱時の膜厚安定性=((加熱後の膜厚)/(加熱前の膜厚))×100(%)
[耐アルカリ性(アルカリ浸漬時の膜厚安定性)]
透過率の評価と同様にして層間絶縁膜を有する基板を作成し、30℃にて5%NaOH中に30分間浸漬させた後、水分を除去した後の膜厚を測定した。下記式にしたがって算出したアルカリ浸漬時の膜厚安定性(%)を、耐アルカリ性の評価として表1に示した。この値が95%以上のとき、耐アルカリ性は良好であると言える。
Film thickness stability during heating = ((film thickness after heating) / (film thickness before heating)) x 100 (%)
[Alkali resistance (film thickness stability when immersed in alkali)]
A substrate having an interlayer insulating film was prepared in the same manner as the evaluation of the transmittance, immersed in 5% NaOH at 30 ° C. for 30 minutes, and then the film thickness after removing moisture was measured. Table 1 shows the film thickness stability (%) at the time of alkali immersion calculated according to the following formula as an evaluation of alkali resistance. When this value is 95% or more, it can be said that the alkali resistance is good.

耐アルカリ性=((水分除去後の膜厚)/(浸漬前の膜厚))×100(%)
表1の結果から明らかなように、実施例1から6では、耐光性、透過率、耐熱性、耐アルカリ性に優れていた。これに対して、比較例1から2では、耐光性、透過率、耐熱性、耐アルカリ性について良好な結果が得られなかった。
Alkali resistance = ((film thickness after moisture removal) / (film thickness before immersion)) × 100 (%)
As is clear from the results in Table 1, Examples 1 to 6 were excellent in light resistance, transmittance, heat resistance, and alkali resistance. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, satisfactory results were not obtained with respect to light resistance, transmittance, heat resistance, and alkali resistance.

Claims (9)

表示素子における層間絶縁膜形成用の感放射線性樹脂組成物であって、
(A)重合性基を有する重合体、
(B)光酸発生剤、
(C)光ラジカル重合開始剤、並びに
(D)多官能アクリレート
を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
A radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film in a display element,
(A) a polymer having a polymerizable group,
(B) a photoacid generator,
A radiation-sensitive resin composition comprising (C) a radical photopolymerization initiator and (D) a polyfunctional acrylate.
(A)重合体が、さらに、カルボキシル基を有する重合体であることを特徴とする請求項2記載の感放射線性樹脂組成物。   3. The radiation sensitive resin composition according to claim 2, wherein the polymer (A) is a polymer further having a carboxyl group. (C)光ラジカル重合開始剤が、アセトフェノン系光ラジカル重合開始剤およびオキシムエステル系光ラジカル重合開始剤のうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。   (C) The photoradical polymerization initiator is at least one of an acetophenone photoradical polymerization initiator and an oxime ester photoradical polymerization initiator, according to any one of claims 1 and 2. The radiation sensitive resin composition as described. さらに、(E)一分子中に、重合性基と、フッ素原子またはケイ素原子の少なくとも一方を有する有機基とを有する化合物を含有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。   Furthermore, (E) The compound which has a polymeric group and the organic group which has at least one of a fluorine atom or a silicon atom in 1 molecule is contained, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The radiation-sensitive resin composition according to item. さらに、(F)酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。   Furthermore, (F) antioxidant is contained, The radiation sensitive resin composition as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. (A)重合体が、さらに、下記式(1)で表される基および下記式(2)で表される基の少なくとも一方を含む重合体であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。

(式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。但し、R及びRが共に水素原子である場合はない。Rは、炭素数1〜30のオキシ炭化水素基、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。
式(2)中、R〜R10は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基である。nは、1又は2である。)
The polymer (A) is a polymer further comprising at least one of a group represented by the following formula (1) and a group represented by the following formula (2). The radiation-sensitive resin composition according to any one of 5.

(In formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a part of hydrogen atoms possessed by a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. A group substituted by a hydroxyl group, a halogen atom or a cyano group, provided that R 1 and R 2 are not both hydrogen atoms, R 3 is an oxyhydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, 1 carbon atom A group obtained by substituting a part of hydrogen atoms of a hydrocarbon group having ˜30 or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms with a hydroxyl group, a halogen atom or a cyano group.
In formula (2), R 4 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n is 1 or 2. )
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物が、ポジ型感放射線性樹脂組成物であるの請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。   The sensitivity according to any one of claims 1 to 6, wherein the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 is a positive radiation-sensitive resin composition. Radiation resin composition. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に塗膜を形成する工程、上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、上記放射線が照射された塗膜を現像する工程、及び上記現像された塗膜を加熱する工程を含む層間絶縁膜の形成方法。   The process of forming a coating film on a board | substrate using the radiation sensitive resin composition of any one of Claim 1 to 7, The process of irradiating a radiation to at least one part of the said coating film, The said radiation A method for forming an interlayer insulating film, comprising: a step of developing a coating film irradiated with a film; and a step of heating the developed coating film. 請求項8に記載の層間絶縁膜の形成方法から形成された層間絶縁膜を備える表示素子。
A display element comprising an interlayer insulating film formed from the method for forming an interlayer insulating film according to claim 8.
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