JPWO2016024425A1 - Element, insulating film, method for producing the same, and radiation-sensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
[課題]アウトガスの発生量が少なく、紫外域近辺において遮光性を有する絶縁膜を有する表示又は照明装置用素子を提供する。[解決手段](B)感光剤と、(C)式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および式(C2)で表される構造を有する樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂とを含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜を有する表示又は照明装置用素子。[式(C1)中、Aはフェノール性水酸基を有する2価の芳香族基であり、Lは特定の式で表される1価の基であり、式(C2)中、A’はフェノール性水酸基を有するk+m+n価の芳香族基であり、Lは特定の式で表される1価の基であり、複数あるLは各々同一であっても異なっていてもよく、*は他のA’との結合手であり、kは0〜9の整数であり、mは0〜9の整数であり、nは0〜9の整数であり、k+m+nは1〜9の整数である。][PROBLEMS] To provide an element for a display or lighting device having an insulating film having a small amount of outgas generation and having a light shielding property in the vicinity of an ultraviolet region. [Solution] (B) a photosensitive agent, (C) at least one resin selected from a resin having a structural unit represented by formula (C1), and a resin having a structure represented by formula (C2); A display or lighting device element having an insulating film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the same. [In Formula (C1), A is a divalent aromatic group having a phenolic hydroxyl group, L is a monovalent group represented by a specific formula, and in Formula (C2), A ′ is phenolic. A k + m + n-valent aromatic group having a hydroxyl group, L is a monovalent group represented by a specific formula, a plurality of Ls may be the same or different, and * is another A ′ And k is an integer of 0 to 9, m is an integer of 0 to 9, n is an integer of 0 to 9, and k + m + n is an integer of 1 to 9. ]
Description
本発明は、素子、絶縁膜及びその製造方法、並びに感放射線性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to an element, an insulating film, a manufacturing method thereof, and a radiation-sensitive resin composition.
フラットパネルディスプレイとして、非発光型である液晶ディスプレイ(LCD)が普及している。また、近年では自発光型ディスプレイである電界発光ディスプレイ(ELD)が知られている。特に有機化合物による電界発光を利用した有機エレクトロルミネセンス(EL)素子は、ディスプレイに設けられる発光素子の他、次世代の照明装置に設けられる発光素子としても期待されている。 As a flat panel display, a liquid crystal display (LCD) which is a non-light-emitting type is widespread. In recent years, an electroluminescent display (ELD) which is a self-luminous display is known. In particular, an organic electroluminescence (EL) element using electroluminescence by an organic compound is expected as a light emitting element provided in a next-generation lighting device in addition to a light emitting element provided in a display.
例えば有機EL表示又は照明装置は、平坦化膜、画素を区画する隔壁等の絶縁膜を有している。このような絶縁膜は、一般的に感放射線性樹脂組成物を用いて形成されている(例えば、特許文献1および2参照)。
For example, an organic EL display or lighting device has an insulating film such as a planarization film and a partition wall that partitions pixels. Such an insulating film is generally formed using a radiation sensitive resin composition (see, for example,
近年、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタ(TFT)の研究が活発に行われている。特許文献3では、In、Ga、Znからなる酸化物(以下「IGZO」とも略す)の多結晶薄膜をTFTの半導体層に用いた例が提案され、特許文献3および4では、IGZOの非晶質薄膜をTFTの半導体層に用いた例が提案されている。 In recent years, research on thin film transistors (TFTs) using an oxide semiconductor layer has been actively conducted. Patent Document 3 proposes an example in which a polycrystalline thin film of an oxide made of In, Ga, Zn (hereinafter also abbreviated as “IGZO”) is used as a semiconductor layer of a TFT, and Patent Documents 3 and 4 describe an amorphous IGZO film. An example in which a thin film is used for a semiconductor layer of a TFT has been proposed.
IGZOでは、自然光・点灯・製造工程等による光劣化が知られている。このため、IGZO等の光劣化の大きい物質からなる半導体層を含むTFTを、表示又は照明装置の駆動用素子、特に有機EL素子の駆動用素子として用いる場合、IGZOの光劣化防止の観点から、上述の絶縁膜の特性として、紫外から可視光にかけての遮光性が必要である。しかしながら、現在用いられている絶縁膜は、例えば紫外域近辺において透明なものが多い。 In IGZO, light degradation due to natural light, lighting, manufacturing processes, and the like is known. For this reason, when a TFT including a semiconductor layer made of a material having a large light deterioration such as IGZO is used as a driving element for a display or lighting device, particularly a driving element for an organic EL element, from the viewpoint of preventing light deterioration of IGZO, As a characteristic of the above-described insulating film, a light shielding property from ultraviolet to visible light is necessary. However, many insulating films currently used are transparent, for example, in the vicinity of the ultraviolet region.
また、感放射線性樹脂組成物には、発光特性に優れた素子を製造する観点から、アウトガスの発生量が少ない絶縁膜を形成できることが必要である。 In addition, the radiation-sensitive resin composition needs to be able to form an insulating film with a small amount of outgas generation from the viewpoint of manufacturing an element having excellent light emission characteristics.
本発明は、アウトガスの発生量が少なく、紫外域近辺において遮光性を有する絶縁膜を形成することが可能な感放射線性樹脂組成物、前記組成物から形成された絶縁膜及びその製造方法、並びに前記絶縁膜を有する素子を提供することを課題とする。 The present invention provides a radiation-sensitive resin composition capable of forming an insulating film having a small amount of outgassing and having a light-shielding property in the vicinity of the ultraviolet region, an insulating film formed from the composition, a method for producing the same, and It is an object to provide an element having the insulating film.
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、以下の構成を採用することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、例えば以下の[1]〜[15]に関する。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have found that the above problems can be solved by adopting the following configuration, and have completed the present invention. The present invention relates to the following [1] to [15], for example.
[1](B)感光剤と、(C)後述する式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および後述する式(C2)で表される構造を有する樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂とを含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜を有する表示又は照明装置用素子。 [1] At least one selected from (B) a photosensitive agent, (C) a resin having a structural unit represented by formula (C1) described later, and a resin having a structure represented by formula (C2) described later A display or lighting device element having an insulating film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the above resin.
[2]式(C1)中のAが、後述する、式(c1−1)、式(c1−2)または式(c1−3)で表される2価の基である、前記[1]に記載の表示又は照明装置用素子。 [2] The above [1], wherein A in the formula (C1) is a divalent group represented by the formula (c1-1), the formula (c1-2), or the formula (c1-3) described later. The element for a display or illumination device described in 1.
[3]前記感放射線性樹脂組成物が、(A)前記樹脂(C)を除くアルカリ可溶性樹脂を更に含有する、前記[1]または[2]に記載の表示又は照明装置用素子。 [3] The display or lighting device element according to [1] or [2], wherein the radiation-sensitive resin composition further contains (A) an alkali-soluble resin excluding the resin (C).
[4]アルカリ可溶性樹脂(A)が、ポリイミド(A1)、前記ポリイミドの前駆体(A2)、アクリル樹脂(A3)、ポリシロキサン(A4)、ポリベンゾオキサゾール(A5)および前記ポリベンゾオキサゾールの前駆体(A6)から選択される少なくとも1種である、前記[3]に記載の表示又は照明装置用素子。 [4] Alkali-soluble resin (A) is polyimide (A1), polyimide precursor (A2), acrylic resin (A3), polysiloxane (A4), polybenzoxazole (A5), and precursor of polybenzoxazole. The display or lighting device element according to [3], which is at least one selected from the body (A6).
[5]ポリイミド(A1)が、後述する式(A1)で表される構造単位を有するポリイミドである前記[4]に記載の表示又は照明装置用素子。 [5] The display or lighting device element according to [4], wherein the polyimide (A1) is a polyimide having a structural unit represented by the formula (A1) described later.
[6]アクリル樹脂(A3)が、カルボキシル基を有するラジカル重合性モノマーを少なくとも重合させて得られる樹脂である前記[4]に記載の表示又は照明装置用素子。 [6] The display or lighting device element according to [4], wherein the acrylic resin (A3) is a resin obtained by polymerizing at least a radical polymerizable monomer having a carboxyl group.
[7]ポリシロキサン(A4)が、後述する式(a4)で表されるオルガノシランを反応させて得られるポリシロキサンである前記[4]に記載の表示又は照明装置用素子。 [7] The display or lighting device element according to [4], wherein the polysiloxane (A4) is a polysiloxane obtained by reacting an organosilane represented by the formula (a4) described later.
[8]感光剤(B)が、光酸発生剤、光ラジカル重合開始剤および光カチオン重合開始剤から選ばれる少なくとも1種である前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の表示又は照明装置用素子。 [8] The photosensitive agent (B) according to any one of [1] to [7], wherein the photosensitive agent (B) is at least one selected from a photoacid generator, a photoradical polymerization initiator, and a photocationic polymerization initiator. Element for display or lighting device.
[9]前記感放射線性樹脂組成物において、樹脂(C)の含有量が、樹脂(A)100質量部に対して5〜200質量部である前記[3]〜[7]のいずれか1項に記載の表示又は照明装置用素子。 [9] In any one of the above [3] to [7], in the radiation sensitive resin composition, the content of the resin (C) is 5 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A). The display or lighting device element according to Item.
[10]有機エレクトロルミネセンス素子である、前記[1]〜[9]のいずれか1項に記載の表示又は照明装置用素子。 [10] The display or lighting device element according to any one of [1] to [9], which is an organic electroluminescence element.
[11](B)感光剤と、(C)後述する式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および後述する式(C2)で表される構造を有する樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂とを含有する感放射線性樹脂組成物。 [11] At least one selected from (B) a photosensitive agent, (C) a resin having a structural unit represented by formula (C1) described later, and a resin having a structure represented by formula (C2) described later A radiation sensitive resin composition containing the resin.
[12](A)前記樹脂(C)を除くアルカリ可溶性樹脂を更に含有する、前記[11]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [12] (A) The radiation sensitive resin composition according to [11], further including an alkali-soluble resin excluding the resin (C).
[13](B)感光剤と、(C)後述する式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および後述する式(C2)で表される構造を有する樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂とを含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜。 [13] At least one selected from (B) a photosensitive agent, (C) a resin having a structural unit represented by formula (C1) described later, and a resin having a structure represented by formula (C2) described later An insulating film formed from a radiation-sensitive resin composition containing a resin.
[14]前記感放射線性樹脂組成物が、(A)前記樹脂(C)を除くアルカリ可溶性樹脂を更に含有する、前記[13]に記載の絶縁膜。 [14] The insulating film according to [13], wherein the radiation-sensitive resin composition further contains (A) an alkali-soluble resin excluding the resin (C).
[15]前記[11]または[12]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、前記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、前記放射線が照射された塗膜を現像する工程、および前記現像された塗膜を加熱する工程を有する、絶縁膜の製造方法。 [15] A step of forming a coating film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition according to [11] or [12], a step of irradiating at least a part of the coating film, and the radiation The manufacturing method of an insulating film which has the process of developing the irradiated coating film, and the process of heating the developed said coating film.
本発明によれば、アウトガスの発生量が少なく、紫外域近辺において遮光性を有する絶縁膜を形成することが可能な感放射線性樹脂組成物、前記組成物から形成された絶縁膜及びその製造方法、並びに前記絶縁膜を有する素子を提供することができる。このため、例えばIGZO等の光劣化の大きい物質からなる半導体層を含む薄膜トランジスタを駆動用素子として有する有機EL素子において、前記素子の使用に伴う前記物質の光劣化を抑制できる。このため、信頼性および発光特性の向上した有機EL素子を得ることができる。 According to the present invention, a radiation-sensitive resin composition capable of forming an insulating film having a small amount of outgassing and having a light-shielding property near the ultraviolet region, an insulating film formed from the composition, and a method for manufacturing the same In addition, an element having the insulating film can be provided. For this reason, for example, in an organic EL element having, as a driving element, a thin film transistor including a semiconductor layer made of a material having a large light deterioration such as IGZO, the light deterioration of the substance due to the use of the element can be suppressed. Therefore, an organic EL element with improved reliability and light emission characteristics can be obtained.
以下、本発明の感放射線性樹脂組成物、前記組成物から形成された絶縁膜及びその製造方法、並びに前記絶縁膜を有する素子について説明する。 Hereinafter, the radiation-sensitive resin composition of the present invention, an insulating film formed from the composition, a manufacturing method thereof, and an element having the insulating film will be described.
〔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、感光剤(B)と、後述する式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および後述する式(C2)で表される構造を有する樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂(C)とを含有する。上記組成物は、さらに後述するアルカリ可溶性樹脂(A)を含有することが好ましい。 [Radiation sensitive resin composition]
The radiation-sensitive resin composition of the present invention includes a photosensitive agent (B), a resin having a structural unit represented by the formula (C1) described later, and a resin having a structure represented by the formula (C2) described later. Containing at least one selected resin (C). It is preferable that the composition further contains an alkali-soluble resin (A) described later.
上記組成物は、特定の樹脂(C)を含有することから、紫外域近辺での遮光性、例えば波長400nmでの遮光性、に優れた絶縁膜を形成することができる。このため、本発明では、例えばTFTの光劣化を防ぐことができる。また、上記組成物は、パターニング性および放射線感度に優れていることから、パターンの狭ピッチ化の要望に対応することができる。 Since the said composition contains specific resin (C), it can form the insulating film excellent in the light-shielding property in the ultraviolet region vicinity, for example, the light-shielding property in wavelength 400nm. For this reason, in this invention, the optical deterioration of TFT, for example can be prevented. Moreover, since the said composition is excellent in patterning property and radiation sensitivity, it can respond to the request | requirement of the pitch narrowing of a pattern.
以下、各成分について詳述する。 Hereinafter, each component will be described in detail.
[アルカリ可溶性樹脂(A)]
樹脂(A)は、樹脂(C)を除く、アルカリ可溶性樹脂である。 [Alkali-soluble resin (A)]
Resin (A) is an alkali-soluble resin excluding resin (C).
樹脂(A)としては、例えば、ポリイミド(A1)、前記ポリイミドの前駆体(A2)、アクリル樹脂(A3)、ポリシロキサン(A4)、ポリベンゾオキサゾール(A5)および前記ポリベンゾオキサゾールの前駆体(A6)から選択される少なくとも1種が挙げられる。樹脂(A)から形成される絶縁膜、特にポリイミド(A1)、ポリイミド前駆体(A2)およびポリシロキサン(A4)から選ばれる少なくとも1種から形成される絶縁膜は、耐熱性に優れる。 Examples of the resin (A) include polyimide (A1), polyimide precursor (A2), acrylic resin (A3), polysiloxane (A4), polybenzoxazole (A5), and polybenzoxazole precursor ( And at least one selected from A6). The insulating film formed from the resin (A), particularly the insulating film formed from at least one selected from the polyimide (A1), the polyimide precursor (A2), and the polysiloxane (A4) is excellent in heat resistance.
樹脂(A)のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した値において、通常2,000〜500,000であり、好ましくは3,000〜100,000、より好ましくは4,000〜50,000である。Mwが前記範囲の下限値以上であると、充分な機械的特性を有する絶縁膜が得られる傾向にある。Mwが前記範囲の上限値以下であると、溶剤や現像液に対する樹脂(A)の溶解性が優れる傾向にある。 The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of the resin (A) is usually 2,000 to 500,000, preferably 3,000 to 100,000, as measured by gel permeation chromatography (GPC). 000, more preferably 4,000 to 50,000. When Mw is not less than the lower limit of the above range, an insulating film having sufficient mechanical properties tends to be obtained. When the Mw is not more than the upper limit of the above range, the solubility of the resin (A) in the solvent or developer tends to be excellent.
樹脂(A)においてアルカリ可溶性とは、アルカリ溶液、例えば、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に膨潤または溶解可能であることを意味する。 In the resin (A), alkali-soluble means that the resin (A) can swell or dissolve in an alkali solution, for example, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution.
樹脂(A)の含有量は、本発明の組成物中の全固形分100質量%に対して、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜75質量%がさらに好ましい。 The content of the resin (A) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, and further preferably 30 to 75% by mass with respect to 100% by mass of the total solid content in the composition of the present invention. preferable.
《ポリイミド(A1)》
ポリイミド(A1)は、式(A1)で表される構造単位を有することが好ましい。 << Polyimide (A1) >>
The polyimide (A1) preferably has a structural unit represented by the formula (A1).
R1としては、例えば、式(a1)で表される2価の基が挙げられる。Examples of R 1 include a divalent group represented by the formula (a1).
R3において、アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基等の炭素数2〜20の基が挙げられ;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、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基等の炭素数1〜20の基が挙げられる。In R 3 , examples of the acyl group include groups having 2 to 20 carbon atoms such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, and an isobutyryl group; examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and n- C1-C20 groups, such as a propyl group, isopropyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, are mentioned.
式(a1)で表される2価の基としては、1つ〜4つの水酸基を有する2価の基が好ましく、2つの水酸基を有する2価の基がさらに好ましい。式(a1)で表される、1つ〜4つの水酸基を有する2価の基としては、例えば、下記式で表される2価の基が挙げられる。なお、下記式において、*は結合手を示す。 The divalent group represented by the formula (a1) is preferably a divalent group having 1 to 4 hydroxyl groups, and more preferably a divalent group having 2 hydroxyl groups. Examples of the divalent group having 1 to 4 hydroxyl groups represented by the formula (a1) include a divalent group represented by the following formula. In the following formula, * indicates a bond.
4価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、通常4〜30であり、好ましくは8〜24である。4価の芳香族炭化水素基および上記式(1)中の3価の芳香族炭化水素基の炭素数は、通常6〜30であり、好ましくは6〜24である。 Carbon number of a tetravalent aliphatic hydrocarbon group is 4-30 normally, Preferably it is 8-24. Carbon number of a tetravalent aromatic hydrocarbon group and the trivalent aromatic hydrocarbon group in said formula (1) is 6-30 normally, Preferably it is 6-24.
4価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、分子構造中の少なくとも一部に芳香族環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。 Examples of the tetravalent aliphatic hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group containing an aromatic ring in at least a part of the molecular structure.
4価の鎖状炭化水素基としては、例えば、n−ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−オクタン、n−デカン、n−ドデカン等の鎖状炭化水素に由来する4価の基が挙げられる。 Examples of the tetravalent chain hydrocarbon group include tetravalent groups derived from chain hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, n-hexane, n-octane, n-decane, and n-dodecane. Can be mentioned.
4価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクタン等の単環式炭化水素;ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[3.1.1]ヘプタン、ビシクロ[3.1.1]ヘプト−2−エン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、ビシクロ[2.2.2]オクタ−5−エン等の二環式炭化水素;トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−4−エン、アダマンタン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等の三環式以上の炭化水素などに由来する4価の基が挙げられる。Examples of the tetravalent alicyclic hydrocarbon group include monocyclic hydrocarbons such as cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, methylcyclopentane, cyclohexane, cyclohexene, and cyclooctane; bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo Bicycles such as [3.1.1] heptane, bicyclo [3.1.1] hept-2-ene, bicyclo [2.2.2] octane, bicyclo [2.2.2] oct-5-ene formula hydrocarbons; tricyclo [5.2.1.0 2,6] decane, tricyclo [5.2.1.0 2, 6] deca-4-ene, adamantane, tetracyclo [6.2.1.1 3 , 6 . 0 2,7 ] tetravalent groups derived from tricyclic or higher hydrocarbons such as dodecane.
分子構造中の少なくとも一部に芳香族環を含む脂肪族炭化水素基としては、例えば、前記基中に含まれるベンゼン核の数が、3以下であるものが好ましく、1つのものが特に好ましい。より具体的には、1−エチル−6−メチル−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、1−エチル−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン等に由来する4価の基が挙げられる。 As the aliphatic hydrocarbon group containing an aromatic ring in at least a part of the molecular structure, for example, those having 3 or less benzene nuclei in the group are preferable, and one is particularly preferable. More specifically, tetravalent groups derived from 1-ethyl-6-methyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene, 1-ethyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene and the like can be mentioned. .
上記説明において、上述の炭化水素に由来する4価の基は、上述の炭化水素から4つの水素原子を除いて形成された4価の基である。4つの水素原子の除外箇所は、当該4つの水素原子を4つのカルボキシル基に置換した場合に、テトラカルボン酸二無水物構造を形成することができる箇所である。 In the above description, the tetravalent group derived from the above-described hydrocarbon is a tetravalent group formed by removing four hydrogen atoms from the above-mentioned hydrocarbon. The excluded portion of the four hydrogen atoms is a portion where a tetracarboxylic dianhydride structure can be formed when the four hydrogen atoms are substituted with four carboxyl groups.
4価の脂肪族炭化水素基としては、下記式で表される4価の基が好ましい。なお、下記式において、*は結合手を示す。 The tetravalent aliphatic hydrocarbon group is preferably a tetravalent group represented by the following formula. In the following formula, * indicates a bond.
ポリイミド(A1)において、イミド化率は、好ましくは5%以上、より好ましくは7.5%以上、さらに好ましくは10%以上である。イミド化率の上限値は、好ましくは50%、より好ましくは30%である。イミド化率が前記範囲にあると、耐熱性および露光部分の現像液に対する溶解性の点で好ましい。イミド化率は、実施例記載の条件により測定することができる。 In the polyimide (A1), the imidation ratio is preferably 5% or more, more preferably 7.5% or more, and further preferably 10% or more. The upper limit value of the imidization rate is preferably 50%, more preferably 30%. When the imidation ratio is in the above range, it is preferable from the viewpoint of heat resistance and solubility of the exposed portion in the developer. The imidization rate can be measured under the conditions described in the examples.
ポリイミド(A1)において、式(A1)、式(A2−1)、式(A2−2)で表される構造単位の合計含有量は、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。 In the polyimide (A1), the total content of the structural units represented by the formula (A1), formula (A2-1), and formula (A2-2) is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more. Preferably it is 70 mass% or more, Most preferably, it is 80 mass% or more.
《ポリイミド前駆体(A2)》
ポリイミド前駆体(A2)は、脱水・環化(イミド化)によって、ポリイミド(A1)、好ましくは式(A1)で表される構造単位を有するポリイミド(A1)を生成することができる化合物である。ポリイミド前駆体(A2)としては、例えば、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体が挙げられる。 << Polyimide precursor (A2) >>
The polyimide precursor (A2) is a compound that can generate a polyimide (A1), preferably a polyimide (A1) having a structural unit represented by the formula (A1), by dehydration and cyclization (imidization). . Examples of the polyimide precursor (A2) include polyamic acid and polyamic acid derivatives.
(ポリアミック酸)
ポリアミック酸は、式(A2−1)で表される構造単位を有する。 (Polyamic acid)
The polyamic acid has a structural unit represented by the formula (A2-1).
ポリアミック酸において、式(A2−1)で表される構造単位の含有量は、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。 In the polyamic acid, the content of the structural unit represented by the formula (A2-1) is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more. is there.
(ポリアミック酸誘導体)
ポリアミック酸誘導体は、ポリアミック酸のエステル化等により合成される誘導体である。ポリアミック酸誘導体としては、例えば、ポリアミック酸が有する式(A2−1)で表される構造単位中のカルボキシル基の水素原子を他の基に置換した重合体が挙げられ、ポリアミック酸エステルが好ましい。 (Polyamic acid derivative)
The polyamic acid derivative is a derivative synthesized by esterification of polyamic acid or the like. As a polyamic acid derivative, the polymer which substituted the hydrogen atom of the carboxyl group in the structural unit represented by the formula (A2-1) which a polyamic acid has with another group is mentioned, for example, A polyamic acid ester is preferable.
ポリアミック酸エステルは、ポリアミック酸が有するカルボキシル基の少なくとも一部がエステル化された重合体である。ポリアミック酸エステルとしては、式(A1)で表される構造単位を有するポリイミド(A1)を生成することができる、式(A2−2)で表される構造単位を有する重合体が挙げられる。 The polyamic acid ester is a polymer in which at least a part of the carboxyl group of the polyamic acid is esterified. Examples of the polyamic acid ester include a polymer having a structural unit represented by the formula (A2-2) that can produce a polyimide (A1) having the structural unit represented by the formula (A1).
ポリアミック酸エステルにおいて、式(A2−2)で表される構造単位の含有量は、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。 In the polyamic acid ester, the content of the structural unit represented by the formula (A2-2) is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more. It is.
《ポリイミド(A1)およびポリイミド前駆体(A2)の合成方法》
ポリイミド前駆体(A2)であるポリアミック酸は、例えば、テトラカルボン酸二無水物と、水酸基を有するジアミン及び必要に応じて他のジアミンとを組み合わせて重合させることにより、得ることができる。これらの使用割合は、例えば前記テトラカルボン酸二無水物1モルに対して前記の全ジアミンを0.3〜4モル、好ましくは略等モルである。前記重合において、前記テトラカルボン酸二無水物および前記の全ジアミンの混合溶液を50℃〜200℃、1時間〜24時間加熱することが好ましい。 << Synthesis Method of Polyimide (A1) and Polyimide Precursor (A2) >>
The polyamic acid which is a polyimide precursor (A2) can be obtained, for example, by polymerizing a tetracarboxylic dianhydride, a diamine having a hydroxyl group and, if necessary, another diamine in combination. The proportion of these used is, for example, 0.3 to 4 mol, preferably approximately equimolar, with respect to 1 mol of the tetracarboxylic dianhydride. In the polymerization, the mixed solution of the tetracarboxylic dianhydride and the total diamine is preferably heated at 50 ° C. to 200 ° C. for 1 hour to 24 hours.
ポリイミド前駆体(A2)であるポリアミック酸誘導体は、上記ポリアミック酸のカルボキシル基をエステル化するなどして合成することができる。エステル化の方法としては、特に限定はなく、公知の方法を適用することができる。 The polyamic acid derivative which is the polyimide precursor (A2) can be synthesized by esterifying the carboxyl group of the polyamic acid. There is no limitation in particular as a method of esterification, A well-known method is applicable.
ポリイミド(A1)は、例えば、上記方法でポリアミック酸を合成した後、このポリアミック酸を脱水・環化(イミド化)することで合成することができ;また、上記方法でポリアミック酸誘導体を合成した後、このポリアミック酸誘導体をイミド化することで合成することもできる。 The polyimide (A1) can be synthesized, for example, by synthesizing a polyamic acid by the above method and then dehydrating and cyclizing (imidizing) the polyamic acid; and a polyamic acid derivative is synthesized by the above method. Then, it can also synthesize | combine by imidating this polyamic acid derivative.
ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体のイミド化反応としては、加熱イミド化反応や化学イミド化反応等の公知の方法の適用が可能である。加熱イミド化反応の場合、ポリアミック酸及び/又はポリアミック酸誘導体を含む溶液を120℃〜210℃、1時間〜16時間加熱することが好ましい。 As the imidization reaction of the polyamic acid and the polyamic acid derivative, known methods such as a heat imidization reaction and a chemical imidation reaction can be applied. In the case of the heating imidization reaction, it is preferable to heat a solution containing a polyamic acid and / or a polyamic acid derivative at 120 ° C. to 210 ° C. for 1 hour to 16 hours.
また、テトラカルボン酸二無水物に対してジアミンを過剰に用いた場合は、ポリイミド、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体の末端基を封止する末端封止剤として、例えば、無水マレイン酸等のジカルボン酸無水物を用いてもよい。 Moreover, when diamine is used excessively with respect to tetracarboxylic dianhydride, for example, dicarboxylic acid such as maleic anhydride is used as an end-capping agent for sealing the end groups of polyimide, polyamic acid and polyamic acid derivatives. Anhydrides may be used.
ポリイミド(A1)およびポリイミド前駆体(A2)等の樹脂(A)の合成に用いる重合溶剤としては、これらの合成用の原料や、前記樹脂(A)を溶解させることができる溶剤が好ましい。重合溶剤としては、後述する溶剤(E)として例示した溶剤と同様の溶剤を使用することができる。後述する他の樹脂(A3)〜(A6)の合成においても同様である。 As a polymerization solvent used for the synthesis of the resin (A) such as the polyimide (A1) and the polyimide precursor (A2), a raw material for synthesis and a solvent capable of dissolving the resin (A) are preferable. As a polymerization solvent, the solvent similar to the solvent illustrated as the solvent (E) mentioned later can be used. The same applies to the synthesis of other resins (A3) to (A6) described later.
ポリイミド(A1)およびポリイミド前駆体(A2)は、水酸基を有する上記特定構造を有することが好ましく、これにより、後述する溶剤(E)への優れた溶解性を有する。 The polyimide (A1) and the polyimide precursor (A2) preferably have the specific structure having a hydroxyl group, and thereby have excellent solubility in the solvent (E) described later.
《アクリル樹脂(A3)》
アクリル樹脂(A3)としては、例えば、カルボキシル基を有するラジカル重合性モノマーを少なくとも重合させて得られる樹脂である。例えば、架橋性基を有するラジカル重合性モノマー(a3−1)、カルボキシル基を有するラジカル重合性モノマー(a3−2)、および前記重合性モノマーと共重合可能なその他のラジカル重合性モノマー(a3−3)を重合させて得られる樹脂が挙げられる。 << Acrylic resin (A3) >>
The acrylic resin (A3) is, for example, a resin obtained by polymerizing at least a radical polymerizable monomer having a carboxyl group. For example, a radical polymerizable monomer (a3-1) having a crosslinkable group, a radical polymerizable monomer (a3-2) having a carboxyl group, and other radical polymerizable monomers (a3- Examples thereof include resins obtained by polymerizing 3).
以下、前記モノマー(a3−1)〜(a3−3)を各々「成分(a3−1)〜(a3−3)」ともいい、ここで用いられる成分(a3−1)、成分(a3−2)および成分(a3−3)について順次説明する。 Hereinafter, the monomers (a3-1) to (a3-3) are also referred to as “components (a3-1) to (a3-3)”, respectively, and the components (a3-1) and (a3-2) used here. ) And component (a3-3) will be sequentially described.
(成分(a3−1))
成分(a3−1)における架橋性基は、カルボキシル基以外の架橋性基であり、例えばエポキシ基、オキセタニル基が挙げられる。 (Component (a3-1))
The crosslinkable group in the component (a3-1) is a crosslinkable group other than a carboxyl group, and examples thereof include an epoxy group and an oxetanyl group.
成分(a3−1)としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、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−メチル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−(メタ)アクリロキシエチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロキシエチルオキセタン、p−ビニル安息香酸3−エチルオキセタン−3−イルメチルエステル、p−ビニルフェニル−3−エチルオキセタ−3−イルメチルエーテルを挙げることができる。成分(a3−1)を使用して得られたアクリル樹脂(A3)を用いると、耐熱性、耐薬品性が高く、かつ小さなパターンを形成することができる。 Examples of the component (a3-1) include glycidyl (meth) acrylate, methyl glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3-methyl-3- (meth) acryloxymethyloxetane, 3-ethyl-3- (meth) acryloxymethyl oxetane, 3-methyl-3- (meth) acryloxyethyl oxetane, 3-ethyl-3- (meth) acryloxyethyl oxetane, 3-ethyl p-vinylbenzoate Examples include oxetane-3-ylmethyl ester and p-vinylphenyl-3-ethyloxet-3-ylmethyl ether. When the acrylic resin (A3) obtained by using the component (a3-1) is used, heat resistance and chemical resistance are high, and a small pattern can be formed.
成分(a3−1)は単独でも、または2種以上を混合しても使用することができる。 The component (a3-1) can be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂(A3)の合成に際しては、成分(a3−1)を、好ましくは、全モノマーの総質量に対して1〜70質量%用いる。このような範囲であると、本発明の組成物から得られるパターンのサイズがマスク寸法に近くなり、また塗膜の耐薬品性が高くなるので好ましい。成分(a3−1)の前記範囲が10〜65質量%であると、耐熱性が高くなりより好ましい。成分(a3−1)の前記範囲が15〜50質量%であると、現像性がより良好となるためさらに好ましい。 In synthesizing the acrylic resin (A3), the component (a3-1) is preferably used in an amount of 1 to 70% by mass based on the total mass of all monomers. Such a range is preferable because the size of the pattern obtained from the composition of the present invention is close to the mask dimension and the chemical resistance of the coating film is increased. When the said range of a component (a3-1) is 10-65 mass%, heat resistance becomes high and is more preferable. It is further preferable that the range of the component (a3-1) is 15 to 50% by mass because the developability becomes better.
(成分(a3−2))
成分(a3−2)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]、シクロヘキセン−3,4−ジカルボン酸モノ[2−(メタ)アクリロイロキシエチル]である。これらの中でも、(メタ)アクリル酸、コハク酸モノ(2−メタクリロイロキシエチル)が好ましく、特に(メタ)アクリル酸を用いると、組成物のパターンサイズがマスク寸法に近くなり、また、透明性が高く、現像残渣が少なく、保存安定性に優れた組成物が得られる。 (Component (a3-2))
Examples of the component (a3-2) include (meth) acrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, cinnamic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, and ω-carboxypolycaprolactone. Mono (meth) acrylate, succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], maleic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], cyclohexene-3,4-dicarboxylic acid mono [2- (meta ) Acryloyloxyethyl]. Among these, (meth) acrylic acid and succinic acid mono (2-methacryloyloxyethyl) are preferable. Particularly, when (meth) acrylic acid is used, the pattern size of the composition is close to the mask dimension, and transparency. Is high, there are few development residues, and the composition excellent in storage stability is obtained.
成分(a3−2)は単独でも、または2種以上を混合しても使用することができる。 The component (a3-2) can be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂(A3)の合成に際しては、成分(a3−2)を、好ましくは、全モノマーの総質量に対して5〜50質量%用いる。このような範囲であると、本発明の組成物のアルカリ水溶液での現像性が良好となり好ましい。成分(a3−2)の前記範囲が6〜40質量%であると、パターンサイズがマスク寸法に近くなるためより好ましい。成分(a3−2)の前記範囲が7〜32質量%であると、組成物が高感度となるためさらに好ましい。 In synthesizing the acrylic resin (A3), the component (a3-2) is preferably used in an amount of 5 to 50% by mass based on the total mass of all monomers. Within such a range, the developability of the composition of the present invention with an alkaline aqueous solution is improved, which is preferable. It is more preferable that the range of the component (a3-2) is 6 to 40% by mass because the pattern size is close to the mask dimension. It is more preferable that the range of the component (a3-2) is 7 to 32% by mass because the composition becomes highly sensitive.
(成分(a3−3))
成分(a3−3)は、成分(a3−1)および(a3−2)と共重合可能なラジカル重合性モノマーであれば、特に限定されるものではない。例えば、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルメチルスチレン、(メタ)アクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、N−フェニルマレイミド、N−アクリロイルモルホリン、インデンが挙げられ、また、5−テトラヒドロフルフリルオキシカルボニルペンチルアクリレート等の、テトラヒドロフルフリルアルコールをε−カプロラクトンで変性して得られる化合物の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。 (Component (a3-3))
The component (a3-3) is not particularly limited as long as it is a radical polymerizable monomer copolymerizable with the components (a3-1) and (a3-2). For example, styrene, methylstyrene, vinyltoluene, chloromethylstyrene, (meth) acrylamide, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxy Ethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl ( (Meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, N-phenylmaleimide, N-acryloylmorpholine, indene, and 5-tetrahydrofurfurylo Such as aryloxycarbonyl pentyl acrylate, (meth) acrylic acid ester of the compound obtained by modifying tetrahydrofurfuryl alcohol ε- caprolactone.
成分(a3−3)がアクリル樹脂(A3)の合成に用いられる全モノマーの総質量に対して15〜85質量%の範囲で用いられると、本発明の組成物を塗布、露光、現像したときに、パターンサイズがマスク寸法に近くなり、かつ、低露光量で所望のパターンを得ることができるので好ましい。現像時間と密着性のバランスを考慮すると、成分(a3−3)の前記範囲は20〜78質量%が好ましい。 When the component (a3-3) is used in a range of 15 to 85% by mass with respect to the total mass of all monomers used for the synthesis of the acrylic resin (A3), the composition of the present invention is applied, exposed and developed. Furthermore, the pattern size is close to the mask dimension, and a desired pattern can be obtained with a low exposure amount, which is preferable. Considering the balance between development time and adhesion, the range of the component (a3-3) is preferably 20 to 78% by mass.
(アクリル樹脂(A3)の重合方法)
アクリル樹脂(A3)は、例えば、成分(a3−1)、成分(a3−2)および成分(a3−3)を含有するラジカル重合性モノマーの混合物を重合させて得ることができる。前記モノマーの重合方法は特に制限されないが、溶媒を用いた溶液中でのラジカル重合が好ましい。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50℃〜150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常3〜24時間の範囲である。また、当該重合は、加圧、減圧または大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。 (Acrylic resin (A3) polymerization method)
The acrylic resin (A3) can be obtained, for example, by polymerizing a mixture of radically polymerizable monomers containing the component (a3-1), the component (a3-2) and the component (a3-3). The method for polymerizing the monomer is not particularly limited, but radical polymerization in a solution using a solvent is preferable. The polymerization temperature is not particularly limited as long as radicals are sufficiently generated from the polymerization initiator to be used, but is usually in the range of 50 ° C to 150 ° C. The polymerization time is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 24 hours. In addition, the polymerization can be performed under any pressure of pressure, reduced pressure, or atmospheric pressure.
アクリル樹脂(A3)を合成する際に用いる重合開始剤としては、熱によりラジカルを発生する化合物が挙げられ、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系開始剤や、過酸化ベンゾイル等の過酸化物系開始剤を使用することができる。分子量を調節するために、チオグリコール酸等の連鎖移動剤を適量添加してもよい。 Examples of the polymerization initiator used when synthesizing the acrylic resin (A3) include compounds that generate radicals by heat, and examples thereof include azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropyl). An azo initiator such as Pionate) or a peroxide initiator such as benzoyl peroxide can be used. In order to adjust the molecular weight, a suitable amount of a chain transfer agent such as thioglycolic acid may be added.
《ポリシロキサン(A4)》
ポリシロキサン(A4)としては、例えば、式(a4)で表されるオルガノシランを反応させて得られるポリシロキサンが挙げられる。 << Polysiloxane (A4) >>
Examples of the polysiloxane (A4) include polysiloxane obtained by reacting an organosilane represented by the formula (a4).
上記置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アミノ基、水酸基、メルカプト基、(メタ)アクリロイルオキシ基から選ばれる少なくとも1種である。 Examples of the substituent include at least one selected from a halogen atom, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, and a (meth) acryloyloxy group.
R1およびR2におけるアルキル基及びその置換体としては、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、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル基が挙げられる。Examples of the alkyl group and its substituent in R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, and an n-decyl group. , Trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group, 3- (meth) acryloyloxypropyl group Can be mentioned.
R1におけるアルケニル基としては、例えば、ビニル基が挙げられる。Examples of the alkenyl group for R 1 include a vinyl group.
R1におけるアリール基含有基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基;p−ヒドロキシフェニル基等のヒドロキシアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;1−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基等のヒドロキシアラルキル基;4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチル基が挙げられる。Examples of the aryl group-containing group in R 1 include an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group; a hydroxyaryl group such as a p-hydroxyphenyl group; an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group; -Hydroxyphenyl) ethyl group, hydroxy (aralkyl group) such as 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group; 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyl group.
R1におけるエポキシ環含有基としては、例えば、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基が挙げられる。Examples of the epoxy ring-containing group in R 1 include a 3-glycidoxypropyl group and a 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group.
R2におけるアシル基としては、例えば、アセチル基が挙げられる。Examples of the acyl group for R 2 include an acetyl group.
R2におけるアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。Examples of the aryl group for R 2 include a phenyl group.
式(a4)中のnは、0〜3の整数である。n=0の場合は4官能性シラン、n=1の場合は3官能性シラン、n=2の場合は2官能性シラン、n=3の場合は1官能性シランである。 N in the formula (a4) is an integer of 0 to 3. A tetrafunctional silane when n = 0, a trifunctional silane when n = 1, a bifunctional silane when n = 2, and a monofunctional silane when n = 3.
オルガノシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラフェノキシシラン等の4官能性シラン;メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチ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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等の3官能性シラン;ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等の2官能性シラン;トリメチルメトキシシラン等の1官能性シランが挙げられる。これらのオルガノシランの中でも、絶縁膜の耐クラック性と硬度の点から、3官能性シランが好ましい。 Examples of the organosilane include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane and tetraphenoxysilane; methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, phenyl Trimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Trifunctional silanes such as methoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane Bifunctional silane such emissions; include monofunctional silanes such as trimethyl methoxy silane. Among these organosilanes, trifunctional silanes are preferable from the viewpoint of crack resistance and hardness of the insulating film.
オルガノシランとしては、例えば、特開2013−210558号、特開2014−106250号、特開2014−149330号等の公報に記載された化合物も挙げられる。 Examples of the organosilane include compounds described in JP 2013-210558 A, JP 2014-106250 A, JP 2014-149330 A, and the like.
オルガノシランは1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Organosilanes may be used singly or in combination of two or more.
絶縁膜の耐クラック性と硬度を両立させる点から、ポリシロキサン(A4)中に含まれるフェニル基の含有量は、Si原子100モルに対して、20〜70モルが好ましく、さらに好ましくは35〜55モルである。フェニル基の含有量が前記上限値以下であると、硬度の高い絶縁膜が得られる傾向にあり、フェニル基の含有量が前記下限値以上であると耐クラック性の高い絶縁膜が得られる傾向にある。フェニル基の含有量は、例えば、ポリシロキサン(A4)の29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積との比から求めることができる。From the viewpoint of achieving both crack resistance and hardness of the insulating film, the content of the phenyl group contained in the polysiloxane (A4) is preferably 20 to 70 mol, more preferably 35 to 100 mol of Si atoms. 55 moles. When the phenyl group content is less than or equal to the above upper limit value, an insulating film having a high hardness tends to be obtained, and when the phenyl group content is greater than or equal to the lower limit value, an insulating film having a high crack resistance tends to be obtained. It is in. The content of the phenyl group is measured, for example, by measuring the 29 Si-nuclear magnetic resonance spectrum of polysiloxane (A4), and the peak area of Si to which the phenyl group is bonded and the peak area of Si to which the phenyl group is not bonded. It can be obtained from the ratio.
ポリシロキサン(A4)は、例えば、上述のオルガノシランを加水分解および部分縮合させることにより得られる。加水分解および部分縮合には一般的な方法を用いることができる。例えば、オルガノシランに溶媒、水、必要に応じて触媒を添加し、加熱攪拌する。攪拌中、必要に応じて蒸留によって、アルコール等の加水分解副生物や水等の縮合副生物を留去してもよい。反応温度は特に限定されないが、通常0℃〜200℃の範囲である。反応時間も特に限定されないが、通常1〜48時間の範囲である。 The polysiloxane (A4) can be obtained, for example, by hydrolyzing and partially condensing the above organosilane. A general method can be used for hydrolysis and partial condensation. For example, a solvent, water and, if necessary, a catalyst are added to organosilane, and the mixture is heated and stirred. During the stirring, hydrolysis by-products such as alcohol and condensation by-products such as water may be distilled off as necessary. Although reaction temperature is not specifically limited, Usually, it is the range of 0 to 200 degreeC. The reaction time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 48 hours.
溶媒の添加量は、オルガノシラン100質量部に対して10〜1000質量部が好ましい。また、加水分解反応に用いる水の添加量は、加水分解性基1モルに対して0.5〜2モルが好ましい。 The addition amount of the solvent is preferably 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organosilane. Moreover, the addition amount of water used for the hydrolysis reaction is preferably 0.5 to 2 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group.
触媒としては、例えば、酸触媒、塩基触媒が挙げられる。酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、多価カルボン酸またはその無水物等が挙げられる。塩基触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシラン等が挙げられる。触媒の添加量は、オルガノシラン100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましい。 Examples of the catalyst include an acid catalyst and a base catalyst. Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, polyvalent carboxylic acid, and anhydrides thereof. Examples of the base catalyst include triethylamine, tripropylamine, trioctylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and alkoxysilane having an amino group. The addition amount of the catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organosilane.
《ポリベンゾオキサゾール(A5)》
ポリベンゾオキサゾール(A5)は、式(A5)で表される構造単位を有することが好ましい。 << Polybenzoxazole (A5) >>
The polybenzoxazole (A5) preferably has a structural unit represented by the formula (A5).
式(A5)中、X1は、芳香族環を少なくとも1つ含む基であればよく、特に限定されないが、直線構造を有している基が好適に用いられ、1〜4つの芳香族環を有している基が好ましく、2つの芳香族環を有している基がより好ましい。これにより、ポリベンゾオキサゾール(A5)を剛直性に優れるものとすることができる。なお、X1に含まれる芳香族環は、置換または無置換のいずれの環であってもよい。In formula (A5), X 1 may be a group containing at least one aromatic ring, and is not particularly limited, but a group having a linear structure is preferably used, and 1 to 4 aromatic rings are used. A group having an aromatic ring is preferred, and a group having two aromatic rings is more preferred. Thereby, polybenzoxazole (A5) can be made excellent in rigidity. The aromatic ring contained in X 1 may be either a substituted or unsubstituted ring.
X1の構造としては、例えば、下記式に示す基が挙げられる。なお、下記式において、*は結合手を示す。Examples of the structure of X 1 include a group represented by the following formula. In the following formula, * indicates a bond.
X1に芳香族環が2つ以上含まれる場合、複数の芳香族環は、連結多環系および縮合多環系のいずれの構造をなしていてもよいが、連結多環系の構造をなしていることが好ましい。これにより、ポリベンゾオキサゾール(A5)を遮光性および剛直性の双方に優れるものとすることができる。When X 1 contains two or more aromatic rings, the plurality of aromatic rings may have either a linked polycyclic system or a condensed polycyclic structure, but have a linked polycyclic structure. It is preferable. Thereby, polybenzoxazole (A5) can be made excellent in both light-shielding property and rigidity.
X1の総炭素数は、6〜24であることが好ましく、6〜18であることがより好ましく、6〜14であることがさらに好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。The total carbon number of X 1 is preferably 6 to 24, more preferably 6 to 18, and still more preferably 6 to 14. Thereby, the said effect can be exhibited more notably.
これらのことを考慮すると、X1としては、ビフェニレン基またはその誘導体が特に好ましい。これにより、特に剛直性に優れたポリベンゾオキサゾール(A5)とすることができる。Considering these, X 1 is particularly preferably a biphenylene group or a derivative thereof. Thereby, it can be set as polybenzoxazole (A5) excellent in especially rigidity.
式(A5)中、Y1は、脂環式炭化水素環および芳香族炭化水素環から選ばれる環を少なくとも1つ含む基であればよく、特に限定されないが、1〜4つの脂環式炭化水素環を有している基が好ましく、1つの脂環式炭化水素環を有している基がより好ましい。これにより、ポリベンゾオキサゾール(A5)を剛直性および耐光性に優れるものとすることができる。なお、Y1に含まれる脂環式炭化水素環および芳香族炭化水素環は、置換または無置換のいずれの環であってもよい。In formula (A5), Y 1 is not particularly limited as long as Y 1 is a group containing at least one ring selected from an alicyclic hydrocarbon ring and an aromatic hydrocarbon ring, but 1 to 4 alicyclic carbonizations A group having a hydrogen ring is preferable, and a group having one alicyclic hydrocarbon ring is more preferable. Thereby, polybenzoxazole (A5) can be made excellent in rigidity and light resistance. The alicyclic hydrocarbon ring and aromatic hydrocarbon ring contained in Y 1 may be either substituted or unsubstituted rings.
Y1の構造としては、例えば、下記式に示す基が挙げられる。なお、下記式において、*は結合手を示す。Examples of the structure of Y 1 include a group represented by the following formula. In the following formula, * indicates a bond.
これらのことを考慮すると、Y1としては、シクロへキシレン基またはその誘導体が特に好ましい。Y1としてシクロへキシレン基を選択した場合、シクロヘキシレン基は、その立体構造が椅子型トランス配置であることが好ましい。これにより、舟型の構造を選択した場合と比較して、ポリベンゾオキサゾール(A5)とした際に弾性率の向上を図ることができる。Considering these, Y 1 is particularly preferably a cyclohexylene group or a derivative thereof. When a cyclohexylene group is selected as Y 1 , the cyclohexylene group preferably has a chair-type trans configuration. Thereby, compared with the case where a boat-type structure is selected, the elastic modulus can be improved when polybenzoxazole (A5) is used.
ポリベンゾオキサゾール(A5)は、以下に説明するポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)の環化反応によって得ることができる。ここでの環化反応は完全に進めてもよく、部分的に進めてもよい。すなわち環化率は100%でなくともよい。このため、ポリベンゾオキサゾール(A5)は、以下に説明する、式(A6)で表される構造単位をさらに有してもよい。 The polybenzoxazole (A5) can be obtained by a cyclization reaction of the polybenzoxazole precursor (A6) described below. The cyclization reaction here may proceed completely or partially. That is, the cyclization rate may not be 100%. For this reason, polybenzoxazole (A5) may further have a structural unit represented by the formula (A6) described below.
ポリベンゾオキサゾール(A5)において、環化率は、好ましくは5%以上、より好ましくは7.5%以上、さらに好ましくは10%以上である。環化率の上限値は、好ましくは50%、より好ましくは30%である。環化率が前記範囲にあると、耐熱性および露光部分の現像液に対する溶解性の点で好ましい。環化率は実施例記載のイミド化率と同様に測定することができる。ただし、ポリベンゾオキサゾール(A5)の場合、ベンゾオキサゾール環由来の1557cm-1付近、1574cm-1付近の吸収ピークをもとに環化率を測定することができる。In the polybenzoxazole (A5), the cyclization rate is preferably 5% or more, more preferably 7.5% or more, and further preferably 10% or more. The upper limit of the cyclization rate is preferably 50%, more preferably 30%. When the cyclization rate is within the above range, it is preferable from the viewpoint of heat resistance and solubility of the exposed portion in the developer. The cyclization rate can be measured in the same manner as the imidation rate described in the Examples. However, in the case of polybenzoxazole (A5), around 1557cm -1 from benzoxazole ring, an absorption peak around 1574 -1 can be measured cyclization ratio based.
ポリベンゾオキサゾール(A5)において、式(A5)、式(A6)で表される構造単位の合計含有量は、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。 In polybenzoxazole (A5), the total content of the structural units represented by formula (A5) and formula (A6) is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, Especially preferably, it is 80 mass% or more.
《ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)》
ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)は、脱水・環化によって、ポリベンゾオキサゾール(A5)、好ましくは式(A5)で表される構造単位を有するポリベンゾオキサゾール(A5)を生成することができる化合物である。前駆体(A6)は、例えば、式(A6)で表される構造単位を有する。 << Polybenzoxazole precursor (A6) >>
The polybenzoxazole precursor (A6) is a compound capable of generating polybenzoxazole (A5), preferably polybenzoxazole (A5) having a structural unit represented by the formula (A5) by dehydration and cyclization. It is. The precursor (A6) has, for example, a structural unit represented by the formula (A6).
ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)において、式(A6)で表される構造単位の含有量は、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。 In the polybenzoxazole precursor (A6), the content of the structural unit represented by the formula (A6) is usually 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass. It is at least mass%.
《ポリベンゾオキサゾール(A5)およびその前駆体(A6)の合成方法》
ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)は、例えば、脂環式炭化水素環を少なくとも1つ含む、ジカルボン酸、そのジエステル体およびそのジハライド体から選ばれる少なくとも1種と、芳香族環を少なくとも1つ含み、水酸基を2つ有するジアミンとを重合させることにより、得ることができる。これらの使用割合は、例えば前記ジカルボン酸とジエステル体とジハライド体との合計1モルに対して前記ジアミンを0.5〜4モル、好ましくは1〜2モルである。前記重合において、前記混合溶液を50℃〜200℃、1時間〜72時間加熱することが好ましい。 << Method of synthesizing polybenzoxazole (A5) and its precursor (A6) >>
The polybenzoxazole precursor (A6) includes, for example, at least one alicyclic hydrocarbon ring, at least one selected from dicarboxylic acids, diesters thereof, and dihalides thereof, and at least one aromatic ring. It can be obtained by polymerizing a diamine having two hydroxyl groups. These usage ratios are 0.5-4 mol with respect to the sum total of 1 mol of the said dicarboxylic acid, a diester body, and a dihalide body, Preferably it is 1-2 mol. In the polymerization, the mixed solution is preferably heated at 50 to 200 ° C. for 1 to 72 hours.
ポリベンゾオキサゾール(A5)は、例えば、上記方法でポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)を合成した後、このポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)を脱水・環化することで合成することができる。 The polybenzoxazole (A5) can be synthesized, for example, by synthesizing the polybenzoxazole precursor (A6) by the above method and then dehydrating and cyclizing the polybenzoxazole precursor (A6).
ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)の環化反応としては、公知の方法の適用が可能である。加熱環化反応の場合、ポリベンゾオキサゾール前駆体(A6)を含む溶液を150℃〜400℃、1時間〜16時間加熱することが好ましい。必要に応じて、トルエン、キシレン、メシチレン等の共沸溶剤を使用して系内の水を除去しながら行ってもよい。 A known method can be applied as the cyclization reaction of the polybenzoxazole precursor (A6). In the case of the thermal cyclization reaction, it is preferable to heat the solution containing the polybenzoxazole precursor (A6) at 150 to 400 ° C. for 1 to 16 hours. If necessary, it may be carried out while removing water in the system using an azeotropic solvent such as toluene, xylene, mesitylene and the like.
[感光剤(B)]
感光剤(B)は、放射線の照射を含む処理によって、酸を発生する化合物、ラジカルを発生する化合物、カチオンを発生する化合物である。放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線が挙げられる。感放射線性樹脂組成物は、感光剤(B)を含有することで、感放射線特性を発揮することができ、かつ良好な放射線感度を有することができる。感光剤(B)としては、光酸発生剤が好ましい。 [Photosensitive agent (B)]
The photosensitive agent (B) is a compound that generates an acid, a compound that generates a radical, or a compound that generates a cation by a treatment including irradiation of radiation. Examples of radiation include visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, and charged particle beams. By containing the photosensitizer (B), the radiation-sensitive resin composition can exhibit radiation-sensitive characteristics and can have good radiation sensitivity. As the photosensitive agent (B), a photoacid generator is preferred.
本発明の組成物における感光剤(B)の含有量は、樹脂(C)および樹脂(A)の合計100質量部に対して、通常1〜80質量部であり、好ましくは5〜60質量部、より好ましくは10〜55質量部である。本発明の組成物における感光剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、通常5〜100質量部であり、好ましくは10〜60質量部、より好ましくは15〜55質量部である。 The content of the photosensitive agent (B) in the composition of the present invention is usually 1 to 80 parts by mass, preferably 5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the resin (C) and the resin (A). More preferably, it is 10-55 mass parts. Content of the photosensitive agent (B) in the composition of this invention is 5-100 mass parts normally with respect to 100 mass parts of resin (A), Preferably it is 10-60 mass parts, More preferably, it is 15-55. Part by mass.
感光剤(B)の含有量を前記範囲とすることで、現像液となるアルカリ水溶液等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、パターニング性能を向上させることができる。 By setting the content of the photosensitive agent (B) in the above range, the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion with respect to an alkaline aqueous solution or the like serving as a developer can be increased, and the patterning performance can be improved.
<酸を発生する化合物>
酸を発生する化合物としては、光酸発生剤が挙げられ、例えば、キノンジアジド化合物、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、N−スルホニルオキシイミド化合物、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が挙げられる。光酸発生剤を用いることで、ポジ型の感放射線特性を発揮する組成物を得ることができる。 <Compound that generates acid>
Examples of the acid-generating compound include a photoacid generator, such as a quinonediazide compound, an oxime sulfonate compound, an onium salt, an N-sulfonyloxyimide compound, a halogen-containing compound, a diazomethane compound, a sulfone compound, and a sulfonic acid ester compound. Examples thereof include carboxylic acid ester compounds. By using a photoacid generator, a composition exhibiting positive radiation sensitive properties can be obtained.
感光剤(B)としては、キノンジアジド化合物、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル化合物が好ましく、キノンジアジド化合物、オキシムスルホネート化合物がより好ましく、キノンジアジド化合物が特に好ましい。 As a photosensitizer (B), a quinone diazide compound, an oxime sulfonate compound, an onium salt, and a sulfonate compound are preferable, a quinone diazide compound and an oxime sulfonate compound are more preferable, and a quinone diazide compound is particularly preferable.
《キノンジアジド化合物》
キノンジアジド化合物は、放射線の照射およびアルカリ水溶液を用いた現像を含む処理によってカルボン酸を発生する。キノンジアジド化合物としては、例えば、フェノール性化合物またはアルコール性化合物と、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が挙げられる。 <Quinonediazide compound>
The quinonediazide compound generates carboxylic acid by processing including irradiation with radiation and development using an aqueous alkali solution. Examples of the quinonediazide compound include a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide.
キノンジアジド化合物としては、例えば、特開2014−111723号、特開2014−149330号、特開2014−170080号、特開2015−4000号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the quinonediazide compound include compounds described in JP-A No. 2014-111723, JP-A No. 2014-149330, JP-A No. 2014-170080, JP-A No. 2015-4000, and the like.
キノンジアジド化合物の市販品としては、例えば、商品名「MG−300」、「NT−200」、「NT−300P」、「TS−200」(いずれも東洋合成工業(株)製)を挙げることができる。 Examples of commercially available quinonediazide compounds include trade names “MG-300”, “NT-200”, “NT-300P”, and “TS-200” (all manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.). it can.
《その他の例》
オキシムスルホネート化合物の具体例としては、例えば、特開2011−227106号、特開2012−234148号、特開2013−054125号等の公報に記載された化合物が挙げられる。オニウム塩の具体例としては、例えば、特許第5208573号、特許第5397152号、特許第5413124号、特開2004−2110525号、特開2008−129423号、特開2010−215616号および特開2013−228526号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 《Other examples》
Specific examples of the oxime sulfonate compound include compounds described in JP 2011-227106 A, JP 2012-234148 A, JP 2013-054125 A, and the like. Specific examples of the onium salt include, for example, Japanese Patent No. 5208573, Japanese Patent No. 5397152, Japanese Patent No. 5413124, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-210525, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-129623, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-215616, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-2013. And compounds described in publications such as No. 228526.
その他の酸発生剤の具体例としては、例えば、特許49242256号、特開2011−064770号、特開2011−232648号、特開2012−185430号、特開2013−242540号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 Specific examples of other acid generators are described in, for example, Japanese Patent Nos. 49242256, 2011-0664770, 2011-232648, 2012-185430, 2013-242540, and the like. Compounds.
<ラジカルを発生する化合物>
ラジカルを発生する化合物としては、光ラジカル重合開始剤が挙げられ、例えば、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、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アントラキノン類、チオキサントン類が挙げられる。光ラジカル重合開始剤を用いることで、ネガ型の感放射線特性を発揮する組成物を得ることができる。 <Compound that generates radicals>
Examples of the compound that generates radicals include photo radical polymerization initiators, and examples thereof include alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, oxime ester compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, anthraquinones, and thioxanthones. By using a photo radical polymerization initiator, a composition exhibiting negative radiation sensitive properties can be obtained.
上記化合物としては、例えば、特開平11−060995号、特開2005−202387号、特開2006−285226号、特開2007−102070号、特開2010−049262号、特開2010−083970号、特開2012−241127号、特開2014−186342号、特開2015−050269号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the above compounds include JP-A-11-060995, JP-A-2005-202387, JP-A-2006-285226, JP-A-2007-102070, JP-A-2010-049262, JP-A-2010-083970, Examples thereof include compounds described in JP 2012-241127 A, JP 2014-186342 A, JP 2015-050269 A, and the like.
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、例えば、「IRACURE 127」、「IRACURE 651」、「IRACURE 369」、「IRACURE 379EG」、「IRACURE OXE01」、「IRACURE OXE02」(いずれもBASFジャパン(株)製)が挙げられる。 Examples of commercially available radical photopolymerization initiators include “IRACURE 127”, “IRACURE 651”, “IRACURE 369”, “IRACURE 379EG”, “IRACURE OXE01”, “IRACURE OXE02” (all of which are BASF Japan). Manufactured).
<カチオンを発生する化合物>
カチオンを発生する化合物としては、光カチオン重合開始剤が挙げられ、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩が挙げられる。光カチオン重合開始剤を用いることで、ネガ型の感放射線特性を発揮する組成物を得ることができる。 <Compounds that generate cations>
Examples of the compound that generates a cation include a photocation polymerization initiator, and examples thereof include a sulfonium salt, an iodonium salt, and a diazonium salt. By using a cationic photopolymerization initiator, a composition exhibiting negative radiation sensitive characteristics can be obtained.
スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系またはジアゾニウム塩系光カチオン重合開始剤としては、例えば、特開平11−060995号、特開2008−088253号、特開2010−074250号、特開2011−238307号、特開2012−157996号、特開2015−001667号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the sulfonium salt-based, iodonium salt-based, or diazonium salt-based photocationic polymerization initiator include, for example, JP-A-11-060995, JP-A-2008-088253, JP-A-2010-074250, and JP-A-2011-238307. Examples thereof include compounds described in JP 2012-157996, JP-A 2015-001667, and the like.
光カチオン重合開始剤の市販品としては、例えば、商品名「UVACURE1590」(ダイセル・サイテック(株)製)、「CPI−110P」(サンアプロ(株)製)等のスルホニウム塩系カチオン重合開始剤、「IRGACURE250」(BASFジャパン(株)製)、「WPI−113」(和光純薬(株)製)、「Rp−2074」(ローディア・ジャパン(株)製)等のヨードニウム塩系カチオン重合開始剤が挙げられる。 Examples of commercially available photocationic polymerization initiators include sulfonium salt cationic polymerization initiators such as trade names “UVACURE1590” (manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd.), “CPI-110P” (manufactured by San Apro Co., Ltd.), Iodonium salt cationic polymerization initiators such as “IRGACURE250” (BASF Japan Ltd.), “WPI-113” (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), “Rp-2074” (Rhodia Japan Ltd.) Is mentioned.
感光剤(B)は、1種単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。 A photosensitive agent (B) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
[樹脂(C)]
樹脂(C)は、式(C1)で表される構造単位を有する樹脂と、式(C2)で表される構造を有する樹脂とから選ばれる少なくとも1種の樹脂である。以下、前記式(C1)で表される構造単位を有する樹脂を「樹脂(C1)」ともいい、前記式(C2)で表される構造を有する樹脂を「樹脂(C2)」ともいう。 [Resin (C)]
The resin (C) is at least one resin selected from a resin having a structural unit represented by the formula (C1) and a resin having a structure represented by the formula (C2). Hereinafter, the resin having the structural unit represented by the formula (C1) is also referred to as “resin (C1)”, and the resin having the structure represented by the formula (C2) is also referred to as “resin (C2)”.
kは0〜9の整数であり、mは0〜9の整数であり、nは0〜9の整数である。k+m+nは、1〜9の整数であり、好ましくは2〜9の整数であり、より好ましくは2〜5の整数である。m=n=0の場合、すなわち式(C2)がA’−(CH(L)OH)kで表される場合、樹脂(C2)は例えばレゾール樹脂であり、m+nが1以上の整数の場合、樹脂(C2)は例えばレゾール樹脂の縮合物である。k is an integer of 0-9, m is an integer of 0-9, and n is an integer of 0-9. k + m + n is an integer of 1-9, preferably an integer of 2-9, more preferably an integer of 2-5. When m = n = 0, that is, when formula (C2) is represented by A ′-(CH (L) OH) k , the resin (C2) is, for example, a resole resin, and m + n is an integer of 1 or more Resin (C2) is, for example, a condensate of resole resin.
なお、式(C2)において、例えばnが2の場合、A’に−CH(L)−CH(L)−で表される基が結合しているのではなく、A’に−CH(L)−で表される基が2つ直接結合していることを示す。nが3以上の場合およびmが2以上の場合も同様である。 In formula (C2), for example, when n is 2, a group represented by -CH (L) -CH (L)-is not bonded to A ', but -CH (L )-Indicates that two groups are directly bonded. The same applies when n is 3 or more and m is 2 or more.
前記置換基Lを有する樹脂(C)を用いることで、アウトガスの発生量が少ない絶縁膜を形成することができ、また、パターニング性および放射線感度に優れた組成物を得ることができる。 By using the resin (C) having the substituent L, an insulating film with less outgas generation can be formed, and a composition excellent in patternability and radiation sensitivity can be obtained.
《2価の基A》
Aは、フェノール性水酸基を有する2価の芳香族基であり、式(c1−1)、式(c1−2)または式(c1−3)で表される2価の基であることが好ましい。 << Divalent group A >>
A is a divalent aromatic group having a phenolic hydroxyl group, and is preferably a divalent group represented by formula (c1-1), formula (c1-2), or formula (c1-3). .
a1は1〜4の整数である。b1は0〜3の整数である。a2〜a5およびb2〜b5はそれぞれ独立に0〜4の整数である。a6およびb6は0〜2の整数である。 a1 is an integer of 1 to 4. b1 is an integer of 0-3. a2 to a5 and b2 to b5 are each independently an integer of 0 to 4. a6 and b6 are integers of 0-2.
ただし、a2+a3は1以上6以下の整数であり、b2+b3は0以上5以下の整数であり、a2+a3+b2+b3は1以上6以下の整数であり;a4+a5+a6は1以上8以下の整数であり、b4+b5+b6は0以上7以下の整数であり、a4+a5+a6+b4+b5+b6は1以上8以下の整数である。また、1≦a1+b1≦4であり、a2+b2≦4であり、a3+b3≦4であり、a4+b4≦4であり、a5+b5≦4であり、a6+b6≦2である。 However, a2 + a3 is an integer from 1 to 6, b2 + b3 is an integer from 0 to 5, a2 + a3 + b2 + b3 is an integer from 1 to 6, a4 + a5 + a6 is an integer from 1 to 8, and b4 + b5 + b6 is 0 or more It is an integer of 7 or less, and a4 + a5 + a6 + b4 + b5 + b6 is an integer of 1 or more and 8 or less. Further, 1 ≦ a1 + b1 ≦ 4, a2 + b2 ≦ 4, a3 + b3 ≦ 4, a4 + b4 ≦ 4, a5 + b5 ≦ 4, and a6 + b6 ≦ 2.
a1、a2+a3、a4+a5+a6は、各々、好ましくは1〜3の整数である。 a1, a2 + a3, and a4 + a5 + a6 are each preferably an integer of 1 to 3.
Rは炭素数1〜10の炭化水素基または炭素数1〜10のアルコキシ基であり、Rが複数ある場合はそれぞれ同一でも異なってもよい。炭化水素基としては、例えば、メチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基が挙げられる。 R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and when there are a plurality of R, they may be the same or different. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups such as a methyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a t-butyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group.
式(c1−1)〜式(c1−3)において、−OHおよび−Rの結合位置は特に限定されず、2つの−CH(L)−の結合位置も特に限定されない。例えば、2つの−CH(L)−が、異なるベンゼン核に結合していてもよく(例えば下記(1))、同一のベンゼン核に結合していてもよい(例えば下記(2))。式中、*は結合手である。下記(1),(2)式は式(c1−2)についての具体例であるが、式(c1−3)においても同様である。なお、便宜上、ベンゼン核上の置換基は省略した。 In formula (c1-1) to formula (c1-3), the bonding positions of —OH and —R are not particularly limited, and the bonding positions of two —CH (L) — are not particularly limited. For example, two —CH (L) — may be bonded to different benzene nuclei (for example, (1) below) or may be bonded to the same benzene nuclei (for example, (2) below). In the formula, * is a bond. The following formulas (1) and (2) are specific examples of the formula (c1-2), but the same applies to the formula (c1-3). For convenience, substituents on the benzene nucleus are omitted.
上記Aとしては、遮光性や耐熱性の付与およびアルカリ現像性の観点から、式(c1−2)または式(c1−3)で表される基が好ましく、式(c1−2)で表される基がより好ましい。 The group A is preferably a group represented by the formula (c1-2) or the formula (c1-3) from the viewpoints of providing light shielding properties and heat resistance and alkali developability, and represented by the formula (c1-2). Are more preferred.
《k+m+n価の基A’》
A’は、フェノール性水酸基を有するk+m+n価の芳香族基であり、例えば、式(c1−1)、式(c1−2)または式(c1−3)で表される2価の基を、k+m+n価の基に変更した基が挙げられる。ただし、−CH(L)OCH(L)−、−CH(L)−および−CH(L)OHは、芳香環に結合するものとする。 << K + m + n-valent group A '>>
A ′ is a k + m + n-valent aromatic group having a phenolic hydroxyl group. For example, a divalent group represented by the formula (c1-1), the formula (c1-2) or the formula (c1-3) The group changed into k + m + n valent group is mentioned. However, -CH (L) OCH (L)-, -CH (L)-, and -CH (L) OH shall be bonded to an aromatic ring.
また、この場合、式(c1−1)〜式(c1−3)中のa1〜a6およびb1〜b6は、以下のとおりとなる。a1は1以上「6−(k+m+n)」以下の整数である。b1は0以上「5−(k+m+n)」以下の整数である。a2〜a5およびb2〜b5はそれぞれ独立に0〜4の整数である。a6およびb6は0〜2の整数である。ただし、a2+a3は1以上「8−(k+m+n)」以下の整数であり、b2+b3は0以上「7−(m+n)」以下の整数であり、a2+a3+b2+b3は1以上「8−(k+m+n)」以下の整数であり;a4+a5+a6は1以上「10−(k+m+n)」以下の整数であり、b4+b5+b6は0以上「9−(k+m+n)」以下の整数であり、a4+a5+a6+b4+b5+b6は1以上「10−(k+m+n)」以下の整数である。また、1≦a1+b1≦「6−(k+m+n)」であり、a2+b2≦4であり、a3+b3≦4であり、a4+b4≦4であり、a5+b5≦4であり、a6+b6≦2である。 In this case, a1 to a6 and b1 to b6 in the formulas (c1-1) to (c1-3) are as follows. a1 is an integer of 1 or more and “6- (k + m + n)” or less. b1 is an integer of 0 or more and “5- (k + m + n)” or less. a2 to a5 and b2 to b5 are each independently an integer of 0 to 4. a6 and b6 are integers of 0-2. However, a2 + a3 is an integer of 1 to “8− (k + m + n)”, b2 + b3 is an integer of 0 to “7− (m + n)”, and a2 + a3 + b2 + b3 is an integer of 1 to “8− (k + m + n)”. A4 + a5 + a6 is an integer from 1 to “10− (k + m + n)”, b4 + b5 + b6 is an integer from 0 to “9− (k + m + n)”, and a4 + a5 + a6 + b4 + b5 + b6 is from 1 to “10− (k + m + n)” It is an integer. Further, 1 ≦ a1 + b1 ≦ “6- (k + m + n)”, a2 + b2 ≦ 4, a3 + b3 ≦ 4, a4 + b4 ≦ 4, a5 + b5 ≦ 4, and a6 + b6 ≦ 2.
《1価の基L》
Lは、式(c2−1)、式(c2−2)または式(c2−3)で表される1価の基である。 << monovalent group L >>
L is a monovalent group represented by formula (c2-1), formula (c2-2), or formula (c2-3).
式(c2−2)中、Yは窒素原子、C−HまたはC−R2である。R2は式(c2−1)中のR1と同義である。R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基である。nは0〜4の整数であり、好ましくは0〜3の整数であり、dは0または1である。ただし、式(C1)の場合では、n=d=0のときはYはC−Hではなく、またn=d=0且つYがC−R2であるとき、またはn=1、d=0且つYがC−HであるときはR2は−NO2、−OHではない。R2が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR2は相互に結合して環を形成していてもよい。In formula (c2-2), Y represents a nitrogen atom, C—H or C—R 2 . R 2 has the same meaning as R 1 in formula (c2-1). R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group. n is an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 3, and d is 0 or 1. However, in the case of the formula (C1), when n = d = 0, Y is not CH, and when n = d = 0 and Y is C—R 2 , or n = 1, d = When 0 and Y is C—H, R 2 is not —NO 2 or —OH. When a plurality of R 2 are present, they may be the same or different, and R 2 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring.
R2が相互に結合して形成された環としては、R2が結合しているベンゼン核またはピリジン核とともに示すと、縮合炭素環、縮合ヘテロ環が挙げられ、具体的には以下の環構造が挙げられる。これらの環は、さらにR1で列挙した基を有していてもよい。式中の*は結合手である。絶縁膜の遮光性の観点からは、Lはナフタレン環、アントラセン環等の縮合炭素環を有することが好ましい。Examples of the ring formed by bonding R 2 to each other include a condensed carbocyclic ring and a condensed heterocyclic ring when shown together with a benzene nucleus or a pyridine nucleus to which R 2 is bonded. Is mentioned. These rings may further have the groups listed for R 1 . * In the formula is a bond. From the viewpoint of light shielding properties of the insulating film, L preferably has a condensed carbocyclic ring such as a naphthalene ring or an anthracene ring.
R1〜R5における炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基等の炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基等の炭素数6〜24のアリール基が挙げられる。Examples of the hydrocarbon group in R 1 to R 5 include an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, and a pentyl group, and an aryl group having 6 to 24 carbon atoms such as a phenyl group. Groups.
R1〜R2およびR5における炭素数1以上のヘテロ原子含有基としては、例えば、カルボキシル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜18のハロゲン化アルキル基等のハロゲン化炭化水素基、ヒドロキシメチル基等の炭素数1〜18のヒドロキシアルキル基、メトキシ基、ヘトキシ基等の炭素数1〜18のアルコキシ基、フェノキシ基、トリルオキシ基等の炭素数6〜30のアリールオキシ基、メチルチオ基等の炭素数1〜18のチオアルコキシ基、ベンジルオキシ基等の炭素数7〜30のアラルキルオキシ基、アセトキシメチル基等の炭素数2〜20のアシルオキシアルキル基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等の置換アミノ基、フラニル基、チエニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルホリニル基等のヘテロ環が挙げられる。Examples of the heteroatom-containing group having 1 or more carbon atoms in R 1 to R 2 and R 5 include halogenated hydrocarbon groups such as a halogenated alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as a carboxyl group and a trifluoromethyl group, C1-C18 hydroxyalkyl group such as hydroxymethyl group, C1-C18 alkoxy group such as methoxy group and hetoxy group, C6-C30 aryloxy group such as phenoxy group and tolyloxy group, methylthio group C1-C18 thioalkoxy group such as benzyloxy group, C7-C30 aralkyloxy group such as benzyloxy group, C2-C20 acyloxyalkyl group such as acetoxymethyl group, dimethylamino group, diphenylamino group, etc. Substituted amino group, furanyl group, thienyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group, pyra Heterocycles such as a dinyl group, a pyrrolidinyl group, a piperidinyl group, a piperazinyl group, and a morpholinyl group can be mentioned.
R1は、アルキル基、アリール基、ヒドロキシアルキル基、アシルオキシアルキル基または−NO2であることが好ましい。R2は、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アラルキルオキシ基、置換アミノ基、ヘテロ環であることが好ましい。また、隣接する環炭素に結合した2つのR2が相互に結合して環を形成している態様も好ましい。R 1 is preferably an alkyl group, an aryl group, a hydroxyalkyl group, an acyloxyalkyl group, or —NO 2 . R 2 is preferably a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a thioalkoxy group, an aralkyloxy group, a substituted amino group, or a heterocyclic ring. Also preferred is an embodiment in which two R 2 bonded to adjacent ring carbons are bonded to each other to form a ring.
樹脂(C)は、熱を加えることにより発色する物質である。後述する絶縁膜の形成方法において、露光前は樹脂(C)を含む上記組成物から形成された塗膜自体は紫外域近辺においての遮光性、例えば波長400nmにおいての遮光性、を有さないが、露光および現像後の加熱により樹脂(C)がケト化して、得られた絶縁膜は前記波長において遮光性を有するものと推定される。このような樹脂(C)を用いることで、本発明の組成物において、遮光性付与とアルカリ現像性とを両立することができる。 The resin (C) is a substance that develops color when heated. In the method for forming an insulating film described later, the coating film formed from the composition containing the resin (C) before exposure does not have a light shielding property near the ultraviolet region, for example, a light shielding property at a wavelength of 400 nm. The resin (C) is ketoized by heating after exposure and development, and the obtained insulating film is presumed to have a light-shielding property at the wavelength. By using such a resin (C), in the composition of this invention, light-shielding provision and alkali developability can be made compatible.
例えば、プレベーク時の加熱温度である60〜130℃程度では上記遮光性を付与せず、ポストベーク時の加熱温度である130℃を超えて300℃以下程度で上記遮光性を付与することができる。 For example, the light shielding property is not imparted at about 60 to 130 ° C., which is a heating temperature at the time of pre-baking, and the light shielding property can be imparted at about 300 ° C. or less exceeding the heating temperature at the time of post baking. .
上記例示の樹脂(C)の中でも、良好なアルカリ可溶性(現像性)を有することから、式(C1)で表される繰り返し構造単位を有するノボラック樹脂が好ましい。感放射線性樹脂組成物にアルカリ可溶性のノボラック樹脂を含有させることで、解像性が良好な感放射線性樹脂組成物を得ることができる。 Among the above exemplified resins (C), a novolac resin having a repeating structural unit represented by the formula (C1) is preferable because it has good alkali solubility (developability). By containing an alkali-soluble novolak resin in the radiation-sensitive resin composition, a radiation-sensitive resin composition with good resolution can be obtained.
樹脂(C1)は、例えばフェノール類とアルデヒド類とを、酸触媒の存在下で縮合させ、必要により未反応の成分を留去することにより得ることができる。反応条件としては、溶剤中、フェノール類とアルデヒド類とを通常60〜200℃で1〜20時間程度反応させる。例えば、特公昭47−15111号、特開昭63−238129号等の公報等に記載の方法により合成することができる。 The resin (C1) can be obtained, for example, by condensing phenols and aldehydes in the presence of an acid catalyst and distilling off unreacted components as necessary. As reaction conditions, phenols and aldehydes are usually reacted at 60 to 200 ° C. for about 1 to 20 hours in a solvent. For example, it can be synthesized by the method described in JP-B-47-15111, JP-A-63-238129 and the like.
樹脂(C2)としては、レゾール樹脂を用いることができ(式(C2)において、m=n=0の場合)、また、樹脂(C2)を、レゾール樹脂から得ることもできる(式(C2)において、m+nが1以上の整数の場合)。 As the resin (C2), a resole resin can be used (when m = n = 0 in the formula (C2)), and the resin (C2) can also be obtained from the resole resin (formula (C2)). In the case where m + n is an integer of 1 or more).
レゾール樹脂は、例えばフェノール類とアルデヒド類とを、塩基触媒の存在下で縮合させ、必要により未反応の成分を留去することにより得ることができる。反応条件としては、溶剤中、フェノール類とアルデヒド類とを通常40〜120℃で1〜20時間程度反応させる。このようにして、例えば、フェノール類に含まれる芳香環に、−CH(L)OHが結合したレゾール樹脂を得ることができる。レゾール樹脂の縮合物は、レゾール樹脂に対して熱または酸を加えることによって脱水縮合反応を進めることにより得ることができる。この反応は、レゾール樹脂に含まれる−CH(L)OHが脱水縮合することによって進む。加熱により前記反応を進める場合、レゾール樹脂またはその溶液を通常60〜200℃で1〜20時間程度反応させる。例えば、特許第3889274号、特許第4013111号、特開2010−111013号等の公報に記載の方法により合成することができる。 The resole resin can be obtained, for example, by condensing phenols and aldehydes in the presence of a base catalyst and distilling off unreacted components as necessary. As reaction conditions, phenols and aldehydes are usually reacted at 40 to 120 ° C. for about 1 to 20 hours in a solvent. In this way, for example, a resole resin in which —CH (L) OH is bonded to an aromatic ring contained in phenols can be obtained. The condensate of the resole resin can be obtained by advancing the dehydration condensation reaction by adding heat or acid to the resole resin. This reaction proceeds by dehydration condensation of —CH (L) OH contained in the resole resin. When the reaction is advanced by heating, the resol resin or a solution thereof is usually reacted at 60 to 200 ° C. for about 1 to 20 hours. For example, it is compoundable by the method as described in gazettes, such as patent 3889274, patent 4013111, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-1111013.
フェノール類としては、例えば、
水酸基数が1〜4であり、好ましくは1〜3であり、かつベンゼン核数が1の化合物、具体的にはフェノール、オルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2−イソプロピル−5−メチルフェノール、5−イソプロピル−2−メチルフェノール;
水酸基数が1〜6であり、好ましくは1〜3であり、かつベンゼン核数が2の化合物(ナフタレン型化合物)、具体的には1−ナフトール、2−ナフトール等のモノヒドロキシナフタレン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン;
水酸基数が1〜8であり、好ましくは1〜3であり、かつベンゼン核数が3の化合物(アントラセン型化合物)、具体的には1−ヒドロキシアントラセン、2−ヒドロキシアントラセン、9−ヒドロキシアントラセン等のモノヒドロキシアントラセン、1,4−ジヒドロキシアントラセン、9,10−ジヒドロキシアントラセン等のジヒドロキシアントラセン、1,2,10−トリヒドロキシアントラセン、1,8,9−トリヒドロキシアントラセン、1,2,7−トリヒドロキシアントラセン等のトリヒドロキシアントラセン;
が挙げられる。Examples of phenols include:
Compounds having 1 to 4 hydroxyl groups, preferably 1 to 3 and 1 benzene nucleus, specifically phenol, orthocresol, metacresol, paracresol, 2,3-dimethylphenol, 2, 5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, 4-t-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol , 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4 Propyl phenol, 2-isopropyl phenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2-isopropyl-5-methylphenol, 5-isopropyl-2-methylphenol;
A compound having 1 to 6 hydroxyl groups, preferably 1 to 3 and 2 benzene nuclei (naphthalene type compound), specifically monohydroxynaphthalene such as 1-naphthol and 2-naphthol, 2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene, 2,3 -Dihydroxynaphthalene such as dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene;
Compounds having 1 to 8 hydroxyl groups, preferably 1 to 3 and 3 benzene nuclei (anthracene type compounds), specifically 1-hydroxyanthracene, 2-hydroxyanthracene, 9-hydroxyanthracene, etc. Monohydroxyanthracene, 1,4-dihydroxyanthracene, dihydroxyanthracene such as 9,10-dihydroxyanthracene, 1,2,10-trihydroxyanthracene, 1,8,9-trihydroxyanthracene, 1,2,7-tri Trihydroxyanthracene such as hydroxyanthracene;
Is mentioned.
アルデヒド類としては、例えば、L−C(=O)−Hで表される化合物(式中のLは、式(C1)中のLと同義である)が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。 Examples of aldehydes include compounds represented by L—C (═O) —H (L in the formula has the same meaning as L in formula (C1)), and specifically, The compound of this is mentioned.
ノボラック樹脂の合成における酸触媒としては、例えば、塩酸、パラトルエンスルホン酸、トリフロロメタンスルホン酸が挙げられる。レゾール樹脂の合成における塩基触媒としては、例えば、アンモニア水、第3級アミンが挙げられる。 Examples of the acid catalyst in the synthesis of the novolak resin include hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid. As a base catalyst in the synthesis | combination of a resole resin, ammonia water and a tertiary amine are mentioned, for example.
樹脂(C)のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した値において、通常100〜50,000であり、好ましくは150〜10,000、より好ましくは500〜6,000である。Mwが前記範囲にある樹脂(C)は、解像性の点で好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of the resin (C) is usually 100 to 50,000, preferably 150 to 10,000, more preferably as measured by gel permeation chromatography (GPC). Is 500 to 6,000. Resin (C) having Mw in the above range is preferable in terms of resolution.
樹脂(C)は、1種単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。 Resin (C) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
樹脂(C)の含有量は、本発明の組成物中の全固形分100質量%に対して、5〜85質量%が好ましく、10〜75質量%がより好ましく、10〜70質量%がさらに好ましい。 The content of the resin (C) is preferably 5 to 85% by mass, more preferably 10 to 75% by mass, and further more preferably 10 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the total solid content in the composition of the present invention. preferable.
本発明の組成物において、樹脂(C)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、通常5〜200質量部であり、好ましくは10〜100質量部、より好ましくは15〜90質量部、特に好ましくは18〜80質量部である。 In the composition of the present invention, the content of the resin (C) is usually 5 to 200 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, and more preferably 15 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (A). Part by mass, particularly preferably 18 to 80 parts by mass.
樹脂(C)の含有量が前記範囲の下限値以上であると、樹脂(C)に基づく遮光性および現像性付与の効果が発揮されやすい。樹脂(C)の含有量が前記範囲の上限値以下であると、絶縁膜の低吸水性の悪化、アウトガス量の増加および耐熱性の低下が起こるおそれが小さい。 When the content of the resin (C) is not less than the lower limit of the above range, the effect of imparting light-shielding properties and developability based on the resin (C) is easily exhibited. When the content of the resin (C) is not more than the upper limit of the above range, there is little possibility that deterioration of the low water absorption of the insulating film, increase in the outgas amount, and decrease in heat resistance will occur.
《架橋剤(D)》
架橋剤(D)は、架橋性官能基を有する化合物である。架橋剤(D)としては、例えば、1分子中に2個以上の架橋性官能基を有する化合物が挙げられる。 << Crosslinking agent (D) >>
The crosslinking agent (D) is a compound having a crosslinkable functional group. As a crosslinking agent (D), the compound which has a 2 or more crosslinkable functional group in 1 molecule is mentioned, for example.
なお、アクリル樹脂(A3)および架橋剤(D)のいずれにも該当する化合物は、アクリル樹脂(A3)に分類し、また樹脂(C)および架橋剤(D)のいずれにも該当する化合物は、樹脂(C)に分類する。 In addition, the compound corresponding to both acrylic resin (A3) and a crosslinking agent (D) is classified into acrylic resin (A3), and the compound applicable to both resin (C) and crosslinking agent (D) is And classified into resin (C).
本発明の組成物からなる絶縁膜を有機EL素子の構成要素として用いる場合、有機EL素子では、有機発光層が水分と接触すると劣化することから、架橋剤(D)を用いて絶縁膜の吸水性を小さくすることが好ましい。 When the insulating film made of the composition of the present invention is used as a constituent element of an organic EL device, the organic EL device deteriorates when the organic light emitting layer comes into contact with moisture. It is preferable to reduce the property.
架橋性官能基としては、例えば、イソシアネート基およびブロックイソシアネート基、オキセタニル基、グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、アセトキシメチル基、ベンゾイロキシメチル基、ホルミル基、アセチル基、ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル基;ビニル基、ビニリデン基、(メタ)アクリロイル基等のエチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。 Examples of crosslinkable functional groups include isocyanate groups and blocked isocyanate groups, oxetanyl groups, glycidyl ether groups, glycidyl ester groups, glycidyl amino groups, methoxymethyl groups, ethoxymethyl groups, benzyloxymethyl groups, acetoxymethyl groups, benzoic groups. Roxymethyl group, formyl group, acetyl group, dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl group, dimethylolaminomethyl group, diethylolaminomethyl group, morpholinomethyl group; ethylenic group such as vinyl group, vinylidene group, (meth) acryloyl group Examples thereof include a group having an unsaturated bond.
架橋剤(D)は、1種単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。 A crosslinking agent (D) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
本発明の組成物において、架橋剤(D)の含有量は、樹脂(C)および樹脂(A)の合計100質量部に対して、通常1〜210質量部であり、好ましくは10〜150質量部、より好ましくは15〜100質量部である。架橋剤(D)の含有量が前記範囲の下限値以上であると、絶縁膜の低吸水性が向上する傾向にある。架橋剤(D)の含有量が前記範囲の上限値以下であると、絶縁膜の耐熱性が向上する傾向にある。 In the composition of the present invention, the content of the crosslinking agent (D) is usually 1 to 210 parts by mass, preferably 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the resin (C) and the resin (A). Part, more preferably 15 to 100 parts by mass. When the content of the crosslinking agent (D) is not less than the lower limit of the above range, the low water absorption of the insulating film tends to be improved. When the content of the crosslinking agent (D) is not more than the upper limit of the above range, the heat resistance of the insulating film tends to be improved.
架橋剤(D)としては、例えば、1分子中に2個以上のグリシジル基を有する化合物、1分子中に2個以上のオキセタニル基を有する化合物、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物、メトキシメチル基含有フェノール化合物、メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール基含有尿素化合物、メチロール基含有フェノール化合物、アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有尿素化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物、カルボキシメチル基含有メラミン樹脂、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン樹脂、カルボキシメチル基含有尿素樹脂、カルボキシメチル基含有フェノール樹脂、カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル基含有尿素化合物、カルボキシメチル基含有フェノール化合物が挙げられる。 As the crosslinking agent (D), for example, a compound having two or more glycidyl groups in one molecule, a compound having two or more oxetanyl groups in one molecule, and two or more ethylenic unsaturations in one molecule Compound having a bond, methoxymethyl group-containing phenol compound, methylol group-containing melamine compound, methylol group-containing benzoguanamine compound, methylol group-containing urea compound, methylol group-containing phenol compound, alkoxyalkyl group-containing melamine compound, alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compound, Alkoxyalkyl group-containing urea compound, alkoxyalkyl group-containing phenol compound, carboxymethyl group-containing melamine resin, carboxymethyl group-containing benzoguanamine resin, carboxymethyl group-containing urea resin, carboxymethyl group-containing phenol Fat, carboxymethyl group-containing melamine compounds, carboxymethyl group-containing benzoguanamine compounds, carboxymethyl group-containing urea compounds, and carboxymethyl group-containing phenol compound.
1分子中に2個以上のグリシジル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルが挙げられる。 Examples of the compound having two or more glycidyl groups in one molecule include ethylene glycol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether.
1分子中に2個以上のグリシジル基を有する化合物としては、例えば、特開2014−170949号、特開2014−189616号、特開2014−205838号、特開2014−229496号、特開2015−27665号等の公報に記載の化合物が挙げられる。 Examples of the compound having two or more glycidyl groups in one molecule include, for example, JP-A No. 2014-170949, JP-A No. 2014-189616, JP-A No. 2014-205838, JP-A No. 2014-229696, JP-A No. 2015-2015. And compounds described in publications such as 27665.
1分子中に2個以上のオキセタニル基を有する化合物としては、例えば、4,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]ビフェニル、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサノナン、3,3’−〔1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン)〕ビス(3−エチルオキセタン)、エチレングリコールビス〔(3−エチル−3−オキセタニル)メチル〕エーテル、ジシクロペンテニルビス〔(3−エチル−3−オキセタニル)メチル〕エーテル、トリエチレングリコールビス〔(3−エチル−3−オキセタニル)メチル〕エーテルが挙げられる。 Examples of the compound having two or more oxetanyl groups in one molecule include 4,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] biphenyl, 3,7-bis (3-oxetanyl) -5- Oxanonane, 3,3 ′-[1,3- (2-methylenyl) propanediylbis (oxymethylene)] bis (3-ethyloxetane), ethylene glycol bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ether, And dicyclopentenyl bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ether and triethylene glycol bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ether.
1分子中に2個以上のオキセタニル基を有する化合物としては、例えば、特開2013−234230号、特開2014−149330号、特開2014−186300号、特開2015−38182号、特開2015−42713号等の公報に記載の化合物が挙げられる。 Examples of the compound having two or more oxetanyl groups in one molecule include JP2013-234230, JP2014149330, JP2014-186300, JP2015-38182, and JP2015. And compounds described in publications such as No. 42713.
1分子中に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、トリメチロールプロパンジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule include polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (Meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipenta Examples include polyfunctional (meth) acrylates such as erythritol penta (meth) acrylate.
1分子中に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、特開2001−104878号、特開2013−029780号、特開2013−41225号、特開2013−57755号、特許第4400926号等の公報に記載の化合物が挙げられる。 Examples of the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule include JP 2001-104878, JP 2013-029780, JP 2013-41225, JP 2013-57755, and Patent. And compounds described in publications such as No. 4400936.
架橋剤(D)としては、例えば、イソシアネート基が保護基によりブロックされた基を有する化合物を挙げることもできる。前記化合物を「ブロックイソシアネート化合物」ともいう。イソシアネート基が保護基によりブロックされた基を「ブロックイソシアネート基」ともいう。 As a crosslinking agent (D), the compound which has the group by which the isocyanate group was blocked by the protective group can also be mentioned, for example. The said compound is also called "block isocyanate compound." A group in which an isocyanate group is blocked with a protective group is also referred to as a “blocked isocyanate group”.
ブロックイソシアネート化合物としては、例えば、特開2013−225031号、特許第5132096号、特許第5071686号、特開2013−223859号、特許第5199752号、特開2003−41185号、特許第4879557号、特開2006−119441号等の公報に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the blocked isocyanate compound include JP2013-225031, JP51332096, JP5071686, JP2013-223859, JP51999752, JP200341185, JP4879557, Examples thereof include compounds described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-119441.
[溶剤(E)]
溶剤(E)は、感放射線性樹脂組成物を液状とするために使用することができる。 [Solvent (E)]
A solvent (E) can be used in order to make a radiation sensitive resin composition liquid.
溶剤(E)としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、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、メトキシプロピルアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチルケトン、メチルブチルケトン、ジプロピルケトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、n−ペンタノール、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトンが挙げられる。 Examples of the solvent (E) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether. , Methoxypropyl acetate, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethyl ketone, methyl butyl ketone, dipropyl ketone, methyl ethyl ketone, dioxane, acetone, cyclohexanone, cyclopentanone, n-pentanol, diacetone alcohol, and γ-butyrolactone.
溶剤(E)としては、例えば、特開2012−12472号、特開2013−54376号、特開2014−115438号、特開2014−197171号、特開2014−189561号等の公報に記載の溶剤も挙げられる。 Examples of the solvent (E) include the solvents described in JP 2012-12472 A, JP 2013-54376 A, JP 2014-115438 A, JP 2014-197171 A, JP 2014-189561 A, and the like. Also mentioned.
溶剤(E)としては、さらに、アミド系溶剤を挙げることもでき、例えば、特許第4861832号、特許第5613851号等の公報に記載の化合物が挙げられる。 Examples of the solvent (E) may further include amide solvents, and examples thereof include compounds described in Japanese Patent Nos. 461832 and 5613851.
溶剤(E)としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」ともいう)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下「PGME」ともいう)、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(以下「EDM」ともいう)、ジアセトンアルコール(以下「DAA」ともいう)が特に好ましい。 Examples of the solvent (E) include propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as “PGMEA”), propylene glycol monomethyl ether (hereinafter also referred to as “PGME”), diethylene glycol ethyl methyl ether (hereinafter also referred to as “EDM”), diacetone alcohol. (Hereinafter also referred to as “DAA”) is particularly preferable.
また、一実施態様では、溶剤(E)としては、γ−ブチロラクトン(以下「BL」ともいう)を用いることが好ましく、BLを含む混合溶剤が好ましい。BLの含有量としては、溶剤(E)の合計量100質量%において、70質量%以下が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。BLは、PGMEA、PGMEおよびEDMから選択される少なくとも1種と併用することが好ましい。BLの含有量を前記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物における樹脂(A)の溶解状態を好適に維持できる傾向にある。 In one embodiment, γ-butyrolactone (hereinafter also referred to as “BL”) is preferably used as the solvent (E), and a mixed solvent containing BL is preferable. As content of BL, 70 mass% or less is preferable in the total amount of 100 mass% of a solvent (E), and 20-60 mass% is more preferable. BL is preferably used in combination with at least one selected from PGMEA, PGME and EDM. It exists in the tendency which can maintain suitably the melt | dissolution state of resin (A) in a radiation sensitive resin composition by making content of BL into the said range.
溶剤(E)としては、上記例示した溶剤以外に、必要に応じて、プロパノール、ブタノール等のアルコール溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤などを併用することもできる。 As the solvent (E), in addition to the solvents exemplified above, alcohol solvents such as propanol and butanol; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene can be used in combination as necessary.
溶剤(E)は、1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。 A solvent (E) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
本発明の組成物において、溶剤(E)の含有量は、上記組成物の固形分濃度が通常5〜60質量%、好ましくは10〜55質量%、より好ましくは15〜50質量%となる量である。ここで固形分とは、溶剤(E)以外の全成分をいう。溶剤(E)の含有量を前記範囲とすることで、現像性を損なうことなく、上記組成物から形成される絶縁膜の低吸水性が向上する傾向にある。 In the composition of the present invention, the content of the solvent (E) is such that the solid content concentration of the composition is usually 5 to 60% by mass, preferably 10 to 55% by mass, more preferably 15 to 50% by mass. It is. Here, solid content means all components other than a solvent (E). By making content of a solvent (E) into the said range, it exists in the tendency for the low water absorption of the insulating film formed from the said composition to improve, without impairing developability.
[その他の任意成分]
感放射線性樹脂組成物は、上記必須成分に加え、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて密着助剤(F)、界面活性剤(G)、染料(H)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、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。 [Other optional ingredients]
In addition to the essential components described above, the radiation-sensitive resin composition is within a range that does not impair the effects of the present invention, and other additives such as an adhesion assistant (F), a surfactant (G), and a dye (H) as necessary. An optional component may be contained. Other optional components may be used alone or in combination of two or more.
<密着助剤(F)>
密着助剤(F)は、基板等の膜形成対象物と絶縁膜との接着性を向上させる成分である。密着助剤(F)は、特に無機物の基板と絶縁膜との接着性を向上させるために有用である。無機物としては、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物;金、銅、アルミニウム等の金属が挙げられる。 <Adhesion aid (F)>
The adhesion aid (F) is a component that improves the adhesion between a film forming object such as a substrate and the insulating film. The adhesion assistant (F) is particularly useful for improving the adhesion between the inorganic substrate and the insulating film. Examples of the inorganic substance include silicon compounds such as silicon, silicon oxide, and silicon nitride; and metals such as gold, copper, and aluminum.
密着助剤(F)としては、官能性シランカップリング剤が好ましい。官能性シランカップリング剤としては、例えば、カルボキシル基、ハロゲン原子、ビニル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基、オキセタニル基、アミノ基、チオール基等の反応性置換基を有するシランカップリング剤が挙げられる。 As the adhesion assistant (F), a functional silane coupling agent is preferable. Examples of functional silane coupling agents include silane coupling agents having reactive substituents such as carboxyl groups, halogen atoms, vinyl groups, methacryloyl groups, isocyanate groups, epoxy groups, oxetanyl groups, amino groups, and thiol groups. Can be mentioned.
官能性シランカップリング剤としては、例えば、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが挙げられる。これらの中でも、N−フェニル−3−アミノ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メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。 Examples of the functional silane coupling agent include N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ- Isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylalkyldialkoxysilane, γ-chloropropyltrialkoxysilane, γ-mercaptopropyltrialkoxysilane, β- (3,4- (Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. Among these, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylalkyldialkoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane are preferred.
本発明の組成物における密着助剤(F)の含有量は、本発明の組成物中の全固形分100質量%中、好ましくは20質量%以下、より好ましくは0.01〜15質量%である。密着助剤(F)の含有量を前記範囲とすることで、形成される絶縁膜と基板との密着性がより改善される。 The content of the adhesion assistant (F) in the composition of the present invention is 100% by mass of the total solid content in the composition of the present invention, preferably 20% by mass or less, more preferably 0.01 to 15% by mass. is there. By setting the content of the adhesion assistant (F) in the above range, the adhesion between the formed insulating film and the substrate is further improved.
<界面活性剤(G)>
界面活性剤(G)は、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。感放射線性樹脂組成物は、界面活性剤(G)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、絶縁膜の膜厚均一性をより向上できる。界面活性剤(G)としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤が挙げられる。 <Surfactant (G)>
Surfactant (G) is a component which improves the film-forming property of a radiation sensitive resin composition. By containing the surfactant (G), the radiation-sensitive resin composition can improve the surface smoothness of the coating film, and as a result, the film thickness uniformity of the insulating film can be further improved. Examples of the surfactant (G) include a fluorine-based surfactant and a silicone-based surfactant.
界面活性剤(G)としては、例えば、特開2003−015278号、および特開2013−231869号等の公報に記載された具体例を挙げることができる。 As surfactant (G), the specific example described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-015278, Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-231869, etc. can be mentioned, for example.
本発明の組成物における界面活性剤(G)の含有量は、本発明の組成物中の全固形分100質量%中、好ましくは20質量%以下、より好ましくは0.01〜15質量%、さらに好ましくは0.05〜10質量%である。界面活性剤(G)の含有量を前記範囲とすることで、形成される塗膜の膜厚均一性をより向上することができる。 The surfactant (G) content in the composition of the present invention is 100% by mass of the total solid content in the composition of the present invention, preferably 20% by mass or less, more preferably 0.01 to 15% by mass, More preferably, it is 0.05-10 mass%. By making content of surfactant (G) into the said range, the film thickness uniformity of the coating film formed can be improved more.
<染料(H)>
染料(H)は、絶縁膜の遮光性を高める成分である。染料(H)を用いることで、信頼性により優れた表示又は照明装置用を得ることができる。染料(H)は、400nm〜1000nmの波長域での光線を吸収する成分であればよく、例えば、アントラキノン系、メチン系、インジゴイド系、アゾ系の有機化合物の色素が挙げられる。 <Dye (H)>
The dye (H) is a component that enhances the light shielding property of the insulating film. By using the dye (H), it is possible to obtain a display or lighting device that is more reliable. The dye (H) may be any component that absorbs light in the wavelength range of 400 nm to 1000 nm, and examples thereof include anthraquinone-based, methine-based, indigoid-based, and azo-based organic compound pigments.
染料(H)としては、例えば、特開2003−246840号、特開2007−177088号、特開2008−255241号、特開2012−31218号、特表2013−509988号、特開2015−30753号、特開2015−32660号、特開2015−43378号等の公報に記載の化合物が挙げられる。 As the dye (H), for example, JP2003-246840, JP2007-177708, JP2008-255241, JP201231218, JP2013-509988, JP2015-30753A, for example. , JP-A-2015-32660, JP-A-2015-43378 and the like.
染料(H)の市販品としては、例えば、商品名「OilBlue5511」、「PlastBlueDB−463」、「SDO−11」、「SDO−12」、「SDO−14」、「SDO−C8」、「SDO−C12」、「SDO−C33」(いずれも有本化学工業(株))、「NEOSUPERBLACK C−832」(中央合成化学(株))、「Aizen Spilon Red BEH Special」(保土ヶ谷化学工業(株))が挙げられる。 Examples of commercially available dyes (H) include trade names “OilBlue 5511”, “PlastBlueDB-463”, “SDO-11”, “SDO-12”, “SDO-14”, “SDO-C8”, and “SDO-C8”. -C12 "," SDO-C33 "(all Arimoto Chemical Co., Ltd.)," NEOSSUPERBLACK C-832 "(Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.)," Aizen Spiron Red BEH Special "(Hodogaya Chemical Co., Ltd.) ).
本発明の組成物において、染料(H)の含有量は、本発明の組成物中の全固形分100質量%中、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは3〜50質量%、さらに好ましくは5〜50質量%である。染料(H)の含有量を前記範囲とすることで、形成される絶縁膜の遮光性と感度を両立することができる。 In the composition of the present invention, the content of the dye (H) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 50% by mass, further preferably 100% by mass of the total solid content in the composition of the present invention. Is 5-50 mass%. By making content of dye (H) into the said range, the light-shielding property and sensitivity of the formed insulating film can be made compatible.
染料(H)は、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Dye (H) may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
[感放射線性樹脂組成物の調製方法]
感放射線性樹脂組成物は、例えば溶剤(E)に、感光剤(B)、樹脂(C)等の必須成分と、必要に応じて他の成分とを混合することによって調製することができる。また、ゴミを取り除くために、各成分を均一に混合した後、得られた混合物をフィルター等で濾過してもよい。 [Method for preparing radiation-sensitive resin composition]
The radiation-sensitive resin composition can be prepared, for example, by mixing the solvent (E) with essential components such as the photosensitizer (B) and the resin (C) and other components as necessary. Moreover, in order to remove dust, after mixing each component uniformly, you may filter the obtained mixture with a filter.
〔感放射線性樹脂組成物を用いた絶縁膜の形成方法〕
本発明の絶縁膜の形成方法は、上述した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1、前記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程2、前記放射線が照射された塗膜を現像する工程3、および前記現像された塗膜を加熱する工程4を有する。 [Method of forming insulating film using radiation-sensitive resin composition]
The method for forming an insulating film of the present invention includes a
上記絶縁膜の形成方法によれば、遮光性に優れ、かつアウトガス量の少ない絶縁膜を形成することができる。また、上述の感放射線性樹脂組成物は感放射線性に優れることから、当該特性を利用した露光、現像、加熱によりパターンを形成することによって、容易に微細かつ精巧なパターンを有する絶縁膜を形成することができる。 According to the method for forming an insulating film, it is possible to form an insulating film having excellent light shielding properties and a small outgas amount. Moreover, since the above-mentioned radiation sensitive resin composition is excellent in radiation sensitivity, an insulating film having a fine and elaborate pattern can be easily formed by forming a pattern by exposure, development, and heating utilizing the characteristics. can do.
《工程1》
工程1では、感放射線性樹脂組成物を基板表面に塗布し、好ましくはプレベークを行うことにより溶剤(E)を除去することで、塗膜を形成する。前記塗膜の膜厚としては、プレベーク後の値として、通常0.3〜25μm、好ましくは0.5〜20μmとすることができる。 <<
In
基板としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、シリコンウエハが挙げられる。基板としてはさらに、製造途中の有機EL素子において、例えばTFTやその配線が形成されたTFT基板が挙げられる。 Examples of the substrate include a resin substrate, a glass substrate, and a silicon wafer. The substrate further includes, for example, a TFT substrate on which TFTs and wirings thereof are formed in an organic EL element being manufactured.
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、スピンコート法、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法が挙げられる。これらの塗布方法の中でも、スピンコート法およびスリットダイ塗布法が好ましい。 Examples of the method for applying the radiation sensitive resin composition include a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a slit die coating method, a bar coating method, and an ink jet method. Among these coating methods, spin coating and slit die coating are preferable.
プレベークの条件としては、感放射線性樹脂組成物の組成等によっても異なるが、例えば、加熱温度が60〜130℃、加熱時間を30秒間〜15分間程度とされる。プレベークは、樹脂(C)に基づく遮光性が塗膜に付与されない温度で行うことが好ましい。 Prebaking conditions vary depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, but for example, the heating temperature is 60 to 130 ° C., and the heating time is about 30 seconds to 15 minutes. The pre-bake is preferably performed at a temperature at which the light shielding property based on the resin (C) is not imparted to the coating film.
《工程2》
工程2では、工程1で形成された塗膜に、所定のパターンを有するマスクを介して、放射線を照射する。このときに用いられる放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線が挙げられる。可視光線としては、例えば、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)が挙げられる。紫外線としては、例えば、i線(波長365nm)が挙げられる。遠紫外線としては、例えば、KrFエキシマレーザによるレーザ光が挙げられる。X線としては、例えば、シンクロトロン放射線が挙げられる。荷電粒子線としては、例えば、電子線が挙げられる。 <<
In
これらの放射線の中でも、可視光線および紫外線が好ましく、可視光線および紫外線の中でもg線及び/又はi線を含む放射線が特に好ましい。i線を含む放射線を用いる場合、露光量としては、6000mJ/cm2以下が好ましく、20〜2000mJ/cm2が好ましい。この露光量は、放射線の波長365nmにおける強度を照度計(OAI Optical Associates社の「OAI model356」)により測定することができる。Among these radiations, visible light and ultraviolet light are preferable, and among visible light and ultraviolet light, radiation containing g-line and / or i-line is particularly preferable. When using radiation containing i-line, the exposure amount is preferably 6000 mJ / cm 2 or less, and preferably 20 to 2000 mJ / cm 2 . The amount of exposure can be measured by measuring the intensity of radiation at a wavelength of 365 nm with an illuminometer (“OAI model 356” from OAI Optical Associates).
《工程3》
工程3では、工程2で放射線を照射した塗膜の現像を行う。これにより、例えばポジ型の組成物を用いた場合は放射線の照射部分を除去し、ネガ型の組成物を用いた場合は放射線の非照射部分を除去し、所望のパターンを形成することができる。現像処理に用いられる現像液としては、アルカリ水溶液が好ましい。 << Process 3 >>
In step 3, the coating film irradiated with radiation in
アルカリ水溶液に含まれるアルカリ性化合物としては、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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕−5−ノナンが挙げられる。アルカリ水溶液におけるアルカリ性化合物の濃度としては、適当な現像性を得る観点から、0.1質量%以上5質量%以下が好ましい。 Examples of the alkaline compound contained in the aqueous alkaline solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, diethylaminoethanol, and di-n-propyl. Amine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5 -Diazabicyclo [4.3.0] -5-nonane. The concentration of the alkaline compound in the alkaline aqueous solution is preferably from 0.1% by mass to 5% by mass from the viewpoint of obtaining appropriate developability.
現像液としては、アルカリ水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液、またはアルカリ水溶液に感放射線性樹脂組成物を溶解する各種有機溶剤を少量添加した水溶液を使用することもできる。後者の水溶液における有機溶剤としては、樹脂(A)や感放射線性樹脂組成物を得るための溶剤(E)と同様の溶剤を使用できる。 As the developer, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent or surfactant such as methanol or ethanol to an alkaline aqueous solution, or an aqueous solution obtained by adding a small amount of various organic solvents that dissolve the radiation-sensitive resin composition in an alkaline aqueous solution. It can also be used. As the organic solvent in the latter aqueous solution, the same solvent as the solvent (E) for obtaining the resin (A) or the radiation sensitive resin composition can be used.
現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法が挙げられる。現像時間は、感放射線性樹脂組成物の組成によって異なるが、通常10秒〜180秒間程度である。このような現像処理に続いて、例えば流水洗浄を30秒〜90秒間行った後、例えば圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、所望のパターンを形成できる。 Examples of the developing method include a liquid filling method, a dipping method, a rocking dipping method, and a shower method. The development time varies depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is usually about 10 seconds to 180 seconds. Following such development processing, for example, washing with running water is performed for 30 seconds to 90 seconds, and then a desired pattern can be formed by, for example, air drying with compressed air or compressed nitrogen.
《工程4》
工程4では、工程3の後に、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いて、塗膜に対する加熱処理(ポストベーク処理)により塗膜の硬化処理を行うことで絶縁膜を得る。この加熱処理における加熱温度は、例えば、130℃を超えて300℃以下であり、加熱時間は、加熱機器の種類により異なるが、例えば、ホットプレート上で加熱処理を行う場合には5分間〜30分間、オーブン中で加熱処理を行う場合には30分間〜90分間である。この際に、2回以上の加熱工程を行うステップベーク法等を用いることもできる。 << Process 4 >>
In step 4, after step 3, using a heating device such as a hot plate or an oven, the coating film is cured by a heat treatment (post-bake treatment) on the coating film to obtain an insulating film. The heating temperature in this heat treatment is, for example, more than 130 ° C. and not more than 300 ° C., and the heating time varies depending on the type of heating equipment, but for example, 5 minutes to 30 when performing the heat treatment on a hot plate. In the case of performing heat treatment in an oven for 30 minutes, it is 30 minutes to 90 minutes. At this time, a step baking method or the like in which a heating process is performed twice or more can also be used.
前記温度範囲の加熱処理により、波長400nmにおける全光線透過率が例えば15%以下、好ましくは12%以下、より好ましくは5%以下という遮光性が、絶縁膜に付与される。このようにして、目的とするパターンの絶縁膜を基板上に形成することができる。 By the heat treatment in the above temperature range, the insulating film is provided with a light shielding property such that the total light transmittance at a wavelength of 400 nm is, for example, 15% or less, preferably 12% or less, more preferably 5% or less. In this manner, an insulating film having a target pattern can be formed on the substrate.
工程4において、塗膜の加熱前に、パターニングされた塗膜に対してリンス処理や分解処理を行ってもよい。リンス処理では、溶剤(E)として挙げた溶剤を用い、塗膜を洗浄することが好ましい。分解処理では、高圧水銀灯等による放射線を全面に照射(後露光)することで、塗膜中に残存するキノンジアジド化合物等の感光剤(B)を分解することができる。この後露光における露光量は、好ましくは1000〜5000mJ/cm2程度である。In step 4, before the coating film is heated, the patterned coating film may be rinsed or decomposed. In the rinse treatment, it is preferable to wash the coating film using the solvent mentioned as the solvent (E). In the decomposition treatment, the photosensitive agent (B) such as a quinonediazide compound remaining in the coating film can be decomposed by irradiating the entire surface with radiation (post-exposure) from a high-pressure mercury lamp or the like. The exposure amount in this post-exposure is preferably about 1000 to 5000 mJ / cm 2 .
本発明の組成物は、パターニング性および放射線感度において良好な特性を示し、このようにして得られた絶縁膜は、紫外域近辺、例えば波長400nmの光に対して遮光性を有する。さらに、前記絶縁膜は、アウトガスの発生量が少なく、また耐熱性および低吸水性において良好な特性を示す。このため、前記絶縁膜は、例えば有機EL素子等が有する隔壁としての絶縁膜の他に、保護膜や平坦化膜としての絶縁膜として、好適に用いることができる。 The composition of the present invention exhibits good characteristics in patterning property and radiation sensitivity, and the insulating film thus obtained has a light shielding property to light in the vicinity of the ultraviolet region, for example, at a wavelength of 400 nm. Further, the insulating film generates a small amount of outgas and exhibits good characteristics in heat resistance and low water absorption. For this reason, the said insulating film can be used suitably as an insulating film as a protective film or a planarization film | membrane other than the insulating film as a partition which an organic EL element etc. have, for example.
本発明の絶縁膜の膜厚は、遮光性の観点から、通常0.3〜25μm、好ましくは0.5〜20μmである。本発明の絶縁膜は、波長400nmにおける全光線透過率が、好ましくは0〜15%であり、より好ましくは0〜12%であり、さらに好ましくは0〜5%である。また、本発明の絶縁膜は、波長600nmにおける全光線透過率が、好ましくは30%以下であり、より好ましくは10%以下である。全光線透過率は、例えば分光光度計(日立製作所(株)製の「150−20型ダブルビーム」)を用いて測定することができる。 The thickness of the insulating film of the present invention is usually 0.3 to 25 μm, preferably 0.5 to 20 μm, from the viewpoint of light shielding properties. In the insulating film of the present invention, the total light transmittance at a wavelength of 400 nm is preferably 0 to 15%, more preferably 0 to 12%, and further preferably 0 to 5%. Further, the insulating film of the present invention has a total light transmittance at a wavelength of 600 nm of preferably 30% or less, more preferably 10% or less. The total light transmittance can be measured using, for example, a spectrophotometer (“150-20 type double beam” manufactured by Hitachi, Ltd.).
〔表示又は照明装置用素子〕
以下、本発明の絶縁膜を有する表示又は照明装置用素子について説明する。 [Display or lighting device elements]
Hereinafter, a display or lighting device element having the insulating film of the present invention will be described.
本発明の素子を有する表示装置としては、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、エレクトロクロミックディスプレイ(ECD)、電界発光ディスプレイ(ELD)、特に有機ELディスプレイが挙げられる。本発明の素子を有する照明装置としては、例えば、有機EL照明が挙げられる。 Examples of the display device having the element of the present invention include a liquid crystal display (LCD), an electrochromic display (ECD), an electroluminescent display (ELD), and particularly an organic EL display. As an illuminating device which has an element of the present invention, organic EL lighting is mentioned, for example.
以下、表示又は照明装置を総称して単に「装置」ともいう。 Hereinafter, the display or lighting device is also collectively referred to as “device”.
本発明の素子の一実施態様は、TFT基板上に設けられ且つTFTと接続された第1電極と、第1電極を部分的に露出させるように第1電極上に形成された上記本発明の絶縁膜と、第1電極に対向して設けられた第2電極とを有する。 One embodiment of the element of the present invention includes a first electrode provided on a TFT substrate and connected to the TFT, and the first electrode formed on the first electrode so as to partially expose the first electrode. It has an insulating film and a second electrode provided to face the first electrode.
本発明の素子を有する装置の一実施態様は、TFT基板と、TFT基板上に設けられ、且つ前記TFTと接続された第1電極と、第1電極を部分的に露出させるように第1電極上に形成された上記本発明の絶縁膜と、第1電極に対向して設けられた第2電極とを有する。 An embodiment of the device having the element of the present invention includes a TFT substrate, a first electrode provided on the TFT substrate and connected to the TFT, and a first electrode so as to partially expose the first electrode. The insulating film of the present invention formed above and a second electrode provided to face the first electrode.
本発明の素子および装置において、絶縁膜は、少なくとも第1電極の一部を覆い、第1電極を部分的に露出させるように形成される。絶縁膜は、特に第1電極のエッジ部を覆うように形成されることが好ましい。 In the element and device of the present invention, the insulating film is formed so as to cover at least part of the first electrode and partially expose the first electrode. In particular, the insulating film is preferably formed so as to cover the edge portion of the first electrode.
絶縁膜の膜厚は特に限定されるものではないが、成膜やパターニングの容易性を考えると、好ましくは0.3〜25μm、より好ましくは0.5〜20μmである。 The thickness of the insulating film is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 25 μm, more preferably 0.5 to 20 μm, considering the ease of film formation and patterning.
絶縁膜は、例えば隣り合う第1電極をまたがるよう形成される。このため、絶縁膜には良好な電気絶縁性が要求される。絶縁膜の体積抵抗率は、好ましくは1010μΩ・cm以上、より好ましくは1012μΩ・cm以上である。The insulating film is formed so as to straddle adjacent first electrodes, for example. For this reason, the insulating film is required to have good electrical insulation. The volume resistivity of the insulating film is preferably 10 10 μΩ · cm or more, more preferably 10 12 μΩ · cm or more.
絶縁膜は、例えば、TFT基板の面上を複数の領域に区画する隔壁である。前記絶縁膜(隔壁)は、TFTに含まれる半導体層に対する遮光性の観点から、前記半導体層の上方に少なくとも配置されるように、TFT基板上に形成されていることが好ましい。ここで「上方」とは、TFT基板から第2電極へ向かう方向である。一例として、TFT基板の上方から投影的に見た場合に、半導体層の面積の50%以上が絶縁膜(隔壁)と重複している態様が挙げられ、特に半導体層の面積の80%以上、さらに90%以上、特に100%が絶縁膜(隔壁)と重複している態様が挙げられる。 The insulating film is, for example, a partition that partitions the surface of the TFT substrate into a plurality of regions. The insulating film (partition wall) is preferably formed on the TFT substrate so as to be disposed at least above the semiconductor layer, from the viewpoint of light shielding with respect to the semiconductor layer included in the TFT. Here, “upward” is a direction from the TFT substrate toward the second electrode. As an example, when projected from the top of the TFT substrate, an aspect in which 50% or more of the area of the semiconductor layer overlaps with the insulating film (partition wall), particularly 80% or more of the area of the semiconductor layer, Further, an embodiment in which 90% or more, particularly 100%, overlaps with the insulating film (partition wall) can be mentioned.
本発明の装置において、第1電極を露出させる絶縁膜は、上述したように紫外域近辺、例えば波長400nm、において遮光性を有する。このような絶縁膜を設けることで、例えばIGZO等の光劣化の大きい物質からなる半導体層を含む薄膜トランジスタを駆動用素子として有する装置であっても、前記絶縁膜が遮光膜として働き、当該装置の使用等に伴う前記半導体層の光劣化を抑制することができる。 In the apparatus of the present invention, the insulating film exposing the first electrode has a light shielding property near the ultraviolet region, for example, at a wavelength of 400 nm as described above. By providing such an insulating film, for example, even in a device having a thin film transistor including a semiconductor layer made of a material with high photodegradation such as IGZO as a driving element, the insulating film functions as a light-shielding film. Photodegradation of the semiconductor layer due to use or the like can be suppressed.
例えば、TFTを構成する半導体層が、In、Ga、Sn、Ti、Nb、SbおよびZnから選択される1種以上の元素を含む酸化物半導体を含有する層であってもよい。この場合の酸化物としては、例えば、単結晶酸化物、多結晶酸化物、アモルファス酸化物、これらの混合物が挙げられる。 For example, the semiconductor layer constituting the TFT may be a layer containing an oxide semiconductor containing one or more elements selected from In, Ga, Sn, Ti, Nb, Sb, and Zn. Examples of the oxide in this case include a single crystal oxide, a polycrystalline oxide, an amorphous oxide, and a mixture thereof.
In、Ga、Sn、Ti、Nb、SbおよびZnから選択される1種以上の元素を含む酸化物半導体としては、例えば、In−Sn−Ga−Zn−O系酸化物半導体等の4元系金属酸化物;In−Ga−Zn−O系酸化物半導体、In−Sn−Zn−O系酸化物半導体、In−Al−Zn−O系酸化物半導体、Sn−Ga−Zn−O系酸化物半導体、Al−Ga−Zn−O系酸化物半導体、Sn−Al−Zn−O系酸化物半導体等の3元系金属酸化物;In−Zn−O系酸化物半導体、Sn−Zn−O系酸化物半導体、Al−Zn−O系酸化物半導体、Zn−Mg−O系酸化物半導体、Sn−Mg−O系酸化物半導体、In−Mg−O系酸化物半導体や、In−Ga−O系の材料等の2元系金属酸化物;In−O系酸化物半導体、Sn−O系酸化物半導体、Zn−O系酸化物半導体等の1元系金属酸化物が挙げられる。 As an oxide semiconductor containing one or more elements selected from In, Ga, Sn, Ti, Nb, Sb, and Zn, for example, a quaternary system such as an In—Sn—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor Metal oxide: In—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor, In—Sn—Zn—O-based oxide semiconductor, In—Al—Zn—O-based oxide semiconductor, Sn—Ga—Zn—O-based oxide Ternary metal oxides such as semiconductor, Al—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor, Sn—Al—Zn—O-based oxide semiconductor; In—Zn—O-based oxide semiconductor, Sn—Zn—O-based Oxide semiconductor, Al-Zn-O-based oxide semiconductor, Zn-Mg-O-based oxide semiconductor, Sn-Mg-O-based oxide semiconductor, In-Mg-O-based oxide semiconductor, In-Ga-O Binary metal oxides such as In-based materials; In-O-based oxide semiconductors, Sn-O-based materials Compound semiconductor, 1-component metal oxide such as Zn-O-based oxide semiconductor can be mentioned.
本発明では、TFTを構成する半導体層が、上記酸化物半導体層である場合、特にIn−Ga−Zn−O系酸化物半導体(IGZO半導体)からなる酸化物半導体層である場合にも、その光劣化を防止することができる。 In the present invention, even when the semiconductor layer constituting the TFT is the oxide semiconductor layer, particularly when the semiconductor layer is an oxide semiconductor layer made of an In—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor (IGZO semiconductor), Photodegradation can be prevented.
本発明の装置は、前記TFT基板上に設けられ且つ前記TFTと接続された第1電極と、前記隔壁により区画された領域において且つ第1電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に設けられた第2電極とを含む有機EL素子を有する、有機EL装置であることが好ましい。 The apparatus of the present invention includes a first electrode provided on the TFT substrate and connected to the TFT, an organic light emitting layer formed on the first electrode in a region partitioned by the partition, and an organic light emitting layer An organic EL device having an organic EL element including the second electrode provided on the top is preferable.
前記TFT基板は、例えば、支持基板と、前記支持基板上において前記有機EL素子に対応して設けられたTFTと、前記TFTを被覆する平坦化層とを有する。例えば、第1電極は、前記平坦化層上に形成されており、前記平坦化層を貫通するスルーホールを介して、前記TFTと接続される。また、遮光性を有する絶縁膜(隔壁)は、第1電極を部分的に露出させるように、第1電極および平坦化層上に形成されることが好ましい。 The TFT substrate includes, for example, a support substrate, a TFT provided on the support substrate corresponding to the organic EL element, and a planarization layer that covers the TFT. For example, the first electrode is formed on the planarization layer, and is connected to the TFT through a through hole penetrating the planarization layer. The insulating film (partition wall) having a light shielding property is preferably formed on the first electrode and the planarization layer so as to partially expose the first electrode.
以下、本発明の表示又は照明装置として、有機EL表示又は照明装置を具体例にとって、図1を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係る有機EL表示又は照明装置(以下、単に「有機EL装置」ともいう)の主要部の構造を模式的に示す断面図である。 Hereinafter, an organic EL display or illumination device will be described as a specific example of the display or illumination device of the present invention with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the main part of an organic EL display or illumination device (hereinafter also simply referred to as “organic EL device”) according to the present invention.
図1の有機EL装置1は、マトリクス状に形成される複数の画素を有するアクティブマトリクス型の有機EL装置である。この有機EL装置1は、トップエミッション型、ボトムエミッション型のいずれでもよい。各部材を構成する材料の性質、例えば透明性は、トップエミッション型、ボトムエミッション型に応じて適宜選択される。
The
有機EL装置1は、支持基板2、薄膜トランジスタ(以下「TFT」ともいう)3、第1の絶縁膜4、第1電極としての陽極5、スルーホール6、第2の絶縁膜7、有機発光層8、第2電極としての陰極9、パッシベーション膜10および封止基板11を備える。第2の絶縁膜7として、本発明の絶縁膜が使用される。
The
支持基板2は、絶縁材料より形成されている。有機EL装置1がボトムエミッション型である場合、支持基板2には高い透明性が求められる。そのため、絶縁材料としては、例えば、透明性の高いポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等の透明樹脂、無アルカリガラス等のガラス材料が好ましい。一方、有機EL装置1がトップエミッション型の場合、絶縁材料としては、任意の絶縁体を用いることができ、前述の透明樹脂、ガラス材料を用いることが可能である。
The
TFT3は、各画素部分のアクティブ素子であり、支持基板2上に形成されている。このTFT3は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を備えている。本発明では、ゲート電極上にゲート絶縁膜および半導体層を順に備えるボトムゲート型に限らず、半導体層上にゲート絶縁膜およびゲート電極を順に備えるトップゲート型であってもよい。
The TFT 3 is an active element of each pixel portion, and is formed on the
半導体層は、上述した、In、Ga、Sn、Ti、Nb、SbおよびZnから選択される1種以上の元素を含む酸化物半導体を用いて形成することができる。 The semiconductor layer can be formed using the above-described oxide semiconductor including one or more elements selected from In, Ga, Sn, Ti, Nb, Sb, and Zn.
第1の絶縁膜4は、TFT3による表面凹凸を平坦化する役割を果たす平坦化膜である。第1の絶縁膜4は、TFT3の全体を被覆するように形成されている。第1の絶縁膜4は、上述した感放射線性樹脂組成物を用いて形成してもよく、従来公知の感放射線性樹脂組成物を用いて形成してもよい。第1の絶縁膜4は、上述した絶縁膜の形成方法において説明した方法等により形成することができる。 The first insulating film 4 is a flattening film that plays a role of flattening surface irregularities due to the TFT 3. The first insulating film 4 is formed so as to cover the entire TFT 3. The 1st insulating film 4 may be formed using the radiation sensitive resin composition mentioned above, and may be formed using a conventionally well-known radiation sensitive resin composition. The first insulating film 4 can be formed by the method described in the above-described insulating film forming method.
陽極5は、画素電極をなす。陽極5は、導電性材料によって第1の絶縁層4上に形成されている。有機EL装置1がボトムエミッション型の場合、陽極5には透明であることが求められる。そのため、陽極5の材料としては、透明性の高いITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、酸化スズが好ましい。有機EL装置1がトップエミッション型の場合、陽極5には光反射性が求められる。そのため、陽極5の材料としては、光反射性が高い、Al(アルミニウム)、APC合金(銀、パラジウム、銅の合金)、ARA(銀、ルビジウム、金の合金)、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)が好ましく、またこれらの金属と透明性の高い電極(例:ITO)との積層膜が好ましい。
The
スルーホール6は、陽極5とTFT3のドレイン電極とを接続するために形成される。
The through
第2の絶縁膜7は、有機発光層8の配置領域を規定する凹部70を有する隔壁(バンク)としての役割を果たす。第2の絶縁膜7は、陽極5の一部を覆う一方で陽極5の一部を露出させるように形成されている。第2の絶縁膜7は、上述した感放射線性樹脂組成物を用いて絶縁膜の形成方法において説明した方法等により形成することができる。
The second
第2の絶縁膜7の膜厚(第2の絶縁膜7の最上面と有機発光層8の最下面との距離)としては、0.3μm以上25μm以下が好ましく、0.5μm以上20μm以下がより好ましい。
The thickness of the second insulating film 7 (distance between the uppermost surface of the second
有機発光層8は、電界を印加されて発光する。有機発光層8は、電界発光する有機発光材料を含む層である。有機発光層8は、第2の絶縁膜7によって規定される領域、すなわち凹部70で陽極5上に形成されている。このように、凹部70に有機発光層8を形成することで有機発光層8の周囲が第2の絶縁膜7によって包囲され、隣接する複数画素同士を区画することができる。
The organic
さらに、陽極5と有機発光層8との間に正孔注入層及び/又は正孔輸送層が配置されていてもよく、有機発光層8と陰極9との間に電子輸送層及び/又は電子注入層が配置されていてもよい。
Further, a hole injection layer and / or a hole transport layer may be disposed between the
陰極9は、複数の画素を共通に覆って形成され、有機EL装置1の共通電極をなす。陰極9は、導電性部材からなる。有機EL装置1がトップエミッション型の場合には、陰極9は可視光透過性の電極であることが好ましく、ITO電極やIZO電極が挙げられる。有機EL装置1がボトムエミッション型の場合には、陰極9は可視光透過性の電極である必要はない。その場合、陰極9の構成材料は、例えば、バリウム(Ba)、酸化バリウム(BaO)、アルミニウム(Al)およびAlを含む合金が挙げられる。
The
パッシベーション膜10は、有機EL素子内への水分や酸素の浸入を抑制する。このパッシベーション膜10は、陰極9上に設けられている。
The
封止基板11は、有機発光層8が配置された主面(TFT基板において支持基板2とは反対側の面)を封止する。封止基板11としては、無アルカリガラス基板等のガラス基板が挙げられる。有機発光層8が配置された主面は、TFT基板の外周端部付近に塗布されたシール剤を用い、封止層12を介して、封止基板11により封止することが好ましい。封止層12は、例えば、乾燥された窒素ガス等の不活性なガスの層、または接着剤等の充填材料の層とすることができる。
The sealing
本実施形態の有機EL装置1は、第2の絶縁膜7が波長400nmの光に対して遮光性を有することから、当該装置の使用等に伴う半導体層の光劣化を抑制することができ、また第2の絶縁膜7からのアウトガス量が少ないため、発光特性に優れている。また、第1の絶縁膜4および第2の絶縁膜7が、低吸水性である感放射線性樹脂組成物を用いて形成することができ、またこれらの絶縁膜4,7の形成工程において、低吸水性の材料を用いた洗浄等の処理が可能である。そのため、吸着水等の形態で絶縁膜形成材料に含まれる微量の水分が徐々に有機発光層8に浸入することを低減し、有機発光層8の劣化および発光状態の悪化を低減することができる。
In the
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。以下の記載において、特に言及しない限り、「部」は「質量部」を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following description, “part” means “part by mass” unless otherwise specified.
[GPC分析]
樹脂(A)および樹脂(C)の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、以下の条件で測定した。
・標準物質:ポリスチレン
・装置 :東ソー(株)製、商品名:HLC−8020
・カラム :東ソー(株)製ガードカラムHXL−H、TSK gel G7000HXL、TSK gel GMHXL 2本、TSK gel G2000HXLを順次連結したもの
・溶媒 :テトラヒドロフラン(ただし、ポリイミドの場合はN,N−ジメチルホルムアミド)
・サンプル濃度:0.7質量%
・注入量 :70μL
・流速 :1mL/min
[NMR分析]
樹脂(A)の化学シフトは、核磁気共鳴(NMR)法により、以下の条件で測定した。
・装置:日本電子(株)製、商品名:JNM−ECX400
・溶媒:CDCL3
[ポリイミドのイミド化率]
まず、ポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、ポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認した。次に、そのポリイミドについて、350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定した。熱処理前と熱処理後の1377cm-1付近のピーク強度を比較した。熱処理後のポリイミドのイミド化率を100%として、熱処理前のポリイミドのイミド化率={熱処理前の1377cm-1付近のピーク強度/熱処理後の1377cm-1付近のピーク強度}×100(%)を求めた。赤外吸収スペクトルの測定には、「NICOLET6700FT−IR」(サーモエレクトロン社製)を用いた。 [GPC analysis]
The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the resin (A) and the resin (C) were measured under the following conditions by gel permeation chromatography (GPC).
-Standard material: Polystyrene-Equipment: Tosoh Corporation, trade name: HLC-8020
-Column: Tosoh Co., Ltd. guard column H XL- H, TSK gel G7000H XL , TSK gel GMH XL , TSK gel G2000H XL sequentially connected-Solvent: Tetrahydrofuran (However, in the case of polyimide, N, N -Dimethylformamide)
Sample concentration: 0.7% by mass
・ Injection volume: 70 μL
・ Flow rate: 1mL / min
[NMR analysis]
The chemical shift of the resin (A) was measured by the nuclear magnetic resonance (NMR) method under the following conditions.
・ Device: JEOL Ltd., product name: JNM-ECX400
Solvent: CDCL 3
[Imidation rate of polyimide]
First, measuring the infrared absorption spectrum of the polyimide, the absorption peak (1780 cm around -1, 1377 cm around -1) of an imide structure caused by a polyimide was confirmed the presence of. Next, the polyimide was heat-treated at 350 ° C. for 1 hour, and the infrared absorption spectrum was measured again. The peak intensities near 1377 cm −1 before and after heat treatment were compared. The imidation ratio of polyimide after heat treatment is taken as 100%, and the imidization ratio of polyimide before heat treatment = {peak intensity around 1377 cm −1 before heat treatment / peak intensity around 1377 cm −1 after heat treatment} × 100 (%) Asked. For the measurement of the infrared absorption spectrum, “NICOLET6700FT-IR” (manufactured by Thermo Electron) was used.
<樹脂(A)の合成>
[合成例A1]樹脂(A−1)の合成
3口フラスコに重合溶剤としてのγ−ブチロラクトン(BL)340gを加えた後、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)50gを加え、重合溶剤の合計390gに対してジアミン化合物としての2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン120gを重合溶剤中に加えた。ジアミン化合物を重合溶剤に溶解させた後、酸二無水物としての4,4’−オキシジフタル酸二無水物71gを加えた。その後、60℃で1時間反応させた後、末端封止剤としての無水マレイン酸19gを加え、60℃で更に1時間反応させた後、昇温して140℃で4時間反応させた。反応の際はN2フロー条件でディーンスターク管を用い、低沸点溶剤のPGMEAを溜去した。これにより、樹脂(A−1)を含む溶液を約550g得た。得られた樹脂(A−1)のMwは7500であった。得られた樹脂(A−1)のイミド化率は10%であった。 <Synthesis of Resin (A)>
[Synthesis Example A1] Synthesis of Resin (A-1) After adding 340 g of γ-butyrolactone (BL) as a polymerization solvent to a three-necked flask, 50 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added, and a total of 390 g of the polymerization solvent. On the other hand, 120 g of 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane as a diamine compound was added to the polymerization solvent. After the diamine compound was dissolved in the polymerization solvent, 71 g of 4,4′-oxydiphthalic dianhydride as an acid dianhydride was added. Then, after making it react at 60 degreeC for 1 hour, 19 g of maleic anhydride as a terminal blocker was added, and after making it react at 60 degreeC for further 1 hour, it heated up and made it react at 140 degreeC for 4 hours. During the reaction, the low boiling point solvent PGMEA was distilled off using a Dean-Stark tube under N 2 flow conditions. As a result, about 550 g of a solution containing the resin (A-1) was obtained. Mw of the obtained resin (A-1) was 7500. The imidation ratio of the obtained resin (A-1) was 10%.
[合成例A2]樹脂(A−2)の合成
攪拌器付3口フラスコに、成分(a3−1)として3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート20部、成分(a3−2)としてメタクリル酸10部、成分(a3−3)としてベンジルメタクリレート65部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート150部、重合開始剤としてジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3部、および連鎖移動剤としてチオグリコール酸2部を仕込み、65℃で6時間加熱し、樹脂(A−2)を含む溶液を得た。得られた樹脂(A−2)の重量平均分子量(Mw)は10000であった。[Synthesis Example A2] Synthesis of Resin (A-2) In a 3-neck flask with a stirrer, 20 parts of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate as component (a3-1) and 10 parts of methacrylic acid as component (a3-2) , 65 parts of benzyl methacrylate as the component (a3-3), 150 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as the solvent, 3 parts of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) as the polymerization initiator, and a chain transfer agent Was charged with 2 parts of thioglycolic acid and heated at 65 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing the resin (A-2). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained resin (A-2) was 10,000.
[合成例A3]樹脂(A−3)の合成
攪拌器付3口フラスコに、成分(a3−1)として3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート40部、成分(a3−2)としてコハク酸モノ(2−メタクリロイロキシエチル)30部、成分(a3−3)としてベンジルメタクリレート25部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート150部、重合開始剤としてジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3部、および連鎖移動剤としてチオグリコール酸2部を仕込み、65℃で6時間加熱し、樹脂(A−3)を含む溶液を得た。得られた樹脂(A−3)の重量平均分子量(Mw)は15000であった。[Synthesis Example A3] Synthesis of Resin (A-3) In a three-necked flask equipped with a stirrer, 40 parts of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate as component (a3-1) and succinic acid mono (as component (a3-2)) 30 parts of 2-methacryloyloxyethyl), 25 parts of benzyl methacrylate as component (a3-3), 150 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropio) as a polymerization initiator 3 parts of nate) and 2 parts of thioglycolic acid as a chain transfer agent were heated at 65 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing the resin (A-3). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained resin (A-3) was 15000.
[合成例A4]樹脂(A−4)の合成
500mLの三口フラスコに、メチルトリメトキシシランを63.39g(0.55mol)、フェニルトリメトキシシランを69.41g(0.35mol)、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を24.64g(0.1mol)、ジアセトンアルコールを150.36g仕込み、室温で攪拌しながら、水55.8gにリン酸0.338g(仕込みモノマーに対して0.2質量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、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時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノールおよび水が合計115g留出した。得られた樹脂(A−4)のジアセトンアルコール溶液に、樹脂(A−4)濃度が40質量%となるようにジアセトンアルコールを加えて、樹脂(A−4)のジアセトンアルコール溶液を得た。得られた樹脂(A−4)の重量平均分子量(Mw)は5000であり、Si原子100モルに対するフェニル基含有量は35モルであった。[Synthesis Example A4] Synthesis of Resin (A-4) In a 500 mL three-necked flask, 63.39 g (0.55 mol) of methyltrimethoxysilane, 69.41 g (0.35 mol) of phenyltrimethoxysilane, 2- ( 3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (24.64 g, 0.1 mol) and diacetone alcohol (150.36 g) were charged and stirred at room temperature while water (55.8 g) was charged with phosphoric acid (0.338 g). An aqueous phosphoric acid solution in which 0.2% by mass) was dissolved was added over 10 minutes. Thereafter, the flask was immersed in an oil bath at 70 ° C. and stirred for 1 hour, and then the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.). During the reaction, a total of 115 g of methanol and water as by-products were distilled out. Diacetone alcohol is added to the obtained resin (A-4) diacetone alcohol solution so that the resin (A-4) concentration is 40% by mass, and the resin (A-4) diacetone alcohol solution is added. Obtained. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained resin (A-4) was 5000, and the phenyl group content with respect to 100 mol of Si atoms was 35 mol.
<樹脂(C)の合成>
[合成例C1]ノボラック樹脂(C−1)の合成
温度計、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1−ナフトール144.2g(1.0モル)、メチルイソブチルケトン400g、α−メチルシンナムアルデヒド102.3g(0.7モル)を仕込んだ。続いて、攪拌しながら、30質量%濃度のパラトルエンスルホン酸のメタノール溶液3.4gを加えた。その後、100℃で8時間反応させた。反応終了後に純水200gを加え、系内の溶液を分液ロートに移して、水層を有機層から分離除去した。次いで、洗浄水が中性を示すまで有機層を水洗した後、有機層から溶媒を加熱減圧下に除去し、ノボラック樹脂(C−1)を157g得た。得られたノボラック樹脂(C−1)の重量平均分子量(Mw)は4500であった。 <Synthesis of Resin (C)>
[Synthesis Example C1] Synthesis of Novolak Resin (C-1) In a flask equipped with a thermometer, a condenser tube, a fractionating tube, and a stirrer, 144.2 g (1.0 mol) of 1-naphthol, 400 g of methyl isobutyl ketone, 102.3 g (0.7 mol) of α-methylcinnamaldehyde was charged. Subsequently, 3.4 g of a methanol solution of 30% by mass paratoluenesulfonic acid was added with stirring. Then, it was made to react at 100 degreeC for 8 hours. After completion of the reaction, 200 g of pure water was added, the solution in the system was transferred to a separatory funnel, and the aqueous layer was separated and removed from the organic layer. Next, the organic layer was washed with water until the washing water showed neutrality, and then the solvent was removed from the organic layer under heating and reduced pressure to obtain 157 g of novolak resin (C-1). The obtained novolak resin (C-1) had a weight average molecular weight (Mw) of 4,500.
「NICOLET6700FT−IR」(サーモエレクトロン社製)による赤外吸収スペクトルの測定チャートから、原料と比較して置換メチレン結合によるC−H伸縮由来の吸収(2700〜3000cm-1)が確認できた。これらの結果により、本合成例では水酸基同士の脱水エーテル化反応(水酸基が消失)は生じず、置換メチレン結合を有するノボラック樹脂が得られたと同定した。これらの推定は、以下の合成例C2〜C8においても同様である。From the measurement chart of the infrared absorption spectrum by “NICOLET6700FT-IR” (manufactured by Thermo Electron), absorption (2700 to 3000 cm −1 ) derived from C—H stretching due to a substituted methylene bond was confirmed in comparison with the raw material. From these results, it was identified that no dehydration etherification reaction between hydroxyl groups (hydroxyl disappearance) occurred in this synthesis example, and a novolak resin having a substituted methylene bond was obtained. These estimations are the same in the following synthesis examples C2 to C8.
[合成例C2〜C8]
合成例C2〜C8では、表1に記載したアルデヒドを用いたこと以外は合成例C1と同様に行い、ノボラック樹脂(C−2)〜(C−6)および他のノボラック樹脂(C−7)〜(C−8)を得た。結果を表1に示す。[Synthesis Examples C2 to C8]
Synthesis Examples C2 to C8 were performed in the same manner as Synthesis Example C1 except that the aldehydes listed in Table 1 were used, and novolak resins (C-2) to (C-6) and other novolak resins (C-7) To (C-8). The results are shown in Table 1.
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた樹脂(A)は合成例A1〜A4の樹脂(A−1)〜(A−4)であり、樹脂(C)は合成例C1〜C6のノボラック樹脂(C−1)〜(C−6)であり、他の樹脂(C’)は合成例C7〜C8の他のノボラック樹脂(C−7)〜(C−8)であり、感光剤(B)、架橋剤(D)、溶剤(E)、密着助剤(F)、界面活性剤(G)および染料(H)は、下記の通りである。
・感光剤(B)
B−1:ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
(NT−300P、東洋合成工業(株)製)
B−2:1,2−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)](BASFジャパン(株)製の「IRACURE OXE01」)
・架橋剤(D)
D−1:4,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]ビフェニル(宇部興産(株)製の「OXBP」)
D−2:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(東亞合成(株)製の「M−402」)
・溶剤(E)
BL:γ−ブチロラクトン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
DAA:ジアセトンアルコール
・密着助剤(F)
F−1:N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業(株)製の「KBM−573」)
・界面活性剤(G)
G−1:シリコーン系界面活性剤(東レダウコーニング社製の「SH8400」)
・染料(H)
H−1:C.I.Solvent Blue70
(有本化学製の「OilBlue5511」)
H−2:C.I.Solvent Blue45
(有本化学製の「PlastBlueDB−463」)
H−3:C.I.Solvent Black27
(中央合成化学製の「NEOSUPERBLACK C−832」)
H−4:C.I.Solvent Red83(保土ヶ谷化学工業社製の「Aizen Spilon Red BEH Special」)
[実施例1]
合成例A1の樹脂(A−1)を含む樹脂溶液(樹脂(A−1)40部(固形分)に相当する量)に、(B−1)16部、(C−1)25部、(D−1)15部、(F−1)3部、(G−1)1部、および溶剤を混合し、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、表2に記載の組成を有する感放射線性樹脂組成物1を調製した。なお、前記組成物の固形分濃度は30質量%であった。
Resin (A) used for preparation of the radiation sensitive resin composition is Resin (A-1) to (A-4) of Synthesis Examples A1 to A4, and Resin (C) is a novolak resin of Synthesis Examples C1 to C6. (C-1) to (C-6), and other resins (C ′) are other novolak resins (C-7) to (C-8) of Synthesis Examples C7 to C8. ), Crosslinking agent (D), solvent (E), adhesion aid (F), surfactant (G) and dye (H) are as follows.
・ Sensitive agent (B)
B-1: Naphthoquinone diazide sulfonate ester
(NT-300P, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.)
B-2: 1,2-octanedione-1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)] (“IRACURE OXE01” manufactured by BASF Japan Ltd.)
・ Crosslinking agent (D)
D-1: 4,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] biphenyl (“OXBP” manufactured by Ube Industries, Ltd.)
D-2: Dipentaerythritol hexaacrylate
("M-402" manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
・ Solvent (E)
BL: γ-butyrolactone PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate PGME: propylene glycol monomethyl ether DAA: diacetone alcohol
・ Adhesion aid (F)
F-1: N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane
("KBM-573" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
・ Surfactant (G)
G-1: Silicone surfactant (“SH8400” manufactured by Toray Dow Corning)
・ Dye (H)
H-1: C.I. I.
("OilBlue 5511" manufactured by Arimoto Chemical)
H-2: C.I. I. Solvent Blue45
("PlastBlueDB-463" manufactured by Arimoto Chemical)
H-3: C.I. I. Solvent Black27
("NEOSUPERBLACK C-832" manufactured by Chuo Synthetic Chemical)
H-4: C.I. I. Solvent Red83 ("Aizen Spiron Red BEH Special" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
[Example 1]
In a resin solution containing resin (A-1) of Synthesis Example A1 (amount corresponding to 40 parts (solid content) of resin (A-1)), (B-1) 16 parts, (C-1) 25 parts, (D-1) 15 parts, (F-1) 3 parts, (G-1) 1 part, and a solvent are mixed and filtered through a membrane filter having a diameter of 0.2 μm to have the composition shown in Table 2. Radiation
[実施例2〜27および比較例1〜3]
実施例2〜27および比較例1〜3では、表2に示す種類および配合量の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様にして、感放射線性樹脂組成物2〜30を調製した。[Examples 2-27 and Comparative Examples 1-3]
In Examples 2-27 and Comparative Examples 1-3, radiation-sensitive resin compositions 2-30 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the components of the types and blending amounts shown in Table 2 were used. .
実施例・比較例で得られた感放射線性樹脂組成物を用いて、以下に説明する方法により絶縁膜および有機EL素子を作製した。前記組成物のパターニング性および放射線感度を、得られた絶縁膜の遮光性(透過率)、吸水性、耐熱性およびアウトガス量を、また得られた有機EL素子の素子特性を、それぞれ下記方法で評価した。なお、以下の評価において、「上記組成物」とは、実施例・比較例で得られた感放射線性樹脂組成物を意味する。
Using the radiation-sensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples, an insulating film and an organic EL element were produced by the method described below. The patterning property and radiation sensitivity of the composition, the light-shielding property (transmittance), water absorption, heat resistance, and outgas amount of the obtained insulating film, and the device characteristics of the obtained organic EL device, were as follows. evaluated. In the following evaluation, the “composition” means a radiation-sensitive resin composition obtained in Examples and Comparative Examples.
<パターニング性>
スピンナーを用いて、シリコン基板上に上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベークして、塗膜を形成した。この塗膜に対して、露光機(キヤノン社の「MPA−6000」)を用い、所定のパターンを有するパターンマスクを介して波長365nmにおける露光量100mJ/cm2で露光した。露光量は、照度計(OAI Optical Associates社の「OAI model356」)により測定した。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて25℃にて80秒間液盛り法で現像し、超純水で1分間流水洗浄を行い、乾燥させて、シリコン基板上に直径が5μmの複数のスルーホールが列状に並ぶパターンを有する塗膜を形成した。この塗膜をクリーンオーブン中で250℃にて45分間ポストベークして、膜厚3.0μmの絶縁膜を得た。 <Patternability>
The composition was applied onto a silicon substrate using a spinner and then pre-baked on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes to form a coating film. This coating film was exposed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 at a wavelength of 365 nm through a pattern mask having a predetermined pattern using an exposure machine (“MPA-6000” manufactured by Canon Inc.). The exposure amount was measured with an illuminometer (“OAI model 356” manufactured by OAI Optical Associates). After that, development was performed by using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 80 seconds, washed with ultrapure water for 1 minute, dried, and dried on a silicon substrate. A coating film having a pattern in which a plurality of through holes of 5 μm were arranged in a line was formed. This coating film was post-baked at 250 ° C. for 45 minutes in a clean oven to obtain an insulating film having a thickness of 3.0 μm.
このとき、上記塗膜において、ポジ型の場合は現像後の露光部が完全に溶解するかを、ネガ型の場合は現像後の非露光部が完全に溶解するかを確認した。5μmのパターンを形成し、かつ絶縁膜剥がれまたは現像残渣なく絶縁膜が形成された場合を「良好」、5μmのパターンを形成し、かつ絶縁膜剥がれはないものの、やや現像残渣がある場合、5μmのパターンを形成できない場合、または絶縁膜剥がれが発生してしまう場合を「不良」とした。
At this time, in the coating film, it was confirmed whether the exposed portion after development was completely dissolved in the case of the positive type or whether the non-exposed portion after development was completely dissolved in the case of the negative type. “Good” when a 5 μm pattern is formed and an insulating film is formed without insulating film peeling or
<放射線感度>
スピンナーを用いて、シリコン基板上に上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベークして、膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に対して、露光機(キヤノン社の「MPA−6000」)を用い、所定のパターンを有するパターンマスクを介して露光量を変化させて露光した。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて25℃にて80秒間液盛り法で現像し、超純水で1分間流水洗浄を行い、乾燥させて、シリコン基板上に直径が20.0μmの複数のスルーホールを有する塗膜を形成した。 <Radiation sensitivity>
The composition was applied onto a silicon substrate using a spinner and then pre-baked on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 3.0 μm. The coating film was exposed using an exposure machine (Canon “MPA-6000”) while changing the exposure amount through a pattern mask having a predetermined pattern. After that, development was performed by using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 80 seconds, washed with ultrapure water for 1 minute, dried, and dried on a silicon substrate. A coating film having a plurality of through holes of 20.0 μm was formed.
このとき、直径20.0μmのマスクパターンの形状どおりに塗膜が完全に溶解するために必要な露光量を測定し、このときの露光量を放射線感度(露光感度)とした。放射線感度は、波長365nmにおける露光量が100mJ/cm2以下の場合に「良好」、100mJ/cm2を超える場合に「不良」とした。露光量は、照度計(OAI Optical Associates社の「OAI model356」)により測定した。At this time, the exposure amount required for the coating film to completely dissolve in accordance with the shape of the mask pattern having a diameter of 20.0 μm was measured, and the exposure amount at this time was defined as radiation sensitivity (exposure sensitivity). The radiation sensitivity was “good” when the exposure dose at a wavelength of 365 nm was 100 mJ / cm 2 or less, and “bad” when the exposure amount exceeded 100 mJ / cm 2 . The exposure amount was measured with an illuminometer (“OAI model 356” manufactured by OAI Optical Associates).
<透過率>
スピンナーを用いて、ガラス基板(コーニング社の「コーニング7059」)上に上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベーク後、クリーンオーブン中で250℃にて45分間ポストベークして、膜厚3.0μmを有する絶縁膜を形成した。 <Transmissivity>
After applying the above composition on a glass substrate (Corning “Corning 7059”) using a spinner, prebaking at 120 ° C. for 2 minutes on a hot plate, and then post-baking at 250 ° C. for 45 minutes in a clean oven. Baking was performed to form an insulating film having a thickness of 3.0 μm.
この絶縁膜を有するガラス基板について、分光光度計(日立製作所(株)製の「150−20型ダブルビーム」)を用いて全光線透過率を300nm〜780nmの波長範囲で測定し、波長400nmでの全光線透過率を求めた。この透過率は、波長400nmにおいて全光線透過率が5%以下の場合に「優良」とし、5%を超えて15%以下の場合に「良好」とし、15%を超える場合に「不良」とした。また、波長600nmでの全光線透過率を求めた。この透過率は、波長600nmにおいて全光線透過率が10%以下の場合に「優良」とし、10%を超えて30%以下の場合に「良好」とした。 For the glass substrate having this insulating film, the total light transmittance was measured in the wavelength range of 300 nm to 780 nm using a spectrophotometer (“150-20 type double beam” manufactured by Hitachi, Ltd.), and the wavelength was 400 nm. The total light transmittance was determined. This transmittance is “excellent” when the total light transmittance at a wavelength of 400 nm is 5% or less, “good” when it exceeds 5% and 15% or less, and “bad” when it exceeds 15%. did. Moreover, the total light transmittance in wavelength 600nm was calculated | required. This transmittance was “excellent” when the total light transmittance at a wavelength of 600 nm was 10% or less, and “good” when it exceeded 10% and was 30% or less.
<吸水性>
スピンナーを用いて、シリコン基板上に上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベーク後、クリーンオーブン中で250℃にて45分間ポストベークして、膜厚3.0μmを有する絶縁膜を形成した。 <Water absorption>
After applying the above composition on a silicon substrate using a spinner, pre-baking on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes and then post-baking in a clean oven at 250 ° C. for 45 minutes to obtain a film thickness of 3.0 μm An insulating film having was formed.
この絶縁膜を、Thermal Desorption Spectroscopy(ESCO社の「TDS1200」)を用いて真空度1.0×10-9Paにて、常温から200℃に昇温した(30℃/min)。その際の試料表面および試料から脱離するガスを、質量分析計(アジレントテクノロジー社の「5973N」)で水のピーク(M/z=18)の検出値として測定した。60℃〜200℃のトータルのピーク強度の積分値[A・sec]を取り、吸水性を評価した。吸水性は、60℃〜200℃のトータルのピーク強度の積分値[A・sec]が3.0×10-8以下の場合に「優良」、3.0×10-8を超えて5.0×10-8以下の場合に「良好」、5.0×10-8を超える場合に「不良」とした。This insulating film was heated from normal temperature to 200 ° C. at a vacuum degree of 1.0 × 10 −9 Pa using Thermal Desorption Spectroscopy (“TDS1200” from ESCO) (30 ° C./min). At that time, the sample surface and the gas desorbed from the sample were measured as a detected value of the peak of water (M / z = 18) with a mass spectrometer (“5973N” manufactured by Agilent Technologies). The integrated value [A · sec] of the total peak intensity from 60 ° C. to 200 ° C. was taken to evaluate the water absorption. The water absorption is “excellent” when the integrated value [A · sec] of the total peak intensity from 60 ° C. to 200 ° C. is 3.0 × 10 −8 or less, exceeding 3.0 × 10 −8 . When it was 0 × 10 −8 or less, it was judged as “good” and when it exceeded 5.0 × 10 −8 , it was judged as “bad”.
<耐熱性>
<吸水性>の評価と同様にして上記組成物を用いて絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、熱重量測定装置(TAインスツルメント社の「TGA2950」)を用いて、100℃から500℃においてTGA測定(空気下、昇温速度10℃/分)を行うことで5%重量減少温度を求めた。耐熱性は、5%重量減少温度が350℃を超える場合に「優良」、350〜330℃の場合に「良好」とした。 <Heat resistance>
In the same manner as in the evaluation of <Water Absorption>, an insulating film is formed using the above composition, and this insulating film is heated to 100 ° C. to 500 ° C. using a thermogravimetric apparatus (“TGA2950” manufactured by TA Instruments). A 5% weight loss temperature was determined by performing TGA measurement at 10 ° C. (in air, at a rate of temperature increase of 10 ° C./min). The heat resistance was “excellent” when the 5% weight loss temperature exceeded 350 ° C., and “good” when the temperature was 350 to 330 ° C.
<アウトガス>
<吸水性>の評価と同様にして上記組成物を用いて絶縁膜を形成し、絶縁膜付きシリコン基板を1cm×5cm片に切断し、切断したシリコン基板4枚について、シリコンウエハーアナライザー装置(商品名「加熱脱着装置JTD−505」日本分析工業(株)製、「ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS−QP2010Plus」島津製作所(株)製)を用いて、230℃、15分保持(昇温速度10℃/分)した際のアウトガス量μg/cm3を求めた。 <Outgas>
In the same manner as in the evaluation of <water absorption>, an insulating film is formed using the above composition, a silicon substrate with an insulating film is cut into 1 cm × 5 cm pieces, and a silicon wafer analyzer device (product) Name “Heat Desorption Device JTD-505” manufactured by Nippon Analytical Industries, Ltd., “Gas Chromatograph Mass Spectrometer GCMS-QP2010 Plus” manufactured by Shimadzu Corporation), maintained at 230 ° C. for 15 minutes (
《素子特性評価》
ガラス基板(コーニング社の「コーニング7059」)を用い、このガラス基板上にTFTを形成したTFT基板を作製した後に、このTFT基板上に絶縁膜を形成して評価用素子を作製した。この評価用素子について、素子特性の評価を行った。 <Evaluation of device characteristics>
Using a glass substrate (Corning “Corning 7059”), a TFT substrate having TFTs formed on the glass substrate was prepared, and then an insulating film was formed on the TFT substrate to prepare an evaluation element. The element characteristics were evaluated for this evaluation element.
TFT基板は、以下の手順で形成した。まず、ガラス基板上にスパッタリングによりモリブデン膜を形成し、レジストを用いたフォトリソグラフィおよびエッチングによりゲート電極を形成した。次いで、ガラス基板全面およびゲート電極の上層に、スパッタリングにより酸化ケイ素膜を形成してゲート絶縁膜とした。このゲート絶縁膜上にスパッタリングによりInGaZnO系アモルファス酸化物膜(InGaZnO4)を形成し、レジストを用いたフォトリソグラフィおよびエッチングにより半導体層を形成した。半導体層の上層にスパッタリングによりモリブデン膜を形成し、レジストを用いたフォトリソグラフィおよびエッチングによりソース電極およびドレイン電極を形成した。最後に、基板全面、ソース電極およびドレイン電極の上層に、スパッタリングにより酸化ケイ素膜を形成してパッシベーション膜とし、TFT基板を得た。The TFT substrate was formed by the following procedure. First, a molybdenum film was formed on a glass substrate by sputtering, and a gate electrode was formed by photolithography using a resist and etching. Next, a silicon oxide film was formed by sputtering on the entire surface of the glass substrate and on the upper layer of the gate electrode to form a gate insulating film. An InGaZnO-based amorphous oxide film (InGaZnO 4 ) was formed on the gate insulating film by sputtering, and a semiconductor layer was formed by photolithography and etching using a resist. A molybdenum film was formed on the semiconductor layer by sputtering, and a source electrode and a drain electrode were formed by photolithography and etching using a resist. Finally, a silicon oxide film was formed by sputtering on the entire surface of the substrate and on the upper layer of the source electrode and drain electrode to obtain a passivation film, thereby obtaining a TFT substrate.
スピンナーを用いて、TFT基板上に上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベーク後、クリーンオーブン中で250℃にて45分間ポストベークして、膜厚3.0μmを有する絶縁膜を形成した。 After applying the above composition on the TFT substrate using a spinner, pre-baking on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes and then post-baking in a clean oven at 250 ° C. for 45 minutes to obtain a film thickness of 3.0 μm An insulating film having was formed.
<スイッチング応答特性>
素子特性はスイッチング応答特性として評価した。スイッチング応答特性は、ON/OFF比を測定することで評価した。ON/OFF比は、プローバおよび半導体パラメーターアナライザーを用いて、ゲート電極に電圧を印可した状態でソース電極−ドレイン電極間に流れる電流を測定することで算出した。具体的には、半導体層に対して上記組成物から形成された絶縁膜の上方から波長450nmまたは500nmを中心とした白色光(照度30000ルックス)を照射した条件下において、ドレイン電極をプラス10V、ソース電極を0Vとした場合にゲート電極に印可された電圧がプラス10Vとマイナス10Vの時の電流値の比をON/OFF比とした。スイッチング応答特性、すなわち素子特性は、ON/OFF比が1.0×105以上の場合に「良好」、1.0×105未満の場合に「不良」とした。 <Switching response characteristics>
The device characteristics were evaluated as switching response characteristics. The switching response characteristic was evaluated by measuring the ON / OFF ratio. The ON / OFF ratio was calculated by measuring the current flowing between the source electrode and the drain electrode with a voltage applied to the gate electrode using a prober and a semiconductor parameter analyzer. Specifically, the drain electrode is set to plus 10 V under the condition that the semiconductor layer is irradiated with white light (illuminance 30000 lux) centered on a wavelength of 450 nm or 500 nm from above the insulating film formed from the above composition. The ratio of the current value when the voltage applied to the gate electrode is plus 10 V and minus 10 V when the source electrode is 0 V is defined as the ON / OFF ratio. The switching response characteristics, that is, the element characteristics, were “good” when the ON / OFF ratio was 1.0 × 10 5 or more, and “bad” when the ON / OFF ratio was less than 1.0 × 10 5 .
<TFT信頼性>
TFT信頼性は、ゲート電極−ソース電極間に電気的なストレスを印可した際のId−Vg特性の変化(閾値電圧Vthの変化量)を、評価用素子に対する光照射時と光非照射時とで比較することによって評価した。 <TFT reliability>
TFT reliability refers to changes in Id-Vg characteristics (amount of change in threshold voltage Vth) when an electrical stress is applied between the gate electrode and the source electrode, when the evaluation element is irradiated with light and when light is not irradiated. It was evaluated by comparing with.
(Id−Vg特性および閾値電圧Vthの測定)
電気的なストレスの印可は、評価用素子のソース電極の電位を0V、ドレイン電極の電位を+10Vに保ち、ソース電極−ドレイン電極間に電圧を印可した状態で、ゲート電極の電位Vgを−20Vから+20Vまで変化させることで行った。このようにゲート電極の電位Vgを変化させた際、ドレイン電極−ソース電極間に流れる電流Idをプロットすることで、Id−Vg特性を得た。このId−Vg特性においては、電流値がONとなる電圧を閾値電圧Vthに設定した。 (Measurement of Id-Vg characteristics and threshold voltage Vth)
The electrical stress is applied by keeping the potential of the source electrode of the evaluation element at 0 V, the potential of the drain electrode at +10 V, and applying the voltage between the source electrode and the drain electrode, and the potential Vg of the gate electrode at −20 V. To + 20V. In this way, when the potential Vg of the gate electrode is changed, the current Id flowing between the drain electrode and the source electrode is plotted to obtain the Id-Vg characteristic. In this Id-Vg characteristic, the voltage at which the current value is ON is set to the threshold voltage Vth.
(閾値電圧Vthの変化量の測定)
電気的なストレスは、ゲート電極−ソース電極間に、+20Vの正電圧及び−20Vの負電圧をそれぞれ12時間ずつ印加することで与えた。このような電気的なストレスは、評価用素子の半導体膜に対して上方から光を照射した条件下、および半導体膜に対して光を照射しない条件下のそれぞれについて行った。閾値電圧Vthの変化量は、光照射条件および光非照射条件のそれぞれについて、Id−Vg特性から算出した。そして、光照射時の閾値電圧Vthの変化量が、光非照射時の閾値電圧Vthの変化量の1.5倍未満に抑えられている場合にTFT信頼性が「優良」であるとし、1.5倍〜2倍に抑えられている場合にTFT信頼性が「良好」であるとし、2倍を超えている場合にTFT信頼性が「不良」であるとした。 (Measurement of change in threshold voltage Vth)
Electrical stress was applied by applying a positive voltage of +20 V and a negative voltage of −20 V for 12 hours between the gate electrode and the source electrode. Such electrical stress was performed under the condition where the semiconductor film of the evaluation element was irradiated with light from above and under the condition where the semiconductor film was not irradiated with light. The amount of change in the threshold voltage Vth was calculated from the Id-Vg characteristic for each of the light irradiation condition and the light non-irradiation condition. When the amount of change in the threshold voltage Vth during light irradiation is suppressed to less than 1.5 times the amount of change in the threshold voltage Vth during non-light irradiation, the TFT reliability is assumed to be “excellent”. The TFT reliability is determined to be “good” when it is suppressed to 5 to 2 times, and the TFT reliability is determined to be “bad” when it exceeds 2 times.
<EL発光特性評価>
ガラス基板(コーニング社の「コーニング7059」)を用い、このガラス基板上にITO透明電極をスパッタし、続いて感光性レジスト(「NN700」、JSR(株)製)をスピンコート法で塗布して乾燥し、所定のパターンマスクを介して露光した。露光後、現像し、加熱硬化して、所定のレジストパターンを形成した。続いてエッチング液を用いて、ITO膜をエッチングして、所定のITO膜のパターンを形成した後、レジストパターンを剥離液で除去した。 <EL emission characteristic evaluation>
Using a glass substrate (Corning “Corning 7059”), an ITO transparent electrode was sputtered on this glass substrate, and then a photosensitive resist (“NN700”, manufactured by JSR Corporation) was applied by spin coating. It dried and exposed through the predetermined pattern mask. After exposure, development and heat curing were performed to form a predetermined resist pattern. Subsequently, the ITO film was etched using an etching solution to form a predetermined ITO film pattern, and then the resist pattern was removed with a stripping solution.
上記のようにしてアレイ状にITO透明電極が形成されたガラス基板上に、感光性レジスト(「NN700」、JSR(株)製)をスピンコート法で膜厚5μmとなるように塗布した後、ホットプレート上で80℃にて3分間プリベークして、塗膜を形成した。次いで、この塗膜を所定のパターンマスクを介して露光した。露光後、現像し、クリーンオーブン中で200℃にて5分間ポストベークした。このようにして、ITO透明電極の一部のみが露出したコンタクトホールを有する平坦化層を、ガラス基板上に形成した。ポストベーク後の平坦化層の膜厚は3μmであった。以上のようにして平坦化層が形成されたガラス基板を複数用意し、以下の工程で用いた。 After applying a photosensitive resist (“NN700”, manufactured by JSR Corporation) to a film thickness of 5 μm by spin coating on the glass substrate on which ITO transparent electrodes are formed in an array as described above, A coating film was formed by pre-baking on a hot plate at 80 ° C. for 3 minutes. Subsequently, this coating film was exposed through a predetermined pattern mask. After exposure, the film was developed and post-baked at 200 ° C. for 5 minutes in a clean oven. In this way, a planarization layer having a contact hole in which only a part of the ITO transparent electrode was exposed was formed on the glass substrate. The thickness of the planarization layer after post-baking was 3 μm. A plurality of glass substrates on which a planarizing layer was formed as described above were prepared and used in the following steps.
Alターゲットを用いてDCスパッタ法により、平坦化層を形成したガラス基板上に膜厚100nmのAl膜を形成した。続いて感光性レジスト(「NN700」、JSR(株)製)をスピンコート法で塗布して乾燥し、所定のパターンマスクを介して露光した。露光後、現像し、加熱硬化して、所定のレジストパターンを形成した。続いて混酸のエッチング液を用いてAl膜をエッチングして、所定のAl膜のパターンを形成した後、レジストパターンを剥離液で除去した。その後、ガラス基板をスパッタ装置に移送して、ITOターゲットを用いてDCマグネトロンリアクティブスパッタリング法により、Alパターン上に膜厚20nmのITO膜を形成した。続いて感光性レジスト(「NN700」、JSR(株)製)をスピンコート法で塗布して乾燥し、所定のパターンマスクを介して露光した。露光後、現像し、加熱硬化して、所定のレジストパターンを形成した。続いてエッチング液を用いてITO膜をエッチングして、Al膜上にAl膜と同様のITO膜のパターンを形成した後、レジストパターンを剥離液で除去した。このようにしてAl膜とITO膜とからなる陽極を形成した。 An Al film having a thickness of 100 nm was formed on a glass substrate on which a planarization layer was formed by DC sputtering using an Al target. Subsequently, a photosensitive resist (“NN700”, manufactured by JSR Corporation) was applied by a spin coat method, dried, and exposed through a predetermined pattern mask. After exposure, development and heat curing were performed to form a predetermined resist pattern. Subsequently, the Al film was etched using a mixed acid etching solution to form a predetermined Al film pattern, and then the resist pattern was removed with a stripping solution. Thereafter, the glass substrate was transferred to a sputtering apparatus, and an ITO film having a thickness of 20 nm was formed on the Al pattern by a DC magnetron reactive sputtering method using an ITO target. Subsequently, a photosensitive resist (“NN700”, manufactured by JSR Corporation) was applied by a spin coat method, dried, and exposed through a predetermined pattern mask. After exposure, development and heat curing were performed to form a predetermined resist pattern. Subsequently, the ITO film was etched using an etching solution to form an ITO film pattern similar to the Al film on the Al film, and then the resist pattern was removed with a stripping solution. In this way, an anode composed of an Al film and an ITO film was formed.
得られた陽極基板に対し、クリーントラック(東京エレクトロン社製:Mark VZ)を用いて、上記組成物を塗布した後、ホットプレート上で120℃にて2分間プレベークして、厚さ4μmの塗膜を形成した。この塗膜に対して、露光機(Nikon社のi線ステッパー「NSR−2005i10D」)を用い、所定のパターンを有するパターンマスクを介して波長365nmにおける露光量100mJ/cm2で露光した。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて25℃にて80秒間液盛り法で現像し、超純水で1分間流水洗浄を行い、乾燥させて、クリーンオーブン中で250℃にて45分間ポストベークし、陽極基板上に隔壁を形成した。After applying the above composition to the obtained anode substrate using a clean track (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd .: Mark VZ), it was pre-baked on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes to form a coating having a thickness of 4 μm. A film was formed. This coating film was exposed using an exposure machine (Nikon i-line stepper “NSR-2005i10D”) through a pattern mask having a predetermined pattern at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 at a wavelength of 365 nm. Thereafter, development was carried out by using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 80 seconds, washing with ultrapure water for 1 minute, drying, and drying in a clean oven at 250 ° C. Was post-baked for 45 minutes to form partition walls on the anode substrate.
隔壁を形成した陽極基板に対して、真空蒸着法により有機EL素子を形成した。有機EL素子は以下の手順により作成した。 An organic EL element was formed on the anode substrate on which the partition walls were formed by a vacuum deposition method. The organic EL element was prepared by the following procedure.
隔壁を形成した陽極基板に対して超音波洗浄を行い、続いて前記基板をN2雰囲気中に移送し、200℃で3時間乾燥を行った。さらに、前記基板を酸素プラズマ処理装置へ移し、真空排気し、基板付近に設けたリング状電極に50WのRF電力を投入し、酸素プラズマ洗浄処理を行った。酸素圧力は0.6Pa、処理時間は40秒であった。The anode substrate on which the partition walls were formed was subjected to ultrasonic cleaning, and then the substrate was transferred into an N 2 atmosphere and dried at 200 ° C. for 3 hours. Further, the substrate was transferred to an oxygen plasma processing apparatus, evacuated, and 50 W RF power was applied to a ring electrode provided in the vicinity of the substrate to perform an oxygen plasma cleaning process. The oxygen pressure was 0.6 Pa and the treatment time was 40 seconds.
基板を真空成膜室へ移動し、成膜室を1E-4Paまで排気した後、前記基板上に、所定のパターンの蒸着マスクを用いて、正孔注入性を有する酸化モリブデン(MoOx)を抵抗加熱蒸着法により成膜速度0.004〜0.005nm/secの条件で成膜し、膜厚1nmの正孔注入層を形成した。After the substrate is moved to the vacuum film formation chamber and the film formation chamber is evacuated to 1E -4 Pa, molybdenum oxide (MoOx) having a hole injection property is deposited on the substrate using a vapor deposition mask having a predetermined pattern. A hole-injection layer having a film thickness of 1 nm was formed by resistance heating vapor deposition at a film formation rate of 0.004 to 0.005 nm / sec.
正孔注入層上に、所定のパターンの蒸着マスクを用いて、正孔輸送性を有する4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を抵抗加熱蒸着法により正孔注入層と同様の排気条件で成膜し、膜厚35nmの正孔輸送層を形成した。成膜速度は、0.2〜0.3nm/secの条件であった。 On the hole injection layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) having hole transportability is formed using a deposition mask having a predetermined pattern. A film was formed by resistance heating vapor deposition under the same exhaust conditions as the hole injection layer to form a 35 nm-thick hole transport layer. The film formation rate was 0.2 to 0.3 nm / sec.
正孔輸送層上に、所定のパターンの蒸着マスクを用いて、緑色の発光材料としてアルキレート錯体であるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を抵抗加熱蒸着法により正孔輸送層と同様の成膜条件で成膜し、膜厚35nmの発光層を形成した。成膜速度は、0.5nm/sec以下の条件であった。On the hole transport layer, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ), which is an alkylate complex, is used as a green light emitting material by a resistance heating vapor deposition method in the same manner as the hole transport layer, using a vapor deposition mask having a predetermined pattern. A light emitting layer having a film thickness of 35 nm was formed. The film formation rate was 0.5 nm / sec or less.
発光層上に、フッ化リチウムを抵抗加熱蒸着法により正孔注入層と同様の排気条件で成膜し、膜厚0.8nmの電子注入層を形成した。成膜速度は、0.004nm/sec以下の条件であった。 On the light emitting layer, lithium fluoride was deposited by resistance heating vapor deposition under the same exhaust conditions as the hole injection layer to form an electron injection layer having a thickness of 0.8 nm. The film formation rate was 0.004 nm / sec or less.
続いて、別の成膜室(スパッタ室)に上記基板を移送し、電子注入層上に、ITOターゲットを用いてRFスパッタリング法により、膜厚130nmの陰極を形成した。 Subsequently, the substrate was transferred to another film formation chamber (sputtering chamber), and a cathode having a thickness of 130 nm was formed on the electron injection layer by an RF sputtering method using an ITO target.
グローブボックスに上記基板を移送し、N2リークして、吸湿材を素子面側に貼り付けておいた封止ガラスを、UV硬化系のアクリル系の接着剤を用いて、上記基板に接着し、封止した。The substrate is transferred to the glove box, N 2 leaks, and the sealing glass with the hygroscopic material attached to the element surface side is bonded to the substrate using a UV curing acrylic adhesive. And sealed.
以上のようにして、評価用有機EL素子を得た。 The organic EL element for evaluation was obtained as described above.
評価用有機EL素子を温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽に500時間保管した後に、室温において有機EL素子を起動させ、ダークスポット(非発光箇所)を観察した。ダークスポットの面積が全体に対して10%未満の場合を「良好」、10%以上または消光の場合を「不良」とした。 The organic EL element for evaluation was stored in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% for 500 hours, and then the organic EL element was started at room temperature to observe a dark spot (non-light emitting portion). The case where the area of the dark spot was less than 10% with respect to the whole was determined as “good”, and the case where it was 10% or more or quenched was determined as “bad”.
これに対して、比較例3の組成物はノボラック樹脂を含有していないことから、形成された絶縁膜は、遮光性に劣り、素子特性に劣っていた。また、比較例1〜2の組成物はノボラック樹脂を含有するものの、当該ノボラック樹脂は式(C1)で表される構造単位を有する樹脂ではない(アルカリ可溶性樹脂(A)に該当する)。このため、比較例1〜2の組成物から形成された絶縁膜は、アウトガス量が多く、EL発光特性に劣っており、また比較例1〜2の組成物は、パターニング性および放射線感度に劣っていた。 On the other hand, since the composition of Comparative Example 3 did not contain a novolac resin, the formed insulating film was inferior in light shielding properties and inferior in device characteristics. Moreover, although the composition of Comparative Examples 1-2 contains novolak resin, the said novolak resin is not resin which has a structural unit represented by Formula (C1) (it corresponds to alkali-soluble resin (A)). For this reason, the insulating film formed from the composition of Comparative Examples 1 and 2 has a large amount of outgas and is inferior in EL emission characteristics, and the composition of Comparative Examples 1 and 2 is inferior in patternability and radiation sensitivity. It was.
1…有機EL装置、2…支持基板、3…TFT、4…第1の絶縁膜(平坦化膜)、5…陽極、6…スルーホール、7…第2の絶縁膜(隔壁)、70…凹部、8…有機発光層、9…陰極、10…パッシベーション膜、11…封止基板、12…封止層
DESCRIPTION OF
Claims (15)
(C)式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および
式(C2)で表される構造を有する樹脂
から選ばれる少なくとも1種の樹脂と
を含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜
を有する表示又は照明装置用素子。
式(c2−2)中、Yは窒素原子、C−HまたはC−R2であり、R2は式(c2−1)中のR1と同義であり、R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、nは0〜4の整数であり、dは0または1であり、ただし、式(C1)の場合では、n=d=0のときはYはC−Hではなく、またn=d=0且つYがC−R2であるとき、またはn=1、d=0且つYがC−HであるときはR2は−NO2、−OHではなく、R2が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR2は相互に結合して環を形成していてもよく;
式(c2−3)中、R5は式(c2−1)中のR1と同義であり、lはそれぞれ独立に0〜5の整数であり、R5が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR5は相互に結合して環を形成していてもよい。](B) a photosensitive agent;
(C) formed from a radiation-sensitive resin composition containing a resin having a structural unit represented by formula (C1) and at least one resin selected from a resin having a structure represented by formula (C2) A display or lighting device element having the insulating film formed.
Wherein (c2-2), Y is a nitrogen atom, C-H or C-R 2, R 2 has the same meaning as R 1 in the formula (c2-1), R 3 and R 4 are each independently Is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, n is an integer of 0 to 4, and d is 0 or 1, provided that in the case of formula (C1), when n = d = 0, Y is C— R 2 is not —NO 2 , —OH when not H and when n = d = 0 and Y is C—R 2 , or when n = 1, d = 0 and Y is C—H In the case where a plurality of R 2 are present, they may be the same or different, and R 2 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring;
In formula (c2-3), R 5 has the same meaning as R 1 in formula (c2-1), l is each independently an integer of 0 to 5, and when a plurality of R 5 are present, they are the same. They may be different from each other, and R 5 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring. ]
(A)前記樹脂(C)を除くアルカリ可溶性樹脂
を更に含有する、請求項1または2に記載の表示又は照明装置用素子。The radiation-sensitive resin composition is
(A) The display or lighting device element according to claim 1, further comprising an alkali-soluble resin excluding the resin (C).
(C)式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および
式(C2)で表される構造を有する樹脂
から選ばれる少なくとも1種の樹脂と
を含有する感放射線性樹脂組成物。
式(c2−2)中、Yは窒素原子、C−HまたはC−R2であり、R2は式(c2−1)中のR1と同義であり、R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、nは0〜4の整数であり、dは0または1であり、ただし、式(C1)の場合では、n=d=0のときはYはC−Hではなく、またn=d=0且つYがC−R2であるとき、またはn=1、d=0且つYがC−HであるときはR2は−NO2、−OHではなく、R2が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR2は相互に結合して環を形成していてもよく;
式(c2−3)中、R5は式(c2−1)中のR1と同義であり、lはそれぞれ独立に0〜5の整数であり、R5が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR5は相互に結合して環を形成していてもよい。](B) a photosensitive agent;
(C) A radiation-sensitive resin composition comprising: a resin having a structural unit represented by formula (C1); and at least one resin selected from a resin having a structure represented by formula (C2).
Wherein (c2-2), Y is a nitrogen atom, C-H or C-R 2, R 2 has the same meaning as R 1 in the formula (c2-1), R 3 and R 4 are each independently Is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, n is an integer of 0 to 4, and d is 0 or 1, provided that in the case of formula (C1), when n = d = 0, Y is C— R 2 is not —NO 2 , —OH when not H and when n = d = 0 and Y is C—R 2 , or when n = 1, d = 0 and Y is C—H In the case where a plurality of R 2 are present, they may be the same or different, and R 2 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring;
In formula (c2-3), R 5 has the same meaning as R 1 in formula (c2-1), l is each independently an integer of 0 to 5, and when a plurality of R 5 are present, they are the same. They may be different from each other, and R 5 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring. ]
を更に含有する、請求項11に記載の感放射線性樹脂組成物。(A) The radiation sensitive resin composition of Claim 11 which further contains alkali-soluble resin except the said resin (C).
(C)式(C1)で表される構造単位を有する樹脂、および
式(C2)で表される構造を有する樹脂
から選ばれる少なくとも1種の樹脂と
を含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜。
式(c2−2)中、Yは窒素原子、C−HまたはC−R2であり、R2は式(c2−1)中のR1と同義であり、R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、nは0〜4の整数であり、dは0または1であり、ただし、式(C1)の場合では、n=d=0のときはYはC−Hではなく、またn=d=0且つYがC−R2であるとき、またはn=1、d=0且つYがC−HであるときはR2は−NO2、−OHではなく、R2が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR2は相互に結合して環を形成していてもよく;
式(c2−3)中、R5は式(c2−1)中のR1と同義であり、lはそれぞれ独立に0〜5の整数であり、R5が複数存在する場合、各々同一であっても異なってもよく、また隣接する環炭素に結合したR5は相互に結合して環を形成していてもよい。](B) a photosensitive agent;
(C) formed from a radiation-sensitive resin composition containing a resin having a structural unit represented by formula (C1) and at least one resin selected from a resin having a structure represented by formula (C2) Insulating film.
Wherein (c2-2), Y is a nitrogen atom, C-H or C-R 2, R 2 has the same meaning as R 1 in the formula (c2-1), R 3 and R 4 are each independently Is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, n is an integer of 0 to 4, and d is 0 or 1, provided that in the case of formula (C1), when n = d = 0, Y is C— R 2 is not —NO 2 , —OH when not H and when n = d = 0 and Y is C—R 2 , or when n = 1, d = 0 and Y is C—H In the case where a plurality of R 2 are present, they may be the same or different, and R 2 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring;
In formula (c2-3), R 5 has the same meaning as R 1 in formula (c2-1), l is each independently an integer of 0 to 5, and when a plurality of R 5 are present, they are the same. They may be different from each other, and R 5 bonded to adjacent ring carbons may be bonded to each other to form a ring. ]
(A)前記樹脂(C)を除くアルカリ可溶性樹脂
を更に含有する、請求項13に記載の絶縁膜。The radiation-sensitive resin composition is
The insulating film according to claim 13, further comprising (A) an alkali-soluble resin excluding the resin (C).
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