CN102455597A - 射线敏感性树脂组合物、固化膜及其形成方法、液晶显示元件的阵列基板及其形成方法 - Google Patents

射线敏感性树脂组合物、固化膜及其形成方法、液晶显示元件的阵列基板及其形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种射线敏感性树脂组合物、固化膜及其形成方法、液晶显示元件的阵列基板及其形成方法。本发明的目的是提供兼具低温焙烧和贮存稳定性,并且具有高射线敏感度的射线敏感性树脂组合物、以及适宜用作柔性显示器的作为表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。所述射线敏感性树脂组合物含有:[A]具有(A1)含羧基的结构单元及(A2)含环氧基的结构单元的共聚物;[B]醌二叠氮化合物;以及[C]由下述式(1)以及(2)表示的化合物、叔胺化合物、胺盐、鏻盐、脒盐、酰胺化合物、酮亚胺化合物、封端型异氰酸酯化合物、含有咪唑环的化合物及包合化合物构成的群组中选出的至少一种固化剂。

Description

射线敏感性树脂组合物、固化膜及其形成方法、液晶显示元件的阵列基板及其形成方法
技术领域
本发明涉及射线敏感性树脂组合物、固化膜、液晶显示元件的阵列基板、固化膜的形成方法及液晶显示元件的阵列基板的形成方法。
背景技术
近年来,电子纸等柔性显示器正在普及。作为该柔性显示器的基板,已研究了聚对苯二甲酸乙二酯等塑料基板。由于该基板在加热时伸长或收缩,存在着损害显示器功能的不良情况,因而正在研究柔性显示器的制造工艺的低温化。制造柔性显示器时所需温度最高的工艺之一是存在通过加热层间绝缘膜而进行焙烧的工序,正在寻求该焙烧工序达到低温化。
在目前情况下,作为形成层间绝缘膜等固化膜的材料,用于获得必需图案形状的工序数少,并且可得到高表面硬度的射线敏感性树脂组合物得到了广泛使用。作为所述射线敏感性树脂组合物,已知的是含有:由不饱和羧酸和/或其酐、含环氧基的不饱和化合物等形成的共聚物的射线敏感性树脂组合物,其构成使得可以通过羧基和环氧基的反应获得作为固化膜的表面硬度(参见日本特开2001-354822号公报)。但是,作为层间绝缘膜,为了将表面硬度提高至能够达到实际商业上需要的水平,需要超过200℃高温的焙烧工序。因此,还考虑了通过添加作为环氧类材料的固化 剂使用的胺化合物,在低温下也能进行交联反应的策略,其中,添加一般的胺化合物时,可能会导致其与组合物中存在的环氧基随时间发展而进行反应,从而降低了贮存稳定性。
另外,已开发了含有即使进行低温焙烧也能够进行固化的聚酰亚胺前体的柔性显示器的栅极绝缘膜用涂布液的技术(参见日本特开2009-4394号公报)。但是,该涂布液不具有通过曝光显影而形成图案的能力,因此不可能形成微细图案。而且,由于固化反应性不充分,焙烧在1小时以上的时间,另外得到的层间绝缘膜等固化膜也达不到令人满意的水平。而且,在柔性显示器的制作工艺中,存在着在层间绝缘膜的上层形成层叠物的情形。在这种情况下,要求对于形成赋予层间绝缘膜以高相对介电常数的层叠物时使用的溶剂具有耐溶剂性。
基于这种情况,非常需要开发出适合于制造柔性显示器用固化膜的射线敏感性树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-354822号公报
专利文献2:日本特开2009-4394号公报
发明内容
本发明是基于以上这种情况而做出的,其目的是提供兼具低温焙烧和贮存稳定性、并且具有高的射线敏感性的射线敏感性树脂组合物、以及适宜用作柔性显示器的作为表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
用于解决上述问题的发明为:
射线敏感性树脂组合物,其含有:
[A]具有(A1)含有羧基的结构单元及(A2)含环氧基的结构单元的共聚物(以下,也称为“[A]共聚物”);
[B]醌二叠氮化合物;以及
[C]由下述式(1)表示的化合物、下述式(2)表示的化合物、叔胺化合物、胺盐、鏻盐、脒盐、酰胺化合物、酮亚胺化合物、封端型异氰酸酯化合物、含有咪唑环的化合物及包合化合物构成的群组中选出的至少一种固化剂(以下,有时也称为“[C]固化剂”)。
Figure BSA00000596631400031
(式(1)中,R1~R6各自独立地为氢原子、吸电子性基团或氨基。其中,R1~R6中的至少一个为吸电子性基团,并且R1~R6中的至少一个为氨基。另外,上述氨基的全部或部分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代。
式(2)中,R7~R16各自独立地为氢原子、吸电子性基团或氨基。其中,R7~R16中的至少一个为氨基。另外,上述氨基的全部或部 分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代。A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳原子数2~6的亚烷基。其中,上述亚甲基及亚烷基的全部或部分氢原子可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。)
作为该射线敏感性树脂组合物,除了[A]共聚物、[B]醌二叠氮化合物外,通过含有选自上述特定化合物的[C]固化剂,在具有高射线敏感度的同时,还起到了对作为[A]共聚物具有的环氧基等有效的固化催化剂的作用,结果就兼具贮存稳定性和低温焙烧。另外,由该射线敏感性树脂组合物形成的固化膜的表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异,因此适宜被用作柔性显示器的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的形成材料。
优选[C]固化剂是由上述式(1)及式(2)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。作为[C]固化剂,通过选择具有氨基和缺电子基团的上述特定化合物,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧,而且可以进一步提高所获得的固化膜的相对介电常数等。
由于该射线敏感性树脂组合物达到了如上所述的效果,因此适宜于形成作为层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
优选上述液晶取向剂是含有带光取向性基团的射线敏感性聚合物的液晶取向剂、或含有不带光取向性基团的聚酰亚胺的液晶取向剂。
本发明的固化膜的形成方法具有:
(1)在基板上形成该射线敏感性树脂组合物的涂膜的工序;
(2)对上述涂膜的至少一部分照射射线的工序;
(3)使经过上述射线照射的涂膜显影的工序;及
(4)对经过上述显影的涂膜进行焙烧的工序。
使用该射线敏感性树脂组合物,通过上述工序形成固化膜时,由于是通过利用射线敏感性的曝光、显影来形成图案,因而能够容易地形成微细而精巧的图案。另外,使用该射线敏感性树脂组合物形成的固化膜即使进行低温焙烧也具有足够的表面硬度等。
优选该形成方法中工序(4)的焙烧温度为200℃以下。除了利用射线敏感性的微细图案形成能力外,由于可以进行这种低温下的焙烧,该形成方法就适宜被用于在柔性显示器的塑料基板上形成层间绝缘膜等固化膜。
本发明还包含由该射线敏感性树脂组合物形成的作为层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
还有,本说明书中的所谓“焙烧”是指对固化膜加热至获得所需要的强度。另外,曝光时照射的“射线”是包含可见光、紫外线、远紫外线、X射线、带电粒子束等的概念。
根据本发明的射线敏感性树脂组合物,可以提供兼具低温焙烧和贮存稳定性,并且具有高射线敏感性的射线敏感性树脂组合物、以及适宜被用作柔性显示器的作为表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
具体实施方式
<射线敏感性树脂组合物>
本发明的射线敏感性树脂组合物含有[A]共聚物、[B]醌二叠氮化合物及[C]固化剂。另外,还可以含有只要不损害本发明的效果可任选的成分。以下,对各种成分进行详细说明。
<[A]共聚物>
[A]共聚物是使(A1)由不饱和羧酸及不饱和羧酸酐构成的群组中选出的至少一种单体(以下,有时也称为“(A1)化合物”)和(A2)含 环氧基的不饱和化合物(以下,有时也称为“(A2)化合物”)进行共聚形成的共聚物。
对于[A]共聚物,例如可以通过在溶剂中存在聚合引发剂的情况下,使提供含羧基结构单元的(A1)化合物和提供含环氧基结构单元的(A2)化合物进行共聚来制造。另外,可以再加入(A3)提供含羟基结构单元的含羟基不饱和化合物(以下,有时也称为“(A3)化合物”),形成共聚物。而且,在制造[A]共聚物时,可以与上述(A1)化合物、(A2)化合物及(A3)化合物一起,再加入(A4)化合物(提供源自于上述(A1)、(A2)及(A3)化合物的结构单元以外的结构单元的不饱和化合物),形成共聚物。
[(A1)化合物]
作为(A1)化合物,能够列举不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、不饱和二羧酸的酐、多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯、两个末端带有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯、带有羧基的不饱和多环式化合物及其酐等。
作为不饱和单羧酸,能够列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等;
作为不饱和二羧酸,能够列举例如马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等;
作为不饱和二羧酸的酐,能够列举例如作为上述二羧酸例示的化合物的酐等;
作为多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯,能够列举例如琥珀酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯]、邻苯二甲酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯]等;
作为两个末端带有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,能够列举例如ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等;
作为带羧基的不饱和多环式化合物及其酐,能够列举例如5-羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯酐等。
在这些物质中,优选单羧酸、二羧酸酐,从共聚反应性、对碱水溶液的溶解性及获得容易性上考虑,更优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。这些(A1)化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。
作为(A1)化合物的使用比例,基于(A1)化合物及(A2)化合物(必要时任选的(A3)化合物及(A4)化合物)的合计,优选为5质量%~30质量%,更优选为10质量%~25质量%。通过使(A1)化合物的使用比例处于上述范围内,可以得到[A]共聚物对碱水溶液的溶解性达到最佳化,同时敏感度优异的射线敏感性树脂组合物。
[(A2)化合物]
(A2)化合物是含环氧基的不饱和化合物。作为环氧基,能够列举环氧乙烷基(1,2-环氧结构)、氧杂环丁烷基(1,3-环氧结构)。
作为带有环氧乙烷基的不饱和化合物,能够列举例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸3,4-环氧丁酯、丙烯酸6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯等。在这些物质中,从提高共聚反应性及固化膜的耐溶剂性等方面考虑,优选甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸 2-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基。
作为带有氧杂环丁烷基的不饱和化合物,能够列举例如
3-(丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等丙烯酸酯;
3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧 基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等甲基丙烯酸酯等。这些物质(A2)化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。
作为(A2)化合物的使用比例,基于(A1)化合物及(A2)化合物(必要时任选的(A3)化合物及(A4)化合物)的合计,优选为5质量%~60质量%,更优选为10质量%~50质量%。通过使(A2)化合物的使用比例处于上述范围内,能够形成具有优异的耐溶剂性等的固化膜。
[(A3)化合物]
作为(A3)化合物,能够列举带有羟基的(甲基)丙烯酸酯、下述式(3)表示的含酚性羟基的不饱和化合物等。
Figure BSA00000596631400091
上述式(3)中,R17为氢原子或碳原子数1~4的烷基。R18~R22各自独立地为氢原子、羟基或碳原子数1~4的烷基。Y为单键、-COO-、或-CONH-。p为0~3的整数。其中,R18~R22中的至少一个为羟基。
作为上述带有羟基的(甲基)丙烯酸酯,能够列举例如羟基甲基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯、2,3-二羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧乙基糖苷等。
作为上述式(3)表示的含有酚性羟基的不饱和化合物,取决于Y和p的定义,能够列举例如下述式(3-1)~式(3-5)表示的化合物等。
上述式(3-1)中,q为1~3的整数。R17~R22与上述式(3)中的含义相同。
Figure BSA00000596631400102
上述式(3-2)中,R17~R22与上述式(3)中的含义相同。
上述式(3-3)中,r为1~3的整数。R17~R22与上述式(3)中的含义相同。
Figure BSA00000596631400112
上述式(3-4)中,R17~R22与上述式(3)中的含义相同。
Figure BSA00000596631400113
上述式(3-5)中,R17~R22与上述式(3)中的含义相同。
在这些(A3)化合物中,优选2-羟基乙基甲基丙烯酸酯、4-羟基苯基甲基丙烯酸酯、邻羟基苯乙烯、对羟基苯乙烯、α-甲基-对羟基苯乙烯。这些(A3)化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。
作为(A3)化合物的使用比例,基于(A1)化合物、(A2)化合物及(A3)化合物(必要时任选的(A4)化合物)的合计,优选为5质量%~30质量%,更优选为10质量%~25质量%。通过使(A3)化合物的使用比例处于上述范围内,能够形成具有优异耐溶剂性等的固化膜。
[(A4)化合物]
作为(A4)化合物,只要是上述的(A1)化合物、(A2)化合物及(A3)化合物以外的不饱和化合物就没有特别的限制。作为(A4)化合物,能够列举例如甲基丙烯酸链状烷基酯、甲基丙烯酸环状烷基酯、丙烯酸链状烷基酯、丙烯酸环状烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、丙烯酸芳基酯、不饱和二羧酸二酯、双环不饱和化合物、马来酰亚胺化合物、不饱和芳香族化合物、共轭二烯烃、含有四氢呋喃骨架、呋喃骨架、四氢吡喃骨架、吡喃骨架、下述式(4)表示的骨架的不饱和化合物及其它的不饱和化合物等。
Figure BSA00000596631400121
上述式(4)中,R23为氢原子或甲基。s为1以上的整数。
作为甲基丙烯酸链状烷基酯,能够列举例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲 基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等。
作为甲基丙烯酸环状烷基酯,能够列举例如甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基氧乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等。
作为丙烯酸链状烷基酯,能够列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸正月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十八烷基酯等。
作为丙烯酸环状烷基酯,能够列举例如丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基氧基乙酯、丙烯酸异冰片酯等。
作为甲基丙烯酸芳基酯,能够列举例如甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等。
作为丙烯酸芳基酯,能够列举例如丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯等。
作为不饱和二羧酸二酯,能够列举例如马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等。
作为双环不饱和化合物,能够列举例如双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-叔丁氧羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己氧羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(叔丁氧羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(环己氧羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、 5,6-二羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羟基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯等。
作为马来酰亚胺化合物,能够列举例如N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苄基)马来酰亚胺、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等。
作为不饱和芳香族化合物,能够列举例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯等。
作为共轭二烯烃,能够列举例如1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
作为含有四氢呋喃骨架的不饱和化合物,能够列举例如四氢糠基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基-丙酸四氢糠基酯、3-(甲基)丙烯酰氧基四氢呋喃-2-酮等。
作为含有呋喃骨架的不饱和化合物,能够列举例如2-甲基-5-(3-呋喃基)-1-戊烯-3-酮、糠基(甲基)丙烯酸酯、1-呋喃-2-丁基-3-烯-2-酮、1-呋喃-2-丁基-3-甲氧基-3-烯-2-酮、6-(2-呋喃基)-2-甲基-1-己烯-3-酮、6-呋喃-2-基-己-1-烯-3-酮、丙烯酸-2-呋喃-2-基-1-甲基-乙基酯、6-(2-呋喃基)-6-甲基-1-庚烯-3-酮等。
作为含有四氢吡喃骨架的不饱和化合物,能够列举例如(四氢吡喃-2-基)甲基甲基丙烯酸酯、2,6-二甲基-8-(四氢吡喃-2-基氧)-辛-1-烯-3-酮、2-甲基丙烯酸四氢吡喃-2-基酯、1-(四氢吡喃-2-氧)- 丁基-3-烯-2-酮等。
作为含有吡喃骨架的不饱和化合物,能够列举例如4-(1,4-二氧杂-5-氧代-6-庚烯基)-6-甲基-2-吡喃、4-(1,5-二氧杂-6-氧代-7-辛烯基)-6-甲基-2-吡喃等。
作为其它的不饱和化合物,能够列举例如丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、醋酸乙烯酯等。
在这些(A4)化合物中,优选甲基丙烯酸链状烷基酯、甲基丙烯酸环状烷基酯、马来酰亚胺化合物、含有四氢呋喃骨架、呋喃骨架、四氢吡喃骨架、吡喃骨架、上述式(4)表示的骨架的不饱和化合物、不饱和芳香族化合物、丙烯酸环状烷基酯。在这些物质中,从共聚反应性对碱水溶液的溶解性方面考虑,优选苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-酯、对甲氧基苯乙烯、丙烯酸2-甲基环己酯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、四氢糠基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基四氢呋喃-2-酮。这些(A4)化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。
作为(A4)化合物的使用比例,基于(A1)化合物、(A2)化合物及(A4)化合物(及任选的(A3)化合物)的合计,优选为10质量%~70质量%,更优选为20质量%~60质量%。通过使(A4)化合物的使用比例处于上述范围内,能够形成耐溶剂性等优异的固化膜。
<[A]共聚物的合成方法>
[A]共聚物可以通过例如在溶剂中存在聚合引发剂的情况下,使上述(A1)化合物及(A2)化合物(任选的(A3)化合物及(A4)化合物)进行共聚来制造。
作为用于制造[A]共聚物的聚合反应中使用的溶剂,能够列举例如醇、二醇醚、乙二醇烷基醚醋酸酯、二乙二醇单烷基醚、二乙二醇二烷基醚、二丙二醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚醋酸酯、丙二醇单烷基醚丙酸酯、酮、酯等。
作为醇,能够列举例如苄醇等;
作为二醇醚,能够列举例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚等;
作为乙二醇烷基醚醋酸酯,能够列举例如乙二醇单丁基醚醋酸酯、二乙二醇单乙基醚醋酸酯等;
作为二乙二醇单烷基醚,能够列举例如二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚等;
作为二乙二醇二烷基醚,能够列举例如二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚等;
作为二丙二醇二烷基醚,能够列举例如二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇乙基甲基醚等;
作为丙二醇单烷基醚,能够列举例如丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚等;
作为丙二醇单烷基醚醋酸酯,能够列举例如丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯等;
作为丙二醇单烷基醚丙酸酯,能够列举例如丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯等;
作为酮,能够列举例如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基异戊酮等;
作为酯,能够列举例如醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸3-甲氧基丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基醋酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳 酸丁酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯等。
在这些溶剂中,优选醋酸3-甲氧基丁酯、乙二醇烷基醚醋酸酯、二乙二醇单烷基醚、二乙二醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚醋酸酯,更优选醋酸3-甲氧基丁酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯。
作为用于制造[A]共聚物的聚合反应中使用的聚合引发剂,可以使用一般作为自由基聚合引发剂公知的物质。作为自由基聚合引发剂,能够列举例如2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化新戊酸叔丁酯、1,1’-双(过氧化叔丁基)环己烷等有机过氧化物及过氧化氢。使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,也可以将过氧化物与还原剂同时使用作为氧化还原型引发剂。
在用于制造[A]共聚物的聚合反应中,为了调节分子量,可以使用分子量调节剂。分子量调节剂能够列举例如氯仿、四溴化碳等卤化烃类;正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸等硫醇类;二甲基硫代黄原精、二异丙基二硫代黄原精等黄原精类;萜品油烯、α-甲基苯乙烯二聚体等。
作为[A]共聚物的重量平均分子量(Mw),优选为1,000~30,000,更优选为5,000~20,000。通过使[A]共聚物的Mw 处于上述范围内,可以提高该射线敏感性树脂组合物的敏感度及显影性。还有,本说明书中聚合物的Mw及数均分子量(Mn)是按下述的条件通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的。
装置:GPC-101(昭和电工社)
柱:连接GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803及GPC-KF-804
流动相:四氢呋喃
柱温:40℃
流速:1.0mL/分
试样浓度:1.0质量%
试样注入量:100μL
检测器:差示折射仪
标准物质:单分散聚苯乙烯
<[B]醌二叠氮化合物>
本发明的射线敏感性树脂组合物中使用的[B]醌二叠氮化合物是通过射线的照射而产生羧酸的1,2-醌二叠氮化合物。作为1,2-醌二叠氮化合物,可以使用酚性化合物或醇性化合物(以下,称为“母核”)和1,2-萘醌二叠氮化物磺酰卤的缩合物。
作为上述母核,能够列举例如三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、五羟基二苯甲酮、六羟基二苯甲酮、(多羟基苯基)烷烃、其它的母核等。
作为三羟基二苯甲酮,能够列举例如2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮等;
作为四羟基二苯甲酮,能够列举例如2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮等;
作为五羟基二苯甲酮,能够列举例如2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮等;
作为六羟基二苯甲酮,能够列举例如2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮等;
作为(多羟基苯基)烷烃,能够列举例如双(2,4-二羟基苯基)甲烷、双(对羟基苯基)甲烷、三(对羟基苯基)甲烷、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]乙叉基]双酚、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺双茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷等;
作为其它的母核,能够列举例如2-甲基-2-(2,4-二羟基苯基)-4-(4-羟基苯基)-7-羟基苯并氢化吡喃、1-[1-(3-{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-4,6-二羟基苯基)-1-甲基乙基]-3-(1-(3-{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-4,6-二羟基苯基)-1-甲基乙基)苯、4,6-双{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-1,3-二羟基苯等。
在这些母核中,优选2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]乙叉基]双酚。
作为1,2-萘醌二叠氮化物磺酰卤,优选1,2-萘醌二叠氮化物磺酰氯。作为1,2-萘醌二叠氮化物磺酰氯,能够列举例如1,2-萘醌二叠氮化物-4-磺酰氯、1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯等。在这些物质中,更优选1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯。
在酚性化合物或醇性化合物(母核)和1,2-萘醌二叠氮化物磺酰卤的缩合反应中,相对于酚性化合物或醇性化合物中的OH基数,优选使用相当于30~85摩尔%,更优选50~70摩尔%的1,2- 萘醌二叠氮化物磺酰卤。缩合反应可按公知的方法实施。
另外,作为1,2-醌二叠氮化合物,也适宜使用将上述例示的母核的酯键转变为酰胺键的1,2-萘醌二叠氮化物磺酸酰胺类,例如2,3,4-三氨基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮化物-4-磺酸酰胺等。
这些[B]醌二叠氮化合物可以单独使用或组合使用两种以上。作为该射线敏感性树脂组合物中[B]醌二叠氮化合物的使用比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为5质量份~100质量份,更优选为10质量份~50质量份。通过使[B]醌二叠氮化合物的使用比例处于上述范围内,可以使照射射线部分和未照射射线部分对作为显影液的碱水溶液的溶解度之差变大、图案化性能良好、以及获得的固化膜的耐溶剂性良好。
<[C]固化剂>
该射线敏感性树脂组合物含有的[C]固化剂是由上述式(1)表示的化合物、上述式(2)表示的化合物、叔胺化合物、胺盐、鏻盐、脒盐、酰胺化合物、酮亚胺化合物、封端型异氰酸酯化合物、含咪唑环的化合物及包合化合物构成的群组中选出的至少一种物质。通过使该射线敏感性树脂组合物含有选自上述特定化合物的[C]固化剂,可以兼具贮存稳定性和低温焙烧。以下,对各种化合物进行详细描述。
[上述式(1)及上述式(2)表示的化合物]
[C]固化剂优选为由上述式(1)及式(2)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。作为[C]固化剂,通过选择具有氨基和缺电子基团的上述特定化合物,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧,而且可进一步提高所获得的固化膜的相对介电常数等。
上述式(1)中,R1~R6各自独立地为氢原子、吸电子性基团或 氨基。其中,R1~R6中的至少一个为吸电子性基团,并且R1~R6中的至少一个为氨基,上述氨基的全部或部分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代。
上述式(2)中,R7~R16各自独立地为氢原子、吸电子性基团或氨基。其中,R7~R16中的至少一个为氨基。另外,上述氨基的全部或部分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代。A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳原子数2~6的亚烷基。其中,上述亚甲基及亚烷基的全部或部分氢原子可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。
作为上述R1~R16表示的吸电子性基团,能够列举例如卤素原子、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、酰基、烷基磺酰基、烷基氧磺酰基、二氰基乙烯基、三氰基乙烯基、磺酰基等。在这些基团中,优选硝基、烷基氧磺酰基、三氟甲基。作为A所示的基团,优选磺酰基、可以被氟烷基取代的亚甲基。
作为上述式(1)及式(2)表示的化合物,优选2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,3-双(4-氨基苯基)丁二腈、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基苯基苯甲酸酯、4,4’-二氨基二苯基砜、1,4-二氨基-2-氯苯、1,4-二氨基-2-溴苯、1,4-二氨基-2-碘苯、1,4-二氨基-2-硝基苯、1,4-二氨基-2-三氟甲基苯、2,5-二氨基苄腈、2,5-二氨基苯乙酮、2,5-二氨基苯甲酸、2,2’-二氯联苯胺、2,2’-二溴联苯胺、2,2’-二碘联苯胺、2,2’-二硝基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺、3-氨基苯磺酸乙基、3,5-双三氟甲基-1,2-二氨基苯、4-氨基硝基苯、N,N-二甲基-4-硝基苯胺,更优选4,4’-二氨基二苯基砜、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺、3-氨基苯磺酸乙酯、3,5-双三氟甲基-1,2-二氨基苯、4-氨基硝基苯、N,N-二甲基-4-硝基苯胺。
上述式(1)及式(2)表示的化合物可以单独使用或混合两种以 上使用。作为上述式(1)及式(2)表示的化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~20质量份,更优选为0.2质量份~10质量份。通过使上述式(1)及式(2)表示的化合物的含有比例处于上述范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[叔胺化合物]
如果使反应性高的一般伯胺化合物及仲胺化合物与环氧化合物共存,则在组合物溶液的贮存中胺对环氧基的亲核动作导致固化反应的进行,可能会损害制品的品质。但是,使用叔胺时,由于反应性比较低,即使在组合物中与环氧化合物共存,也具有良好的贮存稳定性。
作为叔胺化合物,可以使用由下述式(5)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。
Figure BSA00000596631400221
上述式(5)中,R24~R26各自独立地为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~18的芳基或碳原子数7~30的芳烷基。其中,R24及R25也可以相互结合,与两者键合的氮原子一起形成环结构。上述烷基、芳基及芳烷基的部分或全部氢原子可以被取代。
作为上述R24~R26所示的上述碳原子数1~20的烷基,能够列举例如直链状或支链状的甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
作为上述R24~R26所示的碳原子数6~18的芳基,能够列举例 如苯基、萘基等。
作为上述R24~R26所示的碳原子数7~30的芳烷基,能够列举例如苄基、苯乙基等。
作为叔胺化合物,能够列举例如三甲基胺、三乙基胺、N,N-二甲基苄基胺、三苯基胺、三丁基胺、三辛基胺、三(十二烷基)胺、二丁基苄基胺、三萘基胺、N-乙基-N-甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N-苯基-N-甲基苯胺、N,N-二甲基-对甲苯胺、N,N-二甲基-4-溴苯胺、N,N-二甲基-4-甲氧基苯胺、N-苯基哌啶、N-(4-甲氧基苯基)哌啶、N-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉、6-苄基氧-N-苯基-7-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉、N,N’-二甲基哌嗪、N,N-二甲基环己基胺、2-二甲基氨基甲基苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等。
在这些叔胺化合物中,优选三辛基胺、2-二甲基氨基甲基苯酚。叔胺化合物可以单独使用或混合两种以上使用。作为该射线敏感性树脂组合物中叔胺化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.2质量份~5质量份。通过使叔胺化合物的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[胺盐及鏻盐]
作为胺盐及鏻盐,可以使用由下述式(6)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。
上述式(6)中,A1为氮原子或磷原子。R27~R30各自独立地为氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~18的芳基或碳原子数 7~30的芳烷基。其中,这些基团的部分或全部氢原子可以被取代。Q-为1价阴离子。
作为上述R27~R30所示的碳原子数1~20的烷基,能够列举例如直链状或支链状的甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
作为上述R27~R30所示的碳原子数6~18的芳基,能够列举例如苯基、萘基等。
作为上述R27~R30所示的碳原子数7~30的芳烷基,能够列举例如苄基、苯乙基等。
作为上述Q-所示的1价阴离子,能够列举例如氯离子、溴离子、碘离子、氰离子、硝酸根、亚硝酸根、次氯酸根、亚氯酸根、氯酸根、高氯酸根、高锰酸根、碳酸氢根、磷酸二氢根、硫化氢离子、硫氰酸根、羧酸根、磺酸根、苯氧阴离子、四氟硼酸根、四芳基硼酸根、六氟锑酸根等。
A1为氮原子时,即作为铵盐,能够列举例如四甲基氯化铵、四丁基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、辛基三甲基氯化铵、癸基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、氯化苯甲烃铵、溴化苯甲烃铵、二癸基二甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵。
A1为磷原子时,即作为鏻盐,能够列举例如四苯基鏻·四苯基硼酸盐、四苯基鏻·四(对甲苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四(对乙基苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四(对甲氧基苯基)硼酸盐、四苯基鏻· 四(对乙氧基苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四(对叔丁氧基苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四(间甲苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四(间甲氧基苯基)硼酸盐、三(对甲苯基)苯基鏻·四(对甲苯基)硼酸盐、四(对甲苯基)鏻·四(对甲苯基)硼酸盐、三(对甲氧基苯基)苯基鏻·四(对甲苯基)硼酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐、甲基三苯基鏻硫氰酸盐、对甲苯基三苯基鏻硫氰酸盐、苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、对氯苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、对甲基苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、对甲氧基苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、α-甲基苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、肉桂基三苯基鏻六氟锑酸盐、2-羟基-5-硝基苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、1-萘基甲基三苯基鏻六氟锑酸盐、3-三甲基甲硅烷基-4-三甲基甲硅烷氧基苄基三苯基鏻六氟锑酸盐、对甲氧基苄基三(对氯苯基)鏻六氟锑酸盐、对甲氧基苄基三(对甲基苯基)鏻六氟锑酸盐、肉桂基三(对氯苯基)鏻六氟锑酸盐、对甲氧基苄基三苯基鏻六氟磷酸盐、1-芘基甲基-三苯基鏻六氟锑酸盐、1-芘基甲基-丁基二苯基鏻六氟锑酸盐、9-蒽基甲基-三苯基鏻六氟锑酸盐、四丁基鏻癸酸盐、三(叔丁基)鏻·四苯基硼酸盐、二-叔丁基甲基鏻·四苯基硼酸盐、对甲苯基三苯基鏻·四(对甲苯基)硼酸盐、四苯基鏻·四氟硼酸盐等。
在这些胺盐及鏻盐中,优选四甲基氯化铵、丁基三苯基鏻硫氰酸盐。胺盐及鏻盐可以单独使用或混合两种以上使用。作为该射线敏感性树脂组合物中胺盐及鏻盐的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.5质量份~5质量份。通过使胺盐及鏻盐的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[脒盐]
作为脒盐,可以使用由下述式(7)表示化合物的盐构成的群组中选出的至少一种物质。
Figure BSA00000596631400261
上述式(7)中,m为2~6的整数。其中,亚烷基具有的部分或全部氢原子可以被有机基团取代。还有,上述亚烷基是指四氢嘧啶环中的亚烷基及式(7)中(CH2)m表示的亚烷基二者。
作为上述亚烷基可以作为取代基带有的有机基团,能够列举例如
甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基等碳原子数1~6的烷基;
羟基甲基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、2-羟基异丙基、3-羟基-叔丁基、6-羟基己基等碳原子数1~6的羟基烷基;
二甲基氨基、甲基乙基氨基、二乙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、叔丁基甲基氨基、二正己基氨基等碳原子数2~12的二烷基氨基等。
作为上述式(7)表示的化合物,能够列举1,5-二氮杂双环[4,3,0]-壬烯-5(DBN)、1,5-二氮杂双环[4,4,0]-癸烯-5、1,8-二氮杂双环[5,4,0]-十一烯-7(DBU)、5-羟基丙基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-十一烯-7、5-二丁基氨基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-十一烯-7等。在这些物质中,优选DBN及DBU。
作为用于使上述式(7)表示的化合物形成盐的酸,能够列举有 机酸及无机酸。
作为有机酸,能够列举例如羧酸、单烷基碳酸、芳香族羟基化合物、磺酸等。
作为羧酸,能够列举例如
甲酸、醋酸、2-乙基己酸、异戊酸等饱和脂肪酸;
丙烯酸、巴豆酸、甲基丙烯酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、富马酸、马来酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、异油酸、桐油酸、花生四烯酸、桂皮酸、萘甲酸、苯甲酸、甲基苯甲酸等不饱和羧酸;
氯醋酸、氰基醋酸、二氯醋酸、三氯醋酸、三甲基醋酸、氟醋酸、溴醋酸、甲氧基醋酸、巯基醋酸、碘醋酸、乙烯基醋酸、草酰醋酸、苯基醋酸、苯氧基醋酸等α取代醋酸;
草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸等二羧酸;
二醇酸、乳酸、柠檬酸、d-酒石酸、中酒石酸、抗坏血酸、扁桃酸等羟基羧酸;
丙酮酸、乙酰丙酸等酮羧酸;
2-氯丙酸、3-氯丙酸等卤代羧酸。
作为单烷基碳酸,能够列举例如甲基碳酸、乙基碳酸等。
作为芳香族羟基化合物,能够列举例如苯酚、甲基苯酚、邻苯二酚、萘酚等。
作为磺酸,能够列举例如辛基苯磺酸、丁基苯磺酸、甲苯磺酸、苯磺酸、甲磺酸等。
作为无机酸,能够列举例如盐酸、氟化氢酸、溴酸等卤酸;碳酸;及高氯酸、高溴酸等过卤化氢酸等。
在这些酸中,优选羧酸、芳香族羟基化合物、磺酸,更优选 饱和脂肪酸、芳香族羟基化合物、磺酸,特别优选作为强酸的磺酸,最优选甲苯磺酸、甲磺酸、辛基苯磺酸。作为脒盐,优选DBU和甲苯磺酸的盐、DBU和辛基苯磺酸的盐、DBN和甲苯磺酸的盐、DBN和辛基苯磺酸的盐。
脒盐可以单独使用或混合两种以上使用。作为该射线敏感性树脂组合物中脒盐的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.5质量份~5质量份。通过使脒盐的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[酰胺化合物]
作为酰胺化合物,可以使用由下述式(8)~(10)表示的具有酰胺基的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。
Figure BSA00000596631400281
上述式(8)中,R31及R32各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、环己基、苯基、萘基、乙烯基或2-吡啶基。其中,上述 碳原子数1~12的烷基、苯基及萘基可以被碳原子数1~6的烷基、卤素原子、羟基、羧基或乙酰基取代。
上述式(9)中,R33及R34各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基或环己基。A2为亚甲基、碳原子数2~12的亚烷基、亚苯基、亚萘基或亚乙烯基。其中,上述亚甲基、碳原子数2~12的亚烷基、亚苯基及亚萘基可以被碳原子数1~6的烷基、卤素原子取代。
上述式(10)中,R35及R36各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基或环己基。A3为亚甲基、碳原子数2~12的亚烷基、亚苯基、亚萘基或亚乙烯基。其中,上述亚甲基、碳原子数2~12的亚烷基、亚苯基及亚萘基可以被碳原子数1~6的烷基、卤素原子取代。
上述式(8)表示的酰胺化合物是分子内具有一个酰胺键的化合物。作为其具体例子,能够列举例如乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N-正丙基乙酰胺、N-异丙基乙酰胺、N-正丁基乙酰胺、N-异丁基乙酰胺、N-叔丁基乙酰胺、N-正己基乙酰胺、N-正辛基乙酰胺、N-正十二烷基乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、戊酰胺、异戊酰胺、辛酰胺、乙酰替苯胺、乙酰乙酰替苯胺、邻乙酰胺苯甲酸、间乙酰胺苯甲酸、对乙酰胺苯甲酸、邻乙酰胺苯酚、间乙酰胺苯酚、对乙酰胺苯酚、乙酰胺萘、邻苯二甲酰胺酸、丙烯酰胺、苯甲酰胺、萘酰胺、烟酰胺、异烟酰胺等。
在这些物质中,从能够提高室温下的贮存稳定性、所获得固化膜的耐热性、电压保持率等方面考虑,优选乙酰胺、N-甲基乙酰胺、邻苯二甲酰胺酸。
上述式(9)及(10)表示的化合物是分子内中具有两个酰胺键的化合物。作为其具体例子,能够列举例如邻苯二甲酰胺、间苯二甲酰胺、对苯二甲酰胺、丙二酰胺、琥珀酰胺、戊二酰胺、己二酰胺、庚二酰胺、辛二酰胺、壬二酰胺、癸二酰胺、马来酰胺、 富马酰胺、N,N’-二甲基-邻苯二甲酰胺、N,N’-二甲基-间苯二甲酰胺、N,N’-二甲基-对苯二甲酰胺、N,N’-二乙酰基-邻苯二胺、N,N’-二乙酰基-间苯二胺、N,N’-二乙酰基-对苯二胺、N,N’-二丙酰基-邻苯二胺、N,N’-二丙酰基-间苯二胺、N,N’-二丙酰基-对苯二胺、N,N’-二乙酰基-亚乙基二胺、N,N’-二乙酰基-亚丙基二胺、N,N’-二乙酰基-亚丁基二胺、N,N’-二乙酰基-六亚甲基二胺、N,N’-二乙酰基-十二烷基亚甲基二胺、N,N’-二苯甲酰基-亚乙基二胺、N,N’-二苯甲酰基-亚丙基二胺、N,N’-二苯甲酰基-亚丁基二胺、N,N’-二苯甲酰基-六亚甲基二胺、N,N’-二苯甲酰基-十二烷基亚甲基二胺、N,N’-二萘甲酰基-亚乙基二胺、N,N’-二萘甲酰基-亚丙基二胺、N,N’-二萘甲酰基-亚丁基二胺、N,N’-二萘甲酰基-六亚甲基二胺、N,N’-二萘甲酰基-十二烷基亚甲基二胺等。
在这些物质中,从能够兼具高水平的贮存稳定性和低温焙烧方面考虑,优选间苯二甲酰胺、己二酰胺、N,N’-二乙酰基-对亚苯基二胺、N,N’-二乙酰基-六亚甲基二胺。
酰胺化合物可以单独使用或混合两种以上使用。作为该射线敏感性树脂组合物中酰胺化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量,更优选为0.5质量份~5质量。通过使酰胺化合物的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[酮亚胺化合物]
酮亚胺化合物可以通过酮和胺的反应获得。
作为酮,能够列举例如乙基甲基酮、异戊基甲基酮、异丁基甲基酮、甲基叔丁基酮、乙基丁基酮、乙基异丁基酮、甲基戊基酮、二丙基酮、3-甲基-2-己酮、2-辛酮、3-辛酮、4-辛酮、甲基环己基酮、甲基环己酮等。
作为胺,能够列举例如2,5-二甲基-2,5-己二胺、薄荷烷二胺、1,4-双(2-氨基-2-甲基丙基)哌嗪、分子的两个末端的亚丙基支化碳上键合了氨基的聚丙二醇、乙二胺、三亚甲基二胺、丙二胺、四亚甲基二胺、丁二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、三甲基六亚甲基二胺、N-氨基乙基哌嗪、亚氨基双丙基胺、甲基亚氨基双丙基胺、像H2N(CH2CH2O)2(CH2)2NH2这样胺氮上键合了亚甲基的聚醚骨架的二胺、1,5-二氨基-2-甲基戊烷、聚酰胺、异佛尔酮二胺、1,3-双氨基甲基环己烷(1,3BAC)、1-环己基氨基-3-氨基丙烷、降莰烷骨架的二亚甲基胺(NBDA)、下述式表示的化合物等。
Figure BSA00000596631400311
Figure BSA00000596631400321
另外,可以使用氨基烷氧基硅烷作为胺。作为氨基烷氧基硅烷,能够列举例如下述式(11)表示的化合物。
Figure BSA00000596631400322
上述式中,R37为碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或1价的硅氧烷衍生基团。R38为可以含有氮原子的亚烷基。R39为烷氧基。u为0~3的整数。
作为R37所示的碳原子数1~6的烷基,优选甲基、乙基、丙基。作为R37所示的碳原子数1~6的烷氧基,优选甲氧基、乙氧基、丙氧基。作为R37所示的1价硅氧烷衍生基团,优选甲硅烷氧基。在这些物质中,更优选甲氧基、乙氧基。
作为R38所示的可以含氮原子的亚烷基的亚烷基,优选碳原子数1~6的亚烷基。作为不含氮原子的亚烷基,优选亚甲基、亚乙基、亚丙基。作为含氮原子的亚烷基,优选在上述不含氮原子的2价烃基中所例示的烃基上带有亚氨基(-NH-)的基团。在这些物质中,更优选亚甲基、亚丙基、-C2H4NHC3H6-。
作为R39所示的烷氧基,优选碳原子数1~6的烷氧基,更优选 甲氧基、乙氧基。
作为通过酮和氨基烷氧基硅烷的反应得到的含有硅的酮亚胺,能够列举例如下述式(12)表示的化合物、具有下述式(13)表示的结构单元的缩聚物等。
Figure BSA00000596631400331
上述式(12)中,R40及R41各自独立地为部分或全部氢原子可以被取代的1价烃基。其中,R40及R41也可以和它们分别键合的碳原子一起形成环结构。R42为碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基。R43为可以含有氮原子的亚烷基。R44为烷氧基。v为0~3的整数。
Figure BSA00000596631400332
上述式(13)中,R45及R46各自独立地为部分或全部氢原子可以被取代的1价烃基。其中,R45及R46也可以和它们分别键合的碳原子一起形成环结构。R47为可以含有氮原子的亚烷基。R48为碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基。
具有上述式(13)表示的结构单元的缩聚物的末端可以结合例如氢原子、甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子数1~6的烷氧基。
在这些胺中,优选具有脂环式结构或芳香环结构的二胺。作为适宜的酮亚胺,能够列举下述式(14)表示的化合物。
上述式(14)中,R49~R52各自独立地为部分或全部氢原子可以被取代的1价烃基。其中,R49及R50也可以和它们分别键合的碳原子一起形成环结构。另外,R51及R52也可以和它们分别键合的碳原子一起形成环结构。R53为可以被取代的2价烃基。
作为R49~R52所示的1价烃基,能够列举1价的脂肪族烃基、1价的脂环式烃基、1价的芳香族烃基。作为1价的脂肪族烃基,能够列举例如碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、碳原子数2~20的炔基。作为1价的脂环式烃基,能够列举例如碳原子数3~20的环烷基。作为1价的芳香族烃基,能够列举例如碳原子数6~20的芳基。
作为上述碳原子数1~20的烷基,优选碳原子数1~12的烷基,更优选碳原子数1~6的烷基。作为优选的具体例子,能够列举甲基、乙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、1,1-二甲基丙基、1-甲基丁基、1,1-二甲基丁基、己基。
作为上述碳原子数2~20的烯基,优选碳原子数2~10的烯基,更优选碳原子数2~6的烯基。作为优选的具体例子,能够列举乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基。
作为上述碳原子数2~20的炔基,优选碳原子数2~10的炔基,更优选碳原子数2~6的炔基。作为优选的具体例子,能够列举乙 炔基、丙炔基。
作为上述碳原子数3~20的环烷基,优选碳原子数3~12的环烷基,更优选碳原子数3~8的环烷基。作为优选的具体例子,能够列举环丙基、环丁基、环戊基、1-甲基环戊基、1-乙基环戊基、环己基。
作为上述碳原子数6~20的芳基,优选碳原子数6~14的芳基。作为优选的具体例子,能够列举苯基、萘基、茚基、蒽基,优选苯基、2-萘基,特别优选苯基。
作为R53所示的2价烃基,能够列举2价的脂肪族烃基、2价的脂环式烃基、2价的芳香族烃基、亚烷基-亚环烷基-亚烷基、亚环烷基-亚烷基-亚环烷基、亚烷基-亚芳基-亚烷基。
作为上述2价的脂肪族烃基,能够列举例如碳原子数1~20的亚烷基、碳原子数2~20的亚烯基、碳原子数2~20的亚炔基。作为2价的脂环式烃基,能够列举例如碳原子数3~20的亚环烷基、碳原子数3~20的亚环烯基。作为2价的芳香族烃基,能够列举例如碳原子数6~20的亚芳基。
作为上述碳原子数1~20的亚烷基,优选碳原子数1~12的亚烷基,更优选碳原子数1~6的亚烷基。作为优选的具体例子,能够列举亚甲基、亚乙基、甲基亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基。
作为上述碳原子数3~20的亚环烷基,优选碳原子数3~12的亚环烷基,更优选碳原子数3~6的亚环烷基。作为优选的具体例子,能够列举亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基。另外,作为碳原子数3~20的亚环烯基,优选碳原子数3~12的亚环烯基,更优选碳原子数3~6的亚环烯基。作为优选的具体例子,能够列举亚环丁烯基、亚环戊烯基、亚环己烯基。
作为上述碳原子数6~18的2价的芳香族烃基,能够列举亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚菲基、亚蒽基等亚芳基等。
作为亚烷基-亚环烷基-亚烷基,优选碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数3~12的亚环烷基-碳原子数1~6的亚烷基,特别优选碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数3~6的亚环烷基-碳原子数1~6的亚烷基。作为亚环烷基-亚烷基-亚环烷基,优选碳原子数3~12的亚环烷基-碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数3~12的亚环烷基,特别优选碳原子数3~6的亚环烷基-碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数3~6的亚环烷基。
作为上述亚烷基-亚芳基-亚烷基,优选碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数6~14的亚芳基-碳原子数1~6的亚烷基,特别优选碳原子数1~6的亚烷基-碳原子数6~10的亚芳基-碳原子数1~6的亚烷基。
酮亚胺的制造方法没有特别的限制,例如可以通过使酮和胺在室温下或加热下进行搅拌脱水反应来获得。作为反应温度,优选为20℃~150℃,更优选为50℃~110℃。作为反应时间,优选为2小时~24小时,更优选为2小时~5小时。
酮亚胺可以从市售产品获得,能够列举例如H-3、H-30(以上,三菱化学社生产)。
酮亚胺化合物可以单独使用或混合两种以上使用。作为该射线敏感性树脂组合物中酮亚胺化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.5质量份~5质量份。通过使酮亚胺化合物的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[封端型异氰酸酯化合物]
封端型多异氰酸酯化合物是使异氰酸酯基与含有活性氢的化合物(封端剂)进行反应形成的常温惰性的物质。是具有一旦加热,则封端剂离解而重新生成异氰酸酯基的性质的物质。通过使该射线敏感性树脂组合物含有封端型多异氰酸酯,可以作为有效的交联剂进行异氰酸酯-羟基交联反应,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
封端型多异氰酸酯化合物可以由脂肪族或脂环族二异氰酸酯衍生的多异氰酸酯和具有活性氢的化合物(封端剂)通过公知的反应获得。
作为二异氰酸酯,能够列举例如四亚甲基二异氰酸酯、戊烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯基己烷、2,4,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯基己烷、赖氨酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、三嗪二异氰酸酯、二甲代苯胺异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,5-五亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯甲基-3,5,5-三甲基环己基二异氰酸酯等。
作为市售产品,能够列举例如
作为用甲基乙基酮的肟对异氰酸酯基进行封端而形成的物质,能够列举デユラネ一トTPA-B80E、TPA-B80X、E402-B80T、MF-B60XN、MF-B60X、MF-B80M(以上,旭化成ケミカルズ社生产);
作为用活性亚甲基对异氰酸酯基进行封端形成的物质,能够列举デユラネ一トMF-K60X(旭化成工业社生产);
作为具有(甲基)丙烯酰基的异氰酸酯化合物的封端物,能够列举カレンズMOI-BP、カレンズMOI-BM(以上,昭和电工社生产)。在 这些物质中,使用デユラネ一トE402-B80T、MF-K60X时表现出高柔性,通过形成与其它品种的混合体系,可以自由地控制其硬度,因此是优选的。
作为由二异氰酸酯衍生的多异氰酸酯,能够列举例如异氰脲酸酯型多异氰酸酯、缩二脲型多异氰酸酯、氨基甲酸酯型多异氰酸酯、脲基甲酸酯型多异氰酸酯等。从固化性方面考虑,优选异氰脲酸酯型多异氰酸酯。
作为封端剂,能够列举例如醇类化合物、酚类化合物、活性亚甲基类化合物、硫醇类化合物、酸酰胺类化合物、酸酰亚胺类化合物、咪唑类化合物、吡唑类化合物、尿素类化合物、肟类化合物、胺类化合物、亚胺类化合物、吡啶类化合物等。
作为醇类化合物,能够列举例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、苄醇、环己醇等;
作为酚类化合物,能够列举例如苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、丁基苯酚、壬基苯酚、二壬基苯酚、苯乙烯化苯酚、羟基苯甲酸酯等;
作为活性亚甲基类化合物,能够列举例如丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮等;
作为硫醇类化合物,能够列举例如丁基硫醇、十二烷基硫醇等;
作为酸酰胺类化合物,能够列举例如乙酰替苯胺、醋酸酰胺、ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺等;
作为酸酰亚胺类化合物,能够列举例如琥珀酰亚胺、马来酰亚胺等;
作为咪唑类化合物,能够列举例如咪唑、2-甲基咪唑等;
作为吡唑类化合物,能够列举例如3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3,5-乙基吡唑等;
作为尿素类化合物,能够列举例如尿素、硫脲、亚乙基脲等;
作为肟类化合物,能够列举例如甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、环己酮肟等;
作为胺类化合物,能够列举例如二苯基胺、苯胺、咔唑等;
作为亚胺类化合物,能够列举例如乙撑亚胺、多乙撑亚胺等
作为吡啶类化合物,能够列举例如2-羟基吡啶、2-羟基喹啉等。
封端型多异氰酸酯化合物可以单独使用或混合两种以上。作为该射线敏感性树脂组合物中封端型多异氰酸酯化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为1质量份~40质量份,更优选为3质量份~20质量份。通过使封端型多异氰酸酯化合物的含有比例处于上述范围,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[含咪唑环的化合物]
作为含咪唑环的化合物,可以使用由下述式(15)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。
Figure BSA00000596631400391
上述式(15)中,A5、A6、A7及R54各自独立地为氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烃基。另 外,A6和A7可以相互连接形成环。
作为A5、A6、A7及R54所示的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烃基,能够列举例如
甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等碳原子数1~20的烷基;
环丙基、环丁基、环戊基、环己基等碳原子数3~20的环烷基;
苯基、甲苯基、苄基、甲基苄基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基、萘基、蒽基等碳原子数6~20的芳基;
降莰烷基、三环癸烷基、四环十二烷基、金刚烷基、甲基金刚烷基、乙基金刚烷基、丁基金刚烷基等碳原子数6~20的脂环式桥烃基等。
上述烃基可以被取代,作为该取代基的具体例子,能够列举
羟基;
羧基;
羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基丁基、2-羟基丁基、3-羟基丁基、4-羟基丁基等碳原子数1~4的羟基烷基;
甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、2-甲基丙氧基、1-甲基丙氧基、叔丁氧基等碳原子数1~4的烷氧基;
氰基;
氰基甲基、2-氰基乙基、3-氰基丙基、4-氰基丁基等碳原子数2~5的氰基烷基;
甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧羰基等碳原子数2~5的烷氧羰 基;
甲氧羰基甲氧基、乙氧羰基甲氧基、叔丁氧羰基甲氧基等碳原子数3~6的烷氧羰基烷氧基;
氟、氯等卤素原子;
氟甲基、三氟甲基、五氟乙基等氟烷基等。
作为上述A6和A7相互连接形成的环,优选列举芳香环、碳原子数2~20的饱和或不饱和的含氮杂环。作为A6和A7相互连接形成的环为苯环时的含咪唑环的化合物,能够列举下述式(16)表示的化合物。
Figure BSA00000596631400411
上述式(16)中,R54及A5与上述式(15)中的含义相同。R55~R58各自独立地为可以具有取代基的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烃基。还有,作为R55~R58所示的烃基,能够列举与上述式(15)中的烃基相同的基团。
作为含咪唑环的化合物,优选2-苯基联咪唑、2-甲基咪唑、2-甲基联咪唑。含咪唑环的化合物可以单独使用或混合两种以上使用。作为含咪唑环的化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.2质量份~5质量份。通过使含咪唑环的化合物的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
[包合化合物]
本说明书中所谓的“包合化合物”是指在下述式(17)表示的四酚类化合物、或式(18)表示的二羧酸类化合物中包合咪唑化合物或联咪唑化合物而形成的化合物。
Figure BSA00000596631400421
上述式(17)中,X为单键、亚甲基或碳原子数2~6的亚烷基。R59~R66各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、可以具有取代基的苯基、卤素原子或碳原子数1~12的烷氧基。
上述式(18)中,R67为碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、硝基或羟基。
优选上述式(17)表示的四酚类化合物是上述式(17-1)表示的化合物。通过形成上述式(17-1)表示的四酚类化合物,可以进一步提高贮存稳定性和促进低温固化。
上述式(17-1)中,X及R59~R66与上述式(17)中的含义相同。
作为四酚类化合物,只要是上述式(17-1)表示的化合物就没有特别的限制,能够列举例如1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-氯-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二氯-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-溴-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二溴-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-叔丁基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-氟-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二氟-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-甲氧基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-氯-5-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-溴-5-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-甲氧基-5-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-氯-5-溴-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四(3-氯-5-苯基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,2,2-四[(4-羟基-3-苯基)苯基]乙烷、1,1,3,3-四(4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二甲基 -4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-氯-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-溴-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-苯基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二苯基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,3,3-四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、1,1,4,4-四(4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3-甲基-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3-氯-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3,5-二氯-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3-甲氧基-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3-溴-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3,5-二溴-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷、1,1,4,4-四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丁烷、四(4-羧基苯基)乙烷、四(4-羧基苯基)乙烷四甲基酯、四(4-羧基苯基)乙烷四乙基酯、四(4-羧基苯基)乙烷四正丙基酯、四(4-羧基苯基)乙烷四苄基酯、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷四甲基酯、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷四乙基酯、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷四正丙基酯、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷四苄基酯、四(4-羧基苯基)乙烷四钠盐、四(4-羧基苯基)乙烷四钾盐、四(3-羧基苯基)乙烷、四(3-羧基苯基)乙烷四甲基酯、四(3-羧基-4,5-二甲基苯基)乙烷、四(3-羧基苯基)乙烷四乙基酯、四(3-羧基苯基)乙烷四正丙基酯、四(3-羧基苯基)乙烷四苄基酯、四(3-羧基-4,5-二甲基苯基)乙烷、四(3-羧基-4,5-二甲基苯基)乙烷四甲基酯、四(3-羧基-4,5-二甲基苯基)乙烷四乙基酯、四(3-羧基-4,5-二甲基苯基)乙烷四正丙基酯、四(3,5-二甲基-4-羧基苯基)乙烷四苄基酯、四(3-羧基苯基)乙烷四钠盐、四(3-羧基苯基)乙烷四钾盐 等。
在这些物质中,使用以1,1’,2,2’-四(4-羟基苯基)乙烷包合的咪唑化合物或联咪唑化合物时,该射线敏感性树脂组合物在室温下的贮存稳定性更优异,并且在加热时容易释放出固化促进剂,因此是优选的。
作为二羧酸类化合物,只要是上述式(2)表示的化合物就没有特别的限制,能够列举例如5-硝基邻苯二甲酸、5-羟基邻苯二甲酸、5-甲基邻苯二甲酸、5-甲氧基邻苯二甲酸、4-硝基邻苯二甲酸、4-羟基邻苯二甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、4-甲氧基邻苯二甲酸等。在这些物质中,优选5-硝基邻苯二甲酸、5-羟基邻苯二甲酸。
由于咪唑化合物和上述四酚类化合物或二羧酸类化合物形成了稳定的包合化合物,因此提高了该射线敏感性树脂组合物室温下的贮存稳定性。另外,由于咪唑化合物与环氧基的反应性优异,因此有助于200℃以下的低温固化。
作为咪唑化合物,能够列举在上述含咪唑环的化合物的项目中说明的上述式(15)表示的化合物等。
作为具体的咪唑化合物,能够列举例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-异丙基咪唑、2-正丙基咪唑、2-十一烷基-1H-咪唑、2-十七烷基-1H-咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-1H-咪唑、4-甲基-2-苯基-1H-咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-(2’-十一烷基咪唑基-)-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4-咪唑基-(1’)]-乙基 -s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-甲基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基-4,5-二(2-氰基乙氧基)甲基咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、1-苄基-2-苯基咪唑盐酸盐、1-苄基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐等。
优选上述咪唑化合物具有1个以上碳原子数1~6的取代基。由于这种咪唑化合物被稳定地包合,因此不会对该射线敏感性树脂组合物的贮存稳定性造成不良影响,并且立体障碍小,反应性优异,包合崩解时可以发挥低温固化性。
作为上述具有1个以上碳原子数1~6的取代基的咪唑化合物,能够列举例如
2-甲基咪唑、2-苯基咪唑等具有1个碳原子数1~6的取代基的咪唑化合物;
2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等碳原子数具有两个1~6的取代基的咪唑化合物等。
作为用上述四酚类化合物或二羧酸类化合物包合上述咪唑化合物的方法,没有特别的限制,能够列举例如日本特开平11-071449号公报中记载的方法等。
在这些咪唑化合物中,从使组合物兼具高水平的贮存稳定性和固化促进性方面考虑,优选2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑。
作为联咪唑化合物,能够列举在上述含咪唑环的化合物的项目中说明的上述式(16)表示的化合物等。
作为联咪唑化合物,能够列举例如2-甲基联咪唑、4-甲基联咪唑、5-甲基联咪唑、6-甲基联咪唑、7-甲基联咪唑、2-甲基-6-甲基联咪唑、2-甲基-6-甲基联咪唑、2-甲基-5-甲基联咪唑、2-甲 基-5-甲基联咪唑、2-乙基-6-甲基联咪唑、2-甲基-6-乙基联咪唑、2-乙基-5-甲基联咪唑、2-甲基-5-乙基联咪唑等。
在这些物质中,从使组合物兼具高水平的贮存稳定性和固化促进性方面考虑,优选2-甲基联咪唑、2-甲基-6-甲基联咪唑、2-甲基-5-甲基联咪唑。
上述联咪唑化合物优选具有1个以上碳原子数1~6的取代基。由于这种咪唑化合物被稳定地包合,因此不会对该射线敏感性树脂组合物的贮存稳定性造成不良影响,并且立体障碍小,因此,反应性优异,包合崩解时可以发挥低温固化性。
作为上述1个以上碳原子数1~6的取代基的联咪唑化合物,能够列举例如2-甲基联咪唑等1个碳原子数1~6的取代基的联咪唑化合物;2-甲基-6-甲基联咪唑、2-甲基-5-甲基联咪唑等两个碳原子数1~6的取代基的联咪唑化合物等。
包合化合物可以单独使用或混合两种以上使用。作为包合化合物的含有比例,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.5质量份~5质量份。通过使包合化合物的含有比例处于上述特定范围内,可以使该射线敏感性树脂组合物兼具更高水平的贮存稳定性和低温焙烧。
<其它任选成分>
作为该射线敏感性树脂组合物,除了上述的[A]共聚物、[B]醌二叠氮化合物、[C]固化剂外,必要时可以在不损害本发明效果的范围内含有表面活性剂、粘接助剂、耐热性增强剂、热敏性产酸剂等任选成分。这些任选成分可以单独使用,也可以混合使用两种以上。以下,对各种成分进行详细描述。
[表面活性剂]
表面活性剂是为了进一步提高射线敏感性树脂组合物的覆膜 形成性而使用的。作为表面活性剂,能够列举例如氟类表面活性剂、有机硅树脂类表面活性剂及其它的表面活性剂。
作为氟类表面活性剂,优选末端、主链及侧链的中的至少一个部位上具有氟烷基和/或亚氟烷基的化合物,能够列举例如1,1,2,2-四氟-正辛基(1,1,2,2-四氟-正丙基)醚、1,1,2,2-四氟-正辛基(正己基)醚、六乙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟-正戊基)醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟-正戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、全氟-正十二烷磺酸钠、1,1,2,2,3,3-六氟-正癸烷、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟-正十二烷、及氟烷基苯磺酸钠、氟烷基磷酸钠、氟烷基羧酸钠、二甘油四(氟烷基聚氧乙烯醚)、氟烷基碘化铵、氟烷基甜菜碱、其他氟烷基聚氧乙烯醚、全氟烷基聚氧乙醇、全氟烷基烷氧化物、羧酸氟烷基酯等。
作为氟类表面活性剂的市售产品,能够列举例如BM-1000、BM-1100(以上,BM CHEMIE社)、メガフアツクF142D、メガフアツクF172、メガフアツクF173、メガフアツクF183、メガフアツクF178、メガフアツクF191、メガフアツクF471、メガフアツクF476(以上,大日本インキ化学工业社)、フロラ一ドFC-170C、フロラ一ドFC-171、フロラ一ドFC-430、フロラ一ドFC-431(以上,住友スリ一エム社)、サ一フロンS-112、サ一フロンS-113、サ一フロンS-131、サ一フロンS-141、サ一フロンS-145、サ一フロンS-382、サ一フロンSC-101、サ一フロンSC-102、サ一フロンSC-103、サ一フロンSC-104、サ一フロンSC-105、サ一フロンSC-106(以上,旭硝子社)、エフトツプEF301、エフトツプEF 303、エフトツプEF 352(以上,新秋田化成社)、フタ一ジエントFT-100、フタ一ジエントFT-110、フタ一ジエントFT-140A、フタ一ジエントFT-150、フタ一ジエントFT-250、フタ一ジエントFT-251、フタ一 ジエントFT-300、フタ一ジエントFT-310、フタ一ジエントFT-400S、フタ一ジエントFTX-218、フタ一ジエントFTX-251(以上,ネオス社)等。
作为有机硅树脂类表面活性剂的市售产品,能够列举例如ト一レシリコ一ンDC3PA、ト一レシリコ一ンDC7PA、ト一レシリコ一ンSH11PA、ト一レシリコ一ンSH21PA、ト一レシリコ一ンSH28PA、ト一レシリコ一ンSH29PA、ト一レシリコ一ンSH30PA、ト一レシリコ一ンSH-190、ト一レシリコ一ンSH-193、ト一レシリコ一ンSZ-6032、ト一レシリコ一ンSF-8428、ト一レシリコ一ンDC-57、ト一レシリコ一ンDC-190(以上,东レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン社)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上,GE东芝シリコ一ン社)、有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业社)等。
作为其它的表面活性剂,能够列举例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚;聚氧乙烯-正辛基苯基醚、聚氧乙烯-正壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚;聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等聚氧乙烯二烷基酯等非离子类表面活性剂、(甲基)丙烯酸类共聚物ポリフロ一No.57、ポリフロ一No.95(以上,共栄社化学社)等。
作为表面活性剂的使用量,相对于[A]共聚物100质量份,优选为1.0质量份以下,更优选为0.7质量份以下。如果表面活性剂的使用量超过1.0质量份,则容易产生膜不匀。
[粘接助剂]
粘接助剂是为了进一步提高所获得的图案和基板的粘接性而使用的。作为粘接助剂,优选具有羧基、甲基丙烯酰基、乙烯基、异氰酸酯基、环氧乙烷基等反应性官能基的官能性硅烷偶联剂,能够列举例如三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲 氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
作为粘接助剂的使用量,相对于[A]共聚物100质量份,优选为20质量份以下,更优选为15质量份以下。如果粘接助剂的使用量超过20质量份,则容易产生显影残留。
[耐热性提高剂]
作为耐热性提高剂,能够列举例如N-(烷氧基甲基)甘脲化合物、N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物等。
作为N-(烷氧基甲基)甘脲化合物,能够列举例如N,N’,N”,N”’-四(甲氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(乙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(正丙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(异丙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(正丁氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(叔丁氧基甲基)甘脲等。在这些N-(烷氧基甲基)甘脲化合物中,优选N,N,N’,N’-四(甲氧基甲基)甘脲。
作为N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物,能够列举例如N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(乙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(正丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(异丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(正丁氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺等。在这些N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物中,优选N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺。作为市售产品,能够列举例如ニカラツクN-2702、ニカラツクMW-30M(以上,三和ケミカル社)等。
作为耐热性提高剂的使用量,相对于[A]共聚物100质量份,优选为50质量份以下,更优选为30质量份以下。如果耐热性提 高剂的配合量超过50质量份,则可能导致敏感度下降,图案形状变差。
[热敏性产酸剂]
热敏性产酸剂被定义为通过加热使[A]共聚物固化时能够释放出起催化剂作用的酸性活性物质的化合物。通过使用这种热敏性产酸剂,可以在射线敏感性组合物的显影后的加热工序中促进[A]共聚物的固化反应,形成表面硬度及耐热性优异的固化膜。
热敏性产酸剂包含离子性化合物及非离子性化合物。作为离子性化合物,优选不含有重金属及卤素离子的品种。作为离子性的热敏性产酸剂,能够列举例如三苯基锍、1-二甲基硫萘、1-二甲基硫-4-羟基萘、1-二甲基硫-4,7-二羟基萘、4-羟基苯基二甲基锍、苄基-4-羟基苯基甲基锍、2-甲基苄基-4-羟基苯基甲基锍、2-甲基苄基-4-乙酰基苯基甲基锍、2-甲基苄基-4-苯甲酰基氧苯基甲基锍、它们的甲烷磺酸盐、三氟甲烷磺酸盐、樟脑磺酸盐、对甲苯磺酸盐、六氟磷酸盐等。另外,作为苄基锍盐的市售产品,能够列举例如SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-145、SI-150、SI-80L、SI-100L、SI-110L、SI-145L、SI-150L、SI-160L、SI-180L(以上,三新化学工业社)等。
作为非离子性的热敏性产酸剂,能够列举例如含卤素化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物、磷酸酯化合物、砜酰亚胺化合物、砜苯并三唑化合物等。
作为含卤素化合物,能够列举例如含卤烷基的烃化合物、含卤烷基的杂环状化合物等。作为优选的含卤素化合物,能够列举1,1-双(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-萘基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪。
作为重氮甲烷化合物,能够列举例如双(三氟甲基磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)重氮甲烷、双(苯基磺酰基)重氮甲烷、双 (对甲苯基磺酰基)重氮甲烷、双(2,4-二甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(对氯苯基磺酰基)重氮甲烷、甲基磺酰基-对甲苯磺酰基重氮甲烷、环己基磺酰基(1,1-二甲基乙基磺酰基)重氮甲烷、双(1,1-二甲基乙基磺酰基)重氮甲烷、苯基磺酰基(苯甲酰基)重氮甲烷等。
作为砜化合物,能够列举例如β-酮砜化合物、β-磺酰基砜化合物、二芳基二砜化合物等。作为优选的砜化合物,能够列举4-三苯甲酰甲基砜、2,4,6-三甲苯基苯甲酰甲基砜、双(苯基磺酰基)甲烷、4-氯苯基-4-甲基苯基二砜化合物。
作为磺酸酯化合物,能够列举例如烷基磺酸酯、卤烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、亚氨基磺酸酯等。作为优选的磺酸酯化合物,能够列举苯偶姻对甲苯磺酸酯、焦酚三甲磺酸酯、硝基苄基-9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸酯、2,6-二硝基苄基苯磺酸酯。作为亚氨基磺酸酯的市售产品,能够列举例如PAI-101、PAI-106(以上,みどり化学社)、CGI-1311(チバスペシヤリテイケミカルズ社)等。
作为羧酸酯化合物,能够列举例如羧酸邻硝基苄基酯等。
作为砜酰亚胺化合物,能够列举例如N-(三氟甲基磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名“SI-105”,みどり化学社)、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名“SI-106”,みどり化学社)、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名“SI-101”,みどり化学社)、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-氟苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺(商品名“PI-105”,みどり化学社)、N-(樟脑磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟苯基磺 酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺(商品名“NDI-100”,みどり化学社)、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺(商品名“NDI-101”,みどり化学社)、N-(三氟甲烷磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺(商品名“NDI-105”,みどり化学社)、N-(九氟丁烷磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺(商品名“NDI-109”,みどり化学社)、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺(商品名“NDI-106”,みどり化学社)、N-(樟脑磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-105”,みどり化学社)、N-(樟脑磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-106”,みどり化学社)、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-101”,みどり化学社)、N-(苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-100”, みどり化学社)、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(五氟乙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(七氟丙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(九氟丁基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-109”,みどり化学社)、N-(乙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(丙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(丁基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(商品名“NAI-1004”,みどり化学社)、N-(戊基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(己基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(庚基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(辛基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(壬基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺等。
作为其它的热敏性产酸剂,能够列举例如1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩三氟甲烷磺酸盐、1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氢噻吩三氟甲烷磺酸盐等四氢噻吩盐。
在这些热敏性产酸剂中,从[A]共聚物固化反应的催化剂作用方面考虑,更优选苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐、1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氢噻吩三氟甲烷磺酸盐、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺。
作为热敏性产酸剂的使用量,相对于[A]共聚物100质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为1质量份~5质量份。通过使热敏性产酸剂的使用量处于上述范围内,可以使射线敏感性组合物的敏感度达到最佳化,形成在保持透明性的同时表面硬度高的固化膜。
<射线敏感性树脂组合物的配制方法>
本发明的射线敏感性树脂组合物是通过将[A]共聚物、[B]醌二叠氮化合物、[C]固化剂及必要时的任选成分进行均匀混合而配制的。作为该射线敏感性树脂组合物,优选按照溶解在适当溶剂中的溶液状进行使用。
作为在该射线敏感性树脂组合物的配制中使用的溶剂,可使用能均匀溶解必需成分及任选成分,不与各成分反应的溶剂。作为这种溶剂,能够列举与上述作为可被用于制造[A]共聚物的溶剂例示的溶剂相同的溶剂。
在这种溶剂中,从各成分的溶解性、与各成分的反应性、覆膜形成的容易性等方面考虑,能够列举例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;
醋酸乙二醇单甲基醚、醋酸乙二醇单乙基醚、醋酸乙二醇单正丙基醚、醋酸乙二醇单正丁基醚、醋酸二乙二醇单甲基醚、醋酸二乙二醇单乙基醚、醋酸二乙二醇单正丙基醚、醋酸二乙二醇单正丁基醚、醋酸丙二醇单甲基醚、醋酸丙二醇单乙基醚、醋酸3-甲氧基丁基、醋酸3-甲基-3-甲氧基丁基等醋酸(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;
二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等其它醚类;
甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、双丙酮醇(4-羟基-4-甲基戊-2-酮)、4-羟基-4-甲基己烷-2-酮等酮类;
丙二醇二醋酸酯、1,3-亚丁基二醇二醋酸酯、1,6-己二醇二醋酸酯等二醋酸酯类;
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯类;
醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、甲酸正戊酯、醋酸异戊酯、丙酸正丁酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、羟基醋酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等其它酯类;
甲苯、二甲苯等芳香族烃类;
N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。
在这些溶剂中,从溶解性、颜料分散性、涂布性等方面考虑,优选丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、醋酸乙二醇单甲基醚、醋酸丙二醇单甲基醚、醋酸丙二醇单乙基醚、醋酸3-甲氧基丁酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-亚丁基二醇二醋酸酯、1,6-己二醇二醋酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、甲酸正戊酯、醋酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯。溶剂可单独使用或使用两种以上。
另外,也可以与上述溶剂一起,同时使用苄基乙基醚、二正己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、醋酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-己内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乙二醇单苯基醚醋酸酯等高沸点溶剂。上述高沸点溶剂可以单独使用或使用两种以上。
作为溶剂的含有量没有限制,其中从获得的射线敏感性树脂 组合物的涂布性、稳定性等方面考虑,优选是使该射线敏感性树脂组合物中除溶剂以外的各种成分的合计浓度为5质量%~50质量%的量,更优选为使其为10质量%~40质量%的量。将该射线敏感性树脂组合物配制成溶液状态时,固体成分浓度(组合物溶液中溶剂以外的成分)可根据使用目的及预期的膜厚值等设定为任意的浓度(例如5质量%~50质量%)。作为更优选的固体成分浓度,根据在基板上形成覆膜的方法而有所不同,下文对此进行说明。使用孔径0.5μm左右的微孔过滤器等对如此配制的组合物溶液进行过滤后,可以进行使用。
<固化膜的形成方法>
该射线敏感性树脂组合物兼具低温焙烧和贮存稳定性,并且具有高射线敏感性,能够形成适宜用作柔性显示器的作为表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
本发明的固化膜的形成方法具有:
(1)在基板上形成该射线敏感性树脂组合物的涂膜的工序;
(2)对上述涂膜的至少一部分照射射线的工序;
(3)使经过上述射线照射的涂膜显影的工序;及
(4)对经过上述显影的涂膜进行焙烧的工序。
使用该射线敏感性树脂组合物,通过上述工序形成固化膜时,由于是通过利用射线敏感性的曝光、显影来形成图案,因而能够容易地形成微细而精巧的图案。另外,使用该射线敏感性树脂组合物形成的固化膜即使进行低温焙烧也具有足够的表面硬度等。以下,对各个工序进行详细说明。
[(1)工序]
在本工序中,在基板表面上涂布该射线敏感性树脂组合物的 溶液,优选通过预烘焙而除去溶剂,形成射线敏感性树脂组合物的涂膜。作为能够使用的基板的种类,能够列举例如玻璃基板、硅片、塑料基板、及在它们的表面上形成各种金属而得到的基板。作为上述塑料基板,能够列举由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺等塑料形成的树脂基板。
作为涂布方法,可以采用例如喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法、棒涂布法、喷墨法等适当的方法。在这些涂布方法中,特别优选旋涂法、棒涂布法、缝模涂布法。预烘焙的条件根据各成分的种类、使用比例等而有所不同,其中优选设定为例如在60℃~90℃下进行30秒~10分钟左右。作为形成的涂膜膜厚,以预烘后的值计,优选为0.1μm~8μm,更优选为0.1μm~6μm,特别优选为0.1μm~4μm。
[(2)工序]
在本工序中,透过具有规定图案的掩模对通过(1)工序形成的涂膜照射射线。作为此时使用的射线,能够列举例如紫外线、远紫外线、X射线、带电粒子束等。
作为上述紫外线,能够列举例如g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等。作为远紫外线,能够列举例如KrF准分子激光等。作为X射线,能够列举例如同步加速器射线等。作为带电粒子束,能够列举例如电子束等。在这些射线中,优选紫外线,特别优选紫外线中含有g线和/或i线的射线。曝光量优选为30J/m2~1,500J/m2
[(3)工序]
在本工序,对通过(2)工序照射了射线的涂膜进行显影,除被射线照射的部分,能够形成预期的图案。作为显影处理中使用的 显影液,可以使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、乙基胺、正丙基胺、二乙胺、二乙基氨基乙醇、二正丙基胺、三乙基胺、甲基二乙基胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一烯、1,5-二氮杂双环[4,3,0]-5-壬烷等碱(碱性化合物)的水溶液。另外,也可以使用在上述碱的水溶液中加入适量甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、表面活性剂后形成的水溶液、或含有少量能够溶解射线敏感性树脂组合物的各种有机溶剂的碱水溶液作为显影液。另外,作为显影方法,可以利用例如盛液法(旋覆浸没法)、浸泡法、摇动浸渍法、喷啉法等适当方法。作为显影时间,根据射线敏感性树脂组合物的组成而有所不同,例如可设定为30秒~120秒。
在该显影工序后,通过流水洗涤对图案化的涂膜进行漂洗处理,接着,优选利用高压水银灯等进行全面地射线照射(后曝光),从而进行涂膜中残留的[B]醌二叠氮化合物的分解处理。
[(4)工序]
在本工序中,使用对经过(3)工序显影的涂膜进行焙烧的加热板、烘箱等加热装置,对该涂膜进行加热、焙烧处理(后烘焙处理),从而进行涂膜的固化。上述后曝光中的曝光量优选为2,000J/m2~5,000J/m2左右。另外,本工序中的焙烧温度优选为200℃以下。除了利用射线敏感性形成微细图案的能力外,由于可以象这样在低温下进行焙烧,因而该形成方法适宜被用于在柔性显示器的塑料基板上形成层间绝缘膜等固化膜。作为焙烧温度,更优选为120℃~180℃,特别优选为120℃~150℃。焙烧时间根据加热设备的种类而有所不同,例如在加热板上进行加热处理时设定为5分~40分,在烘箱中进行加热处理时设定为30分~80分, 特别优选在加热板上进行加热处理时为30分钟以内,在烘箱中进行加热处理时为60分钟以内。按照这种方式,就可以在基板的表面上形成与目标层间绝缘膜等固化膜对应的图案状涂膜。
<液晶显示元件的阵列基板的形成方法>
液晶显示元件是通过在帖合彩色滤光器和阵列基板而形成的液晶单元中封入液晶而形成的。本发明的液晶显示元件的阵列基板具备本发明的固化膜、层叠于该固化膜上且由液晶取向剂形成的取向膜。
[工序(5)]
本发明的阵列基板的形成方法具有上述该固化膜形成方法的工序(1)~(4)、及(5)在经过焙烧的涂膜上涂布液晶取向剂,并通过在200℃以下加热而形成取向膜的工序。如果采用该阵列基板的形成方法,则能够形成具备液晶取向用取向膜的阵列基板。
优选上述液晶取向剂为含有带光取向性基团的射线敏感性聚合物(以下,也称为“射线敏感性聚合物”)的液晶取向剂、或含有不带光取向性基团的聚酰亚胺(以下,也称为“聚酰亚胺”)的液晶取向剂。
作为上述液晶取向剂的涂布方法,可以采用例如喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝涂布法(缝模涂布法)、棒涂布法、喷墨法等适当的方法。在这些方法中,优选旋涂法或狭缝涂布法。另外,涂布液晶取向剂后,通过对涂布面加热,能够形成取向膜。上述液晶取向剂均可以在低温(例如200℃以下)的加热温度下形成取向膜。另外,作为上述液晶取向剂,也可以在不损害本发明效果的情况下含有例如固化剂、固化催化剂、固化促进剂、环氧化合物、官能性硅烷化合物、表面活性剂、光敏化剂等作为任选成分。以下,对射线敏感性聚合物及聚酰亚胺进行详细说明。
<射线敏感性聚合物>
射线敏感性聚合物带有的光取向性基团是通过光照射可赋予膜以各向同性的官能团,通过光异构化反应或光二量化反应赋予膜以各向异性。作为光取向性基团,能够列举来源于由例如偶氮苯、均二苯代乙烯、α-亚氨基-β-酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、桂皮酸、查耳酮、苯乙烯基吡啶、亚苄基苯并吡咯酮、香豆素、二苯基乙炔及蒽构成的群组选出的至少一种化合物的结构上带有的基团。作为光取向性基团,优选来源于桂皮酸的结构上带有的基团。
作为射线敏感性聚合物,优选直接或通过连接基团结合了光取向性基团的聚合物。作为这种射线敏感性聚合物,能够列举例如聚酰胺酸、聚酰亚胺等聚合物上结合光取向性基团而形成的聚合物等。另外,作为射线敏感性聚合物,能够列举含有聚酰胺酸、聚酰亚胺及其它聚合物,并且该其它聚合物带有光取向性基团的聚合物。作为其它聚合物的基本骨架,能够列举例如聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯基醚、聚烯烃、聚有机硅氧烷等。
作为射线敏感性聚合物,优选以聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷作为基本骨架的聚合物,更优选聚有机硅氧烷。射线敏感性聚合物可以通过例如国际公开WO2009/025386号中记载的方法进行合成。
<聚酰亚胺>
不带有光取向性基团的聚酰亚胺可以由不带有光取向性基团的聚酰胺酸脱水闭环进行酰亚胺化来合成。上述聚酰胺酸可以按照例如日本特开2010-97188号公报中记载的方法,使四羧酸二酐和二胺进行反应来合成。
聚酰亚胺可以是作为前体的聚酰胺酸具有的酰胺酸结构全部脱水闭环形成的完全酰亚胺化物,也可以是酰胺酸结构的仅一部 分脱水闭环形成的同时存在酰胺酸结构和酰亚胺环结构的部分酰亚胺化物。作为聚酰亚胺的酰亚胺化率,优选为30%以上,更优选为50%以上99%以下,特别优选为65%以上99%以下。酰亚胺化率表示相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量和酰亚胺环结构的数量的合计,酰亚胺环结构的数量所占的用百分率表示的比例。
本发明优选还包含具备由液晶取向用取向膜形成的固化膜的彩色滤光器。该彩色滤光器的耐热性、耐溶剂性、电压保持率等优异。作为形成这种彩色滤光器使用的取向膜的液晶取向剂,优选含有射线敏感性聚合物。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行详细说明,其中本发明并不能被解释为局限于该实施例。
<[A]共聚物的合成>
[合成例1]
在装备了冷凝管及搅拌器的烧瓶中,加入7质量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)及220质量份二乙二醇甲基乙基醚。接着,加入16质量份作为(A1)化合物的甲基丙烯酸、40质量份作为(A2)化合物的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10质量份作为(A4)化合物的苯乙烯、14质量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-酯、20质量份2-甲基环己基丙烯酸酯,进行氮气置换,一边缓慢搅拌,一边将溶液的温度升高到70℃,在该温度下保持4小时进行聚合,从而得到含有共聚物(A-1)的溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为34.4%,共聚物(A-1)的Mw为8,000,分子量分布(Mw/Mn)为2.3。
[合成例2]
在装备了冷凝管及搅拌器的烧瓶中,加入8质量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)及220质量份二乙二醇甲基乙基醚。接着,加 入13质量份作为(A1)化合物的甲基丙烯酸、40质量份作为(A2)化合物的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10质量份作为(A3)化合物的α-甲基-对羟基苯乙烯、10质量份作为(A4)化合物的苯乙烯、12质量份四氢糠基甲基丙烯酸酯、15质量份N-环己基马来酰亚胺及10质量份正月桂基甲基丙烯酸酯,进行氮气置换后,一边缓慢搅拌,一边将溶液的温度升高到70℃,在该温度下保持5小时进行聚合,从而得到含有共聚物(A-2)的溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为31.9%,共聚物(A-2)的Mw为8,000,分子量分布(Mw/Mn)为2.3。
[比较合成例1]
在装备了冷凝管及搅拌器的烧瓶中,加入5质量份AIBN及220质量份丙二醇单甲基醚醋酸酯。接着加入80质量份甲基丙烯酸烯丙基、20质量份作为(A1)化合物的甲基丙烯酸,一边缓慢搅拌,一边将溶液的温度升高到80℃,在该温度下保持5小时进行聚合,从而得到含有共聚物(CA-1)的溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为31.0%,共聚物(CA-1)的Mw为10,000,分子量分布(Mw/Mn)为2.3。
<射线敏感性树脂组合物的配制>
[实施例1]
添加相当于100质量份共聚物(固体成分)的量的含共聚物(A-1)的溶液、30质量份作为[B]醌二叠氮化合物的(B-1)、及0.5质量份(C-1),再添加作为溶剂的二乙二醇甲基乙基醚使固体成分浓度为30质量%,然后用孔径0.2μm的膜过滤器进行过滤,从而配制成射线敏感性树脂组合物。
[实施例2~13及比较例1~2]
混合表1所示种类、配合量的各种成分,添加作为溶剂的二 乙二醇甲基乙基醚使固体成分浓度为30质量%,然后,用孔径0.2μm的膜过滤器进行过滤,从而配制各射线敏感性树脂组合物。还有,栏中的“-”表示不使用该成分。
表1所示的射线敏感性树脂组合物的配制中使用的各种成分的详细情况如以下所示。
<[B]醌二叠氮化合物>
B-1:4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]乙叉基]双酚(1.0摩尔)和1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯(2.0摩尔)的缩合物
B-2:1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷和1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰氯(2.0摩尔)的缩合物
<[C]固化剂>
C-1:三辛胺
C-2:2-苯基联咪唑
C-3:氯化四甲基铵
C-4:丁基三苯基鏻硫氰酸盐
C-5:1,8-二氮杂双环[5,4,0]-十一烯-7(DBU)的甲苯磺酸盐
C-6:N,N’-二乙酰基-对苯二胺
C-7:N,N-双(1,3-二甲基丁叉基)二甲苯二胺
C-8:TPA-B80E(旭化成ケミカルズ社,HDI类封端型异氰酸酯,固体成分80%,有效异氰酸酯含量12.3%)
C-9:4,4’-二氨基二苯基砜
C-10:3-氨基苯磺酸乙酯
C-11:5-硝基邻苯二甲酸和2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑按2∶1混合形成的包合化合物
c-1:辛基胺
Figure BSA00000596631400651
<评价>
对于配制的射线敏感性树脂组合物及后述形成的固化物,进行下述评价。结果一起列于表1中。
[贮存稳定性]
将得到的射线敏感性树脂组合物在40℃的烘箱中放置1周,测定加热前后的粘度,求出粘度变化率(%)。此时,将粘度变化率作为贮存稳定性,其为5%以下时判定为贮存稳定性良好,超过5%时判定为贮存稳定性不良。粘度是使用E型粘度计(VISCONIC ELD.R,东机产业社)在25℃下进行测定。
[敏感度]
使用旋涂机在硅基板上涂布作为实施例及比较例配制的所有射线敏感性树脂组合物,然后在加热板上于90℃预烘焙2分钟,形成膜厚3.0μm的涂膜。在得到的涂膜上,透过具有宽10μm的线空比图案的掩模,用水银灯照射规定量的紫外线。然后使用由四甲基氢氧化铵2.38质量%水溶液组成的显影液,在25℃下进行60秒显影处理,然后用超纯水进行1分钟的流水洗涤。此时,测定能够形成宽10μm的线空比图案的最小紫外线照射量。该值不足850J/m2时,判定为敏感度良好。
[耐溶剂性]
使用旋涂机在硅基板上涂布作为实施例及比较例配制的所有射线敏感性树脂组合物,然后在加热板上于90℃预烘焙2分钟,形成膜厚3.0μm的涂膜。在得到的涂膜上,用水银灯按照累积照射量达到3,000J/m2的量照射紫外线。然后,对于该硅基板,就实施例1~13及比较例1~2而言在加热板上于150℃下加热30分钟。就比较例3及4而言在150℃下加热60分钟。测定得到的固化膜的膜厚(T1)。然后,将形成了该固化膜的硅基板在温度控制在70℃ 的二甲基亚砜中浸渍20分钟,然后测定该固化膜的膜厚(t1),由下式计算膜厚变化率,将其作为耐溶剂性。
膜厚变化率={(t1-T1)/T1}×100(%)
该值的绝对值不足5%时,判定为耐溶剂性优良。
[表面硬度]
对于在耐溶剂性的评价中形成的具有固化膜的基板,按照JIS K-5400-1990的8.4.1铅笔划痕试验,测定固化膜的铅笔硬度,将其作为表面硬度。该值为3H以上时,作为固化膜的表面硬度为良好,判定为用于形成该固化膜的射线敏感性树脂组合物具有充足的固化性。
[相对介电常数]
使用旋涂机在SUS基板上涂布作为实施例及比较例配制的所有射线敏感性树脂组合物,然后在加热板上于90℃预烘焙2分钟,形成膜厚3.0μm的涂膜。使用キヤノン社的MPA-600FA曝光机,按累积照射量达到9,000J/m2的量使得到的涂膜曝光,将该基板在清洁烘箱内于150℃下加热30分钟,从而在SUS基板上形成固化膜。利用蒸镀法在该固化膜上形成Pt/Pd电极图案,制成介电常数测定用试样。对于具有该电极图案的基板,使用横河·ヒユ一レツトパツカ一ド社的HP 16451B电极及HP4284A精密LCR测试仪(プレシジヨンLCRメ一タ一),在10kHz频率下通过CV法测定相对介电常数。该值为3.9以下时,判定为介电常数良好。
由表1的结果可知,本发明的射线敏感性树脂组合物具有高射线敏感度,通过低温和短时间的加热就可以得到具有高表面硬度的固化膜,同时该固化膜兼具优异的耐溶剂性及相对介电常数。
工业实用性
根据本发明的射线敏感性树脂组合物,可以提供兼具低温焙烧和贮存稳定性,并且具有高射线敏感性的射线敏感性树脂组合物、及适宜用于柔性显示器的作为表面硬度、耐溶剂性及相对介电常数优异的层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。

Claims (9)

1.射线敏感性树脂组合物,其含有:
[A]具有(A1)含羧基的结构单元及(A2)含环氧基的结构单元的共聚物;
[B]醌二叠氮化合物;以及
[C]由下述式(1)表示的化合物、下述式(2)表示的化合物、叔胺化合物、胺盐、鏻盐、脒盐、酰胺化合物、酮亚胺化合物、封端型异氰酸酯化合物、含有咪唑环的化合物及包合化合物构成的群组中选出的至少一种固化剂,
Figure FSA00000596631300011
式(1)中,R1~R6各自独立地为氢原子、吸电子性基团或氨基,其中,R1~R6中的至少一个为吸电子性基团,并且R1~R6中的至少一个为氨基,另外,上述氨基的全部或部分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代,
式(2)中,R7~R16各自独立地为氢原子、吸电子性基团或氨基,其中,R7~R16中的至少一个为氨基,另外,上述氨基的全部或部分氢原子可以被碳原子数1~6的烷基取代,A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳原子数2~6的亚烷基,其中,上述亚甲基及亚烷基的全部或部分氢原子可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。
2.如权利要求1所述的射线敏感性树脂组合物,其中,[C]固化剂是由上述式(1)及式(2)表示的化合物构成的群组中选出的至少一种物质。
3.如权利要求1或2所述的射线敏感性树脂组合物,其被用于形成作为层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
4.由权利要求3所述的射线敏感性树脂组合物形成的作为层间绝缘膜、保护膜或隔离物的固化膜。
5.液晶显示元件的阵列基板,其具备权利要求4所述的固化膜以及取向膜,该取向膜层叠于该固化膜上,并且由液晶取向剂形成。
6.如权利要求5所述的液晶显示元件的阵列基板,其中,上述液晶取向剂是含有带光取向性基团的射线敏感性聚合物的液晶取向剂、或含有不带光取向性基团的聚酰亚胺的液晶取向剂。
7.固化膜的形成方法,其具有:
(1)在基板上涂布权利要求3所述的射线敏感性树脂组合物,形成涂膜的工序;
(2)对上述涂膜的至少一部分照射射线的工序;
(3)使经过上述射线照射的涂膜显影的工序;及
(4)对经过上述显影的涂膜进行焙烧的工序。
8.如权利要求7所述的固化膜的形成方法,其中,上述工序(4)的焙烧温度为200℃以下。
9.液晶显示元件的阵列基板的形成方法,其具有权利要求7所述的工序(1)~(4)、及(5)在经过焙烧的涂膜上涂布液晶取向剂,并通过在200℃以下的加热而形成取向膜的工序。
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