CN104981737A - 感光性树脂组合物、使其热固化而成的保护膜或绝缘膜、使用其的触摸面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够碱性显影的感光性树脂组合物,其同时具有可得到高硬度,透明性、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性优异的固化膜,且涂液的保存稳定性良好,在保存中密合性不会降低等性能,所述感光性树脂组合物含有(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)金属螯合化合物、及(E)溶剂,上述(A)丙烯酸系树脂具有特定结构的源自马来酰亚胺的结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性树脂组合物、使其热固化而成的保护膜或绝缘膜、使用其的触摸面板及其制造方法。
背景技术
近年来,随着智能型手机、平板终端的普及,电容式触摸面板受到瞩目。电容式触摸面板的传感器基板一般是在玻璃上具有将ITO(Indium TinOxide,铟锡氧化物)或金属(银、钼或铝等)图案化了的配线,另外,在配线的交叉部具有绝缘膜、保护ITO及金属的保护膜的结构是常见的。一般多数情况下,保护膜由高硬度的无机系SiO2或者SiNx或感光性透明材料等形成(专利文献1),绝缘膜由感光性透明材料形成。但是,无机系材料存在如下课题:由于将SiO2、SiNx通过CVD(Chmial Vapor Deposition,化学气相沉积)进行高温制膜而形成,并且进行使用抗蚀剂的图案加工,所以工艺数增加等,制造成本变高。进而,缺乏耐湿热性,基底的金属配线发生腐蚀等,无法得到可靠性高的触摸面板。
关于感光性透明材料,虽然能预期通过工艺数的减少而削减成本,但硬度不充分,并且与无机系材料同样地耐湿热性低,在可靠性试验中,存在基底的金属配线发生腐蚀等问题。进而,同样地在可靠性试验中,也要求抑制因人工汗溶液的浸入所造成的基底的金属配线的腐蚀。
由感光性透明材料得到的固化膜暴露在用于加工ITO、基底的金属配线的蚀刻液等酸性或碱性的各种试剂液中,若固化膜的耐化学药品性低,则在固化膜与基底的金属配线或基板之间的界面发生剥落、浮起,成为ITO断线等的原因。另外,由感光性透明材料得到的固化膜,在ITO的成膜时暴露于高真空状态,若对于真空的耐性低,则因来自固化膜的脱气等而使固化膜变质,成为与基板的密合性降低的原因。
进而,若将感光性透明材料的涂液在室温下保存,则也存在在保存中材料变质,与基板的密合性降低这样的课题。因此,强烈需求高硬度,透明性、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性优异,可在碱性显影液中进行图案加工,且涂液的保存稳定性良好并且在保存中密合性不会降低的感光性透明材料。
为了改善如上所述的问题点,开发了含有多官能环氧化合物的感光性透明材料(专利文献3)、含有锆化合物之类的金属螯合化合物的感光性透明材料(专利文献4)、含有具来源自马来酰亚胺的结构的丙烯酸系树脂的感光性透明材料(专利文献5)或含有三嗪化合物的感光性透明材料(专利文献6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-279819号公报
专利文献2:日本特开2006-30809号公报
专利文献3:日本特开2010-24434号公报
专利文献4:国际公开第2011/129210号
专利文献5:日本特开2003-192746号公报
专利文献6:日本特开2010-128275号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,现状是满足得到的固化物为高硬度,透明性、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性优异,可在碱性显影液中进行图案加工,且涂液的保存稳定性良好并且在保存中密合性不会降低这样的所有要求的感光性透明材料完全是未知的。
因此,本发明的目的在于提供一种能够碱性显影的感光性树脂组合物,其同时具有可得到高硬度,透明性、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性优异的固化膜,且涂液的保存稳定性良好,在保存中密合性不会降低等性能。
用于解决课题的技术方案
本发明提供一种感光性树脂组合物,含有(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)金属螯合化合物、及(E)溶剂的感光性树脂组合物,所述(A)丙烯酸系树脂具有特定结构的源自马来酰亚胺的结构。
发明效果
根据本发明的感光性树脂组合物,可得到高硬度,透明性、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性优异的固化膜。另外,根据本发明的感光性树脂组合物,可制备保存稳定性良好且在保存中密合性不会降低的涂液。
附图说明
图1为表示触摸面板部件的制造过程的概略俯视图。
图2为表示触摸面板部件的概略剖面图。
附图标记说明
a:透明电极形成后的俯视图
b:绝缘膜形成后的俯视图
c:金属配线形成后的俯视图
1:玻璃基板
2:透明电极
3:透明绝缘膜
4:配线电极
5:透明保护膜
具体实施方式
本发明的感光性树脂组合物的特征在于,含有(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)金属螯合化合物、及(E)溶剂,上述(A)丙烯酸系树脂具有通式(1)所示的源自马来酰亚胺的结构。
(X表示直接键合、碳原子数1~10的亚烷基链、碳原子数4~10的亚环烷基链或碳原子数6~15的亚芳基链,R1表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数4~10的环烷基、碳原子数2~7的烯基、碳原子数6~15的芳基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的烯氧基、碳原子数2~7的酯基、羟基、羧基、氨基或硝基。)
本发明的感光性树脂组合物含有(A)丙烯酸系树脂。通过(A)丙烯酸系树脂具有通式(1)所示的源自马来酰亚胺的结构,可在不损害涂液的保存稳定性的情况下提高得到的固化膜的硬度、耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性。在(A)丙烯酸系树脂不具有该结构的情况下,涂液的保存稳定性差,在涂液的保存中反应进行而使感光性树脂组合物变质,耐化学药品性或密合性等降低。因此,推测该结构有助于稳定化,抑制反应的进行。另外,推测通过(A)丙烯酸系树脂具有该结构,促进热固化时的反应而使交联密度提高,并使得到的固化膜的硬度、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性提高。进而,认为该结构作为能够在基底的基板表面上配位的部位发挥作用,由此使得到的固化膜的耐化学药品性提高。(A)丙烯酸系树脂优选在该结构中具有芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架。认为通过芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架所具有的疏水性、化学稳定性,使得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性进一步提高。
在(A)丙烯酸系树脂所具有的通式(1)所示的源自马来酰亚胺的结构中,X优选直接键合、碳原子数1~6的亚烷基链、碳原子数4~7的亚环烷基链或碳原子数6~10的亚芳基链。在X为直接键的情况下,R1优选氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数4~10的环烷基、碳原子数2~7的烯基、碳原子数6~15的芳基、碳原子数2~7的酯基或羟基,更优选氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数4~7的环烷基、碳原子数2~5的烯基、碳原子数6~10的芳基、碳原子数2~5的酯基或羟基。在X为亚烷基链的情况下,R1优选碳原子数6~15的芳基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的烯氧基、碳原子数2~7的酯基、羟基或羧基,更优选碳原子数6~10的芳基、碳原子数1~4的烷氧基、碳原子数2~5的烯氧基、碳原子数2~5的酯基、羟基或羧基。在X为亚芳基链的情况下,R1优选碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~7的烯基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的酯基、羟基、羧基、氨基或硝基,更优选碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~5的烯基、碳原子数1~4的烷氧基、碳原子数2~5的酯基、羟基、羧基、氨基或硝基。
上述的亚烷基链、亚环烷基链、亚芳基链、烷基、环烷基、烯基、芳基、烷氧基、烯氧基、酯基及氨基可以为未取代物或取代物中的任一者。
(A)丙烯酸系树脂中的通式(1)所示的源自马来酰亚胺的结构的含有比率从固化膜的硬度、耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性、耐热性提升及涂液的保存稳定性提高的观点考虑,优选5~80mol%,更优选7~70mol%,进一步优选10~60mol%。
通过(A)丙烯酸系树脂具有羧基,可进行利用碱性显影液的图案加工。作为(A)丙烯酸系树脂的酸值,优选40~200mgKOH/g,更优选50~180mgKOH/g,进一步优选70~140mgKOH/g。在此,作为酸值表示与1g树脂中的酸性基团反应的KOH的重量,单位为mgKOH/g。可由酸值的值求出树脂中的酸性基团数。通过酸值在上述范围,可抑制感光性树脂组合物的利用碱性显影液的显影后的残渣,并且可抑制曝光部的膜减少,可形成良好的图案。
通过(A)丙烯酸系树脂具有烯属不饱和双键基团,促进曝光时的UV固化而使灵敏度提高,并且使热固化后的交联密度提高,且可提高固化膜的硬度。作为(A)丙烯酸系树脂的双键当量,优选150~10000g/mol,更优选200~5000g/mol,进一步优选250~2000g/mol。在此,所谓双键当量表示每1mol不饱和基团的树脂重量,单位为g/mol。双键当量可通过测定碘价而算出。通过双键当量在上述范围,能够以高水平兼具固化膜的硬度和耐龟裂性。
作为(A)丙烯酸系树脂的重均分子量,以通过凝胶渗透色谱所测定的聚苯乙烯换算计优选2000~100000,更优选5000~40000。在重均分子量(Mw)低于2000的情况下,不粘性能差,曝光后的涂膜的耐湿性差,在显影时产生膜减少,分辨率变差。另一方面,若重均分子量(Mw)超过100000,则显影性显著恶化,涂液的保存稳定性也变差。
作为(A)丙烯酸系树脂,优选使马来酰亚胺或马来酰亚胺衍生物、具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物及其它的(甲基)丙烯酸酯进行自由基共聚而成的丙烯酸系树脂。作为用于自由基共聚的自由基聚合引发剂,例如可以举出:2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双口(2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物或过氧化月桂酰、过氧化二叔丁基、过氧二碳酸双(4-叔丁基环己烷-1-基)酯、2-乙基过氧化己酸叔丁基酯、甲基乙基酮过氧化物、过氧化苯甲酰或异丙苯氢过氧化物等有机过氧化物等。
自由基共聚的条件可适宜设定,但优选例如通过鼓泡减压脱气等将反应容器内充分氮置换后,在溶剂中添加共聚成分和自由基聚合引发剂,在60~110℃下使其反应30~500分钟。在使用具有酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物作为共聚成分的情况下,优选添加理论量的水,在30~60℃下使其反应30~60分钟。另外,也可以根据需要使用硫醇化合物等链转移剂。
作为马来酰亚胺或马来酰亚胺衍生物,例如可以举出:马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-正丙基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-正丁基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺、N-正己基马来酰亚胺、N-十二烷基马来酰亚胺、N-环戊基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-(2,4-二甲基环己基)马来酰亚胺、N-乙烯基马来酰亚胺、N-(甲基)丙烯酸马来酰亚胺、N-甲氧基甲基马来酰亚胺、N-(2-乙氧基乙基)马来酰亚胺、N-(4-丁氧基乙基)马来酰亚胺、N-[(甲基)丙烯酰氧基甲基]马来酰亚胺、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]马来酰亚胺、N-[3-(甲基)丙烯酰氧基丙基]马来酰亚胺、N-甲氧基羰基马来酰亚胺、N-(3-甲氧基羰基丙基)马来酰亚胺、N-(2-羟基乙基)马来酰亚胺、N-(4-羟基-正丁基)马来酰亚胺、N-(2-羧基乙基)马来酰亚胺、N-(3-羧基丙基)马来酰亚胺、N-(5-羧基戊基)马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-苯乙烯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基羰基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(3-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(2-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺、N-(1-萘基)马来酰亚胺、N-苯甲基马来酰亚胺或N-(2-苯基乙基)马来酰亚胺,从固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高的观点考虑,优选N-环戊基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-(2,4-二甲基环己基)马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-苯乙烯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基羰基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(3-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(2-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺、N-(1-萘基)马来酰亚胺、N-苯甲基马来酰亚胺或N-(2-苯基乙基)马来酰亚胺。
作为具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物,例如可以举出:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酐、衣康酸、衣康酸酐、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯或四氢邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯。
作为(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环己烯酯、(甲基)丙烯酸(4-甲氧基)环己酯、(甲基)丙烯酸(2-异丙氧基羰基)乙酯、(甲基)丙烯酸(2-环戊氧基羰基)乙酯、(甲基)丙烯酸(2-环己氧基羰基)乙酯、(甲基)丙烯酸(2-环己烯氧羰基)乙酯、(甲基)丙烯酸[2-(4-甲氧基环己基)氧基羰基]乙酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、(甲基)丙烯酸四环癸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸(金刚烷基)甲酯或(甲基)丙烯酸(1-甲基)金刚烷基酯。
作为其它的共聚成分,可使用苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯或α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物,但从得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高的方面考虑,优选使用苯乙烯。
作为具有烯属不饱和双键基团的(A)丙烯酸系树脂,优选以如下方式获得的树脂:将马来酰亚胺或马来酰亚胺衍生物、具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物及其它的(甲基)丙烯酸酯进行自由基共聚,将得到物质进一步与具有烯属不饱和双键基的含环氧基的不饱和化合物进行开环加成反应。作为用于含环氧基的不饱和化合物的开环加成反应的催化剂,例如可以举出:三乙胺、二甲基苯胺、四甲基乙二胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、二甲基苯甲基胺或者三正丁基七胺等胺系催化剂、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四甲基氟化铵等季铵盐或者四甲基脲等烷基脲、四甲基胍等烷基胍、双(2-乙基己酸)锡(II)或者二月桂酸二正丁基锡(IV)等锡系催化剂、四(2-乙基己酸)钛(IV)等钛系催化剂、三苯基膦或者三苯基氧化膦等磷系催化剂、三(乙酰丙酮)铬(III)、氯化铬(III)、辛烯酸铬(III)或者环烷酸铬(III)等铬系催化剂或环烷酸钴(II)等钴系催化剂等。
作为含环氧基的不饱和化合物,例如可以举出:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(α-乙基)缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(α-正丙基)缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(α-正丁基)缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(3,4-环氧)正丁酯、(甲基)丙烯酸(3,4-环氧)庚酯、(甲基)丙烯酸(α-乙基-6,7-环氧)庚酯、烯丙基缩水甘油基醚、乙烯基缩水甘油基醚、2-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、3-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、4-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、α-甲基-2-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、α-甲基-3-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、α-甲基-4-乙烯基苯甲基缩水甘油基醚、2,3-双(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4-双(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,5-双(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,6-双(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯或2,4,6-三(缩水甘油氧基甲基苯乙烯)。
本发明的感光性树脂组合物中所占的(A)丙烯酸系树脂的含量在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,从固化膜的硬度、耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性、耐热性提高及涂液的保存稳定性提高的点考虑,优选10~80重量份,更优选20~70重量份,进一步优选30~60重量份。
本发明的感光性树脂组合物也可进一步含有(A)丙烯酸系树脂以外的丙烯酸系树脂。作为这样的丙烯酸系树脂,优选酸值、双键当量及重均分子量(Mw)分别与(A)丙烯酸系树脂在同样的范围。
作为(A)丙烯酸系树脂以外的丙烯酸系树脂,优选使具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物及其它的(甲基)丙烯酸酯进行自由基共聚而成的丙烯酸系树脂。关于用于自由基共聚的自由基聚合引发剂、自由基共聚的条件、具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物、(甲基)丙烯酸酯及其它的共聚成分的芳香族乙烯基化合物,可与得到(A)丙烯酸系树脂的情况相同。
作为(A)丙烯酸系树脂以外的具有烯属不饱和双键基的丙烯酸系树脂,优选以如下方式获得的树脂:将具有羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸系化合物及其它的(甲基)丙烯酸酯进行自由基共聚,将得到的物质与具有烯属不饱和双键基的含环氧基的不饱和化合物进行开环加成反应。关于用于含环氧基的不饱和化合物的开环加成反应的催化剂及含环氧基的不饱和化合物,可与得到具有烯属不饱和双键基的(A)丙烯酸系树脂的情况相同。
本发明的感光性树脂组合物中所占的(A)丙烯酸系树脂以外的丙烯酸系树脂的含量在将(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物及(A)丙烯酸系树脂以外的丙烯酸系树脂的合计设为100重量份时,优选1~20重量份,更优选1~10重量份。
本发明的感光性树脂组合物含有(B)自由基聚合性化合物。所谓(B)自由基聚合性化合物是指在分子中具有多个烯属不饱和双键基的化合物,但优选容易进行自由基聚合的具有(甲基)丙烯酰基的自由基聚合性化合物。通过光照射,并通过由后述的(C)光聚合引发剂产生的自由基,(B)自由基聚合性化合物进行聚合,感光性树脂组合物的曝光部对于碱性水溶液不溶化,可形成图案。从曝光时的灵敏度及固化膜的硬度的方面考虑,(B)自由基聚合性化合物的双键当量优选80~400g/mol。
作为(B)自由基聚合性化合物,例如可以举出:二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基-三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十一(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双苯酚A二(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯或双((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,从曝光时的灵敏度提高、固化膜的硬度提高的观点考虑,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯或双((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯。
本发明的感光性树脂组合物中所占的(B)自由基聚合性化合物的含量在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物de合计设为100重量份时,一般为20~90重量份,从固化膜的硬度及耐化学药品性提高的观点考虑,优选30~80重量份,更优选40~70重量份。
本发明的感光性树脂组合物含有(C)光聚合引发剂。作为(C)光聚合引发剂,优选通过光(包含紫外线、电子束)分解及/或反应而产生自由基的引发剂。
作为(C)光聚合引发剂,例如可以举出:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮或者3,6-双(2-甲基-2-吗啉基丙酰基)-9-辛基-9H-咔唑等α-氨基烷基苯酮化合物、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦或者双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦等酰基氧化膦化合物、1-苯基丙烷-1,2-二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰基)肟、1-苯基丁烷-1,2-二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1,3-二苯基丙烷-1,2,3-三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰基)肟或者1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-[1-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环-4-基)甲氧基]苯甲酰基]-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰基)肟等肟酯化合物、二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、烷基化二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、二苯甲基酮或者芴酮等二苯甲酮衍生物、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(2-乙基)己酯、4-二乙基氨基苯甲酸乙酯或者2-苯甲酰基苯甲酸甲酯等苯甲酸酯化合物、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,3-二乙氧基苯乙酮、4-叔丁基二氯苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-1-[4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苯甲基]苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、亚苯甲基苯乙酮或者4-叠氮基苄叉苯乙酮等芳香族酮化合物、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮或者2,4-二氯噻吨酮等噻吨酮化合物、苯甲基甲氧基乙基缩醛、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、4-苯甲酰基-N,N-二甲基-N-[2-(1-氧代-2-丙烯氧基)乙基]苯甲铵溴、(4-苯甲酰基苯甲基)三甲基氯化铵、2-羟基-3-(4-苯甲酰基苯氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙烯氯化铝一水盐、2-羟基-3-(3,4-二甲基-9-氧代-9H-噻吨-2-基氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙烷氯化铵、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、2,2’-双(2-氯苯基)-4,5,4’,5’-四苯基-1,2-联咪唑、10-正丁基-2-氯吖啶酮、N-苯基硫代吖啶酮、1,7-双(吖啶-9-基)-正己烷、蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、β-氯蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并环庚酮、甲基苯基乙醛酸酯、η5-环戊二烯基-η6-枯烯基-铁(1+)-六氟磷酸酯(1-)、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯硫醚、二苯硫醚衍生物衍生物、双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛、2,6-双(4-叠氮基亚苯甲基)环己烷、2,6-双(4-叠氮基压苯甲基)-4-甲基环己酮、苯并噻唑二硫化物、三苯基膦、四溴化碳、三溴苯基砜或过氧化苯甲酰基或者曙红或亚甲基蓝等光还原性的色素和抗坏血酸或三乙醇胺等还原剂的组合,从固化膜的硬度提高的观点考虑,α-优选氨基烷基苯酮化合物、酰基氧化膦化合物、肟酯化合物、具有氨基的二苯基酮化合物或具有氨基的苯甲酸酯化合物。
作为具有氨基的二苯基酮化合物,例如可以举出:4,4’-双(二甲基氨基)二苯基酮或4,4’-双(二乙基氨基)二苯基酮。
作为具有氨基的苯甲酸酯化合物,例如可以举出:4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(2-乙基己基)酯或4-二乙基氨基苯甲酸乙酯
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(C)光聚合引发剂的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为0.1~20重量份,更优选为1~10重量份。若(C)光聚合引发剂的含量低于0.1重量份,则UV固化不会充分地进行,在显影时产生膜减少,成为分辨率降低的原因。另一方面,若超过20重量份,则由于UV固化过度进行,因此,有时成为显影后的残渣的原因,另外,残留的光聚合引发剂会溶出等,固化膜的耐化学药品性降低。
本发明的感光性树脂组合物含有(D)金属螯合化合物。通过含有(D)金属螯合化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性。推测这是由于该金属螯合化合物通过热与树脂等反应,作为热固化时所形成的三维网眼结构的一部分而被导入。即,认为因尺寸较大的原子被导入固化膜中,所以固化膜的膜密度上升,且水分或药液的通过性降低,因此,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性提高。
作为(D)金属螯合化合物,例如可以举出:钛螯合化合物、锆螯合化合物、铝螯合化合物、镁螯合化合物、锌螯合化合物、铟螯合化合物、锡螯合化合物或铜螯合化合物。
从固化膜的密合性的观点考虑,优选钛螯合化合物、锆螯合化合物、铝螯合化合物或镁螯合化合物,从固化膜的耐湿热性及人工汗耐性的观点考虑,更优选锆螯合化合物。
这些金属螯合化合物可通过使螯合剂于金属醇盐反应而容易地得到。作为螯合化剂,例如可以举出:乙酰丙酮、苯甲酰基丙酮或者二苯甲酰基甲烷等β-二酮或乙酰乙酸乙酯或苯甲酰基乙酸乙酯等β-酮酯。
作为(D)金属螯合化合物,例如可以举出:四(乙酰丙酮)钛(IV)、二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛(IV)、二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛(IV)、二正辛氧基双(辛二醇)钛(IV)、二异丙氧基双(三乙醇胺化)钛(IV)、二羟基双(2-羟基丙酸)钛(IV)或者二羟基双(2-羟基丙酸)钛(IV)铵盐等钛螯合化合物、四(乙酰丙酮)锆(IV)、二正丁氧基双(乙基乙酰乙酸)锆(IV)、三正丁氧基单(乙酰丙酮)锆(IV)或者三正丁氧基单(硬脂酸)锆(IV)等锆螯合化合物、三(乙酰丙酮)铝(III)、三(乙基乙酰乙酸)铝(III)、单(乙酰丙酮)双(乙基乙酰乙酸)铝(III)、二异丙氧基单(乙基乙酰乙酸)铝(III)或者Plenact(注册商标)AL-M(二异丙氧基单(9-十八烷基乙酰乙酸)铝(III)、ファインケミカル(株)制)等铝螯合化合物、双(乙酰丙酮)镁(II)、双(乙基乙酰乙酸)镁(II)、异丙氧基单(乙酰丙酮)镁(II)或者异丙氧基单(乙基乙酰乙酸)镁(II)等镁螯合化合物、双(乙酰丙酮)锌(II)或者双(乙基乙酰乙酸)锌(II)等锌螯合化合物、双(乙酰丙酮)铟(III)或者双(乙基乙酰乙酸)铟(III)等铟螯合化合物、双(乙酰丙酮)锡(II)或者双(乙基乙酰乙酸)锡(II)等锡螯合化合物或双(乙酰丙酮)铜(II)或者双(乙基乙酰乙酸)铜(II)等銅螯合化合物。
作为(D)金属螯合化合物,优选通式(2)所示的化合物。
(M表示钛、锆、铝或镁,R2表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数4~10的环烷基或碳原子数6~15的芳基,R3及R4分别独立地表示氢、碳原子数1~20的烷基、碳原子数4~10的环烷基、碳原子数6~15的芳基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基,n表示0~4的整数。)
R2优选氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数4~7的环烷基或碳原子数6~10的芳基,R3及R4分别独立地优选氢、碳原子数1~18的烷基、碳原子数4~7的环烷基、碳原子数6~10的芳基、碳原子数1~4的烷氧基或羟基。上述的烷基、环烷基、芳基及烷氧基可以为未取代物或取代物中的任一者。M如上所述,优选锆。
作为通式(2)所示的化合物,例如可以举出:四(乙酰丙酮)钛(IV)、二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛(IV)、二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛(IV)或者二异丙氧基双(乙酰乙酸)钛(IV)等钛螯合化合物、四(乙酰乙酸)锆(IV)、二正丁氧基双(乙基乙酰乙酸)锆(IV)或者三正丁氧基单(乙酰乙酸)锆(IV)等锆螯合化合物、三(乙酰乙酸)铝(III)、三(乙基乙酰乙酸)铝(III)、单(乙酰乙酸)双(乙基乙酰乙酸)铝(III)、二异丙氧基单(乙基乙酰乙酸)铝(III)或者プレンアクト(注册商标)AL-M(川研ファインケミカル(株)制)等铝螯合化合物或双(乙酰乙酸)镁(II)、双(乙基乙酰乙酸)镁(II)、异丙氧基单(乙酰乙酸)镁(II)或者异丙氧基单(乙基乙酰乙酸)镁(II)等镁螯合化合物。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(D)金属螯合化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为0.1~10重量份,更优选为0.5~5重量份。若(D)金属螯合化合物的含量低于0.1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性或人工汗耐性提高的效果不充分的情况。另一方面,若超过10重量份,则有时成为透明性的降低或显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物含有(E)溶剂。作为(E)溶剂,从可均匀地溶解各成分,且使得到的固化膜的透明性提高的方面考虑,优选具有醇性羟基的化合物、具有羰基的化合物或具有3个以上醚键的化合物等,更优选大气压下的沸点为110~250℃的化合物。通过将沸点设为110℃,溶剂在涂布时适度地挥发而进行涂膜的干燥,得到没有涂布不均的良好涂膜。另一方面,通过将沸点设为250℃以下,可抑制涂膜中的残留溶剂量使其较少,可减低热固化时的膜收缩量,因此,可得到更良好的平坦性。
作为具有醇性羟基,且大气压下的沸点为110~250℃的化合物,例如可以举出:羟基丙酮、4-羟基-2-丁酮、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、4-羟基-3-甲基-2-丁酮、5-羟基-2-戊酮、4-羟基-2-戊酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(二丙酮醇)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、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、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、丙二醇单叔丁基醚、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、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、甲氧基-1-丁醇、甲氧基甲基-1-丁醇、四氢糠醇、正丁醇或正戊醇,但从涂布性的观点考虑,优选二丙酮醇、乳酸乙酯、乙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚、二乙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3甲基-1-丁醇或四氢糠醇。
作为具有羰基,且大气压下的沸点为110~250℃的化合物,例如可以举出:乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、3-甲氧基-正丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-正丁基乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、2-庚酮、乙酰丙酮、环戊酮、环己酮、环庚酮、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、碳酸亚丙酯、N-甲基吡咯啶酮、尺小’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺或1,3-二甲基-2咪唑啉酮等,但从涂布性的观点考虑,优选为3-甲氧基-正丁基乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯或γ-丁内酯等。
作为具有3个以上的醚键,且大气压下的沸点为110~250℃的化合物,例如可以举出: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、二乙二醇二正丙基醚、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或二丙二醇二正丙基醚,但从涂布性的观点考虑,优选为二乙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚或二丙二醇二甲基醚。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(E)溶剂的含量,只要根据涂布方法等适宜调整即可,例如在通过旋涂进行膜形成时,一般设为感光性树脂组合物整体的50~95重量%。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(F)具有选自氨基、酰胺基、脲基、酮亚胺基、异氰酸酯基、巯基、异氰脲酸环骨架、(甲基)丙烯酰基及苯乙烯基中的取代基的硅烷化合物(以下为“(F)硅烷化合物”)。从固化膜的密合性的观点考虑,(F)硅烷化合物优选具有烷氧基。通过感光性树脂组合物含有(F)硅烷化合物,可提高得到的固化膜的密合性及耐化学药品性。(F)硅烷化合物所具有的氨基、酰氨基、脲基、酮亚氨基、异氰酸酯基、巯基、异氰脲酸环骨架、(甲基)丙烯酰基或苯乙烯基等官能团为可与树脂等反应的部位,并且根据官能团而作为可在基底的基板表面上配位的部位发生作用。另外,(F)硅烷化合物所具有的烷氧基硅烷基通过水解转换成硅烷醇基,该硅烷醇基可与基底的基板表面上的羟基形成共价键。推测通过这些作用,固化膜与基底的基板之间的相互作用增加,得到的固化膜的密合性及耐化学药品性提高。
作为(F)硅烷化合物,例如可以举出:3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苯甲基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷塩酸塩、3-(4-氨基苯基)丙基三甲氧基硅烷、1-[4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)苯基]脲、1-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)脲、1-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)脲、3-三甲氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙基胺、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙基胺、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、1,3,5-三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸、1,3,5-三(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-苯乙烯基三甲氧基硅烷或4-苯乙烯基三乙氧基硅烷。
本发明的感光性树脂组合物中所占的(F)硅烷化合物的含量在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选0.1~10重量份,更优选0.5~7重量份。若(F)硅烷化合物的含量少于0.1重量份,则有时密合性或耐化学药品性提高的效果不充分。另一方面,若超过10重量份,则有时成为显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(G)马来酰亚胺化合物。作为(G)马来酰亚胺化合物,可使用一般的马来酰亚胺或马来酰亚胺衍生物。通过感光性树脂组合物含有(G)马来酰亚胺化合物,可在不损害涂液的保存稳定性的情况下提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性。推测通过(G)马来酰亚胺化合物中的源自马来酰亚胺的结构有助于感光性树脂组合物的稳定化,且抑制涂液保存中的反应的进行,从而抑制耐化学药品性或密合性等的降低。推测通过(G)马来酰亚胺化合物通过热与树脂等反应,从而作为三维网眼结构的一部分被导入,并且交联密度提高。另外,认为(G)马来酰亚胺化合物的源自马来酰亚胺的结构作为能够在基底的基板表面上配位的部位发挥作用,由此使得到的固化膜的耐化学药品性提高。进而,认为通过交联密度的提高,得到的固化膜的真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性提高。(G)马来酰亚胺化合物优选具有芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架。认为通过芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架所具有的疏水性或化学稳定性,使得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性进一步提高。
作为(G)马来酰亚胺,例如可以举出:马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-正丙基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-正丁基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺、N-正己基马来酰亚胺、N-十二烷基马来酰亚胺、N-环戊基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-(2,4-二甲基环己基)马来酰亚胺、N-乙烯基马来酰亚胺、N-(甲基)丙烯酸马来酰亚胺、N-甲氧基甲基马来酰亚胺、N-(2-乙氧基乙基)马来酰亚胺、N-(4-丁氧基乙基)马来酰亚胺、N-[(甲基)丙烯酰氧基甲基]马来酰亚胺、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]马来酰亚胺、N-[3-(甲基)丙烯酰氧基丙基]马来酰亚胺、N-甲氧基羰基马来酰亚胺、N-(3-甲氧基羰基丙基)马来酰亚胺、N-(2-羟基乙基)马来酰亚胺、N-(4-羟基-正丁基)马来酰亚胺、N-(2-羧基乙基)马来酰亚胺、N-(3-羧基丙基)马来酰亚胺、N-(5-羧基戊基)马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-苯乙烯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基羰基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(3-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(2-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺、N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺、N-(4-硝基苯基)马来酰亚胺、N-(1-萘基)马来酰亚胺、N-苯甲基马来酰亚胺、N-(2-苯基乙基)马来酰亚胺、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺、N-[4-(2-苯并咪唑基)苯基]马来酰亚胺、3-马来酰亚胺丙酸N-琥珀酰亚胺酯、4-马来酰亚胺丁酸N-琥珀酰亚胺酯、11-马来酰亚胺月桂酸N-琥珀酰亚胺酯、6-马来酰亚胺己酸N-琥珀酰亚胺酯、4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷羧酸N-琥珀酰亚胺酯、4-(4-马来酰亚胺苯基)丁酸N-琥珀酰亚胺酯或3-马来酰亚胺苯甲酸N-琥珀酰亚胺酯,从固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高的观点考虑,优选N-环戊基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-(2,4-二甲基环己基)马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-苯乙烯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(3-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(4-甲氧基羰基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(3-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(2-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺、N-(氨基苯基)马来酰亚胺、N-(硝基苯基)马来酰亚胺、N-(1-萘基)马来酰亚胺、N-苯甲基马来酰亚胺或N-(2-苯基乙基)马来酰亚胺。
另外,该马来酰亚胺化合物更优选为通式(3)~(5)中的任一者所示的双马来酰亚胺化合物。该双马来酰亚胺化合物为具有二个源自马来酰亚胺的结构的化合物,分别具有二个作为三维网眼结构的一部分导入的部位、及可在基底的基板表面上配位的部位。因此,认为交联密度或与基底的基板表面的密合性进一步提高,且可进一步提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性。该双马来酰亚胺化合物优选具有芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架。认为通过芳香族环状骨架或脂肪族环状骨架所具有的疏水性或化学稳定性,使得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性进一步提高。
(X表示碳原子数1~10的亚烷基链或碳原子数6~15的亚芳基链。R5~R10分别独立地表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基基,l、m、n及o分别独立地表示1~4的整数。)
X优选碳原子数1~6的亚烷基链或碳原子数6~10的亚芳基链,R5~R10分别独立地优选氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~4的烷氧基或羟基。上述的亚烷基链、亚芳基链、烷基及烷氧基可以为未取代物或取代物中的任一者。
作为双马来酰亚胺化合物,例如可以举出:1,2-双(马来酰亚胺)乙烷、1,3-双(马来酰亚胺)丙烷、1,4-双(马来酰亚胺)丁烷、1,5-双(马来酰亚胺)戊烷、1,6-双(马来酰亚胺)己烷、2,2,4-三甲基-1,6-双(马来酰亚胺)己烷、N,N’-1,3-亚苯基双(马来酰亚胺)、4-甲基-N,N’-1,3-亚苯基双(马来酰亚胺)、N,N’-1,4-亚苯基双(马来酰亚胺)、3-甲基-N,N’-1,4-亚苯基双(马来酰亚胺)、4,4’-双(马来酰亚胺)二苯基甲烷、3,3’-二乙基-5,5’-二甲基-4,4’-双(马来酰亚胺)二苯基甲烷或2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷,从固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高的观点考虑,优选4,4’-双(马来酰亚胺)二苯基甲烷、3,3’-二乙基-5,5’-二甲基-4,4’-双(马来酰亚胺)二苯基甲烷或2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(G)马来酰亚胺的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选0.1~20重量份,更优选1~15重量份。若(G)马来酰亚胺的含量少于0.1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性或耐热性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于20重量份,则有时成为显影后的残渣的原因。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物。所谓(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物是指在分子中具有芴骨架和多个烯属不饱和双键基团的化合物。作为(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物,例如可以举出通式(6)所示的化合物等,但优选容易进行自由基聚合的具有(甲基)丙烯酰基的自由基聚合性化合物。通过光照射,并通过由(C)光聚合引发剂产生的自由基,(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物进行聚合,感光性树脂组合物的曝光部对于碱性水溶液不溶化,可形成图案。另外,通过含有(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性。推测通过(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物所具有的疏水性或化学稳定性,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高。从曝光时的灵敏度、固化膜的硬度的方面考虑,(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物的双键当量优选200~500g/mol。
(X表示直接键合或氧。在X表示直接键合的情况下,Y也表示直接键合。在X为氧的情况下,Y表示碳原子数1~10的亚烷基链。R11及R12分别独立地表示碳原子数2~7的烯基或碳原子数2~7的烯氧基。R13~R16分别独立地表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基。)
在X为氧的情况下,Y优选碳原子数1~6的亚烷基链。R11及R12分别独立地优选碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基。R13~R16优选碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~4的烷氧基或羟基。上述的亚烷基链、烯基、烯氧基、烷基及烷氧基可以为未取代物或取代物中的任一者。
作为(B2)含芴骨格的自由基聚合性化合物,可以举出:オグソール(注册商标)EA-50P、オグソールEA-0200、オグソールEA-0250P、オグソールEA-500、オグソールEA-1000、オグソールEA-F5003、オグソールEA-F5503或者オグソールEA-F5510(以上均为大阪ガスケミカル(株)制)、9,9-双[4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-(甲基)丙烯酰氧基丙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴或9,9-双(4-(甲基)丙烯酰氧基苯基)芴。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选0.1~20重量份,更优选1~10重量份。若(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物的含量少于0.1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性或耐热性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于20重量份,则有时成为显影后的残渣的原因或固化膜的硬度降低的原因。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物。所谓(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物是指在分子中具有羧基和多个烯属不饱和双键基团的化合物。作为(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物,例如可以举出通式(7)或(8)所示的化合物等,但优选容易进行自由基聚合的具有(甲基)丙烯酰基的自由基聚合性化合物。通过光照射,并通过由(C)光聚合引发剂产生的自由基,(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物进行聚合,感光性树脂组合物的曝光部对于碱性水溶液不溶化,可形成图案。另外,通过含有(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物,可抑制显影后的残渣发生,确保高分辨率。推测通过(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物所具有的羧基,对于碱性显影液的溶解性提高,因此,可抑制显影后的残渣发生。从曝光时的灵敏度、固化膜的硬度的方面考虑,该自由基聚合性化合物的双键当量优选为80~400g/mol。
(X表示碳原子数1~10的亚烷基链、具有1个烯属不饱和双键的碳原子数2~12的亚烷基链、碳原子数4~10的亚环烷基链或碳原子数6~15的亚芳基链。R17~R24分别独立地表示碳原子数2~7的烯基或碳原子数2~7的烯氧基。
X优选碳原子数1~6的亚烷基链、具有1个烯属不饱和双键的碳原子数2~8的亚烷基链、碳原子数4~7的亚环烷基链或碳原子数6~10的亚芳基链。R17~R24分别独立地优选碳原子数2~5的烯基或2~5的烯氧基。上述的亚烷基链、亚环烷基链、亚芳基链、烯基或烯氧基可以为未取代物或取代物中的任一者。
(B3)含羧基的自由基聚合性化合物是可通过使在分子中具有羧基和多个烯属不饱和双键基团的含羟基的不饱和化合物与在分子中具有酸酐基的化合物反应而得到。
作为在分子中具有1个以上的羟基和多个烯属不饱和双键基团的含羟基的不饱和化合物,例如可以举出:三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
作为在分子中具有酸酐基的化合物,例如可以举出:琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐或四氢邻苯二甲酸酐,但优选琥珀酸酐。
作为(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物,例如可以举出:アロニックス(注册商标)M-510或者アロニックスM-520(以上均为东亚合成(株)制)、琥珀酸单[2,2,2-三((甲基)丙烯酰氧基甲基)乙基]酯或琥珀酸单[2,2-双((甲基)丙烯酰氧基甲基)-3-[2,2,2-三((甲基)丙烯酰氧基甲基)乙氧基]丙基]酯。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为1~40重量份,更优选为5~30重量份。若(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物的含量少于1重量份,则存在显影后的残渣抑制的效果不充分的情况。另一方面,若多于40重量份,则有时成为固化膜的硬度降低或耐化学药品性降低的原因。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(H)芴化合物。作为(H)芴化合物,例如可以举出:通式(9)~(12)中的任一者所示的化合物。另外,通过含有(H)芴化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性。推测通过(H)芴化合物通过热与树脂等反应,从而作为三维网眼结构的一部分被导入。而且,推测通过(H)芴化合物的芴骨架所具有的疏水性或化学稳定性,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高。
(X表示直接键合或氧。在X表示直接键合的情况下,Y也表示直接键合。在X为氧的情况下,Y表示碳原子数1~10的亚烷基链。R25及R26分别独立地表示环氧丙氧基、羟基或氨基。R27~R30分别独立地表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基。)
在X为氧的情况下,Y优选碳原子数1~6的亚烷基链。R25~R30分别独立地优选碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~4的烷氧基或羟基。上述的亚烷基链、烷基及烷氧基可以为未取代物或取代物中的任一者。
作为(H)芴化合物,例如可以举出:オグソール(注册商标)PG、オグソールPG-100、オグソールEG、オグソールEG-200、オグソールEG-210(以上均为大阪ガスケミカル(株)制)、オンコート(注册商标)EX-1010、オンコートEX-1011、オンコートEX-1012、オンコートEX-1020、オンコートEX-1030、オンコートEX-1040、オンコートEX-1050、オンコートEX-1051、オンコートEX-1020M80或者オンコートEX-1020M70(以上均为ナガセケムテックス(株)制)、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-环氧丙氧基丙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双(4-环氧丙氧基苯基)芴、9,9-双(4-环氧丙氧基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-环氧丙氧基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-环氧丙氧基-1-萘基)芴、9,9-双(5-环氧丙氧基-1-萘基)芴、9,9-双(6-环氧丙氧基-2-萘基)芴、9,9-双[2-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]芴、9,9-双[3-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]芴或9,9-双[4’-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-4-基]芴等,但从固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性提高的观点考虑,优选オグソール(注册商标)PG、オグソールPG-100、オグソールEG、オグソールEG-200、オグソールEG-210或者オグソールEG-250”(以上均为大阪ガスケミカル(株)制)、オンコート(注册商标)EX-1010、オンコートEX-1011、オンコートEX-1012、オンコートEX-1020、オンコートEX-1030、オンコートEX-1040、オンコートEX-1050、オンコートEX-1051、オンコートEX-1020M80或者オンコートEX-1020M70(以上均为ナガセケムテックス(株)制)、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-环氧丙氧基丙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-环氧丙氧基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双(4-环氧丙氧基苯基)芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)苯基]芴、9,9-双(4-环氧丙氧基-1-萘基)芴、9,9-双(5-环氧丙氧基-1-萘基)芴、9,9-双(6-环氧丙氧基-2-萘基)芴、9,9-双[2-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]芴、9,9-双[3-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]芴或9,9-双[4’-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-4-基]芴。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(H)芴化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为1~30重量份,更优选为5~25重量份。若(H)芴化合物的含量少于1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性或耐热性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于30重量份,则有时成为显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物优选还含有(I)多官能环氧化合物。作为(I)多官能环氧化合物,例如可以举出:通式(13)~(18)中的任一者所示的化合物等。另外,通过含有(I)多官能环氧化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性。推测通过(I)多官能环氧化合物的环氧部位通过热与树脂等反应,从而作为三维网眼结构的一部分被导入。而且,推测通过(I)多官能环氧化合物的芳香族环状骨架所具有的疏水性或化学稳定性,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性及耐热性提高。
R31~R40及R43~R48分别独立地表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基。R41、R42及R49分别独立地表示氢、碳原子数1~10的烷基或碳原子数6~15的芳基。)
R31~R40及R43~R48分别独立地优选氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~4的烷氧基或羟基。R41、R42及R49分别独立地优选氢、碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~10的芳基。上述的烷基、烷氧基及芳基可以为未取代物或取代物中的任一者。
作为(I)多官能环氧化合物,例如可以举出:1,1-双(4-环氧丙氧基苯基)-1-[4-[1-(4-环氧丙氧基苯基)-1-甲基乙基]苯基]乙烷、2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷、1,1-双(4-环氧丙氧基苯基)-1-苯基乙烷、1,1,1-三(4-环氧丙氧基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-环氧丙氧基苯基)乙烷、1,1-双(4-环氧丙氧基苯基)-1-(1-萘基)乙烷、1,1-双(4-环氧丙氧基苯基)-1-(2-萘基)乙烷、1,1-双(4-环氧丙氧基-1-萘基)-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷、1,1-双(5-环氧丙氧基-1-萘基)-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷、1,1-双(6-环氧丙氧基-2-萘基)-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷、1,1-双[2-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷、1,1-双[3-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-5-基]-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷或1,1-双[4’-环氧丙氧基-(1,1’-联苯)-4-基]-1-(4-环氧丙氧基苯基)乙烷。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的(I)多官能环氧化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为1~30重量份,更优选为5~25重量份。若(I)多官能环氧化合物的含量少于1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性或耐热性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于30重量份,则有时成为显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有异氰酸酯化合物。在此所谓的异氰酸酯化合物包含异氰酸酯基被封闭化了的封端异氰酸酯化合物。通过感光性树脂组合物含有异氰酸酯化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性。推测由于异氰酸酯基为可通过热与树脂中的羧基等反应的部位,因此,该异氰酸酯化合物作为交联剂发挥作用。而且,推测通过异氰酸酯化合物作为交联剂发挥作用,固化膜的膜密度上升,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性提高。
作为异氰酸酯化合物,例如可以举出:六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、亚甲基二苯基-4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)苯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、降冰片烷二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯、2-异氰酸酯乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[[[[(1-甲基亚丙基)氨基]氧基]羰基]氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[[(3,5-二甲基吡唑基)羰基]氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯、1,1-(双(甲基)丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯、三(6-异氰酸酯己基)异氰脲酸、三(3-异氰酸酯甲基-3,5,5-三甲基环己基)异氰脲酸、1,3,5-三(6-异氰酸酯己基)缩二脲、デュラネート(注册商标)MF-K60B、デュラネートSBN-70D、デュラネートMF-B60B、デュラネート17B-60P、デュラネート17B-60PX、デュラネートTPA-B80E、デュラネートTPA-B80X、デュラネートE402-B80B或者デュラネートE402-B80T(以上均为旭化成ケミカルズ(株)制)或Aqua BI200、Aqua BI220、BI7950、BI7951、BI7960、BI7961、BI7962、BI7990、BI7991或者BI7992(以上均为Baxenden制),但从固化膜的硬度提高的观点考虑,优选2-异氰酸酯乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[[[[(1-甲基亚丙基)氨基]氧基]羰基]氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[[(3,5-二甲基吡唑基)羰基]氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯或1,1-(双(甲基)丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯。另外,从固化膜的耐湿热性及人工汗耐性提高的观点考虑,优选三(6-异氰酸酯己基)异氰脲酸、三(3-异氰酸酯甲基-3,5,5-三甲基环己基)异氰脲酸或1,3,5-三(6-异氰酸酯己基)缩二脲。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的异氰酸酯化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为0.1~10重量份,更优选为0.5~7重量份。若异氰酸酯化合物少于0.1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性或人工汗耐性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于10重量份,则有时成为显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有具有烯属不饱和双键基团的脲化合物。通过含有具有烯属不饱和双键基团的脲化合物,可提高得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性及人工汗耐性。推测脲部位为可通过热与树脂等反应的部位,并且作为可在基底的基板表面上配位的部位发挥作用。另外,推测通过具有烯属不饱和双键性基团,可通过键合于树脂等的烯属不饱和双键基团和自由基聚合而形成交联结构。而且,推测通过具有烯属不饱和双键基团的脲化合物作为交联剂发挥作用,固化膜的膜密度上升,得到的固化膜的耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性、人工汗耐性提高。
作为具有烯属不饱和双键基团的脲化合物,例如可以举出:1-烯丙基脲、1-乙烯基脲、1-烯丙基-2-硫脲、1-乙烯基-2-硫脲、1-烯丙基-3-甲基硫脲、1-烯丙基-3-(2-羟基乙基)-2-硫脲或1-甲基-3-(4-乙烯基苯基)-2-硫脲。
至于本发明的感光性树脂组合物中所占的具有烯属不饱和双键基团的脲化合物的含量,在将(A)丙烯酸系树脂及(B)自由基聚合性化合物的合计设为100重量份时,优选为0.1~10重量份,更优选为0.5~7重量份。若具有烯属不饱和双键基团的脲化合物少于0.1重量份,则存在耐化学药品性、真空耐性、耐湿热性或人工汗耐性提高的效果不充分的情况。另一方面,若多于10重量份,则有时成为显影后的残渣的原因,另外,涂液的保存稳定性降低。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有阻聚剂。通过含有适量的阻聚剂,可抑制显影后的残渣发生,确保高分辨率。推测是因为聚合抑制剂会捕捉通过曝光时的光照射而由(C)光聚合引发剂产生的过量的自由基,可抑制过度的自由基聚合的进行。
作为阻聚剂,例如可以举出:二叔丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚、氢醌、4-甲氧基苯酚、1,4-苯醌或叔丁基儿茶酚等。另外,作为市售的阻聚剂,例如可以举出:IRGANOX(注册商标)1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 1076、IRGANOX 1098、IRGANOX 1135、IRGANOX 1330、IRGANOX 1726、IRGANOX 1425、IRGANOX 1520、IRGANOX 245、IRGANOX 259、IRGANOX 3114、IRGANOX 565或IRGANOX 295(以上均为BASF制)等。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有紫外线吸收剂。通过含有适量的紫外线吸收剂,可抑制显影后的残渣发生,确保高分辨率,并且得到的固化膜的耐光性提高。推测是因为紫外线吸收剂捕捉曝光时的光照射时产生的散射光或反射光等,可抑制过度的自由基聚合的进行。另外,推测在得到的固化膜中,也通过紫外线吸收剂捕捉所照射的光而使耐光性提高。
作为紫外线吸收剂,从透明性及非着色性的观点考虑,优选苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物或三嗪化合物等。
作为苯并三唑化合物,例如可以举出:2-(2’-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-3’,4’-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-十二烷基-5’-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-3’-(1-甲基-1-苯基乙基)-5’-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑或[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]丙酸辛酯。
作为二苯基酮化合物,例如可以举出:2-羟基-4-甲氧基二苯基酮或2-羟基-4-辛氧基二苯基酮。
作为三嗪化合物,例如可以举出:2-(2’-羟基-4’-己氧基苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、2-[2’-羟基-4’-(2-羟基-3-十二烷氧基丙氧基)苯基]-4,6-双(2’,4’-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[2’-羟基-4’-[2-羟基-3-(2-乙基己氧基)丙氧基]苯基]-4,6-双(2’,4’-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪或2,4-双(2’-羟基-4’-丁氧基苯基)-6-(2’,4’-二丁氧基)-1,3,5-三嗪。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有表面活性剂。通过含有适量的表面活性剂,涂布时的流平性提高,可抑制涂布不均的发生,可得到均匀的涂布膜。
作为表面活性剂,例如可以举出:氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂、聚环氧烷烃系表面活性剂或聚(甲基)丙烯酸酯系表面活性剂。
作为氟系表面活性剂,例如可以举出:1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇双(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇双(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇双(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、N-[3-(全氟辛烷磺酰胺)丙基]-N,N’-二甲基-N-羧基亚甲基铵甜菜碱、全氟烷基磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基-N-乙基磺酰基甘氨酸盐或磷酸双(N-全氟辛基磺酰基-N-乙基氨基乙基)酯。另外,可以举出:在单全氟烷基乙基磷酸酯等的末端、主链及侧链的任一部位上具有氟烷基或氟亚烷基链的化合物。作为这样的化合物,例如可以举出:メガファック(注册商标)F-142D、メガファックF-172、メガファックF-173、メガファックF-183、メガファックF-444、メガファックF-445、メガファックF-470、メガファックF-475、メガファックF-477、メガファックF-555或者メガファックF-559”(以上均为日本インキ化学工业(株)制)、エフトップ(注册商标)EF301、エフトップ303或者エフトップ352(以上均为三菱マテリアル电子化成(株)制)、フロラード(注册商标)FC-430或者フロラードFC-431(以上均为住友3M(株)制)、アサヒガード(注册商标)AG710”(旭硝子(株)制)、サーフロン(注册商标)S-382、“サーフロンSC-101、サーフロンSC-102、サーフロンSC-103、サーフロンSC-104、サーフロンSC-105或者サーフロンSC-106(以上均为AGCセイミケミカル(株)制)、BM-1000或者BM-1100(以上均为裕商(株)制)或NBX-15、FTX-218或者DFX-218(以上均为(株)ネオス制)。
作为硅酮系表面活性剂,例如可以举出:SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA或者ST94PA(以上均为東レ·ダウコーニング(株)制)或BYK-301、BYK-307、BYK-331、BYK-333或者BYK-345(以上均为BYK化学日本(株)制)。
本发明的感光性树脂组合物中所占的表面活性剂的含量一般设为感光性树脂组合物整体的0.0001~1重量%,优选。
本发明的感光性树脂组合物也可以进一步含有促进该树脂组合物的热固化的各种固化剂。作为固化剂,例如可以举出:含氮有机化合物、硅酮树脂固化剂、金属醇盐、含有羟甲基的三聚氰胺衍生物或含有羟甲基的脲衍生物。
本发明的感光性树脂组合物优选具有负型的感光性。通过具有负型的感光性,热固化时的着色被抑制,可得到更高透明性的固化膜。进而,通过具有负型的感光性,交联反应在UV固化时容易进行,可得到硬度、耐湿热性、人工汗耐性、密合性、耐化学药品性及真空耐性更优异的固化膜。
对本发明的感光性树脂组合物的代表的制造方法进行说明。例如,在任意的(E)溶剂中加入(F)硅烷化合物,进行搅拌。接着,加入(C)光聚合引发剂、(D)金属螯合化合物、(G)马来酰亚胺化合物、(H)芴化合物、(I)多官能环氧化合物及其它的添加剂,进行搅拌使其溶解。进而,加入(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物、(B2)含芴骨架的自由基聚合性化合物及(B3)含羧基的自由基聚合性化合物,搅拌20分钟~3小时而形成均匀溶液。然后,通过过滤得到的溶液,可得到本发明的感光性树脂组合物。
举例说明使用本发明的感光性树脂组合物形成有图案的固化膜的方法。
首先,将本发明的感光性树脂组合物涂布在基板上。作为基板,使用例如在玻璃上形成有ITO等金属氧化物、钼、银、铜或铝等金属或CNT(Carbon Nano Tube,碳纳米管)作为电极或配线的基板。作为涂布方法,例如可以举出:微凹版涂布、旋涂、浸涂、帘涂、辊涂、喷涂、狭缝涂布。涂布膜厚根据涂布方法、感光性树脂组合物的固体成分浓度或粘度等而不同,但通常以涂布、预烘烤后的膜厚为0.1~15μm的方式进行涂布。
接着,将涂布有感光性树脂组合物的基板进行预烘烤,制作感光性树脂组合物的预烘烤膜。预烘烤优选使用烘箱、热板或红外线等,在50~150℃下进行30秒~几小时。也可以根据需要在80℃下预烘烤2分钟后,在120℃下预烘烤2分钟等,以2段或其以上的多段进行预烘烤。
预烘烤后,使用步进曝光机、镜面投影掩模对准器(MPA)或平行光光掩模对准器(PLA)等曝光机进行曝光。作为在曝光时照射的活性化学线,可以使用紫外线、可见光线、电子束、X射线、KrF(波长248nm)激光或ArF(波长193nm)激光等,优选使用水银灯的j射线(波长313nm)、i射线(波长365nm)、h射线(波长405nm)或g射线(波长436nm)。另外,曝光量通常为10~4000J/m2左右(i射线照度计的值),可以根据需要经由具有规定图案的掩模进行曝光。
根据需要也可以进行显影前烘烤。通过进行显影前烘烤,可期待显影时的分辨率提高、显影条件的容许幅度增大等效果。作为此时的烘烤温度,优选50~180℃,更优选60~150℃。烘烤时间优选10秒~几小时。若在上述范围内,则有反应良好地进行,且以较短的显影时间也可完成的优点。
接着,通过使用自动显影装置等将曝光后的膜进行任意的时间显影,以显影液除去未曝光部,得到浮雕图案。
作为显影液,一般使用公知的碱性显影液。作为显影液,例如可以举出:有机系的碱性显影液或氨、氢氧化四甲铵、二乙醇胺、二乙基氨基乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、二乙胺、甲胺、二甲胺、醋酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基乙醇、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、环己胺、乙二胺或是六亚甲基二胺等显示碱性的化合物的水溶液,但从环境方面考虑,优选显示碱性的化合物的水溶液,即碱性水溶液。
另外,作为显影液,也可以使用与感光性树脂组合物所含有的(E)溶剂同样的醇类、酮类、醚类、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙酰基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、六甲基磷酰三胺或γ-丁内酯等。另外,也可以使用将这些溶剂和甲醇、乙醇、异丙醇、水、甲基卡必醇、乙基卡必醇、甲苯、二甲苯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、2-庚酮、环戊酮、环己酮或乙酸乙酯等感光性树脂组合物的不良溶剂组合的混合液。
显影处理可通过下述的方法进行:在曝光后的膜上直接涂布上述的显影液;将上述的显影液形成雾状并放射;将曝光后的膜浸渍于上述的显影液中;将曝光后的膜一边浸渍于上述的显影液中一边施加超声波等。另外,优选使曝光后的膜接触显影液5秒~10分钟。
优选显影处理后,通过冲洗液来清洗通过显影形成的浮雕图案。作为冲洗液,在显影液使用碱性水溶液时,优选水。另外,也可以将乙醇或异丙醇等醇类、丙二醇单甲基醚乙酸酯等酯类或二氧化碳气体、盐酸或乙酸等酸等加入水中来进行冲洗处理。
在以有机溶剂进行冲洗时,优选与显影液的混合性高的甲醇、乙醇、异丙醇、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、2-庚酮或乙酸乙酯等。
在显影后根据需要也可以进行中间烘烤。通过进行中间烘烤,可期待热固化后的分辨率提高,可控制热固化后的图案形状等效果。中间烘烤使用烘箱、热板或红外线等,作为烘烤温度,优选60~250℃,更优选70~220℃。烘烤时间优选进行10秒~几小时。
接着,通过在120~280℃的温度下加热10分钟~几小时,可得到本发明的感光性树脂组合物的固化膜。该加热处理可在空气环境下或氮等不活泼气体气氛下进行。另外,该加热处理也可阶段性地升温,也可连续地升温并进行5分钟~5小时。例如可以举出在130℃、200℃及250℃下各进行30分钟热处理的方法,或在室温至250℃为止经2小时直线性地升温等的方法。
将本发明的感光性树脂组合物热固化而得到的固化膜的膜厚优选0.1~15μm。另外,优选膜厚为1.5μm时硬度为4H以上,透过率为90%以上。进而,在此所谓的透过率是指在波长400nm下的透过率。硬度或透过率可通过曝光量、热固化温度的选择来调整。
将本发明的感光性树脂组合物热固化而得到的固化膜可用于触摸面板用保护膜、各种硬涂材料、TFT用平坦化膜、彩色滤光片用覆盖层、防反射膜或者钝化膜等各种保护膜、光学滤片、触摸面板用绝缘膜、TFT用绝缘膜等各种绝缘膜或彩色滤光片用光间隔物等。其中,从具有高硬度、透明性、耐化学药品性、真空耐性及耐热性考虑,因此,可优选用作触摸面板用保护膜或触摸面板用绝缘膜。作为触摸面板的方式,例如可以举出:电阻膜式、光学式、电磁感应式或电容式。其中,由于电容式触摸面板要求特别高的硬度,因此,可特别优选使用本发明的固化膜。
进而,将本发明的感光性树脂组合物热固化而得到的固化膜由于具有高耐湿热性及人工汗耐性,可优选用作金属配线保护膜。通过将本发明的固化膜形成在金属配线上,可防止因金属的腐蚀等所致的劣化(导电性、电阻值的降低等)。作为保护的金属配线,例如可以举出含有选自钼、银、铜、铝、铬、钛、ITO、IZO(Indium Zinc Oxide,铟锌氧化物)、AZO(AluminumZinc Oxide,铝锌氧化物)、ZnO2及CNT中的一种以上的金属配线。其中,将本发明的感光性树脂组合物热固化而得到的固化膜可优选用作含有选自钼、银、铜、铝及CNT中的一种以上的金属配线的保护膜或绝缘膜。
实施例
以下举出实施例及比较例进一步具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些范围。另外,关于使用的化合物中使用缩写符号的情况,将名称示于以下。
AcOH:乙酸
Al-A:铝螯合物A(ファインケミカル(株)制;三(乙酰丙酮)铝(III))
BAPF:9,9-双[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯基]芴
BDG:丁二醇、二乙二醇单-正丁基醚
BGPP:2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)丙烷(东京化成工业(株)制)
BMI-70:3,3’-二乙基-5,5’-二甲基-4,4’-双(马来酰亚胺)二苯基甲烷(KI化成(株)制)
BMI-80:2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷(KI化成(株)制)
BPEF:9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(大阪ガスケミカル(株)制)
BYK-333:硅酮系表面活性剂(BYK化学日本(株)制)
DPHA:KAYARAD(注册商标)DPHA(日本化药(株)制;二季戊四醇六丙烯酸酯)
EA-0250P:オグソール(注册商标)EA-0250P(大阪ガスケミカル(株)制)
EDM:二乙二醇乙基甲基醚
EtOH:乙醇
HCl:盐酸
HNO3:硝酸
H3PO4:磷酸
IC-907:IRGACURE(注册商标)907(BASF制;2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮)
ITO:氧化铟锡
KBM-1403:4-苯乙烯基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBM-403:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBM-503:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBM-5103:3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBM-803:3-巯基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBM-903:3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBE-9007:3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业(株)制)
KBE-9103:3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙基胺(信越化学工業(株)制)
KBM-9659:1,3,5-三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸(信越化学工业(株)制)
MAM:Mo/Al/Mo(钼/铝/钼)
MB:3-甲氧基-1-丁醇
MEA:单乙醇胺、2-氨基乙醇
M-510:アロニックス(注册商标)M-520(东亚合成(株)制)
M-520:アロニックス(注册商标)M-510(东亚合成(株)制)
NaCl:氯化钠
Na2HPO4:磷酸氢二钠
NaOH:氢氧化钠
N-300:抗蚀剂剥离液(ナガセケムテックス(株)制;MEA/BDG=30/70)
OFPR-800:正型光致抗蚀剂(东京应化工业(株)制)
OXE-01:IRGACURE(注册商标)OXE-01(BASF制;1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰基)肟)
PCT:加压蒸煮试验
PGMEA:丙二醇单甲基醚乙酸酯
PG-100:オグソール(注册商标)PG-100(大阪ガスケミカル(株)制)
TC-401:オルガチックス(注册商标)TC-401(マツモトファインケミカル(株)制;四(乙酰丙酮)钛(IV))
TMAH:氢氧化四甲铵
TMPU:1-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)脲
VG-3101L:TECHMORE(注册商标)VG-3101L((株)Printex制;1,1-双(4-环氧丙氧基苯基)-1-[4-[1-(4-环氧丙氧基苯基)-1-甲基乙基]苯基]乙烷)
X-12-967YP:2-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-4-(N-叔丁基)氨基-4-氧代丁酸(信越化学工业(株)制)
ZC-150:オルガチックス(注册商标)ZC-150(マツモトファインケミカル(株)制;四(乙酰丙酮)锆(IV))
ナーセムMg:ナーセム(注册商标)镁(日本化学产业(株)制;双(乙酰丙酮)镁(II))
合成例1丙烯酸系树脂溶液(A-1)的合成
在烧瓶中装入2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 29.09g,通过鼓泡将烧瓶内充分地进行氮置换后,升温至80℃。然后,历时4小时滴加N-环己基马来酰亚胺26.88g(30mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯12.52g(25mol%)的混合溶液,在80℃下加热搅拌6小时。接着,在得到的溶液中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA59.06g,在70℃下加热搅拌2小时,得到丙烯酸系树脂溶液(A-1)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-1)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为11000,酸值为100,双键当量为730。
合成例2丙烯酸系树脂溶液(A-2)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 26.15g、N-环己基马来酰亚胺13.44g(15mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯20.02g(40mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 53.10g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-2)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-2)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为15000,酸值为109,双键当量为670。
合成例3丙烯酸系树脂溶液(A-3)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 25.17g、N-环己基马来酰亚胺8.96g(10mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯22.53g(45mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 51.11g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-3)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-3)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为17000,酸值为108,双键当量为650。
合成例4丙烯酸系树脂溶液(A-4)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 33.01g、N-环己基马来酰亚胺44.81g(50mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯2.50g(5mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 67.01g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-4)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-4)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为11000,酸值为104,双键当量为810。
合成例5丙烯酸系树脂溶液(A-5)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 35.14g、N-环己基马来酰亚胺53.77g(60mol%)、甲基丙烯酸17.22g(40mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯10.66g(15mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 71.34g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-5)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-5)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为12000,酸值为86,双键当量为1090。
合成例6丙烯酸系树脂溶液(A-6)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 28.35g、N-苯基马来酰亚胺25.38g(30mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯12.52g(25mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 57.55g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-6)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-6)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为12000,酸值为105,双键当量为710。
合成例7丙烯酸系树脂溶液(A-7)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 29.39g、N-苯甲基马来酰亚胺27.49g(30mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯12.52g(25mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 59.67g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-7)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-7)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为11000,酸值为98,双键当量为740。
合成例8丙烯酸系树脂溶液(A-8)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 25.97g、N-(2-羟基乙基)马来酰亚胺20.58g(30mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯12.52g(25mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA52.72g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-8)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-8)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为13000,酸值为103,双键当量为670。
合成例9丙烯酸系树脂溶液(A-9)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 29.24g、N-环己基马来酰亚胺26.88g(30mol%)、甲基丙烯酸19.37g(45mol%)、甲基丙烯酸甲酯5.01g(10mol%)、苯乙烯7.81g(15mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 59.37g,与合成例1同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-9)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-9)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为11000,酸值为105,双键当量为730。
合成例10丙烯酸系树脂溶液(A-10)的合成
在烧瓶中装入2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 34.64g。接着,装入甲基丙烯酸苯甲酯26.43g(30mol%)、甲基丙烯酸21.52g(50mol%)、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯22.03g(20mol%),在室温下搅拌片刻,通过鼓泡将烧瓶内充分地氮置换后,在70℃下加热搅拌5小时。接着,在得到的溶液中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 70.33g,在90℃下加热搅拌4小时,得到丙烯酸系树脂溶液(A-10)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-10)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为30000,酸值为117,双键当量为840。
合成例11丙烯酸系树脂溶液(A-11)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 29.29g、甲基丙烯酸21.52g(50mol%)、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯22.03g(20mol%)、苯乙烯15.62g(30mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 59.47g,与合成例10同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-11)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-11)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为15,000,酸值为109,双键当量为730。
合成例12丙烯酸系树脂溶液(A-12)的合成
使用2,2’-偶氮双(异丁腈)0.821g(1mol%)、PGMEA 23.34g、甲基丙烯酸21.52g(50mol%)、甲基丙烯酸甲酯10.01g(20mol%)、苯乙烯15.62g(30mol%)、甲基丙烯酸缩水甘油酯14.22g(20mol%)、二甲基苯甲基胺0.676g(1mol%)、4-甲氧基苯酚0.186g(0.3mol%)、PGMEA 47.39g,与合成例10同样地进行聚合,得到丙烯酸系树脂溶液(A-12)。在得到的丙烯酸系树脂溶液(A-12)中以固体成分浓度为35重量%的方式添加PGMEA。丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)为20000,酸值为113,双键当量为610。
将合成例1~12的组成汇总示于表1。
[表1]
将实施例1中的评价方法示于以下。
(1)丙烯酸系树脂溶液的固体成分浓度
在测定了重量的铝杯中,称量1g丙烯酸系树脂溶液,使用热板(HP-1SA;アズワン(株)制)在250℃下加热30分钟,使其蒸发干固。加热后,测定残留有固体成分的铝杯的重量,由加热前后的重量的差量算出残留的固体成分的重量,求得丙烯酸系树脂溶液的固体成分浓度。
(2)丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)
使用GPC分析装置(HLC-8220;东曹(株)制),使用THF作为流动层进行GPC测定,通过聚苯乙烯换算而求得。
(3)酸值
使用电位差自动滴定装置(AT-510;京都电子工业(株)制),使用0.1mol/L的NaOH/EtOH溶液作为滴定试剂,基于“JIS K2501(2003)”通过电位差滴定法进行酸值的测定。
(4)双键当量
基于“JIS K0070(1992)”,测定树脂的碘价而算出。
(5)基板的前处理
使用桌上型光表面处理装置(PL16-110;SEN特殊光源(株)制)将通过溅射而将Mo/Al/Mo的3层成膜的玻璃基板(三容真空工业(株)制;以下为“MAM基板”、通过溅射而将ITO成膜的玻璃基板(三容真空工业(株)制;以下为“ITO基板”)将UV-O3清洗100秒后,用超纯水清洗,将表面的水滴用压缩空气的空气喷枪吹开,并用热板在130℃下加热3分钟,进行脱水烘烤处理而使用。テンパックス玻璃基板(AGCテクノグラス(株)製)、通过溅射而将单层Cr成膜的玻璃基板(单层成膜基板;(株)仓元制作所制;以下为“Cr基板”)不进行前处理而使用。
(6)灵敏度
利用下述实施例1记载的方法在Cr基板上制作感光性树脂组合物的显影后膜。显影后,使用FPD检查显微镜(MX-61L;Olympus(株)制)来察解像图案,将使30μm的L&S图案形成为1比1的宽度的曝光量(i射线照度计的值,以下为“最适曝光量”)作为灵敏度。
(7)分辨率
利用下述实施例1记载的方法在Cr基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。使用FPD检查显微镜观察制作的固化膜的解像图案,将最适曝光量中的最小图案尺寸作为分辨率。
(8)透过率
利用下述实施例1记载的方法在テンパックス基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。使用紫外线可见分光光度计(MultiSpec-1500;(株)岛津制作所制),首先仅测定テンパックス玻璃基板,将其紫外可见吸收光谱作为基准。接着,以单光束测定制作的固化膜,求出波长400nm下的每1.5μm的透过率,由与基准的差异算出透过率。
(9)铅笔硬度
利用下述实施例1记载的方法在Cr基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。使用手动式铅笔刮划硬度试验器(850-56;コーティングテスター(株)制)基于“JIS K5600-5-4(1999)”测定制作的固化膜的铅笔硬度。
(10)耐化学药品性
利用下述实施例1记载的方法在ITO基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。将制作的固化膜浸渍于加热至40℃的酸药液(重量比:HCl/HNO3/H2O=50/7.5/42.5)中240秒,用水冲洗2分钟。
接着,基于“JIS K5600-5-6(1999)”测定与固化膜的基板的密合性。以下记载具体的测定方法。以ITO基板上的自固化膜表面到达至ITO表面的方式使用切割刀以1mm间隔画出与固化膜正交的纵11条×横11条的平行直线,制作100个1mm×1mm的方格。接着,在制作了方格的固化膜表面上贴附セロテープ(注册商标)(产业用);ニチバン(株)制;宽度=18mm、厚度=0.050mm、粘合力=3.93N/10mm、拉伸强度=41.6N/10mm),用橡皮擦(“JIS S6050(2008)合格品”)擦过使其密合,抓住胶带的一端,保持对于ITO基板为直角而瞬间剥离。剥离后,通过目视评价方格的剥离数。根据方格的剥离面积如下判断,将3B以上设为合格。
5B:剥离面积=0%
4B:剥离面积<5%
3B:剥离面积=5~14%
2B:剥离面积=15~34%
1B:剥离面积=35~64%
0B:剥离面积=65~100%
(11)真空耐性
利用下述实施例1记载的方法在ITO基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。将制作的硬化膜使用溅射装置(HSR-521A;(株)岛津制作所制)一边加热至100℃一边减压至到达7.0~7.5×10-4的压力,并暴露于高真空下。接着,将在高真空下暴露的固化膜使用桌上型超声波清洗机(UT-104;Sharp(株)制)一边照射39kHz、100W的超声波一边在水中在40℃下浸渍20分钟。
接着,通过与上述(10)同样的方法,基于“JIS K5600-5-6(1999)”测定与固化膜的基板的密合性。
(12)耐湿热性
利用下述实施例1记载的方法在MAM基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。对制作的固化膜进行使用高度加速寿命测定装置(HastChamber EHS-221MD)的PCT(温度=121℃、湿度=100%RH、气压=2atm),放置20小时。PCT20小时后,通过目视评价MAM基板上的MAM表面变色为黑色的面积及有无固化膜表面的外观变化。根据MAM表面的变色面积及固化膜表面的外观变化如下进行判定,将A+、A及B设为合格。
A+:MAM表面的变色面积=0%,且无固化膜表面的外观变化
A:MAM表面的变色面积<5%,且无固化膜表面的外观变化
B:MAM表面的变色面积5~14%,且无固化膜表面的外观变化
C:MAM表面的变色面积15~34%,且无固化膜表面的外观变化
D:MAM表面的变色面积35~64%,且无固化膜表面的外观变化
E:MAM表面的变色面积65~100%,且无固化膜表面的外观变化
F:MAM表面的变色面积65~100%,且固化膜表面上产生开裂或者固化膜自基板剥离。
(13)人工汗耐性
利用下述实施例1记载的方法在MAM基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。在制作的固化膜上以成为直径5mm的方式滴加人工汗溶液(NaCl=1g、L-乳酸=0.1g、Na2HPO4·12水合物=0.25g、L-组氨酸盐酸盐·一水合物=0.025g、H2O=100g的混合溶液),在3℃下放置使其干燥。干燥后,使用恒温恒湿试验器(恒温器PH-2ST)在温度=60℃、湿度=90%RH的条件下放置25天(600小时)。35天后,对于MAM基板上的滴加了人工汗溶液的部分,通过目视评价MAM表面发生腐蚀的面积及有无固化膜表面的外观变化。根据MAM表面的腐蚀面积及固化膜表面的外观变化如下进行判定,将A+、A及B设为合格。
A:MAM表面的腐蚀面积=0%,且无固化膜表面的外观变化
A:MAM表面的腐蚀面积<5%,且在固化膜表面有变色
B:MAM表面的腐蚀面积5~14%,且在固化膜表面有变色
C:MAM表面的腐蚀面积15~34%,且在固化膜表面有变色
D:MAM表面的腐蚀面积35~64%,且在固化膜表面有变色
E:MAM表面的腐蚀面积65~100%,且在固化膜表面有变色
F:MAM表面的腐蚀面积65~100%,且固化膜表面上产生开裂或者固化膜自基板剥离。
(14)相对于MAM基板的密合性和保存稳定性
利用下述实施例1记载的方法在MAM基板上制作感光性树脂组合物的固化膜。对于制作的固化膜,通过与上述(10)同样的方法,基于“JISK5600-5-6(1999)”测定与固化膜的基板的密合性。
将通过下述实施例1记载的方法制备的感光性树脂组合物的一部分在23℃下放置7天。经过7天后,通过下述实施例1记载的方法在MAM基板上制作在23℃下放置7天后的感光性树脂组合物的固化膜。对于制作的固化膜,通过与上述(10)同样的方法,基于“JIS K5600-5-6(1999)”测定与固化膜的基板的密合性。
实施例1
在黄色灯下,称量PGMEA 1.282g、MB 6.375g、EDM 8.500g,添加KBM-9030.0693g并搅拌。接着,添加OXE-010.173g、ZC-1500.0347g、BYK-333的5重量%的PGMEA溶液0.150g,搅拌使其溶解。接着,添加合成例1中得到的丙烯酸系树脂溶液(A-1)(35重量%的PGMEA溶液)4.950g、DPHA的50重量%的PGMEA溶液3.465g,搅拌而形成均匀溶液。然后,将得到的溶液用0.2μm的过滤器过滤,制备负型的感光性树脂组合物1。
在基板上,使用旋涂机(MS-A100;Mikasa(株)制)以任意的旋转数通过旋涂涂布制备的感光性树脂组合物1后,使用热板(SCW-636;日本Screen制造(株)制)在100℃下预烘烤3分钟,制作膜厚约2.0μm的预烘烤膜。
使用双面对准单面曝光装置(掩模对准器PEM-6M;Union光学(株)制)将制作的预烘烤膜经由灵敏度测定用的灰色调掩模(MDRM MODEL4000-5-FS;Opto-Line International制)在超高压水银灯的j射线(波长313nm)、i射线(波长365nm)、h射线(波长405nm)及g射线(波长436nm)下进行构图曝光。曝光后,使用光刻用小型显影装置(AD-2000;泷泽产业(株)制)在2.38重量%TMAH水溶液中显影90秒,用水冲洗30秒。显影后,使用惰性烘箱“DN43HI”(商品名、Yamato科学(株)制)在氮气氛下、在230℃下热固化1小时,制作膜厚约1.5μm的固化膜。
实施例2~49及比较例1~6
与感光性树脂组合物1同样地以表2~6中记载的组成制备感光性树脂组合物2~55。使用得到的各感光性树脂组合物,与实施例1同样地进行感光特性及固化膜的特性评价。将它们的汇总示于表7~11。
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
实施例50
依据以下的步骤制作触摸面板部件。
(1)ITO的制作
在厚度约1mm的玻璃基板上,使用溅射装置,通过以RF功率1.4kW、真空度6.65×10-1Pa溅射12.5分钟,形成厚度为150nm且表面电阻为15Ω/□的ITO。接着,在ITO上,使用旋涂机以任意的旋转数通过旋涂涂布正型光致抗蚀剂后,使用热板在80℃下预烘烤20分钟,制作膜厚1.1μm的抗蚀剂膜。将制作的抗蚀剂膜使用双面对准单面曝光装置以超高压水银灯的j射线(波长313nm)、i射线(波长365nm)、h射线(波长405nm)及g射线(波长436nm)经由掩模进行构图曝光后,使用光刻用小型显影装置在2.38重量%TMAH水溶液中显影90秒,用水冲洗30秒。然后,在加热至40℃的ITO蚀刻液(重量比:HCl/HNO3/H2O=18/4.5/77.5)中浸渍80秒对ITO进行蚀刻,用水冲洗2分钟。接着,在加热至50℃的抗蚀剂剥离液N-300(重量比:MEA/BDG=30/70)中浸渍2分钟而除去抗蚀剂膜,制作具有膜厚150nm的进行了图案加工的ITO(图1及图2的符号2)的玻璃基板(相对于图1的a)。
(2)透明绝缘膜的制作
在(1)中制作的玻璃基板上,使用感光性树脂组合物1通过上述实施例1记载的方法制作感光性树脂组合物的透明绝缘膜(图1及图2的符号3)(相当于图1的b)。
(3)MAM配线的制作
在(2)中制作的玻璃基板上,使用钼及铝作为钯,使用酸药液(重量比:H3PO4/HNO3/AcOH/H2O=65/3/5/27)作为MAM蚀刻液,通过与(1)同样的方法制作MAM配线(图1及图2的符号4)(相对于图1的c)。
(4)透明保护膜的制作
在(3)中制作的玻璃基板上,使用感光性树脂组合物1通过上述实施例1记载的方法制作感光性树脂组合物的透明保护膜。使用数字万用表(CDM-09N;(株)Custom制)实施连接部的导通测试后,结果确认了电流的导通(相当于图2)。
产业上的可利用性
将本发明的感光性树脂组合物热固化而得到的固化膜可优选用于触摸面板的保护膜等各种硬涂膜,以及其它的触摸传感器用绝缘膜、液晶或有机显示器的TFT用平坦化膜、金属配线保护膜、绝缘膜、防反射膜、抗反射膜、光学滤光片、彩色滤光片用覆盖层、柱材等。
Claims (15)
1.一种感光性树脂组合物,含有(A)丙烯酸系树脂、(B)自由基聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)金属螯合化合物、以及(E)溶剂,所述(A)丙烯酸系树脂具有通式(1)所示的源自马来酰亚胺的结构,
X表示直接键合、碳原子数1~10的亚烷基链、碳原子数4~10的亚环烷基链或碳原子数6~15的亚芳基链,R1表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数4~10的环烷基、碳原子数2~7的烯基、碳原子数6~15的芳基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的烯氧基、碳原子数2~7的酯基、羟基、羧基、氨基或硝基。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,所述(D)金属螯合化合物为选自钛螯合化合物、锆螯合化合物、铝螯合化合物和镁螯合化合物中的一种以上的金属螯合化合物。
3.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,所述(D)金属螯合化合物为通式(2)所示的金属螯合化合物,
M表示钛、锆、铝或镁,R2表示氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数4~10的环烷基或碳原子数6~15的芳基,R3和R4分别独立地表示氢、碳原子数1~20的烷基、碳原子数4~10的环烷基、碳原子数6~15的芳基、碳原子数1~6的烷氧基或羟基,n表示0~4的整数。
4.根据权利要求3所述的感光性树脂组合物,通式(2)中的M为锆。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的感光性树脂组合物,还含有(F)具有选自氨基、酰胺基、脲基、酮亚胺基、异氰酸酯基、巯基、异氰脲酸环骨架、(甲基)丙烯酰基和苯乙烯基中的取代基的硅烷化合物。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的感光性树脂组合物,还含有(G)马来酰亚胺化合物。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,所述(B)自由基聚合性化合物含有(B2)具有芴骨架的自由基聚合性化合物。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的感光性树脂组合物,所述(B)自由基聚合性化合物含有(B3)具有羧基的自由基聚合性化合物。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的感光性树脂组合物,还含有(H)芴化合物。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的感光性树脂组合物,还含有(I)多官能环氧化合物。
11.一种金属配线的保护膜或绝缘膜,是使权利要求1~10中任一项所述的感光性树脂组合物热固化而成的。
12.根据权利要求11所述的金属配线的保护膜或绝缘膜,所述感光性树脂组合物为负型。
13.根据权利要求11或12所述的金属配线的保护膜或绝缘膜,所述金属配线含有选自钼、银、铜、铝和CNT中的一种以上。
14.一种触摸面板,具备权利要求11~13中任一项所述的金属配线的保护膜或绝缘膜。
15.一种触摸面板的制造方法,使用金属配线的保护膜或绝缘膜,所述金属配线的保护膜或绝缘膜是使权利要求1~10中任一项所述的感光性树脂组合物热固化而成的。
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