JP2002040653A - ポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物、転写材料、および画像形成方法 - Google Patents
ポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物、転写材料、および画像形成方法Info
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Abstract
H10程度の弱アルカリ性水溶液で現像が可能で、解像
度が高く、硬化後の膜が透明性に優れ、耐熱性、耐溶剤
性、絶縁性に優れたポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物を
提供する。 【解決手段】5モル%〜80モル%の下記一般式Iの重
合性モノマーと5モル%〜80モル%のカルボン酸基含
有モノマーを必須成分として含む共重合で得られるアル
カリ可溶性樹脂と、該アルカリ可溶性樹脂100重量部
に対し10〜120重量部の1,2−キノンジアジド化
合物を含むことを特徴とするポジ型感光性熱硬化性樹脂
組成物。 【化1】 (ここで、R1は水素原子、メチル基を表す。Xはハロ
ゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12から成り、置
換基を有していても良い、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニ
ルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリール
オキシカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ
基、アリールスルホニルオキシ基を表す。)
Description
化性樹脂組成物、転写材料、および画像形成方法に関
し、特に液晶表示素子等のパネル用スペーサーや絶縁
膜、カラーフィルター上の配向分割制御材や平坦化用オ
ーバーコート材等を形成するための樹脂組成物、この樹
脂組成物層を有する転写材料、ラミネート方式により前
記構造物を製造するのに好適な画像形成方法に関する。
ミクロンの解像度と約1ミクロンから約10ミクロンの
高さの微細な構造体形成のニーズが拡大している。たと
えば、カラーフィルター用マイクロ集光レンズ、液晶デ
ィスプレイパネル用スペーサー、ハイアパーチャー方式
(以下HA方式と省略する)液晶ディスプレイ用の絶縁
膜、カラーフィルターオンアレイ方式(以下COA方式
と省略する)液晶ディスプレイ用絶縁膜、カラーフィル
ター上の配向分割用構造体、プラズマアドレス方式液晶
ディスプレイ用液晶配向制御材、カラーフィルター上の
平坦化用オーバーコート材などである。
にエポキシ架橋剤を添加した樹脂組成物、ネガ型感光性
物質にエポキシ架橋剤を添加した樹脂組成物などのよう
に、感光性成分と架橋剤と樹脂または架橋性樹脂の成分
からなるものが用いられてきた。
には、アルカリ可溶性樹脂、感光剤として1,2−ナフ
トキノンジアジドスルホン酸エステル、熱硬化剤および
溶剤から成るレンズ形成用ポジ型感光材料が請求されて
いる。架橋剤としてはアルキロールメラミン系架橋剤が
挙げられている。この材料を用いてカラーフィルター上
に、塗膜を形成後、フォトリソグラフィーによりパター
ン形成し、100℃から160℃で1から30分程度の
時間加熱処理することでマイクロ集光レンズが形成でき
るとの記載がある。
ロキシスチレンとメチルメタクリレートとの共重合体と
キノンジアジド基含有化合物と熱硬化性樹脂を含有する
ポジ型ホトレジスト組成物が請求されており、光照射、
現像によりパターン形成後、紫外線全面照射後に100
℃から300℃で2〜15分間の加熱処理を行って、パ
ターンを流動化し半円球状のマイクロレンズを形成する
方法が記載されている。熱硬化性樹脂としてはメラミン
樹脂、尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、ア
ルコキシメチル化尿素樹脂が挙げられている。
基板上にジグザグの突起パターンを形成し、その上に液
晶配向膜を形成すると配向分割が実現される結果、液晶
ディスプレイにおける視野角が改良されるとの技術開示
がある。突起パターン形成材料としてはノボラック型フ
ォトレジストが用いられている。また、突起パターンの
断面が蒲鉾(シリンダ)形の突起パターンがより安定し
た配向が得られることが記載されている。しかしなが
ら、突起パターン形成材料として、ノボラック型フォト
レジストを用いた場合は、ベーク後の蒲鉾状突起パター
ンには軽微な着色や耐熱性、耐薬品性不足の問題があっ
た。これらの組成物により、形状と透明度に優れたマイ
クロレンズや突起パターンが形成可能ではあるが、メラ
ミン樹脂などの架橋剤を含まない場合は耐熱性や、耐溶
剤性に問題があり、公知の架橋剤を含む場合は感光性組
成物の保存安定性が不十分であるため、使用しにくいも
のであった。
液晶ディスプレイを実現するため、TFTアレイ基板上
に絶縁性の透明樹脂の構造体を形成する方法が提案され
ている。その例としては、透明電極とドレイン間の接続
のため、コンタクトホール形成を行うためにネガ型の感
光性樹脂として誘電率の約5以下のベンゾシクロブテン
(BCB)や透明な光重合系感光性樹脂の使用が記載さ
れている。米国特許5994721には、絶縁性のカラ
ーフィルターをTFT基板側に形成する事により、高開
口率を実現するCOA方式の液晶ディスプレイが記載さ
れている。また無色透明な絶縁性感光性樹脂層をカラー
フィルター層の上に形成する方法も記載されている。特
開平11−323057にはアクリル系共重合体と酸性
基含有モノマー/アリルメタクリレート共重合体、感放
射線性化合物および溶剤を含有する液晶ディスプレイ用
のスペーサー用または保護層用放射線硬化性組成物が記
載されている。
縁性は優れるが、エッチングレジストの剥離工程で使用
される有機溶剤系剥離液に対する耐性(耐薬品性)が不
十分であった。特開昭59−151152には重合体酸
バインダーと多官能モノマーと光開始剤とアルデヒド縮
合樹脂前駆体からなる組成物が提案されている。この組
成物から得られる硬化膜は透明性や、耐薬品性も優れて
いるが、組成物の保存安定性が不足しているだけでな
く、約5μm〜約10μmの解像度を得る能力は不十分
であった。
性組成物を塗布乾燥し、フィルムレジストとして提供
し、それを用いて基板上に感光性層を転写して基板上に
感光性層を施す方法は、転写法と呼ばれ、高生産性と高
品質での薄膜形成が可能である。このタイプの材料を使
用した方法が特開平10−97061や特開平10−2
06888に記載されている。つまりオーバーコートフ
ィルム(ネガ型)をラミネート法によって貼着し、パタ
ーンニングを行うことに特徴のある層間絶縁膜を形成す
る方法が開示されている。ネガ型では高解像度化への限
界があり、ポジ型が望まれてきた。しかしながら、これ
までに転写法に利用可能な、フレキシブルなポジ型の感
光性層には未だ実用的なものが無かった。
ルノボラック樹脂を主成分として1,2−ナフトキノン
ジアジドスルホン酸エステルを感光性成分とするものが
殆どであったために、膜質が脆く、柔軟性に欠けるた
め、フィルム状の塗膜としてロール状の製品とすること
に難点があったためである。つまり、決められた幅のロ
ール製品に加工するには、通常、大幅のロールからスリ
ットすることが行われるが、脆い膜質の塗工品において
は、このスリットの際に切り屑が発生してしまう。また
通常フィルム上の塗工品としてのロール状フォトレジス
トを、フォトリソグラフィーにより加工すべき基板にラ
ミネータにより圧着しながら熱転写するが、この際にも
基板の長手方向のサイズにカットする過程で、切り屑発
生のため基板やラミネータの稼働環境を汚染し、欠陥の
少ない転写層として得るのは困難であった。
アルカリ可溶性アクリル樹脂を用いた組成物が提案され
ているが、この組成物を使用するとフィルム形成性は良
好だが、フィルム状態での保存安定性や硬化後の画像の
耐溶剤性や耐熱性はまだまだ不十分であった。おそらく
この組成物中に含まれる硬化剤が系中で不安定であるた
めと思われる。
に鑑み、従来の材料の性能改善を行うことを第1の目的
に考案された。つまり、感光性組成物の保存安定性が優
れるため、使用しやすく、pH10程度の弱アルカリ性
水溶液で現像が可能で、解像度が高く、硬化後の膜が透
明性に優れ、耐熱性、耐溶剤性、絶縁性も十分、という
ポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的
とする。本発明の組成物を感光性の塗布液として、基板
上に通常の方法で塗布乾燥する事により基板上に感光性
層を形成することができる。また、本発明の第2の目的
は転写法により使用可能な、可とう性に富んだ塗工品が
製造可能で、実質的に無色透明な、耐熱性、耐薬品性に
優れた画像を与えることのできる、保存安定性に優れた
ポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物を提供することにあ
る。
を解決するために、架橋剤成分として、改善された安定
性と、硬化後の優れた耐性を示す材料を見いだすことに
より、成し遂げられた。つまり、これらの課題は次の組
成物により解決された。すなわち、5モル%〜80モル
%の下記一般式Iの重合性モノマーと5モル%〜80モ
ル%のカルボン酸基含有モノマーを必須成分として含む
共重合で得られるアルカリ可溶性樹脂と、該アルカリ可
溶性樹脂100重量部に対し、10〜120重量部の
1,2−キノンジアジド化合物を含むことを特徴とする
ポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物を溶剤と共に塗布する
か、又は塗布層の転写により基材に感光性層を形成後、
パターン露光し、現像することにより基材上の露光部を
除去することによりパターンを形成し、全面をUV光露
光後、150℃以上で加熱することにより解決できるこ
とを見いだした。
す。Xはハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12
から成り、置換基を有していても良い、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリ
ールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アルキルスル
ホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基を表
す。)
を形成するのに有用であり、種々の応用が考えられる。
たとえば、カラーフィルターオンアレイ(COA)やハ
イアパーチャー(HA)技術に用いられる絶縁層への応
用について、図1に基づいて説明を行う。図1にはHA
やCOAの透明配線基板モデルの作成工程を示す。すな
わち、A工程に示すように、表面に酸化珪素皮膜を有す
るソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラ
ス板、石英ガラス板等の公知のガラス板11あるいはプ
ラスチックフィルムなどの透明基板上に、通常の方法
で、半導体や抵抗や導体のスパッタリングやCVDによ
り金属・非金属類の薄膜を形成し、フォトリソグラフィ
ーを組み合わせることにより、液晶ディスプレイにおけ
る、TFTアレイおよびそれらを接続するための下IT
O配線パターン12を形成する(鈴木八十二著、液晶デ
ィスプレイ工学入門、28頁〜36頁、日刊工業新聞社
刊1998年発行)。
性熱硬化性樹脂層13をパターン12の設置されたパタ
ーン11上に塗布やラミネーションにより形成する。必
要ならば基板との密着性を改善する目的で公知のシラン
カップリング処理工程を行うことができる。シランカッ
プリング剤の具体例としては、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、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン等を挙げることができる。
き下ITOパターン上のしかるべき位置にコンタクトホ
ールという層間接続用の穴を開けるためのフォトマスク
14を介してUV露光する。次にD工程に示すように、
アルカリ現像液で現像し、露光部を溶解してパターン1
3Aを形成する。その後、E工程に示すように、全面を
UV露光し、150℃以上の温度で10〜150分間ベ
ークし、露光後のメルトフローを起こさせて、コンタク
トホール13Bの断面形状を滑らかな傾斜角にする。こ
の熱処理工程中に硬化反応が起こり、該露光され現像さ
れた感光性光硬化性層は硬化する。全面のUV光照射量
は1,2−キノンジアジド化合物の光分解に必要な量で
あれば良く、1,2−キノンジアジド化合物の含有量に
依存して通常100mJ/cm 2〜1000mJ/cm2
である。引き続き、F工程に示すように通常は180〜
250℃という温度下で、ITO膜15をスパッタ法に
より設ける。ITOの膜厚は通常、1500〜2500
オングストローム(0.15〜0.25μm)である。
パターン化工程のために、ITOエッチング用フォトレ
ジスト16が全面にコートされ、乾燥され、上ITOの
パターンマスク14を通してUV光照射される。フォト
レジストの塗布乾燥後の厚みは約1μm〜約3μmであ
る。H工程に示すようにレジスト像の現像後、通常の塩
化鉄/塩酸混合液や臭化水素酸水溶液など酸性エッチン
グ液により、レジストにカバーされていない部分のIT
Oが溶解される。その後I工程に示すようにフォトレジ
ストはレジスト剥離液により除去される。レジスト剥離
液は特開昭51−72503、特開昭57−8445
6、米国特許4165294、ヨーロッパ公開特許01
19337、特開平6−222573などに記載されて
いる。代表的な剥離液としてはモノエタノールアミンと
ジメチルスルホキシドの7:3(重量比)の混合液が挙
げられる。剥離工程は、通常は50℃〜80℃で2分〜
10分間この剥離液中に浸漬する事により行われる。こ
の時に、露光され熱硬化されたポジ型感光性熱硬化性層
は該剥離液に対し十分な耐性を示す必要がある。さもな
いと絶縁層上のITOが不都合に脱離してしまうからで
ある。また絶縁層は所望の絶縁性を確保する必要があ
る。薄膜で十分な絶縁性を実現するためには絶縁層の誘
電率は4以下、好ましくは3.5以下である必要があ
る。
感光性熱硬化性樹脂成組成物の用件は、1)液状組成物
ならば塗布性、固体状組成物ならば基板への積層性、
2)画像形成性(写真性)、3)画像形成後の熱フロー
性4)熱フロー後の硬化性(耐熱性)5)耐剥離液性、
6)絶縁性、7)無色透明性などが主なものである。
は主成分として一般式Iで表される構造を有する、高温
で架橋反応が開始することを特徴とする水酸基とカルボ
ン酸基を含む架橋性樹脂(成分I)と1,2−キノンジ
アジド化合物(成分II)を含むことを特徴とする。 (成分I)成分Iは、すなわち、5モル%〜80モル%
の下記一般式Iの重合性モノマーと5モル%〜80モル
%のカルボン酸基含有モノマーを必須成分として含み、
場合により、これらのモノマーとは異なり、これらのモ
ノマーと共重合可能なその他のエチレン不飽和モノマー
の共重合で得られるアルカリ可溶性樹脂である。
す。Xはハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12
から成り、置換基を有していても良い、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリ
ールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アルキルスル
ホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基を表
す。)なお、置換基としてはハロゲン原子、ヒドロキシ
基、アルコキシ基、アリール基から選ばれる。
は、3−クロロー2−ヒドロキシプロピル(メタ)アク
リレート、3−ブロモー2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、3−フロロー2−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート、3−ヨードー2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート、3−メトキシー2−ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−エトキシ
ー2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−
t−ブトキシー2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート、3−フェノキシー2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、3−アセトキシー2−ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、3−ベンゾイルオキシー
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−メ
トキシカルボニルオキシー2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレートが挙げられるが、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレートが特に好まし
い。
(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン
酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマーなどが挙げられる。ま
た2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水
酸基を有する単量体と無水マレイン酸や無水フタル酸の
ような環状無水物との付加反応物も利用できる。(メ
タ)アクリル酸が特に好ましい。
のモノマーおよびカルボン酸基含有モノマーと共重合可
能なエチレン不飽和モノマーを挙げることができるが、
前記のモノマーに含まれる、エチレン不飽和基以外の基
との化学反応性を有さないものであることが好ましい。
アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、クロ
トン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエ
ステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステ
ル類、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルア
ミド類、スチレン類、ビニルエーテル類が好ましい。こ
の様な例としては例えば以下の様な化合物が挙げられ
る。。
クリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリ
レート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリ
レート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルア
クリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘ
キシルアクリレート、アセトキシエチルアクリレート、
フェニルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシ
エチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エ
チルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベン
ジルアクリレート等が挙げられる。
タクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメ
タクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチ
ルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ter
t−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレー
ト、2−エチルヘキシルメタクリレート、アセトキシエ
チルメタクリレート、フェニルメタクリレート、2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、2−メトキシエチルメ
タクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2
−(2−メトキシエトキシ)エチルメタクリレート、シ
クロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート
等が挙げられる。
酸ブチル、クロトン酸ヘキシル等が挙げられる。ビニル
エステル類としては、ビニルアセテート、ビニルプロピ
オネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテー
ト、安息香酸ビニルなどが挙げられる。
ン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチ
ルなどが挙げられる。フマル酸ジエステル類としては、
フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチ
ルなどが挙げられる。イタコン酸ジエステル類として
は、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコ
ン酸ジブチルなどが挙げられる。
ド、メチルアクリルアミド、エチルアクリルアミド、プ
ロピルアクリルアミド、n−ブチルアクリルアミド、t
ert−ブチルアクリルアミド、シクロヘキシルアクリ
ルアミド、2−メトキシエチルアクリルアミド、ジ#メ
チルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、フェニ
ルアクリルアミド、ベンジルアクリルアミドなどが挙げ
られる。
アミド、メチルメタクリルアミド、エチルメタクリルア
ミド、プロピルメタクリルアミド、n−ブチルメタクリ
ルアミド、tert−ブチルメタクリルアミド、シクロ
ヘキシルメタクリルアミド、2−メトキシエチルメタク
リルアミド、ジ#メチルメタクリルアミド、ジエチルメ
タクリルアミド、フェニルメタクリルアミド、ベンジル
メタクリルアミドなどが挙げられる。
エーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエー
テル、メトキシエチルビニルエーテル、ジメチルアミノ
エチルビニルエーテルなどが挙げられる。スチレン類と
しては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレ
ン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピ
ルスチレン、ブチルスチレン、メトキシスチレン、ブト
キシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、
ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ビニル安息香酸メ
チル、アルファメチルスチレンなどが挙げられる。この
他、マレイミド、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、
ビニルカルバゾール等も使用できる。
以上を併用しても良い。特に好ましいその他のモノマー
の例は、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジル、スチ
レン、メチルスチレン、アルファメチルスチレン、クロ
ルスチレン、ブロモスチレン、クロルメチルスチレン、
ヒドロキシスチレンなどである。
3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレートと
メタクリル酸の共重合体、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロピルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレー
トとメタクリル酸の共重合体、3−クロロ−2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレートとベンジルメタクリレート
とメタクリル酸の共重合体が挙げられる。
体を公知の方法で常法に従って共重合させることで得ら
れる。例えばこれらの単量体を適当な溶媒中に溶解し、
ここにラジカル重合開始剤を添加して溶液中で重合させ
ることで得られる。また水性媒体中にこれらの単量体を
分散させた状態でいわゆる乳化重合で重合を行っても良
い。
ー、及び生成する共重合体の溶解性に応じて任意に選択
できるが例えばメタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノー
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、メトキシプロピルアセテート、乳酸エチル、酢
酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメ
チルホルムアミド、クロロホルム、トルエンや、これら
の混合物などが利用できる。また重合開始剤としては
2,2‘−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIB
N)、2,2‘−アゾビス−(2,4’−ジメチルバレ
ロニトリル)の様なアゾ系、ベンゾイルパーオキシドの
様な過酸化物系、過硫酸塩などが利用できる。
好ましい共重合組成比をモル%で表すと、一般式Iのモ
ノマー量(a)は5〜80モル%、カルボン酸基を有す
るモノマー量(b)は5〜80モル%、その他のモノマ
ー量(c)は0〜80モル%が好ましくa:10〜70
モル%、b:10〜70モル%、c:0〜70モル%が
より好ましく、a:20〜60モル%、b:20〜60
モル%、c:0〜60モル%が特に好ましい。(但しこ
こでa+b+c=100モル%である。)aが5モル%
未満であるとベークでの硬化後の耐性が不足し、80モ
ル%を超えると現像性が低下する。bが5モル%未満で
は現像性が不足し、80モル%を超えると湿度による膜
物性の変化が大きい。またcが80モル%を超えると現
像性、ベークでの硬化後の耐性が不足する。また共重合
体の分子量は任意に調整が可能であるが、重量平均分子
量として2000〜200000が好ましく、4000
〜100000が特に好ましい。分子量が2000未満
であると膜の強度が不足すること、また安定な製造が困
難になる。また分子量が200000を超えると現像性
が低下する。
有する共重合体自体は公知であり、感光性樹脂組成物や
塗料、接着剤中に利用した例も知られている。(例えば
特開平4−293051号公報、同4−145183、
同7−13330、同7−196979、同3−220
280等)しかしながらこれらはビニル系モノマーの1
種としてこれらの単位を導入したものであり、本発明の
様な特定の効果の発現を狙ったものではなく、また特定
の効果発現に関する記述も無い。
いる例も知られている(特開平3−88883)。しか
しこれは光硬化性接着剤の一成分であり、本発明の様な
画像形成用途とは異なるものである。この様な単位に低
温架橋性成分としての機能付与を狙った例も知られてい
る。(特開平5−55526等)しかしながらこの場合
は共重合体中にこの水酸基とハロゲンを有する単位とア
ミン塩を有する単位を共に導入することで低温での自己
架橋性の付与を図っている、しかしながらこの例でも分
子中にカルボキシル基を導入したアルカリ現像による画
像形成などの記載や本発明の様な高温でのベークによる
架橋等については触れられていない。
アジド化合物は、成分Iであるアルカリ可溶性樹脂のア
ルカリ水溶液に対する溶解性を抑制すると共に、放射線
を受けることによって酸を発生し、成分Iであるアルカ
リ可溶性樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性を促進す
るものである。このような1,2−キノンジアジド化合
物としては、1,2−ベンゾキノンジアジドスルホン酸
エステル、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エ
ステル、1,2−ベンゾキノンジアジドスルホン酸アミ
ド、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド等
を挙げることができる。
キノンジアジド−5−スルホン酸4−tert−ブチル
フェニルエステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸 4−tert−オクチルフェニルエステ
ルなどの1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸のア
リールエステル類;2,3,4−トリヒドロキシベンゾ
フェノン−1,2−ナフトキノンアジド−4−スルホン
酸エステル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エ
ステル、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン−
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ル、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等
のトリヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステル類;2,2’,4,4’
−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホン酸エステル、2,2’,
4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−
ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,
3,4,3’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,3,4,3’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル、2,3,4,2’−テトラヒドロキシ−
4’−メチルベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホン酸エステル、2,3,4,2’−
テトラヒドロキシ−4’−メチルベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、
2,3,4,4’−テトラヒドロキシ−3’−メトキシ
ベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−
スルホン酸エステル、2,3,4,4’−テトラヒドロ
キシ−3’−メトキシベンゾフェノン−1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のテトラヒ
ドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸エステル;2,3,4,2’,6’−ペン
タヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホン酸エステル、2,3,4,2’,
6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のペンタ
ヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル;2,4,6,3’,4’,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、2,4,
6,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エ
ステル、3,4,5,3’,4’,5’−ヘキサヒドロ
キシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−
4−スルホン酸エステル、3,4,5,3’,4’,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のヘキサ
ヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル;
タン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸
エステル、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エ
ステル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン−1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、トリ(p
−ヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホン酸エステル、トリ(p−ヒドロ
キシフェニル)メタン−1,2−ナフトキノンジアジド
−5−スルホン酸エステル、1,1,1−トリ(p−ヒ
ドロキシフェニル)エタン−1,2−ナフトキノンジア
ジド−4−スルホン酸エステル、1,1,1−トリ(p
−ヒドロキシフェニル)エタン−1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホン酸エステル、ビス(2,3,4
−トリヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホン酸エステル、ビス(2,
3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,2
−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフ
ェニル)プロパン−1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸エステル、1,1,3−トリス(2,5−
ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプ
ロパン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸エステル、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−
4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン−
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル、4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフ
ェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕
ビスフェノール−1,2−ナフトキノンジアジド−4−
スルホン酸エステル、4,4’−〔1−〔4−〔1−
〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェ
ニル〕エチリデン〕ビスフェノール−1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸エステル、ビス(2,5
−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキ
シフェニルメタン−1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホン酸エステル、ビス(2,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン
−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エス
テル、3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−
スピロビインデン−5,6,7,5’,6’,7’−ヘ
キサノール−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホン酸エステル、3,3,3’,3’−テトラメチル−
1,1’−スピロビインデン−5,6,7,5’,
6’,7’−ヘキサノール−1,2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホン酸エステル、2,2,4−トリメチ
ル−7,2’,4’−トリヒドロキシフラバン−1,2
−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,2,4−トリメチル−7,2’,4’−トリヒドロ
キシフラバン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸エステル等の(ポリヒドロキシフェニル)アル
カンの1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステ
ルが挙げられる。これらの1,2−キノンジアジド化合
物は単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いること
ができる。
0重量部に対して10〜120重量部、特に20〜80
重量部である。この割合が10重量部未満の場合には、
光の照射によって生成する酸の量が少ないため、光照射
部分と未照射部分との現像液となるアルカリ水溶液に対
する溶解度の差が小さく、精度の良いパターニングが困
難となることがある。一方、この割合が120重量部を
超える場合には、短時間の光照射では、未反応の成分II
が多量に残存するため、前記アルカリ水溶液への溶解が
不足し、現像することが困難となることがある。
は、種々の目的で、各種の添加剤を添加することができ
る。添加剤の例としては、界面活性剤、密着促進剤、可
塑剤、消色性着色剤などである。界面活性剤は、塗布
性、得られる塗膜の平滑性を向上させるために用いるこ
とができ、その具体例としては、例えばBM−1000
(BM Chemie社製)、メガファックスF142
D、同F172、同F173、同F183(以上、大日
本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC−13
5、同FC−170C、フロラードFC−430、同F
C−431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフ
ロンS−112、同S−113、同S−131、同S−
141、同S−145(以上、旭硝子(株)製)、SH
−28PA、SH−190、SH−193、SZ−60
32、SF−8428、DC−57、DC−190(以
上、東レシリコーン(株)製)の商品名で市販されてい
るフッ素系またはシリコーン系界面活性剤を使用するこ
とができる。界面活性剤の使用量は、全固形分100重
量部に対して5重量部以下、特に2重量部以下であるこ
とが好ましい。
物においては、基体との密着性を向上させるために、添
加剤として密着促進剤を含有させることができる。この
ような密着促進剤としては、官能性シランカップリング
剤を好適に用いることができる。ここに、官能性シラン
カップリング剤とは、カルボキシル基、メタクリロイル
基、イソシアネート基、エポキシ基等の反応性置換基を
有するシラン化合物を意味し、その具体例としては、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、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等を挙げることができ
る。密着促進剤の好ましい使用量は、全固形分100重
量部に対して10重量部以下、特に0.05〜5重量部
であることが好ましい。
面の性状や、塗布欠陥の検査のために着色されているこ
とが好ましいが、最終的な硬化画像は実質的に無色透明
であることが必須である。この目的のために加熱や光照
射により消色する着色剤を使用することができる。
以上の温度で10分間〜150分間の熱処理の過程で分
解により消色するもの、系外に飛散するもの、ほかの成
分との反応により分解し消色するものなどが使用でき
る。それらの消色性着色剤としては、UV領域において
透明性が高く、熱処理後に脱色性の優れたトリフェニル
メタン染料が有利に使用できる。たとえば好ましい染料
としては、クリスタルバイオレット、メチルバイオレッ
ト、エチルバイオレット、オイルブルー#603、ビク
トリアピュアーブルーBOH、マラカイトグリーン、ダ
イアモンドグリーンなどが挙げられ、そのほかに特開平
10−97061や特開平10−104827や特公平
3−68375に記載の着色剤が有利に使用できる。消
色性着色剤の好ましい使用量は、全固形分100重量部
に対して10重量部以下であり、特に0.05〜5重量
部が好ましい。
製)本発明の感光性樹脂組成物は、上記の成分I、成分
IIおよび必要に応じて含有されるその他の成分を均一に
混合することによって調製することができ、通常、各成
分を有機溶剤に溶解して組成物溶液として調製する。こ
こにおける有機溶剤としては、成分I、成分IIおよび必
要に応じて含有されるその他の成分を溶解し、かつこれ
らの成分と反応しないものであればよい。
タノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロ
フラン等のエーテル類;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ジメチルエーテル、エチ
レングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;メ
チルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテー
ト等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート
類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエ
チレングリコール類;プロピレングリコールメチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテル
アセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテル
アセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒド
ロキシ−4−メチル−2−ペンタノン等のケトン類;2
−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2
−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メ
チルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロ
キシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルブタン酸
メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキ
シプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチ
ル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢
酸ブチル等のエステル類が挙げられる。これらの中で
は、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコー
ルエステル類;エチルセロソルブアセテート等のエチレ
ングリコールアルキルエーテルアセテート類;2−ヒド
ロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸
メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等のエステル
類;ジエチレングリコールジメチルエーテル等のジエチ
レングリコール類を好適に用いることができる。
−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、
N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベ
ンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニ
ルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1
−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコー
ル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチ
ル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エ
チレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテー
ト等の高沸点溶剤を添加することもできる。
チルエーテル等のグリコールエステル類、エチルセロソ
ルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテ
ルアセテート類、2−ヒドロキシプロピン酸エチル、3
−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオ
ン酸エチル等のエステル類、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル等のジエチレングリコール類を、各成分の
溶解性および塗膜の形成のしやすさの点で好適に用いる
ことができる。これらの有機溶剤は、単独で若しくは2
種類以上を組み合わせて用いることができる。
製においては、例えば本発明のアルカリ可溶性樹脂、
1,2−キノンジアジド化合物およびその他の成分を所
定の溶剤および/又はその混合液中に所定の割合で溶解
することにより調整できる。本組成物の溶液は、例えば
孔径0.2μmのミクロ濾過フィルター等を用いて濾過
した後、使用に供することもできる。
性熱硬化性樹脂組成物を用いることにより、例えば次の
ようにして基体上にポジ型感光性熱硬化性樹脂塗膜を形
成することができる。 (1)塗布法 調製したポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物溶液を基板表
面に塗布し、通常はオーブン中で加熱乾燥を行うことに
より溶剤を除去して感光性樹脂組成物の塗膜を形成す
る。組成物溶液の塗布方法としては、特に限定されず、
例えばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法、スリ
ットコート法、エクストルージョンコート法、カーテン
コート法、ダイコート法、ワイヤーバーコート法、ナイ
フコート法等の各種の方法を採用することができる。プ
リベークの条件としては、各成分の種類、使用割合等に
よっても異なるが、通常60〜110℃で30秒間〜1
5分間程度である。
料の転写法 仮支持体の上に本発明のポジ型感光性熱硬化性樹脂組成
物溶液を塗布乾燥してポジ型感光性熱硬化性樹脂層転写
材料を形成後、基体上にラミネータにより感光層を加熱
加圧下で積層転写する。転写時の加熱圧着ロールの温度
は50℃〜150℃で圧着時の線圧は5Kg/cm〜2
5Kg/cmが有利な条件である。ラミネーションの速
度は搬送速度で0.2m/分〜4m/分が好ましく。特
に好ましい条件としては、加熱圧着ロール温度が130
℃〜140℃で圧着時の線圧が10Kg/cm〜15K
g/cm、搬送速度が1m/分〜3m/分である。
法)形成された塗膜に所定のパターンのマスクを介し
て、光照射した後、現像液を用いて現像処理して光照射
部分を除去することによりパターン形成する。ここで使
用する光としては、例えばg線(波長436nm)、i
線(波長365nm)および超高圧水銀灯、キセノン
灯、カーボンアーク灯、アルゴンレーザー等の公知の光
源からの連続状および/又は輝線状の紫外線、KrFエ
キシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等
のX線、電子線等の荷電粒子線が挙げられ、これらの中
では、g線およびi線およびこれらを含む300nm〜
440nm領域の紫外線が好ましいものとして挙げられ
る。特開平6−59119号公報に記載のように、40
0nm以上の波長の光透過率が2%以下である光学フィ
ルター等を併用しても良い。
は、アルカリ性物質の希薄水溶液を使用するが、さら
に、水と混和性の有機溶剤を少量添加したものを用いて
も良い。適当なアルカリ性物質としては、アルカリ金属
水酸化物類(例、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム)、アルカリ金属炭酸塩類(例、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム)、アルカリ金属重炭酸塩類(例、炭酸水素
ナトリウム、炭酸水素カリウム)、アルカリ金属ケイ酸
塩類(例、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム)、アル
カリ金属メタケイ酸塩類(例、メタケイ酸ナトリウム、
メタケイ酸カリウム)、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、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、ジエタノールアミン、モノ
エタノールアミン、モルホリン、テトラアルキルアンモ
ンニウムヒドロキシド類(例えば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−ノナンまたは燐酸三ナトリ
ウムを挙げることができる。アルカリ性物質の濃度は、
0.01重量%〜30重量%であり、pHは8〜14が
好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノ
ール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアル
コール、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−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、ア
セトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−
カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホル
アミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタ
ム、N−メチルピロリドンを挙げることができる。水と
混和性の有機溶剤の濃度は、0.1重量%〜30重量%
が一般的である。現像液には、さらに公知の界面活性剤
を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01
重量%〜10重量%が好ましい。現像液は、浴液として
も、あるいは噴霧液としても用いることができる。さら
に、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺
動浸漬法、スプレイ法等を利用することができる。
像液中の回転ブラシで擦るか湿潤スポンジで擦るなどの
方法、あるいは現像液を噴霧した際の噴霧圧を利用する
方法が好ましい。現像液の温度は、通常室温付近から4
0℃の範囲が好ましい。現像処理の後に水洗工程を入れ
ることも可能である。現像処理後に、パターニングされ
た薄膜に対して例えば流水洗浄によるリンス処理を行
い、さらに、超高圧水銀灯や電子線照射装置などによる
放射線を全面に照射することにより、当該薄膜中に残存
する1,2−キノンジアジト化合物の分解処理を行った
後、この薄膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装
置により焼成することにより、当該薄膜の硬化処理を行
う。この硬化処理における焼成温度は、例えば150〜
250℃であり、焼成時間は、例えば5〜90分間(ホ
ットプレート上で焼成を行う場合には5〜30分間、オ
ーブン中で焼成を行う場合には30〜90分間)であ
る。このようにして、耐溶剤性および透明性に優れた薄
膜を基板の表面上に形成することができる。
製造方法)本発明のポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物を
用いて、ポジ型感光性熱硬化性樹脂層転写材料を作製す
るには、通常は透明のプラスチック製フィルム上に溶剤
に溶解したポジ型感光性熱硬化性樹脂組成物のコーティ
ングにより実施される(図2)。
テレフタレートフィルムなどの仮支持体21上に直接ポ
ジ型感光性熱硬化性樹脂層22を塗布乾燥して、場合に
より保護フィルム23を該ポジ型感光性熱硬化性樹脂層
の上に貼り合わせた構成のポジ型感光性熱硬化性樹脂層
転写材料を形成できる。
材料の製造方法)一方、特登2794242や特開平1
0−97061には下地の凹凸のために、転写時に基板
と感光性層との間に、気泡が発生する問題に対応した多
層構成の転写材料が知られている(図3)。たとえば特
開平10−97061に記載されたと同様の方法によ
り、仮支持体上31に、アルカリ可溶性熱可塑性樹脂層
32、中間層33を形成し、そして本発明のポジ型感光
性熱硬化性樹脂層34の順に塗布され、さらに保護フィ
ルム35がその上にラミネートされた、多層のポジ型感
光性熱硬化性樹脂転写材料も好適に使用できる。
塗布溶液を作成し仮支持体上に、アルカリ可溶性熱可塑
性樹脂層、中間層の塗布された上に、目的の応じた厚み
で塗布乾燥される。感光性熱硬化性樹脂層の厚みは、
0.1〜20μmの範囲が好ましい。0.1μm未満で
は耐性が劣る硬化膜しか作れない。20μmを超えると
現像性の低下、画像再現性の低下等の問題が発生する。
このポジ型感光性熱硬化性樹脂層の膜厚は上記の範囲に
おいて各機能の必要に応じて任意に設定可能である。
ターンとして使用するときには0.5μm〜5μmで、
特に2μm〜4μmが好ましい。また前記のCOA方式
やハイアパーチャー方式のカラーフィルターに用いられ
る絶縁膜として使用するときの厚みは0.5μm〜5μ
mで硬化後薄膜の誘電率に応じて最適化される。
性樹脂層と良好な剥離性を有し、化学的および熱的に安
定であって、また可撓性の物質で構成されることが好ま
しい。具体的にはテフロン(登録商標)、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、ポリアリ
レート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等の薄いシートもしくはこれらの積層物が好まし
い。良好な剥離性を得るためには、グロー放電等の表面
処理はせず、またゼラチン等の下塗も設けないのが一般
的である。仮支持体の厚さは5〜300μmが適当であ
り、10μm〜150μmが特に好ましい。5μm以下
ではラミネーション時の引っ張り強度が不足するため、
伸びてしまい不都合なシワが入る。300μmより厚い
と熱ラミネーションの熱伝導が遅れるためラミネーショ
ンの速度を高められない。
樹脂は、実質的な軟化点が80℃以下であることが好ま
しい。軟化点が80℃以下のアルカリ可溶性の熱可塑性
樹脂としては、エチレンとアクリル酸エステル共重合体
のケン化物、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル共
重合体のケン化物、ビニルトルエンと(メタ)アクリル
酸エステル共重合体のケン化物、ポリ(メタ)アクリル
酸エステル、及び(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニ
ル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体などのケン
化物、から少なくとも1つ選ばれるのが好ましいが、さ
らに「プラスチック性能便覧」(日本プラスチック工業
連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調
査会発行、1968年10月25日発行)による軟化点
が約80℃以下の有機高分子のうちアルカリ水溶液に可
溶なものを使用することができる。また軟化点が80℃
以上の有機高分子物質においてもその有機高分子物質中
に該高分子物質と相溶性のある各種の可塑財を添加して
実質的な軟化点を80℃以下に下げることも可能であ
る。またこれらの有機高分子物質中に仮支持体との接着
力を調節するために実質的な軟化点が80℃を越えない
範囲で各種のポリマーや過冷却物質、密着改良剤あるい
は界面活性剤、離型剤、等を加えることが可能である。
好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレー
ト、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリ
クレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフ
ェートビフェニルジフェニルフォスフェートを挙げるこ
とができる。熱可塑性樹脂層の厚さは6μm以上が好ま
しい。熱可塑性樹脂層の厚みが5μm以下であると1μ
m以上の下地の凹凸を完全に吸収することが困難とな
る。また上限については、現像性、製造適性から約10
0μm以下一般的であり、約50μm以下が好ましい。
熱可塑性樹脂層と感光性熱硬化性樹脂層間の不都合な混
じり合い防止を目的に設けられる。中間層は水またはア
ルカリ水溶液に分散または溶解し、低い酸素透過性を示
すものであれば良く、公知のものが使用できる。例え
ば、特開昭46−2121号公報や特公昭56−408
24号公報に記載のポリビニルエーテル/無水マレイン
酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、
水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉
の塩、水塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、各種のポリアクリルアミド類、各種の水溶性ポリ
アミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレ
ンオキサイド重合体、各種の澱粉およびその類似物から
なる群の水溶性塩、スチレン/マレイン酸の共重合体、
およびマレイネート樹脂さらにこれらの2種以上の組合
わせを挙げることができる。特に、ポリビニルアルコー
ルとポリビニルピロリドンの組み合わせが好ましい。ポ
リビニルアルコールは鹸化率が80モル%以上であるも
のが好ましく、ポリビニルピロリドンの含有率は酸素遮
断層固形物の1〜75重量%が一般的であり、1〜60
重量%が好ましく、特に、10〜50重量%である。1
重量%未満では、感光性樹脂層との充分な接着性が得ら
れず、75重量%を超えると、酸素遮断能が低下する。
酸素遮断層の厚さは非常に薄く、約0.1〜5μm、特
に0.5〜2μmが好ましい。約0.1μm未満では酸
素の透過性が高すぎ、約5μmを越えると、現像時また
は酸素遮断層除去時に時間がかかりすぎる。この中間層
上に上記ポジ型感光性熱硬化性樹脂層を形成して、本発
明の多層のポジ型感光性熱硬化性樹脂層転写材料を得る
ことができる。
傷を避けるために、薄い保護フィルムを設けることが望
ましい。保護フィルムは仮支持体と同じかまたは類似の
材料から成っても良いが、ポジ型感光性熱硬化性樹脂層
から容易に分離されねばならない。またポジ型感光性熱
硬化性樹脂層に積層する面の平滑性が重要で、約0.1
μm程度の突起があると感光性熱硬化性樹脂層への損傷
となるので問題になる。このような材料としてはたとえ
ばシリコーン紙、ポリオレフィンもしくはポリテトラフ
ルオルエチレンシートが好ましい。特に好ましくはポリ
プロピレンフィルムまたはポリエチレンフィルムであ
る。保護フィルムの厚みは約5〜100μmであるのが
好ましい。特に好ましくは7μm〜15μmである。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 (合成例)メタクリル酸40.3部、3−クロロ−2−
ヒドロキシプロピルメタクリレート119.7部、シク
ロヘキシルメタクリレート90.0部(組成比は28:
40:32)をメトキシプロピルアセテート500部に
溶解した。この溶液を70℃、窒素気流下で加熱攪拌
し、V−65(和光純薬製 2,2’−アゾビス−
(2,4’−ジメチルバレロニトリル))2.75部を
添加し、70℃で4時間加熱攪拌する。更に80℃で1
時間加熱し、共重合体のメトキシプロピルアセテート溶
液を得た。この溶液をn−ヘキサン1000部に攪拌下
注いで重合体を析出させ、得られた固体ポリマーをろ
取、風乾した。
方式絶縁膜用塗布法]合成例の共重合体21重量部をプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30
重量部とメチルエチルケトン13からの混合溶液に溶解
し、1、2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
4−tert−オクチルフェニルエステル10重量部と
フッ素系界面活性剤F176PF(大日本インキ製)
0.25重量部を溶解してポジ型感光性熱硬化性樹脂溶
液C1を得た。回転式塗布機でTFTとITOの配線パ
ターを有するガラス基板上に塗布し、乾燥後2μ厚の表
面にタッキネスの無い塗膜を得た。これに種々の穴径を
有するテストチャートであるフォトマスクを重ねて、2
KW超高圧水銀灯で、600mJ/cm2の露光を行
い、1重量%モノエタノールアミン水溶液を用いてスプ
レイ現像機で現像した。その後全面に超高圧水銀灯を用
いて1000mJ/cm2の光量で露光し、その後20
0℃のオーブン中で30分加熱した。
μmであり、また現像残膜が無く、ホール形状もスロー
プが23度と良好であった。またベーク後の膜厚変化は
ベーク前の−40%であり、耐熱性が優れていた。透過
率は350nmの波長で97%であった。この絶縁膜上
に、スパッタ法により、0.2μm厚のITO膜を得
た。この上に市販のポジ型のITOエッチングレジスト
をコーティングし、乾燥した後で、マスクを介して露光
後、酸性エッチャントにより、ITOレジストで被覆さ
れていない部分を除去した後で、ITOエッチングレジ
ストを80℃で10分間モノエタノールアミンとジメチ
ルスルホキシド(重量比7:3)からなる剥離液に浸漬
して剥離したが、下地の絶縁層は膨潤もせず、ITOの
密着も良好であった。また得られた上ITOのコンタク
トホールの底での下ITO配線との密着も優れていたこ
とからこの材料の現像残膜が無いことがわかる。本ポジ
型感光性熱硬化性樹脂溶液を容器に密閉し、50℃で4
日間放置後、粘度の変化を測定したところ、全く変化が
ないことが認められた。
細書の実施例1を実施したところ、透明性が良好で耐剥
離液性の優れた絶縁膜が得られたが、該感光液を容器に
密閉し、50℃で4日間放置後に粘度を測定しようとし
たところ、ゲルが発生していた。上記の保存条件中に分
子間反応が進んだためと思われる。
フィルター上への絶縁層形成(COA転写法)]厚さ1
00μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの仮支
持体上に、下記の組成H1からなる塗布液を塗布、乾燥
させ、乾燥膜厚が20μmの熱可塑性樹脂層を設けた。
1から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が1.6
μm厚の中間層を設けた。 <中間層形成用塗布液の組成B1> ポリビニルアルコール (クラレ(株)製のPVA205、鹸化度:80モル%) 130重量部 ポリビニルピロリドン (GAFコーポレーション社製のPVP、K−30) 60重量部 蒸留水 2110重量部 メタノール 1750重量部 上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する仮支持体の上
に、下記組成C2のポジ型感光性塗布液を塗布、乾燥さ
せ、乾燥膜厚が2μmの感光性樹脂層を形成し、さらに
この感光性樹脂層の上に、ポリプロピレン(厚さ12μ
m)の被覆シートを圧着して、多層のポジ型感光性熱硬
化性樹脂層転写材料を作成した。
成した、ガラス基板(厚さ0.7mm)の上に、下記表
1の各感光層形成用塗布液組成の各塗布液を用いて、前
述の仮支持体上の熱可塑性樹脂層と中間層を塗布したシ
ート上に塗布し乾燥する事(それぞれ乾燥膜厚2μm)
により、R、G、B、およびブラックマトリックス用の
転写材料を形成した。これらを用いて、下ITO基板上
に転写パターン、露光、現像、ベークにより、それぞれ
膜厚1.8μmのブラックマトリックスと、各画素に2
0μmφのサイズで傾斜角30度のコンタクトホールを
開けたR、G、B画素を形成し、カラーフィルターを作
成した。
画素を有するカラーフィルターの上に、ポジ型感光性熱
硬化性樹脂層形成材料から被覆シートを除去後、ラミネ
ータを用いてポジ型感光性熱硬化性樹脂層表面を重ねて
積層し、仮支持体を除去後に絶縁性層形成用コンタクト
ホールパターンを有するフォトマスクを重ねて300m
J/cm2のUV露光を行った。1重量%トリエタノール
アミン水溶液を用いて熱可塑性樹脂層および中間層を溶
解除去した。この際、ポジ型感光性熱硬化性樹脂層は実
質的に現像されていなかった。ついで、1重量%モノエ
タノールアミン水溶液を使用して露光部を除去すること
で現像した後で、1000mJ/cm2の照射量で全面U
V光照射し、180℃のオーブン中で1時間ベークし
た。全面露光され熱硬化処理されたポジ型感光性熱硬化
性樹脂層である絶縁層の膜厚は1.3μで、鉛筆硬度は
8H、誘電率は2.7(1kHz)であった。コンタク
トホール部の形状は、底のサイズが10μmφで傾斜角
が25度で良好な、すり鉢状であった。また実質的に無
色透明であり、光透過率は350nmの波長で95%で
あった。この上からITOのスパッタを行い、0.2μ
m厚の透明導電性層を形成した。
明電極のパターンを有するマスクを重ねて露光し、現像
後レジストに覆われていないITO部分を酸性エッチャ
ントでエッチング後に、モノエタノールアミンとジメチ
ルスルホキシド(重量比7:3)の混合溶液を用い、8
0℃10分間浸漬する事によりフォトレジストを剥離し
たところ、フォトレジストは剥離され、絶縁層にはIT
Oの剥がれも無く、膨潤によるシワなどの損傷も認めら
れなかった。
性絶縁層形成用塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が2
μmの感光性絶縁層を形成した材料を用いたこと以外
は、実施例2と同様に下ITO基板上に絶縁層形成を行
った。 <ネガ型感光性絶縁層形成用塗布液の組成C3> ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体 モル比=70/30、 酸価=104mg KOH /g 、重量平均分子量=3万) 35.7 重量部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 26.8 重量部 2,4−ビス(トリクロロメチル)−6− [4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3− ブロモフェニル]−s−トリアジン 1.32 重量部 ハイドロキノンモノメチルエーテル 0.02 重量部 F176PF(大日本インキ(株)製の界面活性剤) 0.09 重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 400 重量部 メチルエチルケトン 600 重量部
ト剥離工程でモノエタノールアミンとジメチルスルホキ
シド(重量比7:3)の混合溶液である剥離液処理を行
ったところ、膨潤し、ITO膜剥がれが生じた。またこ
の感光性絶縁層を用いた場合、20μm径より小さなの
コンタクトホールを開けることができなかった。
板上に0.1μm厚のクロム金属をスパッタリングで作
成し、フォトレジストを用いてエッチングを行い所定サ
イズ、形状の格子状のブラックマトリックスを得た。そ
の後、実施例2のRGB転写型形成材料を用いて赤色、
緑色、青色の所定サイズ、形状のパターン作製した。そ
の上にスピンコーターを用いてアクリル樹脂系の保護層
を形成し平坦化を施し、さらにその上に透明電極として
ITOを付与した。実施例2に示した、多層のポジ型感
光性熱硬化性樹脂層転写材料の保護フィルムを剥離し、
感光性樹脂層面を上記基板上に、ラミネータ(装置名:
VP−II,大成ラミネータ(株)製)を用いて、線圧1
5Kg/cm、130℃の加圧加熱条件下、搬送速度1
m/分で貼り合わせた。その後、仮支持体を熱可塑性樹
脂層から剥離し、仮支持体を除去した。
性熱硬化性樹脂層表面から70μm離して超高圧水銀灯
で150mJ/cm2のプロキシミティー露光し、その
後、1重量%トリエタノールアミン水溶液を用いて熱可
塑性樹脂層および中間層を溶解除去した。この際、感光
性樹脂層は実質現像されていなかった。次いで、1重量
%モノエタノールアミン水溶液を用いて感光性熱硬化性
樹脂層を現像し、ブラシ工程を経て不要部を除去した
後、全面を300mJ/cm2でUV光露光し、230
℃オーブン中で120分間ベークして、カラーフィルタ
ー基板上に線幅8μm、中央部高さ1.5μmの、蒲鉾型
断面を与える透明な画素パターンが形成できた。
樹脂組成物の保存安定性が優れるため、使用しやすく、
弱アルカリ性現像液による現像が可能で、解像度が高
く、熱硬化処理後に、透明性に優れ、耐熱性、耐溶剤
性、絶縁性も十分な薄膜パターンが得られる。従ってネ
ガ型で問題のあった解像度が大幅に改善される。
用いた、透明導電性配線板の製造方法を説明するための
工程図である。
料の断面図である。
樹脂層転写材料の断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 5モル%〜80モル%の下記一般式Iの
重合性モノマーと5モル%〜80モル%のカルボン酸基
含有モノマーを必須成分として含む共重合で得られるア
ルカリ可溶性樹脂と、該アルカリ可溶性樹脂100重量
部に対して、10〜120重量部の1,2−キノンジア
ジド化合物を含むことを特徴とするポジ型感光性熱硬化
性樹脂組成物。 【化1】 (ここで、R1は水素原子、メチル基を表す。Xはハロ
ゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12から成り、置
換基を有していても良い、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニ
ルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリール
オキシカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ
基、アリールスルホニルオキシ基を表す。) - 【請求項2】 請求項1に記載のポジ型感光性熱硬化性
樹脂組成物からなる層を、仮支持体上に設けたことを特
徴とする転写材料。 - 【請求項3】 予め仮支持体上にアルカリ可溶性熱可塑
性樹脂層、中間層、請求項1に記載のポジ型感光性熱硬
化性樹脂組成物からなる層を、この順に設けたことを特
徴とする請求項2に記載の転写材料。 - 【請求項4】 請求項1に基づく組成物層を設けた透明
導電性配線を有する基体に、パターン露光し、現像によ
り基材上の露光部を除去することによりパターンを形成
し、全面をUV光露光後、150℃以上に加熱すること
を特徴とする画像形成方法。 - 【請求項5】 カラーフィルター層の上又は下に透明導
電性配線を有する基体に、請求項1に記載に基づく組成
物層を設けた後で、パターン露光し、現像により基材上
の露光部を除去することによりパターンを形成し、全面
をUV光で露光後、150℃以上に加熱することを特徴
とする請求項4に記載の画像形成方法。
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