JP2002328472A - ポジ型感光性樹脂前駆体組成物及びそれを用いた電子部品ならびに表示装置 - Google Patents
ポジ型感光性樹脂前駆体組成物及びそれを用いた電子部品ならびに表示装置Info
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- JP2002328472A JP2002328472A JP2002041308A JP2002041308A JP2002328472A JP 2002328472 A JP2002328472 A JP 2002328472A JP 2002041308 A JP2002041308 A JP 2002041308A JP 2002041308 A JP2002041308 A JP 2002041308A JP 2002328472 A JP2002328472 A JP 2002328472A
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Abstract
組成物を提供する。 【解決手段】(a)と、(b1)または(b2)と、
(c)を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂前
駆体組成物。 (a)アルカリ水溶液に可溶性のポリアミド酸エステル
および/またはポリアミド酸ポリマー。 (b1)フェノール性水酸基含有熱架橋性化合物であっ
て、一般式(1)で表される有機基R1で置換されたメ
チロール基を含有する化合物(但し、R1が水素原子の
場合を除く)。 【化1】 (b2)熱架橋性化合物であって、一般式(2)で表さ
れる有機基R1で置換された尿素系有機基を含有する化
合物。 【化2】
Description
保護膜、層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層などに
適した、紫外線で露光した部分がアルカリ水溶液に溶解
するポジ型の感光性ポリイミド前駆体組成物及びそれを
用いた電子部品、表示装置に関する。
するポジ型の耐熱性樹脂前駆体組成物としては、ポリア
ミド酸にナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭
52−13315号公報)、水酸基を有した可溶性ポリ
イミドにナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭
64−60630号公報)、水酸基を有したポリアミド
にナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭56−
27140号公報)などが知られていた。
ドを添加したものではナフトキノンジアジドのアルカリ
に対する溶解阻害効果よりポリアミド酸のカルボキシル
基の溶解性が高いために、ほとんどの場合希望するパタ
ーンを得ることが出来ないという問題点があった。そこ
で、ポリアミド酸のアルカリ溶解性のコントロールにす
るために、ポリアミド酸のカルボキシル基を、エステル
基で保護したポリアミド酸誘導体が開発された。しかし
ながら、このポリアミド酸誘導体にナフトキノンジアジ
ドを添加したものでは、ナフトキノンジアジドのアルカ
リに対する溶解阻害効果が非常に大きくなり、ほとんど
の場合、希望するパターンを得ることはできるが、非常
に大きな感度低下を招くという問題点があった。
リアミド酸誘導体にナフトキノンジアジドを添加したも
のに、種々のフェノール性水酸基を有する化合物を添加
することが検討されたが、この場合感度上昇は容易に達
成されるが、ポリイミド膜を形成するキュアの過程にお
いて、該化合物が飛散してしまい、キュア後の収縮率を
大きくするなどの弊害があり、この両特性を両立するに
は問題があった。
(a)と、(b1)または(b2)と、(c)を含有す
ることを特徴とするポジ型感光性樹脂前駆体組成物。 (a)アルカリ水溶液に可溶性のポリアミド酸エステル
および/またはポリアミド酸ポリマー。 (b1)フェノール性水酸基含有熱架橋性化合物であっ
て、一般式(1)で表される有機基R1で置換されたメ
チロール基を含有する化合物(但し、R1が水素原子の
場合を除く)。
(2)で表される有機基R1で置換された尿素系有機基
を含有する化合物。
物。
収縮を抑えるという両方の特性を両立するために、ポリ
イミド前駆体及びナフトキノンジアジド化合物に、特定
の有機基を含有する熱架橋性化合物を添加することに特
徴を有し、本発明によって得られた樹脂組成物が、露光
前はアルカリ現像液にほとんど溶解せず、露光すると容
易にアルカリ現像液に溶解するために、現像による膜減
りが少なく、かつ短時間に現像できること、さらに本発
明で用いた熱架橋性化合物で架橋したことによってキュ
ア後の収縮率を少なく押さえることができるものであ
る。
ポリアミド酸エステルおよび/またはポリアミド酸ポリ
マー(a)とは、加熱あるいは適当な触媒により、イミ
ド環、オキサゾール環、その他の環状構造を有するポリ
マーとなり得るものである。環構造となることで、耐熱
性、耐溶剤性が飛躍的に向上する。
は、一般式(3)および/または下記一般式(8)〜
(11)で表される構造単位を主成分とするポリマーで
ある。
素原子を有する2価から8価の有機基、R4は、少なく
とも2個以上の炭素原子を有する2価から6価の有機
基、R5は水素、または炭素数1から20までの有機基
を示す。nは10から100000までの整数、mは0
から2までの整数、p、qは0から4までの整数を示
す。ただしp+q>0である。)
価の有機基、R21は水素、または炭素数1から20まで
の有機基、R22は2価の有機基、X,Yは、カルボキシ
ル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基
より選ばれる基を少なくとも一つ有する2から8価の有
機基を示す。n1は10から100000までの整数、
m1は0から10までの整数を示す。
ー主鎖末端に、ポリアミド酸由来のカルボキシル基以外
のアルカリ可溶性基を有しており、このアルカリ可溶性
基の存在のために、アルカリ水溶液に対する溶解性がア
ルカリ可溶性基を有さないポリアミド酸よりも良好にな
る。
マー主鎖内部にポリアミド酸由来のカルボキシル基以外
のアルカリ可溶性基を有するものに属する。
ール性の水酸基がアルカリ水溶液に対する溶解性がより
好ましい。また、一般式(3)は、フッ素原子を、式中
に10重量%以上有することで、アルカリ水溶液で現像
する際に、膜の界面に撥水性が適度に出るために、界面
のしみこみなどが抑えられる。しかしながら、フッ素原
子含有量が20重量%を越えると、アルカリ水溶液に対
する溶解性が低下すること、熱処理により環状構造にし
たポリマーの耐有機溶媒性が低下すること、発煙硝酸に
対する溶解性が低下するために好ましくない。このよう
に、フッ素原子は10重量%以上20重量%以下含まれ
ることが好ましい。
構造成分を表しており、この酸二無水物は芳香族環を含
有し、かつ、水酸基を1個〜4個有した、少なくとも2
個以上の炭素原子を有する2価〜8価の有機基であるこ
とが好ましく、炭素数6〜30の3価または4価の有機
基がさらに好ましい。
な構造のものが好ましく、この場合、R6、R8は得られ
るポリマーの耐熱性のため芳香族環を含んだものが好ま
しく、その中でも特に好ましい構造としてトリメリット
酸、トリメシン酸、ナフタレントリカルボン酸残基のよ
うなものを挙げることができる。またR7は炭素数3〜
20より選ばれる水酸基を有した3価〜6価の有機基が
好ましい。
位置にあることが好ましい。このような例として、フッ
素原子を含んだ、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−ヒドロキ
シ−4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、フ
ッ素原子を含まない、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン、ビス(3−ヒドロキシ−4−ア
ミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,
4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−
4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,4−ジアミノ
−フェノール、2,5−ジアミノフェノール、1,4−
ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼンのアミノ基が
結合したものなどを挙げることができる。
もよく、水素、あるいは炭素数1〜20までの有機基が
良い。炭素数が20より大きくなるとアルカリ現像液に
対する溶解性が低下する。o、sは1または2をあらわ
しており、rは1〜4までの整数を表している。rが5
以上になると、得られる耐熱性樹脂膜の特性が低下す
る。
H)pが一般式(4)で表される化合物の中で、好まし
い化合物を例示すると、特にこれらに限定されないが、
下記に示したような構造のものが挙げられる。
能、耐熱性を損なわない範囲で、水酸基を有していない
テトラカルボン酸、ジカルボン酸で変性することもでき
る。この例としては、ピロメリット酸、ベンゾフェノン
テトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ジフ
ェニルエーテルテトラカルボン酸、ジフェニルスルホン
テトラカルボン酸などの芳香族テトラカルボン酸やその
カルボキシル基2個をメチル基やエチル基にしたジエス
テル化合物、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタン
テトラカルボン酸などの脂肪族のテトラカルボン酸やそ
のカルボキシル基2個をメチル基やエチル基にしたジエ
ステル化合物、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸など
の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸などの脂肪族ジカル
ボン酸などを挙げることができる。これらは、酸成分の
50モル%以下の変性が好ましいが、さらに好ましくは
30モル%以下である。50モル%以上の変性を行う
と、アルカリに対する溶解性、感光性が損なわれる恐れ
がある。
造成分を表している。この中で、R4の好ましい例とし
ては、得られるポリマーの耐熱性のため芳香族を有し、
かつ水酸基を有するものが好ましく、具体的な例として
はフッ素原子を有した、ビス(アミノ−ヒドロキシ−フ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、フッ素原子を有さな
い、ジアミノジヒドロキシピリミジン、ジアミノジヒド
ロキシピリジン、ヒドロキシ−ジアミノ−ピリミジン、
ジアミノフェノール、ジヒドロキシベンチジンなどの化
合物や一般式(5)、(6)、(7)に示す構造のもの
をあげることができる。
水酸基を有した3価〜4価の有機基を示し、R12は炭素
数2〜30より選ばれる2価の有機基を示す。t、uは
1あるいは2の整数を示す。
有機基を示し、R15は、炭素数3〜20より選ばれる水
酸基を有した3価〜6価の有機基を示す。vは1〜4ま
での整数を示す。
有機基を示し、R18は、炭素数3〜20より選ばれる水
酸基を有した3価〜6価の有機基を示す。wは1〜4ま
での整数を示す。
般式(6)のR15、一般式(7)のR18は、得られるポ
リマーの耐熱性のため芳香族環、および水酸基を有した
有機基が好ましい。一般式(5)のR12、一般式(6)
のR14、R16、一般式(7)のR17は、得られるポリマ
ーの耐熱性のため芳香族環を有した有機基が好ましい。
また一般式(5)のt、uは1あるいは2の整数を示
し、一般式(6)のv、一般式(7)のwは1〜4まで
の整数を示す。
(5)で表される具体例を下記に示す。
般式(6)で表される具体例を下記に示す。
(7)で表される具体例を下記に示す。
数2〜20より選ばれる水酸基を有した3価〜4価の有
機基を示しており、得られるポリマーの耐熱性のために
芳香族環を有したものが好ましい。具体的にはヒドロキ
シフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナ
フチル基、ジヒドロキシナフチル基、ヒドロキシビフェ
ニル基、ジヒドロキシビフェニル基、ビス(ヒドロキシ
フェニル)ヘキサフルオロプロパン基、ビス(ヒドロキ
シフェニル)プロパン基、ビス(ヒドロキシフェニル)
スルホン基、ヒドロキシジフェニルエーテル基、ジヒド
ロキシジフェニルエーテル基などを表す。また、ヒドロ
キシシクロヘキシル基、ジヒドロキシシクロヘキシル基
などの脂肪族の基も使用することができる。R12は炭素
数2〜30までの2価の有機基を表している。得られる
ポリマーの耐熱性のためには芳香族を有した2価の基が
よく、このような例としてはフェニル基、ビフェニル
基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルヘキサフルオロ
プロパン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルスルホ
ン基などをあげることができるが、これ以外にも脂肪族
のシクロヘキシル基なども使用することができる。
数2〜20までの2価の有機基を表している。得られる
ポリマーの耐熱性のために芳香族を有した2価の基がよ
く、このような例としてはフェニル基、ビフェニル基、
ジフェニルエーテル基、ジフェニルヘキサフルオロプロ
パン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルスルホン基
などをあげることができるが、これ以外にも脂肪族のシ
クロヘキシル基なども使用することができる。R15は、
炭素数3〜20より選ばれる水酸基を有した3価〜6価
の有機基を示しており、得られるポリマーの耐熱性のた
めに芳香族環を有したものが好ましい。具体的にはヒロ
ドキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、ヒドロキ
シナフチル基、ジヒドロキシナフチル基、ヒドロキシビ
フェニル基、ジヒドロキシビフェニル基、ビス(ヒドロ
キシフェニル)ヘキサフルオロプロパン基、ビス(ヒド
ロキシフェニル)プロパン基、ビス(ヒドロキシフェニ
ル)スルホン基、ヒドロキシジフェニルエーテル基、ジ
ヒドロキシジフェニルエーテル基などを表す。また、ヒ
ドロキシシクロヘキシル基、ジヒドロキシシクロヘキシ
ル基などの脂肪族の基も使用することができる。
0より選ばれる2価の有機基を表している。得られるポ
リマーの耐熱性から芳香族を有した2価の基がよく、こ
のような例としてはフェニル基、ビフェニル基、ジフェ
ニルエーテル基、ジフェニルヘキサフルオロプロパン
基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルスルホン基など
をあげることができるが、これ以外にも脂肪族のシクロ
ヘキシル基なども使用することができる。R18は炭素数
3〜20より選ばれる水酸基を有した3価〜6価の有機
基を示しており、得られるポリマーの耐熱性のために芳
香族環を有したものが好ましい。具体的にはヒドロキシ
フェニル基、ジヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフ
チル基、ジヒドロキシナフチル基、ヒドロキシビフェニ
ル基、ジヒドロキシビフェニル基、ビス(ヒドロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン基、ビス(ヒドロキシ
フェニル)プロパン基、ビス(ヒドロキシフェニル)ス
ルホン基、ヒドロキシジフェニルエーテル基、ジヒドロ
キシジフェニルエーテル基などを表す。また、ヒドロキ
シシクロヘキシル基、ジヒドロキシシクロヘキシル基な
どの脂肪族の基も使用することができる。
ミン成分を用いて変性することもできる。これらの例と
しては、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエー
テル、アミノフェノキシベンゼン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホン、ビス(トリフル
オロメチル)ベンチジン、ビス(アミノフェノキシフェ
ニル)プロパン、ビス(アミノフェノキシフェニル)ス
ルホンあるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲ
ン原子で置換した化合物などを挙げることができる。こ
のような例として、フェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルエーテル、アミノフェノキシベンゼン、ジアミノ
ジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ビス
(トリフルオロメチル)ベンチジン、ビス(アミノフェ
ノキシフェニル)プロパン、ビス(アミノフェノキシフ
ェニル)スルホンあるいはこれらの芳香族環にアルキル
基やハロゲン原子で置換した化合物など、脂肪族のシク
ロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロヘキシルアミ
ンなどが挙げられる。このようなジアミン成分を40モ
ル%より多く共重合すると得られるポリマーの耐熱性が
低下する。
1〜20の有機基を表している。得られるポジ型感光性
樹脂前駆体溶液の安定性からは、R5は有機基が好まし
いが、アルカリ水溶液の溶解性より見ると水素が好まし
い。本発明においては、水素原子とアルキル基を混在さ
せることができる。このR5の水素と有機基の量を制御
することで、アルカリ水溶液に対する溶解速度が変化す
るので、この調整により適度な溶解速度を有したポジ型
感光性樹脂前駆体組成物を得ることができる。好ましい
範囲は、R5の10%〜90%が水素原子であることで
ある。R5の炭素数が20を越えるとアルカリ水溶液に
溶解しなくなる。以上よりR5は、好ましくは炭素数1
〜16までの炭化水素基を少なくとも1つ以上含有し、
その他は水素原子であることがよい。
数を示しており、0〜2までの整数を示している。一般
式(3)のnは本発明のポリマーの構造単位の繰り返し
数を示しており、10〜100000の範囲であること
が好ましい。
としてポリヒドロキシアミドをポリアミド酸の代わりに
使用することも出来る。このようなポリヒドロキシアミ
ドの製造方法としては、ビスアミノフェノール化合物と
ジカルボン酸を縮合反応させることで得ることが出来
る。具体的には、ジシクロヘキシルカルボジイミド(D
CC)のような脱水縮合剤と酸を反応させ、ここにビス
アミノフェノール化合物を加える方法やピリジンなどの
3級アミンを加えたビスアミノフェノール化合物の溶液
にジカルボン酸ジクロリドの溶液を滴下するなどがあ
る。
リヒドロキシアミドの溶液にナフトキノンジアジドスル
ホン酸エステルのような感光剤を加えることで、紫外線
で露光した部分をアルカリ水溶液で除去できるポジ型の
感光性耐熱性樹脂前駆体組成物を得ることが出来る。
に、耐熱性を低下させない範囲で一般式(3)のR3、
R4にシロキサン構造を有する脂肪族の基を共重合して
もよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p
−アミノ−フェニル)オクタメチルペンタシロキサンな
どを1〜10モル%共重合したものなどがあげられる本
発明の(a)成分のうち、ポリマー主鎖内部にアルカリ
可溶性基を有するものは、一般式(3)で表される構造
単位のみからなるものであっても良いし、他の構造単位
との共重合体あるいはブレンド体であっても良い。その
際、一般式(3)で表される構造単位を90モル%以上
含有していることが好ましい。共重合あるいはブレンド
に用いられる構造単位の種類および量は最終加熱処理に
よって得られるポリイミド系ポリマの耐熱性を損なわな
い範囲で選択することが好ましい。
マーは公知の方法により合成される。例えば、低温中で
テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を反応させ
る方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによ
りジエステルを得、その後アミンと縮合剤の存在下で反
応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコール
とによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を
酸クロリド化し、アミンと反応させる方法などで合成す
ることができる。
1)は、ポリマー主鎖末端にポリアミド酸由来のカルボ
キシル基以外のアルカリ可溶性基を有するものに属す
る。
二無水物の構造成分を表しており、この酸二無水物は芳
香族環又は脂肪族環を含有する4価の有機基であり、な
かでも炭素原子数5〜40の有機基であることが好まし
い。
ット酸二無水物、3,3’、4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,
2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキ
シフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビ
ス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水
物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン
二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エー
テル二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカ
ルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラ
カルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物などの
芳香族テトラカルボン酸二無水物や、ブタンテトラカル
ボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテト
ラカルボン酸二無水物などの脂肪族のテトラカルボン酸
二無水物などを挙げることができる。これらのうち、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、
2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパ
ン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカル
ボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジ
カルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2
−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン二無水物が好ましい。これらは単独で又は2
種以上を組み合わせて使用される。
アミンの構造成分を表しており、このジアミンとして
は、芳香族環又は脂肪族環を含有する2〜4価の有機基
を表し、中でも炭素原子数5〜40の有機基が好まし
い。
−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−
ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフ
ェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒ
ド、4,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、1,4−
ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジン、m
−フェニレンジアミン、P−フェニレンジアミン、1,
5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミ
ン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、
ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス
(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス{4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、1,4−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,
3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、
3,3’,4,4’−テトラメチル−4,4’−ジアミ
ノビフェニル、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)−
4,4’−ジアミノビフェニル、あるいはこれらの芳香
族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物や、
脂肪族のシクロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロ
ヘキシルアミンなどが挙げられる。
ニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−
ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェ
ニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホ
ン、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、4,4’
−ジアミノジフェニルスルヒド、m−フェニレンジアミ
ン、P−フェニレンジアミン、1,4−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼン等が好ましい。特に好ましくは
3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェ
ニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジ
アミノジフェニルスルホン、1,4−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ベンゼンである。これらは単独で又は2種
以上を組み合わせて使用される。
たは炭素数1〜20の有機基を表している。得られるポ
ジ型感光性樹脂前駆体溶液の安定性からは、R21は有機
基が好ましいが、アルカリ水溶液の溶解性より見ると水
素が好ましい。本発明においては、水素原子とアルキル
基を混在させることができる。このR21の水素と有機基
の量を制御することで、アルカリ水溶液に対する溶解速
度が変化するので、この調整により適度な溶解速度を有
したポジ型感光性樹脂前駆体組成物を得ることができ
る。好ましい範囲は、R21の10%〜90%が水素原子
であることである。またR21の炭素数が20を越えると
アルカリ水溶液に溶解しなくなる。以上よりR21は、炭
素数1〜16までの炭化水素基を少なくとも1つ以上含
有し、その他は水素原子であることがより好ましい。
ある−NH−(R22)m1−Xは、下記一般式(12)で
示されることが好ましく、これらは、末端封止剤である
1級モノアミンに由来する成分である。Xは、フェノー
ル性水酸基、スルホン酸基、チオール基より選ばれる基
を少なくとも一つ有する2から8価の有機基が好まし
く、さらに好ましくは、フェノール性水酸基、チオール
基より選ばれる基を少なくとも一つ有する2から8価の
有機基が好ましい。
構造成分である−CO−(R22)m1−Yは、一般式(1
2)、一般式(13)で示されることが好ましく、これ
らは、末端封止剤である酸無水物、モノカルボン酸、モ
ノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物から選ば
れるものに由来する成分である。Yはカルボキシル基、
フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基より選
ばれる基を少なくとも一つ有する2から8価の有機基が
好ましく、さらに好ましくはフェノール性水酸基、チオ
ール基より選ばれる基を少なくとも一つ有する2から8
価の有機基が好ましい。また一般式(10)、一般式
(11)を構成するYは一般式(13)で表される末端
封止基のみ、一般式(14)で表される末端封止基の
み、一般式(13)、一般式(14)の両方を含むもの
のいずれであってもよい。
(14)中、R22は−CR28R29−、−CH2O−、−
CH2SO2−より選ばれる2価の基を示し、R28、R29
は水素原子、水酸基、炭素数1から10までの炭化水素
基より選ばれる1価の基を示す。R7は水素原子、炭素
数1から10までの炭化水素基より選ばれる1価の基を
示す。なかでも水素原子、炭素数1から4の炭化水素基
が好ましく、特に好ましくは水素原子、メチル基、t−
ブチル基である。R26、R27は、水素原子、炭素数1か
ら4までの炭化水素基より選ばれる1価の基、あるい
は、R26とR27が直接結合した環構造を示す(例えばナ
ジイミド環等)。また、R23、R24は水素原子、水酸
基、カルボキシル基、スルホン酸基、チオール基、炭素
数1から10までの炭化水素基より選ばれ、少なくとも
一つは水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、チオー
ル基を示す。A1、B1、C1は炭素原子、または窒素
原子であり、各々同じでも異なっていてもよい。m1は
0から10まで整数であり、好ましくは0から4の整数
である。l1は0または1であり、好ましくは0であ
る。p1は0または1であり、好ましくは0である。q
1は1〜3までの整数であり、好ましくは1及び2であ
る。r1、s1、t1は0または1である。
は、具体的には、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリ
ン、4−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロ
キシ−8−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−7−ア
ミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレ
ン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒド
ロキシ−4−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−3−
アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−2−アミノナフタ
レン、1−アミノ−7−ヒドロキシナフタレン、2−ヒ
ドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6
−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフ
タレン、2−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−
ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−
ヒドロキシナフタレン、1−カルボキシ−8−アミノナ
フタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1
−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ
−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−4−アミノ
ナフタレン、1−カルボキシ−3−アミノナフタレン、
1−カルボキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−
7−カルボキシナフタレン、2−カルボキシ−7−アミ
ノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレ
ン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カル
ボキシ−4−アミノナフタレン、2−カルボキシ−3−
アミノナフタレン、1−アミノ−2−カルボキシナフタ
レン、2−アミノニコチン酸、4−アミノニコチン酸、
5−アミノニコチン酸、6−アミノニコチン酸、4−ア
ミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサ
リチル酸、3−アミノ−o−トルイック酸、アメライ
ド、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−ア
ミノ安息香酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−ア
ミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン
酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2
−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミ
ノフェノール、5−アミノ−8−メルカプトキノリン、
4−アミノ−8−メルカプトキノリン、1−メルカプト
−8−アミノナフタレン、1−メルカプト−7−アミノ
ナフタレン、1−メルカプト−6−アミノナフタレン、
1−メルカプト−5−アミノナフタレン、1−メルカプ
ト−4−アミノナフタレン、1−メルカプト−3−アミ
ノナフタレン、1−メルカプト−2−アミノナフタレ
ン、1−アミノ−7−メルカプトナフタレン、2−メル
カプト−7−アミノナフタレン、2−メルカプト−6−
アミノナフタレン、2−メルカプト−5−アミノナフタ
レン、2−メルカプト−4−アミノナフタレン、2−メ
ルカプト−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−メ
ルカプトナフタレン、3−アミノ−4,6−ジメルカプ
トピリミジン、2−アミノチオフェノール、3−アミノ
チオフェノール、4−アミノチオフェノール等が挙げら
れる。
シキノリン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、
1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキ
シ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミ
ノナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレ
ン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒド
ロキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−
アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタ
レン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カ
ルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6
−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフ
タレン、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4
−アミノ安息香酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノ
サリチル酸、6−アミノサリチル酸、2−アミノベンゼ
ンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−ア
ミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒド
ロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノ
フェノール、4−アミノフェノール、2−アミノチオフ
ェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオ
フェノール等が好ましい。これらは単独で又は2種以上
を組み合わせて使用される。
る酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、
モノ活性エステル化合物の具体例は、無水フタル酸、無
水マレイン酸、ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン
酸無水物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水
物、2−カルボキシフェノール、3−カルボキシフェノ
ール、4−カルボキシフェノール、2−カルボキシチオ
フェノール、3−カルボキシチオフェノール、4−カル
ボキシチオフェノール、1−ヒドロキシ−8−カルボキ
シナフタレン、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタ
レン、1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1
−ヒドロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−ヒドロ
キシ−4−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−3
−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−2−カルボ
キシナフタレン、1−メルカプト−8−カルボキシナフ
タレン、1−メルカプト−7−カルボキシナフタレン、
1−メルカプト−6−カルボキシナフタレン、1−メル
カプト−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−
4−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−3−カル
ボキシナフタレン、1−メルカプト−2−カルボキシナ
フタレン、2−カルボキシベンゼンスルホン酸、3−カ
ルボキシベンゼンスルホン酸、4−カルボキシベンゼン
スルホン酸等のモノカルボン酸類及びこれらのカルボキ
シル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物及び、
テレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサン
ジカルボン酸、3−ヒドロキシフタル酸、5−ノルボル
ネン−2,3−ジカルボン酸、1,2−ジカルボキシナ
フタレン、1,3−ジカルボキシナフタレン、1,4−
ジカルボキシナフタレン、1,5−ジカルボキシナフタ
レン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−ジカ
ルボキシナフタレン、1,8−ジカルボキシナフタレ
ン、2,3−ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカル
ボキシナフタレン、2,7−ジカルボキシナフタレン等
のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸クロリ
ド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物
とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒドロキシ
−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドとの
反応により得られる活性エステル化合物、が挙げられ
る。
ン酸、ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水
物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、3−
カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、3
−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェ
ノール、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、
1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒド
ロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−
7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カル
ボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナ
フタレン、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カ
ルボキシベンゼンスルホン酸等のモノカルボン酸類及び
これらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロ
リド化合物及びテレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、
シクロヘキサンジカルボン酸、1,5−ジカルボキシナ
フタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−
ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタ
レン等のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸
クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド
化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒド
ロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミ
ドとの反応により得られる活性エステル化合物等が好ま
しい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用
される。一般式(12)で表される成分(一般式
(8)、(9)のX成分)の導入割合は、その元成分で
ある末端封止剤の1級モノアミン成分で換算すると、全
アミン成分に対して、0.1〜60モル%の範囲が好ま
しく、特に好ましくは5〜50モル%である。
る成分(一般式(10)、(11)のY成分)の導入割
合は、その元成分である末端封止剤の酸無水物、モノカ
ルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化
合物成分で換算すると、ジアミン成分に対して、0.1
〜60モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5〜5
5モル%である。
式(10)及び一般式(11)のnnは本発明のポリマ
ーの構造単位の繰り返し数を示しており、10〜100
000の範囲であることが好ましい。
に、耐熱性を低下させない範囲でR19、R20にシロキサ
ン構造を有する脂肪族の基を共重合してもよい。具体的
には、ジアミン成分として、ビス(3−アミノプロピ
ル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p−アミノ−フ
ェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを1〜10
モル%共重合したものなどがあげられる。
マー主鎖末端にアルカリ可溶性基を有するものは、一般
式(8)および/または一般式(9)、あるいは一般式
(10)および/または一般式(11)で表される構造
単位のみからなるものであっても良いし、他の構造単位
との共重合体あるいはブレンド体であっても良い。その
際、一般式(8)および/または一般式(9)、あるい
は一般式(10)および/または一般式(11)で表さ
れる構造単位を50モル%以上含有していることが好ま
しい。共重合あるいはブレンドに用いられる構造単位の
種類および量は最終加熱処理によって得られるポリイミ
ド系ポリマーの耐熱性を損なわない範囲で選択すること
が好ましい。
される(a)成分ポリマーは、ジアミンの一部をモノア
ミンである末端封止剤に置き換えてまたは、酸二無水物
を、モノカルボン酸、酸無水物、モノ酸クロリド化合
物、モノ活性エステル化合物である末端封止剤に置き換
えて、公知の方法を利用して合成される。例えば、低温
中でテトラカルボン酸2無水物とジアミン化合物(一部
をモノアミンである末端封止剤に置換)を反応させる方
法、低温中でテトラカルボン酸二無水物(一部を酸無水
物またはモノ酸クロリド化合物あるいはモノ活性エステ
ル化合物である末端封止剤に置換)とジアミン化合物を
反応させる方法、テトラカルボン酸2無水物とアルコー
ルとによりジエステルを得、その後ジアミン(一部をモ
ノアミンである末端封止剤に置換)と縮合剤の存在下で
反応させる方法、テトラカルボン酸2無水物とアルコー
ルとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸
を酸クロリド化し、ジアミン(一部をモノアミンである
末端封止剤に置換)と反応させる方法などの方法を利用
して合成することができる。
使用の末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。
例えば、末端封止剤が導入されたポリマーを、酸性溶液
に溶解し、ポリマーの構成単位であるアミン成分と酸無
水成分に分解、これをガスクロマトグラフィー(GC)
や、NMR測定することにより、本発明に使用の末端封
止剤を容易に検出できる。これとは別に、末端封止剤が
導入されたポリマー成分を直接、熱分解ガスクロクロマ
トグラフ(PGC)や赤外スペクトル及びC13NMR
スペクトル測定でも、容易に検出可能である。
般式(3)、一般式(8)〜(11)で表される構造単
位を主成分としており、これらのうち、好ましくは、上
記一般式(3)で表される構造単位を主成分としている
ものである。また、特に好ましくは、一般式(3)で表
される構造単位を含有しかつ、一般式(8)〜(11)
で表される構造単位から選ばれる1種以上を含有する構
造単位を主成分とするものである。
と、一般式(8)〜(11)で表される構造単位は共重
合体あるいはブレンド体であっても良い。その際、一般
式(3)で表される単位を1モル%以上含有しているこ
とが好ましく、特に好ましくは、5モル%以上である。
る基を含有する熱架橋性化合物(b)としては、たとえ
ば、上記有機基を1つ有するものとしてML−26X、
ML−24X、ML−236TMP、4−メチロール3
M6C、ML−MC、ML−TBC(商品名、本州化学
工業(株)製)等、2つ有するものとしてDM−BI2
5X−F、46DMOC、46DMOIPP、46DM
OEP(商品名、旭有機材工業(株)製)、DML−M
BPC、DML−MBOC、DML−OCHP、DML
−PC、DML−PCHP、DML−PTBP、DML
−34X、DML−EP、DML−POP、DML−O
C、ジメチロール−Bis−C、ジメチロール−Bis
OC−P、DML−BisOC−Z、DML−BisO
CHP−Z、DML−PFP、DML−PSBP、DM
L−MB25、DML−MTrisPC、DML−Bi
s25X−34XL、DML−Bis25X−PCHP
(商品名、本州化学工業(株)製)、”ニカラック”M
X−290(商品名、(株)三和ケミカル製)、2,6
−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、2,
6−ジメトキシメチル−p−クレゾール、2,6−ジア
セトキシメチル−p−クレゾール等、3つ有するものと
してTriML−P、TriML−35XL、TriM
L−TrisCR−HAP(商品名、本州化学工業
(株)製)等、4つ有するものとしてTM−BIP−A
(商品名、旭有機材工業(株)製)、TML−BP、T
ML−HQ、TML−pp−BPF、TML−BPA、
TMOM−BP(商品名、本州化学工業(株)製)、”
ニカラック”MX−280、”ニカラック”MX−27
0(商品名、(株)三和ケミカル製)等、6つ有するも
のとしてHML−TPPHBA、HML−TPHAP
(商品名、本州化学工業(株)製)が挙げられる。
表される基を少なくとも2つ含有するものが好ましく、
特に好ましくは、2つ有するものとして46DMOC、
46DMOEP(商品名、旭有機材工業(株)製)、D
ML−MBPC、DML−MBOC、DML−OCH
P、DML−PC、DML−PCHP、DML−PTB
P、DML−34X、DML−EP、DML−POP、
ジメチロール−BisOC−P、DML−PFP、DM
L−PSBP、DML−MTrisPC(商品名、本州
化学工業(株)製)、”ニカラック”MX−290(商
品名、(株)三和ケミカル製)、2,6−ジメトキシメ
チル−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジメトキシ
メチル−p−クレゾール、2,6−ジアセトキシメチル
−p−クレゾール等、3つ有するものとしてTriML
−P、TriML−35XL(商品名、本州化学工業
(株)製)等、4つ有するものとしてTM−BIP−A
(商品名、旭有機材工業(株)製)、TML−BP、T
ML−HQ、TML−pp−BPF、TML−BPA、
TMOM−BP(商品名、本州化学工業(株)製)、”
ニカラック”MX−280、”ニカラック”MX−27
0(商品名、(株)三和ケミカル製)等、6つ有するも
のとしてHML−TPPHBA、HML−TPHAP
(商品名、本州化学工業(株)製)等が挙げられる。ま
た、さらに好ましくは上記一般式(2)で表される基を
有する化合物である”ニカラック”MX−280、”ニ
カラック”MX−270(商品名、(株)三和ケミカル
製)等が挙げられる。
得られる樹脂組成物は、露光前はアルカリ現像液にほと
んど溶解せず、露光すると容易にアルカリ現像液に溶解
するために、現像による膜減りが少なく、かつ短時間で
現像ができ、加えて、キュア後の収縮率が少なくなる。
る基を含有する化合物の場合、芳香族の熱架橋化合物と
比較して、露光波長の光に対して吸収がきわめて小さ
く、それ故、露光すると感光剤の感光効率が上がり、容
易にアルカリ現像液に溶解するようになり、短時間で現
像ができる。また、脂肪族系に比較して脂環式系である
ために耐熱性に優れる。
ンゼン環に直接付加する反応機構によって架橋する。
代表的な熱架橋性化合物の構造を示した。
は、ポリマー100重量部に対して、好ましくは0.5
から50重量部であり、さらに好ましくは3から40重
量部の範囲である。
たキノンジアジド化合物としては、フェノール性水酸基
を有する化合物にナフトキノンジアジドのスルホン酸が
エステルで結合した化合物が好ましい。ここで用いられ
るフェノール性水酸基を有する化合物としては、Bis
−Z、BisP−EZ、TekP−4HBPA、Tri
sP−HAP、TrisP−PA、BisOCHP−
Z、BisP−MZ、BisP−PZ、BisP−IP
Z、BisOCP−IPZ、BisP−CP、BisR
S−2P、BisRS−3P、BisP−OCHP、メ
チレントリス−FR−CR、BisRS−26X、DM
L−MBPC、DML−MBOC、DML−OCHP、
DML−PCHP、DML−PC、DML−PTBP、
DML−34X、DML−EP,DML−POP、ジメ
チロール−BisOC−P、DML−PFP、DML−
PSBP、DML−MTrisPC、TriML−P、
TriML−35XL、TML−BP、TML−HQ、
TML−pp−BPF、TML−BPA、TMOM−B
P、HML−TPPHBA、HML−TPHAP(商品
名、本州化学工業(株)製)、BIR−OC、BIP−
PC、BIR−PC、BIR−PTBP、BIR−PC
HP、BIP−BIOC−F、4PC、BIR−BIP
C−F、TEP−BIP−A、46DMOC、46DM
OEP、TM−BIP−A(商品名、旭有機材工業
(株)製)、2,6−ジメトキシメチル−4−t−ブチ
ルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−p−クレゾ
ール、2,6−ジアセトキシメチル−p−クレゾール、
ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子
酸メチルエステル、ビスフェノールA、メチレンビスフ
ェノール、BisP−AP(商品名、本州化学工業
(株)製)などの化合物に4−ナフトキノンジアジドス
ルホン酸あるいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸
をエステル結合で導入したものが好ましいものとして例
示することが出来るが、これ以外の化合物を使用するこ
ともできる。
ド化合物の分子量が1000より大きくなると、その後
の熱処理においてナフトキノンジアジド化合物が十分に
熱分解しないために、得られる膜の耐熱性が低下する、
機械特性が低下する、接着性が低下するなどの問題が生
じる可能性がある。このような観点より見ると、好まし
いナフトキノンジアジド化合物の分子量は1000以下
であり、より好ましくは800以下である。また同様に
して好ましい分子量の下限は300以上、より好ましく
は350以上である。このようなナフトキノンジアジド
化合物の添加量としては、ポリマー100重量部に対し
て、好ましくは1から50重量部である。
ジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジア
ジドスルホニルエステル化合物のどちらも好ましく使用
することが出来るが、露光する波長によって4−ナフト
キノンジアジドスルホニル、エステル化合物、5−ナフ
トキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択する
ことが好ましい。また、同一分子中に4−ナフトキノン
ジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスル
ホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニル
エステル化合物を得ることもできるし、4−ナフトキノ
ンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノ
ンジアジドスルホニルエステル化合物を混合して使用す
ることもできる。
フェノール性水酸基を有する化合物と、キノンジアジド
スルホン酸化合物とのエステル化反応によって、合成す
ることが可能であって、公知の方法により合成すること
ができる。
ることで解像度、感度、残膜率が向上する。
駆体組成物の感度を向上させる目的で、フェノール性水
酸基を有する化合物を添加することができる。
しては、たとえば、Bis−Z、BisOC−Z、Bi
sOPP−Z、BisP−CP、Bis26X−Z、B
isOTBP−Z、BisOCHP−Z、BisOCR
−CP、BisP−MZ、BisP−EZ、Bis26
X−CP、BisP−PZ、BisP−IPZ、Bis
CR−IPZ、BisOCP−IPZ、BisOIPP
−CP、Bis26X−IPZ、BisOTBP−C
P、TekP−4HBPA(テトラキスP−DO−BP
A)、TrisP−HAP、TrisP−PA、Bis
OFP−Z、BisRS−2P、BisPG−26X、
BisRS−3P、BisOC−OCHP、BisPC
−OCHP、Bis25X−OCHP、Bis26X−
OCHP、BisOCHP−OC、Bis236T−O
CHP、メチレントリス−FR−CR、BisRS−2
6X、BisRS−OCHP(商品名、本州化学工業
(株)製)、BIR−OC、BIP−PC、BIR−P
C、BIR−PTBP、BIR−PCHP、BIP−B
IOC−F、4PC、BIR−BIPC−F、TEP−
BIP−A(商品名、旭有機材工業(株)製)が挙げら
れる。
ル性水酸基を有する化合物としては、たとえば、Bis
−Z、BisP−EZ、TekP−4HBPA、Tri
sP−HAP、TrisP−PA、BisOCHP−
Z、BisP−MZ、BisP−PZ、BisP−IP
Z、BisOCP−IPZ、BisP−CP、BisR
S−2P、BisRS−3P、BisP−OCHP、メ
チレントリス−FR−CR、BisRS−26X、BI
P−PC、BIR−PC、BIR−PTBP、BIR−
BIPC−F等が挙げられる。これらのうち、特に好ま
しいフェノール性水酸基を有する化合物としては、たと
えば、Bis−Z、TekP−4HBPA、TrisP
−HAP、TrisP−PA、BisRS−2P、Bi
sRS−3P、BIR−PC、BIR−PTBP、BI
R−BIPC−Fである。このフェノール性水酸基を有
する化合物を添加することで、得られる樹脂組成物は、
露光前はアルカリ現像液にほとんど溶解せず、露光する
と容易にアルカリ現像液に溶解するために、現像による
膜減りが少なく、かつ短時間で現像が容易になる。
合物の添加量としては、ポリマー100重量部に対し
て、好ましくは1から50重量部であり、さらに好まし
くは3から40重量部の範囲である。さらに、必要に応
じて上記、感光性耐熱性前駆体組成物と基板との塗れ性
を向上させる目的で界面活性剤、乳酸エチルやプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエス
テル類、エタノールなどのアルコール類、シクロヘキサ
ノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサンなどのエ−テル類を混合して
も良い。また、2酸化ケイ素、2酸化チタンなどの無機
粒子、あるいはポリイミドの粉末などを添加することも
できる。
の接着性を高めるために、シランカップリング剤、チタ
ンキレート剤などを感光性耐熱性樹脂前駆体組成物のワ
ニスに0.5から10重量%添加したり、下地基板をこ
のような薬液で前処理したりすることもできる。
キシジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、などのシランカップリング剤、チタンキレー
ト剤、アルミキレート剤をワニス中のポリマーに対して
0.5から10重量%添加する。
リング剤をイソプロパノール、エタノール、メタノー
ル、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルな
どの溶媒に0.5から20重量%溶解させた溶液をスピ
ンコート、浸漬、スプレー塗布、蒸気処理などで表面処
理をする。場合によっては、その後50℃から300℃
までの温度をかけることで、基板と上記カップリング剤
との反応を進行させる。
物はアルカリ水溶液に対する(a)成分の溶解を阻害す
る効果のある化合物として、オニウム塩、ジアリル化合
物又はテトラアルキルアンモニウム塩等は含有してはい
けない。これらを含有した場合、その後の熱処理でその
化合物分解が起こり、酸または塩基が発生し、これが原
因で膜が劣化し、得られる膜の耐熱性が低下する、機械
特性が低下する、接着性が低下する等の問題が生じる可
能性がある。
を用いて耐熱性樹脂パターンを形成する方法について説
明する。
する。基板としてはシリコンウエハー、セラミックス
類、ガリウムヒ素などが用いられるが、これらに限定さ
れない。塗布方法としてはスピンナを用いた回転塗布、
スプレー塗布、ロールコーティングなどの方法がある。
また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘
度などによって異なるが通常、乾燥後の膜厚が、0.1
から150μmになるように塗布される。
基板を乾燥して、感光性耐熱性前駆体組成物皮膜を得
る。乾燥はオーブン、ホットプレート、赤外線などを使
用し、50度から150度の範囲で1分から数時間行う
のが好ましい。
上に所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照
射し、露光する。露光に用いられる化学線としては紫外
線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本発明では
水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g
線(436nm)を用いるのが好ましい。
光後、現像液を用いて露光部を除去することによって達
成される。現像液としては、テトラメチルアンモニウム
の水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノ
ール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミ
ン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミ
ノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性
を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によって
は、これらのアルカリ水溶液にN−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラ
クロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコー
ル類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種を
組み合わせたものを添加してもよい。現像後は水にてリ
ンス処理をする。ここでもエタノール、イソプロピルア
ルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステ
ル類などを水に加えてリンス処理をしても良い。
えて耐熱性樹脂皮膜に変換する。この加熱処理は温度を
選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的
に昇温しながら5分から5時間実施する。一例として
は、130度、200度、350度で各30分づつ熱処
理する。あるいは室温より400度まで2時間かけて直
線的に昇温するなどの方法が挙げられる。
より形成した耐熱性樹脂皮膜は、半導体のパッシベーシ
ョン膜、半導体素子の保護膜、高密度実装用多層配線の
層間絶縁膜などの用途に用いられる。
成される絶縁層は、基板上に形成された第一電極と、前
記第一電極に対向して設けられた第二電極とを含む表示
装置に関するものであり、具体的には例えば、LCD、
ECD、ELD、有機電界発光素子を用いた表示装置
(有機電界発光装置)などが該当する。有機電界発光装
置とは、基板上に形成された第一電極と、第一電極上に
形成された少なくとも有機化合物からなる発光層を含む
薄膜層と、薄膜層上に形成された第二電極とを含む有機
電界発光素子からなる表示装置である。
するが、本発明はこれらの例によって限定されるもので
はない。なお、実施例中の感光性耐熱性樹脂前駆体組成
物の評価は以下の方法により行った。
体組成物(以下ワニスと呼ぶ)をプリベーク後の膜厚が
7μmとなるように塗布し、ついでホットプレート(東
京エレクトロン(株)製Mark−7)を用いて、12
0℃で3分プリベークすることにより、感光性ポリイミ
ド前駆体膜を得た。
02を使用し、屈折率1.64で測定を行った。 露光 露光機(GCA社製i線ステッパーDSW−8000)
に、パターンの切られたレチクルをセットし、露光時間
を変化させ(365nmの強度)てi線露光を行った。 現像 東京エレクトロン(株)製Mark−7の現像装置を用
い、50回転で水酸化テトラメチルアンモニウムの2.
38%水溶液を10秒間噴霧した。この後、0回転で6
0秒間静置し、400回転で水にてリンス処理、300
0回転で10秒振り切り乾燥した。
00 感度の算出 露光、現像後、50μmのライン・アンド・スペースパ
ターン(1L/1S)を1対1の幅に形成する露光時間
(以下、これを最適露光時間という)を求めた。 解像度の算出 露光、現像後、50μmのライン・アンド・スペースパ
ターン(1L/1S)を1対1の幅に形成する最適露光
時間における最小のパターン寸法を解像度とした。
ーグ(株)製イナートオーブンINH−21CDを用い
て、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、140℃
で30分、その後350℃まで1時間で昇温して350
℃で1時間熱処理をし、キュア膜を作製した。収縮率は
以下の式に従って算出した。 収縮率(%)=(プリベーク後の膜厚−キュア後の膜
厚)÷プリベーク後の膜厚×100。
(a)の合成 乾燥窒素気流下、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒド
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)
18.3g(0.05モル)とアリルグリシジルエーテ
ル34.2g(0.3モル)をガンマブチロラクトン
(GBL)100gに溶解させ、−15℃に冷却した。
ここにGBL50gに溶解させた無水トリメリット酸ク
ロリド22.1g(0.11モル)を反応液の温度が0
℃を越えないように滴下した。滴下終了後、0℃で4時
間反応させた。この溶液をロータリーエバポレーターで
濃縮して、トルエン1lに投入して酸無水物(a)を得
た。
合物(b)の合成 BAHF18.3g(0.05モル)をアセトン100
ml、プロピレンオキシド17.4g(0.3モル)に
溶解させ、−15℃に冷却した。ここに4−ニトロベン
ゾイルクロリド20.4g(0.11モル)をアセトン
100mlに溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、
−15℃で4時間反応させ、その後室温に戻した。析出
した白色固体をろ別し、50℃で真空乾燥した。
トクレーブに入れ、メチルセルソルブ250mlに分散
させ、5%パラジウム−炭素を2g加えた。ここに水素
を風船で導入して、還元反応を室温で行った。約2時間
後、風船がこれ以上しぼまないことを確認して反応を終
了させた。反応終了後、ろ過して触媒であるパラジウム
化合物を除き、ロータリーエバポレーターで濃縮し、ジ
アミン化合物(b)を得た。得られた固体をそのまま反
応に使用した。
合物(c)の合成 2−アミノ−4−ニトロフェノール15.4g(0.1
モル)をアセトン50ml、プロピレンオキシド30g
(0.34モル)に溶解させ、−15℃に冷却した。こ
こにイソフタル酸クロリド11.2g(0.055モ
ル)をアセトン60mlに溶解させた溶液を徐々に滴下
した。滴下終了後、−15℃で4時間反応させた。その
後、室温に戻して生成している沈殿をろ過で集めた。
て、5%パラジウム−炭素3gを加えて、激しく攪拌し
た。ここに水素ガスを入れた風船を取り付け、室温で水
素ガスの風船がこれ以上縮まない状態になるまで攪拌を
続け、さらに2時間水素ガスの風船を取り付けた状態で
攪拌した。攪拌終了後、ろ過でパラジウム化合物を除
き、溶液をロータリーエバポレーターで半量になるまで
濃縮した。ここにエタノールを加えて、再結晶を行い、
目的の化合物の結晶を得た。
合物(d)の合成 2−アミノ−4−ニトロフェノール15.4g(0.1
モル)をアセトン100ml、プロピレンオキシド1
7.4g(0.3モル)に溶解させ、−15℃に冷却し
た。ここに4−ニトロベンゾイルクロリド20.4g
(0.11モル)をアセトン100mlに溶解させた溶
液を徐々に滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間反
応させた。その後、室温に戻して生成している沈殿をろ
過で集めた。この後、合成例2と同様にして目的の化合
物の結晶を得た。
合成 乾燥窒素気流下、BisRS−2P(商品名、本州化学
工業(株)製)16.10g(0.05モル)と5−ナ
フトキノンジアジドスルホニル酸クロリド26.86g
(0.1モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解さ
せ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと
混合させたトリエチルアミン10.12gを系内が35
℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時
間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、ろ液を水に
投入させた。その後、析出した沈殿をろ過で集めた。こ
の沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、キノンジアジド化合物
(1)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、TrisP−HAP(商品名、本州化
学工業(株)製)、15.31g(0.05モル)と5
−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド40.2
8g(0.15モル)を1,4−ジオキサン450gに
溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン5
0gと混合させたトリエチルアミン15.18gを用
い、合成例5と同様にしてキノンジアジド化合物(2)
を得た。
合成 乾燥窒素気流下、BIR−PTBP(商品名、旭有機材
工業(株)製)19.72g(0.05モル)と4−ナ
フトキノンジアジドスルホニル酸クロリド26.86g
(0.1モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解さ
せ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと
混合させたトリエチルアミン10.12gを用い、合成
例5と同様にしてキノンジアジド化合物(3)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、ビスフェノールA 11.41g
(0.05モル)と5−ナフトキノンジアジドスルホニ
ル酸クロリド26.86g(0.1モル)を1,4−ジ
オキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、
1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミ
ン10.12gを用い、合成例5と同様にしてキノンジ
アジド化合物(4)を得た。
ボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物のジ
エチルエステルジクロリド溶液(a)の合成 乾燥窒素気流下、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物35.54
g(0.08モル)、エチルアルコール36.9g
(0.8モル)を95℃6時間攪拌反応させた。余剰の
エタノールを減圧下、留去して、ピロメリット酸ジエチ
ルエステルを得た。ついで塩化チオニルを95.17g
(0.8モル)、テトラヒドロフラン(THF)70g
を仕込み40℃で3時間反応させた。つづいて、N−メ
チルピロピドン331gを添加し、減圧により、余剰の
塩化チオニル及びTHFを除去し、ピロメリット酸ジエ
チルエステルジクロリド溶液(b)376.86g
(0.08モル)を得た。
フェノンテトラカルボン酸ジエチルエステルジクロリド
溶液(b)の合成の合成 乾燥窒素気流下、3,3’、4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物25.78g(0.08モ
ル)、エタノール36.90g(0.8モル)を95℃
6時間攪拌反応させた。余剰のエタノールを減圧下、留
去して、3,3’、4,4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸ジエチルエステルを得た。ついで塩化チオニル
を95.17g(0.8モル)、テトラヒドロフラン
(THF)70gを仕込み40℃で3時間反応させた。
つづいて、N−メチルピロピドン200gを添加し、減
圧により、余剰の塩化チオニル及びTHFを除去し、
3,3’、4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジエチルエステルジクロリド溶液(b)233.15g
(0.08モル)を得た。
水酸基を有する化合物を下記に示した。
5.01g(0.025モル)、1,3−ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.24g
(0.005モル)をN−メチル−2−ピロリドン(N
MP)50gに溶解させた。ここに合成例1で得られた
ヒドロキシ基含有酸無水物(a)21.4g(0.03
モル)をNMP14gとともに加えて、20℃で1時間
反応させ、次いで50℃で4時間反応させた。その後、
N、N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール7.
14g(0.06モル)をNMP5gで希釈した溶液を
10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時間攪拌し
た。
キノンジアジド化合物(1)2g、熱架橋性化合物”ニ
カラック”MX−270(商品名、(株)三和ケミカル
製)1.2gを加えて感光性ポリイミド前駆体組成物の
ワニスAを得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を
作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、
収縮率について評価を行った。
有ジアミン(b)15.1g(0.025モル)をN−
メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに溶解させ
た。ここに合成例1で得られたヒドロキシ基含有酸無水
物(a)17.5g(0.025モル)をピリジン30
gとともに加えて、60℃で6時間反応させた。反応終
了後、溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿を
ろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で2
0時間乾燥した。
を計り、合成例6で得られたキノンジアジド化合物
(2)2g、熱架橋性化合物DML−MBPC(商品
名、本州化学工業(株)製)2g、Bis−Z(商品
名、本州化学工業(株)製)1.5g、ビニルトリメト
キシシラン1gとをGBL30gに溶解させて感光性ポ
リイミド前駆体組成物のワニスBを得た。得られたワニ
スを用いて前記のように、シリコンウエハー上に感光性
ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感
度、残膜率、解像度、収縮率について評価を行った。
有ジアミン化合物(c)17g(0.045モル)、
1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシ
ロキサン1.24g(0.005モル)をNMP50g
に溶解させた。ここに3,3’,4,4’−ジフェニル
エーテルテトラカルボン酸無水物12.4g(0.04
モル)をNMP21gとともに加えて、20℃で1時間
反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。ここに無
水マレイン酸0.98g(0.01モル)を加え、50
℃で2時間攪拌後、N,N−ジメチルホルムアミドジエ
チルアセタール14.7g(0.1モル)をNMP5g
で希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50
℃で3時間攪拌した。
キノンジアジド化合物(3)1.6g、熱架橋性化合物
TML−HQ(商品名、本州化学工業(株)製)1gを
溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスCを
得た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコン
ウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、
現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、収縮率につい
て評価を行った。
有ジアミン化合物(d)6.08g(0.025モル)
と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル4.51g
(0.0225モル)と1,3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン0.62g(0.00
25モル)をNMP70gに溶解させた。ヒドロキシル
基含有酸無水物24.99g(0.035モル)、3,
3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸2無水物
4.41g(0.015モル)を室温でNMP25gと
ともに加え、そのまま室温で1時間、その後50℃で2
時間攪拌した。ついで、グリシジルメチルエーテル1
7.6g(0.2モル)をNMP10gで希釈した溶液
を加え、70℃で6時間攪拌した。
れたキノンジアジド化合物(4)2.5g、熱架橋性化
合物HML−TPHAP(商品名、本州化学工業(株)
製)1.5gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成
物のワニスDを得た。得られたワニスを用いて前記のよ
うに、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜
を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像
度、収縮率について評価を行った。
いたキノンジアジド化合物(1)2.5g、熱架橋性化
合物ジメチロール−BisOC−P(商品名、本州化学
工業(株)製)2g、BisRS−2P(商品名、本州
化学工業(株)製)2gを溶解させて感光性ポリイミド
前駆体組成物のワニスEを得た。得られたワニスを用い
て前記のように、シリコンウエハー上に感光性ポリイミ
ド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜
率、解像度、収縮率について評価を行った。
いたキノンジアジド化合物(2)2g、熱架橋性化合物
DML−POP(商品名、本州化学工業(株)製)2.
5g、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)
製)2.5gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成
物のワニスFを得た。得られたワニスを用いて前記のよ
うに、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜
を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像
度、収縮率について評価を行った。
いたキノンジアジド化合物(2)2g、熱架橋性化合物
DML−MTrisPC(商品名、本州化学工業(株)
製)2g、BIR−PC(商品名、旭有機材工業(株)
製)2.5gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成
物のワニスGを得た。得られたワニスを用いて前記のよ
うに、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜
を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像
度、収縮率について評価を行った。
いたキノンジアジド化合物(2)2g、熱架橋性化合物
2,6−ジアセトキシメチル−p−クレゾール1.5
g、BIR−PC(商品名、旭有機材工業(株)製)
1.5gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物の
ワニスHを得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を
作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、
収縮率について評価を行った。
ノンジアジド化合物(3)1.6g、熱架橋性化合物M
L−26X(商品名、本州化学工業(株)製)2gを溶
解させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスIを得
た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウ
エハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現
像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、収縮率について
評価を行った。
ル10.89g(0.054モル)、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.86
g(0.007モル)、末端封止剤として、3−アミノ
フェノール(東京化成工業(株)製)2.05g(0.
019モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)
20gに溶解させた。ここにビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)エーテル二無水物23.27g(0.07
5モル)をNMP15gとともに加えて、20℃で1時
間反応させ、次いで50℃で4時間反応させた。その
後、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール
15.19g(0.127モル)をNMP4gで希釈し
た溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時
間攪拌した。続いてNMP46.0gを加え、これをポ
リマー溶液を得た。
トキノンジアジド化合物(1)7g、熱架橋性化合物と
して”ニカラック”MX−270(商品名、(株)三和
ケミカル製)3.5g、フェノール性水酸基を有する化
合物としてBis−Z(商品名、本州化学工業(株)
製)4gを加えて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニ
スJを得た。得られたワニスを用いて前記のように、シ
リコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露
光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評
価を行った。
ル10.14g(0.051モル)、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.86
g(0.075モル)、末端封止剤として、4−アミノ
チオフェノール(東京化成工業(株)製)4.26g
(0.034モル)、ピリジン11.93g(0.15
1モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50
gに溶解させた。ここに、2,2−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物の
ジエチルエステルジクロリド溶液(a)358.03
(0.076モル)を、系内が10℃以上にならないよ
うに滴下した。滴下後、室温で6時間攪拌した。反応終
了後、溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿を
ろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で2
0時間乾燥した。
計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物(2)
2.9g、熱架橋性化合物として、”ニカラック”MX
−280(商品名、(株)三和ケミカル製)0.8g、
フェノール性水酸基を有する化合物としてBisRS−
2P(商品名、本州化学工業(株)製)1.3g、ビニ
ルトリメトキシシラン0.3gとをガンマブチロラクト
ン23gに溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物の
ワニスKを得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作
製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度につ
いて評価を行った。
ン3.97g(0.016モル)、1,3−ビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.39g
(0.0056モル)、ピリジン6.16g(0.07
8モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50
gに溶解させ、室温で2時間反応した。ここに、3,
3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジエ
チルエステルジクロリド溶液(b)113.66g
(0.039モル)を、系内が10℃以上にならないよ
うに滴下した。滴下後、室温で4時間攪拌した。つづい
て、末端封止剤として、無水マレイン酸2.72g
(0.0278モル)を添加し、50℃で3時間攪拌反
応した。反応終了後、溶液を水2lに投入して、ポリマ
ー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の
真空乾燥機で20時間乾燥した。
0gに上記にしめしたナフトキノンジアジド化合物
(3)2g、熱架橋性化合物としてTMOM−BP(商
品名、本州化学工業(株)製)0.42g、TrisP
−PA(商品名、本州化学工業(株)製)1.0gをN
MP22gに溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物
のワニスLを得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作
製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度につ
いて評価を行った。 実施例13 乾燥窒素気流下、合成例2で得られたヒドロキシル基含
有ジアミン(b)2.13g(0.0035モル)、
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル10.18g
(0.0505モル)、1,3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン1.86g(0.00
7モル)、末端封止剤として、3−アミノフェノール
(東京化成工業(株)製)2.05g(0.019モ
ル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに
溶解させた。ここにビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)エーテル二無水物23.27g(0.0705モ
ル)をNMP30gとともに加えて、20℃で1時間反
応させ、次いで50℃で4時間反応させた。その後、
N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール1
5.19g(0.127モル)をNMP10gで希釈し
た溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時
間攪拌した。反応終了後、溶液を水2lに投入して、ポ
リマー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を80
℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。
を計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(1)2g、熱架橋性化合物として、”ニカラック”M
X−270(商品名、(株)三和ケミカル製)2.0
g、フェノール性水酸基を有する化合物としてBIR−
PC(商品名、旭有機材工業(株)製)1.5g、ビニ
ルトリメトキシシラン0.3gをGBL30gに溶解さ
せて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスMを得た。
得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウエハ
上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、
ワニスの感度、残膜率、解像度について評価を行った。
有ジアミン(b)29.58g(0.0486モル)、
3,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.09g
(0.0054モル)、1,3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン1.86g(0.00
7モル)、末端封止剤として、3−アミノフェノール
(東京化成工業(株)製)2.05g(0.019モ
ル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに
溶解させた。ここにビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)エーテル二無水物23.27g(0.0705モ
ル)をNMP30gとともに加えて、20℃で1時間反
応させ、次いで50℃で4時間反応させた。その後、
N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール1
5.19g(0.127モル)をNMP10gで希釈し
た溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時
間攪拌した。反応終了後、溶液を水2lに投入して、ポ
リマー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を80
℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。
を計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(1)2g、熱架橋性化合物として、2,6−ジメトキ
シメチル−4−t−ブチルフェノール(商品名、本州化
学工業(株)製)2.0g、フェノール性水酸基を有す
る化合物としてTrisP−PA(商品名、本州化学工
業(株)製)1.5g、ビニルトリメトキシシラン0.
3gとをGBL30gに溶解させて感光性ポリイミド前
駆体組成物のワニスNを得た。得られたワニスを用いて
前記のように、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前
駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、
解像度について評価を行った。
1で得られたポリマー固体5gを計り、上記に示したナ
フトキノンジアジド化合物(2)2.9g、熱架橋性化
合物として、2,6−ジアセトキシメチル−p−クレゾ
ール2.0g、フェノール性水酸基を有する化合物とし
て4PC(商品名、旭有機材工業(株)製)3.5g、
ビニルトリメトキシシラン0.3gとをガンマブチロラ
クトン30gに溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成
物のワニスPを得た。得られたワニスを用いて前記のよ
うに、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を
作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度に
ついて評価を行った。
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン18.3g
(0.05モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NM
P)50g、グリシジルメチルエーテル26.4g
(0.3モル)に溶解させ、溶液の温度を−15℃まで
冷却した。ここにジフェニルエーテルジカルボン酸ジク
ロリド7.38g(0.025モル)、イソフタル酸ジ
クロリド5.08g(0.025モル)をGBL25g
に溶解させた溶液を内部の温度が0℃を越えないように
滴下した。滴下終了後、6時間、−15℃で攪拌を続け
た。
の沈殿を集めた。この沈殿をろ過で集めて、水で3回洗
浄した後、80℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。
gにキノンジアジド化合物(2)2.0g、熱架橋性化
合物TM−BIP−A(商品名、旭有機材工業(株)
製)1gをNMP30gに溶解させて感光性ポリベンゾ
オキサゾール前駆体組成物のワニスQを得た。得られた
ワニスを用いて前記のように、シリコンウエハー上に感
光性ポリベンゾオキサゾール前駆体膜を作製、露光、現
像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、収縮率について
評価を行った。
有ジアミン(b)15.1g(0.025モル)をN−
メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに溶解させ
た。ここに合成例1で得られたヒドロキシ基含有酸無水
物(a)17.5g(0.025モル)をピリジン30
gとともに加えて、60℃で6時間反応させた。反応終
了後、溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿を
ろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で2
0時間乾燥した。
を計り、合成例6で得られたキノンジアジド化合物
(2)2g、熱架橋性化合物”ニカラック”MX−28
0(商品名、(株)三和ケミカル製)2g、Bis−Z
(商品名、本州化学工業(株)製)1.5g、ビニルト
リメトキシシラン1gとをGBL30gに溶解させて感
光性ポリイミド前駆体組成物のワニスRを得た。得られ
たワニスを用いて前記のように、シリコンウエハー上に
感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニ
スの感度、残膜率、解像度、収縮率について評価を行っ
た。
グ蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極膜が
形成されたガラス基板を120×100mmの大きさに
切断した。ITO基板上にフォトレジストを塗布して、
通常のフォトリソグラフィ法による露光・現像によって
パターニングした。ITOの不要部分をエッチングして
除去した後、フォトレジストを除去することで、ITO
膜をストライプ形状にパターニングした。このストライ
プ状第一電極は100μmピッチである。
調整をNMPを用いて行い、スピンコート法により第一
電極を形成した基板上に塗布し、ホットプレート上で1
20℃で3分間プリベークした。この膜にフォトマスク
を介してUV露光した後、2.38%TMAH水溶液で
露光部分のみを溶解させることで現像し、純水でリンス
した。得られたポリイミド前駆体パターンをクリーンオ
ーブン中の窒素雰囲下で170℃、30分、さらに、3
20℃で60分加熱してキュアし、絶縁層を第一電極の
エッジを覆うように形成した。絶縁層の厚さは約1μm
であった。
電界発光装置の作製を行った。発光層を含む薄膜層は、
抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。基
板有効エリア全面に蒸着して正孔輸送層を形成し、シャ
ドーマスクを用いて発光層、第二電極のアルミニウムを
形成した。
基板と封止用ガラス板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて
貼り合わせることで封止した。このようにしてITOス
トライプ状第一電極上に、パターニングされた発光層が
形成され、第一電極と直交するようにストライプ状第二
電極が配置された単純マトリクス型カラー有機電界発光
装置を作製した。本表示装置を線順次駆動したところ、
良好な表示特性を得ることができた。絶縁層の境界部分
で薄膜層や第二電極が、薄くなったり段切れを起こすよ
うなこともなく、スムーズに成膜されたので、発光領域
内での輝度ムラは認められず、安定な発光が得られた。
まだ断面は順テーパーになっていた。
0℃で30分にした他は、実施例18と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
0℃で30分にした他は、実施例18と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
0℃で30分にした他は、実施例18と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
30℃で30分にした他は、実施例18と同様にして、
単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。
本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認めら
れず良好な表示特性を得ることができた。
50℃で30分にした他は、実施例18と同様にして、
単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。
本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認めら
れず良好な表示特性を得ることができた。
30℃で60分にした他は、実施例18と同様にして、
単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。
本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認めら
れず良好な表示特性を得ることができた。
加熱、絶縁層の厚さを3μmにした以外は実施例18と
同様の方法で、第一電極を形成した基板上に感光性ポリ
イミドからなる絶縁層を形成した。体積抵抗率は少なく
とも5×1010Ωcmあることを確認した。絶縁層の境
界部分の断面は、順テーパー形状であり、テーパー角度
は約45°であった。また、絶縁層の赤外吸収スペクト
ルを反射配置で測定したところ、1780cm-1付近、
1377cm-1付近にポリイミドに起因するイミド構造
の吸収ピークが検出された。
電界発光装置の作製を行った。絶縁層を形成したガラス
基板上に、酸素プラズマまたはUV照射処理をした。そ
の後、アルコールに溶解した正孔注入材料または正孔輸
送材料を、基板上にスピンコートして製膜した。オーブ
ンを用いて、200℃で30分の加熱を行った。
エンに溶解した有機発光材料(赤色、青色、緑色の各材
料)を各開口部にパターン塗布した。オーブンを用い
て、80℃で30分の加熱を行った。最後に、実施例1
8と同様の方法で、第二電極を形成し、封止を行った。
μm、本数816本のITOストライプ状第一電極上
に、パターニングされた緑色発光層、赤色発光層および
青色発光層が形成され、第一電極と直交するように幅2
50μm、ピッチ300μmのストライプ状第二電極が
200本配置された単純マトリクス型カラー有機電界発
光装置を作製した。赤、緑、青の3つの発光領域が1画
素を形成するので、本発光装置は300μmピッチで2
72×200画素を有する。絶縁層が第一電極を露出せ
しめる部分のみが発光するので、1つの発光領域は幅7
0μm、長さ250μmの長方形である。
な表示特性を得ることができた。第一電極のエッジ部分
が絶縁層で覆われているために、電界集中による短絡は
認められなかった。また、断面が順テーパー形状である
ことから、絶縁層の境界部分で薄膜層や第二電極が、薄
くなったり段切れを起こすようなこともなく、スムーズ
に成膜されたので、発光領域内での輝度ムラは認められ
ず、安定な発光が得られた。また、耐久性試験として、
85℃で250時間保持した後の発光特性を評価したと
ころ、初期と比べて発光領域が小さくなることなく良好
な発光を示した。
膜上に、平坦化膜上にあるソース・ドレイン電極に接触
した、所望のパターンのITO電極(画素)を設けた。
縁層、正孔注入材料または正孔輸送材料、発光材料、第
2電極を形成し、封止を行った。
で駆動したところ、良好な表示特性を得ることができ
た。第一電極のエッジ部分が絶縁層で覆われているため
に、電界集中による短絡は認められなかった。また、断
面が順テーパー形状であることから、絶縁層の境界部分
で薄膜層や第二電極が、薄くなったり段切れを起こすよ
うなこともなく、スムーズに成膜されたので、発光領域
内での輝度ムラは認められず、安定な発光が得られた。
また、耐久性試験として、85℃で250時間保持した
後の発光特性を評価したところ、初期と比べて発光領域
が小さくなることなく良好な発光を示した。
に実施例1で用いたキノンジアジド化合物(1)2.0
gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニス
A1を得た。得られたワニスを用いて前記のように、シ
リコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、
露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、収縮率
について評価を行った。
に実施例1で用いたキノンジアジド化合物(1)2g、
TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)1
gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニス
A2を得た。得られたワニスを用いて前記のように、シ
リコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、
露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、収縮率
について評価を行った。
に実施例3で用いたキノンジアジド化合物(3)1.6
g、BisP−AP(商品名、本州化学工業(株)製)
0.8gを溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物の
ワニスA3を得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハー上に感光性ポリイミド前駆体膜を
作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度、
収縮率について評価を行った。
いたキノンジアジド化合物(2)2g、本発明とは異な
る熱架橋性化合物メラミン1.0g、BIR−PC(商
品名、旭有機材工業(株)製)1.0gを溶解させて感
光性ポリイミド前駆体組成物のワニスA4を得た。得ら
れたワニスを用いて前記のように、シリコンウエハー上
に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワ
ニスの感度、残膜率、解像度、収縮率について評価を行
った。
0と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニ
スA5を得た。得られたワニスを用いて前記のように、
シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、
露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度について
評価を行った。
3と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニ
スA6を得た。得られたワニスを用いて前記のように、
シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、
露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度について
評価を行った。
5と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニ
スA7を得た。得られたワニスを用いて前記のように、
シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、
露光、現像し、 比較例8 比較例1で得られたワニスA1を用いて、キュア条件を
300℃で60分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
230℃で30分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
250℃で30分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
250℃で30分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
230℃で30分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
230℃で30分にした他は、実施例18と同様にし
て、単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製し
た。本表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラは認
められなかったが、発光表示部のエッジ部に発光ムラが
多数認められ、良好な表示特性を得ることができなかっ
た。
に実施例1で用いたキノンジアジド化合物(1)2.0
g、オニウム塩であるDPI−TF(商品名、東洋合成
工業(株)社製)0.5gを溶解させて得られたワニス
A8を用いて、キュア条件を250℃で30分にした他
は、実施例18と同様にして、単純マトリクス型カラー
有機電界発光装置を作製した。本表示装置を線順次駆動
したところ、輝度ムラが認められかつ、発光表示部のエ
ッジ部に発光ムラが多数認められ、良好な表示特性を得
ることができなかった。
については以下の表1に示した。
でき、解像度、感度に優れ、なかでも未露光部の膜減り
が小さく(残膜率が小さく)、さらにキュア後の収縮率
が小さいという優れたポジ型の感光性樹脂前駆体組成物
を得ることができ、得られた組成物は特に、半導体素子
の保護膜、層間絶縁膜、ディスプレイの絶縁層に好適に
用いることができる。
Claims (13)
- 【請求項1】(a)と、(b1)または(b2)と、
(c)を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂前
駆体組成物。 (a)アルカリ水溶液に可溶性のポリアミド酸エステル
および/またはポリアミド酸ポリマー。 (b1)フェノール性水酸基含有熱架橋性化合物であっ
て、一般式(1)で表される有機基R1で置換されたメ
チロール基を含有する(但し、R1が水素原子の場合を
除く)化合物。 【化1】 (b2)熱架橋性化合物であって、一般式(2)で表さ
れる有機基R1で置換された尿素系有機基を含有する化
合物。 【化2】 (c)エステル化したキノンジアジド化合物。 - 【請求項2】R1が、炭素数1から20までのアルキル
基、または、R2CO基(R2は炭素数1から20までの
アルキル基を示す)である請求項1記載のポジ型感光性
樹脂前駆体組成物。 - 【請求項3】(a)成分のポリマーが、一般式(3)で
表される構造単位を主成分とする請求項1記載のポジ型
感光性樹脂前駆体組成物。 【化3】 (式中、R3は、少なくとも2個以上の炭素原子を有す
る2価から8価の有機基、R4は、少なくとも2個以上
の炭素原子を有する2価から6価の有機基、R5は水
素、または炭素数1から20までの有機基を示す。nは
10から100000までの整数、mは0から2までの
整数、p、qは0から4までの整数を示す。ただしp+
q>0である。) - 【請求項4】一般式(3)のR3(COOR5)m(O
H)pが、一般式(4)で表されることを特徴とする請
求項3記載のポジ型感光性樹脂前駆体組成物。 【化4】 (R6、R8は炭素数2〜20より選ばれる2価〜4価の
有機基を示し、R7は、炭素数3〜20より選ばれる水
酸基を有した3価〜6価の有機基を示し、R9、R10は
水素、炭素数1〜20までの有機基を示す。o、sは0
から2までの整数、rは1〜4までの整数を示す。) - 【請求項5】一般式(3)のR4(OH)qが、一般式
(5)で表されることを特徴とする請求項3記載のポジ
型感光性樹脂前駆体組成物。 【化5】 (R11、R13は炭素数2〜20より選ばれる水酸基を有
した3価〜4価の有機基を示し、R12は炭素数2〜30
より選ばれる2価の有機基を示す。t、uは1あるいは
2の整数を示す。) - 【請求項6】一般式(3)のR4(OH)qが、一般式
(6)で表されることを特徴とする請求項3記載のポジ
型感光性樹脂前駆体組成物。 【化6】 (R14、R16は炭素数2〜20までの2価の有機基を示
し、R15は、炭素数3〜20より選ばれる水酸基を有し
た3価〜6価の有機基を示す。vは1〜4までの整数を
示す。) - 【請求項7】一般式(3)のR4(OH)qが、一般式
(7)で表されることを特徴とする請求項3記載のポジ
型感光性樹脂前駆体組成物。 【化7】 (R17は炭素数2〜20より選ばれる2価の有機基を示
し、R18は、炭素数3〜20より選ばれる水酸基を有し
た3価〜6価の有機基を示す。wは1〜4までの整数を
示す。) - 【請求項8】請求項1〜7いずれか記載のポジ型感光性
樹脂前駆体組成物を支持基板上に塗布し乾燥する工程、
露光する工程、アルカリ現像液を用いて現像する工程お
よび加熱処理する工程を含むレリーフパターンの製造
法。 - 【請求項9】請求項8記載の製造法により得られるレリ
ーフパターンを表面保護膜または層間絶縁膜として有し
てなる半導体用電子部品。 - 【請求項10】基板上に形成された第一電極と、第一電
極を部分的に露出せしめるように第一電極上に形成され
た絶縁層と、第一電極に対向して設けられた第二電極と
を含む表示装置であって、前記絶縁層が請求項8記載の
製造法により得られるレリーフパターンからなることを
特徴とする有機電界発光素子用表示装置。 - 【請求項11】前記絶縁層が第一電極のエッジ部分を覆
うように形成されることを特徴とする請求項10記載の
表示装置。 - 【請求項12】絶縁層が第一電極を露出せしめる境界部
分における前記絶縁層の断面が順テーパー形状であるこ
とを特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 【請求項13】表示装置が、基板上に形成された第一電
極と、第一電極上に形成された少なくとも有機化合物か
らなる発光層を含む薄膜層と、薄膜層上に形成された第
二電極とを含む有機電界発光素子からなる表示装置であ
ることを特徴とする請求項10記載の表示装置。
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JP2002041308A JP4082041B2 (ja) | 2001-02-26 | 2002-02-19 | ポジ型感光性樹脂前駆体組成物及びそれを用いた電子部品ならびに表示装置 |
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Cited By (24)
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