JP2005281445A - 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子 - Google Patents

熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2005281445A
JP2005281445A JP2004096087A JP2004096087A JP2005281445A JP 2005281445 A JP2005281445 A JP 2005281445A JP 2004096087 A JP2004096087 A JP 2004096087A JP 2004096087 A JP2004096087 A JP 2004096087A JP 2005281445 A JP2005281445 A JP 2005281445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
copolymer
carboxylic acid
monomer
meth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004096087A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4671016B2 (ja
Inventor
Yoshifumi Kato
嘉文 加藤
Atsushi Baba
厚 馬場
Toru Kajita
徹 梶田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2004096087A priority Critical patent/JP4671016B2/ja
Priority to TW094109436A priority patent/TW200609251A/zh
Priority to KR1020050025344A priority patent/KR101098079B1/ko
Priority to CNB2005100595643A priority patent/CN100500768C/zh
Publication of JP2005281445A publication Critical patent/JP2005281445A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4671016B2 publication Critical patent/JP4671016B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C08F220/36Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate containing oxygen in addition to the carboxy oxygen, e.g. 2-N-morpholinoethyl (meth)acrylate or 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52Amides or imides
    • C08F220/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/60Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen
    • C08F220/603Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen and containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen and nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/02Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C08L101/06Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

【課題】固体撮像素子におけるカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程において、下地基板からの乱反射光を効果的に抑制できまた可視光線の透過率が高くかつ高度の耐熱性を有するハレーション防止膜を形成するのに適した熱硬化性組成物を提供する。
【解決手段】(a1)エポキシ基含有不飽和化合物、(a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物、および(a3)(a3−1)重合性不飽和カルボン酸および/または重合性不飽和多価カルボン酸無水物、または(a3−2)カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造およびカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造を有する重合性不飽和化合物、を含有する単量体混合物の共重合体を含有する熱硬化性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子に関する。
固体撮像素子には、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型、CCD(Charge Coupled Device)型などがあり、それぞれに一次元固体撮像素子および二次元固体撮像素子がある。前者の例としては例えばファクシミリ等が、後者の例としては例えばビデオカメラ等を挙げることができる。
このような固体撮像素子は近年、デジタル化が進み、ユーザーの高品位指向とも相俟ってさらに高画質が求められるようになって来つつある。デジタルカメラの画素数の増加などがその一例である。
固体撮像素子には白黒用およびカラー用があるが、そのうちカラー用固体撮像素子は、固体撮像素子が形成された基板上に3色のカラーフィルターを形成して製作される。固体撮像素子は、そのままでも使用されるが、さらに各固体撮像素子に対応した表面に凸型レンズ(マイクロレンズ)を備えて、感度(集光能力)を高めることが行われている(特許文献1参照。)。
固体撮像素子にカラーフィルターおよび/またはマイクロレンズを装備するには、感光性材料を使用したリソグラフィー技術を用いて、微細パターンを形成して行われる。
マイクロレンズの形成は、固体撮像素子が形成され、必要に応じてさらに、カラーフィルターが形成された基板上に、透明樹脂を塗布して表面を平坦化した後、感光性樹脂からなるマイクロレンズ材料を塗布し、レンズのパターンを露光し、現像、リンス処理し、残った透明樹脂ブロックを加熱して僅かに溶融せしめて収縮させ、それによって各ブロックを凸レンズの形状にすることにより行われる。
上記カラーフィルターやマイクロレンズの形成工程において、感光性材料を露光・パターニングする際、下地基板からの乱反射光により、露光したくない部分まで感光され、実際のパターンサイズは目的のサイズとは違ったものになる現象、すなわち「ハレーション」が発生するという問題があった。
マイクロレンズの場合にこのような現象が発生すると、レンズの形状が不揃いになり、フリッカなどが生じて画質に悪影響を及ぼす。これは最近のように固体撮像素子のセルサイズが小さくなるにしたがって、一層重大な問題になってきている。
この問題に関し、固体撮像素子基板上に、リソグラフィーに使用する放射線を吸収する反射防止膜を形成して反射を抑え、ハレーションを防止する方法が知られている。この例には、ポリグリシジルメタクリレートを主成分とし、硬化剤にトリメリット酸を用いたCCD用保護膜に、染料を配合したものがある(特許文献2参照。)。しかしながら、このような反射防止膜は、塗布した材料を架橋して固めるために行うベーキング工程中に、染料の一部が反射防止膜中から昇華してハレーション防止効果が著しく低下したり、不揮発性の染料では、染料が保護膜上に浮き出てしまって、ハレーション防止膜上に形成するマイクロレンズが所望の形状に形成されなかったりする等の欠点があった。
また、不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物と、エポキシ基含有ラジカル重合性化合物と、モノおよび/またはジオレフィン系不飽和化合物との共重合体ならびに放射線吸収性化合物を含有するハレーション防止膜の提案がなされている(特許文献3参照。)。このハレーション防止膜は、形成後の温度履歴が150℃以下のプロセスを想定したものであり、150℃を超える温度における耐熱性については検証されていない。
しかしながら、カラー用固体撮像素子においては、従来染料基質を使用したカラーフィルター用材料が使用されていたためカラーフィルターは150℃程度と、比較的低温度で硬化することが可能であった。しかし近年の高精度化の要請に伴い、顔料系の材料が一般に使用されるようになってきたため、その形成工程において180℃以上の硬化温度が必要となってきている(特許文献4ないし6参照。)。そのため、カラー用固体撮像素子において、カラーフィルターに先立って形成されるハレーション防止膜は、従来に増して高温に曝されることとなる。
また、近年、自動車にCCDカメラを搭載し運転の補助とする技術が検討されているが、その用途に用いられるCCDカメラは、従来のものより過酷な使用条件の下で使用されるため、さらに高温の成形工程が必要となり230℃以上の高温に耐えうるハレーション防止膜が求められるようになっている。
従来知られているハレーション防止膜用材料では、このような高温に曝されると、ハレーション防止膜として機能しなくなることが知られている。この現象は、150℃を超える高温度領域においては、ハレーション防止膜用材料中に配合された放射線吸収剤が昇華して散逸するために放射線吸収能力が著しく低下することによるものと推定される。
特開平3−223702号公報 特許第2956210号明細書 特開平06−289201号公報 特開平11−211911号公報 特開平11−258415号公報 特開2000−111722号公報
本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、固体撮像素子におけるカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程において、下地基板からの乱反射光を効果的に抑制でき、かつ高度の耐熱性を有するハレーション防止膜を形成するのに適した熱硬化性組成物、それを用いてハレーション防止膜を形成する方法およびその方法により形成されたハレーション防止膜、ならびにそのハレーション防止膜を有する固体撮像素子を提供することにある。
本発明の他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
本発明によれば、本発明の上記目的は、第一に、(1)エポキシ基、(2)放射線吸収性基並びに(3)カルボン酸基、カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸のt−ブチルエステル構造およびカルボン酸のチオアセタールエステル構造よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する重合体を含有することを特徴とする熱硬化性組成物によって達成される。
また、本発明の上記目的は、第二に、少なくとも以下の工程[1]および[2]を含むことを特徴とする、固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法によって達成される。
[1]基板上に上記の熱硬化性組成物の塗膜を形成する工程。
[2]該塗膜を加熱処理する工程。
さらに、本発明の上記目的は、第三に、上記の方法により形成された固体撮像素子のハレーション防止膜によって達成され、また第四に、上記ハレーション防止膜を有する固体撮像素子によって達成される。
本発明によれば、固体撮像素子におけるカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程において、下地基板からの乱反射光を効果的に抑制できまた可視光線の透過率が高くかつ高度の耐熱性を有するハレーション防止膜を形成するのに適した熱硬化性組成物、それを用いてハレーション防止膜を形成する方法およびその方法により形成されたハレーション防止膜、ならびにそのハレーション防止膜を有する固体撮像素子が提供される。
本発明のハレーション防止膜は、当該ハレーション防止膜の上にカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程において、下地基板からの乱反射光を効果的に抑制でき、かつ高度の耐熱性を有する。そのため本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜上に形成されたカラーフィルターやマイクロレンズは所望の形状、サイズのものとすることができる。
さらに本発明の固体撮像素子は上記のハレーション防止膜を有するものであり、該ハレーション防止膜上に形成されたカラーフィルターやマイクロレンズは所望の形状、サイズのものであるため、本発明の固体撮像素子は信頼性に優れる。
以下、本発明について説明する。最初に、本発明の熱硬化性組成物の各成分について詳述する。
共重合体[A]
本発明で用いられる重合体は、(1)エポキシ基、(2)放射線吸収性基並びに(3)カルボン酸基、カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸のt−ブチルエステル構造およびカルボン酸のチオアセタールエステル構造よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する。
上記重合体は、好ましくは[A](a1)エポキシ基含有不飽和化合物(以下、「化合物(a1)」ということがある。)、(a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物(以下、「化合物(a2)」ということがある。)、および(a3)(a3−1)重合性不飽和カルボン酸および/または重合性不飽和多価カルボン酸無水物、または(a3−2)カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造およびカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造を有する重合性不飽和化合物(以下、「化合物(a3)」ということがある。)、を含有する単量体混合物の共重合体(以下、「共重合体[A]」ということがある。)であるか、あるいは[B](a1)エポキシ基含有不飽和化合物、(a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物および(a3−1)重合性不飽和多価カルボン酸無水物を含有する単量体混合物の共重合体[A]の酸無水物基に、ビニルエーテル化合物またはビニルチオエーテル化合物を付加せしめて得られた、カルボン酸のアセタール構造またはチオアセタール構造を有する付加共重合体である。
共重合体[A]は、化合物(a1)から誘導される構成単位を、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは20〜60重量%含有している。この構成単位が10重量%未満である共重合体は得られるハレーション防止膜の耐湿熱性が低下する傾向にある。一方70重量%を超える場合は、硬化性組成物の保存安定性が低下する傾向にある。
上記化合物(a1)は、エポキシ基と重合性炭素−炭素二重結合を一分子中に持つ化合物であり、具体的には例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチルグリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチルグリシジル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどが共重合反応性および得られるハレーション防止膜の耐熱性、硬度を高める点から好ましく用いられる。これらの(a1)エポキシ基含有不飽和化合物は、単独であるいは組み合わせて用いられる。
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a2)から誘導される構成単位を、好ましくは1〜40重量%、特に好ましくは3〜30重量%含有している。この構成単位が1重量%未満ではハレーション防止性能が不十分となる場合がある。一方、この構成単位が40重量%を超えると、塗膜の成膜性が低下する傾向にある。
化合物(a2)が有する放射線吸収性構造としては、400nm以下の波長、特に365nmの波長の光を吸収し、かつ、可視光領域の光は実質上吸収しないものが好ましく用いられる。このような放射線吸収性構造としては、例えば、ベンゾトリアゾール構造、サリシレート構造、ベンゾフェノン構造、置換アクリロニトリル構造、キサンテン構造、クマリン構造、フラボン構造、カルコン構造を挙げることができる。これらのうちでベンゾトリアゾール構造がさらに好ましい。
ベンゾトリアゾール構造を有する骨格としては、例えば下記式(1)
Figure 2005281445
で表される骨格が特に好ましい。
このような放射線吸収性構造を有するラジカル重合性化合物としては、例えば、下記式(2)、(3)および(4)のそれぞれで表される化合物
Figure 2005281445
[式中、R1およびR2は、同一または異なり、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、シアノ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基を示し、R3は炭素数2〜10のアルキレン基を示しそしてR4は水素原子またはメチル基を示す。]
Figure 2005281445
[式中、R4の定義は上記に同じでありそしてR5は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。]
Figure 2005281445
[式中、R3、R4およびR5の定義は上記に同じでありそしてR6は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基を示す。]
を挙げることができる。
上記式(2)において、R1およびR2で示される炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基(アミル基)、n−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、ジtert−オクチル基の如き炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖状のアルキル基を挙げることができる。これらの中で、メチル基やtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基、ジtert−オクチル基の如き炭素数4〜8のtert−アルキル基が好ましい。
1およびR2で示される炭素数1〜8のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基の如き炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖状のアルコキシル基を挙げることができる。
1およびR2で示されるハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。これらの中で、塩素原子が好ましい。
3で示される炭素数2〜10のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、ブチレン基、オクタメチレン基、オクチレン基、デカメチレン基、デシレン基の如き炭素数1〜10の直鎖または分岐鎖状のアルキレン基を挙げることができる。これらの中で、エチレン基、プロピレン基等が好ましい。
上記式(3)および(4)において、R5で示される炭素数1〜8のアルキル基としては、上記(2)においてR1およびR2で示される炭素数1〜8のアルキル基と同様のものを挙げることができ、また同様のものが好ましい。
上記式(4)において、R6で示される水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、2−ヒドロキシトリメチレン基、1−メチルエチレン基、テトラメチレン基、1−メチルトリメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基の如き炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルキレン基および水酸基で置換されたこれらの基を挙げることができる。これらの中で、エチレン基、トリメチレン基、2−ヒドロキシトリメチレン基の如き炭素数2〜3のものが好ましい。
本発明では、上記式(2)〜(4)で表される、放射線吸収性ラジカル重合性化合物の中でも、式(2)で表される、放射線吸収性ラジカル重合性化合物が特に好ましく用いられる。
さらに、式(2)で表される、放射線吸収性ラジカル重合性化合物の中でも、R1が水素原子または塩素原子であって、塩素原子の場合にはベンゾトリアゾール環の5位に置換し、R2が水素原子、メチル基または炭素数4〜8のtert−アルキル基(より好ましくは水素原子、メチル基またはtert−ブチル基)であり、R3が炭素数2〜10(より好ましくは2〜3)のアルキレン基であり、R4が水素原子またはメチル基である放射線吸収性ラジカル重合性化合物が特に好ましい。かかる放射線吸収性ラジカル重合性化合物の具体例としては、例えば、2−(2'−ヒドロキシ−5'−アクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロキシプロピルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロキシエチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メタクリロキシエチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−アクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロキシヘキシルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。
これらのうち、特に下記式(5)で表される2−(2’−ヒドロキシ−5'−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(以下、「単量体(a2−1)」ということがある。)および下記式(6)で表される2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(以下、「単量体(a2−2)」ということがある。)が好ましく用いられる。本発明においては、放射線吸収性ラジカル重合性化合物は、1種単独でまたは2種以上混合して使用され得る。
Figure 2005281445
Figure 2005281445
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a3)から誘導される構成単位を、好ましくは5〜60重量%、特に好ましくは10〜50重量%含有している。この構成単位が5重量%未満である共重合体は得られるハレーション防止膜の耐湿熱性が低下する傾向にある。一方60重量%を超える場合は、硬化性組成物の保存安定性が低下する傾向にある。
上記化合物(a3)は、(a3−1)重合性不飽和カルボン酸もしくは重合性不飽和多価カルボン酸無水物、または(a3−2)カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造およびカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造を有する重合性不飽和化合物である。
(a3−1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−エチルアクリル酸、α−n−プロピルアクリル酸、α−n−ブチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸の如き不飽和カルボン酸;
無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物の如き不飽和多価カルボン酸無水物;
(メタ)アクリル酸2−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシプロピルの如きカルボキシル基含有不飽和カルボン酸エステル
等を挙げることができる。
これらの(a3−1)のうち、不飽和カルボン酸としては、特に、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、不飽和多価カルボン酸無水物としては、特に、無水マレイン酸が好ましい。これらの好ましい(a3−1)は、共重合反応性が高く、また得られる保護膜の耐熱性や表面硬度を高めるのに有効である。
これらは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
(a3−2)としては、例えば、カルボン酸のアセタールエステル構造またはカルボン酸のケタールエステル構造を有するノルボルネン化合物、カルボン酸のアセタールまたはケタールエステル構造を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物、t−ブチル(メタ)アクリレートを挙げることができる。
上記アセタールエステル構造またはケタールエステル構造を有するノルボルネン化合物の具体例としては、例えば、2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−トリメチルシラニルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−トリエチルシラニルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−t−ブチルジメチルシラニルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−トリメチルゲルミルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−トリエチルゲルミルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−t−ブチルジメチルゲルミルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−t−ブチルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−ベンジルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−テトラヒドロフラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン
2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン
2,3−ジ−シクロブチルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−シクロペンチルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−シクロヘキシルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−シクロヘプチルオキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−1−メトキシエトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−1−t−ブトキシエトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−1−ベンジルオキシエトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−(シクロヘキシル)(エトキシ)メトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−1−メチル−1−メトキシエトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−1−メチル−1−i−ブトキシエトキシカルボニル−5−ノルボルネン、
2,3−ジ−(ベンジル)(エトキシ)メトキシカルボニル−5−ノルボルネン等;
上記アセタールエステル構造またはケタールエステル構造を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例としては、例えば、1−エトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート、1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(2−メチルプロポキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(1,1−ジメチル−エトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらのうち、カルボン酸のアセタールエステル構造またはケタールエステル構造を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物およびt−ブチル(メタ)アクリレートが好ましく、とくに1−エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルメタクリレート、1−(シクロヘキシルオキシ)エチルメタクリレート、1−(2−メチルプロポキシ)エチルメタクリレート、1−(1,1−ジメチル−エトキシ)エチルメタクリレート、1−(シクロヘキシルオキシ)エチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートが好ましい。
これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。
本発明で用いられる共重合体[A]は、上記のとおり、化合物(a1)、化合物(a2)、および化合物(a3)を必須成分とする単量体混合物の共重合体であるが、該単量体混合物は、場合により、(a1)、(a2)および(a3)以外の(a4)オレフィン系不飽和化合物(以下、「化合物(a4)」ということがある。)を含有することができる。
このような化合物(a4)を化合物(a1)、化合物(a2)、および化合物(a3)と共に共重合成分として用いることにより、熱硬化性組成物の保存安定性の向上、得られるハレーション防止膜の耐熱性の向上等の利点が得られる。
本発明の共重合体[A]は、化合物(a4)から誘導される構成単位を、好ましくは50重量%以下、より好ましくは40重量%以下含有することができる。
この構成単位が50重量%を超えると、得られるハレーション防止膜のハレーション防止性能や耐薬品性が不足する場合がある。
上記(a4)のオレフィン系不飽和化合物は、エポキシ基および放射線吸収性基を有さず、かつ重合性炭素−炭素二重結合を持つ化合物であり、その例としては、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、アクリル酸環状アルキルエステル、メタクリル酸アリールエステル、アクリル酸アリールエステル、ジカルボン酸ジエステル、インデン誘導体、ジカルボニルイミド誘導体、ヒドロキシアルキルエステル、芳香族不飽和化合物、共役ジエン、その他の不飽和化合物を挙げることができる。
その具体例としては、メタクリル酸アルキルエステルとして、例えばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートなど;
アクリル酸アルキルエステルとして、例えばメチルアクリレート、イソプロピルアクリレートなど;
メタクリル酸環状アルキルエステルとして、例えばシクロヘキシルメタクリレート、2−メチルシクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(当該技術分野で慣用名としてメタクリル酸ジシクロペンタニルといわれている)、ジシクロペンタニルオキシエチルメタクリレート、イソボロニルメタクリレートなど;
アクリル酸環状アルキルエステルとして、例えばシクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(当該技術分野で慣用名としてアクリル酸ジシクロペンタニルといわれている)、ジシクロペンタニルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレートなど;
メタクリル酸アリールエステルとして、例えばフェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなど;
アクリル酸アリールエステルとして、例えばフェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなど;
ジカルボン酸ジエステルとして、例えばマレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなど;
インデン誘導体として、例えばインデン、1−メチルインデンなど;
ジカルボニルイミド誘導体として、例えばフェニルマレイミド、ベンジルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(9−アクリジル)マレイミドなど;
ヒドロキシアルキルエステルとして、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなど;
芳香族不飽和化合物として、例えばスチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレンなど;
共役ジエンとして、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンなど;
その他の不飽和化合物として、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニルなどを、それぞれ挙げることができる。
これらのうち、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、アクリル酸環状アルキルエステル、芳香族不飽和化合物、共役ジエン、ジカルボニルイミド誘導体が好ましく用いられ就中スチレン、t−ブチルメタクリレート、メタクリル酸ジシクロペンタニル、p−メトキシスチレン、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、1,3−ブタジエン、フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドが共重合反応性および得られるハレーション防止膜の耐熱性の点から特に好ましく用いられる。
これらの化合物(a4)は、単独であるいは組み合わせて用いられる。
本発明で用いられる共重合体[A]は上記化合物(a1)、化合物(a2)および化合物(a3)ならびに必要に応じて化合物(a4)を含有する単量体混合物を、好ましくは溶媒中で重合開始剤の存在下にラジカル重合することにより合成することができる。
共重合体[A]の製造に用いられる溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、グリコールエーテル類、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類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類などを挙げることができる。
これらの具体例としては、アルコール類として、例えばメタノール、エタノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール、3−フェニル−1−プロパノールなど;
エーテル類として、例えばテトラヒドロフランなど;
グリコールエーテル類として、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなど;
エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類として、例えば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、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチエングリコールモノエチルエーテルアセテートなど;
ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類として、例えば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モノエチルエーテルなど;
ジエチレングリコールジアルキルエーテル類として、例えば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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルなど;
プロピレングリコールモノアルキルエーテル類として、例えばプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテルなど;
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類として、例えば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、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなど;
プロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類として、例えばプロピレングリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールブチルエーテルプロピオネートなど;
芳香族炭化水素類として、例えばトルエン、キシレンなど;
ケトン類として、例えば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、メチルイソアミルケトンなど;
エステル類として、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、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、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、3−ヒドロキシプロピオン酸ブチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸ブチル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸ブチル、2−ブトキシプロピオン酸メチル、2−ブトキシプロピオン酸エチル、2−ブトキシプロピオン酸プロピル、2−ブトキシプロピオン酸ブチル、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−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、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、3−エトキシプロピオン酸プロピル、3−エトキシプロピオン酸ブチル、3−プロポキシプロピオン酸メチル、3−プロポキシプロピオン酸エチル、3−プロポキシプロピオン酸プロピル、3−プロポキシプロピオン酸ブチル、3−ブトキシプロピオン酸メチル、3−ブトキシプロピオン酸エチル、3−ブトキシプロピオン酸プロピル、3−ブトキシプロピオン酸ブチルなどのエステル類をそれぞれ挙げることができる。
これらのうち、アルコール類、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類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類が好ましく、とりわけ、ベンジルアルコール、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、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、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが特に好ましい。
共重合体[A]の製造に用いられる重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものが使用できる。例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ化合物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサンなどの有機過酸化物;および過酸化水素が挙げられる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、過酸化物を還元剤とともに用いてレドックス型開始剤としてもよい。
共重合体[A]の製造においては、分子量を調整するために分子量調整剤を使用することができる。その具体例としては、クロロホルム、四臭化炭素の如きハロゲン化炭化水素類;n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸の如きメルカプタン類;ジメチルキサントゲンスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドの如きキサントゲン類;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
本発明で用いられる共重合体[A]の好ましい具体例としては、例えば、
スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/フェニルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/無水マレイン酸/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
t−ブチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/無水マレイン酸/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
p−メトキシスチレン/(メタ)アクリル酸/シクロヘキシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/フェニルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
ブタジエン/スチレン/1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
ブタジエン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
t−ブチル(メタ)アクリレート/テトラヒドロ−2H―ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
p−メトキシスチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/シクロヘキシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体等、
t−ブチル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸グリシジル/シクロヘキシルマレイミド/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/t−ブチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/t−ブチル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸/(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/t−ブチル(メタ)アクリレート/フェニルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体等が挙げられる。
それらのうち好ましいものとして、
スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/フェニルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/(メタ)アクリル酸/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H―ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H―ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/フェニルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン/(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/1−(シクロヘキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル(メタ)アクリレート/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
スチレン/2,3−ジ−テトラヒドロピラン−2−イルオキシカルボニル−5−ノルボルネン/シクロヘキシルマレイミド/(メタ)アクリル酸グリシジル/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体、
t−ブチルメタクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸グリシジル/シクロヘキシルマレイミド/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体が挙げられる。
付加共重合体[B]
また、本発明において、不飽和多価カルボン酸無水物を共重合させた共重合体[A]中の酸無水物基に、ビニルエーテル化合物またはビニルチオエーテル化合物を、酸触媒の不存在下、室温〜100℃程度の温度で付加させることにより得られる付加共重合体[B]は、前記共重合体[A]の等価物として用いることができる。
ビニルエーテル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、2−ペンチルビニルエーテル、3−ペンチルビニルエーテル、i−ペンチルビニルエーテル、neo−ペンチルビニルエーテル、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン、3,4−ジヒドロ−2−メトキシ−2H−ピランなどが挙げられ、好ましくはエチルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、3,4−ジヒドロ−2H−ピランなどが挙げられる。
ビニルチオエーテル化合物としては、例えば、メチルビニルチオエーテル、エチルビニルチオエーテル、i−プロピルビニルチオエーテル、n−プロピルビニルチオエーテル、n−ブチルビニルチオエーテル、i−ブチルビニルチオエーテル、t−ブチルビニルチオエーテル、n−ペンチルビニルチオエーテル、2−ペンチルビニルチオエーテル、3−ペンチルビニルチオエーテル、i−ペンチルビニルチオエーテル、neo−ペンチルビニルチオエーテル、3,4−ジヒドロ−2H−チオピラン、3,4−ジヒドロ−2−メトキシ−2H−チオピランなどが挙げられ、好ましくはエチルビニルチオエーテル、i−プロピルビニルチオエーテル、n−プロピルビニルチオエーテル、n−ブチルビニルチオエーテル、i−ブチルビニルチオエーテル、t−ブチルビニルチオエーテル、3,4−ジヒドロ−2H−チオピランなどが挙げられる。
添加するビニルエーテルあるいはビニルチオエーテルの割合としては、酸無水物基に対して1.8倍モル以上2.5倍モル以下、好ましくは1.9倍モル以上2.4倍モル以下、特に好ましくは2.0倍モル以上2.4倍モル以下である。
ビニルエーテルあるいはビニルチオエーテルの量が1.8倍モル未満だと保存安定性が悪くなり、また、2.5倍モルを超えると得られる組成物の硬度が低くなる。
この付加共重合体[B]はカルボン酸のアセタール構造あるいはチオアセタール構造を有するので、遊離のカルボキシル基を有さないか、あるいは有しても少ないこと例えば、前記共重合体[A]中の酸無水物基の20モル%以下であることが好ましい。
このような付加共重合体[B]としては、例えば、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にn−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にn−ブチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−ブチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にt−ブチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水シトラコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水シトラコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水シトラコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体や、これらの共重合体で各ビニルエーテルの代わりにそれぞれ対応するチオエーテルを付加させた共重合体
これらの付加共重合体[B]のうち、さらに好ましくは、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にn−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にn−ブチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水マレイン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水イタコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/無水シトラコン酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体に3,4−ジヒドロ−2H−ピランを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にエチルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体、
(メタ)アクリル酸グリシジル/シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(単量体a2−1または単量体a2−2)共重合体にi−プロピルビニルエーテルを酸無水物基に対して2倍モル付加させた共重合体
等である。
本発明で用いられる共重合体[A]および[B]の、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という)は、好ましくは2×103〜5×105、より好ましくは5×103〜1×105である。Mwが2×103未満であると、得られるハレーション防止膜は、耐熱性、表面硬度が不十分となる場合がある。一方、5×105を超えると、膜表面の平坦性が不十分となる場合がある。
<その他の成分>
本発明の硬化性組成物は、上述した共重合体[A]または付加共重合体[B]を必須成分とするものであるが、必要に応じて、その他の成分を含有することができる。このようなその他の成分としては、例えば接着助剤、硬化促進剤、界面活性剤、紫外線吸収剤等を挙げることができる。
[接着助剤]
接着助剤は、形成されるハレーション防止膜と基板との密着性を向上させるために添加することができる。
このような接着助剤としては、例えばカルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基などの反応性置換基を有する官能性シランカップリング剤が好ましく用いられる。具体的に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−イソシアナ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などが挙げられる。
接着助剤の使用割合は、好ましくは、共重合体[A]または付加共重合体[B]100重量部に対して30重量部以下、より好ましくは0.1〜25重量部、特に好ましくは1〜20重量部である。接着助剤の使用割合が100重量部を超えると、得られるハレーション防止膜の耐熱性が不充分となることがある。
[硬化促進剤]
硬化促進剤は、共重合体[A]または付加共重合体[B]の反応を促進させるために添加することができる。このような硬化促進剤としては例えば2級窒素原子または3級窒素原子を含むヘテロ環構造を有する化合物を挙げることができる。
このような化合物の具体例としては、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、インドール、インダゾール、ベンズイミダゾール若しくはイソシアヌル酸またはこれらの誘導体等を挙げることができる。これらの中でも、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチル−1−(2’−シアノエチル)イミダゾール、2−エチル−4−メチル−1−[2’−(3'',5''−ジアミノトリアジニル)エチル]イミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体が好適であり、最も好適には、2−エチル−4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール等が使用される。
これらの化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて硬化促進剤として用いることができる。
硬化促進剤は、共重合体[A]または付加共重合体[B]100重量部に対して、好ましくは5重量部以下、より好ましくは1重量部以下の割合で使用される。
[界面活性剤]
界面活性剤は、組成物の塗布性を向上するために添加することができる。
このような界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
上記ノニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンジアルキルエステル類などが挙げられる。
これらの具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類としてはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等が挙げられ、ポリオキシエチレンアリールエーテル類としては、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルが挙げられ、ポリオキシエチレンジアルキルエステル類としては、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレート等が挙げられる。
このような界面活性剤の市販品としては、フッ素系界面活性剤として、BM CHIMIE社製 商品名:BM−1000、BM−1100、大日本インキ化学工業(株)社製 商品名:メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、住友スリーエム(株)社製 商品名:フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431、FC4430、FC4432、旭硝子(株)社製 商品名:サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141,同S−145、同S−382,同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106等、(株)ネオス社製 商品名:FTX−216D、FTX−218、FTX−20D等;
シリコーン系界面活性剤として、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)社製 商品名:SH−28PA、SH−190、SH−193、SZ−6032、SF−8428、DC−57、DC−190、信越化学工業(株)社製 商品名:KP341、新秋田化成(株)社製 商品名:エフトップEF301、同EF303、同EF352等;
ノニオン系界面活性剤としては、共栄社化学(株)社製 商品名:(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、同No.90、同No.95等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
界面活性剤の使用割合は、その種類や硬化性組成物を構成する各成分の種類や割合等によっても異なるが、共重合体[A]または付加共重合体[B]100重量部に対して、好ましくは5重量部以下、より好ましくは0.0001〜2重量部、さらに好ましくは0.001〜0.5重量部の範囲で使用される。
熱硬化性組成物の調製
本発明の熱硬化性組成物は、適当な溶媒に溶解されて溶液状態で用いられる。例えば共重合体[A]または付加共重合体[B]ならびに必要に応じて添加されるその他の成分を、所定の割合で混合することにより、溶液状態の熱硬化性組成物を調製することができる。
本発明の熱硬化性組成物は、各成分を、好ましくは適当な溶媒中に均一に溶解または分散することにより調製される。使用される溶媒としては、組成物の各成分を溶解または分散し、各成分と反応しないものが用いられる。
このような溶媒としては、前述の共重合体[A]を製造する際に使用される溶媒として例示したものと同様のものを使用することができる。溶媒の使用量としては、本発明の熱硬化性組成物中の全固形分(共重合体[A]、ならびに必要に応じて添加されるその他の成分の合計量)の含有量が、好ましくは1〜50重量部、より好ましくは5〜40重量部となるような範囲である。
また、前記の溶媒とともに高沸点溶媒を併用することができる。併用できる高沸点溶媒としては、例えばN−メチルホルムアミド、N,N−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、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などが挙げられる。
高沸点溶媒を併用する際の使用量としては、全溶媒量に対して好ましくは90重量部以下、さらに好ましくは80重量部以下である。
上記のようにして調製された熱硬化性組成物の溶液は、例えば、孔径0.2〜3.0μm、好ましくは孔径0.2〜0.5μm程度のミリポアフィルタなどを用いて濾別した後、使用に供することもできる。
固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法
次に、本発明の熱硬化性組成物を用いて本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜を形成する方法について説明する。
本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法は少なくとも以下の工程[1]および[2]を含むものである。
[1]基板上に上記の熱硬化性組成物の塗膜を形成する工程。
[2]該塗膜を加熱処理する工程。
以下、順に説明する。
[1]基板上に上記の熱硬化性組成物の塗膜を形成する工程。
本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法においては、まず基板上に本発明の熱硬化性組成物の塗膜を形成する工程に付される。基板上への塗膜の形成は、基板上に本発明の熱固化性組成物を塗布することにより行われる。
本発明において、基板として、例えばガラス、石英、シリコン、樹脂等の基板を使用することができる。樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ならびに環状オレフィンの開環重合体およびその水素添加物の如き樹脂を挙げることができる。
塗布方法としては、例えばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法などの適宜の方法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法が好ましい。
その後、溶媒を除去することにより基板上に塗膜を形成することができる。本発明において、溶媒除去工程を特に独立して設ける必要はなく、プロセス中に溶媒が自然に散逸するような態様でもよく、また、溶媒除去工程を次の「[2]塗膜を加熱処理する工程」と一体として行ってもよい。なお、別途の溶媒除去工程を採用することを妨げることではない。溶媒除去工程を別途に実施するときは、室温〜150℃程度の温度で適宜の時間保持することにより実施することができる。
ここで塗膜の厚さは、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.3〜3μmである。なお、この値は溶媒除去後の膜厚として理解されるべきである。
[2]塗膜を加熱処理する工程
上記のようにして基板上に形成された塗膜は、次いで加熱処理工程を実施することにより、本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜とすることができる。
加熱温度としては、好ましくは150〜250℃である。加熱時間は使用する加熱機器の種類等により適宜に設定することができるが、加熱機器として例えばホットプレートを使用する際には3〜15分間程度、クリーンオーブンを使用する場合には15〜30分間程度とすることができる。
この加熱処理工程は1段階で行ってもよく、また、2段階以上の工程の組み合わせで行うこともできる。
固体撮像素子のハレーション防止膜
上記のようにして形成された本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜は、当該ハレーション防止膜の上にカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程において、下地基板からの乱反射光を効果的に抑制でき、かつ高度の耐熱性を有する。そのため本発明の固体撮像素子のハレーション防止膜上に形成されたカラーフィルターやマイクロレンズは所望の形状、サイズのものとすることができる。
なお、固体撮像素子のハレーション防止膜の厚さは、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.3〜3μmである。
この値が0.1μm未満のときは下地基板からの乱反射光を抑制する効果が不十分となる場合があり、一方、5μmを超えて厚くする必要はない。
固体撮像素子
本発明の固体撮像素子は、上記のハレーション防止膜を有する。
該ハレーション防止膜上に形成されたカラーフィルターやマイクロレンズは所望の形状、サイズのものであるため、本発明の固体撮像素子は信頼性に優れる。
以下に合成例、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
合成例1
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)6重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込んだ。引き続きスチレン13重量部、テトラヒドロー2H―ピラン−2−イルメタクリレート20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部およびシクロヘキシルマレイミド22重量部、単量体(a2−1)(大塚化学(株)製、商品名「RUVA−93」)5重量部を仕込み窒素置換した後ゆるやかに撹拌を始めた。溶液温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し共重合体(A−1)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.0重量%であった。また、共重合体(A−1)の重量平均分子量(Mw)は、6,000であった。
合成例2
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込み、引き続き、メタクリル酸グリシジル45重量部、無水マレイン酸15重量部、N−シクロヘキシルマレイミド15重量部およびスチレン15重量部、単量体(a2−1)(大塚化学(株)製、商品名「RUVA−93」)10重量部を仕込んで窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を保持して5時間重合した。その後、i−プロピルビニルエーテル30重量部を滴下し、攪拌しつつ、2時間反応させることにより、共重合体(A−2)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.2重量%であった。また、共重合体(A−2)の重量平均分子量(Mw)は、15,000であった。
合成例3
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込み、引き続き、メタクリル酸グリシジルメチル45重量部、メタクリル酸15重量部、N−シクロヘキシルマレイミド15重量部およびスチレン15重量部、単量体(a2−2)10重量部を仕込んで窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を保持して5時間重合し、共重合体(A−3)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.2重量%であった。また、共重合体(A−3)の重量平均分子量(Mw)は、4,000であった。
合成例4
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込み、引き続き、メタクリル酸メチルグリシジル45重量部、無水マレイン酸15重量部、N−シクロヘキシルマレイミド12.5重量部およびスチレン12.5重量部、単量体(a2−2)15重量部を仕込んで窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を保持して5時間重合した。その後、i−プロピルビニルエーテル30重量部を滴下し、攪拌しつつ、2時間反応させることにより、共重合体(A−4)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.1重量%であった。また、共重合体(A−4)の重量平均分子量(Mw)は、10,000であった。
比較合成例1
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)6重量部およびジエチレングリコールエチルメチルエーテル200重量部を仕込み、引き続き、メタクリル酸グリシジル45重量部、アクリル酸15重量部、N−シクロヘキシルマレイミド15重量部およびスチレン25重量部を仕込んで窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を保持して5時間重合し、共重合体(A−3)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.2重量%であった。また、共重合体(R−1)の重量平均分子量(Mw)は、6,000であった。
実施例1
上記合成例1で合成した共重合体[A−1]を含む重合体溶液の共重合体[A−1]100重量部(固形分)に相当する量を、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル100重量部で希釈した後、接着助剤としてγ−グリシドキシプロピルエトキシシラン5重量部および、界面活性剤としてSH28PA(シリコン系界面活性剤、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)0.075重量部を添加し十分に攪拌することにより、熱硬化性組成物[S−1]を得た。
ハレーション防止膜の形成
ガラス基板上に、上記で調製した硬化性組成物[S−1]を、スピンコータを用いて塗布し、ホットプレートにより230℃、6分間の加熱処理し、膜厚1.6μmのハレーション防止膜を形成した。
ハレーション防止膜の評価
(1)光線透過率
上記のようにして形成したハレーション防止膜を有する基板について、分光光度計150−20型ダブルビーム(日立製作所(株)製)を用いて365nmおよび400nmの透過率を測定した。次いで、ホットプレートにて180℃、230℃および250℃、20分間の追加加熱を行った後、同様に365nmおよび400nmの透過率を測定した。これらの値を表1に示した。365nmの透過率が70%以下のとき、ハレーション防止性能、すなわちカラーフィルターやマイクロレンズを形成する際の露光工程における下地基板からの乱反射光を抑制する効果が優れているといえる。また、400nmの透過率が95%以上のとき、可視光線の透過率が良好であるといえる。
実施例1で形成したハレーション防止膜についてみると、追加加熱前および追加加熱後の双方において、ハレーション防止性能および可視光線透過率に優れていることが分かる。
(2)マイクロレンズ材料のパターニング
上記のようにして形成したハレーション防止膜を有する基板上に、スピンナーを用いて、マイクロレンズ材料(JSR(株)製、商品名「MFR−380」)を塗布した後、100℃にて90秒間ホットプレート上でプレベークして膜厚2.5μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に4.0μmドット・2.0μmスペ−スパタ−ンを有するパターンマスクを介してニコン(株)製NSR1755i7A縮小投影露光機(NA=0.50、λ=365nm)で2,200J/m2の露光量にて露光を行い、1重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて23℃、1分間揺動浸漬法にて現像した。次いで23℃にて超純水で30秒間流水リンスし、乾燥して基板上のハレーション防止膜上にパターンを形成した。
ここで形成されたマイクロレンズパターンを走査型電子顕微鏡((株)日立計測器サービス製、形式「S−4200」)を使用して観察した。パターンの形状を表1に示した。このとき、ハレーション防止膜のハレーション防止性能(下地基板からの乱反射光を抑制する性能)が十分であれば、図1(a)の模式説明図に示したようにパターン側面が平面上に形成される。しかし、ハレーション防止性能が不十分であれば、露光時にハレーションによる定在波が影響し、パターン側面は図1(b)のように波状に形成される。
また、上記のようにして形成したハレーション防止膜を有する基板を、さらにホットプレートにて230℃、20分間の追加加熱を行った後、当該追加加熱処理したハレーション防止膜上に、上記と同様にしてマイクロレンズパターンを形成した。同様に電子顕微鏡によるパターン形状の観察結果を表1に示した。
実施例2〜4
実施例1において、共重合体[A]として共重合体[A−1]を含有する溶液の代わりに表1に記載した共重合体を含有する溶液を固形分換算で100重量部添加し、界面活性剤であるSH28PA(シリコン系界面活性剤、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)および接着助剤であるγ−グリシドキシプロピルエトキシシランの添加量をそれぞれ表1に記載の通りとした他は実施例1と同様に実施した。
また、各実施例で形成されたハレーション防止膜の膜厚は、表1に示した。
評価結果は表1に示した。
比較例1
実施例1において、共重合体[A−1]を含有する溶液の代わりに上記比較合成例1で合成した共重合体[R−1]を含有する溶液を固形分換算で100重量部添加し、また放射線吸収剤としてのチヌビン234(チバガイギー(株)製)を10重量部添加した他は実施例1と同様に実施した。なお、ここで形成したハレーション防止膜の膜厚は、1.6μmであった。
評価結果を表1に示す。
比較例1のハレーション防止膜は、追加加熱前のハレーション防止性能こそ良好であるが、追加加熱後のハレーション防止性能は顕著に低下しており、耐熱性に劣ることが分かる。
Figure 2005281445
マイクロレンズパターンの形状を示す模式図説明である。

Claims (9)

  1. (1)エポキシ基、(2)放射線吸収性基並びに(3)カルボン酸基、カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸のt−ブチルエステル構造およびカルボン酸のチオアセタールエステル構造よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する重合体を含有することを特徴とする熱硬化性組成物。
  2. 重合体が、(a1)エポキシ基含有不飽和化合物、(a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物、および(a3)(a3−1)重合性不飽和カルボン酸および/または重合性不飽和多価カルボン酸無水物、または(a3−2)カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造およびカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造を有する重合性不飽和化合物、を含有する単量体混合物の共重合体である請求項1に記載の熱硬化性組成物。
  3. 重合体が、(a1)エポキシ基含有不飽和化合物、(a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物および(a3−1)重合性不飽和多価カルボン酸無水物を含有する単量体混合物の共重合体[A]の酸無水物基に、ビニルエーテル化合物またはビニルチオエーテル化合物を付加せしめて得られた、カルボン酸のアセタール構造またはチオアセタール構造を有する付加共重合体である請求項1に記載の熱硬化性組成物。
  4. (a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物が下記式(1)で表される放射線吸収性構造を含む、請求項2または3に記載の熱硬化性組成物。
    Figure 2005281445
  5. (a2)放射線吸収性ラジカル重合性化合物が、下記式(2)、(3)および(4)のそれぞれで表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項2または3に記載の熱硬化性組成物。
    Figure 2005281445
    [式中、R1およびR2は、同一または異なり、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、シアノ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基またはアルコキシカルボニル基を示し、R3は炭素数2〜10のアルキレン基を示しそしてR4は水素原子またはメチル基を示す。]
    Figure 2005281445
    [式中、R4の定義は上記に同じでありそしてR5は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。]
    Figure 2005281445
    [式中、R3、R4およびR5の定義は上記に同じでありそしてR6は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキレン基を示す。]
  6. 固体撮像素子のハレーション防止膜の形成用である請求項1〜5のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
  7. 少なくとも以下の工程[1]および[2]を含むことを特徴とする、固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法。
    [1]基板上に請求項6に記載の組成物の塗膜を形成する工程、
    [2]該塗膜を加熱処理する工程、
  8. 請求項7に記載の方法により形成された固体撮像素子のハレーション防止膜。
  9. 請求項8に記載のハレーション防止膜を有する固体撮像素子。

JP2004096087A 2004-03-29 2004-03-29 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子 Expired - Lifetime JP4671016B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004096087A JP4671016B2 (ja) 2004-03-29 2004-03-29 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子
TW094109436A TW200609251A (en) 2004-03-29 2005-03-25 Thermosetting composition, halation preventing film of solid state imaging device and its forming method, and solid state imaging device
KR1020050025344A KR101098079B1 (ko) 2004-03-29 2005-03-28 열경화성 조성물, 고체 촬상 소자의 헐레이션 방지막 및그의 형성 방법, 및 고체 촬상 소자
CNB2005100595643A CN100500768C (zh) 2004-03-29 2005-03-29 热固性组合物、固体摄像元件的防晕影膜及其形成方法、和固体摄像元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004096087A JP4671016B2 (ja) 2004-03-29 2004-03-29 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005281445A true JP2005281445A (ja) 2005-10-13
JP4671016B2 JP4671016B2 (ja) 2011-04-13

Family

ID=35049311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004096087A Expired - Lifetime JP4671016B2 (ja) 2004-03-29 2004-03-29 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4671016B2 (ja)
KR (1) KR101098079B1 (ja)
CN (1) CN100500768C (ja)
TW (1) TW200609251A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007297585A (ja) * 2005-10-03 2007-11-15 Nippon Shokubai Co Ltd 非晶性熱可塑性樹脂、及び、押し出しフィルム又はシート
JP2007332200A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Jsr Corp 熱硬化性樹脂組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法、固体撮像素子のハレーション防止膜、ならびに固体撮像素子
JP2016194079A (ja) * 2011-07-07 2016-11-17 日産化学工業株式会社 マイクロレンズ用又は平坦化膜用樹脂組成物
WO2023243516A1 (ja) * 2022-06-14 2023-12-21 デンカ株式会社 反応性硬化剤

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001019721A (ja) * 1999-07-09 2001-01-23 Nippon Shokubai Co Ltd 硬化性樹脂組成物
JP2004190006A (ja) * 2002-11-29 2004-07-08 Jsr Corp 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001019721A (ja) * 1999-07-09 2001-01-23 Nippon Shokubai Co Ltd 硬化性樹脂組成物
JP2004190006A (ja) * 2002-11-29 2004-07-08 Jsr Corp 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007297585A (ja) * 2005-10-03 2007-11-15 Nippon Shokubai Co Ltd 非晶性熱可塑性樹脂、及び、押し出しフィルム又はシート
JP2007332200A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Jsr Corp 熱硬化性樹脂組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法、固体撮像素子のハレーション防止膜、ならびに固体撮像素子
JP2016194079A (ja) * 2011-07-07 2016-11-17 日産化学工業株式会社 マイクロレンズ用又は平坦化膜用樹脂組成物
US9994685B2 (en) 2011-07-07 2018-06-12 Nissan Chemical Industries, Ltd. Resin composition
WO2023243516A1 (ja) * 2022-06-14 2023-12-21 デンカ株式会社 反応性硬化剤

Also Published As

Publication number Publication date
CN1676549A (zh) 2005-10-05
JP4671016B2 (ja) 2011-04-13
KR101098079B1 (ko) 2011-12-26
TW200609251A (en) 2006-03-16
CN100500768C (zh) 2009-06-17
KR20060044820A (ko) 2006-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101837970B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막, 및 이를 이용한 디스플레이 장치
JP5685803B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物および液晶表示素子用スペーサーとその製造法
TWI657100B (zh) 感光性樹脂組成物、使用其的黑色像素界定層及顯示裝置
JP2000103937A (ja) 熱硬化性樹脂組成物
KR101863249B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
JP2000119472A (ja) 熱硬化性樹脂組成物
TWI506367B (zh) 光敏樹脂組合物以及使用其的黑色間隔體
JP2007099943A (ja) 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子
TW202020062A (zh) 感光性樹脂組成物、感光性樹脂層以及彩色濾光片層
KR20180126299A (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR101098079B1 (ko) 열경화성 조성물, 고체 촬상 소자의 헐레이션 방지막 및그의 형성 방법, 및 고체 촬상 소자
JP4581810B2 (ja) 層間絶縁膜形成用感放射線性樹脂組成物およびマイクロレンズ形成用感放射線性組成物
JP2007332200A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜の形成方法、固体撮像素子のハレーション防止膜、ならびに固体撮像素子
KR101333713B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 및 이를 이용한 차광층 및 칼럼 스페이서
KR101835500B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101711921B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
TWI655504B (zh) 感光性樹脂組成物、使用其的黑色像素界定層及顯示裝置
JP3951302B2 (ja) 熱硬化性組成物、固体撮像素子のハレーション防止膜およびその形成方法、ならびに固体撮像素子
JP2009203344A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、カラーフィルタの保護膜の製造方法およびカラーフィルタの保護膜
KR20060049963A (ko) 마이크로렌즈 형성용 감방사선성 수지 조성물
TWI621916B (zh) 感光性樹脂組合物、使用其的黑色畫素界定層以及顯示裝置
KR20160118865A (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
JPH0618702A (ja) レンズ用感光性樹脂組成物
TW202011118A (zh) 感光性樹脂組成物、使用其的感光性樹脂層及彩色濾光片
KR101661672B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060727

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4671016

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250