JP2006126397A - 感光性樹脂組成物、表示パネル用スペーサーおよび表示パネル - Google Patents

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Abstract

【課題】生体に対する安全性に問題がなく、しかも大型基板に対しても良好な塗布性を有し、高感度でマスクパターンの設計サイズを忠実に再現でき、かつ基板との密着性に優れ、また強度、耐熱性等にも優れた表示パネル用スペーサーを形成しうる感光性樹脂組成物を提供することにある。
【解決手段】感光性樹脂組成物は〔A〕(a1)エチレン性不飽和カルボン酸および/またはエチレン性不飽和カルボン酸無水物と(a2)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物と(a3)他のエチレン性不飽和化合物との共重合体、
〔B〕エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物
〔C〕感放射線重合開始剤、並びに
〔D〕1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン等に代表される有機溶剤を含有する。

【選択図】なし

Description

本発明は、感光性樹脂組成物、表示パネル用スペーサーおよび表示パネルに関わり、さらに詳しくは、液晶表示パネルやタッチパネルなどの表示パネルに用いられるスペーサーを形成するための材料として好適な感光性樹脂組成物、当該組成物から形成された表示パネル用スペーサー、および当該スペーサーを具備してなる表示パネルに関する。
液晶表示パネルには、従来から、2枚の基板間の間隔(セルギャップ)を一定に保つため、所定の粒径を有するガラスビーズ、プラスチックビーズ等のスペーサー粒子が使用されているが、これらスペーサー粒子は、ガラス基板などの透明基板上にランダムに散布されるため、画素形成領域にスペーサー粒子が存在すると、スペーサー粒子の写り込み現象を生じたり、入射光が散乱を受け、液晶パネルのコントラストが低下するという問題があった。
そこで、これらの問題を解決するために、スペーサーをフォトリソグラフィーにより形成する方法が採用されるようになってきた。この方法は、感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、所定のマスクを介して紫外線を露光したのち現像して、ドット状やストライプ状のスペーサーを形成するものであり、画素形成領域以外の所定の場所にのみスペーサーを形成することができるため、前述したような問題は基本的には解決される。
さらに、スペーサーを形成する基板が大型化するに伴い、その塗布方法も、従来のスピン塗布からスリット塗布、スリットアンドスピン塗布等が主流になってきており、このような動向を反映して、大型基板に対しても良好な塗布性を示し、単なる膜厚均一性に止まらず、基板の端部と中心部との膜厚差を小さくできる材料の開発が強く望まれている。
一方、近年米国において、エチレングリコールエチルエーテルアセテート(ECA)の労働作業環境下での濃度規制が行われたのを契機に、感放射線性樹脂組成物に用いる有機溶剤の安全性に対する関心が高まっている。そして、規制による使用禁止ないし当業界の自主規制の対象となっている主な有機溶剤としては、生体内で代謝されてメトキシ酢酸やエトキシ酢酸を生成するものが挙げられ、その代表例はエチレングリコール類、ジエチレングリコール類、トリエチレングリコール類等である。したがって、生体に対して安全な有機溶剤を採用しつつ、スペーサーに関する前記諸要求を満たす感放射線性樹脂組成物の開発が急務となっている。
特開平11−133600号公報 特開2001−354822号公報 特開2001−343743号公報 特開平6−18702号公報 特開平6−136239号公報
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであって、その課題は、生体に対する安全性に問題がなく、しかも大型基板に対しても良好な塗布性を有し、高感度でマスクパターンの設計サイズを忠実に再現でき、かつ基板との密着性に優れ、また強度、耐熱性等にも優れた表示パネル用スペーサーを形成しうる感光性樹脂組成物を提供することにある。
本発明によると、前記課題は、第一に、
〔A〕(a1)エチレン性不飽和カルボン酸および/またはエチレン性不飽和カルボン酸無水物と(a2)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物と(a3)他のエチレンン性不飽和化合物との共重合体、
〔B〕エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物
〔C〕感放射線重合開始剤、並びに
〔D〕下記式(I)で表される化合物を含む有機溶剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 2006126397
〔式中、nは1または2であり、n=1のとき、(1)R1 はメチル基またはエチル基を示し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示すか、あるいは(2) R1 はメチルカルボニル基を示し、
2 は炭素数3〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示すか、あるいは(3)R1 は炭素数3〜4のアルキル基または
−CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示し;n=2のとき、R1 およびR2 は相互に独立に炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示す。〕
を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物(以下、「感光性樹脂組成物(イ)」という。)、
によって達成される。
本発明によると、前記課題は、第二に、感光性樹脂組成物(イ)から形成された表示パネル用スペーサー、によって達成される。
本発明によると、前記課題は、第三に、前記表示パネル用スペーサーを具備してなる表示パネル、によって達成される。
本発明によると、前記課題は、第四に、少なくとも下記(1)〜(4)の工程を含むことを特徴とする表示パネル用スペーサーの形成方法によって達成される。
(1)請求項1に記載の表示パネル用スペーサー用感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程。
(2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を露光する工程。
(3)露光後の塗膜を現像処理する工程。
(4)現像後の塗膜を加熱処理する工程。
以下、本発明について詳細に説明する。
感光性樹脂組成物(イ)
−共重合体〔A〕−
感光性樹脂組成物(イ)における〔A〕成分は、(a1)エチレン性不飽和カルボン酸および/またはエチレン性不飽和カルボン酸無水物と(a2)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物と(a3)他のエチレン性不飽和化合物との共重合体(以下、「共重合体〔A〕」という。)からなる。
共重合体〔A〕を構成する各成分のうち、(a1)エチレン性不飽和カルボン酸および/またはエチレン性不飽和カルボン酸無水物(以下、これらをまとめて「不飽和カルボン酸系単量体(a1)」という。)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のモノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸類;前記ジカルボン酸の無水物類等を挙げることができる。
これらの不飽和カルボン酸系単量体(a1)のうち、共重合反応性、得られる共重合体のアルカリ水溶液に対する溶解性および入手が容易である点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
感光性樹脂組成物(イ)において、不飽和カルボン酸系単量体(a1)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。
共重合体〔A〕において、不飽和カルボン酸系単量体(a1)に由来する繰返し単位の含有率は、好ましくは5〜50重量%、さらに好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは15〜30重量%である。この場合、不飽和カルボン酸系単量体(a1)に由来する繰返し単位の含有率が5重量%未満であると、アルカリ水溶液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方40重量%を超えると、アルカリ水溶液に対する溶解性が大きくなりすぎるおそれがある。
また、(a2)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物(以下、「エポキシ基含有単量体(a2)」という。)としては、例えば、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−メチルグリシジル、アクリル酸3,4−エポキシブチル、アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等のアクリル酸エポキシアルキルエステル類;メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−メチルグリシジル、メタクリル酸3,4−エポキシブチル、メタクリル酸6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等のメタクリル酸エポキシアルキルエステル類;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、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル等のα−アルキルアクリル酸エポキシアルキルエステル類;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等のグリシジルエーテル類を挙げることができる。
これらのエポキシ基含有単量体(a2)のうち、共重合反応性およびスペーサーの強度の点から、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−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等が好ましい。
感光性樹脂組成物(イ)において、エポキシ基含有単量体(a2)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。
共重合体〔A〕において、エポキシ基含有単量体(a2)に由来する繰返し単位の含有率は、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは20〜60重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。この場合、エポキシ基含有単量体(a2)に由来する繰返し単位の含有率が10重量%未満であると、得られるスペーサーの強度が低下する傾向があり、一方70重量%を超えると、得られる共重合体の保存安定性が低下する傾向がある。
さらに、(a3)他のエチレン性不飽和化合物(以下、単に「他の単量体(a3)」という。)としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸i−プロピル等のアクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸t−ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、アクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6] デカン−8−イル、アクリル酸2−(トリシクロ[ 5.2.1.02,6] デカン−8−イルオキシ)エチル、アクリル酸イソボロニル等のアクリル酸脂環式エステル類;メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6] デカン−8−イル、メタクリル酸2−(トリシクロ[ 5.2.1.02,6] デカン−8−イルオキシ)エチル、メタクリル酸イソボロニル等のメタクリル酸脂環式エステル類;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸のアリールエステルあるいはアラルキルエステル類;メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸のアリールエステルあるいはアラルキルエステル類;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等のジカルボン酸ジアルキルエステル類;メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル等のメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフリル、メタクリル酸テトラヒドロフピラン−2−メチル等の酸素一原子を含む不飽和複素五及び六員環メタクリル酸エステル類;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、p−メトキシスチレン等のビニル芳香族化合物;1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等の共役ジエン系化合物のほか、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル等を挙げることができる。
これらの他の単量体(a3)のうち、共重合反応性および得られる共重合体のアルカリ水溶液に対する溶解性の点から、アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6] デカン−8−イル、スチレン、p−メトキシスチレン、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、1,3−ブタジエン等が好ましい。
感光性樹脂組成物(イ)において、他の単量体(a3)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。
共重合体〔A〕において、他の単量体(a3)に由来する繰返し単位の含有率は、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは20〜50重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。この場合、他の単量体(a3)に由来する繰返し単位の含有率が10重量%未満であると、得られる共重合体の保存安定性が低下する傾向にあり、一方70重量%を超えると、得られる共重合体のアルカリ水溶液に対する溶解性が低下する傾向がある。
共重合体〔A〕は、カルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基とエポキシ基とを有しており、アルカリ水溶液に対して適度の溶解性を有するとともに、特別な硬化剤を併用しなくとも加熱により容易に硬化させることができるものであり、当該共重合体を含有する感光性樹脂組成物(イ)は、現像する際に現像残りおよび膜減りを生じることなく、所定パターンのスペーサーを容易に形成することができる。各不飽和化合物を、適当な溶媒および重合開始剤の存在下、例えばラジカル重合によって合成することができる。
前記ラジカル重合に使用される溶媒としては、例えば、アルコール、エーテル、グリコールエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、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、芳香族炭化水素、ケトン、エステル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−フェニルエチルアルコール、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、エチレ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、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として、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ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プロピオネートとして、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アセテートとして、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;
ジプロピレングリコールとして、例えばジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルメチルエーテルなど;
芳香族炭化水素として、例えばトルエン、キシレンなど;
ケトンとして、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−ペンタノンなど;
エステルとして、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をそれぞれ挙げることができる。
これらのうち、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートが好ましく、就中、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピ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が特に好ましい。
前記溶媒は、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。
ン酸アルキル類、ジプロピレングリコールアルキルエーテル類等が好ましい。
前記溶媒は、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。
本発明においては、共重合体〔A〕を後述する有機溶剤(1)を含む溶媒中における重合により製造し、得られた共重合体〔A〕の溶液をそのまま感放射線性樹脂組成物の調製に供することが好ましい。また、共重合体〔A〕を製造する際に有機溶剤(1)以外の溶媒を用いた場合は、重合後に、共重合体〔A〕を貧溶剤で析出させたのち、有機溶剤(1)に再溶解させて感放射線性樹脂組成物の調製に供する方法;重合後に、有機溶剤(1)で溶剤置換して感放射線性樹脂組成物の調製に供する方法等を採用することができる。
前記重合に用いられるラジカル重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、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)、4,4’−アゾビス(4―シアノバレリアン酸)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;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)シクロヘキサン等の有機過酸化物;過酸化水素等を挙げることができる。また、ラジカル重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、それと還元剤とを併用して、レドックス型開始剤としてもよい。
これらのラジカル重合開始剤は、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。
このようにして得られた共重合体〔A〕は、溶液のまま感放射線性樹脂組成物の調製に供しても、また溶液から分離して感放射線性樹脂組成物の調製に供してもよい。
共重合体〔A〕を製造する重合に際しては、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。
前記分子量調整剤としては、例えば、クロロホルム、四臭化炭素等の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、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンスルフィド、ジ−i−プロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類や、ターピノーレン、α―メチルスチレンダイマー等を挙げることができる。
これらの分子量調整剤は、単独でまたは2種類以上を混合して使用することができる。
共重合体〔A〕のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、2,000〜100,000、好ましくは5,000〜50,000である。この場合、Mwが2,000未満であると、得られる被膜の現像性、残膜率等が低下したり、またパターン形状、耐熱性等が損なわれるおそれがあり、一方100,000を超えると、解像度が低下したり、パターン形状が損なわれるおそれがある。
−重合性化合物〔B〕−
感光性樹脂組成物(イ)における〔B〕成分は、エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物(以下、「重合性化合物〔B〕」という。)
重合性化合物〔B〕としては、特に限定されるものではないが、単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル類が、重合性が良好であり、得られるスペーサーの強度が向上する点から好ましい。
前記単官能(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート、イソボロニルアクリレート、イソボロニルメタクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−メタクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート等を挙げることができ、また市販品として、例えば、アロニックスM−101、同M−111、同M−114(東亜合成(株)製);KAYARAD TC−110S、同TC−120S(日本化薬(株)製);ビスコート158、同2311(大阪有機化学工業(株)製)等を挙げることができる。
また、前記2官能(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタクリレート等を挙げることができ、また市販品として、例えば、アロニックスM−210、同M−240、同M−6200(東亜合成(株)製)、KAYARAD HDDA、同HX−220、同R−604(日本化薬(株)製)、ビスコート260、同312、同335HP(大阪有機化学工業(株)製)等を挙げることができる。
さらに、前記3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリ(2−アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、トリ(2−メタクリロイルオキシエチル)フォスフェート等を挙げることができる。
特に9官能以上の(メタ)アクリレートは、アルキレン直鎖および脂環構造を有し、2個以上のイソシアネート基を含む化合物と分子内に1個以上の水酸基を含有する3官能、4官能および5官能の(メタ)アクリレート化合物を反応させて得られるウレタンアクリレート化合物が挙げられる。
上記市販品として、例えば、アロニックスM−309、同M−400、同M−405、同M−450、同M−7100、同M−8030、同M−8060、同TO−1450(東亜合成(株)製)、KAYARAD TMPTA、同DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120(日本化薬(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(大阪有機化学工業(株)製)等を挙げることができる。9官能以上の多官能ウレタンアクリレートの市販品は、例として、ニューフロンティア R−1150(以上、第一工業製薬(株)製)、KAYARAD DPHA−40H(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
これらの単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル類のうち、3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル類がさらに好ましく、特に、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
前記単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル類は、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
感光性樹脂組成物(イ)において、重合性化合物〔B〕の使用量は、共重合体〔A〕100重量部に対して、好ましくは50〜140重量部、さらに好ましくは40〜120重量部である。この場合、重合性化合物〔B〕の使用量が40重量部未満では、現像時に現像残りが発生するおそれがあり、一方140重量部を超えると、得られるスペーサーの硬度が低下する傾向がある。
−光重合開始剤〔C〕−
本発明でいう光重合開始剤とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、荷電粒子線、X線等による露光により、重合性化合物〔B〕の重合を開始しうる活性種を発生する成分を意味する。
感光性樹脂組成物(イ)における光重合開始剤〔C〕の使用量は、重合性化合物〔B〕100重量部に対して、好ましくは5〜30重量部、さらに好ましくは5〜20重量部である。この場合、光重合開始剤〔C〕の使用量が5重量部未満では、現像時の残膜率が低下する傾向があり、一方30重量部を超えると、現像時に未露光部のアルカリ性現像液に対する溶解性が低下する傾向がある。
また、感光性樹脂組成物(イ)においては、光重合開始剤〔C〕と共に、他の光重合開始剤を少なくとも1種併用することができる。
光重合開始剤〔C〕として、例えば、O−アシルオキシムエステル系化合物、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ホスフィン系化合物、トリアジン系化合物等を挙げることができる。
O−アシルオキシムエステル系化合物(以下〔C−1〕の具体例としては、1−[9−エチル−6−ベンゾイル−9.H.−カルバゾール−3−イル]−ノナン−1,2−ノナン−2−オキシム−O−ベンゾアート、1−[9−エチル−6−ベンゾイル−9.H.−カルバゾール−3−イル]−ノナン−1,2−ノナン−2−オキシム−O−アセタート、1−[9−エチル−6−ベンゾイル−9.H.−カルバゾール−3−イル]−ペンタン−1,2−ペンタン−2−オキシム−O−アセタート、1−[9−エチル−6−ベンゾイル−9.H.−カルバゾール−3−イル]−オクタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−ベンゾアート、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−[9−エチル−6−(1,3,5−トリメチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−ベンゾアート、1−[9−ブチル−6−(2−エチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−ベンゾアート等を挙げることができる。また、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)、1,2−ブタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)、1,2−ブタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−アセチルオキシム)、1,2−オクタジオン−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−(4―メチルベンゾイルオキシム))等を挙げることができる。
これらのうち、特に1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)が好ましい。これら光重合開始剤〔C−1〕は同時に2種以上を使用しても良い。
これらの光重合開始剤〔C−1〕を用いることにより、良好な感度、密着性を有したスペーサーを得ることを可能にする。
前記アセトフェノン系化合物〔C−2〕としては、例えば、α−ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、これら以外の化合物を挙げることができる。
前記α−ヒドロキシケトン系化合物の具体例としては、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−i−プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等を挙げることができ、前記α−アミノケトン系化合物の具体例としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2−(4−メチルベンジル)−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1等を挙げることができ、これら以外の化合物の具体例としては、2,2−ジメトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等を挙げることができる。
これらのアセトフェノン系化合物は、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。
これらのアセトフェノン系化合物を用いることにより、感度、スペーサー形状及び圧縮強度をさらに良好にすることが可能である。
前記ビイミダゾール系化合物〔C−3〕の具体例としては、
2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
等を挙げることができる。
前記ビイミダゾール系化合物のうち、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等が好ましく、特に好ましくは、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾールである。
前記ビイミダゾール系化合物は、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。
これらのビイミダゾール系化合物を用いることにより、感度、解像度、及び密着性をさらに良好にすることが可能である。
また、ビイミダゾール化合物を増感するため、ジアルキルアミノ基を有する脂肪族または芳香族系化合物(以下、「増感剤[C−4]」ということがある)を用いることができる。
前記増感剤[C−4]の具体例としては、例えば、N−メチルジエタノールアミン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸i−アミル等を挙げることができる。これらの増感剤のうち、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
これら増感剤[C−4]は、同時に2種以上を使用しても良い。
増感剤[C−4]の使用量は、[A]100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは1〜20重量部の割合で含有している。
化合物[C−4]の量が、0.1重量部未満の場合は得られるスペーサーの膜べりやパターン形状不良が生じる傾向にあり、また、50重量部を超えると、同様にパターン形状不良が生じる傾向にある。
ビイミダゾール化合物を用いる場合は、さらに、水素供与化合物としてチオール系化合物(以下、「チオール系化合物[C−5]」ということがある)を用いることができる。ビイミダゾール化合物はジアルキルアミノ基を有するベンゾフェノン系化合物によって増感され、ビイミダゾール化合物が開裂し、イミダゾールラジカルを発生する。この場合、高いラジカル重合開始能は発現されず、逆テーパ形状のような好ましくない形状となる場合が多い。この問題は、ビイミダゾール化合物とジアルキルアミノ基を有するベンゾフェノン系化合物が共存する系にチオール系化合物[C−5]を添加することで緩和される。イミダゾールラジカルにチオール化合物から水素ラジカルが供与されることで、中性なイミダゾールと重合開始能の高い硫黄ラジカルを有した化合物が発生する。これにより逆テーパ形状からより好ましい順テーパ形状になる。
上記チオール系化合物[C−5]の使用割合は、化合物[A]100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは1〜20重量部の割合で含有している。チオール系化合物[C−5]の量が、0.1重量部未満の場合は得られるスペーサーの膜べりやパターン形状不良が生じる傾向にあり、また、50重量部を超えると、同様にパターン形状不良が生じる傾向にある。
その具体例として、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−5−メトキシベンゾチアゾール、2−メルカプト−5−メトキシベンゾイミダゾールなどの芳香族系チオール、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸エチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチルなどの脂肪族系モノチオールが挙げられる。2官能以上の脂肪族チオールとして、3,6−ジオキサ−1,8−オクタンジチオール、ペンタエリストールテトラ(メルカプトアセテート)、ペンタエリストールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)などが挙げられる。
−有機溶剤〔D〕−
本発明における有機溶剤は、前記式(I)で表される化合物(以下、「有機溶剤(I)」という。)を含むものである。
以下では、有機溶剤(I)のうち、n=1のとき、(1)R1 がメチル基またはエチル基を示し、R2 が炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示すものを「有機溶剤(I−1)」といい、(2) R1 がメチルカルボニル基を示し、R2 が炭素数3〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示すものを「有機溶剤(I−2)」といい、(3)R1 が炭素数3〜4のアルキル基または−CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示し、R2 が炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示すものを「有機溶剤(I−3)」といい、n=2のものを「有機溶剤(I−4)」という。
有機溶剤(I−1)としては、例えば、
プロピレングリコールジアルキルエーテル類として、1,2−ジメトキシプロパン、1−メトキシ−2−エトキシプロパン、1−メトキシ−2−n−プロポキシプロパン、1−メトキシ−2−i−プロポキシプロパン、1−メトキシ−2−n−ブトキシプロパン、1−メトキシ−2−i−ブトキシプロパン、1−メトキシ−2−t−ブトキシプロパン、
1−エトキシ−2−メトキシプロパン、1,2−ジエトキシプロパン、1−エトキシ−2−n−プロポキシプロパン、1−エトキシ−2−i−プロポキシプロパン、1−エトキシ−2−n−ブトキシプロパン、1−エトキシ−2−i−ブトキシプロパン、1−エトキシ−2−t−ブトキシプロパン等;
プロピレングリコールアルキルエーテルエステル類として、プロピオン酸1−メチル−2−メトキシエチル、プロピオン酸1−メチル−2−エトキシエチル、酪酸1−メチル−2−メトキシエチル、酪酸1−メチル−2−エトキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−メトキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−エトキシエチル、吉草酸1−メチル−2−メトキシエチル、吉草酸1−メチル−2−エトキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−メトキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−エトキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−メトキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−エトキシエチル等
をそれぞれ挙げることができる。
有機溶剤(I−2)としては、例えば、
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、酢酸2−n−プロポキシプロピル、酢酸2−i−プロポキシプロピル、酢酸2−n−ブトキシプロピル、酢酸2−i−ブトキシプロピル、酢酸2−t−ブトキシプロピル等;
プロピレングリコールジエステル類として、酢酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル等
をそれぞれ挙げることができる。
有機溶剤(I−3)としては、例えば、
プロピレングリコールジアルキルエーテル類として、1−n−プロポキシ−2−メトキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−エトキシプロパン、1,2−ジ−n−プロポキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−i−プロポキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−n−ブトキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−i−ブトキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−t−ブトキシプロパン、
1−i−プロポキシ−2−メトキシプロパン、1−i−プロポキシ−2−エトキシプロパン、1−i−プロポキシ−2−n−プロポキシプロパン、1,2−ジ−i−プロポキシプロパン、1−i−プロポキシ−2−n−ブトキシプロパン、1−i−プロポキシ−2−i−ブトキシプロパン、1−i−プロポキシ−2−t−ブトキシプロパン、
1−n−ブトキシ−2−メトキシプロパン、1−n−ブトキシ−2−エトキシプロパン、1−n−ブトキシ−2−n−プロポキシプロパン、1−n−ブトキシ−2−i−プロポキシプロパン、1,2−ジ−n−ブトキシプロパン、1−n−ブトキシ−2−i−ブトキシプロパン、1−n−ブトキシ−2−t−ブトキシプロパン、
1−i−ブトキシ−2−メトキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−エトキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−n−プロポキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−i−プロポキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−n−ブトキシプロパン、1,2−ジ−i−ブトキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−t−ブトキシプロパン、
1−t−ブトキシ−2−メトキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−エトキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−n−プロポキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−i−プロポキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−n−ブトキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−i−ブトキシプロパン、1,2−ジ−t−ブトキシプロパン等;
プロピレングリコールアルキルエーテルエステル類として、
酢酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、酢酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、酢酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、酢酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、酢酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル、
プロピオン酸2−メトキシプロピル、プロピオン酸2−エトキシプロピル、プロピオン酸2−n−プロポキシプロピル、プロピオン酸2−i−プロポキシプロピル、プロピオン酸2−n−ブトキシプロピル、プロピオン酸2−i−ブトキシプロピル、プロピオン酸2−t−ブトキシプロピル、
プロピオン酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、プロピオン酸2−i−プロポキシ−1−メチルエチル、プロピオン酸2−n−ブトキシ−1−メチルエチル、プロピオン酸2−i−ブトキシ−1−メチルエチル、プロピオン酸2−t−ブトキシ−1−メチルエチル、
酪酸2−メトキシプロピル、酪酸2−エトキシプロピル、酪酸2−n−プロポキシプロピル、酪酸2−i−プロポキシプロピル、酪酸2−n−ブトキシプロピル、酪酸2−i−ブトキシプロピル、酪酸2−t−ブトキシプロピル、
酪酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、酪酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、酪酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、酪酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、酪酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル、
イソ酪酸2−メトキシプロピル、イソ酪酸2−エトキシプロピル、イソ酪酸2−n−プロポキシプロピル、イソ酪酸2−i−プロポキシプロピル、イソ酪酸2−n−ブトキシプロピル、イソ酪酸2−i−ブトキシプロピル、イソ酪酸2−t−ブトキシプロピル、
イソ酪酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、イソ酪酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル、
吉草酸2−メトキシプロピル、吉草酸2−エトキシプロピル、吉草酸2−n−プロポキシプロピル、吉草酸2−i−プロポキシプロピル、吉草酸2−n−ブトキシプロピル、吉草酸2−i−ブトキシプロピル、吉草酸2−t−ブトキシプロピル、
吉草酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、吉草酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、吉草酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、吉草酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、吉草酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル、
3−メチル酪酸2−メトキシプロピル、3−メチル酪酸2−エトキシプロピル、3−メチル酪酸2−n−プロポキシプロポキシ、3−メチル酪酸2−i−プロポキシプロピル、3−メチル酪酸2−n−ブトキシプロピル、3−メチル酪酸2−i−ブトキシプロピル、3−メチル酪酸2−t−ブトキシプロピル、
3−メチル酪酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル、
2,2−ジメチルプロピオン酸2−メトキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−エトキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−n−プロポキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−i−プロポキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−n−ブトキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−i−ブトキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−t−ブトキシプロピルエステル、
2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−i−プロポキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−i−ブトキシエチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−t−ブトキシエチル等;
プロピレングリコールジエステル類として、
プロピオン酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル、
酪酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、酪酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル、
イソ酪酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、イソ酪酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル、
吉草酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、吉草酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル、
3−メチル酪酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、3−メチル酪酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル、
2,2−ジメチルプロピオン酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−n−プロピルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−i−プロピルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−n−ブチルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−i−ブチルカルボニルオキシプロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−t−ブチルカルボニルオキシプロピル等
をそれぞれ挙げることができる。
有機溶剤(I−4) としては、例えば、
ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類として、
1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−エトキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−n−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−i−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−n−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、
1−エトキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、1−n−プロポキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、1−i−プロポキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、1−n−ブトキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、1−i−ブトキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、1−t−ブトキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、
1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−エトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−n−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−i−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−n−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、
1−n−プロポキシ−2−(2−エトキシプロポキシ)プロパン、1−i−プロポキシ−2−(2−エトキシプロポキシ)プロパン、1−n−ブトキシ−2−(2−エトキシプロポキシ)プロパン、1−i−ブトキシ−2−(2−エトキシプロポキシ)プロパン、1−t−ブトキシ−2−(エトキシプロポキシ)プロパン、
1−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)−2−n−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)−2−i−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)−2−n−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、
1−i−プロポキシ−2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロパン、1−n−ブトキシ−2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロパン、1−i−ブトキシ−2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロパン、1−t−ブトキシ−2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロパン、
1−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)−2−i−プロポキシプロパン、1−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)−2−n−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、
1−n−ブトキシ−2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロパン、1−i−ブトキシ−2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロパン、1−t−ブトキシ−2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロパン、
1−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)−2−n−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、1−i−ブトキシ−2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロパン、1−t−ブトキシ−2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロパン、
1−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)−2−i−ブトキシプロパン、1−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)−2−t−ブトキシプロパン、1−t−ブトキシ−2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロパン、
1−t−ブトキシ−2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロパン等;
ジ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、
酢酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピルエステル、
酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル、
プロピオン酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、
プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)−エチル、
酪酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、
酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル、
イソ酪酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル、
吉草酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、
吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル、
3−メチル酪酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、
3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル、
2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−n−プロポキシプロポキシ)プロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−i−プロポキシプロポキシ)プロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−n−ブトキシプロポキシ)プロピル、2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−i−ブトキシプロポキシ)プロピル、2,2,−ジメチルプロピオン酸2−(2−t−ブトキシプロポキシ)プロピル、
2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロポキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロポキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブトキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブトキシエトキシ)エチル、2,2−ジメチルプロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブトキシエトキシ)エチル等;
ジプロピレングリコールジエステル類として、
酢酸2−(2−メチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−エチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−n−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−i−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−n−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、
酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−エチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロピルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロピルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酢酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
プロピオン酸2−(2−エチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−n−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−i−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−n−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、プロピオン酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、
プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−プロピルカルボニルオキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロピルカルボニルオキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、プロピオン酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
酪酸2−(2−n−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−i−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−n−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酪酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、
酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−プロピルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
イソ酪酸2−(2−i−プロピルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−n−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、イソ酪酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、
イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−n−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、イソ酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
吉草酸2−(2−n−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、吉草酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピルエステル、
吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−i−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、吉草酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
3−メチル酪酸2−(2−i−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、3−メチル酪酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピルエステル、
3−メチル酪酸1−メチル−2−(1−メチル−2−t−ブチルカルボニルオキシエトキシ)エチル、
2,2−ジメチルプロピオン酸2−(2−t−ブチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピルエステル等
をそれぞれ挙げることができる。
これらの有機溶剤(I)のうち、
有機溶剤(I−1)として、1,2−ジエトキシプロパン、1−メトキシ−2−エトキシプロパン、1−メトキシ−2−n−プロポキシプロパン、プロピオン酸1−メチル−2−メトキシエチル、プロピオン酸1−メチル−2−エトキシエチル、酪酸1−メチル−2−メトキシエチル、酪酸1−メチル−2−エトキシエチル等;
有機溶剤(I−2)として、酢酸2−n−プロポキシプロピル、酢酸2−n−ブトキシプロピル、酢酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−エチルカルボニルオキシプロピル等;
有機溶剤(I−3)として、1−n−プロポキシ−2−メトキシプロパン、1−n−プロポキシ−2−エトキシプロパン、酢酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、酢酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、プロピオン酸1−メチル−2−n−プロポキシエチル、プロピオン酸1−メチル−2−n−ブトキシエチル、プロピオン酸2−n−プロポキシプロピル、プロピオン酸2−n−ブトキシプロピル、酢酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、酢酸2−エチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−メチルカルボニルオキシプロピル、プロピオン酸2−エチルカルボニルオキシプロピル等;
有機溶剤(I−4)として、
1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−エトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン、1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−エトキシプロパン、1−エトキシ−2−(2−メトキシプロポキシ)プロパン、酢酸2−(2−メトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−エトキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−メチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル、酢酸2−(2−エチルカルボニルオキシプロポキシ)プロピル等
がそれぞれ好ましい。
本発明において、有機溶剤(I)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。
有機溶剤(I)は、生体内で代謝されてメトキシ酢酸やエトキシ酢酸を生成することがなく、安全であるとともに、大型基板に対しても良好な塗布性を有し、現像工程において最適現像時間を越えてもなお良好なパターン形状を形成できるように十分な現像マージンを有する感放射線性樹脂組成物をもたらすことができる。
本発明においては、有機溶剤(I)と共に、他の有機溶剤を併用することができる。
前記他の有機溶剤としては、(A)アルカリ可溶性樹脂および(C)光重合開始剤並びに場合により添加される他の添加剤を均一に溶解し、各成分と反応しないものが用いられる。このような他の有機溶剤としては、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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルや、塗膜の膜厚均一性を高める作用を有するものとして、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、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、エチレングリコールフェニルエーテルアセテート等を挙げることができる。
これらの他の有機溶剤のうち、特に、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド等が好ましい。
前記他の有機溶剤は、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。
本発明の感放射性樹脂組成物において、他の有機溶剤の使用量は、有機溶剤全量に対して、通常、50重量%以下、好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下である。他の有機溶剤の使用量が50重量%を超えると、塗膜の膜厚均一性、感度や残膜率が低下するおそれがある。
本発明においては、(A)アルカリ可溶性樹脂を、有機溶剤(I)を含む溶媒中における重合により製造し、得られた(A)アルカリ可溶性樹脂の溶液を、(B)感光性樹脂組成物および場合により使用される他の添加剤と混合する工程を経て、感光性樹脂組成物を調製することも好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物において、有機溶剤以外の成分(即ち、(A)成分、(B)成分、(C)成分および場合により配合される他の添加剤の合計)の含有率は、組成物の使用目的や所望の膜厚等に応じて適宜に設定することができるが、通常、5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは15〜35重量%である。
このようにして調製された感放射線性樹脂組成物は、孔径0.2μm程度のミリポアフィルタ等を用いてろ過したのち使用に供することもできる。
感光性樹脂組成物(イ)は、特に、液晶パネルやタッチパネルなどの表示パネル用スペーサーを形成するための材料として好適である。
−添加剤−
感光性樹脂組成物(イ)には、本発明の所期の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、前記成分以外の添加剤を配合することもできる。
例えば、塗布性を向上するために、界面活性剤を配合することができる。その界面活性剤は、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤を好適に用いることができる。
フッ素系界面活性剤としては、末端、主鎖および側鎖の少なくともいずれかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物を好適に用いることができ、その具体例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキルホスホン酸ナトリウム、フルオロアルキルカルボン酸ナトリウム、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、パーフルオロアルキルポリオキシエタノール、パーフルオロアルキルアルコキシレート、フッ素系アルキルエステル等を挙げることができる。
また、これらの市販品としては、例えばBM−1000、BM−1100(以上、BM CHEMIE社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F178、同F191、同F471、同F476(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC 170C、FC−171、FC−430、FC−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、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(以上、新秋田化成(株)製)、フタージェントFT−100、同FT−110、同FT−140A、同FT−150、同FT−250、同FT−251、同FTX−251、同FTX−218、同FT−300、同FT−310、同FT−400S(以上、(株)ネオス製)等を挙げることができる。
また、シリコーン系界面活性剤としては、例えばトーレシリコーンDC3PA、同DC7PA、同SH11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH−190、同SH−193、同SZ−6032、同SF−8428、同DC−57、同DC−190(以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4446、TSF−4460、TSF−4452(以上、GE東芝シリコーン(株)製)等の商品名で市販されているものを挙げることができる。
また、前記以外の界面活性剤としては、例えば、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の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n−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル等の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ラウレート、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリオキシエチレンジアルキルエステル類等のノニオン系界面活性剤や、市販品として、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.57、95(共栄社油脂化学工業(株)製)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種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、共重合体〔A〕100重量部に対して、好ましくは5重量部以下、さらに好ましくは2重量部以下である。この場合、界面活性剤の配合量が5重量部を超えると、塗布時に膜荒れを生じやすくなる傾向がある。
また、基体との密着性をさらに向上させるために、接着助剤を配合することができる。
前記接着助剤としては、官能性シランカップリング剤が好ましく、その例としては、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官能基を有するシランカップリング剤を挙げることができ、より具体的には、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロイルオ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、2−(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。
これらの接着助剤は、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。
接着助剤の配合量は、共重合体〔A〕100重量部に対して、好ましくは20重量部以下、さらに好ましくは10重量部以下である。この場合、接着助剤の配合量が20重量部を超えると、現像残りが生じやすくなる傾向がある。
その他添加剤を加えることができる。保存安定性の向上などを目的として添加される。具体的には、硫黄、キノン類、ヒドロキノン類、ポリオキシ化合物、アミン、ニトロ、ニトロソ化合物が挙げられる。その例として、4−メトキシフェノール、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウムなどが挙げられる。これらは、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは3.0重量部以下、より好ましくは0.001〜0.5重量部で用いられる。3.0重量部を超える場合は、十分な感度が得られず、パターン形状が悪化する。
また、耐熱性向上のため、N−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物、N−(アルコキシメチル)メラミン化合物および2官能以上のエポキシ基を1分子中に有する化合物を添加することができる。前記N−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物の具体例としては、N,N,N,N−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(エトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(n−プロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(i−プロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(n−ブトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N−テトラ(t−ブトキシメチル)グリコールウリル等を挙げることができる。これらのうち特に、N,N,N,N−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリルが好ましい。前記N−(アルコキシメチル)メラミン化合物の具体例としては、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(メトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(エトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(n−プロポキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(i−プロポキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(n−ブトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(t−ブトキシメチル)メラミン等を挙げることができる。これらのうち特に、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(メトキシメチル)メラミンが好ましい。これらの市販品としては、ニカラックN−2702、MW−30M(以上 三和ケミカル(株)製)等が挙げられる。
2官能以上のエポキシ基を1分子中に有する化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等が挙げられる。これら市販品の具体例としては、エポライト40E,エポライト100E,エポライト200E,エポライト70P,エポライト200P,エポライト400P,エポライト40E,エポライト1500NP,エポライト1600,エポライト80MF,エポライト100MF,エポライト4000、エポライト3,002(以上 共栄社化学(株)製)等が挙げられる。これらは単独もしくは2種以上の組み合わせで使用できる。
表示パネル用スペーサー
感光性樹脂組成物(イ)を用いて表示パネル用スペーサーを形成する際には、組成物溶液を基板の表面に塗布したのち、プレベークして溶剤を除去することにより、塗膜を形成する。
組成物溶液の塗布方法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の方法を採用することができる。
また、プレベークの条件は、各構成成分の種類、配合割合などによっても異なるが、通常、70〜90℃で1〜15分間程度である。
次いで、プレベークされた塗膜に、所定パターンのマスクを介し露光して重合させたのち、現像液により現像し、不要な部分を除去して、パターンを形成する。
露光に使用される放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、荷電粒子線、X線等を適宜に選択できるが、波長が190〜450nmの範囲にある放射線が好ましい。
現像方法としては、例えば、液盛り法、浸漬法、シャワー法等の何れでもよく、現像時間は、通常、30〜180秒間である。
前記現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ類;エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類;トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の3級アミン類;ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の3級アルカノールアミン類;ピロール、ピペリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルピロリジン、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−ノネン等の脂環族3級アミン類;ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリン等の芳香族3級アミン類;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等の4級アンモニウム塩等のアルカリ性化合物の水溶液を使用することができる。
また、前記アルカリ性化合物の水溶液には、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒および/または界面活性剤を適当量添加することもできる。
現像後、例えば流水洗浄等により、例えば30〜90秒間洗浄して、不要な部分を除去したのち、圧縮空気や圧縮窒素を吹きつけて乾燥させることにより、所定のパターンが形成される。
その後、このパターンを、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、所定温度、例えば150〜250℃で、所定時間、ホットプレート上では例えば5〜30分間、オーブン中では例えば30〜90分間、加熱処理することにより、目的とするスペーサーを得ることができる。
本発明は感光性樹脂組成物(イ)は、生体に対する安全性に問題がなく、しかも大型基板に対しても良好な塗布性を有し、高感度でマスクパターンの設計サイズを忠実に再現でき、かつ基板との密着性に優れ、また強度、耐熱性等にも優れた表示パネル用スペーサーを形成しうる感光性樹脂組成物を提供することにある。
以下に、実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
合成例1
冷却管、撹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)5重量部、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル200重量部を仕込み、引き続いてメタクリル酸18重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、スチレン5重量部、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6]デカン−8−イル32重量部を仕込んで、窒素置換したのち、さらに1,3−ブタジエン5重量部を仕込み、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持して重合させて、共重合体〔A−1〕の溶液を得た。
この溶液の固形分濃度は33.0重量%であり、共重合体〔A−1〕のMwは12,000であった。
合成例2
冷却管、撹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)7重量部、1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)―2−メトキシプロパン200重量部を仕込み、引き続いてメタクリル酸18重量部、メタクリル酸2−メチルグリシジル20重量部、スチレン5重量部、メタクリル酸トリシクロ[ 5.2.1.02,6]デカン−8−イル32重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート25重量部を仕込んで、窒素置換したのち、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持して重合させて、共重合体〔A−2〕の溶液を得た。
この溶液の固形分濃度は33.4重量%であり、共重合体〔A−2〕のMwは10,000であった。
実施例1
組成物溶液の調製
共重合体〔A〕として合成例1で得た共重合体〔A−1〕の溶液100重量部(固形分)、重合性化合物〔B〕としてKAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)80重量部、光重合開始剤〔C〕として1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート(商品名「CGI−242」、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)8重量部を、固形分濃度が35重量%になるように1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)―2−メトキシプロパンに溶解したのち、孔径0.2μmのミリポアフィルタでろ過して、組成物溶液(S−1)を調製した。
(I)スペーサーの形成
無アルカリガラス基板上にスピンナーを用いて、上記組成物溶液を塗布した後、80℃で3分間ホットプレート上でプレベークして膜厚4.0μmの塗膜を形成した。
上記で得られた塗膜に10μm角の残しパターンのマスクを介して、露光ギャップを150μmとして、波長365nmにおける露光強度が300W/mの紫外線による露光を行った。次いで水酸化カリウム0.05重量%水溶液で25℃、60秒間現像した後、純水で1分間リンスした。さらに、オーブン中、150℃で120分間加熱しスペーサーを形成した。
(II)解像度の評価
上記(I)で得られたパターンにおいて、現像後の残膜率(現像後の膜厚/初期膜厚×100)が90%以上である感度における最小パターンサイズで評価した。パターンサイズが小さいほど解像度が良好と言える。
(III)感度評価
上記(I)で得られたパターンにおいて、現像後の残膜率が90%以上になる感度が3000J/m以下だと、感度が良好と言える。
(IV)パターン断面形状の評価
上記(I)で得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察した結果、その形状が図1に示したA〜Cのどの形状に当たるかを示した。Aのようにパターンエッジが順テーパである場合、パターン形状は良好といえる。Bのようにパターンエッジが垂直状に形成された場合には、パターン形状はやや良好といえる。
また、Cに示した如く、逆テーパ(断面形状において膜表面の辺が、基板側の辺よりも長いもの、逆三角形状)となる形状は、後のラビング工程時にパターンが剥がれる可能性が非常に高くなることから、このような形状は不良とした。
(V)圧縮強度の評価
上記(I)で得られたスペーサーの圧縮強度を微小圧縮試験機(MCTM−200、(株)島津製作所製)を用いて評価した。直径50μmの平面圧子により、10mNの荷重を加えたときの変形量を測定した(測定温度:23℃)。この値が0.5以下のとき、圧縮強度は良好である。結果を表2に示す。
(VI)ラビング耐性の評価
上記(I)で得られた基板に、液晶配向剤としてAL3046(ジェイ・エス・アール(株)製)を液晶配向膜塗布用印刷機により塗布し、180℃で1時間乾燥し、乾燥膜厚0.05μmの配向剤の塗膜を形成した。
この塗膜に、ナイロン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロールの回転数500rpm、ステージの移動速度1cm/秒でラビング処理を行った。この時のスペーサーパターンの削れや剥がれの有無を表2に示す。
(VII)密着性の評価
パターンマスクを使用しなかった以外は上記(I)と同様に実施して、密着性評価用の硬化膜を形成し、密着性試験を行った。試験法はJIS K−5400(1900)8.5の付着性試験のうち、8.5・2の碁盤目テープ法に従った。その際、残った碁盤目の数を表2に示す。
(VIII)塗布性の評価
300×400mmの素ガラス上に、前記と同様にして調製した組成物溶液をスリットダイコータを用いて塗布したのち、ホットプレート上で80℃にて3分間プレベークして塗膜を形成し、さらに2000J/mの露光量で露光することにより、素ガラスの上面からの膜厚が4.0μmの膜を形成した。
膜表面をナトリウムランプにて照らし、目視にて性状を確認した。モヤムラやスジムラ等が確認できた場合、塗布性は×。一切のムラを確認できず、良好な塗布性であった場合、○とした。
実施例2〜12、比較例1
実施例1において、〔A〕成分〜〔D〕成分として、表1に記載の通りの種類、量を使用した他は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製し、スペーサーを形成して、評価した。〔B〕〜〔D〕の添加量は、共重合体〔A〕100重量部に対しての重量比である。
表1中、成分の略称は次の化合物を示す。
(B−1):ジペンタエリストールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)
(B−2):KAYARAD DPHA−40H(日本化薬(株)製)
(C−1):1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート
(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製 CGI−242)
(C−2a):2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン
(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
(C−2b):2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1
(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製 イルガキュア369)
(C−2c):2−(4−メチルベンジル)−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1
(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製 イルガキュア379)
(C−3):2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
(C−4):4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
(C−5):2−メルカプトベンゾチアゾール
(D−1):1−(1−メチル−2−メトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン
(D−2):1−(1−メチル−2−エトキシエトキシ)−2−メトキシプロパン
(D−3):プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
表1中、−印は、該成分が添加されていないことを示す。
評価結果を、表2に示す。
Figure 2006126397
Figure 2006126397
パターンの断面形状を例示する図である。

Claims (4)

  1. 〔A〕(a1)エチレン性不飽和カルボン酸および/またはエチレン性不飽和カルボン酸無水物と(a2)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物と(a3)他のエチレン性不飽和化合物との共重合体、
    〔B〕エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物
    〔C〕感放射線重合開始剤、並びに
    〔D〕下記式(I)で表される化合物を含む有機溶剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
    Figure 2006126397
    〔式中、nは1または2であり、n=1のとき、(1)R1 はメチル基またはエチル基を示し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示すか、あるいは(2) R1 はメチルカルボニル基を示し、
    2 は炭素数3〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示すか、あるいは(3)R1 は炭素数3〜4のアルキル基または
    −CO−R3 (但し、R3 は炭素数2〜4のアルキル基である。)を示し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示し;n=2のとき、R1 およびR2 は相互に独立に炭素数1〜4のアルキル基または−CO−R4 (但し、R4 は炭素数1〜4のアルキル基である。)を示す。〕
  2. 請求項1に記載の感光性樹脂組成物から形成された表示パネル用スペーサー。
  3. 請求項2に記載の表示パネル用スペーサーを具備してなる表示パネル。
  4. 少なくとも下記(1)〜(4)の工程を含むことを特徴とする表示パネル用スペーサーの形成方法。
    (1)請求項1に記載の表示パネル用スペーサー用感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程。
    (2)該塗膜の少なくとも一部に放射線を露光する工程。
    (3)露光後の塗膜を現像処理する工程。
    (4)現像後の塗膜を加熱処理する工程。
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