JP2010150397A - Unsaturated group-containing resin, manufacturing method thereof and photosensitive resin composition - Google Patents

Unsaturated group-containing resin, manufacturing method thereof and photosensitive resin composition Download PDF

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稔 山口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unsaturated group-containing resin having a high rate of dissolution to alkali, as well as excellent thermal discoloration, development properties, and surface smoothness, and to provide a photosensitive resin composition. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition including an unsaturated group-containing resin is obtained by adding (meth)acrylic acid to a bisphenol-type epoxy resin, further adding succinic anhydride and/or maleic anhydride, and then adding a bisphenol type epoxy resin, as well as an unsaturated group-containing alkali-soluble resin to which succinic anhydride and/or maleic anhydride are/is further added, and a photopolymerizable monomer and photoinitiator are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光硬化性、耐熱性、アルカリ可溶性に優れた新規な樹脂の製造方法および感光性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a novel method for producing a resin excellent in photocurability, heat resistance and alkali solubility, and a photosensitive resin composition.

従来から、耐熱性に優れた光重合性を有する重合体として、エポキシ樹脂にアクリル酸を付加させた後に、テトラヒドロフタル酸無水物などを付加させ、更にエポキシ樹脂を反応させて高分子量化した感光性樹脂(例えば、特許文献1参照)等が提案されている。   Conventionally, as a polymer having excellent heat resistance and photopolymerizability, after adding acrylic acid to an epoxy resin, tetrahydrophthalic anhydride, etc. are added, and the epoxy resin is further reacted to increase the molecular weight. Resin (for example, refer patent document 1) etc. are proposed.

しかし、特許文献1の実施例で合成された重合体は、主にソルダーレジストに使用することを主目的としており、例えば液晶ディスプレイや固体撮像素子に使用されるカラーフィルタ製造用の感光性樹脂組成物のバインダーとして使用する場合、現像特性、特に現像時のアルカリ可溶性や表面平滑性が不足する場合があった。   However, the polymers synthesized in the examples of Patent Document 1 are mainly used for solder resists, for example, photosensitive resin compositions for producing color filters used for liquid crystal displays and solid-state imaging devices. When used as a binder for products, development characteristics, particularly alkali solubility during development and surface smoothness may be insufficient.

また、膜やフィルムの形成工程における加熱時に熱分解し、分解ガスが発生することが明らかとなった。例えば、液晶ディスプレイやプリント配線基板作成用の感光性樹脂としてこれらの重合体を用いた場合、製造工程での加熱時に発生した分解物が、加熱炉を汚染したり、分解物が液晶や基板を汚染して電気絶縁性が低下すること等があった。   Moreover, it became clear that it decomposed | disassembles at the time of the heating in the formation process of a film | membrane or a film, and a decomposition gas generate | occur | produces. For example, when these polymers are used as photosensitive resins for creating liquid crystal displays and printed wiring boards, decomposition products generated during heating in the manufacturing process can contaminate the heating furnace, Contamination and electrical insulation properties may be reduced.

また、加熱時の樹脂の熱着色が強いと言う問題点も判明した。したがって、耐熱性を向上するとともに、樹脂組成物の調製を容易にし、また、感光性樹脂として用いる場合の現像性や表面平滑性を向上することができる樹脂が求められるところであった。   Moreover, the problem that the thermal coloring of the resin at the time of a heating was strong also became clear. Accordingly, there has been a demand for a resin that can improve heat resistance, facilitate the preparation of a resin composition, and improve developability and surface smoothness when used as a photosensitive resin.

特開平7−237284号公報JP 7-237284 A

そこで、本発明は、耐熱性に優れて加熱時に発生するガスを低減でき、アルカリに対する溶解速度が速く、しかもアルカリ現像性や表面平滑性に優れた樹脂および感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a resin and a photosensitive resin composition that have excellent heat resistance, can reduce the gas generated during heating, have a high dissolution rate with respect to alkali, and have excellent alkali developability and surface smoothness. Objective.

本発明者は、上記課題を解決するべく、鋭意検討を行った。その結果、ビスフェノール型エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させ、更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させ、更にビスフェノール型エポキシ樹脂を反応させた樹脂、および更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を反応させた不飽和基含有樹脂、および光重合性モノマー、光重合開始剤を配合した感光性樹脂組成物が課題を一挙に解決しうることを見出し、本発明を完成した。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, (meth) acrylic acid is added to the bisphenol-type epoxy resin, succinic anhydride and / or maleic anhydride is further added, and the bisphenol-type epoxy resin is further reacted, and succinic anhydride and / or The present inventors have found that an unsaturated group-containing resin reacted with maleic anhydride, a photopolymerizable monomer, and a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator can solve the problems all at once.

すなわち、本発明は、ビスフェノール型エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させ、無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させ、更にビスフェノール型エポキシ樹脂を反応させて得られる不飽和基含有樹脂、更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を反応させて得られるアルカリ可溶性樹脂、更には光重合性モノマーと光重合性開始剤を必須成分として含む感光性樹脂組成物である、ことを特徴とする。   That is, the present invention provides an unsaturated group-containing resin obtained by adding (meth) acrylic acid to a bisphenol-type epoxy resin, adding succinic anhydride and / or maleic anhydride, and further reacting with a bisphenol-type epoxy resin, Further, it is an alkali-soluble resin obtained by reacting succinic anhydride and / or maleic anhydride, and further a photosensitive resin composition comprising a photopolymerizable monomer and a photopolymerizable initiator as essential components. .

本発明の樹脂は、耐熱性が高く熱着色や加熱時の分解ガスが少ないものであり、また、極めて優れた塗膜を形成することができ、アルカリに対する溶解速度が速く表面平滑性が高いことから、例えば、感光性樹脂組成物、各種コーティング剤、塗料等の用途、特に液晶ディスプレイや固体撮像素子に使用するカラーフィルタの製造用に使用する感光性樹脂組成物において好適に用いることができる。   The resin of the present invention has high heat resistance and little decomposition gas during thermal coloring and heating, can form an extremely excellent coating film, has a high dissolution rate in alkali and high surface smoothness. Thus, for example, it can be suitably used in photosensitive resin compositions used for the production of color filters for use in photosensitive resin compositions, various coating agents, paints, and the like, particularly for liquid crystal displays and solid-state imaging devices.

本発明の不飽和基含有樹脂は、(A)ビスフェノール型エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させ、(B)更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させ、(C)更にビスフェノール型エポキシ樹脂を反応させて得られる不飽和基含有樹脂、および(D)更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加した不飽和基含有樹脂である。   The unsaturated group-containing resin of the present invention comprises (A) (meth) acrylic acid added to a bisphenol type epoxy resin, (B) further succinic anhydride and / or maleic anhydride added, and (C) further bisphenol type. An unsaturated group-containing resin obtained by reacting an epoxy resin, and (D) an unsaturated group-containing resin to which succinic anhydride and / or maleic anhydride is further added.

無水コハク酸および/または無水マレイン酸に由来の骨格を樹脂に導入することによって、本発明の不飽和基含有樹脂を用いた感光性樹脂組成物は、耐熱分解性とともに耐熱着色性にも優れたものとなることが見出された。これは、無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させることで、アルカリ可溶性に優れると共に非常に耐熱性が高まり熱分解が抑制されるためであると推測される。   By introducing a skeleton derived from succinic anhydride and / or maleic anhydride into the resin, the photosensitive resin composition using the unsaturated group-containing resin of the present invention has excellent heat resistance and coloration resistance. It was found to be something. This is presumed to be due to the addition of succinic anhydride and / or maleic anhydride, which is excellent in alkali solubility and extremely high in heat resistance and suppresses thermal decomposition.

更に、得られた不飽和基含有樹脂に、更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を反応させることで、非常に優れたアルカリ可溶性と表面平滑性を有する膜を形成し得るものとなる特徴を有する。   Further, the obtained unsaturated group-containing resin is further reacted with succinic anhydride and / or maleic anhydride to form a film having very excellent alkali solubility and surface smoothness. Have.

以下、上記不飽和基含有樹脂について説明する。
(A)工程で使用する前記ビスフェノール型エポキシ樹脂はビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂であればよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの中で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、および水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、溶媒への溶解性、耐熱分解性、耐熱着色性、工業的入手のし易さの点等から好ましい。これらの中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、工業的入手のし易さ、アルカリ可溶性や、加熱での着色の少なさの点から、最も好ましい。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、100〜500が好ましく、150〜400が更に好ましく、150〜200が最も好ましい。エポキシ当量を上記範囲とすることで、得られる重合体の分子量を適切な範囲に制御することができ、優れたアルカリ可溶性を発揮させることができる。
Hereinafter, the unsaturated group-containing resin will be described.
The bisphenol type epoxy resin used in the step (A) may be an epoxy resin having a bisphenol skeleton, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy. Resin. Among these, bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated bisphenol A type epoxy resins are preferable from the viewpoints of solubility in solvents, heat decomposition resistance, heat resistance colorability, industrial availability, and the like. Among these, bisphenol A type epoxy resins are most preferable from the viewpoints of industrial availability, alkali solubility, and little coloration by heating. The epoxy equivalent of the bisphenol A type epoxy resin is preferably 100 to 500, more preferably 150 to 400, and most preferably 150 to 200. By making an epoxy equivalent into the said range, the molecular weight of the polymer obtained can be controlled to an appropriate range, and the outstanding alkali solubility can be exhibited.

(A)工程で使用する前記(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の総称である。アクリル酸とメタクリル酸は、いずれか一方でも、両方を併用して使用してもよいが、反応性およびアルカリ可溶性に優れる点で、アクリル酸が好ましい。   The (meth) acrylic acid used in the step (A) is a general term for acrylic acid and methacrylic acid. Either one of acrylic acid and methacrylic acid may be used in combination, but acrylic acid is preferred because it is excellent in reactivity and alkali solubility.

(B)工程で使用する前記無水コハク酸および/または無水マレイン酸は、いずれか一方でも両方を併用してもよい。熱着色の少なさの面で、無水コハク酸が好ましい。   Either one of the succinic anhydride and / or maleic anhydride used in the step (B) may be used in combination. Succinic anhydride is preferred in terms of low thermal coloring.

(A)工程および(B)工程で使用するビスフェノール型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の使用割合は、特に制限されないが、エポキシ基とカルボキシル基のモル比が1:0.95〜1:1.1が好ましく、特に1:1〜1:1.05が特に好ましい。上記範囲にすることで(メタ)アクリル酸の残存を抑えることができ、後述する(C)工程で残存する(メタ)アクリル酸とエポキシ樹脂との副反応を抑制でき、熱分解性、現像性、光硬化性のバランスに優れた樹脂が得られる。   The ratio of the bisphenol-type epoxy resin and (meth) acrylic acid used in step (A) and step (B) is not particularly limited, but the molar ratio of epoxy group to carboxyl group is 1: 0.95 to 1: 1. .1 is preferable, and 1: 1 to 1: 1.05 is particularly preferable. By making it in the above range, (meth) acrylic acid remaining can be suppressed, and side reaction between (meth) acrylic acid and epoxy resin remaining in the step (C) described later can be suppressed, and thermal decomposability and developability can be suppressed. Thus, a resin having an excellent balance of photocurability can be obtained.

(B)工程で使用する無水コハク酸および/または無水マレイン酸と、(A)工程で使用したビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ基のモル比は、1:1〜1:1.1が好ましく、1:1〜1:1.05が特に好ましい。上記範囲にすることで、反応性が高く、かつ無水酸の残存量を低減でき、後の(C)工程での反応を十分に進行させることができる。   The molar ratio of succinic anhydride and / or maleic anhydride used in the step (B) to the epoxy group of the bisphenol type epoxy resin used in the step (A) is preferably 1: 1 to 1: 1. : 1-1: 1.05 is particularly preferable. By setting it as the said range, the reactivity is high, the residual amount of an acid anhydride can be reduced, and reaction in the following (C) process can fully be advanced.

(C)工程で使用する前記ビスフェノール型エポキシ樹脂はビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂であればよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの中で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、および水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、溶媒への溶解性、耐熱分解性、耐熱着色性、工業的入手のし易さの点等から好ましい。これらの中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、工業的入手のし易さ、アルカリ可溶性や、加熱での着色の少なさの点から、最も好ましい。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、100〜500が好ましく、150〜400が更に好ましく、150〜200が最も好ましい。エポキシ当量を上記範囲とすることで、得られる重合体の分子量を適切な範囲に制御することができ、優れたアルカリ可溶性を発揮させることができる。   The bisphenol type epoxy resin used in the step (C) may be an epoxy resin having a bisphenol skeleton, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy. Resin. Among these, bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated bisphenol A type epoxy resins are preferable from the viewpoints of solubility in solvents, heat decomposition resistance, heat resistance colorability, industrial availability, and the like. Among these, bisphenol A type epoxy resins are most preferable from the viewpoints of industrial availability, alkali solubility, and little coloration by heating. The epoxy equivalent of the bisphenol A type epoxy resin is preferably 100 to 500, more preferably 150 to 400, and most preferably 150 to 200. By making an epoxy equivalent into the said range, the molecular weight of the polymer obtained can be controlled to an appropriate range, and the outstanding alkali solubility can be exhibited.

前記(C)工程における、ビスフェノール型エポキシ樹脂の使用割合は、本発明の不飽和基含有樹脂の工業的製造において、極めて重要である。すなわち、(C)工程で添加するビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ基(X)と、(B)工程で使用した無水コハク酸および/または無水マレイン酸(Y)のモル比(X/Y)を、0.5以上0.85以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.5以上0.8以下であり、最も好ましくは、0.5以上0.75以下である。モル比を上記範囲内とすることで、得られる樹脂の分子量を適切な範囲に制御でき、分子量の増大によるアルカリ可溶性の低下、合成時の粘度上昇やゲル化を防止することができ、耐熱性とアルカリ可溶性のバランスに優れた不飽和基含有樹脂を工業的に安定して製造する事ができる。   The ratio of the bisphenol type epoxy resin used in the step (C) is extremely important in the industrial production of the unsaturated group-containing resin of the present invention. That is, the molar ratio (X / Y) of the epoxy group (X) of the bisphenol type epoxy resin added in the step (C) and the succinic anhydride and / or maleic anhydride (Y) used in the step (B), It is preferable to set it to 0.5 or more and 0.85 or less. More preferably, it is 0.5 or more and 0.8 or less, and most preferably 0.5 or more and 0.75 or less. By making the molar ratio within the above range, the molecular weight of the resulting resin can be controlled to an appropriate range, the decrease in alkali solubility due to the increase in molecular weight, the increase in viscosity and gelation during synthesis can be prevented, and the heat resistance An unsaturated group-containing resin excellent in the balance between alkali solubility and alkali can be produced industrially and stably.

(D)工程で使用する無水コハク酸および/または無水マレイン酸は、どちらか一方を使用してもよいし、両方を併用してもよいが、樹脂の熱着色が少ない点で、無水コハク酸が好ましい。(D)工程で無水酸を付加することにより、樹脂のカルボキシル基の量を調節することができ、使用する条件に合わせたアルカリ可溶性を付与することが可能となる。   Either one of succinic anhydride and / or maleic anhydride used in step (D) may be used, or both may be used together. However, succinic anhydride is less in that the resin is less colored. Is preferred. By adding an acid anhydride in the step (D), the amount of the carboxyl group of the resin can be adjusted, and it becomes possible to impart alkali solubility according to the conditions used.

(D)工程で使用する前記無水コハク酸および/または無水マレイン酸の使用量は、所望する樹脂のアルカリ可溶性によって適宜設定すればよく、特に制限されないが、樹脂に対し、1〜30質量%が好ましく、1〜20質量%が更に好ましい。   The amount of the succinic anhydride and / or maleic anhydride used in the step (D) may be appropriately set depending on the desired alkali solubility of the resin, and is not particularly limited, but is 1 to 30% by mass with respect to the resin. Preferably, 1-20 mass% is still more preferable.

本発明の不飽和基含有樹脂は、上記必須のビスフェノール型エポキシ樹脂、(メタ)アクリル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸以外の単量体成分を有していてもよいが、重合体に占める上記必須の単量体単位の合計質量割合としては、例えば、70質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、80質量%以上であり、更に好ましくは、90質量%以上であり、実質的に全ての成分が必須の単量体単位であることが最も好ましい。他の単量体成分の割合を上記範囲とすることで、本発明が目的とする、耐熱分解性、耐熱着色性、アルカリ可溶性、表面平滑性などのバランスが優れた樹脂となる。   The unsaturated group-containing resin of the present invention may have monomer components other than the essential bisphenol type epoxy resin, (meth) acrylic acid, succinic anhydride, and maleic anhydride, but occupies the polymer. The total mass ratio of the essential monomer units is preferably 70% by mass or more, for example. More preferably, it is 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and most preferably, all the components are essential monomer units. By setting the ratio of the other monomer component within the above range, a resin having an excellent balance of heat decomposition resistance, heat resistance coloring property, alkali solubility, surface smoothness and the like, which is an object of the present invention, is obtained.

前記(A)工程ないし(D)工程の付加反応の方法としては、特に制限はなく、従来公知の反応方法を採用することができるが、特に、溶液中で反応させることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as the method of addition reaction of the said (A) process thru | or (D) process, Although a conventionally well-known reaction method is employable, It is preferable to make it react in a solution especially.

また、反応温度や反応濃度(反応濃度(%)=[単量体成分の全重量/(単量体成分の全重量+溶媒重量)]×100とする)は、使用する単量体成分の種類や比率、目標とするポリマーの分子量によって異なるが、好ましくは、反応温度60〜150℃、反応濃度20〜100%とするのがよく、さらに好ましくは、反応温度80〜130℃、反応濃度30〜80%とするのがよい。   Also, the reaction temperature and reaction concentration (reaction concentration (%) = [total weight of monomer components / (total weight of monomer components + solvent weight)] × 100) are set to the monomer components used. Although it varies depending on the type and ratio and the molecular weight of the target polymer, the reaction temperature is preferably 60 to 150 ° C. and the reaction concentration is 20 to 100%, more preferably the reaction temperature is 80 to 130 ° C. and the reaction concentration is 30. It should be ˜80%.

前記単量体成分の反応において溶媒を用いる場合には、溶媒として酸、酸無水物、エポキシ化合物に不活性な溶媒を用いるようにすればよい。好ましくは、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム;ジメチルスルホキシド;N−メチルピロリドン;等が挙げられる。   When a solvent is used in the reaction of the monomer component, a solvent inert to the acid, acid anhydride, or epoxy compound may be used as the solvent. Preferably, for example, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate And esters such as 3-methoxybutyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene; chloroform; dimethyl sulfoxide; N-methylpyrrolidone;

これら溶媒は、1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。中でも、工業的入手の容易さ、人体および環境への安全性、溶解力の高さから、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルが好ましい。   These solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate and diethylene glycol ethyl methyl ether are preferred from the viewpoint of industrial availability, safety to human bodies and the environment, and high solubility.

前記単量体成分を反応する際には、カルボキシル基とエポキシ基の付加反応に通常用いられる触媒を使用することが好ましい。カルボキシル基とエポキシ基の付加反応に使用する触媒としては特に限定されないが、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミンなどのアミン類;テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミドなどのアンモニウム塩;トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミドなどのホスホニウム塩;ジメチルホルムアミドなどのアミド化合物;金属塩化合物などが挙げられる。   When reacting the monomer component, it is preferable to use a catalyst usually used for the addition reaction of a carboxyl group and an epoxy group. Although it does not specifically limit as a catalyst used for the addition reaction of a carboxyl group and an epoxy group, For example, Amines, such as a triethylamine, a tributylamine, a dimethylbenzylamine; Ammonium salts, such as a tetraethylammonium chloride and a tetraethylammonium bromide; Phosphines such as phenylphosphine; phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium chloride and tetraphenylphosphonium bromide; amide compounds such as dimethylformamide; metal salt compounds and the like.

これらの中でも、特に液晶ディスプレイや固体撮像素子に使用されるカラーフィルタ、半導体などの製造に使用される感光性樹脂組成物のバインダとして使用する場合には、塩化合物などのイオン性物質は電気伝導性を有するため好ましくなく、アミン類、ホスフィン類が好ましく、また熱着色が少なく触媒活性が高い点で、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルホスフィンが最も好ましい。これら触媒は、1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。   Among these, particularly when used as a binder for photosensitive resin compositions used in the manufacture of color filters and semiconductors used in liquid crystal displays and solid-state imaging devices, ionic substances such as salt compounds are electrically conductive. It is not preferred because of its properties, and amines and phosphines are preferred, and triethylamine, dimethylbenzylamine, and triphenylphosphine are most preferred from the viewpoint of low thermal coloring and high catalytic activity. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.

なお、触媒の使用量は、反応条件、目標とするポリマーの分子量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、全単量体成分に対して0.01〜5質量%、より好ましくは0.1〜1質量%とするのがよい。上記範囲の触媒量とすることで、樹脂の熱着色を少なくでき、なおかつ反応速度を適切な範囲に制御でき、工業的に除熱が可能な発熱量で安定的に製造できる。   The amount of the catalyst used may be appropriately set according to the reaction conditions, the molecular weight of the target polymer, etc., and is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the total monomer components. Is preferably 0.1 to 1% by mass. By setting the amount of catalyst within the above range, the resin can be less thermally colored, and the reaction rate can be controlled within an appropriate range, so that it can be stably produced with a calorific value capable of industrial heat removal.

前記単量体成分を反応する際には、不飽和結合の熱重合によるゲル化を防止するため、重合禁止剤を使用することが好ましい。重合禁止剤としては特に制限はなく公知のものを使用することができ、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル(別名:p−メトキシフェノール)、t−ブチルカテコール、6−t−ブチル−2,4−キシレノール(別名:トパノール)、2、2‘−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)などのフェノール系重合禁止剤が挙げられる。その使用量は、全単量体に対して0.01〜0.5%が好ましく、更に好ましくは0.02〜0.3%である。上記範囲内にすることで、重合禁止効果が十分に発揮でき、反応中のゲル化防止や保存安定性を向上させ、かつ、熱着色や光重合性の低下のない樹脂を得ることができる。また、同時に反応系に酸素濃度を5〜10%に調整した窒素と空気または酸素の混合ガスをバブリングすることで、より重合禁止効果を高めることができるため好ましい。   When reacting the monomer component, it is preferable to use a polymerization inhibitor in order to prevent gelation due to thermal polymerization of unsaturated bonds. The polymerization inhibitor is not particularly limited and known ones can be used. For example, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether (also called p-methoxyphenol), t-butylcatechol, 6-t-butyl-2,4- Examples thereof include phenol polymerization inhibitors such as xylenol (also known as topanol) and 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol). The amount used is preferably 0.01 to 0.5%, more preferably 0.02 to 0.3%, based on the total monomers. By making it within the above range, a polymerization inhibiting effect can be sufficiently exerted, a gelation prevention during reaction and storage stability can be improved, and a resin free from thermal coloring and photopolymerization deterioration can be obtained. At the same time, bubbling a mixed gas of nitrogen and air or oxygen with an oxygen concentration adjusted to 5 to 10% in the reaction system is preferable because the polymerization inhibition effect can be further enhanced.

本発明の不飽和基含有樹脂の重量平均分子量は、特に制限されないが、好ましくは2000〜200000、より好ましくは5000〜100000、最も好ましくは5000〜50000である。重量平均分子量を上記範囲内にすることで、適切な粘度となり、アルカリ可溶性や耐熱性が高く表面平滑性の高い塗膜を形成できる。なお、本発明の樹脂の重量平均分子量の測定は、通常のGPC法で一般的に用いられる、ポリスチレンゲルを充填したカラムを使用し、テトラヒドロフランを溶離液とした測定方法ではカラムに吸着が起こり、ピークの高分子量部分が検出されず正確な分子量の測定ができないことを本発明者らは見出した。本発明者らは、種々検討の結果、ポリビニルアルコール架橋体等を充填した高極性カラムを使用し、溶離液に少量のリン酸等の酸性物質を添加したジメチルホルムアミドやN−メチルピロリドン等の高極性溶媒を使用することで、正確な分子量を測定できることを見出した。具体的な測定方法は、実施例において示す。   Although the weight average molecular weight of unsaturated group containing resin of this invention is not restrict | limited in particular, Preferably it is 2000-200000, More preferably, it is 5000-100000, Most preferably, it is 5000-50000. By setting the weight average molecular weight within the above range, an appropriate viscosity is obtained, and a coating film having high alkali solubility, high heat resistance and high surface smoothness can be formed. In addition, the measurement of the weight average molecular weight of the resin of the present invention uses a column filled with polystyrene gel, which is generally used in a normal GPC method, and in the measurement method using tetrahydrofuran as an eluent, adsorption occurs in the column. The present inventors have found that the high molecular weight portion of the peak is not detected and the molecular weight cannot be accurately measured. As a result of various studies, the present inventors have used a highly polar column packed with a polyvinyl alcohol cross-linked product and the like, and added a small amount of an acidic substance such as phosphoric acid to the eluent, such as dimethylformamide or N-methylpyrrolidone. It has been found that an accurate molecular weight can be measured by using a polar solvent. A specific measuring method is shown in the examples.

前記不飽和基含有樹脂は、酸価が20〜150mgKOH/gであるのが好ましく、より好ましくは30〜80mgKOH/gであるのがよい。酸価を上記範囲とすることで、アルカリ現像時のアルカリ溶解速度を早すぎず遅すぎず適切な範囲にすることが可能となり、かつ、硬化後の塗膜の耐アルカリ性が高く現像液に表面が侵されて表面平滑性が低下することがない良好な塗膜を形成することができる。   The unsaturated group-containing resin preferably has an acid value of 20 to 150 mgKOH / g, and more preferably 30 to 80 mgKOH / g. By setting the acid value in the above range, the alkali dissolution rate at the time of alkali development can be adjusted to an appropriate range without being too fast, and the coating film after curing has a high alkali resistance and has a surface on the developer. As a result, it is possible to form a good coating film in which the surface smoothness is not deteriorated by being attacked.

次に本発明の不飽和基含有樹脂含有感光性樹脂組成物について説明する。本発明の感光性樹脂組成物は、前記不飽和基含有樹脂、光反応性モノマー、光重合開始剤を必須成分として含む他、必要に応じ、溶剤、着色剤、分散剤、エポキシ樹脂、界面活性剤、酸化防止剤等を配合することができる。
光重合性モノマーとしては、公知の多官能(メタ)アクリレートが好ましく、工業的入手のし易さや、架橋密度を高くすることが出来るため、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの3官能以上の多官能アクリレートが好ましく、5官能以上の多官能アクリレートが特に好ましい。光重合性モノマーの使用量は特に制限はないが、不飽和基含有樹脂に対し、50質量%〜200質量%が好ましい。
光重合開始剤としては、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;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−オンや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;アシルホスフィンオキサイド類及びキサントン類等が挙げられ、これらは単独で用いても2種類以上用いてもよい。
またその含有割合は、前記不飽和基含有樹脂に対して、好ましくは0.1〜50質量%、より好ましくは0.5〜30質量%である。また、必要に応じ、増感剤を併用することもできる。
着色剤や分散剤としては、例えば特開2003−215322号公報、特開2003−270428号公報等に記載されている公知の着色剤や分散剤を使用することができる。
Next, the unsaturated group containing resin containing photosensitive resin composition of this invention is demonstrated. The photosensitive resin composition of the present invention contains the unsaturated group-containing resin, the photoreactive monomer, and the photopolymerization initiator as essential components, and, if necessary, a solvent, a colorant, a dispersant, an epoxy resin, and a surfactant. An agent, an antioxidant and the like can be blended.
As the photopolymerizable monomer, a known polyfunctional (meth) acrylate is preferable, and since it is easily available industrially and the crosslink density can be increased, trimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipenta Trifunctional or higher polyfunctional acrylates such as erythritol hexaacrylate are preferred, and pentafunctional or higher polyfunctional acrylates are particularly preferred. Although the usage-amount of a photopolymerizable monomer does not have a restriction | limiting in particular, 50 mass%-200 mass% are preferable with respect to unsaturated group containing resin.
Examples of the photopolymerization initiator include thioxanthones such as 2-chlorothioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; benzophenones such as benzophenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2 -Morpholino-propan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1; acylphosphine oxides and xanthones, and the like may be used alone. Two or more types may be used.
Moreover, the content rate becomes like this. Preferably it is 0.1-50 mass% with respect to the said unsaturated group containing resin, More preferably, it is 0.5-30 mass%. Moreover, a sensitizer can also be used together as needed.
As the colorant and the dispersant, for example, known colorants and dispersants described in JP-A Nos. 2003-215322 and 2003-270428 can be used.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じ、公知のアルカリ可溶性樹脂やエポキシ樹脂などを併用してもよいが、その使用割合は、不飽和基含有樹脂に対し、0〜50質量%が好ましく、0〜30質量%が更に好ましい。   Moreover, in the photosensitive resin composition of the present invention, a known alkali-soluble resin, epoxy resin, or the like may be used in combination, if necessary, but the use ratio is 0 to 50 with respect to the unsaturated group-containing resin. % By mass is preferable, and 0 to 30% by mass is more preferable.

本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、希釈剤としての溶媒を含有するものであってもよい。
前記溶媒としては、不飽和基含有樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤を均一に溶解し、かつ反応しないものであれば、特に制限はない。具体的には、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチ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メチルエーテル等のアルコール類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ジメチルスルホキシド;等が挙げられる。なお、溶媒の含有量は、使用する際の最適粘度に応じて適宜設定すればよい。
The photosensitive resin composition of this invention may contain the solvent as a diluent as needed.
The solvent is not particularly limited as long as the unsaturated group-containing resin, the photopolymerizable monomer, and the photopolymerization initiator are uniformly dissolved and do not react. Specifically, for example, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl Esters such as ether acetate and 3-methoxybutyl acetate; Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; Chloroform, dimethyl sulfoxide; and the like. In addition, what is necessary is just to set content of a solvent suitably according to the optimal viscosity at the time of using.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を意味するものとする。
以下の実施例において、各種物性等は以下のように測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, the scope of the present invention is not limited by these Examples. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight”.
In the following examples, various physical properties and the like were measured as follows.

<重量平均分子量>
ポリスチレンを標準物質とし、水濃度1質量%、リン酸濃度8.5mmol/kgに調整したジメチルホルムアミドを溶離液としてHLC−8120GPC(東ソー社製)、カラム TSKgel SuperAW5000(東ソー社製)によるGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法にて重量平均分子量を測定した。
<Weight average molecular weight>
GPC (gel) by HLC-8120GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and column TSKgel Super AW5000 (manufactured by Tosoh Corporation) using polystyrene as a standard substance and dimethylformamide adjusted to a water concentration of 1% by mass and a phosphoric acid concentration of 8.5 mmol / kg as an eluent. The weight average molecular weight was measured by a permeation chromatography method.

<酸価>
樹脂溶液3gを精秤し、アセトン90g/水10g混合溶媒に溶解し、チモールブルーを指示薬として0.1N KOH水溶液で滴定し、固形分の濃度から固形分1g当たりの酸価を求めた。
<Acid value>
3 g of the resin solution was precisely weighed, dissolved in a mixed solvent of 90 g of acetone / 10 g of water, titrated with 0.1N KOH aqueous solution using thymol blue as an indicator, and the acid value per 1 g of the solid content was determined from the concentration of the solid content.

実施例1
<樹脂溶液の合成>
(A)反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)350部を入れ、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸0.1部を加え、窒素、酸素混合ガス(酸素濃度 7%)をバブリングしながら115℃まで加熱した後、アクリル酸138部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)138部、トリエチルアミン3.6部を加え、4時間反応させた。(B)この反応物を100℃まで冷却し、無水コハク酸187部(Y=1.87)、PGMEA221部を加え、3時間反応させた。(C)続いてビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)233部(X=1.25)とPGMEA1000部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部を加え、115℃にて6時間反応後、室温まで冷却することで樹脂溶液1を得た。X/Y=0.67であった。
Example 1
<Synthesis of resin solution>
(A) In a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, 350 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) is added, and 1 part of p-methoxyphenol is used as a polymerization inhibitor. After adding 0.1 parts of ethylenediaminetetraacetic acid as a chelating agent and heating to 115 ° C. while bubbling nitrogen and oxygen mixed gas (oxygen concentration 7%), 138 parts of acrylic acid, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 138 And 3.6 parts of triethylamine were added and reacted for 4 hours. (B) The reaction product was cooled to 100 ° C., 187 parts (Y = 1.87) of succinic anhydride and 221 parts of PGMEA were added and reacted for 3 hours. (C) Subsequently, 233 parts (X = 1.25) of bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) and 1000 parts of PGMEA, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added. After the reaction at 115 ° C. for 6 hours, the resin solution 1 was obtained by cooling to room temperature. X / Y = 0.67.

得られた樹脂溶液1について各種物性を測定したところ、重量平均分子量は13,000、真空下160℃にて乾燥させて得られた固形分濃度は40.0%、滴定法により求めた固形分当たりの酸価は48mgKOH/gであった。   When various physical properties of the obtained resin solution 1 were measured, the weight average molecular weight was 13,000, the solid content obtained by drying at 160 ° C. under vacuum was 40.0%, and the solid content determined by the titration method The per acid value was 48 mgKOH / g.

<樹脂溶液の耐熱着色性の評価>
樹脂溶液1を100重量部、PGMEA 100重量部を混合したのち、ガラス基板上にスピンコートし、100℃で3分間乾燥後、220℃で20分間加熱した後、膜厚1.5μmの塗膜1を形成した。
<Evaluation of heat resistant colorability of resin solution>
After mixing 100 parts by weight of resin solution 1 and 100 parts by weight of PGMEA, spin-coating on a glass substrate, drying at 100 ° C. for 3 minutes, heating at 220 ° C. for 20 minutes, and then coating film having a thickness of 1.5 μm 1 was formed.

塗膜1の透過率を測定後、さらに230℃で1時間加熱し、再度透過率を測定したところ400nmにおける透過率の減少は3.3T%であった。   After measuring the transmittance of the coating film 1, it was further heated at 230 ° C. for 1 hour, and the transmittance was measured again. As a result, the decrease in transmittance at 400 nm was 3.3 T%.

<感光性樹脂組成物の調整>
樹脂溶液1を12部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 8重量部、光重合開始剤としてイルガキュア369(チバガイギ社製) 0.3重量部、PGMEA 79.7重量部を混合し、感光性樹脂組成物を得た。
<Adjustment of photosensitive resin composition>
12 parts of resin solution 1, 8 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate, Irgacure 369 (manufactured by Ciba Geigy) as a photopolymerization initiator, 0.3 part by weight, and 79.7 parts by weight of PGMEA are mixed, and a photosensitive resin composition is prepared. Obtained.

<現像性および表面平滑性の評価>
得られた感光性樹脂組成物を、ガラス基板上にスピンコートし、120℃で3分間乾燥し、膜厚2.0μmの塗膜2を形成した。
<Evaluation of developability and surface smoothness>
The obtained photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate and dried at 120 ° C. for 3 minutes to form a coating film 2 having a thickness of 2.0 μm.

塗膜2を、UV露光装置(Topcon社製 TME−150RNS)にて、ライン幅15μmのラインアンドスペースのフォトマスクを介し、50mJ/cmのUV光を露光し、スピン現像機(アクテス社製 ADE−3000S)で、0.05%の水酸化カリウム水溶液で20秒間現像を行ったところ、パターン形状は非常に良好で、未露光部の残渣も認められず、現像性は良好であった。また、パターンの表面平滑性は極めて良好であった。 The coating film 2 was exposed to 50 mJ / cm 2 of UV light through a line and space photomask having a line width of 15 μm with a UV exposure apparatus (TME-150RNS manufactured by Topcon), and a spin developing machine (manufactured by Actes Co., Ltd.). ADE-3000S) was developed with a 0.05% aqueous potassium hydroxide solution for 20 seconds. As a result, the pattern shape was very good, no residue of unexposed areas was observed, and the developability was good. Further, the surface smoothness of the pattern was very good.

実施例2
(A)反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)350部入れ、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸0.1部を加え、窒素、酸素混合ガス(酸素濃度7%)をバブリングしながら115℃まで加熱した後、アクリル酸138部、PGMEA138部、トリエチルアミン3.6部を加え、4時間反応させた。(B)この反応物を100℃まで冷却し、無水コハク酸187部(Y=1.87)、PGMEA221部を加え、3時間反応させた。(C)続いてビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)262部(X=1.40)とPGMEA1042部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部を加え、115℃にて6時間反応させた。X/Y=0.75であった。(D)さらに無水コハク酸を9重量部加え、110℃にて3時間反応後室温まで冷却することで樹脂溶液2を得た。
Example 2
(A) In a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, 350 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) is placed, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, Add 0.1 parts of ethylenediaminetetraacetic acid as a chelating agent, heat to 115 ° C while bubbling nitrogen and oxygen mixed gas (oxygen concentration 7%), add 138 parts of acrylic acid, 138 parts of PGMEA, and 3.6 parts of triethylamine. The reaction was performed for 4 hours. (B) The reaction product was cooled to 100 ° C., 187 parts (Y = 1.87) of succinic anhydride and 221 parts of PGMEA were added and reacted for 3 hours. (C) Subsequently, 262 parts (X = 1.40) of bisphenol A type epoxy resin (828 EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) and 1042 parts of PGMEA, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added. , Reacted at 115 ° C. for 6 hours. X / Y = 0.75. (D) Further, 9 parts by weight of succinic anhydride was added, reacted at 110 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature to obtain a resin solution 2.

得られた重合体溶液2について各種物性を測定したところ、ポリスチレンを標準物質とするGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)にて測定した重量平均分子量は25,600、真空下160℃にて乾燥させて得られた固形分濃度は41.5%、滴定法により求めた固形分当たりの酸価は43mgKOH/gであった。   When various physical properties of the obtained polymer solution 2 were measured, the weight average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography) using polystyrene as a standard substance was 25,600, obtained by drying at 160 ° C. under vacuum. The obtained solid content concentration was 41.5%, and the acid value per solid content determined by the titration method was 43 mgKOH / g.

樹脂溶液2を72重量部、PGMEA 78重量部を混合したのち、ガラス基板上にスピンコートし、実施例1と同様の方法で透過率の減少を測定したところ2.8T%であった。   After 72 parts by weight of resin solution 2 and 78 parts by weight of PGMEA were mixed, spin coating was performed on a glass substrate, and the decrease in transmittance was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 2.8 T%.

また、樹脂溶液2を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、感光性樹脂組成物を得、実施例1と同様の操作を行って現像性、表面平滑性を測定したところ、いずれも極めて良好であった。   Further, the same operation as in Example 1 was performed except that the resin solution 2 was used to obtain a photosensitive resin composition, and the same operation as in Example 1 was performed to measure the developability and surface smoothness. Was also very good.

実施例3
(A)反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)350部入れ、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸0.1部を加え、窒素、酸素混合ガス(酸素濃度7%)をバブリングしながら115℃まで加熱した後、アクリル酸138部、PGMEA138部、トリエチルアミン3.6部を加え、4時間反応させた。(B)この反応物を100℃まで冷却し、無水コハク酸187部(Y=1.87)、PGMEA221部を加え、3時間反応させた。(C)続いてビスフェノールA型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製 YD−901、エポキシ当量467g/eq)583部(X=1.17)とPGMEA1523部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1.3部を加え、115℃にて6時間反応させた。X/Y=0.63であった。(D)さらに無水コハク酸を9重量部加え、110℃にて3時間反応後室温まで冷却することで樹脂溶液3を得た。
Example 3
(A) In a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, 350 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) is placed, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, Add 0.1 parts of ethylenediaminetetraacetic acid as a chelating agent, heat to 115 ° C while bubbling nitrogen and oxygen mixed gas (oxygen concentration 7%), then add 138 parts of acrylic acid, 138 parts of PGMEA, and 3.6 parts of triethylamine. The reaction was performed for 4 hours. (B) The reaction product was cooled to 100 ° C., 187 parts (Y = 1.87) of succinic anhydride and 221 parts of PGMEA were added and reacted for 3 hours. (C) Subsequently, 583 parts (X = 1.17) of bisphenol A type epoxy resin (YD-901, epoxy equivalent 467 g / eq, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) and 1523 parts of PGMEA, and p-methoxyphenol 1.3 as a polymerization inhibitor Part was added and reacted at 115 ° C. for 6 hours. X / Y = 0.63. (D) Further, 9 parts by weight of succinic anhydride was added, reacted at 110 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature to obtain a resin solution 3.

得られた樹脂溶液3について各種物性を測定したところ、重量平均分子量は19,200、固形分濃度は39.9%、固形分当たりの酸価は50mgKOH/gであった。
実施例1と同様の操作を行い、樹脂溶液の耐熱着色性を測定を行った。その結果を表1に示す。
When various physical properties of the obtained resin solution 3 were measured, the weight average molecular weight was 19,200, the solid content concentration was 39.9%, and the acid value per solid content was 50 mgKOH / g.
The same operation as in Example 1 was performed, and the heat resistant colorability of the resin solution was measured. The results are shown in Table 1.

また、実施例1と同様の操作を行って、感光性樹脂組成物を得、現像性、表面平滑性を測定した。
パターンのエッジにややフリンジが認められるものの概ね良好であった。現像時間を30秒にすると、フリンジは見られず現像性は良好となった。また、現像時間30秒でも表面荒れは認められず、表面平滑性は極めて良好であった。
Further, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive resin composition, and developability and surface smoothness were measured.
Although a slight fringe was observed at the edge of the pattern, it was generally good. When the development time was 30 seconds, no fringes were observed and the developability was good. Further, no surface roughness was observed even at a development time of 30 seconds, and the surface smoothness was extremely good.

Figure 2010150397
Figure 2010150397

比較例1
(A)反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)350部入れ、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸0.1部を加え、窒素、酸素混合ガス(酸素濃度7%)をバブリングしながら115℃まで加熱した後、アクリル酸141部、PGMEA141部、トリエチルアミン4.1部を加え、4時間反応させた。(B)この反応物を100℃まで冷却し、無水テトラヒドロフタル酸289部、PGMEA274部を加え、3時間反応させた。(C)続いてビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)233部とPGMEA1100部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部を加え、115℃にて6時間反応させた。(D)さらに無水テトラヒドロフタル酸を22重量部加え、110℃にて3時間反応後室温まで冷却することで樹脂溶液4を得た。
Comparative Example 1
(A) In a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, 350 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) is placed, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, Add 0.1 parts of ethylenediaminetetraacetic acid as a chelating agent, heat to 115 ° C while bubbling nitrogen and oxygen mixed gas (oxygen concentration 7%), then add 141 parts of acrylic acid, 141 parts of PGMEA, and 4.1 parts of triethylamine. The reaction was performed for 4 hours. (B) The reaction product was cooled to 100 ° C., 289 parts of tetrahydrophthalic anhydride and 274 parts of PGMEA were added and reacted for 3 hours. (C) Subsequently, 233 parts of bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent of 187 g / eq), 1100 parts of PGMEA, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added, and at 115 ° C. for 6 hours. Reacted. (D) Further, 22 parts by weight of tetrahydrophthalic anhydride was added, reacted at 110 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature to obtain a resin solution 4.

得られた樹脂溶液4について各種物性を測定したところ、重量平均分子量は13,200、固形分濃度は39.7%、固形分当たりの酸価は59mgKOH/gであった。   When various physical properties of the obtained resin solution 4 were measured, the weight average molecular weight was 13,200, the solid content concentration was 39.7%, and the acid value per solid content was 59 mgKOH / g.

樹脂溶液4を76重量部、PGMEA 74重量部を混合したのち、ガラス基板上にスピンコートし、実施例1と同様の操作を行い、耐熱着色性を測定した。結果を表1に示す。400nmでの透過率の低下が実施例1よりも大きく、熱着色が強いことがわかる。   After 76 parts by weight of resin solution 4 and 74 parts by weight of PGMEA were mixed, spin coating was performed on a glass substrate, and the same operation as in Example 1 was performed to measure heat resistant colorability. The results are shown in Table 1. It can be seen that the decrease in transmittance at 400 nm is larger than that in Example 1 and the thermal coloring is strong.

また、樹脂溶液4を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、感光性樹脂溶液を得、現像性、表面平滑性を測定した。未露光部に一部溶け残りが見られ、現像性は不良であった。また、現像時間を30秒に延ばすと未露光部の溶け残りはなくなったが、パターンのエッジにフリンジが見られ、一部パターンの欠損が確認された。また、硬化部分の表面に荒れが認められ、表面平滑性は不良であった。   Moreover, except having used the resin solution 4, operation similar to Example 1 was performed, the photosensitive resin solution was obtained, and developability and surface smoothness were measured. Part of the undissolved portion was left undissolved in the unexposed area, and the developability was poor. Further, when the development time was extended to 30 seconds, the unexposed portion remained undissolved, but fringes were observed at the edge of the pattern, and a partial pattern defect was confirmed. Further, the surface of the cured portion was rough, and the surface smoothness was poor.

比較例2
(A)反応槽としての冷却管付きセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量187g/eq)350部入れ、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸0.1部を加え、窒素、酸素混合ガス(酸素濃度7%)をバブリングしながら115℃まで加熱した後、アクリル酸141部、PGMEA 141部、トリエチルアミン4.1部を加え、4時間反応させた。(B)この反応物を100℃まで冷却し、無水テトラヒドロフタル酸289部、PGMEA 274部を加え、3時間反応させた。(C)続いてビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製 828EL、エポキシ当量 187g/eq)263部とPGMEA 1100部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1部を加え、115℃にて6時間反応させた。(D)さらに無水テトラヒドロフタル酸を51重量部加え、110℃にて3時間反応後室温まで冷却することで樹脂溶液5を得た。
Comparative Example 2
(A) In a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, 350 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq) is placed, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, After adding 0.1 parts of ethylenediaminetetraacetic acid as a chelating agent and heating to 115 ° C while bubbling nitrogen and oxygen mixed gas (oxygen concentration 7%), 141 parts of acrylic acid, 141 parts of PGMEA, and 4.1 parts of triethylamine were added. The mixture was further reacted for 4 hours. (B) The reaction product was cooled to 100 ° C., 289 parts of tetrahydrophthalic anhydride and 274 parts of PGMEA were added and reacted for 3 hours. (C) Subsequently, 263 parts of a bisphenol A type epoxy resin (828 EL manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 187 g / eq), 1100 parts of PGMEA, and 1 part of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added, and 6 parts at 115 ° C. Reacted for hours. (D) Further, 51 parts by weight of tetrahydrophthalic anhydride was added, reacted at 110 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature to obtain a resin solution 5.

得られた樹脂溶液5について各種物性を測定したところ、重量平均分子量は19,700、固形分濃度は40.1%、固形分当たりの酸価は57mgKOH/gであった。
樹脂溶液5を、実施例1と同様の操作を行い、耐熱着色性を測定した。結果を表1に示す。
When various physical properties of the obtained resin solution 5 were measured, the weight average molecular weight was 19,700, the solid content concentration was 40.1%, and the acid value per solid content was 57 mgKOH / g.
The resin solution 5 was subjected to the same operation as in Example 1, and the heat resistant colorability was measured. The results are shown in Table 1.

また、樹脂溶液5を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、感光性樹脂組成物を得、現像性、表面平滑性を測定した。未露光部に溶け残った残渣が多く見られた。現像時間を30秒にしても、未露光部の残渣はなくならず現像性は不良であった。また、表面が現像液で侵され、現像液の流れる方向に筋状の表面荒れが見られ、表面平滑性は不良であった。   Moreover, except having used the resin solution 5, operation similar to Example 1 was performed, the photosensitive resin composition was obtained, and developability and surface smoothness were measured. Many residues remained undissolved in the unexposed areas. Even when the development time was 30 seconds, the residue in the unexposed area was not lost and the developability was poor. Further, the surface was attacked by the developer, streaky surface roughness was observed in the direction of flow of the developer, and the surface smoothness was poor.

上述した実施例及び比較例から、本発明の不飽和基含有樹脂を用いた感光性樹脂組成物は、熱着色が小さく、アルカリ現像性や表面平滑性にも優れることがわかる。   From the above-mentioned Examples and Comparative Examples, it can be seen that the photosensitive resin composition using the unsaturated group-containing resin of the present invention is small in thermal coloring and excellent in alkali developability and surface smoothness.

液晶ディスプレイや固体撮像素子のカラーフィルタ、プリント配線基板等の製造に用いられる感光性樹脂組成物のバインダーポリマー、熱硬化性樹脂、各種コーティング材料として有用である。   It is useful as a binder polymer, a thermosetting resin, and various coating materials for a photosensitive resin composition used in the production of liquid crystal displays, color filters for solid-state imaging devices, printed wiring boards, and the like.

Claims (6)

(A)ビスフェノール型エポキシ樹脂に、(メタ)アクリル酸を付加させ、
(B)更に無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させた 後、
(C)更にビスフェノール型エポキシ樹脂を付加させる
ことを特徴とする、不飽和基含有樹脂。
(A) (Meth) acrylic acid is added to a bisphenol-type epoxy resin,
(B) After further adding succinic anhydride and / or maleic anhydride,
(C) An unsaturated group-containing resin characterized by further adding a bisphenol-type epoxy resin.
請求項1に記載の方法で得られた不飽和基含有樹脂に、更に、
(D)無水コハク酸および/または無水マレイン酸を付加させる ことを特徴とする、不飽和基含有樹脂。
To the unsaturated group-containing resin obtained by the method according to claim 1,
(D) An unsaturated group-containing resin characterized by adding succinic anhydride and / or maleic anhydride.
ビスフェノール型エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項1または2記載の不飽和基含有樹脂。 The unsaturated group-containing resin according to claim 1 or 2, wherein the bisphenol type epoxy resin is a bisphenol A type epoxy resin. (C)の工程において、添加するビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ基(X)と、(B)工程で添加した無水コハク酸および/または無水マレイン酸(Y)のモル比(X/Y)が、0.5以上0.85以下であることを特徴とする、請求項1〜3に記載の不飽和基含有樹脂の製造方法。 In the step (C), the molar ratio (X / Y) of the epoxy group (X) of the bisphenol-type epoxy resin to be added and the succinic anhydride and / or maleic anhydride (Y) added in the step (B) is It is 0.5 or more and 0.85 or less, The manufacturing method of unsaturated group containing resin of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜3記載の不飽和基含有樹脂と、光重合性モノマー、光重合開始剤を含むことを特徴とする、感光性樹脂組成物。 A photosensitive resin composition comprising the unsaturated group-containing resin according to claim 1, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator. 請求項5に記載の感光性樹脂組成物を硬化してなることを特徴とする、硬化物。 A cured product obtained by curing the photosensitive resin composition according to claim 5.
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