JP2013534326A - ネガティブ感光性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明によるネガティブ感光性樹脂組成物は、解像度、透過度、耐熱変色性、接着力などに優れており、特に、405〜435nmのUV長波長で感度に優れており、GH−line専用露光器や次世代デジタル露光器で用いるのに適する。
【選択図】なし
Description
a)アクリル系共重合体、ポリイミド系共重合体、シロキサン系共重合体、またはこれらの共重合体;
b)光開始剤;及び
c)下記の化学式1で表される光増感剤(Photosensitizer)
を含むネガティブ感光性樹脂組成物を提供する。
(上記化学式1において、nは、1−10の整数である。)
a)アクリル系共重合体、ポリイミド系共重合体、シロキサン系共重合体、またはこれらの共重合体100重量部;
b)光開始剤0.1ないし30重量部;及び
c)上記化学式1で表される光増感剤0.1ないし30重量部を含むことを特徴とする。
(上記化学式1において、nは、1−10の整数である。)
冷却器と撹拌機とが備えられたフラスコに、プロピレングリコールモノエチルアセテート400重量部、メタクリル酸30重量部とスチレン30重量部、及びアリールメタクリレート40重量部の混合溶液を投入した。前記液状組成物を、混合容器で、600rpmで十分に混合した後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)15重量部を添加した。前記重合混合溶液を、70℃までゆっくり上昇させて、この温度で8時間維持後、常温に冷却し、重合禁止剤としてヒドロベンゾフェノンを500ppm添加し、固形分濃度が20重量%であるアクリル系共重合体を得た。得られたアクリル系共重合体の重量平均分子量は、10,000であった。このとき、重量平均分子量は、GPCを用いて測定したポリスチレン換算平均分子量である。
冷却器と撹拌機とが備えられたフラスコに、2,2,−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン50重量部と、4,4−(ヘキサフルオロ−イソプロピルリデン)ジフタリックアンハイドライド50重量部を入れ、常温で、NMP400重量部を添加して、24時間攪拌し、反応を進行した。このとき、溶液の濃度は、固形分が20重量%になるようにした。この後、イミド化反応で生成される水を除去するために、前記反応で生成されたポリアミド酸に、前記NMPと同様の量のキシレンを添加し、160℃で、5時間反応し、ポリイミドを製造した。可溶性ポリイミド(6FDA/BAPAF)を窒素雰囲気下で、DMAcに溶解した後、感光性基であるメタクリルロイル−クロライドと同当量のトリエチルアミン(TEA)を滴下させ、0℃で、12時間反応させて、感光性ポリイミド共重合体を製造した。得られたポリイミド系共重合体の重量平均分子量は、15,000であった。このとき、重量平均分子量は、GPCを用いて測定したポリスチレン換算平均分子量である。
冷却器と撹拌機とが備えられたフラスコに、反応性シランとして、それぞれ、フェニルトリエトキシシラン40重量部、テトラエトキシシラン20重量部、及びメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン40重量部を入れ、溶媒として、プロピレングリコールモノエチルアセテート100重量部を入れて、窒素置換した後、緩慢に攪拌した。前記反応溶液に、さらに、超純水40重量部と、触媒としてシュウ酸を3重量部投入後、また緩慢に攪拌した。1時間後、前記反応溶液を、60℃まで昇温させ、10時間この温度を維持して、溶液重合した後、常温に冷却させ、反応を終結した。引き続き、真空乾燥を通じて、反応中に生成されたアルコール類の溶媒及び残留水分を除去した後、プロピレングリコールモノエチルアセテート300重量部で希釈し、固形分濃度が20重量%であるシロキサン系共重合体を製造した。得られたシロキサン系共重合体の重量平均分子量は、5,000であった。このとき、重量平均分子量は、GPCを用いて測定したポリスチレン換算平均分子量である。
上記合成例1で製造したアクリル系共重合体溶液100重量部、光開始剤としては、[1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)5重量部、光増感剤として、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オン(10−butyl−2−chloroacridin−9(10H)−one)3重量部、多官能性モノマーとして、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート10重量部、及びトリメチロールプロパントリアクリレート10重量部を混合した。前記混合物に、固形分濃度が20重量%になるように、プロピレングリコールモノエチルアセテートを加えて溶解した後、0.2μmのミルリポアフィルターでろ過して、ネガティブ感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、合成例1のアクリル系共重合体の代わりに、合成例2のポリイミド系共重合体を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、合成例1のアクリル系共重合体の代わりに、合成例3のシロキサン系共重合体を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光開始剤である、[1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)の代わりに、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール二量体(HABI−1311、(株)大林化学製)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光開始剤である、[1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)の代わりに、Irgacure 819(Ciba製)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光増感剤として、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オンの代わりに、10−プロピル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オンを使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光増感剤として、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オン3重量部の代わりに、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オン10重量部を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光増感剤を使用しないことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光増感剤として、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オンの代わりに、2−イソプロピルチオキサントン(2−isopropylthioxanthone)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1で、光増感剤として、10−ブチル−2−クロロアクリジン−9(10H)−オンの代わりに、2,4−ジエチルチオキサントン(2.4−Diethylthioxanthone)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物のコーティング溶液を製造した。
上記実施例1ないし7及び比較例1ないし3で製造されたネガティブ感光性樹脂組成物を用いて、下記のような方法で物性を評価した後、その結果を下記表1に示した。
Claims (13)
- a)アクリル系共重合体、ポリイミド系共重合体、シロキサン系共重合体、またはこれらの共重合体と、
b)光開始剤と、
c)下記の化学式1で表される光増感剤と、
を含むことを特徴とするネガティブ感光性樹脂組成物。
(上記化学式1において、nは、1−10の整数である。) - a)アクリル系共重合体、ポリイミド系共重合体、シロキサン系共重合体、またはこれらの共重合体100重量部と、
b)光開始剤0.1ないし30重量部と、
c)下記の化学式1で表される光増感剤0.1ないし30重量部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。 - 前記アクリル系共重合体は、アゾ開始剤下で、アクリルモノマーをラジカル重合して製造され、重量平均分子量が3,000ないし50,000であることを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記ポリイミド共重合体は、ジアミンとジアンハイドライドから製造され、重量平均分子量が3,000ないし50,000であることを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記シロキサン共重合体は、シランモノマーを、酸または塩基下で、加水分解及び縮合反応させて製造され、重量平均分子量が3,000ないし50,000であることを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記b)の光開始剤は、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシスチリル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−4−メチルナフチル−6−トリアジン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2,4−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、[1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)、ベンゾフェノン、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,2−ジクロロ−4−フェノキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,2−ビス−2−クロロフェニル−4,5,4,5−テトラフェニル−2−1,2−非イミダゾール、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 907、Darocur TPO、及びIrgacure 819からなる群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記組成物は、固形分含有量が10ないし50重量%になるように溶媒をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記組成物は、d)エチレン性不飽和結合を有する多官能性モノマー、e)エポキシ基またはアミン基を有するシリコン系化合物、及びf)界面活性剤からなる群より選択された1種以上の添加剤、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記エチレン性不飽和結合を有する多官能性モノマーは、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブ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アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリトリトールトリアクリレート、ジペンタエリトリトールジアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート誘導体、ジペンタエリトリトールポリアクリレート及びこれらのメタクリレート類からなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項8に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 前記エポキシ基またはアミン基を有するシリコン系化合物が、(3−グリシドオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3−グリシドオキシプロピル)トリエトキシシラン、(3−グリシドオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3−グリシドオキシプロピル)ジメチルエトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリエトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、及びアミノプロピルトリメトキシシランからなる群より1種以上選択されることを特徴とする請求項8に記載のネガティブ感光性樹脂組成物。
- 基板上に、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載のネガティブ感光性樹脂組成物をコーティングし、プリベイク後、露光及び現像するステップを含むことを特徴とするディスプレイ素子のパターン形成方法。
- 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のネガティブ感光性樹脂組成物を用いたパターンが、TFT−LCD、TSP(Touch Screen Panel)、OLEDまたはO−TFTのパッシベーション絶縁膜、ゲート絶縁膜、平坦化膜、コラムスペーサ、オーバーコート、またはカラーレジストに用いられることを特徴とするディスプレイ素子のパターン形成方法。
- 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のネガティブ感光性樹脂組成物を用いたパターンを含むことを特徴とするディスプレイ素子。
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