JP2018072523A - Liquid crystal display element and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element that suppresses generation of air bubbles and has sufficient general characteristics such as a voltage retention rate, and a method for manufacturing the liquid crystal display element.SOLUTION: The liquid crystal display element includes two substrates disposed opposing to each other, an interlayer insulation film deposited on at least one inner surface side of the substrates, and a liquid crystal layer disposed between the substrates and formed of a polymerizable liquid crystal composition. The interlayer insulation film is formed of a radiation-sensitive resin composition comprising a polymerizable compound having at least two polymerizable groups and a ring structure and a radiation-sensitive compound; and the ring structure is an aliphatic carbon ring structure, a heterocyclic structure, a condensed carbon ring structure, or a combination of these structures.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液晶表示素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element and a manufacturing method thereof.

近年、液晶表示装置は、テレビ受像機やパーソナル・コンピュータのモニタ装置等として広く用いられるようになっている。これらの用途に用いられる液晶表示装置には、表示画面をあらゆる方向から見ることができる広い視野角が求められている。広視野角を得られる液晶表示装置としては、例えばMVA(Multi−domain Vertical Alignment)方式の液晶表示素子を用いたものが知られている。しかし、このような液晶表示装置は、液晶の応答時間が十分に短いものではなく、また、指押し等により配向の乱れが生じ易いという不都合を有している。   In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as television receivers, monitor devices for personal computers, and the like. The liquid crystal display device used for these applications is required to have a wide viewing angle that allows the display screen to be viewed from all directions. As a liquid crystal display device capable of obtaining a wide viewing angle, for example, an apparatus using a MVA (Multi-domain Vertical Alignment) type liquid crystal display element is known. However, such a liquid crystal display device has a disadvantage that the response time of the liquid crystal is not sufficiently short, and the alignment is liable to be disturbed by finger pressing or the like.

そこで、液晶表示素子には、光により重合可能な重合性液晶組成物を用い、電圧を印加して液晶化合物が傾斜した状態で重合することによって液晶化合物の傾斜方向を記憶させるポリマー配向支持(PSA:Polymer Sustained Alignment)技術の導入が検討されている(特開2003−149647号公報参照)。PSA技術を用いた液晶表示素子は、液晶化合物の傾斜方向を記憶する重合膜が液晶と液晶配向膜との界面に形成されているため、強い配向規制力を備えている。したがって、このPSA技術を用いることで、応答時間が短く、指押し等によっても配向の乱れが生じ難い液晶表示装置を実現できる。   Therefore, a polymer liquid crystal composition that can be polymerized by light is used for the liquid crystal display element, and a polymer alignment support (PSA) that memorizes the tilt direction of the liquid crystal compound by applying a voltage to polymerize the liquid crystal compound in a tilted state. : Polymer Sustained Alignment) technology has been studied (see JP 2003-149647 A). A liquid crystal display element using the PSA technology has a strong alignment regulating force because a polymer film that stores the tilt direction of the liquid crystal compound is formed at the interface between the liquid crystal and the liquid crystal alignment film. Therefore, by using this PSA technology, it is possible to realize a liquid crystal display device that has a short response time and is less likely to be disturbed by finger pressing or the like.

特開2003−149647号公報JP 2003-149647 A

このようなPSA技術を用いた液晶表示素子の製造においては、光重合可能な重合性液晶組成物を一対の基板間(セル内)に注入し、セル全体を光照射することで、重合性を有する液晶化合物又はその他の重合性化合物を重合させることとなる。この光照射は、例えば1J程度の高露光量で行われる。しかし、基板の配線と画素電極との間に有機材料から形成された層間絶縁膜が積層されている場合、光照射に伴い層間絶縁膜に起因して発泡が生じることがある。このような発泡が液晶表示素子の画素領域において生じると、製品不良となる。この発泡は、光照射の際、層間絶縁膜を形成する有機物が分解し、この分解物である低分量成分が揮発することによって生じるものと解される。上記低分子量成分は、通常は吸着するなどとして層間絶縁膜の内部やその表面に留まっているが、液晶表示素子が加熱や衝撃を受けた場合などにおいて脱離が加速され、低分子量成分が気泡となって画素領域に現れてくるものと解される。   In the manufacture of a liquid crystal display element using such a PSA technology, a polymerizable liquid crystal composition capable of photopolymerization is injected between a pair of substrates (inside the cell), and the entire cell is irradiated with light, thereby increasing the polymerizability. The liquid crystal compound or other polymerizable compound is polymerized. This light irradiation is performed with a high exposure amount of about 1 J, for example. However, when an interlayer insulating film formed of an organic material is stacked between the wiring of the substrate and the pixel electrode, foaming may occur due to the interlayer insulating film due to light irradiation. When such foaming occurs in the pixel region of the liquid crystal display element, a product defect occurs. It is understood that the foaming is caused by the decomposition of the organic substance forming the interlayer insulating film and the evaporation of the low-volume component which is the decomposition product during light irradiation. The low molecular weight component usually stays inside or on the surface of the interlayer insulating film as adsorbing, etc., but the desorption is accelerated when the liquid crystal display element is heated or shocked, and the low molecular weight component becomes a bubble. And appear in the pixel area.

また、上記層間絶縁膜には、一般的特性として、電圧保持率や化学薬品耐性などが要求される。さらに、上記層間絶縁膜が感放射線性樹脂組成物から形成される場合は、この感放射線性樹脂組成物の感度や解像度も必要とされる。   The interlayer insulating film is required to have a voltage holding ratio and chemical resistance as general characteristics. Furthermore, when the said interlayer insulation film is formed from a radiation sensitive resin composition, the sensitivity and resolution of this radiation sensitive resin composition are also required.

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り、その目的は、気泡の発生が抑制され、電圧保持率等の一般的特性も満足する液晶表示素子、及びこのような液晶表示素子の製造方法を提供することである。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that suppresses the generation of bubbles and satisfies general characteristics such as voltage holding ratio, and such a liquid crystal display. It is providing the manufacturing method of an element.

上記課題を解決するためになされた発明は、対向に配置された2枚の基板、この基板の少なくとも一方の内面側に積層された層間絶縁膜、及び上記基板間に配設され、重合性液晶組成物から形成された液晶層を備え、上記層間絶縁膜が、2以上の重合性基及び環構造を有する重合性化合物と感放射線性化合物とを含む感放射線性樹脂組成物から形成され、上記環構造が、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである液晶表示素子である。   In order to solve the above-mentioned problems, an invention is made by providing two substrates disposed opposite to each other, an interlayer insulating film laminated on at least one inner surface of the substrate, and a polymerizable liquid crystal disposed between the substrates. A liquid crystal layer formed from the composition, wherein the interlayer insulating film is formed from a radiation-sensitive resin composition containing a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a ring structure and a radiation-sensitive compound, A liquid crystal display element in which the ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、一対の基板の少なくとも一方の基板の表面側に層間絶縁膜を形成する工程、上記層間絶縁膜の表面側及び他方の基板の表面側に液晶配向膜を形成する工程、上記液晶配向膜が形成された面同士を対向配置した状態での上記基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び上記基板間に充填された重合性液晶組成物に対する光照射により液晶層を形成する工程を備え、上記層間絶縁膜を2以上の重合性基及び環構造を有する重合性化合物と感放射線性化合物とを含む感放射線性樹脂組成物から形成し、上記環構造が、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである液晶表示素子の製造方法である。   Another invention made in order to solve the above-described problems includes a step of forming an interlayer insulating film on the surface side of at least one of the pair of substrates, a liquid crystal on the surface side of the interlayer insulating film and the surface side of the other substrate. A step of forming an alignment film, a step of filling a polymerizable liquid crystal composition between the substrates in a state where the surfaces on which the liquid crystal alignment film is formed are opposed to each other, and a polymerizable liquid crystal composition filled between the substrates And a step of forming a liquid crystal layer by irradiating light to an object, wherein the interlayer insulating film is formed from a radiation-sensitive resin composition containing a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a ring structure and a radiation-sensitive compound. The method for producing a liquid crystal display device, wherein the ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof.

本発明は、気泡の発生が抑制され、電圧保持率等の一般的特性も満足する液晶表示素子、及びこのような液晶表示素子の製造方法を提供することができる。   The present invention can provide a liquid crystal display element in which generation of bubbles is suppressed and general characteristics such as a voltage holding ratio are satisfied, and a method for manufacturing such a liquid crystal display element.

図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示素子の画素領域における模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in a pixel region of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.

<液晶表示素子>
本発明の一実施形態に係る液晶表示素子は、対向に配置された2枚の基板、この基板の少なくとも一方の内面側に積層された層間絶縁膜、及び上記基板間に配設された液晶層を備える。
<Liquid crystal display element>
A liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention includes two substrates disposed opposite to each other, an interlayer insulating film laminated on at least one inner surface of the substrate, and a liquid crystal layer disposed between the substrates. Is provided.

当該液晶表示素子において、液晶モードは、例えばTN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In−Planes Switching)、VA(Vertical Alignment)、FFS(Fringe Field Switching)及びOCB(Optically Compensated Birefringence)等の液晶モードを選択することができる。   In the liquid crystal display element, the liquid crystal mode includes, for example, TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Aligned Swing), FFS (Fringed Field Swing). ) And the like can be selected.

当該液晶表示素子は、発泡が抑制された層間絶縁膜が、画素の高開口率化による高画質表示化に有効に寄与するように、アクティブマトリクス型の液晶表示素子であることが好ましい。   The liquid crystal display element is preferably an active matrix liquid crystal display element so that the interlayer insulating film in which foaming is suppressed effectively contributes to high image quality display by increasing the aperture ratio of the pixel.

また、当該液晶表示素子は、発泡が抑制された層間絶縁膜の有効性がより顕著となるように、PSA技術を用いたアクティブマトリクス型のVAモード液晶表示素子であることが好ましい。このVAモード液晶表示素子には、MVAモードも含まれる。   The liquid crystal display element is preferably an active matrix VA mode liquid crystal display element using PSA technology so that the effectiveness of the interlayer insulating film in which foaming is suppressed becomes more remarkable. The VA mode liquid crystal display element includes an MVA mode.

以下、当該液晶表示素子の一例として、PSA技術を用いたアクティブマトリクス型のVAモード液晶表示素子について、適宜図1を参照に説明する。   Hereinafter, as an example of the liquid crystal display element, an active matrix VA mode liquid crystal display element using PSA technology will be described with reference to FIG.

図1の液晶表示素子1は、VAモードの液晶表示素子であり、より具体的には、PSA技術を用いたアクティブマトリクス型のVAモード液晶表示素子である。そして、液晶表示素子1は、透過型であり、表示素子用基板であるアレイ基板15と、アレイ基板15に対向配置されたカラーフィルタ基板90とを有し、さらに、両基板15、90の周囲に設けられたシール材(図示しない)により両基板15、90間に液晶組成物が封止されることによって液晶層10が形成されている。   The liquid crystal display element 1 of FIG. 1 is a VA mode liquid crystal display element, and more specifically, is an active matrix type VA mode liquid crystal display element using PSA technology. The liquid crystal display element 1 is a transmissive type, and includes an array substrate 15 that is a display element substrate, and a color filter substrate 90 that is disposed so as to face the array substrate 15. The liquid crystal layer 10 is formed by sealing the liquid crystal composition between the substrates 15 and 90 with a sealing material (not shown) provided on the substrate.

アレイ基板15は、複数の画素が配列された表示領域である画素領域において、基板21と層間絶縁膜52と画素電極36とがこの順で設けられた構造を有する。より具体的には、アレイ基板15は、複数の画素が配列された表示領域である画素領域において、絶縁性の基板21上に、ベースコート膜22と、半導体層23と、ゲート絶縁膜24と、ゲート電極25と、無機絶縁膜41と、第一配線層61からなるソース電極34及びドレイン電極35と、層間絶縁膜52と、画素毎に設けられた画素電極36と、画素領域を覆うように設けられた液晶配向膜37とが基板21側からこの順に積層された構造を有する。   The array substrate 15 has a structure in which a substrate 21, an interlayer insulating film 52, and a pixel electrode 36 are provided in this order in a pixel region that is a display region in which a plurality of pixels are arranged. More specifically, the array substrate 15 includes a base coat film 22, a semiconductor layer 23, a gate insulating film 24, and an insulating substrate 21 in a pixel area that is a display area in which a plurality of pixels are arranged. The gate electrode 25, the inorganic insulating film 41, the source electrode 34 and the drain electrode 35 made of the first wiring layer 61, the interlayer insulating film 52, the pixel electrode 36 provided for each pixel, and the pixel region are covered. The provided liquid crystal alignment film 37 is stacked in this order from the substrate 21 side.

このように、アレイ基板15を構成する基板21上には、半導体層23、ゲート絶縁膜24及びゲート電極25を含み、且つ画素スイッチング素子として機能するTFT29が画素毎に直接作り込まれている。TFT29は、所謂トップゲート型のTFTを構成する。第一配線層61からなるソース電極34及びドレイン電極35は、無機絶縁膜41に設けられたコンタクトホール31fを介して半導体層23のソース・ドレイン領域に接続されている。また、画素電極36は、層間絶縁膜52に設けられたコンタクトホール31gを介して第一配線層61からなるドレイン電極35と接続されている。   As described above, on the substrate 21 constituting the array substrate 15, the TFT 29 including the semiconductor layer 23, the gate insulating film 24, and the gate electrode 25 and functioning as a pixel switching element is directly formed for each pixel. The TFT 29 constitutes a so-called top gate type TFT. The source electrode 34 and the drain electrode 35 made of the first wiring layer 61 are connected to the source / drain regions of the semiconductor layer 23 through contact holes 31 f provided in the inorganic insulating film 41. The pixel electrode 36 is connected to the drain electrode 35 formed of the first wiring layer 61 through a contact hole 31 g provided in the interlayer insulating film 52.

また、カラーフィルタ基板90は、画素領域において、絶縁性の基板91上に、各画素間に設けられた遮光部材からなるブラックマトリクス92と、画素毎に設けられた赤、緑及び青のカラーフィルタ93と、透明導電膜からなる共通電極94と、液晶配向膜95とが基板91側からこの順に形成されている。   The color filter substrate 90 includes a black matrix 92 made of a light-shielding member provided between the pixels and a red, green, and blue color filter provided for each pixel on the insulating substrate 91 in the pixel region. 93, a common electrode 94 made of a transparent conductive film, and a liquid crystal alignment film 95 are formed in this order from the substrate 91 side.

図1の液晶表示素子1についてより詳しく説明すると、基板21としては、特に限定されないが、例えばガラス基板、石英基板、アクリル樹脂等からなる樹脂基板などが好適に用いられる。そして、基板21においては、アレイ基板15を構成するための前処理として、洗浄とプレアニールとが施されていることが好ましい。   The liquid crystal display element 1 of FIG. 1 will be described in more detail. The substrate 21 is not particularly limited, but for example, a glass substrate, a quartz substrate, a resin substrate made of an acrylic resin, or the like is preferably used. The substrate 21 is preferably subjected to cleaning and pre-annealing as pretreatment for constituting the array substrate 15.

基板21上のベースコート膜22は、例えば、プラズマ化学気相成長(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition:PECVD)法により膜厚50nmのSiON膜と、膜厚100nmのSiOx膜とをこの順に成膜し、形成することができる。SiON膜形成のための原料ガスとしては、モノシラン(SiH)、亜酸化窒素ガス(NO)及びアンモニア(NH)の混合ガス等が挙げられる。尚、SiOx膜は、原料ガスとして正珪酸四エチル(Tetra Ethyl Ortho Silicate:TEOS)ガスを用いて形成されることが好ましい。また、ベースコート膜22は、原料ガスとしてモノシラン(SiH)及びアンモニア(NH)の混合ガス等を用いて形成された窒化シリコン(SiNx)膜を含んでもよい。ベースコート膜22の厚みは、80nm以上600nm以下、すなわち、80nm〜600nmが好ましい。 The base coat film 22 on the substrate 21 is formed by, for example, forming a 50 nm thick SiON film and a 100 nm thick SiOx film in this order by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. can do. Examples of the source gas for forming the SiON film include a mixed gas of monosilane (SiH 4 ), nitrous oxide gas (N 2 O), and ammonia (NH 3 ). Note that the SiOx film is preferably formed using a tetraethyl orthosilicate (TEOS) gas as a source gas. Further, the base coat film 22 may include a silicon nitride (SiNx) film formed using a mixed gas of monosilane (SiH 4 ) and ammonia (NH 3 ) as a source gas. The thickness of the base coat film 22 is preferably 80 nm or more and 600 nm or less, that is, 80 nm to 600 nm.

半導体層23は、公知の方法に従い、ポリシリコン(p−Si)膜をパターニングして形成されたものとすることができる。例えば、半導体層23として、低温ポリシリコンを挙げることができる。   The semiconductor layer 23 can be formed by patterning a polysilicon (p-Si) film according to a known method. For example, the semiconductor layer 23 can be low-temperature polysilicon.

また、半導体層23は、酸化物を用いて形成することができる。本実施形態の半導体層23に適用可能な酸化物としては、単結晶酸化物、多結晶酸化物、及びアモルファス酸化物、並びにこれらの混合物が挙げられる。多結晶酸化物としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)等を挙げることができる。   The semiconductor layer 23 can be formed using an oxide. Examples of the oxide applicable to the semiconductor layer 23 of this embodiment include a single crystal oxide, a polycrystalline oxide, an amorphous oxide, and a mixture thereof. Examples of the polycrystalline oxide include zinc oxide (ZnO).

半導体層23に適用可能なアモルファス酸化物としては、インジウム(In)、亜鉛(Zn)及び錫(Sn)の少なくとも1種類の元素を含み構成されるアモルファス酸化物を挙げることができる。   As an amorphous oxide applicable to the semiconductor layer 23, an amorphous oxide including at least one element of indium (In), zinc (Zn), and tin (Sn) can be given.

半導体層23に適用可能なアモルファス酸化物の具体的例としては、Sn−In−Zn酸化物、In−Ga−Zn酸化物(IGZO:酸化インジウムガリウム亜鉛)、In−Zn−Ga−Mg酸化物、Zn−Sn酸化物(ZTO:酸化亜鉛錫)、In酸化物、Ga酸化物、In−Sn酸化物、In−Ga酸化物、In−Zn酸化物(IZO:酸化インジウム亜鉛)、Zn−Ga酸化物、Sn−In−Zn酸化物、In−Sn−Zn酸化物(ITZO:酸化インジウムスズ亜鉛)等を挙げることができる。なお、以上の場合、構成材料の組成比は必ずしも、例えば、1:1又は1:1:1である必要は無く、所望の特性を実現する組成比の選択が可能である。   Specific examples of amorphous oxides applicable to the semiconductor layer 23 include Sn—In—Zn oxide, In—Ga—Zn oxide (IGZO: indium gallium zinc oxide), and In—Zn—Ga—Mg oxide. Zn-Sn oxide (ZTO: zinc tin oxide), In oxide, Ga oxide, In-Sn oxide, In-Ga oxide, In-Zn oxide (IZO: indium zinc oxide), Zn-Ga An oxide, Sn—In—Zn oxide, In—Sn—Zn oxide (ITZO: indium tin zinc oxide), and the like can be given. In the above case, the composition ratio of the constituent materials does not necessarily need to be 1: 1 or 1: 1: 1, for example, and a composition ratio that realizes desired characteristics can be selected.

半導体層23を形成するp−Siのパターニングについては公知の方法に従うことができるが、例えば、先ず、PECVD法により、膜厚50nmのアモルファスシリコン(a−Si)膜を形成する。a−Si膜形成のための原料ガスとしては、例えば、SiH、ジシラン(Si)等が挙げられる。PECVD法により形成したa−Si膜には水素が含まれているため、約500℃でa−Si膜中の水素濃度を低減する処理(脱水素処理)を行う。続いて、レーザアニールを行い、a−Si膜を溶融、冷却及び結晶化させることにより、p−Si膜を形成する。レーザアニールには、例えば、エキシマレーザを用いることができる。p−Si膜の形成には、レーザアニールの前処理として、(連続粒界結晶シリコン(CG−シリコン)化するため)、脱水素処理せずニッケル等の金属触媒を塗布して、熱処理による固相成長を行ってもよい。また、a−Si膜の結晶化としては、熱処理による固相成長のみを行ってもよい。次に、四フッ化炭素(CF)及び酸素(O)の混合ガスによるドライエッチングを行い、p−Si膜をパターニングし、半導体層23を形成する。半導体層23の厚みは、20nm〜100nmが好ましい。 The p-Si patterning for forming the semiconductor layer 23 can be performed by a known method. For example, first, an amorphous silicon (a-Si) film having a thickness of 50 nm is formed by PECVD. Examples of the source gas for forming the a-Si film include SiH 4 and disilane (Si 2 H 6 ). Since the a-Si film formed by the PECVD method contains hydrogen, a process (dehydrogenation process) for reducing the hydrogen concentration in the a-Si film is performed at about 500 ° C. Subsequently, laser annealing is performed to melt, cool, and crystallize the a-Si film, thereby forming a p-Si film. For laser annealing, for example, an excimer laser can be used. The p-Si film is formed by applying a metal catalyst such as nickel without dehydrogenation as a pretreatment for laser annealing (in order to make continuous grain boundary crystalline silicon (CG-silicon)), and solidifying by heat treatment. Phase growth may be performed. Further, as the crystallization of the a-Si film, only solid phase growth by heat treatment may be performed. Next, dry etching using a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ) and oxygen (O 2 ) is performed, the p-Si film is patterned, and the semiconductor layer 23 is formed. The thickness of the semiconductor layer 23 is preferably 20 nm to 100 nm.

半導体層23には、図示されないチャネル領域とソース領域とドレイン領域とが形成されているが、これらは後述するゲート絶縁膜24を形成した後、又は、さらに後述するゲート電極を形成した後、半導体層23中に形成されたものである。   In the semiconductor layer 23, a channel region, a source region, and a drain region (not shown) are formed. These are formed after forming a gate insulating film 24 described later or after forming a gate electrode described later. It is formed in the layer 23.

すなわち、半導体層23では、TFT29の閾値電圧を制御するために、イオンドーピング法、イオン注入法等により、ゲート絶縁膜24を介して、ボロン等の不純物がドーピングされ、チャネル領域が形成される。   That is, in the semiconductor layer 23, an impurity such as boron is doped through the gate insulating film 24 by an ion doping method, an ion implantation method, or the like in order to control the threshold voltage of the TFT 29, thereby forming a channel region.

また、半導体層23では、ゲート電極25をマスクとして、リンやボロン等の不純物が、イオンドーピング法、イオン注入法等により高濃度にドーピングされる。次いで、半導体層23中に存在している不純物イオンを活性化させるために、約700℃、6時間の熱活性化処理が行われ、これにより、ソース領域及びドレイン領域が形成される。なお、不純物イオンの活性化の方法としては、エキシマレーザを照射する方法等も挙げられる。   In the semiconductor layer 23, impurities such as phosphorus and boron are doped at a high concentration by an ion doping method, an ion implantation method, or the like using the gate electrode 25 as a mask. Next, in order to activate the impurity ions existing in the semiconductor layer 23, a thermal activation process is performed at about 700 ° C. for 6 hours, whereby a source region and a drain region are formed. As a method for activating the impurity ions, a method of irradiating an excimer laser can be used.

ゲート絶縁膜24は、例えば、膜厚45nmの酸化シリコンの膜とすることができる。その形成には、原料ガスとしてTEOSガスを用いることができる。ゲート絶縁膜24の材質としては特に限定されず、SiNx膜、SiON膜等を用いてもよい。SiNx膜及びSiON膜形成のための原料ガスとしては、ベースコート膜22の形成工程で述べたものと同様の原料ガスが挙げられる。また、ゲート絶縁膜24は、上記複数の材料からなる積層体でもよい。ゲート絶縁膜24の厚みは、30nm〜150nmが好ましい。   The gate insulating film 24 may be a silicon oxide film having a thickness of 45 nm, for example. For the formation, TEOS gas can be used as a source gas. The material of the gate insulating film 24 is not particularly limited, and a SiNx film, a SiON film, or the like may be used. Examples of the source gas for forming the SiNx film and the SiON film include the same source gases as those described in the process for forming the base coat film 22. The gate insulating film 24 may be a stacked body made of the plurality of materials. The thickness of the gate insulating film 24 is preferably 30 nm to 150 nm.

ゲート電極25は、スパッタリング法を用いて、膜厚30nmの窒化タンタル(TaN)膜と膜厚370nmのタングステン(W)膜とをこの順に成膜し、続いて、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜を所望の形状にパターニングすることによってレジストマスクを形成した後、アルゴン(Ar)、六フッ化硫黄(SF)、四フッ化炭素(CF)、酸素(O)、塩素(Cl)等の混合ガス分量を調整したエッチングガスを用いてドライエッチングを行って形成されたものでる。ゲート電極25の材料としては、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、モリブデンタングステン(MoW)等の表面が平坦で特性の安定した高融点金属や、アルミニウム(Al)等の低抵抗金属が挙げられる。また、ゲート電極25は、上記複数の材料からなる積層体であってもよく、さらに、例えば、Al、Cr、Ta、Mo、Ti、W、Cu、Nb、Mn及びMgから選ばれる複数の金属からなる合金であってもよい。ゲート電極25の厚みは、100nm〜500nmが好ましい。 As the gate electrode 25, a tantalum nitride (TaN) film having a thickness of 30 nm and a tungsten (W) film having a thickness of 370 nm are formed in this order by sputtering, and then a resist film is desired by photolithography. After forming a resist mask by patterning into a shape of, argon (Ar), sulfur hexafluoride (SF 6 ), carbon tetrafluoride (CF 4 ), oxygen (O 2 ), chlorine (Cl 2 ), etc. It is formed by performing dry etching using an etching gas whose amount of mixed gas is adjusted. Examples of the material of the gate electrode 25 include a refractory metal having a flat surface and stable characteristics such as tantalum (Ta), molybdenum (Mo), and molybdenum tungsten (MoW), and a low resistance metal such as aluminum (Al). . Further, the gate electrode 25 may be a laminated body made of the above-mentioned plurality of materials, and further, for example, a plurality of metals selected from Al, Cr, Ta, Mo, Ti, W, Cu, Nb, Mn, and Mg. The alloy which consists of may be sufficient. The thickness of the gate electrode 25 is preferably 100 nm to 500 nm.

無機絶縁膜41は、基板21全面にPECVD法により、膜厚100nm〜400nm、より好ましくは、200nm〜300nmのSiNx膜と、膜厚500nm〜1000nm、より好ましくは、600nm〜800nmのTEOS膜とを成膜することによって、形成されたものである。無機絶縁膜41としては、SiON膜等を用いてもよい。また、経時的なTFT29の特性低下とともに、TFT29の電気特性を安定化するため、無機絶縁膜41の下層には50nm程度の薄いキャップ膜(例えば、TEOS膜等)を形成してもよい。   The inorganic insulating film 41 is formed by forming a SiNx film having a thickness of 100 nm to 400 nm, more preferably 200 nm to 300 nm, and a TEOS film having a thickness of 500 nm to 1000 nm, more preferably 600 nm to 800 nm on the entire surface of the substrate 21 by PECVD. It is formed by forming a film. As the inorganic insulating film 41, a SiON film or the like may be used. Further, in order to stabilize the electrical characteristics of the TFT 29 as the characteristics of the TFT 29 deteriorate over time, a thin cap film (for example, a TEOS film) of about 50 nm may be formed below the inorganic insulating film 41.

コンタクトホール31fは、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜を所望の形状にパターニングすることによってレジストマスクを形成した後、フッ酸系のエッチング溶液を用いてゲート絶縁膜24及び無機絶縁膜41のウェットエッチングを行って形成されたものである。なお、エッチングには、ドライエッチングを用いてもよい。   For the contact hole 31f, a resist mask is formed by patterning a resist film into a desired shape by photolithography, and then the gate insulating film 24 and the inorganic insulating film 41 are wet-etched using a hydrofluoric acid-based etching solution. Is formed. Note that dry etching may be used for the etching.

ソース電極34及びドレイン電極35は第一配線層61からなるが、以下に示す工程によって形成されたものである。すなわち、スパッタ法等で、膜厚100nmのチタン(Ti)膜と、膜厚500nmのアルミニウム(Al)膜と、膜厚100nmのTi膜とをこの順で成膜する。次に、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜を所望の形状にパターニングすることによってレジストマスクを形成した後、ドライエッチングによりTi/Al/Tiの金属積層膜をパターニングし、第一配線層61を形成する。これにより、ソース電極34及びドレイン電極35が形成される。なお、第一配線層61を構成する金属としては、Alに代えてAl−Si合金等を用いてもよい。また、ここでは、配線の低抵抗化のためにAlを用いたが、高耐熱性が必要であり、且つ抵抗値のある程度の増加が許される場合(例えば、短い配線構造にする場合)は、第一配線層61を構成する金属として、上述したゲート電極材料(Ta、Mo、MoW、W、TaN、Al等)を用いてもよい。   The source electrode 34 and the drain electrode 35 are formed of the first wiring layer 61, and are formed by the following steps. That is, a 100 nm thick titanium (Ti) film, a 500 nm thick aluminum (Al) film, and a 100 nm thick Ti film are formed in this order by sputtering or the like. Next, a resist mask is formed by patterning the resist film into a desired shape by photolithography, and then a Ti / Al / Ti metal laminated film is patterned by dry etching to form the first wiring layer 61. Thereby, the source electrode 34 and the drain electrode 35 are formed. In addition, as a metal which comprises the 1st wiring layer 61, it may replace with Al and may use an Al-Si alloy. Here, Al is used for reducing the resistance of the wiring. However, when high heat resistance is required and a certain increase in resistance value is allowed (for example, in the case of a short wiring structure), As the metal constituting the first wiring layer 61, the gate electrode material (Ta, Mo, MoW, W, TaN, Al, etc.) described above may be used.

層間絶縁膜52は、後述する感放射線性樹脂組成物から形成されたものである。すなわち、層間絶縁膜52は、感放射線性樹脂組成物が硬化した層である。具体的には、感放射線性樹脂組成物を用い、基板21全面にスピンナを用いたスピンコート法等により、その塗膜を形成する。次いで、所望の形状の遮光パターンが形成されたフォトマスクを介して露光をした後、エッチング(現像処理)を行うことによって、例えば、コンタクトホール31gとなる領域の塗膜を除去するなどしてパターニングを行う。さらに、例えば、200℃30分間程度の加熱を施して、コンタクトホール31gの形成された硬化膜として層間絶縁膜52は製造される。層間絶縁膜52の膜厚は、絶縁機能と平坦化機能を十分に発揮できる1μm〜5μmとすることが好ましく、より好ましくは2μm〜3μmである。   The interlayer insulating film 52 is formed from a radiation sensitive resin composition to be described later. That is, the interlayer insulating film 52 is a layer obtained by curing the radiation sensitive resin composition. Specifically, the coating film is formed on the entire surface of the substrate 21 by a spin coating method using a spinner or the like using a radiation sensitive resin composition. Next, after exposure through a photomask in which a light-shielding pattern having a desired shape is formed, patterning is performed by, for example, removing a coating film in a region to be the contact hole 31g by performing etching (development processing). I do. Further, for example, heating is performed at 200 ° C. for about 30 minutes to manufacture the interlayer insulating film 52 as a cured film in which the contact holes 31g are formed. The film thickness of the interlayer insulating film 52 is preferably 1 μm to 5 μm, more preferably 2 μm to 3 μm, which can sufficiently exhibit the insulating function and the planarization function.

また、コンタクトホール31gは、層間絶縁膜52の製造に際し、感放射線性樹脂組成物の塗膜のパターニングによって形成されたものである。層間絶縁膜52の形成方法については、後に詳述する。   Further, the contact hole 31g is formed by patterning a coating film of the radiation sensitive resin composition when the interlayer insulating film 52 is manufactured. A method for forming the interlayer insulating film 52 will be described in detail later.

画素電極36は、スパッタリング法等によって、膜厚50nm〜200nm、より好ましくは、100nm〜150nmのITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)膜やIZO(Indium Zinc Oxide:酸化インジウム亜鉛)膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によって所望の形状にパターニングして形成されたものである。   The pixel electrode 36 is formed with an ITO (Indium Tin Oxide) film or an IZO (Indium Zinc Oxide) film having a film thickness of 50 nm to 200 nm, more preferably 100 nm to 150 nm, by sputtering or the like. Thereafter, it is formed by patterning into a desired shape by photolithography.

液晶配向膜37は、少なくとも画素領域を覆うように、アレイ基板15の液晶層10と接する表面に形成されている。液晶配向膜は、例えば、ポリイミドやポリシロキサンやアクリルポリマー等の高分子材料を用いて形成された垂直配向性の液晶配向膜とすることができる。垂直配向性の液晶配向膜は、液晶層4の液晶の長軸方向が基板面に対して垂直又は略垂直となるように液晶を配向させるものである。なお、液晶の長軸方向が基板面に対して垂直又は略垂直となる液晶の配向を、単に、略垂直な配向と称することとする。このような液晶配向膜37は、ポリイミドやポリシロキサンやアクリルポリマー、又はそれらの前駆体を含んで調製された液状の配向剤を用い、例えば、印刷法によりその塗膜を形成した後、加熱乾燥をすることによって、またその後、必要な場合には配向処理を施して、形成することができる。   The liquid crystal alignment film 37 is formed on the surface in contact with the liquid crystal layer 10 of the array substrate 15 so as to cover at least the pixel region. The liquid crystal alignment film may be a vertical alignment liquid crystal alignment film formed using a polymer material such as polyimide, polysiloxane, or acrylic polymer. The vertically aligned liquid crystal alignment film aligns the liquid crystal so that the major axis direction of the liquid crystal of the liquid crystal layer 4 is perpendicular or substantially perpendicular to the substrate surface. The alignment of the liquid crystal in which the major axis direction of the liquid crystal is perpendicular or substantially perpendicular to the substrate surface is simply referred to as “substantially perpendicular alignment”. Such a liquid crystal alignment film 37 uses a liquid alignment agent prepared containing polyimide, polysiloxane, acrylic polymer, or a precursor thereof, for example, after forming the coating film by a printing method, and then drying by heating. In addition, after that, if necessary, it can be formed by performing an orientation treatment.

液晶配向膜37が垂直配向型の液晶配向膜であることによって、後述する液晶層10の負の誘電率異方性を有する液晶と組み合わされて、液晶表示素子1をVAモードの液晶表示素子とすることができる。   Since the liquid crystal alignment film 37 is a vertical alignment type liquid crystal alignment film, the liquid crystal display element 1 is combined with a liquid crystal having negative dielectric anisotropy of the liquid crystal layer 10 to be described later. can do.

次に、カラーフィルタ基板90を構成する基板91、ブラックマトリクス92、及びカラーフィルタ93について説明する。   Next, the substrate 91, the black matrix 92, and the color filter 93 constituting the color filter substrate 90 will be described.

基板91は、アレイ基板15を構成する基板21と同様の絶縁性の基板である。   The substrate 91 is an insulating substrate similar to the substrate 21 constituting the array substrate 15.

ブラックマトリクス92は、遮光膜をスパッタリング法により成膜し、その膜をパターニングして形成されたものである。   The black matrix 92 is formed by forming a light shielding film by sputtering and patterning the film.

カラーフィルタ93は、以下に示すように、赤のカラーフィルタ93、緑のカラーフィルタ93、青のカラーフィルタ93を有して構成される。赤のカラーフィルタ93は、赤の顔料が分散された樹脂フィルム(ドライフィルム)を画素領域全面にラミネートし、露光、現像及びベーク(加熱処理)を行って形成されたものである。緑のカラーフィルタ93は、赤のカラーフィルタ93に重ねて、緑色の顔料が分散された樹脂フィルムを画素領域全面にラミネートし、露光、現像及びベーク(加熱処理)を行って形成されたものである。青のカラーフィルタ93も緑のカラーフィルタ93と同様に形成されたものである。   The color filter 93 includes a red color filter 93, a green color filter 93, and a blue color filter 93 as shown below. The red color filter 93 is formed by laminating a resin film (dry film) in which a red pigment is dispersed over the entire pixel region, and performing exposure, development, and baking (heat treatment). The green color filter 93 is formed by laminating a resin film in which a green pigment is dispersed over the red color filter 93 and laminating the entire pixel region, and then performing exposure, development, and baking (heating treatment). is there. The blue color filter 93 is formed in the same manner as the green color filter 93.

なお、カラーフィルタ基板90は、画素開口部以外の遮光領域に、上述の遮光膜及び上述の樹脂フィルムの積層体からなる柱状スペーサ(図示せず)を有することができる。   The color filter substrate 90 can have columnar spacers (not shown) made of a laminate of the above-described light-shielding film and the above-described resin film in a light-shielding region other than the pixel openings.

共通電極94は、カラーフィルタ93の上層にITOを蒸着して形成されたものである。   The common electrode 94 is formed by depositing ITO on the upper layer of the color filter 93.

液晶配向膜95は、上述したアレイ基板15の液晶配向膜37と同様の液晶配向膜である。   The liquid crystal alignment film 95 is a liquid crystal alignment film similar to the liquid crystal alignment film 37 of the array substrate 15 described above.

なお、カラーフィルタ基板90のカラーフィルタ93は、カラーレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって形成されたものでもよい。また、カラーフィルタ基板90には、カラーレジストを用いたフォトリソグラフィ法によってフォトスペーサを形成してもよい。さらに、ブラックマトリクス92を形成せず、TFT基板15のソースラインやCSライン等の配線で代用してもよい。   The color filter 93 of the color filter substrate 90 may be formed by a photolithography method using a color resist. Photo spacers may be formed on the color filter substrate 90 by photolithography using a color resist. Further, instead of forming the black matrix 92, a wiring such as a source line or a CS line of the TFT substrate 15 may be substituted.

そして、図1に示す液晶表示素子1は、アレイ基板15及びアレイ基板15に対向配置されたカラーフィルタ基板90の周囲に設けられたシール材(図示しない)により両基板15、90間に重合性液晶組成物が充填及び封止されることによって液晶層10が形成されている。液晶層10は、重合性液晶組成物の少なくとも一部が重合してなる層である。   The liquid crystal display element 1 shown in FIG. 1 is polymerized between the substrates 15 and 90 by a sealing material (not shown) provided around the array substrate 15 and the color filter substrate 90 disposed to face the array substrate 15. The liquid crystal layer 10 is formed by filling and sealing the liquid crystal composition. The liquid crystal layer 10 is a layer formed by polymerizing at least a part of the polymerizable liquid crystal composition.

シール材を用いたアレイ基板15とカラーフィルタ基板90との貼り合わせについては、次のようにして行うことができる。すなわち、アレイ基板15の画素領域の外周にシール材を塗布した後、ディスペンサ等を用いて、負の誘電率異方性を有する重合性液晶組成物をシール材の内側に滴下する。重合性液晶組成物については後述する。   The bonding of the array substrate 15 and the color filter substrate 90 using the sealing material can be performed as follows. That is, after a sealing material is applied to the outer periphery of the pixel region of the array substrate 15, a polymerizable liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy is dropped inside the sealing material using a dispenser or the like. The polymerizable liquid crystal composition will be described later.

次に、重合性液晶組成物が滴下されたアレイ基板15にカラーフィルタ基板90を貼り合わせる。ここまでの工程は真空中で行われる。次に、貼り合わせた両基板15、90を大気中に戻すと、貼り合わされた両基板15、90間を重合性液晶組成物が大気圧により拡散する。次に、シール材39の塗布領域に沿ってUV(紫外)光源を移動させながらUV(紫外)光をシール材39に照射し、シール材39を硬化させる。このようにして、拡散した重合性液晶組成物が、対向する一対の基板15、90間に充填及び封止されて、液晶層10を形成するための重合性液晶組成物の層が形成される。   Next, the color filter substrate 90 is bonded to the array substrate 15 onto which the polymerizable liquid crystal composition has been dropped. The steps so far are performed in a vacuum. Next, when the bonded substrates 15 and 90 are returned to the atmosphere, the polymerizable liquid crystal composition diffuses between the bonded substrates 15 and 90 by atmospheric pressure. Next, UV (ultraviolet) light is irradiated to the sealing material 39 while moving the UV (ultraviolet) light source along the application region of the sealing material 39 to cure the sealing material 39. In this way, the diffused polymerizable liquid crystal composition is filled and sealed between a pair of opposing substrates 15 and 90 to form a layer of the polymerizable liquid crystal composition for forming the liquid crystal layer 10. .

なお、一対の基板間に重合性液晶組成物を注入する方法としては、アレイ基板15及びカラーフィルタ基板90の両方の1つの側方に重合性液晶組成物注入口を設け、そこから重合性液晶組成物を注入し、その後、重合性液晶組成物注入口を紫外線硬化樹脂等で封止する方法であってもよい。   As a method for injecting a polymerizable liquid crystal composition between a pair of substrates, a polymerizable liquid crystal composition injection port is provided on one side of both the array substrate 15 and the color filter substrate 90, and a polymerizable liquid crystal is formed therefrom. A method of injecting the composition and then sealing the polymerizable liquid crystal composition injection port with an ultraviolet curable resin or the like may be used.

次に、アレイ基板15とカラーフィルタ基板90との間に充填及び封止された液晶層10の形成については、以下のようにして行うことができる。   Next, formation of the liquid crystal layer 10 filled and sealed between the array substrate 15 and the color filter substrate 90 can be performed as follows.

すなわち、アレイ基板15とカラーフィルタ基板90とを貼り合わせて、両基板15、90の間に重合性液晶組成物の層を形成した後、TFT29がオンとなる電圧をゲート電極25に印加した状態でソース電極34と共通電極94との間に交流電圧を印加し、液晶化合物を傾斜配向させる。次に、液晶が傾斜配向する状態を維持したままで、重合性液晶組成物の層にアレイ基板15側からUV光を照射する。すなわち、基板間に充填された重合性液晶組成物に対して光照射を行う。このUV光の露光量としては、例えば、50mJ/cm以上2,000mJ/cm以下とすることができる。 That is, after the array substrate 15 and the color filter substrate 90 are bonded together to form a layer of a polymerizable liquid crystal composition between the substrates 15 and 90, a voltage that turns on the TFT 29 is applied to the gate electrode 25. Then, an AC voltage is applied between the source electrode 34 and the common electrode 94 to tilt the liquid crystal compound. Next, the layer of the polymerizable liquid crystal composition is irradiated with UV light from the array substrate 15 side while maintaining the state in which the liquid crystal is tilted and aligned. That is, light irradiation is performed on the polymerizable liquid crystal composition filled between the substrates. The exposure of the UV light, for example, be a 50 mJ / cm 2 or more 2,000 mJ / cm 2 or less.

このUV光照射により、重合性液晶組成物に含有された重合性液晶化合物又は光重合性化合物が重合され、液晶配向膜37、95の液晶層10側の表面に液晶のプレチルト角を規定する重合体が形成される。すなわち、液晶層10の液晶を傾斜状態のまま重合性液晶化合物等を重合することにより、電圧印加によって液晶が傾斜動作する方向を記憶した重合体を、例えばアレイ基板15上に設けることができる。   By this UV light irradiation, the polymerizable liquid crystal compound or photopolymerizable compound contained in the polymerizable liquid crystal composition is polymerized, and the surface of the liquid crystal alignment films 37 and 95 on the liquid crystal layer 10 side is overlapped to define the pretilt angle of the liquid crystal. A coalescence is formed. That is, by polymerizing a polymerizable liquid crystal compound or the like while the liquid crystal of the liquid crystal layer 10 is tilted, a polymer storing the direction in which the liquid crystal tilts by voltage application can be provided on, for example, the array substrate 15.

その後、パネル分断工程、偏光板の貼り付け工程、FCP基板の貼り付け工程、液晶表示パネル及びバックライトユニットの組み合わせ工程等を経て、液晶表示素子1を製造することができる。   Thereafter, the liquid crystal display element 1 can be manufactured through a panel cutting step, a polarizing plate attaching step, an FCP substrate attaching step, a liquid crystal display panel and a backlight unit combining step, and the like.

(重合性液晶組成物)
上記重合性液晶組成物は、(1)液晶化合物と光重合性化合物とを含む組成物、(2)重合性基を有する液晶化合物を含む組成物などを挙げることができる。これらの重合性液晶組成物には、光重合開始剤が含まれていてもよい。
(Polymerizable liquid crystal composition)
Examples of the polymerizable liquid crystal composition include (1) a composition containing a liquid crystal compound and a photopolymerizable compound, and (2) a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group. These polymerizable liquid crystal compositions may contain a photopolymerization initiator.

液晶化合物としては、例えばネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶等が挙げられる。液晶化合物としては、ネマチック液晶が好ましい。また、これらの液晶には、性能を改善するために、コレステリック液晶、カイラルネマチック液晶、カイラルスメクチック液晶等やカイラル化合物が含まれていてもよい。   Examples of the liquid crystal compound include nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, and the like. As the liquid crystal compound, nematic liquid crystal is preferable. In addition, these liquid crystals may contain cholesteric liquid crystals, chiral nematic liquid crystals, chiral smectic liquid crystals, and chiral compounds in order to improve performance.

具体的な液晶化合物としては、例えば4−置換安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸4’−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸4’−置換ビフェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ)安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4’−置換シクロヘキシルエステル、4−置換4’−置換ビフェニル、4−置換フェニル4’−置換シクロヘキサン、4−置換4’’−置換ターフェニル、4−置換ビフェニル4’−置換シクロヘキサン、2−(4−置換フェニル)−5−置換ピリミジン等が挙げられる。   Specific liquid crystal compounds include, for example, 4-substituted benzoic acid 4′-substituted phenyl ester, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4′-substituted phenyl ester, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4′-substituted biphenyl ester, 4- ( 4-substituted cyclohexanecarbonyloxy) benzoic acid 4′-substituted phenyl ester, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4′-substituted phenyl ester, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4′-substituted cyclohexyl ester, 4-substituted 4′-substituted biphenyl, 4-substituted phenyl 4′-substituted cyclohexane, 4-substituted 4 ″ -substituted terphenyl, 4-substituted biphenyl 4′-substituted cyclohexane, 2- (4-substituted phenyl) -5 -Substituted pyrimidine and the like.

重合性基を有する液晶化合物が有する重合性基としては、例えばビニル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基、エポキシ基、イソシアナート基等が挙げられる。   Examples of the polymerizable group that the liquid crystal compound having a polymerizable group has include a vinyl group, a (meth) acryl group, a (meth) acryloyl group, a (meth) acrylamide group, a styryl group, an epoxy group, and an isocyanate group. .

光重合性化合物としては、例えば
スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン;
置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、メトキシエチル基、ブトキシエチル基、フェノキシエチル基、アルリル基、メタリル基、グリシジル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル基、ジメチルアミノエチル基、ジエチルアミノエチル基等を有するアクリレート、メタクリレート又はフマレート;
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール等のモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリレート;
酢酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、アクリロニトリル、セチルビニルエーテル、リモネン、シクロヘキセン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド又はN−ヒドロキシエチルメタクリルアミド及びそれらのアルキルエーテル化合物;
ネオペンチルグリコール1モルに2モル以上のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート;
トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート;
ビスフェノールA1モルに2モル以上のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート1モルとフェニルイソシアネート又はn−ブチルイソシアネート1モルとの反応生成物;
ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート;
カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等のオリゴマー等が挙げられる。
Examples of the photopolymerizable compound include styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene;
As substituents, methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl, cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxy Acrylate having ethyl group, phenoxyethyl group, allyl group, methallyl group, glycidyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-chloro-2-hydroxypropyl group, dimethylaminoethyl group, diethylaminoethyl group, etc. , Methacrylate or fumarate;
Mono (meth) acrylate or poly (meta) such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin and pentaerythritol ) Acrylate;
Vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, acrylonitrile, cetyl vinyl ether, limonene, cyclohexene, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, vinyl pyridine, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N-hydroxymethylacrylamide or N-hydroxyethyl Methacrylamide and their alkyl ether compounds;
Di (meth) acrylate of diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of neopentyl glycol;
Diol or tri (meth) acrylate of triol obtained by adding 3 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of trimethylolpropane;
Di (meth) acrylate of diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of bisphenol A;
Reaction product of 1 mol of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 1 mol of phenyl isocyanate or n-butyl isocyanate;
Poly (meth) acrylate of dipentaerythritol;
Examples include oligomers such as caprolactone-modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol diacrylate.

光重合開始剤としては、例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社の「ダロキュア1173」)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ガイギー社の「イルガキュア184」)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社の「ダロキュア1116」)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(チバ・ガイギー社の「イルガキュア651」)、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパノン−1(チバ・ガイギー社の「イルガキュア907」)、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬社の「カヤキュアDETX」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社の「カヤキュア−EPA」)との混合物、イソプロピルチオキサントン(ワードプレキンソップ社の「カンタキュアITX」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合物等が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Merck), 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy) ), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one ("Darocur 1116" from Merck), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one ( Ciba-Geigy "Irgacure 651"), 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1 (Ciba-Geigy "Irgacure 907"), 2,4-diethyl Thioxanthone (“Kayacure DETX” from Nippon Kayaku) and ethyl p-dimethylaminobenzoate (from Nippon Kayaku) Kayacure -EPA ") a mixture of, a mixture of isopropylthioxanthone (word pre Kin Sop's" Kantakyua ITX ") and p- dimethylaminobenzoic acid ethyl.

<感放射線性樹脂組成物>
以下には、層間絶縁膜52を形成する感放射線性樹脂組成物について詳説する。上記感放射線性樹脂組成物は、[B]感放射線性化合物と、2以上の重合性基及び環状構造を有する重合性化合物([C]重合性化合物)とを含む。上記感放射線性樹脂組成物は、通常、[A]重合体を含み、さらにその他の成分が含有されていてもよい。当該液晶表示素子は、層間絶縁膜を上記感放射線性樹脂組成物から形成することにより、液晶層を形成する際の光照射による気泡の発生が抑制されている。また、当該液晶表示素子によれば、上記感放射線性樹脂組成物から形成された層間絶縁膜の化学薬品耐性や電圧保持率にも優れる。また、上記感放射線性樹脂組成物は、良好な感度及び解像度も有する。
<Radiation sensitive resin composition>
Below, the radiation sensitive resin composition which forms the interlayer insulation film 52 is explained in full detail. The radiation sensitive resin composition includes [B] a radiation sensitive compound and a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a cyclic structure ([C] polymerizable compound). The said radiation sensitive resin composition contains a [A] polymer normally, and also the other component may contain. In the liquid crystal display element, by forming the interlayer insulating film from the radiation-sensitive resin composition, generation of bubbles due to light irradiation when forming the liquid crystal layer is suppressed. Moreover, according to the said liquid crystal display element, it is excellent also in the chemical-resistance and voltage holding rate of the interlayer insulation film formed from the said radiation sensitive resin composition. Moreover, the said radiation sensitive resin composition also has a favorable sensitivity and resolution.

[[A]重合体]
[A]重合体は、層間絶縁膜のベースとなる重合体である。[A]重合体としては特に限定されないが、同一又は異なる重合体分子中に、カルボキシ基を含む構造単位(I)とエポキシ基を含む構造単位(II)とを有する重合体([A1]重合体)、酸解離性基を含む構造単位(III)を有する重合体([A2]重合体)、シロキサン系重合体([A3]重合体)等を挙げることができる。
[[A] polymer]
[A] A polymer is a polymer which becomes a base of an interlayer insulation film. [A] The polymer is not particularly limited, but a polymer having a structural unit (I) containing a carboxy group and a structural unit (II) containing an epoxy group in the same or different polymer molecules ([A1] A polymer having a structural unit (III) containing an acid-dissociable group ([A2] polymer), a siloxane-based polymer ([A3] polymer), and the like.

([A1]重合体)
[A1]重合体は、同一又は異なる重合体分子中に、カルボキシ基を含む構造単位(I)とエポキシ基を含む構造単位(II)とを有する重合体である。このような[A1]重合体は、1の分子中に構造単位(I)と構造単位(II)との双方を含む重合体、又は構造単位(I)を含む重合体と構造単位(II)を含む重合体との混合物である。[A1]重合体は、通常、アクリル系重合体である。
([A1] polymer)
[A1] The polymer is a polymer having a structural unit (I) containing a carboxy group and a structural unit (II) containing an epoxy group in the same or different polymer molecules. Such [A1] polymer is a polymer containing both the structural unit (I) and the structural unit (II) in one molecule, or a polymer containing the structural unit (I) and the structural unit (II). It is a mixture with a polymer containing. [A1] The polymer is usually an acrylic polymer.

(構造単位(I))
構造単位(I)は、カルボキシ基を含む構造単位である限り特に限定されない。この構造単位(IA)を与える単量体としては、例えば不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸及びその無水物、多価カルボン酸のモノ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]エステル、両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート、カルボキシ基を有する不飽和多環式化合物及びその無水物等が挙げられる。
(Structural unit (I))
The structural unit (I) is not particularly limited as long as it is a structural unit containing a carboxy group. Monomers that give this structural unit (IA) include, for example, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids and anhydrides thereof, mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids, and carboxy at both ends. And mono (meth) acrylate of a polymer having a group and a hydroxyl group, an unsaturated polycyclic compound having a carboxy group, and an anhydride thereof.

不飽和モノカルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。   Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.

不飽和ジカルボン酸及びその無水物としては、例えばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、これらの無水物等が挙げられる。   Examples of unsaturated dicarboxylic acids and anhydrides thereof include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, and anhydrides thereof.

多価カルボン酸のモノ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]エステルとしては、例えばコハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、へキサヒドロフタル酸モノ[2−(メタ)クリロイルオキシ)エチル]等が挙げられる。   Examples of mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids include succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], phthalic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], hexahydro And phthalic acid mono [2- (meth) acryloyloxy) ethyl].

両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレートとしては、例えばω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the mono (meth) acrylate of a polymer having a carboxy group and a hydroxyl group at both ends include ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate.

カルボキシ基を有する不飽和多環式化合物及びその無水物としては、例えば5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物等が挙げられる。   Examples of unsaturated polycyclic compounds having a carboxy group and anhydrides thereof include 5-carboxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene and 5,6-dicarboxybicyclo [2.2.1] hept. 2-ene, 5-carboxy-5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy-5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy -6-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-carboxy-6-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-dicarboxybicyclo [2.2 .1] hept-2-ene anhydride and the like.

これらの単量体の中でも、モノカルボン酸、及びジカルボン酸の無水物が好ましく、共重合反応性、アルカリ水溶液に対する溶解性及び入手の容易性から、(メタ)アクリル酸及び無水マレイン酸がより好ましい。   Among these monomers, monocarboxylic acid and dicarboxylic acid anhydrides are preferable, and (meth) acrylic acid and maleic anhydride are more preferable in view of copolymerization reactivity, solubility in alkaline aqueous solution, and availability. .

[A1]重合体における構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A1]重合体を構成する全構造単位に対して、1質量%が好ましく、5質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。一方、この含有割合の上限としては、60質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物の現像液への溶解性(アルカリ可溶性)及び層間絶縁膜の基板等への密着性が向上する。なお、構造単位の含有割合は、対応する単量体の仕込比と同一とみなすことができる(以下、同様である。)。   [A1] The lower limit of the content ratio of the structural unit (I) in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 5% by mass, and more preferably 10% by mass with respect to all the structural units constituting the [A1] polymer. Is more preferable. On the other hand, as an upper limit of this content rate, 60 mass% is preferable, 40 mass% is more preferable, and 30 mass% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the solubility (alkali solubility) to the developing solution of a radiation sensitive resin composition and the adhesiveness to the board | substrate etc. of an interlayer insulation film improve. In addition, the content rate of a structural unit can be considered that it is the same as the preparation ratio of a corresponding monomer (hereinafter, it is the same).

(構造単位(II))
構造単位(II)は、エポキシ基を含む構造単位である限り特に限定されるものではない。エポキシ基とは、環状エーテル構造を含む基をいい、三員環エーテル構造(1,2−エポキシ構造)を有するオキシラニル基、四員環エーテル構造(1,3−エポキシ構造)を有するオキセタニル基、脂環エポキシ基等を挙げることができる。エポキシ基としては、オキシラニル基が好ましい。架橋性を有するこのようなエポキシ基を有することで、感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜の強度をより高めることができる。
(Structural unit (II))
The structural unit (II) is not particularly limited as long as it is a structural unit containing an epoxy group. The epoxy group refers to a group containing a cyclic ether structure, an oxiranyl group having a three-membered ether structure (1,2-epoxy structure), an oxetanyl group having a four-membered ether structure (1,3-epoxy structure), An alicyclic epoxy group etc. can be mentioned. As an epoxy group, an oxiranyl group is preferable. By having such a crosslinkable epoxy group, the strength of the interlayer insulating film formed from the radiation-sensitive resin composition can be further increased.

構造単位(II)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式中、R11は、水素原子又はメチル基である。 In the above formula, R 11 is a hydrogen atom or a methyl group.

構造単位(II)を与える単量体としては、メタクリル酸グリシジル、3−メタクリロイルオキシメチル−3−エチルオキセタン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、及び3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレートが好ましく、メタクリル酸グリシジルがより好ましい。 Monomers that give structural unit (II) include glycidyl methacrylate, 3-methacryloyloxymethyl-3-ethyloxetane, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, and 3,4-epoxytricyclo [5.2. 1.0 2.6 ] Decyl acrylate is preferred, and glycidyl methacrylate is more preferred.

[A1]重合体における構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A1]重合体を構成する全構造単位に対して、1質量%が好ましく、5質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。一方、この含有割合の上限としては、70質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、50質量%がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、層間絶縁膜の強度を効果的に高めることができる。   [A1] The lower limit of the content ratio of the structural unit (II) in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 5% by mass, and more preferably 10% by mass with respect to all the structural units constituting the [A1] polymer. Is more preferable. On the other hand, as an upper limit of this content rate, 70 mass% is preferable, 60 mass% is more preferable, and 50 mass% is further more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (II) within the above range, the strength of the interlayer insulating film can be effectively increased.

(その他の構造単位(IV))
[A1]重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、構造単位(I)及び構造単位(II)以外のその他の構造単位(IV)を有していてもよい。なお、このその他の構造単位には、後述する酸解離性基を有する構造単位(III)は含まれない。また、[A1]重合体は、酸解離性基を有する構造単位(III)をさらに有していてもよい。
(Other structural units (IV))
[A1] The polymer may have other structural units (IV) other than the structural unit (I) and the structural unit (II) as long as the effects of the present invention are not impaired. This other structural unit does not include the structural unit (III) having an acid dissociable group, which will be described later. [A1] The polymer may further have a structural unit (III) having an acid dissociable group.

その他の構造単位を与える単量体としては、例えばアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸環状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、不飽和芳香族化合物、共役ジエン等が挙げられる。   Other monomers that give structural units include, for example, (meth) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group, (meth) acrylic acid chain alkyl ester, (meth) acrylic acid cyclic alkyl ester, (meth) acrylic acid aryl Examples include esters, unsaturated aromatic compounds, and conjugated dienes.

アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、アクリル酸5−ヒドロキシペンチル、アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、メタククリル酸2−ヒドロキシエチル、メタククリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタククリル酸4−ヒドロキシブチル、メタククリル酸5−ヒドロキシペンチル、メタククリル酸6−ヒドロキシヘキシル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, 6-hydroxyhexyl acrylate, Examples include 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 6-hydroxyhexyl methacrylate, and the like.

(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステルとしては、例えば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、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸n−ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸n−ステアリル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸n−ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸n−ステアリル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid chain alkyl ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, methacrylic acid. N-lauryl acid, tridecyl methacrylate, n-stearyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isodecyl acrylate , N-lauryl acrylate, tridecyl acrylate, n-stearyl acrylate, and the like.

(メタ)アクリル酸環状アルキルエステルとしては、例えば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、シクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート、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レート、イソボロニルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid cyclic alkyl ester include cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-8-yl methacrylate, and tricyclomethacrylate [5. 2.1.0 2,6 ] decan-8-yloxyethyl, isobornyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl acrylate, Examples include tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, and the like.

(メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、例えばメタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid aryl ester include phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, and benzyl acrylate.

不飽和芳香族化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、o−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、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−トリルマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド等が挙げられる。   Examples of the unsaturated aromatic compound include styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, and N-tolylmaleimide. N-naphthylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-hexylmaleimide, N-benzylmaleimide and the like.

共役ジエンとしては、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等が挙げられる。   Examples of the conjugated diene include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like.

[A1]重合体における構造単位(IV)の含有割合の下限としては、[A1]重合体を構成する全構造単位に対して、10質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。一方、この上限としては、80質量%が好ましく、70質量%がより好ましい。このような含有割合とすることで、アルカリ水溶液に対する溶解性を最適化すると共に放射線感度に優れる感放射線性樹脂組成物が得られる。   [A1] The lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) in the polymer is preferably 10% by mass and more preferably 30% by mass with respect to all the structural units constituting the [A1] polymer. On the other hand, as this upper limit, 80 mass% is preferable and 70 mass% is more preferable. By setting it as such a content rate, while the solubility with respect to aqueous alkali solution is optimized, the radiation sensitive resin composition excellent in a radiation sensitivity is obtained.

([A2]重合体)
[A2]重合体は、酸解離性基を含む構造単位(III)を有する重合体である。この酸解離性基は、[A2]重合体においてカルボキシ基又はフェノール性水酸基を保護する保護基として作用する。このような保護基を有する[A2]重合体は、通常、アルカリ水溶液に不溶又は難溶である。この[A2]重合体は、保護基が酸解離性基であることから、酸の作用により保護基が解離することで、アルカリ水溶液に可溶となる。上記感放射線性樹脂組成物が[A2]重合体を含む場合、高い放射線感度を達成し、現像等により得られるパターン形状の安定性を向上することが可能となる。[A2]重合体は、いわゆる化学増幅系の重合体である。
([A2] polymer)
[A2] The polymer is a polymer having a structural unit (III) containing an acid dissociable group. This acid dissociable group acts as a protecting group for protecting the carboxy group or the phenolic hydroxyl group in the [A2] polymer. The [A2] polymer having such a protecting group is usually insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution. Since the protective group is an acid-dissociable group, the [A2] polymer becomes soluble in an alkaline aqueous solution when the protective group is dissociated by the action of an acid. When the said radiation sensitive resin composition contains a [A2] polymer, it becomes possible to achieve high radiation sensitivity and to improve the stability of the pattern shape obtained by image development. [A2] The polymer is a so-called chemical amplification polymer.

(構造単位(III))
構造単位(III)としては、下記式(1)又は下記式(2)で表される基を含む構造単位が好ましい。
(Structural unit (III))
As the structural unit (III), a structural unit containing a group represented by the following formula (1) or the following formula (2) is preferable.

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。但し、R及びRが共に水素原子である場合はない。RとRとは、互いに結合して、これらが結合する炭素原子と共に、炭素数4〜30の脂肪族炭素環構造を形成してもよい。Rは、炭素数1〜30のオキシ炭化水素基、炭素数1〜30の炭化水素基、又は炭素数1〜30の炭化水素基が有する水素原子の一部をヒドロキシル基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換した基である。 In the above formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a part of hydrogen atoms possessed by a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. A group substituted with a hydroxyl group, a halogen atom or a cyano group. However, there is no case where R 1 and R 2 are both hydrogen atoms. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form an aliphatic carbocyclic structure having 4 to 30 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. R 3 is a hydroxyl group, a halogen atom or a cyano group in which a part of hydrogen atoms of an oxyhydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is substituted. A group substituted with a group.

上記式(2)中、R〜R10は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基である。nは、1又は2である。 In the formula (2), R 4 ~R 10 are each independently hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n is 1 or 2.

上記式(1)のR〜Rで表される炭素数1〜30の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 1 to R 3 in the above formula (1) include, for example, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and 3 carbon atoms. -30 alicyclic hydrocarbon groups etc. are mentioned.

炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- ( 4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) group, 3- (2-methylpentyl) group, 3- ( 3-methylpentyl) group and the like.

炭素数3〜30の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、2−ノルボルニル基等を挙げることができる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, a 1- (1-cyclopentylethyl) group, a 1- (2-cyclopentylethyl) group, a cyclohexyl group, a cyclohexylmethyl group, A cycloheptyl group, 2-norbornyl group, etc. can be mentioned.

上記式(1)のRで表される炭素数1〜30のオキシ炭化水素基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数1〜30のアルコキシ基;シクロペンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基等の炭素数3〜30のシクロアルキルオキシ基;フェノキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基等の炭素数6〜30のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基、ナフチルメトキシ基等の炭素数7〜30のアラルキルオキシ基などが挙げられる。 Examples of the oxyhydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 3 in the above formula (1) include an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group; a cyclopentyloxy group, nor A cycloalkyloxy group having 3 to 30 carbon atoms such as bornyloxy group; an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms such as phenoxy group, tolyloxy group and naphthyloxy group; 7 carbon atoms such as benzyloxy group and naphthylmethoxy group -30 aralkyloxy groups and the like.

上記式(2)のR〜R10で表される炭素数1〜12の炭化水素基としては、上記式(1)のR〜Rで表される炭素数1〜30の炭化水素基としれ例示したもののうち、炭素数が12以下のものが挙げられる。 The hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 4 to R 10 in the above formula (2) is a hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms represented by R 1 to R 3 in the above formula (1). Among those exemplified as groups, those having 12 or less carbon atoms can be mentioned.

上記式(1)で表される基を有する構造単位(III)としては、例えば下記式(1−1)〜(1−10)で表されるものが挙げられる。   Examples of the structural unit (III) having a group represented by the above formula (1) include those represented by the following formulas (1-1) to (1-10).

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式(1−1)〜(1−10)中、R12は、水素原子又はメチル基である。 In the above formulas (1-1) to (1-10), R 12 is a hydrogen atom or a methyl group.

式(1−1)〜(1−10)で表される構造単位(III)を与える単量体としては、例えばメタクリル酸1−エトキシエチル、メタクリル酸1−ブトキシエチル、メタクリル酸1−(トリシクロデカニルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(ペンタシクロペンタデカニルメチルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(ペンタシクロペンタデカニルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(テトラシクロドデカニルメチルオキシ)エチル、メタクリル酸1−(アダマンチルオキシ)エチル等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (III) represented by the formulas (1-1) to (1-10) include 1-ethoxyethyl methacrylate, 1-butoxyethyl methacrylate, 1- (trimethyl methacrylate). Cyclodecanyloxy) ethyl, 1- (pentacyclopentadecanylmethyloxy) ethyl methacrylate, 1- (pentacyclopentadecanyloxy) ethyl methacrylate, 1- (tetracyclododecanylmethyloxy) ethyl methacrylate, Examples include 1- (adamantyloxy) ethyl methacrylate and the like.

上記式(2)で表される基を有する構造単位(III)としては、例えば下記式(2−1)〜(2−5)で表される構造単位等が挙げられる。     Examples of the structural unit (III) having a group represented by the above formula (2) include structural units represented by the following formulas (2-1) to (2-5).

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式(2−1)〜(2−5)中、R13は、水素原子又はメチル基を示す。 In the above formulas (2-1) to (2-5), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(2)で表される構造単位(III)としては、テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルメタクリレートから与えられる式(2−3)で表される構造単位が好ましい。   As the structural unit (III) represented by the above formula (2), a structural unit represented by the formula (2-3) given by tetrahydro-2H-pyran-2-yl methacrylate is preferable.

構造単位(III)の含有割合としては、[A2]重合体を構成する全構造単位に対して、10質量%が好ましく、25質量%がより好ましく、40質量%がさらに好ましい。一方、この含有割合の上限としては、75質量%が好ましく、65質量%がより好ましく、55質量%がさらに好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、解像度をより高めることなどができる。   As a content rate of structural unit (III), 10 mass% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A2] polymer, 25 mass% is more preferable, and 40 mass% is further more preferable. On the other hand, as an upper limit of this content rate, 75 mass% is preferable, 65 mass% is more preferable, and 55 mass% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the resolution can be raised more.

(構造単位(I)及び構造単位(II))
[A2]重合体は、カルボキシ基を含む構造単位(I)及びエポキシ基を含む構造単位(II)を有することが好ましい。構造単位(I)及び構造単位(II)については上述したとおりである。
(Structural unit (I) and structural unit (II))
[A2] The polymer preferably has a structural unit (I) containing a carboxy group and a structural unit (II) containing an epoxy group. The structural unit (I) and the structural unit (II) are as described above.

[A2]重合体における構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A2]重合体を構成する全構造単位に対して、1質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましい。一方、この含有割合の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、15質量%がさらに好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物の現像液への溶解性(アルカリ可溶性)及び層間絶縁膜の基板等への密着性が向上する。   [A2] The lower limit of the content ratio of the structural unit (I) in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 3% by mass, and more preferably 5% by mass with respect to all structural units constituting the [A2] polymer. Is more preferable. On the other hand, as an upper limit of this content rate, 50 mass% is preferable, 30 mass% is more preferable, and 15 mass% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the solubility (alkali solubility) to the developing solution of a radiation sensitive resin composition and the adhesiveness to the board | substrate etc. of an interlayer insulation film improve.

[A2]重合体における構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A2]重合体を構成する全構造単位に対して、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、25質量%がさらに好ましい。一方、この含有割合の上限としては、60質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、40質量%がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、層間絶縁膜の強度を効果的に高めることなどができる。   [A2] The lower limit of the content ratio of the structural unit (II) in the polymer is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, and more preferably 25% by mass with respect to all the structural units constituting the [A2] polymer. Is more preferable. On the other hand, as an upper limit of this content rate, 60 mass% is preferable, 50 mass% is more preferable, and 40 mass% is further more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (II) within the above range, the strength of the interlayer insulating film can be effectively increased.

(その他の構造単位(IV))
[A2]重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、構造単位(I)、構造単位(II)及び構造単位(III)以外のその他の構造単位を有していてもよい。その他の構造単位を与える単量体の具体例は上述したとおりである。
(Other structural units (IV))
[A2] The polymer may have other structural units other than the structural unit (I), the structural unit (II) and the structural unit (III) as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of the monomer that gives other structural units are as described above.

[A2]重合体における構造単位(IV)の含有割合の下限としては、[A2]重合体を構成する全構造単位に対して、1質量%が好ましく、3質量%がより好ましい。一方、この上限としては、30質量%が好ましく、10質量%がより好ましい。このような含有割合とすることで、アルカリ水溶液に対する溶解性を最適化すると共に放射線感度に優れる感放射線性樹脂組成物が得られる。   As a minimum of the content rate of structural unit (IV) in a [A2] polymer, 1 mass% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A2] polymer, and 3 mass% is more preferable. On the other hand, as this upper limit, 30 mass% is preferable and 10 mass% is more preferable. By setting it as such a content rate, while the solubility with respect to aqueous alkali solution is optimized, the radiation sensitive resin composition excellent in a radiation sensitivity is obtained.

([A1]重合体及び[A2]重合体の合成方法)
[A1]重合体及び[A2]重合体(以下、「[A1]重合体等」ともいう。)は、例えば所定の構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。[A1]重合体等の合成方法としては、単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、並びに各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法が好ましい。
([A1] Polymer and [A2] Polymer Synthesis Method)
As the [A1] polymer and the [A2] polymer (hereinafter also referred to as “[A1] polymer etc.”), for example, a monomer corresponding to a predetermined structural unit is used by using a radical polymerization initiator. Can be synthesized by polymerization in a solvent. [A1] As a method for synthesizing a polymer or the like, a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a solution containing a reaction solvent to cause a polymerization reaction, a solution containing the monomer, and a radical A method in which a solution containing an initiator is separately dropped into a solution containing a reaction solvent to cause a polymerization reaction, a plurality of types of solutions containing each monomer, and a solution containing a radical initiator A method in which a polymerization reaction is carried out by dropping into a solution containing a reaction solvent is preferable.

[A1]重合体等の重合反応に用いられる溶媒としては、例えば、後述する感放射線性樹脂組成物の一成分として例示する有機溶媒等が挙げられる。   [A1] Examples of the solvent used for the polymerization reaction of the polymer and the like include organic solvents exemplified as one component of the radiation-sensitive resin composition described later.

[A1]重合体等の重合反応に用いられる重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものが使用できるが、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)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)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;過酸化水素等が挙げられる。   [A1] As a polymerization initiator used in a polymerization reaction of a polymer or the like, those generally known as radical polymerization initiators can be used. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (methyl 2-methylpropionate) Azo compounds such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, organic peroxides such as 1,1′-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane, and hydrogen peroxide.

[A1]重合体等の重合反応においては、分子量を調整するために分子量調整剤を使用することもできる。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、ジイソ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;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。   [A1] In a polymerization reaction of a polymer or the like, a molecular weight modifier can be used to adjust the molecular weight. Examples of the molecular weight modifier include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide; mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, and thioglycolic acid; Xanthogens such as xanthogen sulfide and diisopropylxanthogen disulfide; terpinolene, α-methylstyrene dimer and the like.

[A1]重合体等を構成する重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、2.0×10以上1.0×10以下が好ましく、5.0×10以上5.0×10以下がより好ましい。[A1]重合体等を構成する重合体のMwを上記範囲とすることで感放射線性樹脂組成物の放射線感度及びアルカリ現像性を高めることができる。 [A1] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer constituting the polymer is preferably 2.0 × 10 3 or more and 1.0 × 10 5 or less, preferably 5 0.0 × 10 3 or more and 5.0 × 10 4 or less is more preferable. [A1] The radiation sensitivity and alkali developability of the radiation-sensitive resin composition can be increased by setting the Mw of the polymer constituting the polymer or the like in the above range.

[A1]重合体等を構成する重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)としては、2.0×10以上1.0×10以下が好ましく、5.0×10以上5.0×10以下がより好ましい。[A1]重合体等を構成する重合体のMnを上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物の塗膜の硬化時の硬化反応性を向上させることができる。 [A1] The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer constituting the polymer is preferably 2.0 × 10 3 or more and 1.0 × 10 5 or less, and 5.0 × 10 3 or more and 5 or less. 0.0 × 10 4 or less is more preferable. [A1] By setting the Mn of the polymer constituting the polymer or the like in the above range, the curing reactivity during curing of the coating film of the radiation-sensitive resin composition can be improved.

[A1]重合体等を構成する重合体の分子量分布(Mw/Mn)としては、3.0以下が好ましく、2.6以下がより好ましい。[A1]重合体等を構成する重合体のMw/Mnを3.0以下とすることで、塗膜の現像性を高めることができる。   [A1] The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer constituting the polymer or the like is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.6 or less. [A1] The developability of the coating film can be improved by setting the Mw / Mn of the polymer constituting the polymer or the like to 3.0 or less.

([A3]重合体)
[A3]重合体は、いわゆるポリシロキサンであり、加水分解性シラン化合物の加水分解縮合物が好ましい。
([A3] polymer)
[A3] The polymer is a so-called polysiloxane, and is preferably a hydrolyzed condensate of a hydrolyzable silane compound.

ここで「加水分解性シラン化合物」とは、通常、無触媒、過剰の水の共存下、室温(約25℃)〜約100℃の温度範囲内で加熱することにより、加水分解してシラノール基又はシロキサン縮合物を生成する加水分解基を有する化合物をいう。なお、感放射線性樹脂組成物中において、一部の加水分解性シラン化合物は、その分子中の一部又は全部の加水分解性基が未加水分解の状態で、かつ他の加水分解性シラン化合物と縮合せずに単量体の状態で残っていてもよい。また、「加水分解縮合物」は、加水分解されたシラン化合物の一部のシラノール基同士が縮合した加水分解縮合物を意味する。   Here, the “hydrolyzable silane compound” is usually hydrolyzed by heating within a temperature range from room temperature (about 25 ° C.) to about 100 ° C. in the coexistence of non-catalyst and excess water to form a silanol group. Or the compound which has a hydrolysis group which produces | generates a siloxane condensate. In addition, in the radiation-sensitive resin composition, some hydrolyzable silane compounds are in a state where some or all of the hydrolyzable groups in the molecule are not hydrolyzed, and other hydrolyzable silane compounds. It may remain in the monomer state without condensing with. The “hydrolysis condensate” means a hydrolysis condensate obtained by condensing some silanol groups of the hydrolyzed silane compound.

加水分解性シラン化合物としては、下記式(S−1)で示される加水分解性シラン化合物(以下、「(S1)化合物」とも言う。)及び/又は下記式(S−2)で示される加水分解性シラン化合物(以下、「(S2)化合物」とも言う。)を含む加水分解性シラン化合物が好ましい。   As the hydrolyzable silane compound, a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (S-1) (hereinafter also referred to as “(S1) compound”) and / or a hydrolyzate represented by the following formula (S-2). A hydrolyzable silane compound containing a decomposable silane compound (hereinafter also referred to as “(S2) compound”) is preferred.

Figure 2018072523
Figure 2018072523

Figure 2018072523
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[(S1)化合物]
(S1)化合物は、上記式(S−1)で表される化合物である。上記式(S−1)中、R14は、炭素数1〜6のアルキル基である。R15は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜6のフッ化アルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、スチリル基又はビニル基である。pは、1〜3の整数である。このpとしては、加水分解縮合反応の進行の観点から、1又は2が好ましく、1がより好ましい。但し、R14又はR15が複数となる場合、複数のR14又はR15は、同一であっても異なっていてもよい。
[(S1) Compound]
(S1) The compound is a compound represented by the above formula (S-1). In the above formula (S-1), R 14 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 15 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a styryl group, or a vinyl group. p is an integer of 1 to 3. As this p, 1 or 2 is preferable from the viewpoint of the progress of hydrolysis condensation reaction, and 1 is more preferable. However, if R 14 or R 15 is plural, R 14 or R 15 may be different even in the same.

上記R14で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらのうち、加水分解の容易性の観点から、メチル基及びエチル基が好ましい。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 14, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, i- propyl group, a butyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of easy hydrolysis.

上記はR15で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、3−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、4−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、5−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、1−メチルヘキシル基、4,4−ジメチルペンチル基、3,4−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、1,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、1,3−ジメチルペンチル基、2,2−ジメチルペンチル基、1,2−ジメチルペンチル基、1,1−ジメチルペンチル基、2,3,3−トリメチルブチル基、1,3,3−トリメチルブチル基、1,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、6−メチルヘプチル基、5−メチルヘプチル基、4−メチルヘプチル基、3−メチルヘプチル基、2−メチルヘプチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノナニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘプタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基等が挙げられる。炭素数1〜20のアルキル基の炭素数としては、1〜10が好ましく、1〜3がより好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 15 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. N-pentyl group, 3-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, 2,2-dimethylpropyl group, n-hexyl group, 4-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl Group, 1-methylpentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1, 1-dimethylbutyl group, n-heptyl group, 5-methylhexyl group, 4-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2-methylhexyl group, 1-methylhexyl group, 4,4- Dimethylpentyl group, 3,4-dimethylpentyl group, 2,4-dimethylpentyl group, 1,4-dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 1,3-dimethylpentyl group Group, 2,2-dimethylpentyl group, 1,2-dimethylpentyl group, 1,1-dimethylpentyl group, 2,3,3-trimethylbutyl group, 1,3,3-trimethylbutyl group, 1,2, 3-trimethylbutyl group, n-octyl group, 6-methylheptyl group, 5-methylheptyl group, 4-methylheptyl group, 3-methylheptyl group, 2-methylheptyl group, 1-methylheptyl group, 2-ethylhexyl Group, n-nonanyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-heptadecyl group, n-he Sadeshiru group, n- heptadecyl group, n- octadecyl, n- nonadecyl group and the like. As carbon number of a C1-C20 alkyl group, 1-10 are preferable and 1-3 are more preferable.

炭素数1〜6のフッ化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられる。   Examples of the fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a trifluoromethyl group, a tetrafluoroethyl group, and a heptafluoropropyl group.

pが1の(S1)化合物としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、トリルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、o−スチリルトリメトキシシラン、o−スチリルトリエトキシシラン、m−スチリルトリメトキシシラン、m−スチリルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシランが挙げられる。   Examples of the (S1) compound having p = 1 are phenyltrimethoxysilane, tolyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, o-styryl. Examples include trimethoxysilane, o-styryltriethoxysilane, m-styryltrimethoxysilane, m-styryltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, and p-styryltriethoxysilane.

pが2の(S1)化合物としては、例えばフェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、フェニルトリフルオロプロピルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン化合物が挙げられる。   Examples of the (S1) compound having p of 2 include phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinylphenyldimethoxysilane, vinylphenyldiethoxysilane, and phenyltrifluoropropyldimethoxysilane. Dialkoxysilane compounds.

pが3の(S1)化合物としては、例えばフェニルジメチルメトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、ジビニルメチルメトキシシラン、ジビニルメチルエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジフェニルメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジフェニルメトキシシラン、3,3’−ジメタクリロキシプロピルジメトキシシラン、3,3’−ジアクリロキシプロピルジメトキシシラン、3,3’,3’’−トリメタクリロキシプロピルメトキシシラン、3,3’,3’’−トリアクリロキシプロピルメトキシシラン、ジメチルトリフルオロプロピルメトキシシランが挙げられる。   As the (S1) compound having p of 3, for example, phenyldimethylmethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, divinylmethylmethoxysilane, divinylmethylethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-acryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-methacryloxypropyldiphenylmethoxysilane, 3-acryloxypropyldiphenylmethoxysilane, 3,3′-dimethacryloxypropyldimethoxysilane, 3,3′-diacryloxypropyldimethoxysilane, 3,3 ′, 3 ″ -Trimethacryloxypropylmethoxysilane, 3,3 ', 3' '-triacryloxypropylmethoxysilane, dimethyltrifluoropropylmethoxysilane.

[(S2)化合物]
(S2)化合物は、上記式(S−2)で表される化合物である。上記式(S−2)中、R16は、炭素数1〜6のアルキル基である。R17は、フェニル基、トリル基、ナフチル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイルオキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、オキセタニル基、メルカプト基又は無水コハク酸基である。qは、0〜3の整数である。このqとしては、加水分解縮合反応の進行の観点から1又は2が好ましく、1がより好ましい。但し、R16又はR17が複数となる場合、複数のR16又はR17は、同一であっても異なっていてもよい。nは、0〜6の整数である。
[(S2) Compound]
(S2) The compound is a compound represented by the above formula (S-2). In the above formula (S-2), R 16 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 17 is a phenyl group, tolyl group, naphthyl group, epoxy group, amino group, isocyanate group, (meth) acryloyloxy group, 3,4-epoxycyclohexyl group, oxetanyl group, mercapto group or succinic anhydride group. q is an integer of 0-3. As this q, 1 or 2 is preferable from the viewpoint of progress of hydrolysis condensation reaction, and 1 is more preferable. However, if R 16 or R 17 is plural, R 16 or R 17 may be different even in the same. n is an integer of 0-6.

上記R16で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらのうち、加水分解の容易性の観点から、メチル基及びエチル基が好ましい。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 16, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, i- propyl group, a butyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of easy hydrolysis.

qが0の(S2)化合物は、4個の加水分解性基で置換されたシラン化合物である。このシラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン等が挙げられる。   The (S2) compound in which q is 0 is a silane compound substituted with four hydrolyzable groups. Examples of the silane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetra-n-propoxysilane, and tetra-i-propoxysilane.

qが1の(S2)化合物は、1個の非加水分解性基と3個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物である。このシラン化合物としては、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−i−プロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−i−プロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、トリルトリメトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ナフチルトリエトキシシラン、アミノトリメトキシシラン、アミノ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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアノプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアノプロピルトリエトキシシランo−トリルトリメトキシシラン、m−トリルトリメトキシシランp−トリルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メタクリロキシエチルトリメトキシシラン、2−メタクリロキシエチルトリエトキシシラン、2−メタクリロキシエチルトリプロポキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、2−アクリロキシエチルトリメトキシシラン、2−アクリロキシエチルトリエトキシシラン、2−アクリロキシエチルトリプロポキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロブチルトリメトキシシラン、3−(トリメトキシシリル)プロピル無水コハク酸等のトリアルコキシシラン化合物等が挙げられる。   The (S2) compound having q = 1 is a silane compound substituted with one non-hydrolyzable group and three hydrolyzable groups. Examples of the silane compound include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-i-propoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-i-propoxysilane, and ethyltributoxysilane. , Butyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, tolyltrimethoxysilane, naphthyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, naphthyltriethoxysilane, aminotrimethoxysilane, aminotriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Ethyltrimethoxy, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanopropyltriethoxysilane o-tolyl Limethoxysilane, m-tolyltrimethoxysilane, p-tolyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-methacryloxyethyltrimethoxysilane, 2-methacryloxyethyltriethoxysilane, 2-methacryloxyethyltripropoxy Silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltripropoxysilane, 2-acryloxyethyltrimethoxysilane, 2-acryloxyethyltriethoxysilane, 2-acrylic Loxyethyltripropoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltripropoxysilane, 3-methacryl Roxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltripropoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluorobutyltrimethoxysilane, 3- (trimethoxy And trialkoxysilane compounds such as silyl) propyl succinic anhydride.

qが2の(S2)化合物は、2個の非加水分解性基と2個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物である。このシラン化合物としては、例えば3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。   The (S2) compound having q of 2 is a silane compound substituted with two non-hydrolyzable groups and two hydrolyzable groups. Examples of the silane compound include 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-isocyanatopropylmethyldimethoxysilane.

qが3の(S2)化合物は、3個の非加水分解性基と1個の加水分解性基とで置換されたシラン化合物である。このシラン化合物としては、例えば3−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジメチルメトキシシラン等が挙げられる。   The (S2) compound having q of 3 is a silane compound substituted with three non-hydrolyzable groups and one hydrolyzable group. Examples of the silane compound include 3-methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, γ-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, γ-aminopropyldimethylmethoxysilane, γ-isocyanatopropyldimethylmethoxysilane, and the like.

上記(S1)化合物及び(S2)化合物の双方を用いる場合、上記(S1)化合物及び(S2)化合物の混合比としては、(S1)化合物が5モル%を超えることが望ましい。(S1)化合物が5モル%以下の場合、硬化膜として保護膜を形成する際の露光感度が低く、さらに得られる保護膜の耐擦傷性等を低下させる傾向にある。   When both the (S1) compound and the (S2) compound are used, the mixing ratio of the (S1) compound and the (S2) compound is preferably such that the (S1) compound exceeds 5 mol%. When the compound (S1) is 5 mol% or less, the exposure sensitivity when forming a protective film as a cured film is low, and the scratch resistance and the like of the resulting protective film tend to be reduced.

([A3]重合体の合成(加水分解縮合))
[A3]重合体(ポリシロキサン)は、通常、過剰の水の共存下、必要に応じて溶媒や触媒の共存下、室温(約25℃)〜約100℃の温度範囲内で加熱し、加水分解性シラン化合物の加水分解により得られるシラノール基を縮合することで合成できる。
([A3] Polymer synthesis (hydrolytic condensation))
[A3] The polymer (polysiloxane) is usually heated in the temperature range of room temperature (about 25 ° C.) to about 100 ° C. in the presence of excess water and optionally in the presence of a solvent or a catalyst to It can be synthesized by condensing a silanol group obtained by hydrolysis of a decomposable silane compound.

加水分解縮合反応のための水としては、逆浸透膜処理、イオン交換処理、蒸留等の方法により精製された水を使用することが好ましい。このような精製水を用いることによって、副反応を抑制し、加水分解の反応性を向上させることができる。水の使用量としては上記(S1)化合物及び(S2)化合物の加水分解性基の合計量1モルに対して、好ましくは0.1モル〜3モル、より好ましくは0.3モル〜2モル、特に好ましくは0.5モル〜1.5モルである。このような量の水を用いることによって、加水分解縮合の反応速度を最適化することができる。   As water for the hydrolysis-condensation reaction, it is preferable to use water purified by a method such as reverse osmosis membrane treatment, ion exchange treatment or distillation. By using such purified water, side reactions can be suppressed and the reactivity of hydrolysis can be improved. The amount of water used is preferably 0.1 mol to 3 mol, more preferably 0.3 mol to 2 mol with respect to 1 mol of the total amount of hydrolyzable groups of the compound (S1) and (S2). Particularly preferred is 0.5 to 1.5 mol. By using such an amount of water, the reaction rate of the hydrolysis condensation can be optimized.

加水分解縮合反応のための溶媒としては、例えばアルコール類、エーテル類、グリコールエーテル、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アルキルエーテル、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モノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート、芳香族炭化水素類、ケトン類、他のエステル類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent for the hydrolysis condensation reaction include alcohols, ethers, glycol ether, ethylene glycol alkyl ether acetate, diethylene glycol alkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether acetate, propylene glycol monoalkyl ether Pionate, aromatic hydrocarbons, ketones, other esters and the like can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

これらの溶媒のうち、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アルキルエーテル、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モノアルキルエーテルアセテート、及びメトキシ酢酸ブチルが好ましく、特に、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及びメトキシ酢酸ブチルが好ましい。   Among these solvents, ethylene glycol alkyl ether acetate, diethylene glycol alkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether acetate, and butyl methoxyacetate are preferable, and in particular, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether. Acetate, propylene glycol monomethyl ether, and butyl methoxyacetate are preferred.

加水分解縮合反応のための触媒としては、酸触媒、塩基触媒及びアルコキシドが好ましい。   As a catalyst for hydrolysis condensation reaction, an acid catalyst, a base catalyst, and an alkoxide are preferable.

酸触媒としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、蟻酸、シュウ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、リン酸、酸性イオン交換樹脂、各種ルイス酸等が挙げられる。   Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, phosphoric acid, acidic ion exchange resins, various Lewis acids, and the like.

塩基触媒としては、例えばアンモニア、1級アミン類、2級アミン類、3級アミン類、ピリジン等の含窒素化合物;塩基性イオン交換樹脂;水酸化ナトリウム等の水酸化物;炭酸カリウム等の炭酸塩;酢酸ナトリウム等のカルボン酸塩;各種ルイス塩基などが挙げられる。   Examples of the base catalyst include ammonia, primary amines, secondary amines, tertiary amines, nitrogen-containing compounds such as pyridine, basic ion exchange resins, hydroxides such as sodium hydroxide, and carbonates such as potassium carbonate. Salts; carboxylates such as sodium acetate; and various Lewis bases.

アルコキシドとしては、例えばジルコニウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等が挙げられる。アルミニウムアルコキシドとしては、トリ−i−プロポキシアルミニウムを用いることができる。   Examples of the alkoxide include zirconium alkoxide, titanium alkoxide, aluminum alkoxide, and the like. Tri-i-propoxyaluminum can be used as the aluminum alkoxide.

触媒の使用量としては、加水分解縮合反応の促進の観点から、加水分解性シラン化合物のモノマー1モルに対して、好ましくは0.2モル以下であり、より好ましくは0.00001モル〜0.1モルである。   The amount of the catalyst to be used is preferably 0.2 mol or less, more preferably 0.00001 mol to 0.001 mol per mol of the hydrolyzable silane compound monomer from the viewpoint of promoting the hydrolysis condensation reaction. 1 mole.

加水分解縮合物等の[A3]重合体のGPCによるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、500〜10,000が好ましく、2,000〜7,000がより好ましい。[A3]重合体のMwを500以上とすることで、感放射線性樹脂組成物の成膜性を改善できる。一方、[A3]重合体のMwを10,000以下とすることによって、感放射線性樹脂組成物の現像性の低下を防止できる。   The polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) by GPC of the [A3] polymer such as a hydrolysis-condensation product is preferably 500 to 10,000, and more preferably 2,000 to 7,000. [A3] By setting the Mw of the polymer to 500 or more, the film formability of the radiation-sensitive resin composition can be improved. On the other hand, when the Mw of the [A3] polymer is 10,000 or less, the developability of the radiation sensitive resin composition can be prevented from being lowered.

[A3]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)としては、300〜5,000が好ましく、500〜3,000がより好ましい。このような範囲に[A3]重合体のMnを設定することによって、感放射線性樹脂組成物の塗膜の硬化時の硬化反応性が向上する。   [A3] The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is preferably 300 to 5,000, more preferably 500 to 3,000. By setting Mn of the [A3] polymer in such a range, the curing reactivity during curing of the coating film of the radiation sensitive resin composition is improved.

[A3]重合体の分子量分布(Mw/Mn)としては、3.0以下が好ましく、2.6以下がより好ましい。[A3]重合体のMw/Mnを3.0以下とすることにより、塗膜の現像性を高めることができる。   [A3] The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.6 or less. [A3] By setting Mw / Mn of the polymer to 3.0 or less, the developability of the coating film can be improved.

([A]重合体の含有量)
感放射線性樹脂組成物の全固形分に対する[A]重合体の含有量の下限としては、例えば30質量%であり、50質量%が好ましい。一方、この含有量の上限としては、90質量%が好ましく、70質量%がより好ましい。[A]重合体の含有量を上記範囲とすることで、良好な感度、解像度、強度等を有する層間絶縁膜を得ることができる。
([A] Polymer content)
The lower limit of the content of the [A] polymer with respect to the total solid content of the radiation-sensitive resin composition is, for example, 30% by mass, and preferably 50% by mass. On the other hand, as an upper limit of this content, 90 mass% is preferable and 70 mass% is more preferable. [A] By setting the content of the polymer in the above range, an interlayer insulating film having good sensitivity, resolution, strength and the like can be obtained.

[[B]感放射線性化合物]
[B]感放射線性化合物としては、放射線に感応してラジカルを発生し重合を開始できる化合物(すなわち、[B−1]ラジカル重合開始剤)、放射線に感応して酸を発生する化合物(すなわち、[B−2]酸発生剤)、及び放射線に感応して塩基を発生する化合物(すなわち、[B−3]塩基発生剤)を挙げることができる。これらの中でも、[B−1]ラジカル重合開始剤及び[B−2]酸発生剤が好ましい。また、これらは複数種を組み合わせて用いてもよい。なお、「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等を含む概念である。
[[B] Radiation sensitive compound]
[B] Radiation sensitive compounds include compounds capable of generating radicals in response to radiation (ie, [B-1] radical polymerization initiators), compounds generating acids in response to radiation (ie, And [B-2] acid generator), and a compound that generates a base in response to radiation (that is, [B-3] base generator). Among these, [B-1] radical polymerization initiator and [B-2] acid generator are preferable. Moreover, you may use these in combination of multiple types. The “radiation” is a concept including visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams and the like.

[B]感放射線性化合物の含有量の下限は、[A]重合体100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、5質量部がさらに好ましい。一方、この上限は、40質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。[B]感放射線性化合物の使用割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物は、低露光量であっても、高い耐溶媒性、高い硬度、高い密着性、低発泡性等を有する層間絶縁膜を形成することができる。なお、[B−1]ラジカル重合開始剤又は[B−2]酸発生剤としての好適な含有量は後述する。   [B] The lower limit of the content of the radiation sensitive compound is preferably 1 part by weight, more preferably 3 parts by weight, and still more preferably 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the [A] polymer. On the other hand, the upper limit is preferably 40 parts by mass, and more preferably 30 parts by mass. [B] By setting the use ratio of the radiation-sensitive compound in the above range, the radiation-sensitive resin composition has a high solvent resistance, a high hardness, a high adhesion, a low foaming property, etc. even at a low exposure amount. It is possible to form an interlayer insulating film having In addition, suitable content as a [B-1] radical polymerization initiator or a [B-2] acid generator is mentioned later.

([B−1]ラジカル重合開始剤)
[B]感放射線性化合物が[B−1]ラジカル重合開始剤を含む場合、露光部分の[C]重合性化合物等が硬化するネガ型の感放射線性樹脂組成物として好適に機能する。[B−1]ラジカル重合開始剤としては、O−アシルオキシム化合物、アセトフェノン化合物、ビイミダゾール化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
([B-1] radical polymerization initiator)
[B] When the radiation sensitive compound contains a [B-1] radical polymerization initiator, it functions suitably as a negative radiation sensitive resin composition in which the [C] polymerizable compound or the like in the exposed portion is cured. [B-1] Examples of the radical polymerization initiator include O-acyloxime compounds, acetophenone compounds, biimidazole compounds, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

O−アシルオキシム化合物としては、例えば1,2−オクタンジオン1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン−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)、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−アセテート、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−ベンゾエート、1−〔9−n−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−ベンゾエート、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロフラニルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)、エタノン−1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)等が挙げられる。   Examples of the O-acyloxime compound include 1,2-octanedione 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl). ) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), 1- (9-ethyl-6-benzoyl-9.H.-carbazol-3-yl) -octane-1-one oxime-O -Acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, 1- [9-n-butyl-6- (2-ethylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl] -1- (O-acetyloxime), ethanone-1- [9-ethyl-6- {2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxybenzoyl } -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime) and the like.

これらのうち、1,2−オクタンジオン1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン−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)、エタノン−1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)、及びエタノン−1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)が好ましい。   Among these, 1,2-octanedione 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole -3-yl] -1- (O-acetyloxime), ethanone-1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), and ethanone-1- [9-ethyl-6- {2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxy Benzoyl} -9. H. -Carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime) is preferred.

アセトフェノン化合物としては、例えばα−アミノケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物が挙げられる。   Examples of the acetophenone compound include an α-aminoketone compound and an α-hydroxyketone compound.

α−アミノケトン化合物としては、例えば2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が挙げられる。   Examples of the α-aminoketone compound include 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4 -Morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, and the like.

α−ヒドロキシケトン化合物としては、例えば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が挙げられる。   Examples of the α-hydroxyketone compound include 1-phenyl-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4-i-propylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and the like can be mentioned.

アセトフェノン化合物としては、α−アミノケトン化合物が好ましく、特に、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、及び2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンが好ましい。   As the acetophenone compound, an α-aminoketone compound is preferable, and in particular, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) ) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one and 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one are preferred.

ビイミダゾール化合物としては、例えば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’−ビイミダゾール及び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’−ビイミダゾールが好ましく、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’−ビイミダゾールがより好ましい。   Examples of the biimidazole compound include 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4 -Dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole and 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4', 5,5 '-Tetraphenyl-1,2'-biimidazole is preferred, and 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole is preferred. More preferred.

[B−1]ラジカル重合開始剤は、単独で又は2種以上を混合して使用できる。[B−1]ラジカル重合開始剤の含有量の下限は、[A]重合体100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。この含有量の上限としては、30質量部が好ましく、10質量部がより好ましい。[B−1]ラジカル重合開始剤の使用割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物は、低露光量であっても、高い耐溶媒性、高い硬度、高い密着性、低発泡性等を有する層間絶縁膜を形成することができる。   [B-1] The radical polymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more. [B-1] The lower limit of the content of the radical polymerization initiator is preferably 1 part by mass and more preferably 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. As an upper limit of this content, 30 mass parts is preferable and 10 mass parts is more preferable. [B-1] By setting the use ratio of the radical polymerization initiator within the above range, the radiation-sensitive resin composition has high solvent resistance, high hardness, high adhesion, and low foaming even at a low exposure amount. An interlayer insulating film having properties and the like can be formed.

([B−2]酸発生剤)
[B]感放射線性化合物が[B−2]酸発生剤と[A−2]重合体とを含む場合、露光部分で発生する酸により[A−2]重合体の酸解離性基が解離してアルカリ可溶性が高まるため、ポジ型の感放射線性樹脂組成物として好適に機能する。また、[B−2]酸発生剤がキノンジアジド化合物である場合、[A]重合体の種類によらず露光部分のアルカリ可溶性が高まるため、ポジ型の感放射線性樹脂組成物として好適に機能する。その他、[B]感放射線性化合物が[B−2]酸発生剤と[A−3]重合体とを含む場合、露光部分で発生する酸により[A−3]重合体(ポリシロキサン)の硬化反応が進行するため、ネガ型の感放射線性樹脂組成物として機能し得る。
([B-2] acid generator)
[B] When the radiation sensitive compound contains [B-2] acid generator and [A-2] polymer, the acid dissociable group of [A-2] polymer is dissociated by the acid generated in the exposed portion. Since alkali solubility is increased, it functions suitably as a positive radiation sensitive resin composition. In addition, when the [B-2] acid generator is a quinonediazide compound, the alkali solubility of the exposed portion is increased regardless of the type of the [A] polymer, and thus it functions suitably as a positive radiation sensitive resin composition. . In addition, when the [B] radiation sensitive compound contains the [B-2] acid generator and the [A-3] polymer, the [A-3] polymer (polysiloxane) of the [A-3] polymer (polysiloxane) is generated by the acid generated in the exposed portion. Since the curing reaction proceeds, it can function as a negative radiation sensitive resin composition.

[B−2]光酸発生剤としては、例えばオキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物等が挙げられる。なお、これらの[B−2]光酸発生剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   [B-2] Examples of the photoacid generator include oxime sulfonate compounds, onium salts, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, carboxylic acid ester compounds, and quinone diazide compounds. . In addition, these [B-2] photo-acid generators may be used independently and may mix and use 2 or more types.

オキシムスルホネート化合物としては、下記式(B1)で表されるオキシムスルホネート基を含む化合物が好ましい。   As the oxime sulfonate compound, a compound containing an oxime sulfonate group represented by the following formula (B1) is preferable.

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式(B1)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のフルオロアルキル基、炭素数4〜12の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20のアリール基、あるいはこれらのアルキル基、脂環式炭化水素基及びアリール基が有する水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基である。 In the above formula (B1), R A is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, or an aryl having 6 to 20 carbon atoms. Group or a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group and aryl group are substituted with a substituent.

上記式(B1)中のRで表されるアルキル基としては、炭素数1〜12の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましい。この炭素数1〜12の直鎖状又は分岐状のアルキル基は置換基により置換されていてもよい。上記置換基としては、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、7,7−ジメチル−2−オキソノルボルニル基等の有橋式脂環基を含む脂環式基等が挙げられる。炭素数1〜12のフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプチルフルオロプロピル基等が挙げられる。 The alkyl group represented by R A in the above formula (B1) is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. The linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alicyclic group containing a bridged alicyclic group such as an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms and a 7,7-dimethyl-2-oxonorbornyl group. Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptylfluoropropyl group, and the like.

上記Rで表される脂環式炭化水素基としては、炭素数4〜12の脂環式炭化水素基が好ましい。この炭素数4〜12の脂環式炭化水素基は置換基により置換されていてもよく、上記置換基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 The alicyclic hydrocarbon group represented by R A is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. The alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms may be substituted with a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, and a halogen atom. .

上記Rで表されるアリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基がより好ましい。上記アリール基は置換基により置換されていてもよく、上記置換基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 The aryl group represented by R A is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably a phenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, or a xylyl group. The aryl group may be substituted with a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, and a halogen atom.

上述のオキシムスルホネート化合物としては、例えば(5−プロピルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル、(5−オクチルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル、(カンファースルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル、(5−p−トルエンスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル、(5−オクチルスルフォニルオキシイミノ)−(4−メトキシフェニル)アセトニトリル等が挙げられる。   Examples of the oxime sulfonate compound include (5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile and (5-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene). -(2-methylphenyl) acetonitrile, (camphorsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl) acetonitrile, (5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene) -(2-methylphenyl) acetonitrile, (5-octylsulfonyloxyimino)-(4-methoxyphenyl) acetonitrile and the like.

[B−2]酸発生剤としてオキシムスルホネート化合物を用いることにより、得られる感放射線性樹脂組成物は、感度及び溶解性を向上させることができる。   [B-2] By using an oxime sulfonate compound as an acid generator, the resulting radiation-sensitive resin composition can improve sensitivity and solubility.

オニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt include diphenyliodonium salt, triphenylsulfonium salt, sulfonium salt, benzothiazonium salt, and tetrahydrothiophenium salt.

オニウム塩としては、テトラヒドロチオフェニウム塩、及びベンジルスルホニウム塩が好ましく、4,7−ジ−n−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、及びベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートがより好ましく、4,7−ジ−n−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネートがさらに好ましい。   As the onium salt, a tetrahydrothiophenium salt and a benzylsulfonium salt are preferable, and 4,7-di-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate and benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoro Phosphate is more preferred, and 4,7-di-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate is more preferred.

[B−2]酸発生剤としてオニウム塩を用いることにより、得られる感放射線性樹脂組成物は、感度及び溶解性を向上させることができる。   [B-2] By using an onium salt as the acid generator, the obtained radiation-sensitive resin composition can improve sensitivity and solubility.

スルホンイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド等が挙げられる。   Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy). ) Succinimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) phthalimide, N -(2-fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (camphorsulfonyloxy) diphenyl monomer Imides, 4-methylphenyl-sulfonyloxy) diphenyl maleimide, and the like.

[B−2]酸発生剤として、スルホンイミド化合物を用いることにより、得られる感放射線性樹脂組成物は、感度及び溶解性を向上させることができる。   [B-2] By using a sulfonimide compound as the acid generator, the obtained radiation-sensitive resin composition can improve sensitivity and solubility.

スルホン酸エステル化合物としては、ハロアルキルスルホン酸エステルが好ましく、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンスルホン酸エステルがより好ましい。   As the sulfonic acid ester compound, a haloalkylsulfonic acid ester is preferable, and N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonic acid ester is more preferable.

[B−2]酸発生剤として、スルホン酸エステル化合物を用いることにより、得られる感放射線性樹脂組成物は、感度及び溶解性を向上させることができる。   [B-2] By using a sulfonic acid ester compound as an acid generator, the resulting radiation-sensitive resin composition can improve sensitivity and solubility.

キノンジアジド化合物は、放射線の照射によってカルボン酸を発生する化合物である。キノンジアジド化合物としては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下、「母核」と称する。)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を用いることができる。   A quinonediazide compound is a compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation. As the quinonediazide compound, a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.

上述の母核としては、例えばトリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核等が挙げられる。   Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.

トリヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of trihydroxybenzophenone include 2,3,4-trihydroxybenzophenone and 2,4,6-trihydroxybenzophenone.

テトラヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’−テトラヒドロキシ−4’−メチルベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシ−3’−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of tetrahydroxybenzophenone include 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3 , 4,2′-tetrahydroxy-4′-methylbenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxy-3′-methoxybenzophenone, and the like.

ペンタヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,3,4,2’,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of pentahydroxybenzophenone include 2,3,4,2 ', 6'-pentahydroxybenzophenone.

ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,4,6,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of hexahydroxybenzophenone include 2,4,6,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone and 3,4,5,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone.

(ポリヒドロキシフェニル)アルカンとしては、例えばビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、4,4’−〔1−{4−(1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル)フェニル}エチリデン〕ビスフェノール、ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインデン−5,6,7,5’,6’,7’−ヘキサノール、2,2,4−トリメチル−7,2’,4’−トリヒドロキシフラバン等が挙げられる。   Examples of (polyhydroxyphenyl) alkanes include bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) methane, tris (p-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (p-hydroxy). Phenyl) ethane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-) 4-hydroxyphenyl) -3-phenylpropane, 4,4 ′-[1- {4- (1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl) phenyl} ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl) -4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiy Den -5,6,7,5 ', 6', 7'-hexanol, 2,2,4-trimethyl -7,2 ', 4'-trihydroxy flavan like.

その他の母核としては、例えば2−メチル−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシフェニル)−7−ヒドロキシクロマン、1−[1−{3−(1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル)−4,6−ジヒドロキシフェニル}−1−メチルエチル]−3−〔1−{3−(1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル)−4,6−ジヒドロキシフェニル}−1−メチルエチル〕ベンゼン、4,6−ビス{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−1,3−ジヒドロキシベンゼン等が挙げられる。   As other mother nucleus, for example, 2-methyl-2- (2,4-dihydroxyphenyl) -4- (4-hydroxyphenyl) -7-hydroxychroman, 1- [1- {3- (1- [4 -Hydroxyphenyl] -1-methylethyl) -4,6-dihydroxyphenyl} -1-methylethyl] -3- [1- {3- (1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl) -4 , 6-dihydroxyphenyl} -1-methylethyl] benzene, 4,6-bis {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -1,3-dihydroxybenzene, and the like.

これらの母核のうち、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,1,1−トリス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、及び4,4’−〔1−{4−(1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル)フェニル}エチリデン〕ビスフェノールが好ましく用いられる。   Of these mother nuclei, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 1,1,1-tris (p-hydroxyphenyl) ethane, and 4,4 ′-[1- {4- (1- [4-Hydroxyphenyl] -1-methylethyl) phenyl} ethylidene] bisphenol is preferably used.

1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましい。1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとしては、例えば1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド等が挙げられる。これらのうち、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドがより好ましい。   As the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride is preferable. Examples of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid chloride include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride, and the like. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride is more preferred.

フェノール性化合物又はアルコール性化合物(母核)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30モル%〜85モル%、より好ましくは50モル%〜70モル%に相当する1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。   In the condensation reaction of the phenolic compound or alcoholic compound (mother nucleus) and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, preferably 30 mol% to the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide corresponding to 85 mol%, more preferably 50 mol% to 70 mol% can be used. The condensation reaction can be carried out by a known method.

また、キノンジアジド化合物としては、上記に例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド類、例えば2,3,4−トリアミノベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド等も好適に使用される。   Examples of the quinonediazide compound include 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid amides in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, such as 2,3,4-triaminobenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide. -4-sulfonic acid amide and the like are also preferably used.

これらのキノンジアジド化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。   These quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

[B−2]酸発生剤の含有量の下限は、[A]重合体100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。[B−2]酸発生剤がキノンジアジド化合物である場合、この含有量の下限は10質量部がより好ましい。一方、[B−2]酸発生剤の含有量の上限は、[A]重合体100質量部に対して、40質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。[B−2]酸発生剤がキノンジアジド化合物以外の上述した化合物である場合、この上限は、10質量部がより好ましい。[B−2]酸発生剤の使用割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物は、低露光量であっても、高い耐溶媒性、高い硬度、高い密着性、低発泡性等を有する層間絶縁膜を形成することができる。   [B-2] The lower limit of the content of the acid generator is preferably 1 part by mass and more preferably 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. [B-2] When the acid generator is a quinonediazide compound, the lower limit of the content is more preferably 10 parts by mass. On the other hand, the upper limit of the content of the [B-2] acid generator is preferably 40 parts by mass and more preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. [B-2] When the acid generator is a compound other than the quinonediazide compound, the upper limit is more preferably 10 parts by mass. [B-2] By setting the use ratio of the acid generator in the above range, the radiation-sensitive resin composition has high solvent resistance, high hardness, high adhesion, and low foaming property even at a low exposure amount. Etc. can be formed.

([B−3]塩基発生剤)
塩基発生剤の具体例としては、例えば
4−(メチルチオベンゾイル)−1−メチル−1−モルホリノエタン、(4−モルホリノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン、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、N−(2−ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、1−(アントラキノン−2−イル)エチルイミダゾールカルボキシレート等の複素環基含有感放射線性塩基発生剤;
2−ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサン−1,6−ジアミン、トリフェニルメタノール、o−カルバモイルヒドロキシルアミド、o−カルバモイルオキシム、ヘキサアンミンコバルト(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)、1,2−ジシクロヘキシル−4,4,5,5−テトラメチルビグアニジウムn−ブチルトリフェニルボラートなどが挙げられる。
([B-3] Base generator)
Specific examples of the base generator include, for example, 4- (methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoethane, (4-morpholinobenzoyl) -1-benzyl-1-dimethylaminopropane, 2-benzyl-2-dimethyl Heterocyclic group-containing radiation-sensitive base generators such as amino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, N- (2-nitrobenzyloxycarbonyl) pyrrolidine, 1- (anthraquinone-2-yl) ethylimidazolecarboxylate ;
2-nitrobenzylcyclohexylcarbamate, [[(2,6-dinitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, bis [[(2-nitrobenzyl) oxy] carbonyl] hexane-1,6-diamine, triphenylmethanol, o -Carbamoylhydroxylamide, o-carbamoyloxime, hexaamminecobalt (III) tris (triphenylmethylborate), 1,2-dicyclohexyl-4,4,5,5-tetramethylbiguanidinium n-butyltriphenylborate Etc.

[[C]重合性化合物]
[C]重合性化合物は、2以上の重合性基及び環構造を有する化合物である。上記環構造は、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである。このような[C]重合性化合物を含む感放射線性樹脂組成物から形成される層間絶縁膜においては、[C]重合性化合物が有する上記重合性基により、[C]重合性化合物間や他の成分との間で架橋構造が形成される。ここで、[C]重合性化合物が、脂肪族炭素環構造、複素環構造又は縮合炭素環構造を含む環構造を有することで、特に緻密な架橋構造を有する膜が形成できると推測される。この緻密な架橋構造が、高露光量に対する耐光性を発揮し、発泡の低減に寄与すると考えられる。また、このような緻密な構造を形成することができる上記感放射線性樹脂組成物によれば、得られる層間絶縁膜の化学薬品耐性や電圧保持率も良好なものとすることができる。
[[C] polymerizable compound]
[C] The polymerizable compound is a compound having two or more polymerizable groups and a ring structure. The ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof. In the interlayer insulating film formed from such a radiation-sensitive resin composition containing a [C] polymerizable compound, the [C] polymerizable compound has the above-mentioned polymerizable group, [C] between the polymerizable compounds and others. A crosslinked structure is formed between these components. Here, it is presumed that a film having a particularly dense cross-linked structure can be formed when the [C] polymerizable compound has a ring structure including an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure or a condensed carbocyclic structure. This dense cross-linked structure is considered to exhibit light resistance to high exposure doses and contribute to the reduction of foaming. Moreover, according to the said radiation sensitive resin composition which can form such a precise | minute structure, the chemical-resistance and voltage holding rate of the interlayer insulation film obtained can also be made favorable.

(重合性基)
[C]重合性化合物は、1の分子中に複数の重合性基を有する。1つの分子が有する複数の重合性基は同一であっても異なっていてもよい。
(Polymerizable group)
[C] The polymerizable compound has a plurality of polymerizable groups in one molecule. The plurality of polymerizable groups possessed by one molecule may be the same or different.

上記重合性基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、アルコキシシリル基、スチリル基、イソシアナート基等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。重合性基がこれらの基であることにより、より緻密な架橋構造が形成され、発泡をより抑制することができる。   Examples of the polymerizable group include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an epoxy group, an alkoxysilyl group, a styryl group, and an isocyanate group. Among these, an epoxy group, a (meth) acryloyloxy group, an alkoxysilyl group, or a combination thereof is preferable. When these polymerizable groups are these groups, a denser cross-linked structure is formed and foaming can be further suppressed.

上記エポキシ基としては、オキシラニル基、オキセタニル基等を挙げることができ、オキシラニル基(1,2−エポキシ構造)が好ましい。   Examples of the epoxy group include an oxiranyl group and an oxetanyl group, and an oxiranyl group (1,2-epoxy structure) is preferable.

上記アルコキシシリル基としては、例えばトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等を挙げることができる。   Examples of the alkoxysilyl group include a trimethoxysilyl group and a triethoxysilyl group.

[C]重合性化合物が有する重合性基の数は、2以上であれば特に限定されず、上限としては、例えば10であり、5であってよく、3であってもよい。   [C] The number of polymerizable groups possessed by the polymerizable compound is not particularly limited as long as it is 2 or more, and the upper limit is, for example, 10, 5, or 3.

(環構造)
[C]重合性化合物は、一分子中に1以上の脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである環構造を有する。[C]重合性化合物が一分子中に有する上記環構造は、通常1つである。
(Ring structure)
[C] The polymerizable compound has one or more aliphatic carbocyclic structure, heterocyclic structure, condensed carbocyclic structure or a combination thereof in one molecule. [C] The polymerizable compound usually has one ring structure in one molecule.

上記脂肪族炭素環構造とは、芳香環を含まない炭素環をいう。上記脂肪族炭素環構造としては、炭素数5〜30の脂肪族炭素環構造を挙げることができ、炭素数5〜20の脂肪族炭素環構造が好ましい。上記脂肪族炭素環構造の具体例としては、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ジシクロペンタジエン構造、ノルボルナン構造、アダマンタン構造、ステロイド構造(ステロイド骨格を有する構造)等を挙げることができる。上記脂肪族炭素環構造は、単環であっても多環であってもよい。   The aliphatic carbocyclic structure refers to a carbocyclic ring that does not contain an aromatic ring. As said aliphatic carbocyclic structure, a C5-C30 aliphatic carbocyclic structure can be mentioned, A C5-C20 aliphatic carbocyclic structure is preferable. Specific examples of the aliphatic carbocyclic structure include a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a dicyclopentadiene structure, a norbornane structure, an adamantane structure, and a steroid structure (structure having a steroid skeleton). The aliphatic carbocyclic structure may be monocyclic or polycyclic.

上記複素環構造とは、炭素原子とその他の原子(例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等)とで構成された環構造である。上記複素環構造としては、フラン構造、チオフェン構造、オキサン構造、トリアジン構造、イミダゾール構造、ピラゾール構造、オキサゾール構造、インドール構造、プリン構造、カルバゾール構造等を挙げることができる。これらの中でも、トリアジン構造が好ましい。トリアジン構造とは、3つの窒素原子と3つの炭素原子とで構成される六員環構造をいい、トリオン構造(イソシアヌル酸構造)を含む概念である。上記トリアジン構造の中でも、トリオン構造(イソシアヌル酸構造)がより好ましい。上記複素環構造は、単環であっても多環であってもよい。   The heterocyclic structure is a ring structure composed of carbon atoms and other atoms (for example, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc.). Examples of the heterocyclic structure include a furan structure, a thiophene structure, an oxane structure, a triazine structure, an imidazole structure, a pyrazole structure, an oxazole structure, an indole structure, a purine structure, and a carbazole structure. Among these, a triazine structure is preferable. The triazine structure refers to a six-membered ring structure composed of three nitrogen atoms and three carbon atoms, and is a concept including a trione structure (isocyanuric acid structure). Among the triazine structures, a trione structure (isocyanuric acid structure) is more preferable. The heterocyclic structure may be monocyclic or polycyclic.

上記縮合炭素環構造とは、2個以上の炭素環が2個又はそれ以上の原子を共有して結合した環構造をいう。上記縮合炭素環構造は、芳香環と脂肪環(脂肪族炭素環構造)との縮合環であってもよく、芳香環同士の縮合環であってもよいが、芳香環と脂肪環との縮合環であることが好ましい。上記縮合炭素環構造としては、ナフタレン構造、アントラセン構造、アセナフタレン構造、フルオレン構造等を挙げることができ、フルオレン構造が好ましい。   The condensed carbocyclic structure refers to a ring structure in which two or more carbocycles are bonded by sharing two or more atoms. The condensed carbocyclic structure may be a condensed ring of an aromatic ring and an aliphatic ring (aliphatic carbocyclic structure), or may be a condensed ring of aromatic rings, but the condensed aromatic ring and aliphatic ring. A ring is preferred. Examples of the condensed carbocyclic structure include a naphthalene structure, an anthracene structure, an acenaphthalene structure, a fluorene structure, and the like, and a fluorene structure is preferable.

上記環構造としては、フルオレン構造、トリアジン構造、炭素数5〜20の脂肪族炭素環構造又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これらの構造であることで、より緻密な架橋構造の層間絶縁膜を形成することができ、発泡をより抑制することができる。   The ring structure is preferably a fluorene structure, a triazine structure, an aliphatic carbocyclic structure having 5 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. With these structures, an interlayer insulating film having a denser cross-linked structure can be formed, and foaming can be further suppressed.

[C]重合性化合物は、単量体であってもよいし、オリゴマーを含む重合体であってもよいが、単量体であることが好ましい。単量体であることで、架橋により形成される構造がより緻密なものとなることなどにより、発泡をより低減することなどができる。   [C] The polymerizable compound may be a monomer or a polymer containing an oligomer, but is preferably a monomer. By being a monomer, foaming can be further reduced due to the denser structure formed by crosslinking.

[C]重合性化合物は、下記式(C−1)、(C−2)又は(C−3)で表される化合物がより好ましい。なお、下記式(C−2)で表される化合物は、フルオレン構造を有する化合物である。また、下記式(C−3)で表される化合物は、トリアジン構造(イソシアヌル酸構造)を有する化合物である。   [C] The polymerizable compound is more preferably a compound represented by the following formula (C-1), (C-2) or (C-3). In addition, the compound represented by the following formula (C-2) is a compound having a fluorene structure. Moreover, the compound represented by the following formula (C-3) is a compound having a triazine structure (isocyanuric acid structure).

Figure 2018072523
Figure 2018072523

上記式(C−1)、(C−2)及び(C−3)中、Rは、それぞれ独立して、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基又はアルコキシシリル基を含む基である。a、b及びcは、それぞれ独立して、1〜10の整数である。   In the above formulas (C-1), (C-2) and (C-3), each R is independently a group containing a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an epoxy group or an alkoxysilyl group. a, b and c are each independently an integer of 1 to 10.

上記Rは、それぞれ独立して、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基又はアルコキシシリル基であってよい。上記Rは、(メタ)アクリロイル基又はエポキシ基を含む基が好ましく、(メタ)アクリロイル基及びエポキシ基がより好ましい。上記エポキシ基としては、オキシラニル基(1,2−エポキシ構造)が好ましい。   Each R may independently be a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an epoxy group, or an alkoxysilyl group. R is preferably a (meth) acryloyl group or a group containing an epoxy group, more preferably a (meth) acryloyl group or an epoxy group. The epoxy group is preferably an oxiranyl group (1,2-epoxy structure).

[C]重合性化合物の具体例としては、ジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、9,9‐ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学社の「A−BPEF」)、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(東亜合成社の「アロニックスM−313」)、トリグリジシルイソシアヌレート(日産化学社の「TEPIC−S」)、トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(信越化学社の「KBM−9659」)等を挙げることができる。   [C] Specific examples of the polymerizable compound include dicyclopentadienyl di (meth) acrylate, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene (“N- BPEF ”), isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate (“ Aronix M-313 ”from Toa Gosei Co., Ltd.), triglycidyl isocyanurate (“ TEPIC-S ”from Nissan Chemical Co., Ltd.), tris- (trimethoxysilylpropyl) And isocyanurate (“KBM-9659” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

[C]重合性化合物の含有量の下限は、[A]重合体100質量部に対して、10質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましく、40質量部が特に好ましい。一方、この含有量の上限は、150質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、80質量部がさらに好ましい。[C]重合性化合物の含有量を上記範囲とすることで、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が大きく、パターニング性能が良好となり、また得られる層間絶縁膜の耐光性、発泡抑制性等も良好となる。   [C] The lower limit of the content of the polymerizable compound is preferably 10 parts by weight, more preferably 20 parts by weight, further preferably 30 parts by weight, and particularly preferably 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer [A]. preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 150 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, and still more preferably 80 parts by mass. [C] By setting the content of the polymerizable compound in the above range, the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion in the alkaline aqueous solution serving as the developer is large, the patterning performance is improved, and the obtained interlayer The light resistance and foaming suppression property of the insulating film are also improved.

[[c]他の重合性化合物]
上記感放射線性樹脂組成物は、上記[C]重合性化合物以外の[c]他の重合性化合物を含有していてもよい。[c]他の重合性化合物としては、上記特定の環構造を含まない2官能以上の(メタ)アクリル酸エステルを挙げることができる。
[[C] Other polymerizable compounds]
The radiation sensitive resin composition may contain [c] other polymerizable compounds other than the [C] polymerizable compound. [C] Examples of other polymerizable compounds include bifunctional or higher functional (meth) acrylic acid esters that do not contain the specific ring structure.

このような(メタ)アクリル酸エステルとしては、
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等の2官能の(メタ)アクリル酸エステル;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物;エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリル酸エステル;
を挙げることができる。
As such (meth) acrylic acid ester,
Ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, Bifunctional (meth) acrylic acid esters such as 1,9-nonanediol di (meth) acrylate;
Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate; dipentaerythritol penta (meth) Mixture of acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate; ethylene oxide modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tri (2- (meth) acryloyloxyethyl) phosphate, succinic acid modified pentaerythritol tri (meth) acrylate , Succinic acid modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol hepta (meth) acrylate, tripenta Trifunctional or more (meth) acrylic acid esters such as Risuri Torr octa (meth) acrylate;
Can be mentioned.

上記感放射線性樹脂組成物における[c]その他の重合性化合物の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、50質量部とすることができ、30質量部が好ましい場合もある。   As an upper limit of content of [c] other polymeric compounds in the said radiation sensitive resin composition, it can be 50 mass parts with respect to 100 mass parts of [A] polymers, and 30 mass parts is preferable. In some cases.

また、[C]重合性化合物と[c]その他の重合性化合物の合計含有量に対する[C]重合性化合物の含有量の下限としては、例えば20質量%であってもよいが、50質量%が好ましく、65質量%がより好ましい。一方、この上限は、100質量%であってよい。このように、全重合性化合物に占める[C]重合性化合物の含有割合を高めることにより、発泡抑制性を初めとした上記感放射線性樹脂組成物の諸特性をより高めることができる。   Moreover, as a minimum of content of [C] polymeric compound with respect to the total content of [C] polymeric compound and [c] other polymeric compounds, for example, 20 mass% may be sufficient, but 50 mass% Is preferable, and 65 mass% is more preferable. On the other hand, this upper limit may be 100% by mass. As described above, by increasing the content ratio of the [C] polymerizable compound in the total polymerizable compound, it is possible to further improve various characteristics of the radiation sensitive resin composition including foaming suppression.

[[F]有機溶媒]
上記感放射線性樹脂組成物は、通常、[F]有機溶媒に[A]重合体、[B]感放射線性化合物、[C]重合性化合物、及び必要に応じてその他の任意成分を混合することによって溶解又は分散させた状態に調製される。[F]有機溶媒としては、上記各構成要素を均一に溶解又は分散し、各構成要素と反応しないものが好適に用いられる。
[[F] Organic solvent]
The radiation-sensitive resin composition is usually a mixture of [F] organic solvent with [A] polymer, [B] radiation-sensitive compound, [C] polymerizable compound, and other optional components as necessary. To prepare a dissolved or dispersed state. [F] As the organic solvent, those that uniformly dissolve or disperse the above components and do not react with the components are preferably used.

[F]有機溶媒としては、例えばアルコール類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、アミド類、ケトン類等が挙げられる。これらは、単独又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。   [F] Examples of the organic solvent include alcohols, ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, Examples include dipropylene glycol monoalkyl ethers, dipropylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol monoalkyl ether acetates, lactic acid esters, aliphatic carboxylic acid esters, amides, and ketones. These can be used alone or in combination of two or more.

上記感放射線性樹脂組成物の固形分濃度の下限は、例えば5質量%であり、10質量%が好ましく、20質量%がより好ましい。一方、この上限は、50質量%が好ましく、40質量%がより好ましい。固形分濃度を上記特定範囲とすることで、塗布ムラの発生を効果的に抑制できる。   The minimum of the solid content concentration of the said radiation sensitive resin composition is 5 mass%, for example, 10 mass% is preferable and 20 mass% is more preferable. On the other hand, this upper limit is preferably 50% by mass, and more preferably 40% by mass. By setting the solid content concentration within the specific range, it is possible to effectively suppress the occurrence of coating unevenness.

[[D]酸化防止剤]
上記感放射線性樹脂組成物は、[D]酸化防止剤を含有していてもよい。[D]酸化防止剤は、露光若しくは加熱により発生したラジカルの捕捉により、又は酸化によって生成した過酸化物の分解により、重合体分子の結合の解裂を抑制する成分である。上記感放射線性樹脂組成物が酸化防止剤を含有することで、形成される層間絶縁膜中における重合体分子の解裂劣化が抑制され、耐久性等を向上させることができる。酸化防止剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[[D] Antioxidant]
The radiation sensitive resin composition may contain [D] an antioxidant. [D] The antioxidant is a component that suppresses the breakage of the bond of the polymer molecule by capturing radicals generated by exposure or heating or by decomposing a peroxide generated by oxidation. When the radiation-sensitive resin composition contains an antioxidant, the degradation degradation of the polymer molecules in the formed interlayer insulating film is suppressed, and durability and the like can be improved. Antioxidants can be used alone or in combination of two or more.

酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール構造を有する化合物、ヒンダードアミン構造を有する化合物、アルキルホスファイト構造を有する化合物、チオエーテル構造を有する化合物等が挙げられる。これらの中で、酸化防止剤は、ヒンダードフェノール構造を有する化合物であることが好ましい。   Examples of the antioxidant include a compound having a hindered phenol structure, a compound having a hindered amine structure, a compound having an alkyl phosphite structure, and a compound having a thioether structure. Among these, the antioxidant is preferably a compound having a hindered phenol structure.

ヒンダードフェノール構造を有する化合物(ヒンダードフェノール系化合物)としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオンアミド)、3,3’,3’,5’,5’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス[(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−キシリル)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミン)フェノール等を挙げることができる。   Examples of the compound having a hindered phenol structure (hindered phenol compound) include pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], thiodiethylene bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, tris- (3,5-di- tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -isocyanurate, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, N, N '-Hexane-1,6-diylbis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy Phenylpropionamide), 3,3 ′, 3 ′, 5 ′, 5′-hexa-tert-butyl-a, a ′, a ′-(mesitylene-2,4,6-triyl) tri-p-cresol, 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol, 4,6-bis (dodecylthiomethyl) -o-cresol, ethylenebis (oxyethylene) bis [3- (5-tert-butyl-4-hydroxy -M-tolyl) propionate, hexamethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,3,5-tris [(4-tert-butyl-3-hydroxy -2,6-xylyl) methyl] -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 2,6-di-tert-butyl-4- (4,6- Scan (octylthio) -1,3,5-triazin-2-ylamine) phenol, and the like.

上記感放射線性樹脂組成物における酸化防止剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.01質量部が好ましく、0.05質量部がより好ましい。一方、この上限としては、5質量部であってよいが、3質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、0.3質量部がさらに好ましい。また、酸化防止剤を含有しないことが好ましいこともある。酸化防止剤の含有量が多いと、感度等が低下する場合がある。   As a minimum of content of the antioxidant in the said radiation sensitive resin composition, 0.01 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, and 0.05 mass part is more preferable. On the other hand, the upper limit may be 5 parts by mass, preferably 3 parts by mass, more preferably 1 part by mass, and still more preferably 0.3 parts by mass. Moreover, it may be preferable not to contain antioxidant. When there is much content of antioxidant, a sensitivity etc. may fall.

[[E]重合禁止剤]
上記感放射線性樹脂組成物は、[E]重合禁止剤を含有することができる。[E]重合禁止剤としては、例えば硫黄、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等が挙げられ、より具体的には、p−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等が挙げられる。
[[E] polymerization inhibitor]
The said radiation sensitive resin composition can contain a [E] polymerization inhibitor. [E] Examples of the polymerization inhibitor include sulfur, quinones, hydroquinones, polyoxy compounds, amines, nitronitroso compounds, and more specifically, p-methoxyphenol, N-nitroso-N-phenylhydroxyl. Examples include amine aluminum.

上記感放射線性樹脂組成物における[E]重合禁止剤の含有量の下限としては、例えば0.01質量部である。この上限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましい。[E]重合禁止剤の含有量が上記上限を超えると上記感放射線性樹脂組成物の感度が低下してパターン形状が劣化する場合がある。   As a minimum of content of [E] polymerization inhibitor in the above-mentioned radiation sensitive resin composition, it is 0.01 mass part, for example. As this upper limit, 0.5 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, and 0.3 mass part is more preferable. [E] If the content of the polymerization inhibitor exceeds the above upper limit, the sensitivity of the radiation-sensitive resin composition may be lowered and the pattern shape may be deteriorated.

[その他の任意成分]
上記感放射線性樹脂組成物は、所期の効果を損なわない範囲で必要に応じてその他の任意成分を含有できる。その他の任意成分としては、界面活性剤、密着助剤、塩基性化合物、保存安定剤、耐熱性向上剤等を挙げることができる。その他の任意成分は、単独又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
[Other optional ingredients]
The said radiation sensitive resin composition can contain another arbitrary component as needed in the range which does not impair the expected effect. Examples of other optional components include surfactants, adhesion assistants, basic compounds, storage stabilizers, heat resistance improvers, and the like. Other optional components can be used alone or in combination of two or more.

<液晶表示素子の製造方法>
本発明の一実施形態に係る液晶表示素子の製造方法は、
一対の基板の少なくとも一方の基板の表面側に層間絶縁膜を形成する工程、
上記層間絶縁膜の表面側及び他方の基板の表面側に液晶配向膜を形成する工程、
上記液晶配向膜が形成された面同士を対向配置した状態での上記基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び
上記基板間に充填された重合性液晶組成物に対する光照射により液晶層を形成する工程
を備え、
上記層間絶縁膜を2以上の重合性基及び環構造を有する重合性化合物と感放射線性化合物とを含む感放射線性樹脂組成物から形成し、
上記環構造が、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである液晶表示素子の製造方法である。
<Method for manufacturing liquid crystal display element>
A method for manufacturing a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention includes:
Forming an interlayer insulating film on the surface side of at least one of the pair of substrates;
Forming a liquid crystal alignment film on the surface side of the interlayer insulating film and the surface side of the other substrate;
A step of filling a polymerizable liquid crystal composition between the substrates in a state in which the surfaces on which the liquid crystal alignment film is formed are opposed to each other; and a liquid crystal layer by light irradiation on the polymerizable liquid crystal composition filled between the substrates Comprising the step of forming
Forming the interlayer insulating film from a radiation sensitive resin composition comprising a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a ring structure and a radiation sensitive compound;
In the method for producing a liquid crystal display device, the ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof.

当該製造方法によれば、層間絶縁膜を上記感放射線性樹脂組成物から形成することにより、上述のように、液晶層を形成する際の光照射によっても気泡の発生が抑制される。また、当該製造方法によれば、層間絶縁膜の化学薬品耐性や電圧保持率にも優れる。さらに、当該製造方法によれば、上記感放射線性樹脂組成物を用いることで、良好な感度及び解像度で層間絶縁膜を形成することができる。   According to the manufacturing method, by forming the interlayer insulating film from the radiation-sensitive resin composition, as described above, the generation of bubbles is also suppressed by light irradiation when forming the liquid crystal layer. Moreover, according to the manufacturing method, the chemical resistance and voltage holding ratio of the interlayer insulating film are excellent. Furthermore, according to the said manufacturing method, an interlayer insulation film can be formed with favorable sensitivity and resolution by using the said radiation sensitive resin composition.

以下には、層間絶縁膜を形成する工程(層間絶縁膜の形成方法)について詳述する。その他の工程は、PSA技術を用いた公知の液晶表示素子の製造方法と同様である。例えば、液晶配向膜を形成する工程は、液状の配向剤を塗工し、この塗膜を乾燥させることによって行うことができる。また、必要に応じて配向処理を施してもよい。また、重合性液晶組成物を基板間に充填する工程は、例えば、一方の基板に重合性液晶組成物を滴下し、その後、一対の基板を貼り合わせ、シール材で封止することで行うことができる。光照射により液晶層を形成する工程は、電圧の印加により液晶化合物を傾斜配向させた状態で、UV光を照射させること等により行うことができる。これらの各工程を含めた、液晶表示素子の製造方法の説明の詳細は、上記液晶表示素子1の説明においてその構造と共に適宜説明しているため、繰り返しの説明を省略する。   Hereinafter, the step of forming the interlayer insulating film (method for forming the interlayer insulating film) will be described in detail. Other processes are the same as those of a known method for manufacturing a liquid crystal display element using PSA technology. For example, the step of forming the liquid crystal alignment film can be performed by applying a liquid alignment agent and drying the coating film. Moreover, you may perform an orientation process as needed. The step of filling the polymerizable liquid crystal composition between the substrates is performed, for example, by dropping the polymerizable liquid crystal composition on one substrate, then bonding the pair of substrates, and sealing with a sealing material. Can do. The step of forming the liquid crystal layer by light irradiation can be performed by irradiating UV light in a state where the liquid crystal compound is tilted and aligned by applying a voltage. Details of the description of the manufacturing method of the liquid crystal display element including these steps are appropriately described together with the structure in the description of the liquid crystal display element 1, and thus the repeated description is omitted.

<層間絶縁膜の形成方法>
層間絶縁膜の形成方法は、
(1)上記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)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程
を備える。
<Method for forming interlayer insulating film>
The method of forming the interlayer insulating film is as follows:
(1) The process of forming the coating film of the said radiation sensitive resin composition on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) A step of developing the coating film irradiated with radiation in the step (2), and (4) a step of heating the coating film developed in the step (3).

[工程(1)]
工程(1)では、基板上に当該組成物又はこの溶液若しくは分散液を塗布した後、好ましくは塗布面を加熱(プレベーク)することによって溶媒を除去して、塗膜を形成する。
[Step (1)]
In the step (1), after coating the composition or the solution or dispersion on the substrate, the solvent is removed by heating (pre-baking) the coated surface, thereby forming a coating film.

組成物溶液又は分散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(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法等の適宜の方法を採用することができる。これらの塗布方法の中でも、スピンコート法又はスリットダイ塗布法が好ましい。   As a method for applying the composition solution or the dispersion, an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, or the like can be employed. Among these coating methods, a spin coating method or a slit die coating method is preferable.

プレベークの条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、好ましくは60℃〜120℃で1分〜10分間程度とすることができる。当該組成物によれば、例えば60℃〜80℃と比較的低いプレベーク条件とした場合も、優れたパターン形成性を発揮することができる。   The pre-baking conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, and the like, but preferably 60 to 120 ° C. for about 1 minute to 10 minutes. According to the composition, even when the prebake conditions are relatively low, such as 60 ° C. to 80 ° C., excellent pattern formability can be exhibited.

<工程(2)>
工程(2)では、形成された塗膜の少なくとも一部に露光する。この場合、塗膜の一部に露光する際には、通常所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光する。露光に使用される放射線としては、光酸発生体に対して用いる放射線が好適である。これらの放射線の中でも、波長が190nm〜450nmの範囲にある放射線が好ましく、特に365nmの紫外線を含む放射線が好ましい。
<Step (2)>
In the step (2), at least a part of the formed coating film is exposed. In this case, when a part of the coating film is exposed, it is usually exposed through a photomask having a predetermined pattern. As the radiation used for exposure, the radiation used for the photoacid generator is suitable. Among these radiations, radiation having a wavelength in the range of 190 nm to 450 nm is preferable, and radiation including ultraviolet light of 365 nm is particularly preferable.

露光量としては、放射線の波長365nmにおける強度を、照度計(OAI model356、OAI Optical Associates製)により測定した値として、好ましくは500J/m〜6,000J/m、より好ましくは1,500J/m〜1,800J/mである。 The exposure dose is preferably 500 J / m 2 to 6,000 J / m 2 , more preferably 1,500 J as a value measured with a luminometer (OAI model 356, manufactured by OAI Optical Associates) for the intensity of radiation at a wavelength of 365 nm. / M 2 to 1,800 J / m 2 .

<工程(3)>
工程(3)では、露光後の塗膜を現像することにより、不要な部分を除去して所定のパターンを形成する。現像工程に使用される現像液としては、アルカリ性水溶液が好ましい。アルカリとしては、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;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が挙げられる。
<Step (3)>
In step (3), the coated film after exposure is developed to remove unnecessary portions and form a predetermined pattern. As the developer used in the development step, an alkaline aqueous solution is preferable. Examples of the alkali include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and ammonia; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. .

アルカリ水溶液には、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。アルカリ水溶液におけるアルカリの濃度としては、適当な現像性を得る観点から、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。現像方法としては、例えば液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等が挙げられる。現像時間としては、感放射線性組成物の組成によって異なるが、好ましくは10秒〜180秒間程度である。このような現像処理に続いて、例えば流水洗浄を30秒〜90秒間行った後、例えば圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、所望のパターンを形成することができる。   An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, or a surfactant can be added to the alkaline aqueous solution. The concentration of alkali in the aqueous alkali solution is preferably from 0.1% by mass to 5% by mass from the viewpoint of obtaining appropriate developability. Examples of the developing method include a liquid piling method, a dipping method, a rocking dipping method, and a shower method. The development time varies depending on the composition of the radiation-sensitive composition, but is preferably about 10 seconds to 180 seconds. Subsequent to such development processing, for example, after washing with running water for 30 seconds to 90 seconds, a desired pattern can be formed by, for example, air drying with compressed air or compressed nitrogen.

<工程(4)>
工程(4)では、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用い、パターニングされた薄膜を加熱することで、[A]重合体の硬化反応を促進して、層間絶縁膜を得ることができる。加熱温度としては、例えば120℃〜250℃である。加熱時間としては、加熱機器の種類により異なるが、例えばホットプレート上で加熱工程を行う場合には5分〜30分間、オーブン中で加熱工程を行う場合には30分〜90分間である。2回以上の加熱工程を行うステップベーク法等を用いることもできる。このようにして目的とする層間絶縁膜に対応するパターン状薄膜を基板の表面上に形成することができる。
<Process (4)>
In the step (4), the patterned thin film is heated using a heating device such as a hot plate or an oven, whereby the curing reaction of the [A] polymer is promoted to obtain an interlayer insulating film. As heating temperature, it is 120 to 250 degreeC, for example. The heating time varies depending on the type of the heating device, but is, for example, 5 minutes to 30 minutes when the heating process is performed on a hot plate, and 30 minutes to 90 minutes when the heating process is performed in the oven. The step baking method etc. which perform a heating process 2 times or more can also be used. In this way, a patterned thin film corresponding to the target interlayer insulating film can be formed on the surface of the substrate.

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例により本発明が限定的に解釈されるものではない。なお、合成例により得られる重合体の特性は、下記の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not interpreted limitedly by this Example. In addition, the characteristic of the polymer obtained by a synthesis example was measured with the following method.

[重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分散度(Mw/Mn)]
重合体のMw及びMnは、東ソー社のGPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、下記分析条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
分散度(Mw/Mn)は、Mw及びMnの測定結果から算出した。
(分析条件)
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
カラム温度:40℃
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
[Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and dispersity (Mw / Mn)]
Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following analytical conditions using Tosoh GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL).
The degree of dispersion (Mw / Mn) was calculated from the measurement results of Mw and Mn.
(Analysis conditions)
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Column temperature: 40 ° C
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<[A]重合体の合成>
[合成例1](アクリル系重合体(A−1)の合成)
冷却管及び攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)5.2質量部及び3−メトキシプロピオン酸メチル200質量部を仕込んだ。引き続き、メタクリル酸20質量部、グリシジルメタクリレート20質量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イルメタクリレート50質量部、メチルメタクリレート10質量部、及びα−メチルスチレンダイマー0.5質量部を仕込んで窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持することによって重合体(A−1)を含むアクリル系重合体溶液を得た。重合体(A−1)のMwは15,000、Mw/Mnは2.0であった。
<[A] Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 1] (Synthesis of acrylic polymer (A-1))
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 5.2 parts by mass of 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of methyl 3-methoxypropionate. Subsequently, 20 parts by weight of methacrylic acid, 20 parts by weight of glycidyl methacrylate, 50 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-8-yl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, and α-methylstyrene dimer 0 After charging 5 parts by mass and substituting with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain an acrylic polymer solution containing the polymer (A-1). Mw of the polymer (A-1) was 15,000, and Mw / Mn was 2.0.

[合成例2](アクリル系重合体(A−2)の合成)
冷却管及び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)8質量部及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続き、メタクリル酸12質量部、メタクリル酸グリシジル40質量部、スチレン5質量部、N−シクロヘキシルマレイミド9質量部、及びメタクリル酸メチル34質量部を仕込み、窒素置換した後、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時間保持して重合することにより、重合体としてアクリル系重合体(A−2)を含有する溶液を得た。重合体(A−2)のMwは7,900、Mnは3,200、Mw/Mnは2.5であった。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of acrylic polymer (A-2))
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 8 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol methyl ethyl ether. Subsequently, 12 parts by weight of methacrylic acid, 40 parts by weight of glycidyl methacrylate, 5 parts by weight of styrene, 9 parts by weight of N-cyclohexylmaleimide and 34 parts by weight of methyl methacrylate were charged, and after nitrogen substitution, the solution was stirred gently. The temperature was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours for polymerization to obtain a solution containing an acrylic polymer (A-2) as a polymer. Mw of the polymer (A-2) was 7,900, Mn was 3,200, and Mw / Mn was 2.5.

[合成例3](化学増幅系重合体(A−3)の合成)
冷却管及び攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部、及びジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続きテトラヒドロ−2H−ピラン−2−イルメタクリレート50質量部、メタクリル酸グリシジル35質量部、メタクリル酸ドデシル5質量部、メタクリル酸10質量部及びα−メチルスチレンダイマー3質量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持し重合体(A−3)を含む重合体溶液を得た。重合体(A−3)のMwは9,000、Mnは3,600、Mw/Mnは2.5であった。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of Chemically Amplified Polymer (A-3))
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, after adding 50 parts by mass of tetrahydro-2H-pyran-2-yl methacrylate, 35 parts by mass of glycidyl methacrylate, 5 parts by mass of dodecyl methacrylate, 10 parts by mass of methacrylic acid and 3 parts by mass of α-methylstyrene dimer, the nitrogen substitution was performed. Stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing the polymer (A-3). Mw of the polymer (A-3) was 9,000, Mn was 3,600, and Mw / Mn was 2.5.

[合成例4](ポリシロキサン系重合体(A−4)の合成)
撹拌機付の容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテル20質量部を仕込み、続いて、メチルトリメトキシシラン70質量部、及びトリルトリメトキシシラン30質量部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達後、リン酸0.15質量部、及びイオン交換水19質量部を仕込み、75℃になるまで加熱し、4時間保持した。さらに、溶液温度を40℃にし、この温度を保ちながらエバポレーションすることで、イオン交換水及び加水分解縮合で発生したメタノールを除去した。以上により、加水分解縮合物であるシロキサンポリマーとしてポリシロキサン系重合体(A−4)を得た。重合体(A−4)のMwは5,000、Mnは2,500、Mw/Mnは2.0であった。
[Synthesis Example 4] (Synthesis of polysiloxane polymer (A-4))
In a vessel equipped with a stirrer, 20 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether was charged, followed by 70 parts by mass of methyltrimethoxysilane and 30 parts by mass of tolyltrimethoxysilane, and heated until the solution temperature reached 60 ° C. . After the solution temperature reached 60 ° C., 0.15 parts by mass of phosphoric acid and 19 parts by mass of ion-exchanged water were charged, heated to 75 ° C. and held for 4 hours. Furthermore, the solution temperature was set to 40 ° C., and evaporation was performed while maintaining this temperature, thereby removing ion-exchanged water and methanol generated by hydrolysis and condensation. As a result, a polysiloxane polymer (A-4) was obtained as a siloxane polymer which is a hydrolysis-condensation product. Mw of the polymer (A-4) was 5,000, Mn was 2,500, and Mw / Mn was 2.0.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
実施例及び比較例の感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[A]重合体、[B]感放射線性化合物、[C]重合性化合物、[D]酸化防止剤、[E]重合禁止剤及び[F]有機溶媒を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[A] Polymer, [B] Radiation Sensitive Compound, [C] Polymerizable Compound, [D] Antioxidant, [E] Polymerization Inhibition Used in Preparation of Radiation Sensitive Resin Compositions of Examples and Comparative Examples Agents and [F] organic solvents are shown below.

<[A]重合体>
A−1、A−2、A−3及びA−4:合成例1〜4でそれぞれ合成した重合体
<[A] polymer>
A-1, A-2, A-3 and A-4: Polymers synthesized in Synthesis Examples 1 to 4, respectively

<[B]感放射線性化合物>
B−1:ADEKA社の「NCI−930」(光重合開始剤)
B−2:4,4’−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
B−3:4,7−ジ−n−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート
<[B] Radiation sensitive compound>
B-1: “NCI-930” from ADEKA (photopolymerization initiator)
B-2: 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5 -Condensate with sulfonic acid chloride (2.0 mol) B-3: 4,7-di-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate

<[C]重合性化合物>
C−1:9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学社の「A−BPEF」)
C−2:フルオレン骨格多官能エポキシ化合物(大阪ガスケミカル社の「OGSOL EG−200」)
C−3:イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(東亜合成社の「アロニックスM−313」)
C−4:トリグリジシルイソシアヌレート(日産化学社の「TEPIC−S」)
C−5:トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(信越化学社の「KBM−9659」)
c−1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬社の「KAYARAD DPHA」)
c−2:フェノールノボラック型液状エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社の「jER 152」)
c−3:メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社の「XIAMETER(R) OFS−6030 SILANE」)
<[C] polymerizable compound>
C-1: 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene (“A-BPEF” from Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
C-2: Fluorene skeleton polyfunctional epoxy compound ("OGSOL EG-200" from Osaka Gas Chemical Company)
C-3: EO modified diisocyanate and triacrylate (“Aronix M-313” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
C-4: Triglycidyl isocyanurate (Nissan Chemical's “TEPIC-S”)
C-5: Tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate (“KBM-9659” from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
c-1: Mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (“KAYARAD DPHA” from Nippon Kayaku Co., Ltd.)
c-2: Phenol novolac type liquid epoxy resin (“jER 152” of Japan Epoxy Resin)
c-3: Methacryloxypropyltrimethoxysilane ("XIAMETER (R) OFS-6030 SILANE" manufactured by Dow Corning Toray)

<[D]酸化防止剤>
D−1:ペンタエリスリトール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](ADEKA、アデカスタブAO−60)
<[D] Antioxidant>
D-1: Pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (ADEKA, ADK STAB AO-60)

<[E]重合禁止剤>
E−1:2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン(和光純薬工業社の「2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン」)
<[E] Polymerization inhibitor>
E-1: 2,5-di-t-butylhydroquinone (“2,5-di-t-butylhydroquinone” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

<[F]有機溶媒>
F−1:3−メトキシプロピオン酸メチル
F−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
<[F] Organic solvent>
F-1: Methyl 3-methoxypropionate F-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate

<実施例1>
重合体(A−1)を含有する溶液に、重合体(A−1)100質量部(固形分)に相当する量に対して、感放射線性化合物(B−1)5質量部、重合性化合物(C−1)20質量部、他の重合性化合物(c−1)40質量部及び重合禁止剤(E−1)0.1質量部を混合し、固形分濃度が30質量%となるように有機溶媒(F−1)と有機溶媒(F−2)との混合溶媒に溶解させた後、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して感放射線性樹脂組成物(S−1)を調製した。
<Example 1>
In a solution containing the polymer (A-1), 5 parts by mass of the radiation-sensitive compound (B-1) and polymerizability with respect to an amount corresponding to 100 parts by mass (solid content) of the polymer (A-1). 20 parts by mass of the compound (C-1), 40 parts by mass of the other polymerizable compound (c-1) and 0.1 parts by mass of the polymerization inhibitor (E-1) are mixed, and the solid content concentration becomes 30% by mass. Thus, after making it melt | dissolve in the mixed solvent of an organic solvent (F-1) and an organic solvent (F-2), it filters with a membrane filter with a hole diameter of 0.2 micrometer, and makes a radiation sensitive resin composition (S-1). Prepared.

<実施例2〜25比較例1〜16>
下記表1及び表2に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例1と同様に操作して、感放射線性樹脂組成物(S−2)〜(S−25)及び(CS−1)〜(CS−16)を調製した。なお、表1及び表2において、「−」は該当する成分を配合しなかったことを示す。
<Examples 2-25 Comparative Examples 1-16>
Except having used each component of the kind and compounding quantity which are shown to following Table 1 and Table 2, it operated similarly to Example 1 and the radiation sensitive resin composition (S-2)-(S-25) and ( CS-1) to (CS-16) were prepared. In Tables 1 and 2, “-” indicates that the corresponding component was not blended.

<評価>
実施例1〜25及び比較例1〜16の感放射線性樹脂組成物から層間絶縁膜を形成し、以下に説明する手法に従って放射線感度、解像性、発泡耐性、化学薬品耐性及び電圧保持率を評価した。評価結果を表1及び表2に示す。
<Evaluation>
An interlayer insulating film is formed from the radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 16, and the radiation sensitivity, resolution, foam resistance, chemical resistance and voltage holding ratio are set according to the methods described below. evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2018072523
Figure 2018072523

Figure 2018072523
Figure 2018072523

[ネガ型放射線感度](実施例1〜9、比較例1〜4)
ガラス基板上にスピンナーを用いて感放射線性樹脂組成物を塗布した後、90℃にて2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。次いで、露光機(キヤノン社の「PLA−501F」:超高圧水銀ランプを使用)を用い、露光量を変化させて複数の矩形遮光部(10μm×10μm)を有するパターンマスクを介して塗膜の露光を行った。次いで、2.38質量%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(現像液)を用い、液盛り法によって25℃で現像処理を行った。現像処理の時間は100秒であった。現像処理後、超純水で1分間、塗膜の流水洗浄を行い、乾燥させてガラス基板上にパターンを形成した。このガラス基板をクリーンオーブン内にて230℃で30分加熱して層間絶縁膜を得た。この層間絶縁膜の膜厚について、下記式で表される残膜率(パターン状薄膜が適正に残存する比率)が85%以上になる露光量を感度として求め、以下の基準に従って感度を評価した。
残膜率(%)=(現像後膜厚/現像前膜厚)×100
(評価基準)
A:200J/m未満
B:200J/m以上400J/m未満
C:400J/m以上800J/m未満
D:800J/m以上
[Negative radiation sensitivity] (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 4)
After applying the radiation sensitive resin composition on a glass substrate using a spinner, it was pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 4.0 μm. Next, using an exposure machine ("PLA-501F" manufactured by Canon Inc .: using an ultra-high pressure mercury lamp), the amount of exposure was changed, and the coating film was passed through a pattern mask having a plurality of rectangular light shielding portions (10 μm × 10 μm). Exposure was performed. Next, a development process was performed at 25 ° C. by a liquid piling method using a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (developer) having a concentration of 2.38 mass%. The development processing time was 100 seconds. After the development treatment, the coating film was washed with running ultrapure water for 1 minute and dried to form a pattern on the glass substrate. This glass substrate was heated in a clean oven at 230 ° C. for 30 minutes to obtain an interlayer insulating film. With respect to the film thickness of the interlayer insulating film, the exposure amount at which the remaining film ratio (ratio in which the patterned thin film remains properly) represented by the following formula is 85% or more was obtained as sensitivity, and the sensitivity was evaluated according to the following criteria. .
Residual film ratio (%) = (film thickness after development / film thickness before development) × 100
(Evaluation criteria)
A: 200J / m 2 less B: 200J / m 2 or more 400 J / m 2 less than C: 400J / m 2 or more 800 J / m 2 less than D: 800J / m 2 or more

[ネガ型解像性(解像度)](実施例1〜9、比較例1〜4)
露光量を200J/mとした以外は放射線感度の評価と同様にして貫通孔を有する層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜の貫通孔の最小径を光学顕微鏡にて観察した。解像性(解像度)は、以下の基準に従って評価した。
(評価基準)
A:貫通孔の最小径が10μm以上
B:貫通孔の最小径が8μm以上10μm未満
C:貫通孔の最小径が5μm以上8μm未満
D:貫通孔が形成されない
[Negative Resolution (Resolution)] (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 4)
An interlayer insulating film having a through hole was formed in the same manner as the evaluation of radiation sensitivity except that the exposure amount was 200 J / m 2, and the minimum diameter of the through hole of this interlayer insulating film was observed with an optical microscope. The resolution (resolution) was evaluated according to the following criteria.
(Evaluation criteria)
A: Minimum diameter of the through hole is 10 μm or more B: Minimum diameter of the through hole is 8 μm or more and less than 10 μm C: Minimum diameter of the through hole is 5 μm or more and less than 8 μm D: No through hole is formed

[ポジ型放射線感度](実施例10〜25、比較例5〜16)
クロム成膜ガラス基板上に、スピンナーを用いてヘキサメチルジシラザン(HMDS)を塗布し、60℃にて1分間加熱した(HMDS処理)。このHMDS処理後のクロム成膜ガラス基板上に、上記のように調製した各ポジ型感放射線性組成物を、スピンナーを用いて塗布し90℃において2分間プレベークすることによって、膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、露光機(キヤノン社の「PLA−501F」:超高圧水銀ランプを使用)を用い、露光量を変化させて60μmのライン・アンド・スペース(10対1)のパターンを有するマスクを介して、塗膜の露光を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃において液盛り法で現像した。現像時間は80秒間とした。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後乾燥することにより、HMDS処理後のクロム成膜ガラス基板上にパターンを形成した。塗膜全面に300J/mの露光を行い、このクロム成膜ガラス基板をクリーンオーブン内にて230℃で30分加熱して層間絶縁膜を得た。現像時に6μmのスペース・パターンが完全に溶解するために必要な露光量を調べた。
(評価基準)
A:200J/m未満
B:200J/m以上400J/m未満
C:400J/m以上800J/m未満
D:800J/m以上
[Positive Radiation Sensitivity] (Examples 10 to 25, Comparative Examples 5 to 16)
Hexamethyldisilazane (HMDS) was applied onto a chromium-deposited glass substrate using a spinner and heated at 60 ° C. for 1 minute (HMDS treatment). Each positive radiation-sensitive composition prepared as described above is applied onto the chromium-deposited glass substrate after the HMDS treatment using a spinner and pre-baked at 90 ° C. for 2 minutes to obtain a film thickness of 3.0 μm. The coating film was formed. Subsequently, using an exposure machine ("PLA-501F" manufactured by Canon Inc .: using an ultra-high pressure mercury lamp), the exposure amount was changed and passed through a mask having a 60 μm line and space (10 to 1) pattern. Then, the coating film was exposed. Then, it developed with the puddle method at 25 degreeC with 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The development time was 80 seconds. Next, washing with running ultrapure water for 1 minute was performed, followed by drying to form a pattern on the chromium-deposited glass substrate after the HMDS treatment. The entire surface of the coating film was exposed to 300 J / m 2 , and this chromium film-formed glass substrate was heated in a clean oven at 230 ° C. for 30 minutes to obtain an interlayer insulating film. The amount of exposure necessary to completely dissolve the 6 μm space pattern during development was examined.
(Evaluation criteria)
A: 200J / m 2 less B: 200J / m 2 or more 400 J / m 2 less than C: 400J / m 2 or more 800 J / m 2 less than D: 800J / m 2 or more

<液晶表示素子の製造と発泡耐性の評価>
[発泡耐性の評価]
本実施例では、適宜公知の方法を利用し、図1の液晶表表示素子1と同様の構造を有するアクティブマトリクス型のVAモードのカラー液晶表示素子を製造した。
<Manufacture of liquid crystal display elements and evaluation of foam resistance>
[Evaluation of foaming resistance]
In this example, an active matrix type VA mode color liquid crystal display device having the same structure as that of the liquid crystal display device 1 shown in FIG.

始めに、液晶表示素子を構成するアレイ基板の製造を行った。製造されるアレイ基板が上述した図1のTFT29と同様のTFTを有するように、先ずは、公知の方法にしたがい、無アルカリガラスからなる絶縁性のガラス基板上に、p−Siからなる半導体層を有するTFT、電極や配線等、及び、SiNからなる無機絶縁膜を配置して、TFTを有する基板を準備した。したがって、本実施例において、アレイ基板のTFTは、ガラス基板上で、通常の半導体膜成膜及び公知の絶縁層形成等と、フォトリソグラフィ法によるエッチングを繰り返す等して、公知の方法にしたがって形成されたものである。   First, an array substrate constituting a liquid crystal display element was manufactured. First, according to a known method, a semiconductor layer made of p-Si is formed on an insulating glass substrate made of non-alkali glass so that the array substrate to be manufactured has the same TFT as the TFT 29 of FIG. 1 described above. A substrate having TFTs was prepared by arranging TFTs having electrodes, electrodes and wirings, and an inorganic insulating film made of SiN. Therefore, in this embodiment, the TFT of the array substrate is formed on the glass substrate according to a known method by repeating normal semiconductor film formation, known insulating layer formation, etc., and etching by photolithography. It has been done.

次いで、実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物(S−1)を使用し、準備されたTFTを有する基板上にスリットダイコーターで塗布した。次いで、ホットプレート上で、90℃にて100秒間プレベークし、有機溶媒等を蒸発させて塗膜を形成した。次いで、UV(紫外)露光機(TOPCON Deep−UV露光機TME−400PRJ)を用い、所定のパターンが形成可能なパターンマスクを介して、UV光を100mJ照射した。その後、2.38質量%の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(現像液)を用い、液盛り法によって、25℃で100秒間の現像処理を行った。現像処理後、超純水で1分間、塗膜の流水洗浄を行い、乾燥させて基板上にパターニングされた塗膜を形成した後、オーブンにて230℃で30分間加熱(ポストベーク)して硬化させ、基板上に硬化膜を形成して層間絶縁膜とした。基板上の層間絶縁膜には、パターニングによりコンタクトホールを形成した。   Subsequently, the radiation sensitive resin composition (S-1) prepared in Example 1 was used, and it apply | coated with the slit die coater on the board | substrate which has the prepared TFT. Subsequently, it prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 100 seconds to evaporate an organic solvent and the like to form a coating film. Next, using a UV (ultraviolet) exposure machine (TOPCON Deep-UV exposure machine TME-400PRJ), 100 mJ of UV light was irradiated through a pattern mask capable of forming a predetermined pattern. Then, the development process for 100 second was performed at 25 degreeC by the liquid piling method using the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (developer) of a density | concentration of 2.38 mass%. After development, the coating film is washed with ultrapure water for 1 minute, dried to form a patterned coating film on the substrate, and then heated (post-baked) at 230 ° C. for 30 minutes in an oven. It was cured and a cured film was formed on the substrate to form an interlayer insulating film. Contact holes were formed in the interlayer insulating film on the substrate by patterning.

次いで、層間絶縁膜上に、ITOからなる膜を、スパッタリング法を利用して成膜し、フォトリソグラフィ法を利用したパターニングによって画素電極を形成した。形成された画素電極は、コンタクトホールを介して、TFTに接続させた。   Next, a film made of ITO was formed on the interlayer insulating film using a sputtering method, and a pixel electrode was formed by patterning using a photolithography method. The formed pixel electrode was connected to the TFT through a contact hole.

次いで、公知の方法により製造されたカラーフィルタ基板を準備した。このカラーフィルタ基板は、透明なガラス基板上に赤のカラーフィルタ、緑のカラーフィルタ及び青のカラーフィルタと、ブラックマトリクスとが格子状に配置されてカラーフィルタが形成され、そのカラーフィルタの上には、カラーフィルタの平坦化層となる絶縁膜が形成されたものであった。そしてさらに、その絶縁膜の上には、ITOからなる透明な共通電極が形成されていた。   Next, a color filter substrate manufactured by a known method was prepared. In this color filter substrate, a red color filter, a green color filter, a blue color filter, and a black matrix are arranged in a lattice pattern on a transparent glass substrate, and a color filter is formed on the color filter. Was formed with an insulating film to be a flattening layer of the color filter. Furthermore, a transparent common electrode made of ITO was formed on the insulating film.

次に、製造されたアレイ基板のTFTの配置面及びカラーフィルタ基板のカラーフィルタの配置面に、それぞれ液晶配向剤(商品名JALS2095−S2、JSR(株)製)を、スピンナーを用いて塗布し、80℃で1分間、その後180℃で1時間加熱することにより、膜厚60nmの配向膜を形成して、配向膜付きのアレイ基板及び配向膜付きのカラーフィルタ基板を製造した。   Next, a liquid crystal aligning agent (trade name JALS2095-S2, manufactured by JSR Co., Ltd.) is applied to the TFT placement surface of the manufactured array substrate and the color filter placement surface of the color filter substrate, respectively, using a spinner. By heating at 80 ° C. for 1 minute and then at 180 ° C. for 1 hour, an alignment film with a film thickness of 60 nm was formed, and an array substrate with an alignment film and a color filter substrate with an alignment film were manufactured.

次に、各基板の画素領域の外周に紫外線硬化型のシール材を塗布した後、ディスペンサを用いて、シール材の内側に、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶に光重合性を有する重合性成分を添加して調製された重合性液晶組成物を滴下した。   Next, after applying an ultraviolet curable sealing material to the outer periphery of the pixel region of each substrate, a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is photopolymerizable inside the sealing material using a dispenser. A polymerizable liquid crystal composition prepared by adding a polymerizable component was dropped.

その後、真空中で、重合性液晶組成物が滴下されたアレイ基板にカラーフィルタ基板を貼り合わせた。次に、シール材の塗布領域に沿ってUV(紫外)光源を移動させながらUV(紫外)光をシール材に照射し、シール材を硬化させた。このようにして、対向するアレイ基板とカラーフィルタ基板との間に重合性液晶組成物を充填及び封止して、重合性液晶組成物の層を形成した。   Thereafter, the color filter substrate was bonded to the array substrate onto which the polymerizable liquid crystal composition was dropped in a vacuum. Next, UV (ultraviolet) light was irradiated to the sealing material while moving the UV (ultraviolet) light source along the application area of the sealing material, and the sealing material was cured. In this manner, the polymerizable liquid crystal composition was filled and sealed between the opposing array substrate and the color filter substrate to form a layer of the polymerizable liquid crystal composition.

次に、アレイ基板のTFTがオンとなる電圧をTFTのゲート電極に印加した状態でTFTのソース電極とカラーフィルタ基板上の共通電極との間に交流電圧を印加し、重合性液晶組成物の層の液晶を傾斜配向させた。次いで、液晶が傾斜配向する状態を維持したままで、超高圧水銀ランプを用い、重合性液晶組成物の層にアレイ基板の側から紫外光を照射し、液晶が所定の方向にプレチルト角を形成してほぼ垂直に配向してなる液晶層を形成した。以上のようにして、VAモードのカラー液晶表示素子を製造した。   Next, an AC voltage is applied between the source electrode of the TFT and the common electrode on the color filter substrate in a state where a voltage for turning on the TFT of the array substrate is applied to the gate electrode of the TFT, and the polymerizable liquid crystal composition The liquid crystal in the layer was tilted. Next, while maintaining the state in which the liquid crystal is tilted and aligned, an ultrahigh pressure mercury lamp is used to irradiate the polymerizable liquid crystal composition layer with ultraviolet light from the array substrate side, and the liquid crystal forms a pretilt angle in a predetermined direction. Thus, a liquid crystal layer having a substantially vertical alignment was formed. As described above, a VA mode color liquid crystal display element was manufactured.

次に、製造された液晶表示素子を用い、高温(80℃)の状態で衝撃を与えて、画素中での発泡の有無を確認した。液晶表示素子へ衝撃は、パチンコ玉を液晶表示素子上方30cmから落下させることにより付与した。衝撃の付与によって、液晶表示素子の画素中に、発泡が全く発生しないものを非常に良好と、発泡するものの気泡の密度が少ないものを良好と、気泡の密度が大きいものを不良として評価した。評価の結果は、非常に良好をA印、良好をB、不良をCとした。   Next, using the manufactured liquid crystal display element, the impact was given in the state of high temperature (80 degreeC), and the presence or absence of the foam in a pixel was confirmed. The impact was applied to the liquid crystal display element by dropping a pachinko ball from 30 cm above the liquid crystal display element. A pixel in a liquid crystal display element that was not subjected to foaming by applying an impact was evaluated as being very good, a foaming one having a low bubble density, and a bubble having a high bubble density as bad. As a result of the evaluation, very good was marked as A, good as B, and bad as C.

[化学薬品耐性]
上記放射線感度の評価で作成した層間絶縁膜を65℃に加熱したN−メチル−2−ピロリドンに6分間浸漬し、浸漬の後超純水で5秒間、塗膜の流水洗浄を行い、乾燥させた。処理後の絶縁膜の膜厚を、触針式膜厚計を用いて測定した。下記式に従ってN−メチル−2−ピロリドン膨潤率(%)を算出し、下記基準に従って化学薬品耐性を評価した。
N−メチル−2−ピロリドン膨潤率(%)
=100×(浸漬後の残膜(μm)/浸漬前の残膜(μm)率(%)−1)
(評価基準)
A:3%未満
B:3%以上5%未満
C:5%以上7%未満
D:7%以上
[Chemical resistance]
The interlayer insulating film prepared in the above evaluation of radiation sensitivity is immersed in N-methyl-2-pyrrolidone heated to 65 ° C. for 6 minutes, and after immersion, the coating film is washed with running ultrapure water for 5 seconds and dried. It was. The thickness of the insulating film after the treatment was measured using a stylus type film thickness meter. N-methyl-2-pyrrolidone swelling rate (%) was calculated according to the following formula, and chemical resistance was evaluated according to the following criteria.
N-methyl-2-pyrrolidone swelling rate (%)
= 100 × (residual film after immersion (μm) / remaining film before immersion (μm) rate (%) − 1)
(Evaluation criteria)
A: Less than 3% B: 3% or more and less than 5% C: 5% or more and less than 7% D: 7% or more

[電圧保持率]
表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO膜が形成され、さらにITO(インジウム−酸化錫合金)電極を所定形状に蒸着したソーダガラス基板上に、各感放射線性組成物をスピンコートした後、90℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。次いで、フォトマスクを介さずに、塗膜に500J/mの露光量で露光した。その後、230℃で30分間ポストベークを行い塗膜を硬化させた。次いで、この画素を形成した基板とITO電極を所定形状に蒸着しただけの基板とを、0.8mmのガラスビーズを混合したシール剤で貼り合わせたのち、メルク製液晶MLC6608を注入して、液晶セルを作製した。さらに、液晶セルを60℃の恒温層に入れて、液晶セルの電圧保持率を、液晶電圧保持率測定システム(VHR−1A型、東陽テクニカ社)により測定した。このときの印加電圧は5.5Vの方形波、測定周波数は60Hzである。電圧保持率(%)とは、下記式から求められる値である。
電圧保持率(%)=(16.7ミリ秒後の液晶セル電位差/0ミリ秒で印加した電圧)×100
液晶セルの電圧保持率が90%未満であると、液晶セルは16.7ミリ秒の時間、印加電圧を所定レベルに保持できず、十分に液晶を配向させることができないことを意味し、残像などの「焼き付き」を起こすおそれが高い。
(評価基準)
A:95%未満
B:90%以上95%未満
C:90%未満
[Voltage holding ratio]
After spin-coating each radiation-sensitive composition on a soda glass substrate on which a SiO 2 film for preventing elution of sodium ions is formed on the surface and further depositing an ITO (indium-tin oxide alloy) electrode in a predetermined shape, Pre-baking was performed for 10 minutes in a 90 ° C. clean oven to form a coating film having a thickness of 2.0 μm. Next, the coating film was exposed at an exposure amount of 500 J / m 2 without using a photomask. Thereafter, the coating film was cured by post-baking at 230 ° C. for 30 minutes. Next, the substrate on which the pixels are formed and the substrate on which the ITO electrode is simply deposited in a predetermined shape are bonded together with a sealing agent mixed with 0.8 mm glass beads, and then Merck liquid crystal MLC6608 is injected into the liquid crystal. A cell was produced. Further, the liquid crystal cell was placed in a constant temperature layer at 60 ° C., and the voltage holding ratio of the liquid crystal cell was measured by a liquid crystal voltage holding ratio measuring system (VHR-1A type, Toyo Technica Co., Ltd.). The applied voltage at this time is a square wave of 5.5 V, and the measurement frequency is 60 Hz. The voltage holding ratio (%) is a value obtained from the following formula.
Voltage holding ratio (%) = (potential difference of liquid crystal cell after 16.7 milliseconds / voltage applied at 0 milliseconds) × 100
If the voltage holding ratio of the liquid crystal cell is less than 90%, it means that the liquid crystal cell cannot hold the applied voltage at a predetermined level for a time of 16.7 milliseconds, and the liquid crystal cannot be sufficiently aligned. There is a high risk of causing "burn-in".
(Evaluation criteria)
A: Less than 95% B: 90% or more and less than 95% C: Less than 90%

比較例1〜16の感放射線性樹脂組成物及び層間絶縁膜は、放射線感度、解像性、発泡耐性(低発泡性)、化学薬品耐性及び電圧保持率のいずれかが劣っていた。一方、実施例1〜25は、発泡耐性の他、評価したいずれもが良好な結果であった。   The radiation sensitive resin compositions and interlayer insulating films of Comparative Examples 1 to 16 were inferior in any of radiation sensitivity, resolution, foam resistance (low foamability), chemical resistance and voltage holding ratio. On the other hand, in Examples 1 to 25, in addition to foaming resistance, all evaluated were good results.

本発明の液晶表示素子は、テレビ受像機やパーソナル・コンピュータのモニタ装置等の液晶表示装置に用いることができる。   The liquid crystal display element of the present invention can be used in a liquid crystal display device such as a television receiver or a monitor device of a personal computer.

1 液晶表示素子
10 液晶層
15 TFT基板
21、91 基板
22 ベースコート膜
23 半導体層
24 ゲート絶縁膜
25 ゲート電極
29 TFT
31f,31g コンタクトホール
34 ソース電極
35 ドレイン電極
36 画素電極
37、95 液晶配向膜
41 無機絶縁膜
52 層間絶縁膜
61 第一配線層
90 カラーフィルタ基板
92 ブラックマトリクス
93 カラーフィルタ
94 共通電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display element 10 Liquid crystal layer 15 TFT substrate 21, 91 Substrate 22 Base coat film 23 Semiconductor layer 24 Gate insulating film 25 Gate electrode 29 TFT
31f, 31g Contact hole 34 Source electrode 35 Drain electrode 36 Pixel electrode 37, 95 Liquid crystal alignment film 41 Inorganic insulating film 52 Interlayer insulating film 61 First wiring layer 90 Color filter substrate 92 Black matrix 93 Color filter 94 Common electrode

Claims (6)

対向に配置された2枚の基板、
この基板の少なくとも一方の内面側に積層された層間絶縁膜、及び
上記基板間に配設され、重合性液晶組成物から形成された液晶層
を備え、
上記層間絶縁膜が、2以上の重合性基及び環構造を有する重合性化合物と感放射線性化合物とを含む感放射線性樹脂組成物から形成され、
上記環構造が、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである液晶表示素子。
Two substrates placed opposite each other,
An interlayer insulating film laminated on at least one inner surface of the substrate; and a liquid crystal layer disposed between the substrates and formed from a polymerizable liquid crystal composition,
The interlayer insulating film is formed from a radiation-sensitive resin composition containing a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a ring structure and a radiation-sensitive compound,
A liquid crystal display device, wherein the ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof.
上記感放射線性樹脂組成物が、
同一又は異なる重合体分子中に、カルボキシ基を含む構造単位とエポキシ基を含む構造単位とを有する重合体
をさらに含有する請求項1に記載の液晶表示素子。
The radiation sensitive resin composition is
The liquid crystal display element according to claim 1, further comprising a polymer having a structural unit containing a carboxy group and a structural unit containing an epoxy group in the same or different polymer molecules.
上記感放射線性化合物が、酸発生剤、ラジカル重合開始剤又はこれらの組み合わせである請求項1又は請求項2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the radiation sensitive compound is an acid generator, a radical polymerization initiator, or a combination thereof. 上記重合性基が、エポキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、アルコキシシリル基又はこれらの組み合わせである請求項1、請求項2又は請求項3に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the polymerizable group is an epoxy group, a (meth) acryloyloxy group, an alkoxysilyl group, or a combination thereof. 上記環構造が、フルオレン構造、トリアジン構造、炭素数5〜20の脂肪族炭素環構造又はこれらの組み合わせである請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 4, wherein the ring structure is a fluorene structure, a triazine structure, an aliphatic carbocyclic structure having 5 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. 一対の基板の少なくとも一方の基板の表面側に層間絶縁膜を形成する工程、
上記層間絶縁膜の表面側及び他方の基板の表面側に液晶配向膜を形成する工程、
上記液晶配向膜が形成された面同士を対向配置した状態での上記基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び
上記基板間に充填された重合性液晶組成物に対する光照射により液晶層を形成する工程
を備え、
上記層間絶縁膜を2以上の重合性基及び環構造を有する重合性化合物と感放射線性化合物とを含む感放射線性樹脂組成物から形成し、
上記環構造が、脂肪族炭素環構造、複素環構造、縮合炭素環構造又はこれらの組み合わせである液晶表示素子の製造方法。
Forming an interlayer insulating film on the surface side of at least one of the pair of substrates;
Forming a liquid crystal alignment film on the surface side of the interlayer insulating film and the surface side of the other substrate;
A step of filling a polymerizable liquid crystal composition between the substrates in a state in which the surfaces on which the liquid crystal alignment film is formed are opposed to each other; and a liquid crystal layer by light irradiation on the polymerizable liquid crystal composition filled between the substrates Comprising the step of forming
Forming the interlayer insulating film from a radiation sensitive resin composition comprising a polymerizable compound having two or more polymerizable groups and a ring structure and a radiation sensitive compound;
A method for producing a liquid crystal display device, wherein the ring structure is an aliphatic carbocyclic structure, a heterocyclic structure, a condensed carbocyclic structure, or a combination thereof.
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