JP2020184010A - Radiation-sensitive composition, insulation film for display device, display device, method of forming insulation film for display device, and silsesquioxane - Google Patents

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Abstract

To provide a radiation-sensitive composition that gives a cured film that has sufficient lithography performance and has sufficient etching chemical solution resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature (for example, 120°C or lower), an insulation film for a display device and a display device obtained by using the radiation-sensitive composition, a method of forming an insulation film for a display device using the radiation-sensitive composition, and silsesquioxane suitable as a component of the radiation-sensitive composition.SOLUTION: A radiation-sensitive composition contains silsesquioxane having a first structural unit represented by formula (1) and a second structural unit represented by formula (2), a radiation-sensitive radical polymerization initiator, and an organic solvent. In formula (1), X is a monovalent organic group having an unsaturated double bond.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、感放射線性組成物、表示装置用絶縁膜、表示装置、表示装置用絶縁膜の形成方法、及びシルセスキオキサンに関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive composition, an insulating film for a display device, a display device, a method for forming an insulating film for a display device, and silsesquioxane.

近年開発が進められている発光素子の一つとして、陽極層、有機発光層及び陰極層を含む積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子が知られている。有機EL素子を有する表示装置として、装置前面にタッチパネルが設けられたタッチパネル付き有機EL装置が知られている(特許文献1参照)。 As one of the light emitting devices being developed in recent years, an organic electroluminescence (EL) device having a laminated structure including an anode layer, an organic light emitting layer and a cathode layer is known. As a display device having an organic EL element, an organic EL device with a touch panel provided with a touch panel on the front surface of the device is known (see Patent Document 1).

タッチパネル付き有機EL装置は、例えば、タッチパネルを、粘着層又は接着層を介して、有機EL素子が形成された基板に貼り合わせて製造されている。タッチパネルは、通常、タッチパネル用支持基板上に、センサ電極等のタッチパネル部材を設けることにより製造される。 An organic EL device with a touch panel is manufactured by, for example, attaching a touch panel to a substrate on which an organic EL element is formed via an adhesive layer or an adhesive layer. A touch panel is usually manufactured by providing a touch panel member such as a sensor electrode on a support substrate for a touch panel.

特開2015−161806号公報JP-A-2015-161806

上述のように、タッチパネルを、粘着層又は接着層を介して、有機EL素子が形成された基板に貼り合わせる場合、タッチパネル付き有機EL装置全体の厚さが大きくなる。厚さの大きい装置の場合、屈曲させたときに破損又は機能低下が生じやすくなる。また、各種表示装置においては、薄型化自体が望まれている。そこで、有機EL素子が形成された基板上に、直接、リソグラフィ、エッチング等の手法によりタッチパネルを設けることで、タッチパネル付き有機EL装置等の表示装置全体の厚さを小さくすることができると考えられる。しかし、多官能(メタ)アクリレート等を硬化性成分として含む材料を用いた従来の手法では、タッチパネルを形成するための絶縁膜の硬化には100℃超、好ましくは120℃超の温度での加熱が必要である。有機EL素子が形成された基板上に絶縁層を形成する場合、100℃超、特に120℃超の加熱に伴って有機発光層の劣化を招くという不都合がある。一方、絶縁膜を従来の材料を用いて120℃以下、特に100℃以下の加熱で形成した場合には、得られた絶縁膜が、配線形成のためのエッチング薬液や酸素アッシングに耐えられず、タッチパネル構造を作製することが困難となる傾向がある。タッチパネル付き有機EL装置用の絶縁膜に限らず、その他の表示装置用絶縁膜等各種用途において、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる感放射線性組成物の開発が望まれている。 As described above, when the touch panel is attached to the substrate on which the organic EL element is formed via the adhesive layer or the adhesive layer, the thickness of the entire organic EL device with the touch panel becomes large. In the case of a device having a large thickness, damage or functional deterioration is likely to occur when the device is bent. Further, in various display devices, thinning itself is desired. Therefore, it is considered that the thickness of the entire display device such as the organic EL device with a touch panel can be reduced by providing the touch panel directly on the substrate on which the organic EL element is formed by a method such as lithography or etching. .. However, in the conventional method using a material containing a polyfunctional (meth) acrylate or the like as a curable component, the insulating film for forming the touch panel is cured by heating at a temperature of more than 100 ° C, preferably more than 120 ° C. is required. When the insulating layer is formed on the substrate on which the organic EL element is formed, there is a disadvantage that the organic light emitting layer is deteriorated by heating above 100 ° C., particularly above 120 ° C. On the other hand, when the insulating film is formed by heating at 120 ° C. or lower, particularly 100 ° C. or lower using a conventional material, the obtained insulating film cannot withstand the etching chemical solution for wiring formation and oxygen ashing. It tends to be difficult to fabricate a touch panel structure. Not only in the insulating film for organic EL devices with a touch panel, but also in various applications such as insulating films for other display devices, a cured film having sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance can be obtained even by heating at a relatively low temperature. The development of a radiation-sensitive composition is desired.

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、十分なリソグラフィ性能を有し、比較的低温(例えば120℃以下)の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる感放射線性組成物、上記感放射線性組成物を用いて得られる表示装置用絶縁膜及び表示装置、上記感放射線性組成物を用いた表示装置用絶縁膜の形成方法、並びに上記感放射線性組成物の成分として好適なシルセスキオキサンを提供することを課題とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, has sufficient lithography performance, and has sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance even when heated at a relatively low temperature (for example, 120 ° C. or lower). A radiation-sensitive composition capable of obtaining a cured film, an insulating film for a display device and a display device obtained by using the radiation-sensitive composition, and a method for forming an insulating film for a display device using the radiation-sensitive composition. In addition, it is an object of the present invention to provide silsesquioxane suitable as a component of the radiation-sensitive composition.

上記課題を解決するためになされた発明は、下記式(1)で表される第1の構造単位と下記式(2)で表される第2の構造単位とを有するシルセスキオキサン、感放射線性ラジカル重合開始剤、及び有機溶媒を含む感放射線性組成物である。

Figure 2020184010
(式(1)中、Xは、不飽和二重結合を有する1価の有機基である。
式(2)中、Yは、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、フェノール性水酸基又はこれらの組み合わせを有する1価の有機基である。) The invention made to solve the above problems is a silsesquioxane having a first structural unit represented by the following formula (1) and a second structural unit represented by the following formula (2). A radiation-sensitive composition containing a radioactive radical polymerization initiator and an organic solvent.
Figure 2020184010
(In formula (1), X is a monovalent organic group having an unsaturated double bond.
In the formula (2), Y is a monovalent organic group having a carboxy group, a carboxylic acid anhydride group, a phenolic hydroxyl group 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、当該感放射線性組成物から形成されている表示装置用絶縁膜である。 Another invention made to solve the above problems is an insulating film for a display device formed from the radiation-sensitive composition.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、当該表示装置用絶縁膜を有する表示装置である。 Yet another invention made to solve the above problems is a display device having an insulating film for the display device.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、基板上に直接又は間接に塗膜を形成する工程、上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、上記塗膜を現像する工程、及び上記塗膜を加熱する工程をこの順に備え、上記塗膜を当該感放射線性組成物により形成する表示装置用絶縁膜の形成方法である。 Yet another invention made to solve the above problems is a step of directly or indirectly forming a coating film on a substrate, a step of irradiating at least a part of the coating film with radiation, and a step of developing the coating film. This is a method for forming an insulating film for a display device, which comprises a step of heating the coating film in this order and forms the coating film with the radiation-sensitive composition.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、下記式(1a)で表される第1の構造単位と下記式(2a)で表される第2の構造単位とを有するシルセスキオキサンである。

Figure 2020184010
(式(1a)及び式(2a)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。Rは、それぞれ独立して、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。Rは、2価の有機基である。) Yet another invention made to solve the above problems is a silsesquioki having a first structural unit represented by the following formula (1a) and a second structural unit represented by the following formula (2a). Sun.
Figure 2020184010
(In the formulas (1a) and (2a), R 1 is an independent hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms, respectively. R 3 is a divalent organic group.)

本発明によれば、十分なリソグラフィ性能を有し、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる感放射線性組成物、上記感放射線性組成物を用いて得られる表示装置用絶縁膜及び表示装置、上記感放射線性組成物を用いた表示装置用絶縁膜の形成方法、並びに上記感放射線性組成物の成分として好適なシルセスキオキサンを提供することができる。 According to the present invention, the above-mentioned radiation-sensitive composition, which has sufficient lithography performance and can obtain a cured film having sufficient etching chemical solution resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature. An insulating film for a display device and a display device obtained by using an object, a method for forming an insulating film for a display device using the radiation-sensitive composition, and silsesquioxane suitable as a component of the radiation-sensitive composition. Can be provided.

図1は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き有機EL装置を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL device with a touch panel according to an embodiment of the present invention.

<感放射線性組成物>
本発明の一実施形態に係る感放射線性組成物は、(A)シルセスキオキサン、(B)感放射線性ラジカル重合開始剤、及び(C)有機溶媒を含む。当該感放射線性組成物は、(D)重合性化合物及び(E)アルカリ可溶性樹脂の一方又は双方をさらに含むことが好ましい。以下、各成分等について詳説する。
<Radiation-sensitive composition>
The radiation-sensitive composition according to one embodiment of the present invention contains (A) silsesquioxane, (B) a radiation-sensitive radical polymerization initiator, and (C) an organic solvent. The radiation-sensitive composition preferably further contains one or both of (D) a polymerizable compound and (E) an alkali-soluble resin. Hereinafter, each component and the like will be described in detail.

((A)シルセスキオキサン)
(A)シルセスキオキサンは、下記式(1)で表される第1の構造単位(以下、「構造単位(1)」とも称する。)と下記式(2)で表される第2の構造単位(以下、「構造単位(2)」とも称する。)とを有する。当該感放射線性組成物は、不飽和二重結合を有する構造単位(1)と、特定の酸性基を有する構造単位(2)とを有する(A)シルセスキオキサンを含むため、十分なリソグラフィ性能を有し、120℃以下、あるいは100℃以下といった比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる。また、従来、シロキサン系材料は、例えば2μm以上の厚い膜を形成した場合、クラックが生じやすくなる。これに対し、(A)シルセスキオキサンを用いた当該感放射線性組成物によれば、厚膜の硬化膜を形成した場合も、クラックの発生が低減される。
((A) Silsesquioxane)
(A) silsesquioxane has a first structural unit represented by the following formula (1) (hereinafter, also referred to as “structural unit (1)”) and a second structural unit represented by the following formula (2). It has a structural unit (hereinafter, also referred to as “structural unit (2)”). Sufficient lithography because the radiation-sensitive composition contains (A) silsesquioxane having a structural unit (1) having an unsaturated double bond and a structural unit (2) having a specific acidic group. A cured film having high performance and having sufficient etching chemical solution resistance and oxygen ashing resistance can be obtained even by heating at a relatively low temperature such as 120 ° C. or lower or 100 ° C. or lower. Further, conventionally, when a siloxane-based material forms a thick film of, for example, 2 μm or more, cracks are likely to occur. On the other hand, according to the radiation-sensitive composition using (A) silsesquioxane, the occurrence of cracks is reduced even when a thick cured film is formed.

なお、シルセスキオキサンとは、通常、3官能性シランが加水分解縮合されることで得られる、−(RSiO1.5)−(Rは、1価の有機基)で表される構造単位を有する重合体である。(A)シルセスキオキサンは、かご型構造、はしご型構造、ランダム構造等、いずれの構造を有するものであってもよいが、後述するように、かご型構造又ははしご型構造を有することが好ましい。(A)シルセスキオキサンは、1種又は2種以上を用いることができる。 In addition, silsesquioxane is a structural unit usually obtained by hydrolyzing and condensing a trifunctional silane, which is represented by-(RSiO 1.5 )-(R is a monovalent organic group). It is a polymer having. (A) Silsesquioxane may have any structure such as a cage-type structure, a ladder-type structure, and a random structure, but as will be described later, it may have a cage-type structure or a ladder-type structure. preferable. As the (A) silsesquioxane, one kind or two or more kinds can be used.

(構造単位(1))

Figure 2020184010
(Structural unit (1))
Figure 2020184010

式(1)中、Xは、不飽和二重結合を有する1価の有機基である。なお、有機基とは、炭素原子を含む基をいう。 In formula (1), X is a monovalent organic group having an unsaturated double bond. The organic group means a group containing a carbon atom.

上記Xで表される基としては、炭素−炭素二重結合を有する基が好ましく、ビニル基又は(メタ)アクリロイル基を有する基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイル基を有する基であることがさらに好ましく、アクリロイル基を有する基であることがよりさらに好ましい。Xの炭素数の下限としては、2であってよいが、4が好ましく、6がより好ましい。また、この炭素数の上限としては、20が好ましく、10がより好ましい。 As the group represented by X, a group having a carbon-carbon double bond is preferable, a group having a vinyl group or a (meth) acryloyl group is more preferable, and a group having a (meth) acryloyl group is preferable. It is even more preferable that the group has an acryloyl group. The lower limit of the number of carbon atoms of X may be 2, but 4 is preferable, and 6 is more preferable. Further, as the upper limit of the number of carbon atoms, 20 is preferable, and 10 is more preferable.

上記Xは、(メタ)アクリロイルオキシ基(CH=CRCOO−:Rは、水素原子又はメチル基)と、この(メタ)アクリロイルオキシ基に結合する2価の炭化水素基とからなる基が好ましい。具体的には、上記Xは、下記式(3)で表される基がより好ましい。 The above X is composed of a (meth) acryloyloxy group (CH 2 = CR 1 COO−: R 1 is a hydrogen atom or a methyl group) and a divalent hydrocarbon group bonded to this (meth) acryloyloxy group. Groups are preferred. Specifically, the X is more preferably a group represented by the following formula (3).

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(3)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Rは、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。*は、結合部位を示す。 In formula (3), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 is an alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms. * Indicates the binding site.

上記式(3)中のRとしては、水素原子が好ましい。上記式(3)中のRとしては、−(CH−(nは、2〜10の整数である。)で表される基が好ましい。上記式(3)中のRの炭素数及び上記nの下限としては、3が好ましい。上記式(3)中のRの炭素数及び上記nの上限としては、8が好ましく、6がより好ましく、4がより好ましい。 A hydrogen atom is preferable as R 1 in the above formula (3). As R 2 in the above formula (3), a group represented by − (CH 2 ) n − (n is an integer of 2 to 10) is preferable. As the carbon number of R 2 in the above formula (3) and the lower limit of the above n, 3 is preferable. As the number of carbon atoms of R 2 in the above formula (3) and the upper limit of the above n, 8 is preferable, 6 is more preferable, and 4 is more preferable.

(構造単位(2))

Figure 2020184010
(Structural unit (2))
Figure 2020184010

式(2)中、Yは、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、フェノール性水酸基又はこれらの組み合わせを有する1価の有機基である。 In the formula (2), Y is a monovalent organic group having a carboxy group, a carboxylic acid anhydride group, a phenolic hydroxyl group or a combination thereof.

上記Yで表される基としては、カルボキシ基又はフェノール性水酸基を有する基が好ましく、カルボキシ基を有する基がより好ましい。Yの炭素数の下限としては、2であってよいが、4が好ましく、8がより好ましい。また、この炭素数の上限としては、30が好ましく、20がより好ましい。 As the group represented by Y, a carboxy group or a group having a phenolic hydroxyl group is preferable, and a group having a carboxy group is more preferable. The lower limit of the number of carbon atoms in Y may be 2, but 4 is preferable, and 8 is more preferable. Further, as the upper limit of the number of carbon atoms, 30 is preferable, and 20 is more preferable.

上記Yとしては、下記式(4a)、式(4b)又は式(4c)で表される基が好ましい。これらの中でも、式(4a)又は式(4b)で表される基が好ましく、式(4a)で表される基がより好ましい。 As the Y, a group represented by the following formula (4a), formula (4b) or formula (4c) is preferable. Among these, the group represented by the formula (4a) or the formula (4b) is preferable, and the group represented by the formula (4a) is more preferable.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(4a)〜(4c)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。Rは、それぞれ独立して、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。Rは、2価の有機基である。Rは、単結合又は2価の有機基である。Zは、それぞれ独立して、硫黄原子又は−NR−である。Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。jは、1〜12の整数である。*は、結合部位を示す。 In formulas (4a) to (4c), R 1 is independently a hydrogen atom or a methyl group. Each of R 2 is an alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms independently. R 3 is a divalent organic group. R 4 is a single bond or divalent organic group. Z is independently a sulfur atom or −NR x −. R x is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. j is an integer of 1-12. * Indicates the binding site.

上記式(4a)及び(4b)中のRとしては、水素原子が好ましい。上記式(4a)及び(4b)中のRとしては、−(CH−(nは、2〜10の整数である。)で表される基が好ましい。上記式(4a)及び(4b)中のRの炭素数並びに上記nの下限としては、3が好ましい。上記式(4a)及び(4b)中のRの炭素数並びに上記nの上限としては、8が好ましく、6がより好ましく、4がより好ましい。 A hydrogen atom is preferable as R 1 in the above formulas (4a) and (4b). As R 2 in the above formulas (4a) and (4b), a group represented by − (CH 2 ) n − (n is an integer of 2 to 10) is preferable. As the carbon number of R 2 in the formulas (4a) and (4b) and the lower limit of n, 3 is preferable. As the carbon number of R 2 in the formulas (4a) and (4b) and the upper limit of n, 8 is preferable, 6 is more preferable, and 4 is more preferable.

上記R及びRで表される2価の有機基としては、例えば2価の炭化水素基、2価の炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基(h)、上記炭化水素基及び基(h)が有する水素原子の一部又は全部を1価のヘテロ原子含有基で置換した基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by R 3 and R 4 include a divalent hetero atom contained in the carbon-carbon relationship of the divalent hydrocarbon group or the divalent hydrocarbon group or at the terminal on the bond side. Examples thereof include a group containing a group (h), a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned hydrocarbon group and group (h) are replaced with a monovalent heteroatom-containing group, and the like.

2価の炭化水素基としては、2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the divalent hydrocarbon group include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, and a divalent aromatic hydrocarbon group.

2価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メタンジイル基、エタンジイル基、n−プロパンジイル基、i−プロパンジイル基、n−ブタンジイル基、i−ブタンジイル基、sec−ブタンジイル基等のアルカンジイル基;
エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等のアルケンジイル基;
エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基等のアルキンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent chain hydrocarbon group include an alkandyl group such as a methanediyl group, an ethanediyl group, an n-propanediyl group, an i-propanediyl group, an n-butanjiyl group, an i-butandyl group and a sec-butandyl group;
Arkendiyl groups such as ethendyl groups, propendyl groups, butendyl groups;
Examples thereof include an alkyndiyl group such as an ethyndiyl group, a propindiyl group and a butindiyl group.

2価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の単環のシクロアルカンジイル基;
シクロプロペンジイル基、シクロブテンジイル基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等の単環のシクロアルケンジイル基;
ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基、テトラシクロドデカンジイル基等の多環のシクロアルカンジイル基;
ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基、テトラシクロドデセンジイル基等の多環のシクロアルケンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include a monocyclic cycloalkandyl group such as a cyclopropanediyl group, a cyclobutandyl group, a cyclopentanediyl group, and a cyclohexanediyl group;
Monocyclic cycloalkenediyl groups such as cyclopropenediyl group, cyclobutendyl group, cyclopentendyl group, cyclohexenediyl group;
Polycyclic cycloalkanediyl group such as norbornanediyl group, adamantandiyl group, tricyclodecanediyl group, tetracyclododecanediyl group;
Examples thereof include a polycyclic cycloalkenediyl group such as a norbornene diyl group, a tricyclodecenediyl group, and a tetracyclododecenediyl group.

2価の芳香族炭化水素基としては、例えば
ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、ナフタレンジイル基等のアレーンジイル基;
ベンゼンジイルメタンジイル基、ナフタレンジイルメタンジイル基等のアレーンジイルアルカンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include an arenediyl group such as a benzenediyl group, a toluenediyl group, and a naphthalenediyl group;
Examples thereof include arenediylalkandyl groups such as benzenediylmethanediyl group and naphthalenediylmethanediyl group.

2価のヘテロ原子含有基としては、例えば−O−、−CO−、−CO−O−、−S−、−CS−、−SO−、−NR’−、これらのうちの2つ以上を組み合わせた基等が挙げられる。R’は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。 Examples of the divalent hetero atom-containing group, for example -O -, - CO -, - CO-O -, - S -, - CS -, - SO 2 -, - NR'-, 2 or more of these Examples include a group that combines the above. R'is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

1価のヘテロ原子含有基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、スルファニル基(−SH)等が挙げられる。 Examples of the monovalent heteroatom-containing group include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, amino group and sulfanyl group (-SH).

上記R及びRで表される2価の有機基の炭素数としては特に限定されず、下限としては1であってよい。一方、これらの炭素数の上限としては、例えば20であってよく、10であってもよい。 The number of carbon atoms of the divalent organic group represented by R 3 and R 4 is not particularly limited, and the lower limit may be 1. On the other hand, the upper limit of the number of carbon atoms may be, for example, 20 or 10.

上記Rとしては、−(CHm1−(m1は、1〜6の整数である。)で表される基が好ましい。上記m1の上限は4が好ましく、2がより好ましい。上記Rは、上記−(CHm1−で表される基が有する水素原子の1つがカルボキシ基で置換された基であることも好ましい。 As the R 3, - (CH 2) m1 - (. M1 is an integer from 1 to 6) the group represented by the formula. The upper limit of m1 is preferably 4 and more preferably 2. It is also preferable that R 3 is a group in which one of the hydrogen atoms of the group represented by − (CH 2 ) m1 − is substituted with a carboxy group.

上記Rとしては、−(CHm2−(m2は、1〜6の整数である。)で表される基及び単結合が好ましく、単結合がより好ましい。 Examples of the R 4, - (CH 2) m2 - (. M2 is an integer from 1 to 6) group and a single bond are preferred are represented by a single bond is more preferable.

上記Zとしては、硫黄原子(S)が好ましい。 As the Z, a sulfur atom (S) is preferable.

上記式(4c)中のjの下限としては2が好ましく、3がより好ましい。一方、jの上限としては、8が好ましく、4がより好ましい。 The lower limit of j in the above formula (4c) is preferably 2 and more preferably 3. On the other hand, as the upper limit of j, 8 is preferable, and 4 is more preferable.

(A)シルセスキオキサンにおける構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量に占める構造単位(1)の含有量の下限としては、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましく、60モル%がよりさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましい。構造単位(1)の含有量を上記下限以上とすることで、低温での加熱における硬化性をより高めることができる。一方、構造単位(2)の含有量を上記上限以下とすることで、十分な量の構造単位(2)を存在させることができ、リソグラフィ性能を高めることができる。すなわち、(A)シルセスキオキサンにおける構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量に占める構造単位(1)の含有量を上記下限以上かつ上記上限以下とすることで、十分なリソグラフィ性能と、100℃以下の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができるという本発明の効果をより高めることができる。 (A) The lower limit of the content of the structural unit (1) in the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2) in silsesquioxane is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%. , 40 mol% is even more preferred, and 60 mol% is even more preferred. On the other hand, as the upper limit of this content, 90 mol% is preferable, and 80 mol% is more preferable. By setting the content of the structural unit (1) to the above lower limit or more, the curability in heating at a low temperature can be further enhanced. On the other hand, by setting the content of the structural unit (2) to be equal to or less than the above upper limit, a sufficient amount of the structural unit (2) can be present and the lithography performance can be improved. That is, it is sufficient to set the content of the structural unit (1) in the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2) in (A) silsesquioxane to be equal to or greater than the above lower limit and equal to or less than the above upper limit. It is possible to further enhance the effect of the present invention that a cured film having sufficient etching chemical solution resistance and oxygen ashing resistance can be obtained by lithography performance and heating at 100 ° C. or lower.

(A)シルセスキオキサンは、構造単位(1)及び構造単位(2)以外の他の構造単位を有していてもよい。他の構造単位としては、シラノール基(−SiOH)を有する構造単位や、−(RaSiO1.5)−(Raは、1価の炭化水素基)で表される構造単位などが挙げられる。但し、(A)シルセスキオキサンにおける構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量に対するシラノール基の含有量が、モル比で0.3未満であることが好ましく、0.25未満であることがより好ましい。上記モル比が小さい場合、縮合度が高く、かご型構造又ははしご型構造を有する傾向が強くなる。上記モル比が0.3未満である場合、シラノール基が少ないため、保存安定性に優れ、厚い膜を形成する場合も、より十分なリソグラフィ性能を有し、より十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる。なお、上記モル比の下限としては特に限定されず、0であってよいが、0.01であってもよく、0.05であってもよい。 (A) Silsesquioxane may have a structural unit other than the structural unit (1) and the structural unit (2). Examples of other structural units include structural units having a silanol group (-SiOH), structural units represented by-(RaSiO 1.5 )-(Ra is a monovalent hydrocarbon group), and the like. However, the content of the silanol group with respect to the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2) in (A) silsesquioxane is preferably less than 0.3 in terms of molar ratio, and less than 0.25. Is more preferable. When the molar ratio is small, the degree of condensation is high and the tendency to have a cage-type structure or a ladder-type structure becomes strong. When the molar ratio is less than 0.3, the number of silanol groups is small, so that the storage stability is excellent, and even when forming a thick film, it has more sufficient lithography performance, more sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing. A hardened film having resistance can be obtained. The lower limit of the molar ratio is not particularly limited and may be 0, but may be 0.01 or 0.05.

同様の理由から、(A)シルセスキオキサンが有する−(RSiO1.5)−(Rは、1価の有機基)で表される全構造単位の含有量に対するシラノール基の含有量が、モル比で0.3未満であることが好ましく、0.25未満であることがより好ましい。上記モル比の下限としては特に限定されず、0であってよいが、0.01であってもよく、0.05であってもよい。 For the same reason, the content of silanol groups relative to the content of all structural units represented by (A) silsesquioxane- (RSiO 1.5 )-(R is a monovalent organic group) The molar ratio is preferably less than 0.3, more preferably less than 0.25. The lower limit of the molar ratio is not particularly limited and may be 0, but may be 0.01 or 0.05.

(A)シルセスキオキサンが有する全構造単位に占める構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量αは、モル比で60モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましい。また、(A)シルセスキオキサンが有する−(RSiO1.5)−(Rは、1価の有機基)で表される全構造単位に占める構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量βは、モル比で80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましい。構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量を高めることで、本発明の効果をより高めることができる。上記合計含有量α及び合計含有量βの上限としては特に限定されず、それぞれ100モル%であってよいが、99モル%であってもよく、90モル%であってもよい。 The total content α of the structural unit (1) and the structural unit (2) in the total structural unit of (A) silsesquioxane is preferably 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more in terms of molar ratio. Further, (A) of the structural unit (1) and the structural unit (2) in the total structural unit represented by- (RSiO 1.5 )-(R is a monovalent organic group) possessed by silsesquioxane. The total content β is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more in terms of molar ratio. By increasing the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2), the effect of the present invention can be further enhanced. The upper limits of the total content α and the total content β are not particularly limited and may be 100 mol%, respectively, but may be 99 mol% or 90 mol%.

(A)シルセスキオキサンの重量平均分子量の下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、3,000がさらに好ましく、4,000がよりさらに好ましい。一方、この重量平均分子量の上限としては、20,000が好ましく、10,000がより好ましく、6,000がさらに好ましい。 The lower limit of the weight average molecular weight of (A) silsesquioxane is preferably 1,000, more preferably 2,000, even more preferably 3,000, and even more preferably 4,000. On the other hand, the upper limit of the weight average molecular weight is preferably 20,000, more preferably 10,000, and even more preferably 6,000.

当該感放射線性組成物における全固形分に占める(A)シルセスキオキサンの含有量の下限としては、10質量%が好ましく、20質量%が好ましく、30質量%がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、80質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、60質量%がさらに好ましく、50質量%がよりさらに好ましい。なお、全固形分とは、(C)有機溶媒等の溶媒以外の全成分をいう。当該感放射線性組成物における全樹脂分に占める(A)シルセスキオキサンの含有量の下限としては、20質量%が好ましく、40質量%が好ましく、60質量%がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、100質量%であってもよいが、90質量%が好ましく、80質量%がより好ましい。なお、全樹脂分とは、(A)シルセスキオキサン、(E)アルカリ可溶性樹脂及びその他の樹脂をいう。(A)シルセスキオキサンの含有量を上記範囲とすることで、他の成分との比率が好適化されることなどにより、本発明の効果をより高めることができる。 The lower limit of the content of (A) silsesquioxane in the total solid content of the radiation-sensitive composition is preferably 10% by mass, preferably 20% by mass, and even more preferably 30% by mass. On the other hand, as the upper limit of this content, 80% by mass is preferable, 70% by mass is more preferable, 60% by mass is further preferable, and 50% by mass is more preferable. The total solid content means all components other than the solvent such as (C) organic solvent. The lower limit of the content of (A) silsesquioxane in the total resin content of the radiation-sensitive composition is preferably 20% by mass, preferably 40% by mass, and even more preferably 60% by mass. On the other hand, the upper limit of this content may be 100% by mass, but 90% by mass is preferable, and 80% by mass is more preferable. The total resin content refers to (A) silsesquioxane, (E) alkali-soluble resin and other resins. By setting the content of (A) silsesquioxane in the above range, the ratio with other components is optimized, and the effect of the present invention can be further enhanced.

(A)シルセスキオキサンは、例えば下記合成法(i)又は合成法(ii)により合成することができる。これらのうち、合成法(i)が好ましい。 (A) Silsesquioxane can be synthesized, for example, by the following synthetic method (i) or synthetic method (ii). Of these, the synthetic method (i) is preferable.

(合成法(i))
合成法(i)のスキーム(M−1)を以下に示す。
(Synthesis method (i))
The scheme (M-1) of the synthesis method (i) is shown below.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

上記スキーム(M−1)中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基である。k、m及びnは、k=m+nを満たす自然数である。X及びYは、式(1)中のX及びYと同義である。R、R及びZは、式(4a)及び式(4b)中のR、R及びZと同義である。 In the above scheme (M-1), R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. k, m and n are natural numbers satisfying k = m + n. X and Y are synonymous with X and Y in the formula (1). R 3, R 4 and Z have the same meanings as R 3, R 4 and Z in the formula (4a) and formula (4b).

式(TASX)で表されるトリアルコキシシランを出発原料とし、塩基存在下で加水分解縮合させることで、式(S)で表されるシルセスキオキサンが得られる。続いて、このシルセスキオキサンに式(SH)で表される化合物を付加反応させることで、(A)シルセスキオキサンを得ることができる。 By hydrolyzing and condensing trialkoxysilane represented by the formula (TASX) as a starting material in the presence of a base, silsesquioxane represented by the formula (S) can be obtained. Subsequently, (A) silsesquioxane can be obtained by subjecting this silsesquioxane to an addition reaction with a compound represented by the formula (SH).

式(TASX)で表されるトリアルコキシシランとしては、例えばアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシオクチルトリメトキシシラン、メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、アクリロキシオクチルトリエトキシシラン、メタクリロキシオクチルトリエトキシシラン、4−ビニルフェニルトリメトキシシラン、及び4−ビニルフェニルトリエトキシシランが好ましい。これらの中でも、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン及びメタクリロキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。 Examples of the trialkoxysilane represented by the formula (TASX) include acryloxipropyltrimethoxysilane, methacrylatetrioxypropyltrimethoxysilane, acryloxipropyltriethoxysilane, methacrylate, propyltriethoxysilane, and acryloxyoctyltrimethoxysilane. Preference is given to methacryloxyoctyltrimethoxysilane, acryloxyoctylriethoxysilane, methacryloxyoctylriethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxysilane, and 4-vinylphenyltriethoxysilane. Among these, acryloxypropyltrimethoxysilane and methaloxypropyltrimethoxysilane are more preferable.

加水分解縮合反応の際に用いられる塩基としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、イミダゾール、ジアザビシクロウンデセン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、ピペリジン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を挙げることができ、トリエチルアミンが好ましい。 Examples of the base used in the hydrolysis condensation reaction include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, imidazole, diazabicycloundecene, pyridine, morpholine, piperidine, piperidine, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. , Triethylamine is preferred.

式(SH)で表される化合物の付加反応方法としては、マイケル付加反応、エンチオール反応等を挙げることができるが、マイケル付加反応が好ましい。式(SH)で表される化合物としては、1価のチオール化合物及び1価のアミン化合物を挙げることができるが、1価のチオール化合物が好ましい。具体的には、下記式(SH−1)〜(SH−3)で表される化合物を挙げることができ、中でも下記式(SH−1)で表される化合物が好ましい。 Examples of the method for adding the compound represented by the formula (SH) include a Michael addition reaction and an enthiol reaction, but the Michael addition reaction is preferable. Examples of the compound represented by the formula (SH) include a monovalent thiol compound and a monovalent amine compound, but a monovalent thiol compound is preferable. Specific examples thereof include compounds represented by the following formulas (SH-1) to (SH-3), and among them, compounds represented by the following formulas (SH-1) are preferable.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

マイケル付加反応に用いられる塩基としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、イミダゾール、ジアザビシクロウンデセン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、ピペリジン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を挙げることができ、トリエチルアミンが好ましい。 Examples of the base used in the Michael addition reaction include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, imidazole, diazabicycloundecene, pyridine, morpholine, piperazine, piperidine, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. preferable.

合成法(i)によれば、例えば上記式(1)Xが上記式(3)で表され、上記式(2)中のYが上記式(4a)又は式(4b)で表されるシルセスキオキサンを効果的に得ることができる。具体的には下記スキームで、式(M−1−1)で表されるシルセスキオキサンを得ることができる。 According to the synthesis method (i), for example, the above formula (1) X is represented by the above formula (3), and the Y in the above formula (2) is represented by the above formula (4a) or the above formula (4b). Sesquioxane can be effectively obtained. Specifically, silsesquioxane represented by the formula (M-1-1) can be obtained by the following scheme.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

(合成法(ii))
合成法(ii)のスキーム(M−2)を以下に示す。
(Synthesis method (ii))
The scheme (M-2) of the synthesis method (ii) is shown below.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

上記スキーム(M−2)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基である。X及びYは、式(1)及び式(2)中のX及びYと同義である。m及びnは自然数である。 In the above scheme (M-2), R 8 and R 9 are independently alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. X and Y are synonymous with X and Y in equations (1) and (2). m and n are natural numbers.

式(TASX)で表されるトリアルコキシシランと式(TASY)で表されるトリアルコキシシランとを出発原料とし、塩基存在下で加水分解縮合させることで、(A)シルセスキオキサンを得ることができる。 (A) silsesquioxane is obtained by hydrolyzing and condensing the trialkoxysilane represented by the formula (TASX) and the trialkoxysilane represented by the formula (TASY) in the presence of a base as starting materials. Can be done.

式(TASX)で表されるトリアルコキシシランとしては、合成法(i)で例示したものと同様の化合物を挙げることができる。式(TASY)で表されるトリアルコキシシランとしては、下記式(TASY−1)で表される化合物を挙げることができる。 Examples of the trialkoxysilane represented by the formula (TASX) include compounds similar to those exemplified in the synthetic method (i). Examples of the trialkoxysilane represented by the formula (TASY) include compounds represented by the following formula (TASY-1).

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(TASY−1)中、jは、1〜12の整数である。R10は、メチル基又はエチル基である。jの下限としては、2が好ましく、3がより好ましい。一方、jの上限としては、8が好ましく、4がより好ましい。R10としては、メチル基が好ましい。 In the formula (TASY-1), j is an integer of 1-12. R 10 is a methyl group or an ethyl group. As the lower limit of j, 2 is preferable, and 3 is more preferable. On the other hand, as the upper limit of j, 8 is preferable, and 4 is more preferable. A methyl group is preferable as R 10 .

((B)感放射線性ラジカル重合開始剤)
(B)感放射線性ラジカル重合開始剤としては、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の露光により、(A)シルセスキオキサンのラジカル重合反応を開始し得る活性種を発生することができる化合物等が挙げられる。(B)感放射線性ラジカル重合開始剤は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
((B) Radiation-sensitive radical polymerization initiator)
The (B) radiation-sensitive radical polymerization initiator has an activity capable of initiating the radical polymerization reaction of (A) silsesquioxane by exposure to radiation such as visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, and X-rays. Examples include compounds capable of generating seeds. (B) The radiation-sensitive radical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.

(B)感放射線性ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えばO−アシルオキシム化合物、α−アミノケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物等が挙げられる。 Specific examples of the (B) radiation-sensitive radical polymerization initiator include, for example, an O-acyloxime compound, an α-aminoketone compound, an α-hydroxyketone compound, an acylphosphine oxide compound and the like.

O−アシルオキシム化合物としては、例えば1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−[9−エチル−6−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)、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)、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)]等が挙げられる。 Examples of the O-acyloxime compound include 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6-benzoyl-9. H. -Carbazole-3-yl] -octane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, 1- [9-n-butyl-6- (2-ethylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, ethaneone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranylbenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- {2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxy Benzoyl} -9. H. -Carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] and the like.

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−モルホリン−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−モルホリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジル−1−ブタノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチルスルファニル)フェニル]−2−メチル−2−(4−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) -butane-1-one and 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4). -Morpholine-4-yl-phenyl) -butane-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one, 2- (dimethylamino) -1- (4-) Examples thereof include morpholinophenyl) -2-benzyl-1-butanone, 1- [4- (2-hydroxyethylsulfanyl) phenyl] -2-methyl-2- (4-morpholino) propan-1-one.

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, and the like. Examples thereof include 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone and 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone.

アシルホスフィンオキサイド化合物としては、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキサイド等が挙げられる。 Examples of the acylphosphine oxide compound include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide and the like.

(B)感放射線性ラジカル重合開始剤としては、放射線による硬化反応をより促進させる観点から、O−アシルオキシム化合物、α−アミノケトン化合物及びアシルホスフィンオキサイド化合物が好ましく、O−アシルオキシム化合物及びα−アミノケトン化合物がより好ましく、O−アシルオキシム化合物がさらに好ましい。 (B) As the radiation-sensitive radical polymerization initiator, an O-acyloxime compound, an α-aminoketone compound and an acylphosphine oxide compound are preferable, and an O-acyloxime compound and an α- are preferable from the viewpoint of further promoting the curing reaction by radiation. Aminoketone compounds are more preferred, and O-acyloxime compounds are even more preferred.

当該感放射線性組成物における(B)感放射線性ラジカル重合開始剤の含有量の下限としては、(A)シルセスキオキサン100質量部に対して、5質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましく、20質量部がよりさらに好ましく、30質量部がよりさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、150質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、70質量部がさらに好ましく、60質量部がよりさらに好ましく、50質量部がよりさらに好ましい。(B)感放射線性ラジカル重合開始剤の含有量を上記下限以上及び上記上限以下とすることで、より十分なリソグラフィ性能及び硬化性を発揮することなどができる。 The lower limit of the content of the (B) radiation-sensitive radical polymerization initiator in the radiation-sensitive composition is preferably 5 parts by mass and more preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A) silsesquioxane. Preferably, 15 parts by mass is even more preferable, 20 parts by mass is even more preferable, and 30 parts by mass is even more preferable. On the other hand, as the upper limit of this content, 150 parts by mass is preferable, 100 parts by mass is more preferable, 70 parts by mass is further preferable, 60 parts by mass is more preferable, and 50 parts by mass is more preferable. (B) By setting the content of the radiation-sensitive radical polymerization initiator to the above lower limit or more and the above upper limit or less, more sufficient lithography performance and curability can be exhibited.

((C)有機溶媒)
(C)有機溶媒は特に限定されるものではなく、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒等が挙げられる。なお、(C)有機溶媒は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
((C) Organic solvent)
The organic solvent (C) is not particularly limited, and examples thereof include an alcohol solvent, an ether solvent, an ester solvent, and a ketone solvent. The organic solvent (C) may be used alone or in combination of two or more.

アルコール系溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール、1−ヘキサノール、1−オクタノール、1−ノナノール、1−ドデカノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール等のアルキルアルコール;
ベンジルアルコール等の芳香族アルコールなどが挙げられる。
Examples of alcohol-based solvents include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-hexanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-dodecanol, 1-methoxy- Alcohols such as 2-propanol and diacetone alcohol;
Aromatic alcohols such as benzyl alcohol can be mentioned.

エーテル系溶媒としては、例えば
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル;
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどが挙げられる。
Examples of the ether solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monoalkyl ether such as ethylene glycol monobutyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether;
Diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether;
Diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol ethyl methyl ether;
Examples thereof include dipropylene glycol monoalkyl ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether and dipropylene glycol monobutyl ether.

エステル系溶媒としては、例えば
酢酸エチル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等のカルボン酸エステル;
プロピレングリコールジアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;
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エチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒などが挙げられる。
Examples of the ester solvent include carboxylic acid esters such as ethyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, and ethyl 3-ethoxypropionate;
Polyhydric alcohol carboxylate solvent such as propylene glycol diacetate;
Examples thereof include polyhydric alcohol partially ether carboxylate-based solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate.

ケトン系溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等が挙げられる。 Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone and the like.

これらの中でも、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒が好ましく、エステル系溶媒がより好ましく、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒がさらに好ましい。また、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒の中では、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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及び3−メトキシプロピオン酸メチルが好ましい。 Among these, an ether solvent and an ester solvent are preferable, an ester solvent is more preferable, and a polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent is further preferable. Among the ether solvent and the ester solvent, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and methyl 3-methoxypropionate are preferable.

当該感放射線性組成物における(C)有機溶媒の含有量は特に限定されないが、固形分濃度が以下の範囲内となるように調製されることが好ましい。当該感放射線性組成物における固形分濃度の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。一方、この固形分濃度の上限としては、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。 The content of the organic solvent (C) in the radiation-sensitive composition is not particularly limited, but it is preferably prepared so that the solid content concentration is within the following range. The lower limit of the solid content concentration in the radiation-sensitive composition is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, and even more preferably 20% by mass. On the other hand, the upper limit of the solid content concentration is preferably 60% by mass, more preferably 50% by mass, and even more preferably 40% by mass.

((D)重合性化合物)
当該感放射線性組成物が(D)重合性化合物を含む場合、得られる硬化膜のエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性をより高めることなどができる。(D)重合性化合物は、複数の重合性基を有する化合物である。但し、(A)シルセスキオキサンは、(D)重合性化合物には含まれない。(D)重合性化合物は、単量体、すなわち非重合体であることが好ましい。
((D) Polymerizable compound)
When the radiation-sensitive composition contains the (D) polymerizable compound, the resistance to the etching chemical solution and the resistance to oxygen ashing of the obtained cured film can be further enhanced. The polymerizable compound (D) is a compound having a plurality of polymerizable groups. However, (A) silsesquioxane is not included in (D) the polymerizable compound. The polymerizable compound (D) is preferably a monomer, that is, a non-polymer.

(D)重合性化合物が有する重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、N−アルコキシメチルアミノ基、オキシラニル基(エポキシ基)、オキセタニル基、N−アルコキシメチルアミノ基が挙げられ、(メタ)アクリロイル基及びN−アルコキシメチルアミノ基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。(D)重合性化合物が有する重合性基の数の下限は2である。一方、この上限としては特に限定されず、例えば20であってよく、12が好ましく、8がより好ましい。(D)重合性化合物としては、複数の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び複数のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましく、複数の(メタ)アクリロイル基を有する化合物がより好ましい。 Examples of the polymerizable group contained in the (D) polymerizable compound include (meth) acryloyl group, vinyl group, N-alkoxymethylamino group, oxylanyl group (epoxy group), oxetanyl group and N-alkoxymethylamino group. The (meth) acryloyl group and the N-alkoxymethylamino group are preferable, and the (meth) acryloyl group is more preferable. (D) The lower limit of the number of polymerizable groups contained in the polymerizable compound is 2. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, and may be, for example, 20, preferably 12, and more preferably 8. As the (D) polymerizable compound, a compound having a plurality of (meth) acryloyl groups and a compound having a plurality of N-alkoxymethylamino groups are preferable, and a compound having a plurality of (meth) acryloyl groups is more preferable.

複数の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸との反応物〔多官能(メタ)アクリレート〕、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートとの反応物〔多官能ウレタン(メタ)アクリレート〕、水酸基を有する(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物〔カルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート〕等が挙げられる。これらの中でも、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸との反応物〔多官能(メタ)アクリレート〕が好ましい。脂肪族ポリヒドロキシ化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート、多官能イソシアネート及び酸無水物の具体例としては、特開2015−232694号公報の段落[0065]に記載された化合物が挙げられ、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレートとしては、同公報の段落[0066]に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the compound having a plurality of (meth) acryloyl groups include a reaction product of an aliphatic polyhydroxy compound and (meth) acrylic acid [polyfunctional (meth) acrylate], caprolactone-modified polyfunctional (meth) acrylate, and alkylene. Oxide-modified polyfunctional (meth) acrylate, reaction product of (meth) acrylate having a hydroxyl group and polyfunctional isocyanate [polyfunctional urethane (meth) acrylate], reaction of (meth) acrylate having a hydroxyl group and acid anhydride Examples thereof include products [polyfunctional (meth) acrylate having a carboxy group] and the like. Among these, a reaction product of an aliphatic polyhydroxy compound and (meth) acrylic acid [polyfunctional (meth) acrylate] is preferable. Specific examples of the aliphatic polyhydroxy compound, the (meth) acrylate having a hydroxyl group, the polyfunctional isocyanate and the acid anhydride include the compounds described in paragraph [0065] of JP-A-2015-232964, which are modified with caprolactone. Examples of the polyfunctional (meth) acrylate and the alkylene oxide-modified polyfunctional (meth) acrylate include the compounds described in paragraph [0066] of the same publication.

複数の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、例えば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、ペンタエリトリトールテトラ(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、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、トリ(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエタン−1,1,1−トリイルトリスメチレン、イソシアヌル酸トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)、トリメチロールプロパンポリプロピレングリコールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the compound having a plurality of (meth) acryloyl groups include, for example, trimethylpropantri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate. , Dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, succinic acid-modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, tri (meth) acrylate 2-hydroxyethane-1,1,1-triyltrismethylene, trisocyanurate (2-( Meta) acryloyloxyethyl), trimethylolpropane polypropylene glycol tri (meth) acrylate and the like.

複数のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えばメラミン構造、ベンゾグアナミン構造又はウレア構造を有する化合物が挙げられる。これらの具体例としては、特開2015−232694号公報の段落[0067]に記載された化合物が挙げられる。 Examples of the compound having a plurality of N-alkoxymethylamino groups include compounds having a melamine structure, a benzoguanamine structure or a urea structure. Specific examples of these include the compounds described in paragraph [0067] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-232964.

当該感放射線性組成物における(D)重合性化合物の含有量の下限としては、(A)シルセスキオキサン100質量部に対して、30質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、200質量部がさらに好ましく、220質量部がよりさらに好ましい。(D)重合性化合物の含有量を上記下限以上とすることで、得られる硬化膜のエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性をより高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、1,000質量部が好ましく、600質量部がより好ましく、400質量部がさらに好ましく、300質量部がよりさらに好ましく、260質量部がよりさらに好ましい。(D)重合性化合物の含有量を上記上限以下とすることで、リソグラフィ性能をより高めることなどができる。 The lower limit of the content of the (D) polymerizable compound in the radiation-sensitive composition is preferably 30 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, and 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A) silsesquioxane. Parts are even more preferable, and 220 parts by mass is even more preferable. By setting the content of the polymerizable compound (D) to the above lower limit or higher, the resistance to the etching chemical solution and the resistance to oxygen ashing of the obtained cured film can be further enhanced. On the other hand, as the upper limit of this content, 1,000 parts by mass is preferable, 600 parts by mass is more preferable, 400 parts by mass is further preferable, 300 parts by mass is more preferable, and 260 parts by mass is even more preferable. By setting the content of the (D) polymerizable compound to the above upper limit or less, the lithography performance can be further improved.

((E)アルカリ可溶性樹脂)
当該感放射線性組成物が(E)アルカリ可溶性樹脂を含む場合、アルカリ現像液による良好な現像性を発揮し、得られる硬化膜のエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性をより高めることなどができる。(E)アルカリ可溶性樹脂は、通常、カルボキシ基、フェノール性水酸基等の酸性基を有する樹脂であり、カルボキシ基を有する樹脂が好ましい。
((E) Alkali-soluble resin)
When the radiation-sensitive composition contains (E) an alkali-soluble resin, it can exhibit good developability with an alkali developing solution, and can further enhance the etching chemical resistance and oxygen ashing resistance of the obtained cured film. The alkali-soluble resin (E) is usually a resin having an acidic group such as a carboxy group or a phenolic hydroxyl group, and a resin having a carboxy group is preferable.

(E)アルカリ可溶性樹脂は、(メタ)アクリロイル基、ビニル等の不飽和二重結合を含む基を有することが好ましい。(E)アルカリ可溶性樹脂が、不飽和二重結合を含む基を有することで、現像性と硬化膜物性とをより高めることができる。このような(E)アルカリ可溶性樹脂としては、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂が好ましく、例えば、それぞれ酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、フェノールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ビフェニル型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂が挙げられる。(E)アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリロイル基とカルボキシ基とを有する、酸変性されたカルド系樹脂なども挙げられる。 The alkali-soluble resin (E) preferably has a (meth) acryloyl group, a group containing an unsaturated double bond such as vinyl, and the like. When the alkali-soluble resin (E) has a group containing an unsaturated double bond, the developability and the physical properties of the cured film can be further improved. As such an alkali-soluble resin, an acid-modified epoxy (meth) acrylate resin is preferable, and for example, an acid-modified cresol novolac type epoxy (meth) acrylate resin, a phenol novolac type epoxy (meth) acrylate resin, and the like, respectively. Examples thereof include bisphenol A type epoxy (meth) acrylate resin, bisphenol F type epoxy (meth) acrylate resin, biphenyl type epoxy (meth) acrylate resin, and trisphenol methane type epoxy (meth) acrylate resin. Examples of the (E) alkali-soluble resin include acid-modified cardo-based resins having a (meth) acryloyl group and a carboxy group.

(E)アルカリ可溶性樹脂は、下記式(5)で表される側鎖を有することが好ましく、この場合、さらに芳香環を主鎖に有することが好ましい。中でも、(E)アルカリ可溶性樹脂としては、下記式(5)で表される側鎖を有し、フェノール系ノボラック主鎖を有する樹脂がより好ましい。フェノール系ノボラックには、フェノールを用いて合成されたノボラックのみでは無く、クレゾール等のフェノール類に属する化合物を用いて合成された全てのノボラックが含まれる。下記式(5)で表される側鎖を有し、フェノール系ノボラック主鎖を有する樹脂は、酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、酸変性されたフェノールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂等の一例である。このような(E)アルカリ可溶性樹脂は、剛直な主鎖骨格と、エチレン性不飽和基及びカルボキシ基を含む側鎖とを併せ持つことで、十分なリソグラフィ性能を有し、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができるという本発明の効果をより高めることができる。その他、下記式(5)で表される側鎖を有し、芳香環を主鎖に有するアルカリ可溶性樹脂としては、所定の酸変性がなされたカルド系樹脂などを用いることができる。 The alkali-soluble resin (E) preferably has a side chain represented by the following formula (5), and in this case, further preferably has an aromatic ring in the main chain. Among them, as the alkali-soluble resin (E), a resin having a side chain represented by the following formula (5) and having a phenolic novolak main chain is more preferable. Phenolic novolaks include not only novolaks synthesized using phenols, but all novolaks synthesized using compounds belonging to phenols such as cresol. The resin having a side chain represented by the following formula (5) and having a phenol-based novolak main chain is an acid-modified cresol novolac type epoxy (meth) acrylate resin or an acid-modified phenol novolac type epoxy (meth). This is an example of an acrylate resin or the like. Such an alkali-soluble resin (E) has sufficient lithographic performance by having a rigid main chain skeleton and a side chain containing an ethylenically unsaturated group and a carboxy group, and can be heated at a relatively low temperature. The effect of the present invention that a cured film having sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance can be obtained can be further enhanced. In addition, as the alkali-soluble resin having a side chain represented by the following formula (5) and having an aromatic ring as the main chain, a cardo-based resin or the like that has undergone a predetermined acid modification can be used.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(5)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、2価の有機基である。*は、主鎖との結合部位を表す。 Wherein (5), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group. R 6 and R 7 are independently divalent organic groups. * Represents the binding site with the main chain.

上記Rとしては、水素原子が好ましい。 As the R 5, a hydrogen atom is preferable.

上記R及びRで表される2価の有機基としては、上記R等で表される2価の有機基として例示したものと同様のものを挙げることができる。上記R及びRで表される2価の有機基の炭素数としては特に限定されず、下限としては1であってよい。一方、これらの炭素数の上限としては、例えば20であってよく、10であってもよい。 Examples of the divalent organic group represented by R 6 and R 7 include those similar to those exemplified as the divalent organic group represented by R 3 and the like. The number of carbon atoms of the divalent organic group represented by R 6 and R 7 is not particularly limited, and the lower limit may be 1. On the other hand, the upper limit of the number of carbon atoms may be, for example, 20 or 10.

上記Rとしては、2価の炭化水素基が好ましく、2価の鎖状炭化水素基及び2価の脂環式炭化水素基がより好ましい。上記Rとしては、−CH−O−*等、2価の炭化水素基の主鎖側末端に酸素原子(−O−)が結合した基が好ましい。 As the R 6, preferably a divalent hydrocarbon group, a divalent chain hydrocarbon group and a divalent alicyclic hydrocarbon group is more preferable. As the R 7, -CH 2 -O- *, etc., divalent group the main chain side end an oxygen atom (-O-) is bonded hydrocarbon radicals are preferred.

酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、下記式(6)で表される重合体を挙げることができる。酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂は、例えばクレゾールノボラック型エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させて得られたエポキシ(メタ)アクリレート樹脂に、無水フタル酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物等の酸無水物を反応させることで得られる。 Examples of the acid-modified cresol novolac type epoxy (meth) acrylate resin include a polymer represented by the following formula (6). The acid-modified cresol novolac type epoxy (meth) acrylate resin is prepared by, for example, phthalic anhydride, 1, 2,, with an epoxy (meth) acrylate resin obtained by reacting a cresol novolac type epoxy resin with (meth) acrylic acid. It is obtained by reacting an acid anhydride such as 3,6-tetrahydrophthalic anhydride.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(6)中、p及びqは、それぞれ独立して、1〜30の整数である。 In formula (6), p and q are each independently an integer of 1 to 30.

上記式(5)で表される側鎖を有し、芳香環を主鎖に有するアルカリ可溶性樹脂のうち、フェノール系ノボラック主鎖を有する樹脂の市販品としては、酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂である「CCR−1358H」、「CCR―1316H」(日本化薬社製)等を挙げることができる。その他、上記式(5)で表される側鎖を有し、芳香環を主鎖に有するアルカリ可溶性樹脂の市販品としては、酸変性されたカルド系樹脂である「WR−301」(ADEKA社)等を挙げることができる。 Among the alkali-soluble resins having a side chain represented by the above formula (5) and having an aromatic ring as the main chain, the commercially available resin having a phenolic novolak main chain is an acid-modified cresol novolac type epoxy. Examples thereof include "CCR-1358H" and "CCR-1316H" (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), which are (meth) acrylate resins. In addition, as a commercially available alkali-soluble resin having a side chain represented by the above formula (5) and having an aromatic ring as a main chain, an acid-modified cardo-based resin "WR-301" (ADEKA Corporation). ) Etc. can be mentioned.

(E)アルカリ可溶性樹脂の酸価の下限としては、例えば10mgKOH/gであり、20mgKOH/gが好ましく、40mgKOH/gがより好ましい。一方、この酸価の上限としては、例えば300mgKOH/gであり、270mgKOH/gが好ましく、250mgKOH/gがより好ましい。酸価とは、アルカリ可溶性樹脂の固形分1gを中和するのに必要なKOHのmg数を表す。 The lower limit of the acid value of the alkali-soluble resin (E) is, for example, 10 mgKOH / g, preferably 20 mgKOH / g, and more preferably 40 mgKOH / g. On the other hand, the upper limit of this acid value is, for example, 300 mgKOH / g, preferably 270 mgKOH / g, and more preferably 250 mgKOH / g. The acid value represents the number of mg of KOH required to neutralize 1 g of the solid content of the alkali-soluble resin.

(E)アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)の下限としては、例えば1,000であり、3,000が好ましい。一方、この上限としては、例えば100,000であり、50,000が好ましい。 The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin (E) is, for example, 1,000, preferably 3,000. On the other hand, the upper limit is, for example, 100,000, preferably 50,000.

当該感放射線性組成物における(E)アルカリ可溶性樹脂の含有量の下限としては、(A)シルセスキオキサン100質量部に対して、10質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、25質量部がさらに好ましく、30質量部がよりさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、150質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、70質量部がさらに好ましく、50質量部がよりさらに好ましい。(E)アルカリ可溶性樹脂の含有量を上記下限以上及び上記上限以下とすることで、より十分なリソグラフィ性能及び硬化性を発揮することなどができる。 The lower limit of the content of the (E) alkali-soluble resin in the radiation-sensitive composition is preferably 10 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A) silsesquioxane. Parts are even more preferable, and 30 parts by mass is even more preferable. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 150 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, further preferably 70 parts by mass, and even more preferably 50 parts by mass. By setting the content of the alkali-soluble resin (E) to the above lower limit or more and the above upper limit or less, more sufficient lithography performance and curability can be exhibited.

(その他の成分)
当該感放射線性組成物は、上述した(A)シルセスキオキサン、(B)感放射線性ラジカル重合開始剤、(C)有機溶媒、(D)重合性化合物及び(E)アルカリ可溶性樹脂以外の他の成分をさらに含有することができる。このような他の成分としては、硬化剤、硬化促進剤、密着助剤、酸化防止剤、界面活性剤等を挙げることができる。但し、当該感放射線性組成物に占める(A)シルセスキオキサン、(B)感放射線性ラジカル重合開始剤、(C)有機溶媒、(D)重合性化合物及び(E)アルカリ可溶性樹脂以外の他の成分の含有割合としては、10質量%以下が好ましいことがあり、1質量%以下がより好ましいこともある。
(Other ingredients)
The radiation-sensitive composition is other than the above-mentioned (A) silsesquioxane, (B) radiation-sensitive radical polymerization initiator, (C) organic solvent, (D) polymerizable compound, and (E) alkali-soluble resin. Other components can be further contained. Examples of such other components include a curing agent, a curing accelerator, an adhesion aid, an antioxidant, a surfactant and the like. However, other than (A) silsesquioxane, (B) radiation-sensitive radical polymerization initiator, (C) organic solvent, (D) polymerizable compound and (E) alkali-soluble resin in the radiation-sensitive composition. The content ratio of the other components may be preferably 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.

(硬化温度)
当該感放射線性組成物は、上述のように、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる。当該感放射線性組成物は、例えば60℃以上120℃以下の温度範囲の加熱により硬化可能な組成物であることが好ましく、60℃以上100℃以下の温度範囲の加熱により硬化可能な組成物であることがより好ましい。
(Curing temperature)
As described above, the radiation-sensitive composition can obtain a cured film having sufficient etching chemical solution resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature. The radiation-sensitive composition is preferably a composition that can be cured by heating in a temperature range of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and is a composition that can be cured by heating in a temperature range of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. It is more preferable to have.

(感放射線性組成物の調製方法)
当該感放射線性組成物は、各成分を所定の割合で混合し、(C)有機溶媒に溶解させることにより調製できる。調製した組成物は、例えば孔径0.2μm程度のフィルタ等でろ過することが好ましい。
(Method for preparing radiation-sensitive composition)
The radiation-sensitive composition can be prepared by mixing each component in a predetermined ratio and dissolving it in (C) an organic solvent. The prepared composition is preferably filtered with, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm.

<表示装置用絶縁膜>
本発明の一実施形態に係る表示装置用絶縁膜は、当該感放射線性組成物から形成されている硬化膜である。当該表示装置用絶縁膜は、パターニングされた膜であってよい。当該表示装置用絶縁膜は、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができる感放射線性組成物から形成されているため、歩留まりが高く、耐久性等にも優れる。
<Insulating film for display devices>
The insulating film for a display device according to an embodiment of the present invention is a cured film formed from the radiation-sensitive composition. The insulating film for the display device may be a patterned film. Since the insulating film for the display device is formed of a radiation-sensitive composition capable of obtaining a cured film having sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature, the yield is high and durability is high. It is also excellent in sex.

当該表示装置用絶縁膜は、層間絶縁膜として好適であり、その他、平坦化膜、スペーサー、保護膜等に用いられてもよい。当該表示装置用絶縁膜は、液晶表示素子を備える表示装置(液晶表示装置)、有機EL素子を備える表示装置(有機EL装置)、電子ペーパー等の表示装置に用いることができる。また、後述するように、当該表示装置用絶縁膜は、タッチパネル付き有機EL装置等、タッチパネル付き表示装置におけるタッチパネルの層間絶縁膜として好適である。 The insulating film for a display device is suitable as an interlayer insulating film, and may also be used as a flattening film, a spacer, a protective film, or the like. The insulating film for a display device can be used for a display device including a liquid crystal display element (liquid crystal display device), a display device including an organic EL element (organic EL device), and a display device such as electronic paper. Further, as will be described later, the insulating film for the display device is suitable as an interlayer insulating film for a touch panel in a display device with a touch panel such as an organic EL device with a touch panel.

当該表示装置用絶縁膜は、比較的厚い場合も、クラックの発生が生じ難い。従って、当該表示装置用絶縁膜は、厚膜化が可能である。当該表示装置用絶縁膜の平均厚さの下限としては、例えば0.1μmであってよいが、0.5μmが好ましく、1μmがより好ましく、2μmがさらに好ましいこともある。一方、この平均厚さの上限としては、例えば10μmであり、6μmであってもよく、4μmであってもよい。 Even when the insulating film for the display device is relatively thick, cracks are unlikely to occur. Therefore, the insulating film for the display device can be thickened. The lower limit of the average thickness of the insulating film for the display device may be, for example, 0.1 μm, but is preferably 0.5 μm, more preferably 1 μm, and even more preferably 2 μm. On the other hand, the upper limit of this average thickness is, for example, 10 μm, 6 μm, or 4 μm.

<表示装置>
本発明の一実施形態に係る表示装置は、当該表示装置用絶縁膜を有する。当該表示装置としては、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー等が挙げられる。これらの中でも、本発明の一実施形態に係る表示装置は、有機EL装置であることが好ましい。
<Display device>
The display device according to the embodiment of the present invention has an insulating film for the display device. Examples of the display device include a liquid crystal display device, an organic EL device, electronic paper, and the like. Among these, the display device according to the embodiment of the present invention is preferably an organic EL device.

有機EL装置は、有機EL素子を備える。有機EL素子は、通常、陽極層、有機発光層及び陰極層を含む積層構造を有する。当該有機EL装置は、有機EL素子を有する基板に積層されたタッチパネルを有することが好ましい。このタッチパネルにおける少なくとも一部の絶縁膜に、本発明の一実施形態に係る表示装置用絶縁膜が用いられていることが好ましい。特に、有機EL素子を有する基板に、粘着層や接着層を介することなく積層されるタッチパネルの絶縁膜に、本発明の一実施形態に係る表示装置用絶縁膜が用いられていることが好ましい。このようにすることで、有機EL素子が形成された基板に、タッチパネルを直接積層することができるため、タッチパネル付き有機EL装置の薄型化を可能とする。また、当該感放射線性組成物は、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する硬化膜を得ることができるため、製造工程での有機EL素子の劣化を抑制することができ、歩留まりを高めることなどができる。また、このように、当該感放射線性組成物を用いて比較的低温の加熱で絶縁膜を形成することで製造工程での有機EL素子の劣化を抑制することができるため、タッチパネル付き有機EL装置以外の、有機EL素子を備える各種有機EL装置における絶縁膜の形成に、当該感放射線性組成物は特に好適に用いることができる。 The organic EL device includes an organic EL element. The organic EL element usually has a laminated structure including an anode layer, an organic light emitting layer, and a cathode layer. The organic EL device preferably has a touch panel laminated on a substrate having an organic EL element. It is preferable that the insulating film for a display device according to the embodiment of the present invention is used for at least a part of the insulating film in the touch panel. In particular, it is preferable that the insulating film for a display device according to one embodiment of the present invention is used as the insulating film of the touch panel that is laminated on the substrate having the organic EL element without the intervention of an adhesive layer or an adhesive layer. By doing so, the touch panel can be directly laminated on the substrate on which the organic EL element is formed, so that the organic EL device with the touch panel can be made thinner. Further, since the radiation-sensitive composition can obtain a cured film having sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature, deterioration of the organic EL element in the manufacturing process can be suppressed. It is possible to increase the yield. Further, since the deterioration of the organic EL element in the manufacturing process can be suppressed by forming the insulating film by heating at a relatively low temperature using the radiation-sensitive composition in this way, the organic EL device with a touch panel The radiation-sensitive composition can be particularly preferably used for forming an insulating film in various organic EL devices including organic EL devices other than the above.

図1にタッチパネル付き有機EL装置の一形態を示す。図1のタッチパネル付き有機EL装置10は、有機EL表示基板20とタッチパネル30とを備える。有機EL表示基板20は、支持基板21、陽極層22、有機発光層23、陰極層24、接着層25及び封止基板26がこの順で積層された構造を有する。なお、少なくとも陽極層22、有機発光層23及び陰極層24が有機EL素子を構成する。有機発光層23としては、例えば、陽極層22側から、正孔注入層、正孔輸送層、有機EL発光層、電子輸送層及び電子注入層がこの順で積層した構造のものを採用することができる。 FIG. 1 shows a form of an organic EL device with a touch panel. The organic EL device 10 with a touch panel of FIG. 1 includes an organic EL display board 20 and a touch panel 30. The organic EL display substrate 20 has a structure in which a support substrate 21, an anode layer 22, an organic light emitting layer 23, a cathode layer 24, an adhesive layer 25, and a sealing substrate 26 are laminated in this order. At least the anode layer 22, the organic light emitting layer 23, and the cathode layer 24 constitute an organic EL element. As the organic light emitting layer 23, for example, a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, an organic EL light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are laminated in this order from the anode layer 22 side is adopted. Can be done.

タッチパネル30は、第1センサ電極31、層間絶縁膜33及び第2センサ電極32がこの順で積層された、静電容量方式のものである。タッチパネル30は、第1センサ電極31、第1センサ電極31に向かい合って配置される第2センサ電極32、層間絶縁膜33、及び最表面に配置される透明基板34を有する。本実施形態において、第1センサ電極31は、有機EL表示基板20の封止基板26上に直接形成されている。層間絶縁膜33は、第1センサ電極31と第2センサ電極32とを絶縁する透明な絶縁膜であり、当該感放射線性組成物から形成されている。なお、タッチパネルは、このような静電容量方式のものに限定されるものではない。 The touch panel 30 is of a capacitance type in which the first sensor electrode 31, the interlayer insulating film 33, and the second sensor electrode 32 are laminated in this order. The touch panel 30 has a first sensor electrode 31, a second sensor electrode 32 arranged to face the first sensor electrode 31, an interlayer insulating film 33, and a transparent substrate 34 arranged on the outermost surface. In the present embodiment, the first sensor electrode 31 is formed directly on the sealing substrate 26 of the organic EL display substrate 20. The interlayer insulating film 33 is a transparent insulating film that insulates the first sensor electrode 31 and the second sensor electrode 32, and is formed from the radiation-sensitive composition. The touch panel is not limited to such a capacitance type touch panel.

<表示装置用絶縁膜の形成方法>
本発明の一実施形態に係る表示装置用絶縁膜の形成方法は、基板上に直接又は間接に塗膜を形成する工程(以下、「塗膜形成工程」ともいう。)、上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射(露光)する工程(以下、「放射線照射工程」ともいう。)、上記塗膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう。)、及び上記塗膜を加熱する工程(以下、「加熱工程」ともいう。)をこの順に備え、上記塗膜を本発明の一実施形態に係る感放射線性組成物により形成する。当該形成方法は、任意工程として、放射線照射工程と現像工程との間に、上記塗膜を加熱する工程(以下、「PEB工程」ともいう。)を備えていてもよい。
<Method of forming an insulating film for display devices>
The method for forming an insulating film for a display device according to an embodiment of the present invention is a step of directly or indirectly forming a coating film on a substrate (hereinafter, also referred to as a “coating film forming step”), or at least the above coating film. A step of partially irradiating (exposing) radiation (hereinafter, also referred to as "radiation irradiation step"), a step of developing the coating film (hereinafter, also referred to as "development step"), and heating the coating film. The steps (hereinafter, also referred to as “heating steps”) are provided in this order, and the coating film is formed by the radiation-sensitive composition according to the embodiment of the present invention. The forming method may include, as an optional step, a step of heating the coating film (hereinafter, also referred to as “PEB step”) between the irradiation step and the developing step.

当該形成方法によれば、上述した当該感放射線性組成物を用いているため、良好な形状にパターニング可能であり、比較的低温の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性及び酸素アッシング耐性を有する絶縁膜を得ることができる。また、塗膜を形成する基板が有機EL素子を含むものであっても、加熱工程を比較的低温で行うことで、有機EL素子の劣化を抑制することが可能となる。以下、各工程について説明する。 According to the forming method, since the above-mentioned radiation-sensitive composition is used, an insulating film that can be patterned into a good shape and has sufficient etching chemical resistance and oxygen ashing resistance even by heating at a relatively low temperature. Can be obtained. Further, even if the substrate on which the coating film is formed contains an organic EL element, deterioration of the organic EL element can be suppressed by performing the heating step at a relatively low temperature. Hereinafter, each step will be described.

(塗膜形成工程)
本工程では、基板上に直接又は他の層を介して当該感放射線性組成物を塗布した後、好ましくは塗布面を加熱(プレベーク)することにより有機溶媒等を除去して、塗膜を形成する。上記基板の材質としては、例えばガラス、石英、シリコン、樹脂等が挙げられる。上記樹脂の具体例としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンの開環重合体及びその水素添加物等が挙げられる。
(Coating film forming process)
In this step, after the radiation-sensitive composition is applied directly on the substrate or through another layer, the coated surface is preferably heated (prebaked) to remove the organic solvent and the like to form a coating film. To do. Examples of the material of the substrate include glass, quartz, silicon, resin and the like. Specific examples of the above resin include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, polyimide, addition polymers of cyclic olefins, ring-opening polymers of cyclic olefins, and hydrogenated products thereof. Be done.

上記基板は、有機EL素子等を含むものであってよい。また、上記基板は、塗布面に電極、配線等が設けられているものであってよい。このような基板としては、上述した図1中の有機EL表示基板20において、第1センサ電極31が形成されたものを例示することができる。 The substrate may include an organic EL element or the like. Further, the substrate may be provided with electrodes, wiring, etc. on the coated surface. As such a substrate, the organic EL display substrate 20 in FIG. 1 described above on which the first sensor electrode 31 is formed can be exemplified.

当該感放射線性組成物の塗布方法としては特に限定されず、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、特にスピンコート法及びスリットダイ塗布法が好ましい。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、例えば60℃以上120℃以下、より好ましくは100℃以下の温度で1分以上10分以下の加熱時間とすればよい。 The coating method of the radiation-sensitive composition is not particularly limited, and for example, an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, a rotary coating method (spin coating method), a slit die coating method, or a bar coating method shall be adopted. Can be done. Among these coating methods, the spin coating method and the slit die coating method are particularly preferable. The pre-baking conditions vary depending on the type of each component, the mixing ratio, and the like, but for example, the heating time may be 1 minute or more and 10 minutes or less at a temperature of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.

(放射線照射工程)
本工程では、塗膜形成工程で形成された塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。通常、塗膜の一部に放射線を照射する際には、所定のパターンを有するフォトマスクを介して照射する。上記放射線としては、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を使用できる。これらの放射線の中でも、波長が190nm以上450nm以下の範囲にある放射線が好ましく、365nmの紫外線を含む放射線がより好ましい。
(Irradiation process)
In this step, at least a part of the coating film formed in the coating film forming step is irradiated with radiation. Usually, when irradiating a part of the coating film with radiation, it is irradiated through a photomask having a predetermined pattern. As the radiation, for example, visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays and the like can be used. Among these radiations, radiation having a wavelength in the range of 190 nm or more and 450 nm or less is preferable, and radiation containing ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm is more preferable.

本工程における露光量の下限としては、放射線の波長365nmにおける強度を照度計(OAI Optical Associates Inc.社の「OAI model356」)により測定した値として、10mJ/cmが好ましく、50mJ/cmがより好ましい。また、上記露光量の上限としては、上記照度計により測定した値として、2,000mJ/cmが好ましく、1,000mJ/cmがより好ましい。 As the lower limit of the exposure dose in this step is a value measured by a ( "OAI Model356" of OAI Optical Associates Inc. Co.) luminometer intensity at a wavelength 365nm radiation, preferably 10mJ / cm 2, 50mJ / cm 2 is More preferred. The upper limit of the exposure amount is preferably 2,000 mJ / cm 2 and more preferably 1,000 mJ / cm 2 as a value measured by the illuminometer.

(PEB工程)
PEB工程を設ける場合、PEB条件としては、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、例えば60℃以上120℃以下、より好ましくは100℃以下の温度で1分以上10分以下の加熱時間とすればよい。
(PEB process)
When the PEB step is provided, the PEB conditions vary depending on the type of each component, the mixing ratio, etc., but for example, a heating time of 1 minute or more and 10 minutes or less at a temperature of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. And it is sufficient.

(現像工程)
本工程では、放射線照射後の塗膜を現像液で現像することにより所定のパターンを形成する。上記現像液としてはアルカリ現像液が好ましい。アルカリ現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、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アルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液などが挙げられる。また、アルカリ現像液には、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もよい。
(Development process)
In this step, a predetermined pattern is formed by developing the coating film after irradiation with a developing solution. An alkaline developer is preferable as the developer. The alkaline developing solution is alkaline in which at least one alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, tetramethylammonium hydroxide, or tetraethylammonium hydroxide is dissolved. Examples include aqueous solution. Further, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant may be added to the alkaline developer.

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、スプレー法等の適宜の方法を採用することができる。現像時間は、感放射線性用組成物の組成によって異なるが、例えば10秒以上180秒以下である。このような現像処理に続いて、例えば流水洗浄を30秒以上90秒以下の処理時間で行った後、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。 As the developing method, for example, an appropriate method such as a liquid filling method, a dipping method, a rocking dipping method, or a spraying method can be adopted. The developing time varies depending on the composition of the radiation-sensitive composition, but is, for example, 10 seconds or more and 180 seconds or less. A desired pattern can be formed by, for example, washing with running water for a treatment time of 30 seconds or more and 90 seconds or less after such a development treatment, and then air-drying with compressed air or compressed nitrogen, for example.

(加熱工程)
本工程では、現像してパターニングされた塗膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いて加熱(ポストベーク)することにより、所望のパターンを有する表示装置用絶縁膜を得る。なお、現像工程と加熱工程との間に、塗膜に対して紫外線等放射線の照射を施してもよい。このときの露光量としては、例えば100mJ/cm以上2,000mJ/cm以下とすることができる。加熱温度の下限としては、60℃が好ましく、80℃であってもよい。加熱温度を上記下限以上とすることで、十分に硬化された絶縁膜を得ることができる。一方、上記加熱温度の上限としては、120℃が好ましく、100℃がより好ましい。上記加熱温度を上記下限以上とすることにより、例えば基板に備わる有機EL素子の劣化を抑制しつつ、十分に硬化された絶縁膜を得ることができる。また、加熱温度を上記上限以下とすることにより、急激な膜収縮等の過度の応力発生を抑制できるため、クラックの発生を抑制できる。このように、加熱工程においては、加熱を60℃以上120℃以下の温度範囲で行うことが好ましい。加熱時間は、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する場合には5分以上30分以下、オーブン中で加熱する場合には10分以上90分以下とすればよい。なお、加熱は、空気中で行っても、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また、2回以上の加熱工程を行うステップベーク法を用いることも可能である。
(Heating process)
In this step, the developed and patterned coating film is heated (post-baked) using a heating device such as a hot plate or an oven to obtain an insulating film for a display device having a desired pattern. The coating film may be irradiated with radiation such as ultraviolet rays between the developing step and the heating step. The exposure amount at this time may be, for example, 100 mJ / cm 2 or more 2,000 mJ / cm 2 or less. The lower limit of the heating temperature is preferably 60 ° C. and may be 80 ° C. By setting the heating temperature to the above lower limit or higher, a sufficiently cured insulating film can be obtained. On the other hand, the upper limit of the heating temperature is preferably 120 ° C., more preferably 100 ° C. By setting the heating temperature to the above lower limit or higher, for example, a sufficiently cured insulating film can be obtained while suppressing deterioration of the organic EL element provided on the substrate. Further, by setting the heating temperature to the above upper limit or less, it is possible to suppress the generation of excessive stress such as sudden film shrinkage, so that the generation of cracks can be suppressed. As described above, in the heating step, it is preferable to perform heating in a temperature range of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. The heating time varies depending on the type of heating equipment, but for example, it may be 5 minutes or more and 30 minutes or less when heating on a hot plate, and 10 minutes or more and 90 minutes or less when heating in an oven. The heating may be performed in air or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. It is also possible to use a step baking method in which the heating steps are performed two or more times.

(その他の工程)
当該表示装置用絶縁膜を有するタッチパネル等を製造する場合、表示装置用絶縁膜を形成した後、更なる電極、配線等(例えば、図1のタッチパネル30における第2センサ電極32)を形成するためなどの他の工程が行われる。このような工程としては、電極形成工程、配線形成工程、エッチング工程、アッシング工程等が挙げられる。電極や配線の形成には、印刷や蒸着等の公知の方法を採用することができる。エッチングは、例えばアミン系溶液等の公知のエッチング薬液を用いて行うことができる。アッシングは、酸素アッシング等の公知のアッシング方法により行うことができる。なお、タッチパネル等を製造する際、絶縁膜の形成や、電極、配線等の形成などは、それぞれ複数回行われてもよい。
(Other processes)
In the case of manufacturing a touch panel or the like having the insulating film for the display device, in order to form further electrodes, wiring and the like (for example, the second sensor electrode 32 in the touch panel 30 of FIG. 1) after forming the insulating film for the display device. Other steps such as are performed. Examples of such a step include an electrode forming step, a wiring forming step, an etching step, an ashing step, and the like. A known method such as printing or vapor deposition can be adopted for forming the electrodes and wiring. Etching can be performed using a known etching chemical solution such as an amine solution. Ashing can be performed by a known ashing method such as oxygen ashing. When manufacturing a touch panel or the like, the formation of an insulating film, the formation of electrodes, wiring, and the like may be performed a plurality of times.

<シルセスキオキサン>
本発明の一実施形態に係るシルセスキオキサンは、下記式(1a)で表される第1の構造単位と下記式(2a)で表される第2の構造単位とを有するシルセスキオキサンである。
<Silsesquioxane>
The silsesquioxane according to an embodiment of the present invention has a first structural unit represented by the following formula (1a) and a second structural unit represented by the following formula (2a). Is.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

式(1a)及び式(2a)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。Rは、それぞれ独立して、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。Rは、2価の有機基である。 In formulas (1a) and (2a), R 1 is independently a hydrogen atom or a methyl group. Each of R 2 is an alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms independently. R 3 is a divalent organic group.

当該シルセスキオキサンは、表示装置用絶縁膜を形成するための感放射線性組成物の成分として好適に用いることができる。当該シルセスキオキサンは、上述した本発明の一実施形態に係る感放射線性組成物における(A)シルセスキオキサンの好適な一形態である。従って、当該シルセスキオキサンの具体的形態及び好適形態は、(A)シルセスキオキサンの形態として上述したとおりである。 The silsesquioxane can be suitably used as a component of a radiation-sensitive composition for forming an insulating film for a display device. The silsesquioxane is a preferred form of (A) silsesquioxane in the radiation-sensitive composition according to the embodiment of the present invention described above. Therefore, the specific form and the preferred form of the silsesquioxane are as described above as the form of (A) silsesquioxane.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

[重量平均分子量(Mw)]
下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりMwを測定した。
装置:昭和電工社の「GPC−101」
カラム:昭和電工社の「GPC−KF−801」、「GPC−KF−802」、「GPC−KF−803」及び「GPC−KF−804」を連結したもの
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
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)]
Mw was measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
Equipment: Showa Denko's "GPC-101"
Column: Showa Denko's "GPC-KF-801", "GPC-KF-802", "GPC-KF-803" and "GPC-KF-804" connected Mobile phase: tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C.
Flow velocity: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0 mass%
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential Refractometer Standard Material: Monodisperse Polystyrene

合成に用いた化合物を以下に示す。
・シルセスキオキサン(AC−SQ)
東亞合成社の「AC−SQ TA−100」:下記構造単位を有するシルセスキオキサン

Figure 2020184010
The compounds used in the synthesis are shown below.
・ Silsesquioxane (AC-SQ)
"AC-SQ TA-100" from Toagosei Co., Ltd .: Silsesquioxane having the following structural units
Figure 2020184010

・シルセスキオキサン(MAC−SQ)
東亞合成社の「MAC−SQ TM−100」:下記構造単位を有するシルセスキオキサン

Figure 2020184010
・ Silsesquioxane (MAC-SQ)
"MAC-SQ TM-100" of Toagosei Co., Ltd .: Silsesquioxane having the following structural units
Figure 2020184010

・化合物(SH−1)〜化合物(SH−3)及び化合物(SH’−1)

Figure 2020184010
-Compound (SH-1) to compound (SH-3) and compound (SH'-1)
Figure 2020184010

・シラン化合物(TAS−1)〜(TAS−3)

Figure 2020184010
-Silane compounds (TAS-1) to (TAS-3)
Figure 2020184010

[合成例1]合成法(i)(マイケル付加反応)を用いたシルセスキオキサン(A−1)の合成
温度計及び窒素導入管を備えた200mLの三口フラスコに、シルセスキオキサン(AC−SQ)15g((メタ)アクリロイル基換算で100mol%)、アセトニトリル15g、及び化合物(SH−1)4.8g(25mol%)を加えた後、トリエチルアミン9.2g(50mol%)をゆっくり加え、50℃で2時間反応させた。この時点でGPCを確認したところ重量平均分子量は4400であり、化合物(SH−1)は0.1%以下であることから、マイケル付加が定量的に進行していることが確認された。反応終了後、分液ロートに移し、酢酸エチル100mLを加え、1M塩酸水100mLで1回、水50mLで3回洗浄した。次にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)40gを加え、液量40gまで濃縮した後、再度、PGMEA40gを加えて濃縮した。その後、PGMEAで固形分濃度50%に調整し、シルセスキオキサン(A−1)の溶液を得た。得られたシルセスキオキサン(A−1)の重量平均分子量は4400であった。
[Synthesis Example 1] Synthesis of silsesquioxane (A-1) using synthetic method (i) (Michael addition reaction) Silsesquioxane (AC) was placed in a 200 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introduction tube. -SQ) 15 g (100 mol% in terms of (meth) acryloyl group), acetonitrile 15 g, and compound (SH-1) 4.8 g (25 mol%) were added, and then 9.2 g (50 mol%) of triethylamine was slowly added. The reaction was carried out at 50 ° C. for 2 hours. When the GPC was confirmed at this point, the weight average molecular weight was 4400, and the compound (SH-1) was 0.1% or less, so that it was confirmed that the Michael addition proceeded quantitatively. After completion of the reaction, the mixture was transferred to a separating funnel, 100 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed once with 100 mL of 1 M hydrochloric acid water and three times with 50 mL of water. Next, 40 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added and concentrated to a liquid volume of 40 g, and then 40 g of PGMEA was added again for concentration. Then, the solid content concentration was adjusted to 50% with PGMEA to obtain a solution of silsesquioxane (A-1). The weight average molecular weight of the obtained silsesquioxane (A-1) was 4400.

得られたシルセスキオキサン(A−1)をヘキサンで再沈殿した後乾燥したものをジメチルスルホキシド−d6に溶かしてH−NMRを測定したところ、δ12.2ppm(ブロード)、6.3ppm(s、0.75H)、6.1ppm(s、0.75H)、5.9ppm(s、0.75H)、4.0ppm(d、2H)、2.5〜2.7ppm(m、2H)、1.6ppm(m、2H)、0.6ppm(m、2H)であった。このことから、化合物(SH−1)が定量的にマイケル付加できていることがわかる。このことから、化合物(SH−1)が定量的にマイケル付加できていることがわかる。また、シルセスキオキサン(A−1)のSi−NMRを測定したところ、T2成分(シラノール基を持つ成分)として−55〜−58ppm、T3成分(シラノール基を持たない成分)として−65〜−70ppmに多重ピークが見られた。本合成例1において、シラノール基を持たない成分は、上記実施形態における構造単位(1)及び構造単位(2)のいずれかに対応する。T2成分とT3成分との強度から求めた、シルセスキオキサン(A−1)における構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量に対するシラノール基の含有量(SiOH含有量比)は、モル比で0.2であった。これらのことから、得られたシルセスキオキサン(A−1)は、高度に縮合したかご型構造を主の構造として有すると推察される。また、原料の使用量等から、得られたシルセスキオキサン(A−1)において、化合物(SH−1)が付加していない構造単位(1)と、化合物(SH−1)が付加した構造単位(2)とのモル比は、75:25であると推測される。 The obtained silsesquioxane (A-1) was reprecipitated with hexane and then dried, dissolved in dimethyl sulfoxide-d6, and 1 H-NMR was measured. As a result, δ12.2 ppm (broad) and 6.3 ppm ( s, 0.75H), 6.1ppm (s, 0.75H), 5.9ppm (s, 0.75H), 4.0ppm (d, 2H), 2.5-2.7ppm (m, 2H) , 1.6 ppm (m, 2H), 0.6 ppm (m, 2H). From this, it can be seen that the compound (SH-1) can be quantitatively Michael-added. From this, it can be seen that the compound (SH-1) can be quantitatively Michael-added. Further, when Si-NMR of silsesquioxane (A-1) was measured, it was found that the T2 component (component having a silanol group) was -55-58 ppm and the T3 component (component having no silanol group) was -65-. Multiple peaks were observed at -70 ppm. In the present synthesis example 1, the component having no silanol group corresponds to either the structural unit (1) or the structural unit (2) in the above embodiment. The silanol group content (SiOH content ratio) with respect to the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2) in silsesquioxane (A-1) determined from the strength of the T2 component and the T3 component is , The molar ratio was 0.2. From these facts, it is inferred that the obtained silsesquioxane (A-1) has a highly condensed cage-type structure as a main structure. Further, the structural unit (1) to which the compound (SH-1) was not added and the compound (SH-1) were added to the obtained silsesquioxane (A-1) based on the amount of the raw material used and the like. The molar ratio to structural unit (2) is estimated to be 75:25.

[合成例2〜5、7]シルセスキオキサン(A−2)〜(A−5)、(A−7)の合成
合成に用いた化合物の種類及び使用量、並びに反応時間を表1に示す通りとしたこと以外は合成例1と同様にして、シルセスキオキサン(A−2)〜(A−5)、(A−7)を得た。得られた各シルセスキオキサンの重量平均分子量、NMR及びSiOH含有量比を合成例1と同様に測定した。測定結果を表1に示す。これらの合成においても、得られたシルセスキオキサンにおいて当該化合物が付加した構造単位(2)の含有割合(モル%)は、マイケル付加反応に用いた化合物の(メタ)アクリロイル基に対する使用量のモル比(モル%)となったと推測される。
[Synthesis Examples 2-5, 7] Synthesis of silsesquioxane (A-2) to (A-5), (A-7) Table 1 shows the types and amounts of compounds used in the synthesis, and the reaction time. Silsesquioxane (A-2) to (A-5) and (A-7) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except as shown. The weight average molecular weight, NMR and SiOH content ratios of each of the obtained silsesquioxane were measured in the same manner as in Synthesis Example 1. The measurement results are shown in Table 1. Also in these synthesis, the content ratio (mol%) of the structural unit (2) added by the compound in the obtained silsesquioxane is the amount of the compound used in the Michael addition reaction with respect to the (meth) acryloyl group. It is estimated that the molar ratio (mol%) was reached.

[合成例6]シルセスキオキサン(A−6)の合成
温度計及び窒素導入管を備えた200mLの三口フラスコに、シルセスキオキサン(AC−SQ)15g((メタ)アクリロイル基換算で100mol%)、メタノール15g、及び化合物(SH−3)5.7g(50mol%)を加えた後、トリエチルアミン9.2g(100mol%)をゆっくり加え、室温で2時間反応させた。反応終了後、分液ロートに移し、酢酸エチル100mLを加え、1M塩酸水100mLで1回、水50mLで3回洗浄した。次にPGMEA40gを加え、液量40gまで濃縮した後、再度、PGMEA40gを加えて濃縮した。その後、PGMEAで固形分濃度50%に調整し、シルセスキオキサン(A−6)の溶液を得た。得られたシルセスキオキサンの重量平均分子量、NMR及びSiOH含有量比を合成例1と同様に測定した。測定結果を表1に示す。
[Synthesis Example 6] Synthesis of silsesquioxane (A-6) 15 g of silsesquioxane (AC-SQ) (100 mol in terms of (meth) acryloyl group) in a 200 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introduction tube. %), 15 g of methanol, and 5.7 g (50 mol%) of compound (SH-3) were added, and then 9.2 g (100 mol%) of triethylamine was slowly added, and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was transferred to a separating funnel, 100 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed once with 100 mL of 1 M hydrochloric acid water and three times with 50 mL of water. Next, 40 g of PGMEA was added and concentrated to a liquid volume of 40 g, and then 40 g of PGMEA was added again and concentrated. Then, the solid content concentration was adjusted to 50% with PGMEA to obtain a solution of silsesquioxane (A-6). The weight average molecular weight, NMR and SiOH content ratios of the obtained silsesquioxane were measured in the same manner as in Synthesis Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

[合成例8]アクリロイル基を有するシルセスキオキサン(A−8)の合成
(アクリロイル基含有シルセスキオキサンの合成)
攪拌機、温度計、窒素導入管及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、シラン化合物(TAS−1)100g、メチルイソブチルケトン100g、トリエチルアミン10g、及び水80gを加えて60gで8時間激しく撹拌した。反応終了後、分液ロートにて水を除去し、PGMEAで2回溶媒置換を行うことで、アクリロイル基を有するシルセスキオキサン(S−1)のPGMEA溶液(重量平均分子量4100、固形分濃度は50%であった)150gを得た。
[Synthesis Example 8] Synthesis of acryloyl group-containing silsesquioxane (A-8) (synthesis of acryloyl group-containing silsesquioxane)
To a 500 mL separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux tube, 100 g of silane compound (TAS-1), 100 g of methyl isobutyl ketone, 10 g of triethylamine, and 80 g of water were added, and the mixture was vigorously stirred at 60 g for 8 hours. did. After completion of the reaction, water was removed with a separating funnel, and solvent substitution was performed twice with PGMEA to obtain a PGMEA solution of silsesquioxane (S-1) having an acryloyl group (weight average molecular weight 4100, solid content concentration). Was 50%) 150 g was obtained.

(マイケル付加反応)
温度計及び窒素導入管を備えた300mLの三口フラスコに、シルセスキオキサン(S−1)を50g((メタ)アクリロイル基換算で100mol%)、テトラヒドロフラン50g、及び化合物(SH−1)5.3g(50mol%)を加えた後、トリエチルアミン10.1g(100mol%)をゆっくり加え、50℃で24時間反応させた。反応終了後、分液ロートに移し、酢酸エチル150mLを加え、1M塩酸水150mLで1回、水75mLで3回洗浄した。次にPGMEA60gを加え、液量60gまで濃縮した後、再度、PGMEA60gを加えて濃縮した。その後、PGMEAで固形分濃度50%に調整し、シルセスキオキサン(A−8)の溶液を得た。重量平均分子量、NMRの結果を表1に示す。得られたシルセスキオキサンの重量平均分子量、NMR及びSiOH含有量比を合成例1と同様に測定した。測定結果を表1に示す。
(Michael reaction)
5. 50 g of silsesquioxane (S-1) (100 mol% in terms of (meth) acryloyl group), 50 g of tetrahydrofuran, and compound (SH-1) in a 300 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introduction tube. After adding 3 g (50 mol%), 10.1 g (100 mol%) of triethylamine was slowly added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the mixture was transferred to a separating funnel, 150 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed once with 150 mL of 1 M hydrochloric acid water and three times with 75 mL of water. Next, 60 g of PGMEA was added and concentrated to a liquid volume of 60 g, and then 60 g of PGMEA was added again and concentrated. Then, the solid content concentration was adjusted to 50% with PGMEA to obtain a solution of silsesquioxane (A-8). Table 1 shows the weight average molecular weight and the results of NMR. The weight average molecular weight, NMR and SiOH content ratios of the obtained silsesquioxane were measured in the same manner as in Synthesis Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

[比較合成例1]
(アクリロイル基を有する直鎖状のポリシロキサンの合成)
攪拌機、温度計、窒素導入管及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、シラン化合物(TAS−2)23.4g、1−メトキシ−2−プロパノール211g、水1.8g及びリン酸0.12gを加えて60℃で4時間撹拌した。反応終了後、1−メトキシ−2−プロパノール211gを加えて160gまで濃縮し、再度、1−メトキシ−2−プロパノール211gを加えて150gまで濃縮し、1−メトキシ−2−プロパノールを加えて固形分濃度10%のアクリロイル基を有するポリシロキサン(RS−1)の溶液を得た。ポリシロキサン(RS−1)のSi−NMRを測定したところ、T2成分として−55〜−58ppm、T3成分として−65〜−70ppmに多重ピークが見られた。T2成分とT3成分の強度から求めた、ポリシロキサン(RS−1)における構造単位(1)及び構造単位(2)の合計含有量に対するシラノール基の含有量(SiOH含有量比)は、モル比で1.1であった。ポリシロキサン(RS−1)は、直鎖状構造を多く含む構造であることが推察できる。
[Comparative Synthesis Example 1]
(Synthesis of linear polysiloxane with acryloyl group)
In a 500 mL separable flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen introduction tube and reflux tube, 23.4 g of silane compound (TAS-2), 211 g of 1-methoxy-2-propanol, 1.8 g of water and 0. 12 g was added and the mixture was stirred at 60 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, 211 g of 1-methoxy-2-propanol was added and concentrated to 160 g, 211 g of 1-methoxy-2-propanol was added again and concentrated to 150 g, and 1-methoxy-2-propanol was added to concentrate the solid content. A solution of polysiloxane (RS-1) having an acryloyl group having a concentration of 10% was obtained. When Si-NMR of polysiloxane (RS-1) was measured, multiple peaks were observed at -55-58 ppm as the T2 component and -65-70 ppm as the T3 component. The silanol group content (SiOH content ratio) with respect to the total content of the structural unit (1) and the structural unit (2) in the polysiloxane (RS-1) determined from the strength of the T2 component and the T3 component is a molar ratio. It was 1.1. It can be inferred that polysiloxane (RS-1) has a structure containing many linear structures.

(マイケル付加反応)
温度計及び窒素導入管を備えた500mLの三口フラスコに、ポリシロキサン(RS−1)174g(100mol%)、化合物(SH−1)2.7g(25mol%)、及びテトラヒドロフラン174gを加えた後、トリエチルアミン5.1g(50mol%)をゆっくり加え、50℃まで上昇させたところゲル化が起こった。
(Michael reaction)
After adding 174 g (100 mol%) of polysiloxane (RS-1), 2.7 g (25 mol%) of compound (SH-1), and 174 g of tetrahydrofuran to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introduction tube, Gelation occurred when 5.1 g (50 mol%) of triethylamine was slowly added and the temperature was raised to 50 ° C.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

[合成例9]合成法(ii)を用いたシルセスキオキサン(A−9)の合成
攪拌機、温度計、窒素導入管及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、シラン化合物(TAS−2)47.2g、シラン化合物(TAS−3)52.8g、メチルイソブチルケトン100g、トリエチルアミン10g、及び水80gを加えて60gで2時間激しく撹拌した。反応終了後、分液ロートにて水を除去し、PGMEAで2回溶媒置換を行うことで、シルセスキオキサン(A−9)のPGMEA溶液(重量平均分子量3600、固形分濃度は50%であった)140gを得た。
[Synthesis Example 9] Synthesis of silsesquioxane (A-9) using the synthesis method (ii) A silane compound (TAS-) was placed in a 500 mL separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux tube. 2) 47.2 g, 52.8 g of silane compound (TAS-3), 100 g of methyl isobutyl ketone, 10 g of triethylamine, and 80 g of water were added, and the mixture was vigorously stirred at 60 g for 2 hours. After completion of the reaction, water was removed with a separating funnel and solvent substitution was performed twice with PGMEA to obtain a PGMEA solution of silsesquioxane (A-9) (weight average molecular weight 3600, solid content concentration 50%). There was) 140g was obtained.

実施例及び比較例の感放射線性組成物の調製に用いた各成分を示す。
(A)シルセスキオキサン等
・(A−1)〜(A−9)
上記合成例1〜9で合成したシルセスキオキサン(A−1)〜(A−9)
・(RS−1)
上記比較合成例1で合成したポリシロキサン(RS−1)
・(RS−2)
直鎖状のポリシロキサン(信越化学社の「KR−513」)
The components used in the preparation of the radiation-sensitive compositions of Examples and Comparative Examples are shown.
(A) Silsesquioxane, etc. (A-1) to (A-9)
Silsesquioxane (A-1) to (A-9) synthesized in Synthesis Examples 1 to 9 above.
・ (RS-1)
Polysiloxane (RS-1) synthesized in Comparative Synthesis Example 1 above
・ (RS-2)
Linear polysiloxane (Shin-Etsu Chemical's "KR-513")

(B)感放射線性ラジカル重合開始剤
・(B−1):オキシム系光ラジカル重合開始剤(ADEKA社の「NCI−930」
・(B−2):BASFジャパン社の「Irgacure(登録商標)Oxe01」
・(B−3):フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキサイド
・(B−4):2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジル−1−ブタノン
・(B−5):1−[4−(2−ヒドロキシエチルスルファニル)フェニル]−2−メチル−2−(4−モルフォリノ)プロパン−1−オン
(B) Radiation-sensitive radical polymerization initiator (B-1): Oxime-based photoradical polymerization initiator ("NCI-930" from ADEKA Corporation
(B-2): BASF Japan Ltd. "Irgacure (registered trademark) Oxe01"
(B-3): Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide- (B-4): 2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -2-benzyl-1- Butanone (B-5): 1- [4- (2-hydroxyethylsulfanyl) phenyl] -2-methyl-2- (4-morpholino) propan-1-one

(D)重合性化合物
・(D−1):トリアクリル酸2−ヒドロキシエタン−1,1,1−トリイルトリスメチレン
・(D−2):ペンタエリトリトールテトラアクリレート
・(D−3):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・(D−4):イソシアヌル酸トリス(2−アクリロイルオキシエチル)
・(D−5):トリメチロールプロパンポリプロピレングリコールトリアクリレート
(D) Polymerizable compound · (D-1): 2-hydroxyethanetriacrylate-1,1,1-triyltrismethylene · (D-2): pentaerythritol tetraacrylate · (D-3): di Pentaerythritol hexaacrylate (D-4): Tris isocyanurate (2-acryloyloxyethyl)
(D-5): Trimethylolpropane Polypropylene Glycol Triacrylate

(E)アルカリ可溶性樹脂
・(E−1):日本化薬社の「CCR−1358H」
酸無水物変性されたクレゾールノボラック型エポキシアクリレート樹脂(上記式(5)で表される側鎖を有し、フェノール系ノボラック主鎖を有するアルカリ可溶性樹脂)
・(E−2):日本化薬社の「CCR―1316H」
酸無水物変性されたクレゾールノボラック型エポキシアクリレート樹脂(上記式(5)で表される側鎖を有し、フェノール系ノボラック主鎖を有するアルカリ可溶性樹脂)
・(E−3):ADEKA社の「WR−301」
酸無水物変性されたカルド系樹脂(上記式(5)で表される側鎖を有し、芳香環を主鎖に有するアルカリ可溶性樹脂)
(E) Alkali-soluble resin (E-1): "CCR-1358H" from Nippon Kayaku Co., Ltd.
Cresol novolac type epoxy acrylate resin modified with acid anhydride (alkali-soluble resin having a side chain represented by the above formula (5) and having a phenolic novolac main chain)
・ (E-2): “CCR-1316H” from Nippon Kayaku Co., Ltd.
Cresol novolac type epoxy acrylate resin modified with acid anhydride (alkali-soluble resin having a side chain represented by the above formula (5) and having a phenolic novolac main chain)
(E-3): ADEKA's "WR-301"
Acid anhydride-modified cardo resin (alkali-soluble resin having a side chain represented by the above formula (5) and having an aromatic ring as the main chain)

[調製例1]感放射線性組成物(C−1)の調製
(A)シルセスキオキサンとして(A−1)を含有するPGMEA溶液200質量部(樹脂固形分として(A−1)100質量部)、(B)感放射線性ラジカル重合開始剤として(B−1)5質量部、及び界面活性剤(東レ・ダウコーニング社の「DOWSIL 8019 Additive」)0.15質量部を混合した。次いで、全体の固形分濃度が30質量%になるようにPGMEAで希釈した後、孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、感放射線性組成物(C−1)を調製した。
[Preparation Example 1] Preparation of Radiation Sensitive Composition (C-1) (A) 200 parts by mass of PGMEA solution containing (A-1) as silsesquioxane (100 parts by mass of (A-1) as resin solid content) (Parts), (B) 5 parts by mass of (B-1) as a radiation-sensitive radical polymerization initiator, and 0.15 parts by mass of a surfactant (“DOWNSIL 8019 Adaptive” by Toray Dow Corning) were mixed. Next, the mixture was diluted with PGMEA so that the total solid content concentration was 30% by mass, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a radiation-sensitive composition (C-1).

[調製例2〜38、比較調製例1〜3]感放射線性組成物(C−2)〜(C−38)及び(R−1)〜(R−3)の調製
調製例1の(A−1)100質量部及び(B−1)30質量部に替えて、表2に記載の各成分の種類及び量を用いたこと以外は、調製例1と同様にして、調製例2〜38及び比較調製例1〜3の各感放射線性組成物(C−2)〜(C−38)及び(R−1)〜(R−3)を調製した。表2中の空欄は、その成分を用いていないことを示す。
[Preparation Examples 2-38, Comparative Preparation Examples 1-3] Preparation of Radiation Sensitive Compositions (C-2)-(C-38) and (R-1)-(R-3) Preparation Example 1 (A) -1) Preparation Examples 2-38 in the same manner as in Preparation Example 1 except that the types and amounts of each component shown in Table 2 were used instead of 100 parts by mass and (B-1) 30 parts by mass. And the radiation-sensitive compositions (C-2) to (C-38) and (R-1) to (R-3) of Comparative Preparation Examples 1 to 3 were prepared. Blanks in Table 2 indicate that the component is not used.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

[実施例1]
(絶縁膜の形成)
感放射線性組成物(C−1)をシリコン基板上に2.0μmの膜厚になるようにスピンコートした。その後、ホットプレートを用いて85℃で2分間プレベークし、塗膜を形成した。この塗膜に対し、5μm×5μm角ホールパターンマスクを介してSUSS製「DSC−200」を用い、スキャン方式(照度=500mW、NA=0.10、λ=ghi line、120mJ/cm)で露光を行った。その後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(濃度2.38%)を用いて25℃、1分間現像した。その後、水で流水洗浄し、乾燥して基板上にパターンを形成した。次いで、TOPCON製「TME−400PRJ」を用いてghi混合線で600mJ/cmの紫外線を照射し、さらにオーブンにて85℃、60分間加熱して、平均厚さ2.0μmの絶縁膜を得た。
[Example 1]
(Formation of insulating film)
The radiation-sensitive composition (C-1) was spin-coated on a silicon substrate so as to have a film thickness of 2.0 μm. Then, it was prebaked at 85 ° C. for 2 minutes using a hot plate to form a coating film. For this coating film, a scanning method (illuminance = 500 mW, NA = 0.10, λ = ghi line, 120 mJ / cm 2 ) was performed using "DSC-200" manufactured by SUSS via a 5 μm × 5 μm square hole pattern mask. The exposure was performed. Then, it was developed at 25 ° C. for 1 minute using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (concentration: 2.38%). Then, it was washed with running water and dried to form a pattern on the substrate. Next, using "TME-400PRJ" manufactured by TOPCON, irradiate ultraviolet rays of 600 mJ / cm 2 with a ghee mixing line, and further heat in an oven at 85 ° C. for 60 minutes to obtain an insulating film having an average thickness of 2.0 μm. It was.

(リソグラフィ性能の評価)
上記方法にて得られた絶縁膜(パターン状薄膜)のホールにおける残渣の有無及びボトムの寸法について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察し、以下の基準で評価した。評価結果を表3に示す。
A:残渣なし、かつボトムの寸法が3μm以上
B:残渣なし、かつボトムの寸法が2μm以上3μm未満
C:残渣なし、かつボトムの寸法が1μm以上2μm未満
D:残渣がある、又は残渣なし、かつボトムの寸法が1μm未満
(Evaluation of lithography performance)
The presence or absence of residues in the holes of the insulating film (patterned thin film) obtained by the above method and the size of the bottom were observed using a scanning electron microscope (SEM) and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 3.
A: No residue and bottom size is 3 μm or more B: No residue and bottom size is 2 μm or more and less than 3 μm C: No residue and bottom size is 1 μm or more and less than 2 μm D: Residue or no residue, And the bottom size is less than 1 μm

(エッチング薬液耐性の評価)
上記方法にて絶縁膜が形成されたシリコン基板を、アミン系の剥離液(エッチング薬液)に60℃60秒間浸した。浸漬前後の絶縁膜の膜厚比((浸漬後の膜厚/浸漬前の膜厚)×100%)等に基づいて以下の基準で評価した。評価結果を表3に示す。
A:97%以上103%未満
B:95%以上97%未満、又は103%以上105%未満
C:95%未満、又は105%以上
D:絶縁膜が剥がれる
(Evaluation of etching chemical resistance)
The silicon substrate on which the insulating film was formed by the above method was immersed in an amine-based stripping solution (etching chemical solution) at 60 ° C. for 60 seconds. The evaluation was made according to the following criteria based on the film thickness ratio of the insulating film before and after immersion ((film thickness after immersion / film thickness before immersion) × 100%). The evaluation results are shown in Table 3.
A: 97% or more and less than 103% B: 95% or more and less than 97%, or 103% or more and less than 105% C: Less than 95% or 105% or more D: The insulating film is peeled off.

(酸素アッシング耐性の評価)
上記絶縁膜の形成の際、5μm×5μm角ホールパターンマスを使わずに全面露光を行い、平均厚さ2.0μmの絶縁膜を形成した。このようにシリコン基板上に形成した絶縁膜に対して、所定条件(300W、30s、O 30(SCCM)、25℃)下でアッシングし、残膜率((アッシング後の平均膜厚/アッシング前の平均膜厚)×100%)を測定し、以下の基準で評価した。評価結果を表3に示す。
A:95%以上
B:93%以上95%未満
C:90%以上93%未満
D:90%未満
(Evaluation of oxygen ashing resistance)
When forming the insulating film, the entire surface was exposed without using a 5 μm × 5 μm square hole pattern mass to form an insulating film having an average thickness of 2.0 μm. Thus on an insulating film formed on a silicon substrate, a predetermined condition (300W, 30s, O 2 30 (SCCM), 25 ℃) ashing under film remaining ratio ((the average film thickness / ash ashed The previous average film thickness) × 100%) was measured and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 3.
A: 95% or more B: 93% or more and less than 95% C: 90% or more and less than 93% D: less than 90%

[実施例2〜42及び比較例1〜3]
用いた感放射線性組成物の種類、及び現像後の加熱温度を表3のとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして、絶縁膜を形成し、各評価を行った。評価結果を表3に示す。
[Examples 2-42 and Comparative Examples 1-3]
An insulating film was formed and each evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the types of radiation-sensitive compositions used and the heating temperature after development were as shown in Table 3. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 2020184010
Figure 2020184010

表3に示されるように、実施例1〜42は、十分なリソグラフィ性能(A〜C)を有し、120℃以下の加熱によっても十分なエッチング薬液耐性(A〜C)及び十分な酸素アッシング耐性(A〜C)を有する硬化膜(絶縁膜)が形成できていることがわかる。 As shown in Table 3, Examples 1 to 42 have sufficient lithography performance (A to C), sufficient etching chemical resistance (A to C) even when heated to 120 ° C. or lower, and sufficient oxygen ashing. It can be seen that a cured film (insulating film) having resistance (A to C) can be formed.

本発明の感放射線性は、表示装置の絶縁膜等の形成材料として好適に用いることができる。 The radiation-sensitive property of the present invention can be suitably used as a material for forming an insulating film or the like of a display device.

10 タッチパネル付き有機EL装置
20 有機EL表示基板
21 支持基板
22 陽極層
23 有機発光層
24 陰極層
25 接着層
26 封止基板
30 タッチパネル
31 第1センサ電極
32 第2センサ電極
33 層間絶縁膜
34 透明基板
10 Organic EL device with touch panel 20 Organic EL display substrate 21 Support substrate 22 Anomotive layer 23 Organic light emitting layer 24 Cathode layer 25 Adhesive layer 26 Sealing substrate 30 Touch panel 31 First sensor electrode 32 Second sensor electrode 33 Interlayer insulating film 34 Transparent substrate

Claims (16)

下記式(1)で表される第1の構造単位と下記式(2)で表される第2の構造単位とを有するシルセスキオキサン、
感放射線性ラジカル重合開始剤、及び
有機溶媒
を含む感放射線性組成物。
Figure 2020184010
(式(1)中、Xは、不飽和二重結合を有する1価の有機基である。
式(2)中、Yは、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、フェノール性水酸基又はこれらの組み合わせを有する1価の有機基である。)
A silsesquioxane having a first structural unit represented by the following formula (1) and a second structural unit represented by the following formula (2).
A radiation-sensitive composition containing a radiation-sensitive radical polymerization initiator and an organic solvent.
Figure 2020184010
(In formula (1), X is a monovalent organic group having an unsaturated double bond.
In the formula (2), Y is a monovalent organic group having a carboxy group, a carboxylic acid anhydride group, a phenolic hydroxyl group or a combination thereof. )
上記シルセスキオキサンにおける第1の構造単位及び第2の構造単位の合計含有量に占める第1の構造単位の含有量が、10モル%以上90モル%以下である請求項1に記載の感放射線性組成物。 The feeling according to claim 1, wherein the content of the first structural unit in the total content of the first structural unit and the second structural unit in the silsesquioxane is 10 mol% or more and 90 mol% or less. Radiation composition. 上記シルセスキオキサンにおける第1の構造単位及び第2の構造単位の合計含有量に対するシラノール基の含有量が、モル比で0.3未満である請求項1又は請求項2に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive radiation according to claim 1 or 2, wherein the content of the silanol group with respect to the total content of the first structural unit and the second structural unit in the silsesquioxane is less than 0.3 in terms of molar ratio. Sex composition. 上記式(1)中のXが、下記式(3)で表され、
上記式(2)中のYが、下記式(4a)又は式(4b)で表される請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性組成物。
Figure 2020184010
(式(3)、式(4a)及び式(4b)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。Rは、それぞれ独立して、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。Rは、2価の有機基である。Rは、単結合又は2価の有機基である。Zは、それぞれ独立して、硫黄原子又は−NR−である。Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。)*は、結合部位を示す。)
X in the above formula (1) is represented by the following formula (3).
The radiation-sensitive composition according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein Y in the above formula (2) is represented by the following formula (4a) or formula (4b).
Figure 2020184010
(In formulas (3), (4a) and (4b), R 1 is an independent hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkane having 2 to 10 carbon atoms, respectively. The diyl group. R 3 is a divalent organic group. R 4 is a single bond or a divalent organic group. Z is a sulfur atom or −NR x −, respectively. R x is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.) * Indicates a bond site. )
複数の重合性基を有する重合性化合物
をさらに含む請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising a polymerizable compound having a plurality of polymerizable groups.
下記式(5)で表される側鎖を有し、芳香環を主鎖に有するアルカリ可溶性樹脂
をさらに含む請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
Figure 2020184010
(式(5)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、2価の有機基である。*は、主鎖との結合部位を表す。)
The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising an alkali-soluble resin having a side chain represented by the following formula (5) and having an aromatic ring as a main chain.
Figure 2020184010
(In formula (5), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group. R 6 and R 7 are independent divalent organic groups. * Indicates a bond site with the main chain. .)
上記アルカリ可溶性樹脂が、フェノール系ノボラック主鎖を有する請求項6に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 6, wherein the alkali-soluble resin has a phenolic novolak main chain. 60℃以上120℃以下の温度範囲の加熱により硬化可能な請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 7, which can be cured by heating in a temperature range of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の感放射線性組成物から形成されている表示装置用絶縁膜。 An insulating film for a display device formed from the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の表示装置用絶縁膜を有する表示装置。 A display device having the insulating film for the display device according to claim 9. 有機エレクトロルミネッセンス装置である請求項10に記載の表示装置。 The display device according to claim 10, which is an organic electroluminescence device. タッチパネル付き有機エレクトロルミネッセンス装置である請求項11に記載の表示装置。 The display device according to claim 11, which is an organic electroluminescence device with a touch panel. 基板上に直接又は間接に塗膜を形成する工程、
上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
上記塗膜を現像する工程、及び
上記塗膜を加熱する工程
をこの順に備え、上記塗膜を請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の感放射線性組成物により形成する表示装置用絶縁膜の形成方法。
The process of forming a coating film directly or indirectly on a substrate,
The step of irradiating at least a part of the coating film with radiation,
A display device comprising a step of developing the coating film and a step of heating the coating film in this order, and forming the coating film with the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 8. How to form an insulating film.
上記基板が有機エレクトロルミネッセンス素子を含む請求項13に記載の表示装置用絶縁膜の形成方法。 The method for forming an insulating film for a display device according to claim 13, wherein the substrate includes an organic electroluminescence element. 上記加熱を60℃以上120℃以下の温度範囲で行う請求項13又は請求項14に記載の表示装置用絶縁膜の形成方法。 The method for forming an insulating film for a display device according to claim 13 or 14, wherein the heating is performed in a temperature range of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. 下記式(1a)で表される第1の構造単位と下記式(2a)で表される第2の構造単位とを有するシルセスキオキサン。
Figure 2020184010
(式(1a)及び式(2a)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。Rは、それぞれ独立して、炭素数2〜10のアルカンジイル基である。Rは、2価の有機基である。)
A silsesquioxane having a first structural unit represented by the following formula (1a) and a second structural unit represented by the following formula (2a).
Figure 2020184010
(In the formulas (1a) and (2a), R 1 is an independent hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms, respectively. R 3 is a divalent organic group.)
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