JP2023080993A - Photosensitive resin composition and organic el element barrier - Google Patents

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光紘 岩崎
Mitsuhiro Iwasaki
良和 新井
Yoshikazu Arai
健太郎 古江
Kentaro Furue
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Abstract

To provide a high-sensitivity photosensitive resin composition containing black colorant which is capable of forming a step pattern in halftone exposure, and capable of maintaining a step shape even after thermosetting.SOLUTION: A photosensitive resin composition includes: resin (A1) which has a plurality of phenolic hydroxyl groups, and in which at least a part of the plurality of phenolic hydroxyl groups is protected by acid-decomposable group; resin (A2) having epoxy group; quinonediazide adduct (B) to a phenolic compound; at least one kind of dissolution accelerator (C) selected from the group consisting of a compound having carboxyl group and a compound having phenolic hydroxyl group; and black colorant (D), where the total molar number of the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group included in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 150 mmol or less per 100 g of solid content included in the photosensitive resin composition.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感光性樹脂組成物、並びにそれを用いた有機EL素子隔壁、有機EL素子絶縁膜、及び有機EL素子に関する。より詳しくは、本発明は、黒色着色剤を含有する感光性樹脂組成物、並びにそれを用いた有機EL素子隔壁、有機EL素子絶縁膜、及び有機EL素子に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photosensitive resin composition, an organic EL element partition wall, an organic EL element insulating film, and an organic EL element using the same. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition containing a black coloring agent, and an organic EL element partition wall, an organic EL element insulating film, and an organic EL element using the same.

有機ELディスプレイ(OLED)等の表示装置においては、表示特性向上のために、表示領域内の着色パターンの間隔部又は表示領域周辺部分の縁等に隔壁材が用いられている。有機EL表示装置の製造では、有機物質の画素が互いに接触しないようにするため、まず隔壁が形成され、その隔壁の間に有機物質の画素が形成される。この隔壁は一般に、感光性樹脂組成物を用いるフォトリソグラフィによって形成され、絶縁性を有する。詳しくは、塗布装置を用いて感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、揮発成分を加熱等の手段で除去したのち、マスクを介して露光し、次いでネガ型の場合は未露光部分を、ポジ型の場合は露光部分をアルカリ水溶液等の現像液で除去することによって現像し、得られたパターンを加熱処理して、隔壁(絶縁膜)を形成する。次いでインクジェット法等によって、赤、緑、青の3色の光を発する有機物質を隔壁の間に成膜して、有機EL表示装置の画素を形成する。 2. Description of the Related Art In a display device such as an organic EL display (OLED), in order to improve display characteristics, a partition wall material is used at intervals between colored patterns in a display area or at edges around the display area. In the manufacture of an organic EL display device, partition walls are first formed, and organic pixels are formed between the partition walls in order to prevent organic substance pixels from coming into contact with each other. This partition is generally formed by photolithography using a photosensitive resin composition and has insulating properties. Specifically, a photosensitive resin composition is applied onto a substrate using a coating device, volatile components are removed by means of heating or the like, and then exposed through a mask. In the case of the positive type, the exposed portion is developed by removing it with a developing solution such as an alkaline aqueous solution, and the obtained pattern is heat-treated to form a partition wall (insulating film). Next, by an ink jet method or the like, an organic substance emitting three colors of red, green, and blue is deposited between the barrier ribs to form the pixels of the organic EL display device.

発光層を形成する際、蒸着マスクを画素分割層に接触させて蒸着が行われる。このとき、画素分割層と蒸着マスクとの接触面積が大きいと、パーティクル発生によりパネルの歩留まりが低下するおそれがある。また、蒸着マスクの付着物によって画素分割層が損傷し、水分が損傷した部分を通って侵入することで、発光素子が劣化する場合もある。これらの課題を解決する手法として、画素分割層の接触面積が小さくなるように、画素分割層を二層に分けて成膜し、二層目の幅を小さくする方法が挙げられる。しかし、この方法では工程が煩雑になるため、プロセスタイムの増加又はパネルの歩留まり低下が避けられない場合がある。更にこれらの課題を解決する手法として、ハーフトーンフォトマスクを用いてパターン形成する方法が挙げられる。この方法によれば、段差形状を有する画素分割層を一層成膜で形成することで、プロセスタイムを増加させることなく、蒸着マスクとの接触面積を小さくすることができる。段差形状を有する画素分割層の一層成膜には、一般に、ナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型感光性樹脂組成物が用いられている。 When forming the light-emitting layer, vapor deposition is performed by bringing a vapor deposition mask into contact with the pixel division layer. At this time, if the contact area between the pixel dividing layer and the vapor deposition mask is large, there is a risk that the yield of the panel will decrease due to the generation of particles. In addition, the pixel division layer may be damaged by deposits on the vapor deposition mask, and moisture may enter through the damaged portion, thereby degrading the light emitting element. As a method for solving these problems, there is a method in which the pixel division layer is divided into two layers and the width of the second layer is reduced so that the contact area of the pixel division layer becomes small. However, this method complicates the process and may inevitably increase the process time or reduce the panel yield. Furthermore, as a method for solving these problems, there is a method of forming patterns using a halftone photomask. According to this method, by forming a pixel dividing layer having a step shape by forming a single layer, it is possible to reduce the contact area with the vapor deposition mask without increasing the process time. A positive photosensitive resin composition containing a naphthoquinone diazide compound is generally used for forming a single pixel dividing layer having a stepped shape.

一方で、該分野では近年、表示装置の小型化、及び表示するコンテンツが多様化したことにより、画素の高性能化及び高精細化が要求されている。表示装置におけるコントラストを高め、視認性を向上させる目的で、着色剤を用いて隔壁材に遮光性を持たせる試みがなされている。しかし、隔壁材に遮光性を持たせた場合、感光性樹脂組成物が低感度となる傾向があり、その結果、露光時間が長くなり生産性が低下するおそれがある。そのため、着色剤を含む隔壁材の形成に使用される感光性樹脂組成物はより高感度であることが要求される。 On the other hand, in this field, due to the recent miniaturization of display devices and the diversification of contents to be displayed, there is a demand for higher performance and higher definition of pixels. Attempts have been made to impart a light-shielding property to the partition wall material by using a coloring agent for the purpose of increasing the contrast in the display device and improving the visibility. However, when the partition wall material is provided with a light-shielding property, the sensitivity of the photosensitive resin composition tends to be low, and as a result, the exposure time becomes long, which may reduce productivity. Therefore, the photosensitive resin composition used for forming the partition wall material containing the colorant is required to have higher sensitivity.

特許文献1(特開2001-281440号公報)は、露光後の加熱処理により高い遮光性を示す感放射線性樹脂組成物として、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合物とを含むポジ型感放射線性樹脂組成物にチタンブラックを添加した組成物を記載している。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-281440) discloses a positive radiation-sensitive resin composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound as a radiation-sensitive resin composition exhibiting high light-shielding properties by heat treatment after exposure. describes a composition to which titanium black is added.

特許文献2(特開2002-116536号公報)は、[A]アルカリ可溶性樹脂、[B]1,2-キノンジアジド化合物、及び[C]着色剤を含有する感放射線性樹脂組成物において、カーボンブラックを用いて隔壁材を黒色化する方法を記載している。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-116536) describes a radiation-sensitive resin composition containing [A] an alkali-soluble resin, [B] a 1,2-quinonediazide compound, and [C] a colorant, wherein carbon black describes a method of blackening a barrier rib material using

特許文献3(特開2010-237310号公報)は、露光後の加熱処理により遮光性を示す感放射線性樹脂組成物として、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合物とを含むポジ型感放射線性樹脂組成物に感熱色素を添加した組成物を記載している。 Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-237310) describes a positive radiation-sensitive resin composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound as a radiation-sensitive resin composition that exhibits light-shielding properties by heat treatment after exposure. Compositions with added thermal dyes are described.

特許文献4(国際公開第2017/069172号)は、(A)バインダー樹脂、(B)キノンジアジド化合物、及び(C)ソルベントブラック27~47のカラーインデックスで規定される黒色染料から選ばれた少なくとも1種の黒色染料を含有するポジ型感光性樹脂組成物を記載している。 Patent Document 4 (International Publication No. 2017/069172) discloses (A) a binder resin, (B) a quinonediazide compound, and (C) at least one black dye selected from solvent black color indexes 27 to 47. A positive-acting photosensitive resin composition containing a black dye is described.

特開2001-281440号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-281440 特開2002-116536号公報JP-A-2002-116536 特開2010-237310号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-237310 国際公開第2017/069172号WO2017/069172

着色された隔壁材の形成に使用される感光性樹脂組成物では、硬化した膜の遮光性を十分高めるために、着色剤を相当量使用する必要がある。このように多量の着色剤を用いた場合、感光性樹脂組成物の被膜に照射された放射線が着色剤により吸収されるために、被膜中の放射線の有効強度が低下し、感光性樹脂組成物が十分に露光されず、結果としてパターン形成性が低下する。 A photosensitive resin composition used for forming a colored barrier rib material requires the use of a considerable amount of a coloring agent in order to sufficiently enhance the light-shielding properties of the cured film. When such a large amount of colorant is used, the radiation irradiated to the film of the photosensitive resin composition is absorbed by the colorant, so that the effective intensity of the radiation in the film is reduced, and the photosensitive resin composition is not sufficiently exposed, resulting in poor patternability.

有機EL素子における隔壁の形成において、生産性等の観点から、隔壁を形成する材料は高感度であることが重要である。しかし、着色剤を含有する黒色の感光性樹脂組成物を使用する場合、通常使用している露光条件では露光不良が生じるため、例えば露光時間を長くする必要があり、このことが生産性を低下させる要因となっていた。そのため、感光性樹脂組成物の露光量を少なくして、エネルギーコストを低減し、スループットを高めることが強く望まれている。 In the formation of partition walls in an organic EL element, it is important from the viewpoint of productivity that the material forming the partition walls has high sensitivity. However, when a black photosensitive resin composition containing a colorant is used, exposure failure occurs under the exposure conditions normally used, so it is necessary, for example, to lengthen the exposure time, which reduces productivity. It was a factor that made Therefore, it is strongly desired to reduce the exposure amount of the photosensitive resin composition, reduce the energy cost, and increase the throughput.

水酸基当量が低いフェノール性低分子化合物を感光性樹脂組成物に添加することでその感度が向上する場合がある。しかし、露光及び現像後の熱処理において硬化性を示す感光性樹脂組成物においては、そのようなフェノール性低分子化合物の配合量が増えると、樹脂の架橋密度が低下し、熱硬化時に塗膜が流動して段差形状が消失する場合がある。 Addition of a phenolic low-molecular-weight compound having a low hydroxyl equivalent to a photosensitive resin composition may improve its sensitivity. However, in a photosensitive resin composition that exhibits curability in heat treatment after exposure and development, an increase in the blending amount of such a phenolic low-molecular-weight compound lowers the cross-linking density of the resin, causing the coating film to form during heat curing. The step shape may disappear due to flow.

このように、遮光性を有するにも拘らず高感度であり、ハーフトーンフォトマスクを用いた一括露光プロセスを用いて段差形状を有するパターンを形成することが可能な感光性樹脂組成物が求められている。 Thus, there is a need for a photosensitive resin composition that has high sensitivity despite having a light-shielding property, and is capable of forming a pattern having a stepped shape using a one-shot exposure process using a halftone photomask. ing.

本発明の目的は、ハーフトーンフォトマスクを用いた露光(以下、「ハーフトーン露光」ともいう。)において段差パターン形成が可能であり、かつ熱硬化後も段差形状を維持することが可能な、黒色着色剤を含有する高感度の感光性樹脂組成物を提供することである。 An object of the present invention is to make it possible to form a stepped pattern in exposure using a halftone photomask (hereinafter also referred to as "halftone exposure"), and to maintain the stepped shape even after heat curing. An object of the present invention is to provide a highly sensitive photosensitive resin composition containing a black colorant.

本発明者は、複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂と、エポキシ基を有する樹脂と、フェノール化合物へのキノンジアジド付加体と、溶解促進剤と、黒色着色剤とを含む感光性樹脂組成物において、キノンジアジド付加体及び溶解促進剤に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数を、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下とすることで、ハーフトーン露光において段差パターン形成が可能であり、かつ熱硬化後も段差形状を維持することが可能となることを見出した。 The present inventors have proposed a resin having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of which is protected with an acid-decomposable group, a resin having an epoxy group, and a quinonediazide adduct to a phenolic compound. , a dissolution accelerator, and a black colorant, the total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct and the dissolution accelerator is It was found that by setting the amount to 150 mmol or less per 100 g of solid content, it is possible to form a stepped pattern in halftone exposure, and to maintain the stepped shape even after thermal curing.

すなわち、本発明は次の態様を含む。
[1]
複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)と、
エポキシ基を有する樹脂(A2)と、
フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)と、
カルボキシ基を有する化合物及びフェノール性水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の溶解促進剤(C)と、
黒色着色剤(D)と、
を含む感光性樹脂組成物であって、前記キノンジアジド付加体(B)及び前記溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下である感光性樹脂組成物。
[2]
前記キノンジアジド付加体(B)が、前記フェノール化合物の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル又は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルである、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3]
前記キノンジアジド付加体(B)のキノンジアジド基当量が500以下である、[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4]
前記溶解促進剤(C)が分子量1000以下の有機低分子化合物である、[1]~[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[5]
前記溶解促進剤(C)のカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計当量が60以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6]
前記キノンジアジド付加体(B)及び前記溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり90mmol以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[7]
前記樹脂(A1)が、式(4)

Figure 2023080993000001
(式(4)において、Rは水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基であり、R10は酸分解性基であり、rは0~5の整数であり、sは0~5の整数であり、但しr+sは1~5の整数である。)
で表される構造単位を有し、sが1以上の整数である式(4)で表される構造単位を少なくとも1つ有する、[1]~[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8]
前記樹脂(A1)が、式(2)
Figure 2023080993000002
(式(2)において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素原子数1~3のフルオロアルキル基、又はハロゲン原子であり、Rは、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、フェニル基、又はヒドロキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基及び炭素原子数1~6のアルコキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されたフェニル基である。)
で表される構造単位を有する、[7]に記載の感光性樹脂組成物。
[9]
前記樹脂(A1)においてフェノール性水酸基の水素原子と置換されている前記酸分解性基が、式(3)
-CR-O-R (3)
(式(3)中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~4の直鎖アルキル基、又は炭素原子数3~4の分岐アルキル基であり、Rは、炭素原子数1~12の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の分岐アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、炭素原子数7~12のアラルキル基、又は炭素原子数2~12のアルケニル基であり、R又はRの一方とRとが結合して環員数3~10の環構造を形成してもよく、R、R及びRは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれるハロゲン原子で置換されていてもよい。)
で表される基である、[1]~[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[10]
前記樹脂(A2)が、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂である、[1]~[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[11]
前記エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂が、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物とヒドロキシ安息香酸化合物との反応物であって、式(6)
Figure 2023080993000003
(式(6)において、bは1~5の整数であり、*は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物の、反応にかかるエポキシ基を除く残基との結合部を表す。)
の構造を有する化合物である、[10]に記載の感光性樹脂組成物。
[12]
前記1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物がノボラック型エポキシ樹脂である、[11]に記載の感光性樹脂組成物。
[13]
樹脂成分の合計100質量部を基準として、前記黒色着色剤(D)を10質量部~150質量部含む、[1]~[12]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[14]
前記感光性樹脂組成物の硬化被膜の光学濃度(OD値)が膜厚1μmあたり0.5以上である、[1]~[13]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[15]
[1]~[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子隔壁。
[16]
[1]~[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子絶縁膜。
[17]
[1]~[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子。 That is, the present invention includes the following aspects.
[1]
a resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of the plurality of phenolic hydroxyl groups being protected with an acid-decomposable group;
a resin (A2) having an epoxy group;
A quinonediazide adduct (B) to a phenol compound;
at least one dissolution accelerator (C) selected from the group consisting of compounds having a carboxyl group and compounds having a phenolic hydroxyl group;
a black coloring agent (D);
wherein the total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is the solid contained in the photosensitive resin composition A photosensitive resin composition having a content of 150 mmol or less per 100 g per minute.
[2]
The photosensitive resin according to [1], wherein the quinonediazide adduct (B) is 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonate or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate of the phenol compound. Composition.
[3]
The photosensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the quinonediazide adduct (B) has a quinonediazide group equivalent of 500 or less.
[4]
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the dissolution accelerator (C) is an organic low-molecular-weight compound having a molecular weight of 1,000 or less.
[5]
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the dissolution accelerator (C) has a total equivalent weight of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups of 60 or less.
[6]
The total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 90 mmol or more per 100 g of solid content contained in the photosensitive resin composition [1] The photosensitive resin composition according to any one of [5].
[7]
The resin (A1) has the formula (4)
Figure 2023080993000001
(In formula (4), R 9 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 10 is an acid-decomposable group, r is an integer of 0 to 5, s is 0 to 5 is an integer of , where r + s is an integer of 1 to 5.)
The photosensitive resin according to any one of [1] to [6], having at least one structural unit represented by formula (4), wherein s is an integer of 1 or more. Composition.
[8]
The resin (A1) has the formula (2)
Figure 2023080993000002
(In Formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fully or partially fluorinated fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. , or a halogen atom, and R 4 is a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxy group, or a 1 to 6 carbon atom is a phenyl group substituted with at least one selected from the group consisting of an alkyl group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
The photosensitive resin composition according to [7], which has a structural unit represented by
[9]
The acid-decomposable group substituted with the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group in the resin (A1) has the formula (3)
—CR 6 R 7 —OR 8 (3)
(In formula (3), R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, and R 8 is , a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or 2 carbon atoms 1 to 12 alkenyl groups, one of R 6 or R 7 and R 8 may combine to form a ring structure with 3 to 10 ring members, where R 6 , R 7 and R 8 are fluorine, It may be substituted with a halogen atom selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine.)
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [8], which is a group represented by
[10]
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [9], wherein the resin (A2) is a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group.
[11]
The resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is a reaction product of a compound having at least two epoxy groups in one molecule and a hydroxybenzoic acid compound, and has the formula (6)
Figure 2023080993000003
(In the formula (6), b is an integer of 1 to 5, and * represents a bonding portion of a compound having at least two epoxy groups in one molecule with a residue other than the epoxy group involved in the reaction. .)
The photosensitive resin composition according to [10], which is a compound having the structure of
[12]
The photosensitive resin composition according to [11], wherein the compound having at least two epoxy groups in one molecule is a novolac epoxy resin.
[13]
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [12], containing 10 parts by mass to 150 parts by mass of the black colorant (D) based on a total of 100 parts by mass of the resin components.
[14]
The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [13], wherein the cured film of the photosensitive resin composition has an optical density (OD value) of 0.5 or more per 1 μm of film thickness.
[15]
[1] An organic EL element partition comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [14].
[16]
An organic EL element insulating film comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [14].
[17]
An organic EL device comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [14].

本発明によれば、ハーフトーン露光において段差パターン形成が可能であり、かつ熱硬化後も段差形状を維持することが可能な、黒色着色剤を含有する高感度の感光性樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a highly sensitive photosensitive resin composition containing a black colorant, capable of forming a stepped pattern in halftone exposure and maintaining the stepped shape even after thermal curing. be able to.

以下に本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本開示において「アルカリ可溶性」及び「アルカリ水溶液可溶性」とは、感光性樹脂組成物若しくはその成分、又は感光性樹脂組成物の被膜若しくは硬化被膜が、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に溶解可能であることを意味する。「アルカリ可溶性官能基」とは、そのようなアルカリ可溶性を、感光性樹脂組成物若しくはその成分、又は感光性樹脂組成物の被膜若しくは硬化被膜に付与する基を意味する。アルカリ可溶性官能基としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基、及びメルカプト基が挙げられる。 In the present disclosure, "alkali soluble" and "alkali aqueous solution soluble" mean that the photosensitive resin composition or its components, or the coating or cured coating of the photosensitive resin composition is a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. means that it is soluble in The “alkali-soluble functional group” means a group that imparts such alkali solubility to the photosensitive resin composition or its components, or the coating or cured coating of the photosensitive resin composition. Alkali-soluble functional groups include, for example, phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, sulfo groups, phosphoric acid groups, acid anhydride groups, and mercapto groups.

本開示において「酸分解性基」とは、酸の存在下、必要に応じて加熱を行うことにより、分解(脱保護)し、アルカリ可溶性官能基を生成させる基を意味する。 In the present disclosure, "acid-decomposable group" means a group that is decomposed (deprotected) by heating in the presence of an acid, if necessary, to generate an alkali-soluble functional group.

本開示において「ラジカル重合性官能基」とは、エチレン性不飽和基を意味し、「ラジカル重合性化合物」とは、1又は複数のエチレン性不飽和基を有する化合物を意味する。 In the present disclosure, "radical polymerizable functional group" means an ethylenically unsaturated group, and "radical polymerizable compound" means a compound having one or more ethylenically unsaturated groups.

本開示において「構造単位」とは、高分子の基本構造の一部分を構成する原子団を意味し、この原子団はペンダント原子又はペンダント原子団を有してもよい。例えば、ラジカル(共)重合体の場合は、単量体として使用したラジカル重合性化合物に由来する単位を意味し、フェノールノボラック樹脂の場合は、1分子のフェノール(COH)と1分子のホルムアルデヒド(HCHO)の縮合反応より形成される以下の単位を意味する。ペンダント基(側基)を有する構造単位について、架橋部位の形成に使用されているペンダント基又はそれに由来する基を有する構造単位と、架橋部位の形成に関与していない遊離ペンダント基を有する構造単位とは、互いに異なるものとみなす。枝分かれ分子鎖(分岐鎖)を有する高分子について、分岐点を含む構造単位(分岐単位)と線状分子鎖に含まれる構造単位とは、互いに異なるものとみなす。

Figure 2023080993000004
In the present disclosure, "structural unit" means an atomic group that constitutes part of the basic structure of a polymer, and this atomic group may have pendant atoms or pendant atomic groups. For example, in the case of a radical (co)polymer, it means a unit derived from a radically polymerizable compound used as a monomer, and in the case of a phenol novolac resin, one molecule of phenol (C 6 H 5 OH) and one means the following units formed from the condensation reaction of molecular formaldehyde (HCHO). Structural units with pendant groups (side groups) include structural units with pendant groups used to form cross-linking sites or groups derived from them, and structural units with free pendant groups that are not involved in the formation of cross-linking sites. are considered to be different from each other. Regarding a polymer having a branched molecular chain (branched chain), the structural unit containing the branch point (branching unit) and the structural unit contained in the linear molecular chain are considered different from each other.
Figure 2023080993000004

本開示において「(メタ)アクリル」とはアクリル又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とはアクリレート又はメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリロイル」とはアクリロイル又はメタクリロイルを意味する。 In the present disclosure, "(meth)acrylic" means acrylic or methacrylic, "(meth)acrylate" means acrylate or methacrylate, and "(meth)acryloyl" means acryloyl or methacryloyl.

本開示において、樹脂、重合体、又は共重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、移動相をテトラヒドロフランとするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、gel permeation chromatography)によって40℃で測定される、標準ポリスチレン換算値を意味する。 In the present disclosure, the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of resins, polymers, or copolymers are measured at 40° C. by gel permeation chromatography (GPC, gel permeation chromatography) using tetrahydrofuran as a mobile phase. Means the standard polystyrene conversion value measured in

本開示において、樹脂、重合体、又は共重合体の水酸基当量は、樹脂、重合体、又は共重合体を構成する構造単位の分子量及び組成比から計算される理論値である。具体的には、水酸基当量は、樹脂がn種類の単量体i(i=1~nの自然数)の(共)重合体であるときに、下記式:

Figure 2023080993000005
によって算出される値を意味する。式中、単量体i(i=1~n)の共重合比(モル基準)の合計は1である。 In the present disclosure, the hydroxyl equivalent of a resin, polymer, or copolymer is a theoretical value calculated from the molecular weight and compositional ratio of structural units that constitute the resin, polymer, or copolymer. Specifically, when the resin is a (co)polymer of n kinds of monomers i (where i is a natural number from 1 to n), the hydroxyl equivalent is calculated by the following formula:
Figure 2023080993000005
means a value calculated by In the formula, the total copolymerization ratio (molar basis) of monomer i (i=1 to n) is 1.

後述するエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂の場合、水酸基当量は、下記式:
水酸基当量=
[(原料のエポキシ当量/原料のエポキシ基1当量に対して付加させるカルボン酸の当量)+付加させるカルボン酸の分子量]/(カルボン酸のフェノール性水酸基数+カルボン酸のエポキシ基と反応するカルボキシ基数)
によって算出される値を意味する。
In the case of a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, which will be described later, the hydroxyl group equivalent is calculated by the following formula:
hydroxyl equivalent =
[(epoxy equivalent of raw material/equivalent weight of carboxylic acid to be added with respect to 1 equivalent of epoxy group of raw material) + molecular weight of carboxylic acid to be added]/(number of phenolic hydroxyl groups of carboxylic acid + carboxyl group that reacts with epoxy group of carboxylic acid radix)
means a value calculated by

本開示において「樹脂成分」とは、複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)、エポキシ基を有する樹脂(A2)、及び後述するその他の樹脂(A3)を意味する。 In the present disclosure, the “resin component” means a resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of which is protected with an acid-decomposable group, a resin having an epoxy group (A2 ), and other resins (A3) described later.

本開示において「固形分」とは、樹脂成分、フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)、溶解促進剤(C)、黒色着色剤(D)及び任意成分(E)を含み、溶媒(F)を除く成分の合計質量を意味する。 In the present disclosure, the term "solid content" includes a resin component, a quinonediazide adduct to a phenolic compound (B), a dissolution accelerator (C), a black colorant (D) and an optional component (E), and a solvent (F) means the total mass of the components excluding

[感光性樹脂組成物]
一実施態様の感光性樹脂組成物は、複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)と、エポキシ基を有する樹脂(A2)と、フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)と、溶解促進剤(C)と、黒色着色剤(D)とを含む。キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数は、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下である。
[Photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of one embodiment comprises a resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of the plurality of phenolic hydroxyl groups being protected with an acid-decomposable group, and a resin having an epoxy group. (A2), a quinone diazide adduct to a phenolic compound (B), a dissolution accelerator (C), and a black colorant (D). The total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 150 mmol or less per 100 g of solid content contained in the photosensitive resin composition.

〈複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)〉
複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)(以下、「保護樹脂(A1)」ともいう。)において、フェノール性水酸基はアルカリ可溶性官能基であり、その一部が酸分解性基で保護されていることにより、保護樹脂(A1)の露光前のアルカリ溶解性は抑制されている。後述するキノンジアジド付加体(B)は、可視光、紫外光、γ線、電子線等の放射線が照射されるとアルカリ可溶性のカルボン酸化合物を生成する。生成したカルボン酸化合物は、保護樹脂(A1)の酸分解性基の分解を促進してフェノール性水酸基を再生させ、保護樹脂(A1)のアルカリ溶解性を増大させる。その結果、保護樹脂(A1)の露光前後(酸分解性基の分解前後)でのアルカリ可溶性の変化が大きくなり、パターンの解像度をより高めることができる。
<Resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of which is protected with an acid-decomposable group>
In a resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups and at least a portion of the plurality of phenolic hydroxyl groups being protected with an acid-decomposable group (hereinafter also referred to as "protected resin (A1)"), the phenolic A hydroxyl group is an alkali-soluble functional group, and a part of it is protected with an acid-decomposable group, so that the alkali-solubility of the protective resin (A1) before exposure is suppressed. The quinonediazide adduct (B), which will be described later, forms an alkali-soluble carboxylic acid compound when irradiated with radiation such as visible light, ultraviolet light, γ-rays, and electron beams. The produced carboxylic acid compound accelerates the decomposition of the acid-decomposable group of the protective resin (A1), regenerates the phenolic hydroxyl group, and increases the alkali solubility of the protective resin (A1). As a result, the change in alkali solubility of the protective resin (A1) before and after exposure (before and after decomposition of the acid-decomposable group) is increased, and the pattern resolution can be further enhanced.

保護樹脂(A1)は、フェノール性水酸基以外のアルカリ可溶性官能基を有していてもよく、それらのアルカリ可溶性官能基は、フェノール性水酸基と同様に酸分解性基で保護されていてもよい。フェノール性水酸基以外のアルカリ可溶性官能基としては、例えば、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基、及びメルカプト基が挙げられる。 The protective resin (A1) may have alkali-soluble functional groups other than phenolic hydroxyl groups, and these alkali-soluble functional groups may be protected with acid-decomposable groups in the same manner as the phenolic hydroxyl groups. Alkali-soluble functional groups other than phenolic hydroxyl groups include, for example, a carboxy group, a sulfo group, a phosphoric acid group, an acid anhydride group, and a mercapto group.

保護樹脂(A1)は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。例えば、保護樹脂(A1)は、重合体又は共重合体の構造単位、酸分解性基、フェノール性水酸基の保護率、又はこれらの組み合わせが異なる2種類以上の樹脂の組み合わせであってよい。 Protective resin (A1) can be used individually or in combination of 2 or more types. For example, the protective resin (A1) may be a combination of two or more resins differing in polymer or copolymer structural units, acid-decomposable groups, phenolic hydroxyl group protection ratios, or combinations thereof.

(酸分解性基によるフェノール性水酸基の保護)
保護樹脂(A1)は、複数のフェノール性水酸基を有するベース樹脂(a)のフェノール性水酸基の一部を酸分解性基で保護することにより得ることができる。酸分解性基で保護されたフェノール性水酸基を有する保護樹脂(A1)は、Ar-O-Rの部分構造を有し、Arはフェノール由来の芳香環を表し、Rは酸分解性基を表す。
(Protection of phenolic hydroxyl group by acid-decomposable group)
The protective resin (A1) can be obtained by protecting some of the phenolic hydroxyl groups of the base resin (a) having a plurality of phenolic hydroxyl groups with acid-decomposable groups. The protective resin (A1) having a phenolic hydroxyl group protected with an acid-decomposable group has a partial structure of Ar—O—R 5 , Ar represents an aromatic ring derived from phenol, and R 5 is an acid-decomposable group. represents

酸分解性基は、酸の存在下、必要に応じて加熱を行うことにより、分解(脱保護)し、アルカリ可溶性官能基を生成させる基である。具体的には、例えば、tert-ブチル基、1,1-ジメチル-プロピル基、1-メチルシクロペンチル基、1-エチルシクロペンチル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-エチルシクロヘキシル基、1-メチルアダマンチル基、1-エチルアダマンチル基、tert-ブトキシカルボニル基、1,1-ジメチル-プロポキシカルボニル基等の三級アルキル基を有する基;トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、t-ブチルジフェニルシリル基等のシリル基;及び式(3)
-CR-O-R (3)
(式(3)中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~4の直鎖アルキル基、又は炭素原子数3~4の分岐アルキル基であり、Rは、炭素原子数1~12の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の分岐アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、炭素原子数7~12のアラルキル基、又は炭素原子数2~12のアルケニル基であり、R又はRの一方とRとが結合して環員数3~10の環構造を形成してもよく、R、R及びRは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれるハロゲン原子で置換されていてもよい。)で表される基が挙げられる。式(3)で表される基は、フェノール性水酸基由来の酸素原子と一緒にアセタール構造又はケタール構造を形成する。これらの酸分解性基は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
The acid-decomposable group is a group that is decomposed (deprotected) by heating in the presence of an acid, if necessary, to generate an alkali-soluble functional group. Specifically, for example, tert-butyl group, 1,1-dimethyl-propyl group, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1-methyladamantyl group , 1-ethyladamantyl group, tert-butoxycarbonyl group, group having a tertiary alkyl group such as 1,1-dimethyl-propoxycarbonyl group; trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, triisopropylsilyl group , a silyl group such as a t-butyldiphenylsilyl group; and formula (3)
—CR 6 R 7 —OR 8 (3)
(In formula (3), R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, and R 8 is , a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or 2 carbon atoms 1 to 12 alkenyl groups, one of R 6 or R 7 and R 8 may combine to form a ring structure with 3 to 10 ring members, where R 6 , R 7 and R 8 are fluorine, optionally substituted with a halogen atom selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine). The group represented by formula (3) forms an acetal structure or ketal structure together with an oxygen atom derived from a phenolic hydroxyl group. These acid-decomposable groups can be used alone or in combination of two or more.

低露光量でも高感度の感光性樹脂組成物が得られることから、酸分解性基は、式(3)で表される基であることが好ましい。R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~4の直鎖アルキル基、又は炭素原子数3~4の分岐アルキル基であり、Rは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれるハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素原子数1~12の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の分岐アルキル基、又は炭素原子数3~12の環状アルキル基であることがより好ましい。そのような酸分解性基としては、例えば、1-アルコキシアルキル基が挙げられる。1-アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、1-メトキシエチル基、1-エトキシエチル基、1-n-プロポキシエチル基、1-n-ブトキシエチル基、1-イソブトキシエチル基、1-(2-クロロエトキシ)エチル基、1-(2-エチルヘキシルオキシ)エチル基、1-シクロヘキシルオキシエチル基、及び1-(2-シクロヘキシルエトキシ)エチル基が挙げられ、1-エトキシエチル基及び1-n-プロポキシエチル基が好ましい。酸分解性基として、式(3)で表される基であって、R又はRの一方とRとが結合して環員数3~10の環構造を形成したものも好適に使用することができる。このとき、環構造の形成に関与しないR又はRは、水素原子であることが好ましい。そのような酸分解性基としては、例えば、2-テトラヒドロフラニル基、及び2-テトラヒドロピラニル基が挙げられ、2-テトラヒドロフラニル基が好ましい。 The acid-decomposable group is preferably a group represented by formula (3), since a highly sensitive photosensitive resin composition can be obtained even with a low exposure dose. R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, and R 8 is fluorine, chlorine, bromine and A linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, which may be substituted with a halogen atom selected from the group consisting of iodine. more preferably a group. Examples of such acid-decomposable groups include 1-alkoxyalkyl groups. 1-alkoxyalkyl groups include, for example, methoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-n-propoxyethyl group, 1-n-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1 -(2-chloroethoxy)ethyl group, 1-(2-ethylhexyloxy)ethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, and 1-(2-cyclohexylethoxy)ethyl group; - n-propoxyethyl groups are preferred. As the acid-decomposable group, a group represented by formula (3) in which one of R 6 or R 7 and R 8 are bonded to form a ring structure having 3 to 10 ring members is also preferably used. can do. At this time, R6 or R7 that does not participate in the formation of the ring structure is preferably a hydrogen atom. Examples of such acid-decomposable groups include a 2-tetrahydrofuranyl group and a 2-tetrahydropyranyl group, with the 2-tetrahydrofuranyl group being preferred.

フェノール性水酸基の保護反応は、一般的な保護剤を用いて公知の条件で行うことができる。例えば、無溶媒又はトルエン、ヘキサン等の溶媒中でベース樹脂(a)と保護剤とを、酸又は塩基の存在下、反応温度-20~50℃で反応させることにより、保護樹脂(A1)を得ることができる。 A protective reaction of a phenolic hydroxyl group can be carried out under known conditions using a general protective agent. For example, the protective resin (A1) is obtained by reacting the base resin (a) and the protective agent in no solvent or in a solvent such as toluene or hexane at a reaction temperature of -20 to 50°C in the presence of an acid or base. Obtainable.

保護剤として、フェノール性水酸基を保護することが可能な公知の保護剤を使用することができる。保護剤としては、例えば、酸分解性基がtert-ブチル基の場合はイソブテン、tert-ブトキシカルボニル基の場合は二炭酸ジ-tert-ブチルを用いることができる。酸分解性基がトリメチルシリル基、トリエチルシリル基などのシリル基の場合は、トリメチルシリルクロライド、トリエチルシリルクロライドなどのケイ素含有塩化物、又はトリメチルシリルトリフラート、トリエチルシリルトリフラートなどのケイ素含有トリフラート化合物を用いることができる。酸分解性基がメトキシメチル基の場合はクロロメチルメチルエーテル、1-エトキシエチル基の場合はエチルビニルエーテル、1-n-プロポキシエチル基の場合はn-プロピルビニルエーテル、2-テトラヒドロフラニル基の場合は2,3-ジヒドロフラン、2-テトラヒドロピラニル基の場合は3,4-ジヒドロ-2H-ピランなどを用いることができる。 As a protecting agent, a known protecting agent capable of protecting a phenolic hydroxyl group can be used. Examples of protective agents that can be used include isobutene when the acid-decomposable group is a tert-butyl group and di-tert-butyl dicarbonate when the acid-decomposable group is a tert-butoxycarbonyl group. When the acid-decomposable group is a silyl group such as trimethylsilyl group and triethylsilyl group, silicon-containing chlorides such as trimethylsilyl chloride and triethylsilyl chloride, or silicon-containing triflate compounds such as trimethylsilyl triflate and triethylsilyl triflate can be used. . Chloromethyl methyl ether when the acid-decomposable group is a methoxymethyl group, ethyl vinyl ether when it is a 1-ethoxyethyl group, n-propyl vinyl ether when it is a 1-n-propoxyethyl group, and 2-tetrahydrofuranyl group when it is a 2-tetrahydrofuranyl group. In the case of 2,3-dihydrofuran and 2-tetrahydropyranyl groups, 3,4-dihydro-2H-pyran and the like can be used.

酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸等の無機酸、及びメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。有機酸の塩、例えばp-トルエンスルホン酸のピリジニウム塩なども酸供給源として使用することができる。塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等の無機炭酸塩、水素化ナトリウム等の金属水素化物、及びピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、イミダゾール、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等のアミン化合物が挙げられる。 Examples of acids include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and perchloric acid, and organic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid. Salts of organic acids, such as the pyridinium salt of p-toluenesulfonic acid, can also be used as acid sources. Examples of the base include inorganic hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; inorganic carbonates such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate and cesium carbonate; metal hydrides such as sodium hydride; Amine compounds such as N,N-dimethyl-4-aminopyridine, imidazole, triethylamine and diisopropylethylamine are included.

別の実施態様では、フェノール性水酸基を有する重合性単量体のフェノール性水酸基を酸分解性基で保護した後、酸分解性基で保護されたフェノール性水酸基を有する重合性単量体及び必要に応じてその他の重合性単量体を重合又は共重合することにより、保護樹脂(A1)を得ることもできる。フェノール性水酸基を有する重合性単量体のフェノール性水酸基の保護は、ベース樹脂(a)のフェノール性水酸基の保護と同様の方法で行うことができる。 In another embodiment, after protecting the phenolic hydroxyl group of the polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group with an acid-decomposable group, the polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group protected with an acid-decomposable group and the necessary The protective resin (A1) can also be obtained by polymerizing or copolymerizing other polymerizable monomers depending on the conditions. The phenolic hydroxyl group of the polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group can be protected by the same method as the protection of the phenolic hydroxyl group of the base resin (a).

(ベース樹脂(a))
保護樹脂(A1)のベース樹脂(a)としては、例えば、複数のフェノール性水酸基を有する、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂前駆体、シリコーン樹脂、環状オレフィンポリマー、カルド樹脂、及びこれらの樹脂の誘導体が挙げられる。例えば、フェノール樹脂の誘導体としては、アルケニル基がベンゼン環に結合したポリアルケニルフェノール樹脂、ポリスチレン樹脂の誘導体としては、フェノール性水酸基とヒドロキシアルキル基又はアルコキシ基とがベンゼン環に結合したヒドロキシポリスチレン樹脂誘導体が挙げられる。ベース樹脂(a)として、フェノール性水酸基を有する重合性単量体の単独重合体又は共重合体を使用することもできる。これらのベース樹脂(a)は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。ベース樹脂(a)はラジカル重合性官能基を有してもよい。一実施態様では、ベース樹脂(a)はラジカル重合性官能基として(メタ)アクリロイルオキシ基、アリル基又はメタリル基を有する。
(Base resin (a))
Examples of the base resin (a) of the protective resin (A1) include acrylic resins, polystyrene resins, polyamide resins, phenol resins, polyimide resins, polyamic acid resins, polybenzoxazole resins, polybenzoxazole resins, and polybenzoxazole resins having a plurality of phenolic hydroxyl groups. Oxazole resin precursors, silicone resins, cyclic olefin polymers, cardo resins, and derivatives of these resins. For example, a derivative of a phenol resin is a polyalkenylphenol resin in which an alkenyl group is bonded to a benzene ring, and a derivative of a polystyrene resin is a hydroxypolystyrene resin derivative in which a phenolic hydroxyl group and a hydroxyalkyl group or an alkoxy group are bonded to a benzene ring. is mentioned. A homopolymer or copolymer of a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group can also be used as the base resin (a). These base resins (a) can be used alone or in combination of two or more. The base resin (a) may have a radically polymerizable functional group. In one embodiment, the base resin (a) has a (meth)acryloyloxy group, allyl group or methallyl group as a radically polymerizable functional group.

保護樹脂(A1)のベース樹脂(a)は、重合体主鎖にペンダントしたベンゼン環上にフェノール性水酸基を有するものが好ましい。この構造を有する保護樹脂(A1)のベース樹脂(a)は、フェノール性水酸基を有するベンゼン環が重合体主鎖を構成し、同等の水酸基価を有するノボラック樹脂と比較して、現像液中のアルカリ化合物がフェノール性水酸基に接近しやすくアルカリ可溶性が高い。 The base resin (a) of the protective resin (A1) preferably has a phenolic hydroxyl group on the benzene ring pendant to the polymer main chain. In the base resin (a) of the protective resin (A1) having this structure, a benzene ring having a phenolic hydroxyl group constitutes the polymer main chain, and compared with a novolak resin having an equivalent hydroxyl value, Alkali compounds easily approach phenolic hydroxyl groups and have high alkali solubility.

(フェノール性水酸基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体とのアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1))
一実施態様では、保護樹脂(A1)のベース樹脂(a)は、フェノール性水酸基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体とのアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)(本開示において単に「アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)」ともいう。)であり、アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は複数のフェノール性水酸基を有する。この実施態様において、保護樹脂(A1)は、アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)の複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護されたものである。アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、フェノール性水酸基以外のアルカリ可溶性官能基、例えば、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基、又はメルカプト基を更に有してもよい。重合性単量体が有する重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基を挙げることができ、例えば、CH=CH-、CH=C(CH)-、CH=CHCO-、CH=C(CH)CO-、-OC-CH=CH-CO-などが挙げられる。
(Aqueous alkali-soluble copolymer (a1) of a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and another polymerizable monomer)
In one embodiment, the base resin (a) of the protective resin (A1) is an alkaline aqueous solution-soluble copolymer (a1) of a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and another polymerizable monomer (this disclosure (also simply referred to as "aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1)"), and the aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) has a plurality of phenolic hydroxyl groups. In this embodiment, the protective resin (A1) is obtained by protecting at least part of the plurality of phenolic hydroxyl groups of the aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) with an acid-decomposable group. The aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) may further have an alkali-soluble functional group other than the phenolic hydroxyl group, such as a carboxy group, a sulfo group, a phosphoric acid group, an acid anhydride group, or a mercapto group. Examples of the polymerizable functional group possessed by the polymerizable monomer include radically polymerizable functional groups such as CH 2 ═CH—, CH 2 ═C(CH 3 )—, CH 2 ═CHCO—, CH 2 =C(CH 3 )CO-, -OC-CH=CH-CO- and the like.

アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、例えば、フェノール性水酸基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。ラジカル重合により共重合体を合成した後に、フェノール性水酸基を前記共重合体に付加した誘導体を用いてもよい。 The alkaline aqueous solution-soluble copolymer (a1) can be produced, for example, by radically polymerizing a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and other polymerizable monomers. After synthesizing a copolymer by radical polymerization, a derivative obtained by adding a phenolic hydroxyl group to the copolymer may be used.

フェノール性水酸基を有する重合性単量体としては、例えば、4-ヒドロキシスチレン、4-ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、3,5-ジメチル-4-ヒドロキシベンジルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルマレイミド等が挙げられる。 Polymerizable monomers having a phenolic hydroxyl group include, for example, 4-hydroxystyrene, 4-hydroxyphenyl (meth)acrylate, 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylacrylamide, 4-hydroxyphenylacrylamide, 4-hydroxy phenylmaleimide and the like.

その他の重合性単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリルアミド;アクリロニトリル;ビニル-n-ブチルエーテル等のビニルアルコールのエーテル化合物;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のN-置換マレイミド;マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル、マレイン酸無水物等のマレイン酸誘導体;(メタ)アクリル酸、α-ブロモ(メタ)アクリル酸、α-クロル(メタ)アクリル酸、β-フリル(メタ)アクリル酸、β-スチリル(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸誘導体;フマル酸、ケイ皮酸、α-シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸、3-マレイミドプロピオン酸、4-マレイミド酪酸、6-マレイミドヘキサン酸等の不飽和カルボン酸化合物;(メタ)アリルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸等のスルホ基を有する重合性単量体;リン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)等のリン酸基を有する重合性単量体;及び無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の酸無水物基を有する重合性単量体が挙げられる。 Other polymerizable monomers include, for example, styrene derivatives such as styrene, vinyl toluene, α-methylstyrene, p-methylstyrene and p-ethylstyrene; acrylamide; acrylonitrile; vinyl alcohols such as vinyl-n-butyl ether. Ether compounds; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate , tert-butyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) ) (meth)acrylic acid esters such as acrylates; N-substituted maleimides such as phenylmaleimide and cyclohexylmaleimide; maleic acid derivatives such as maleic acid, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monoisopropyl maleate, and maleic anhydride; (Meth)acrylic acid derivatives such as meth)acrylic acid, α-bromo(meth)acrylic acid, α-chloro(meth)acrylic acid, β-furyl (meth)acrylic acid, β-styryl (meth)acrylic acid; unsaturated carboxylic acid compounds such as acid, cinnamic acid, α-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid, propiolic acid, 3-maleimidopropionic acid, 4-maleimidobutyric acid, 6-maleimidohexanoic acid; (meth)allylsulfone acid, 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polymerizable monomers having a sulfo group such as styrenesulfonic acid; and polymerizable monomers having an acid anhydride group such as itaconic anhydride and citraconic anhydride.

耐熱性等の観点から、アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、脂環式構造、芳香族構造、多環式構造、無機環式構造、複素環式構造等の1種又は複数種の環式構造を有することが好ましい。 From the viewpoint of heat resistance and the like, the copolymer (a1) soluble in an alkaline aqueous solution has one or more types of rings such as an alicyclic structure, an aromatic structure, a polycyclic structure, an inorganic cyclic structure, and a heterocyclic structure. It is preferred to have the formula structure.

フェノール性水酸基を有する重合性単量体は、1種又は複数種の環式構造を有することが好ましい。フェノール性水酸基を有する重合性単量体は、ラジカル重合性官能基として、CH=CHCO-又はCH=C(CH)CO-を有する(メタ)アクリル化合物、及び-OC-CH=CH-CO-を有するマレイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 The polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group preferably has one or more cyclic structures. The polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group is a (meth)acrylic compound having CH 2 =CHCO- or CH 2 =C(CH 3 )CO- as a radically polymerizable functional group, and -OC-CH=CH It is preferably at least one selected from the group consisting of maleimide compounds having —CO—.

フェノール性水酸基を有する重合性単量体として、重合後に式(1)

Figure 2023080993000006
(式(1)において、Rは水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基であり、aは1~5の整数である。)で表される構造単位を形成するものがより好ましい。Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。aは1~3の整数であることが好ましく、1であることがより好ましい。そのようなフェノール性水酸基を有する重合性単量体として、4-ヒドロキシフェニルメタクリレートが特に好ましい。 As a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group, the formula (1) after polymerization
Figure 2023080993000006
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 5.) is more preferable. R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group. a is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1; 4-Hydroxyphenyl methacrylate is particularly preferred as such a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group.

その他の重合性単量体として、重合後に式(2)

Figure 2023080993000007
(式(2)において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素原子数1~3のフルオロアルキル基、又はハロゲン原子であり、Rは、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、フェニル基、又はヒドロキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基及び炭素原子数1~6のアルコキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されたフェニル基である。)で表される構造単位を形成するものが好ましい。R及びRは、それぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。Rは、炭素原子数3~12の環状アルキル基、フェニル基、又はヒドロキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基及び炭素原子数1~6のアルコキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されたフェニル基であることが好ましく、炭素原子数3~12の環状アルキル基、又はフェニル基であることがより好ましい。そのようなその他の重合性単量体として、フェニルマレイミド及びN-シクロヘキシルマレイミドが特に好ましい。 As other polymerizable monomers, formula (2) after polymerization
Figure 2023080993000007
(In Formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fully or partially fluorinated fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. , or a halogen atom, and R 4 is a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxy group, or a 1 to 6 carbon atom is a phenyl group substituted with at least one selected from the group consisting of an alkyl group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.). R 2 and R 3 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom. R 4 is at least one selected from the group consisting of a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. A phenyl group substituted with is preferable, and a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms or a phenyl group is more preferable. Phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide are particularly preferred as such other polymerizable monomers.

アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、式(1)

Figure 2023080993000008
(式(1)において、Rは水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基であり、aは1~5の整数である。)で表される構造単位を有することが好ましい。 The alkaline aqueous solution-soluble copolymer (a1) has the formula (1)
Figure 2023080993000008
(In formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a is an integer of 1 to 5.).

アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、式(2)

Figure 2023080993000009
(式(2)において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素原子数1~3のフルオロアルキル基、又はハロゲン原子であり、Rは、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、フェニル基、又はヒドロキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基及び炭素原子数1~6のアルコキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されたフェニル基である。)で表される構造単位を有することが好ましい。 The alkaline aqueous solution-soluble copolymer (a1) has the formula (2)
Figure 2023080993000009
(In Formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fully or partially fluorinated fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. , or a halogen atom, and R 4 is a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxy group, or a 1 to 6 carbon atom is a phenyl group substituted with at least one selected from the group consisting of an alkyl group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.).

一実施態様では、アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)は、上記の式(1)で表される構造単位、及び上記の式(2)で表される構造単位を有する。 In one embodiment, the aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) has a structural unit represented by the above formula (1) and a structural unit represented by the above formula (2).

フェノール性水酸基を有する重合性単量体として4-ヒドロキシフェニルメタクリレートを用い、その他の重合性単量体としてフェニルマレイミド又はN-シクロヘキシルマレイミドを用いることが特に好ましい。これらの重合性単量体をラジカル重合させた樹脂を用いることにより、形状維持性、現像性を向上させるとともにアウトガスも低減することができる。 It is particularly preferable to use 4-hydroxyphenyl methacrylate as the polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and phenylmaleimide or N-cyclohexylmaleimide as the other polymerizable monomer. By using a resin obtained by radically polymerizing these polymerizable monomers, it is possible to improve shape retention and developability and reduce outgassing.

ベース樹脂(a)又はアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)をラジカル重合によって製造する際の重合開始剤としては、以下に限定されないが、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(AVN)等のアゾ重合開始剤;ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の10時間半減期温度が100~170℃の過酸化物重合開始剤;又は過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、tert-ブチルペルオキシピバレート等の過酸化物重合開始剤を用いることができる。重合開始剤の使用量は、重合性単量体の合計100質量部に対して、一般に0.01質量部以上、0.05質量部以上又は0.5質量部以上、40質量部以下、20質量部以下又は15質量部以下であることが好ましい。 Polymerization initiators for producing the base resin (a) or the copolymer (a1) soluble in an alkaline aqueous solution by radical polymerization include, but are not limited to, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2 '-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis (2 ,4-dimethylvaleronitrile) (AVN) and other azo initiators; dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, tert-butylcumyl peroxide, di - A peroxide polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 100 to 170°C, such as tert-butyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, or cumene hydroperoxide; or benzoyl peroxide , lauroyl peroxide, 1,1′-di(tert-butylperoxy)cyclohexane, tert-butylperoxypivalate, and other peroxide polymerization initiators can be used. The amount of the polymerization initiator used is generally 0.01 parts by mass or more, 0.05 parts by mass or more, or 0.5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, or 20 parts by mass or more with respect to a total of 100 parts by mass of the polymerizable monomers. It is preferably 15 parts by mass or less or 15 parts by mass or less.

RAFT(Reversible Addition Fragmentation Transfer、可逆的付加開裂型連鎖移動)剤を重合開始剤と併用してもよい。RAFT剤としては、次のものに限定されないが、ジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボナート、キサンタートなどのチオカルボニルチオ化合物を使用することができる。RAFT剤は、重合性単量体の合計100質量部に対して、0.005~20質量部の範囲で使用することができ、0.01~10質量部の範囲で使用することが好ましい。 A RAFT (Reversible Addition Fragmentation Transfer) agent may be used in combination with the polymerization initiator. Thiocarbonylthio compounds such as, but not limited to, dithioesters, dithiocarbamates, trithiocarbonates, and xanthates can be used as RAFT agents. The RAFT agent can be used in the range of 0.005 to 20 parts by weight, preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the total polymerizable monomers.

ベース樹脂(a)又はアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)の重量平均分子量(Mw)は、3000~80000とすることができ、4000~70000であることが好ましく、5000~60000であることがより好ましい。数平均分子量(Mn)は1000~30000とすることができ、1500~25000であることが好ましく、2000~20000であることがより好ましい。多分散度(Mw/Mn)は、1.0~3.5とすることができ、1.1~3.0であることが好ましく、1.2~2.8であることがより好ましい。重量平均分子量、数平均分子量及び多分散度を上記範囲とすることで、アルカリ溶解性及び現像性に優れた感光性樹脂組成物を得ることができる。 The weight average molecular weight (Mw) of the base resin (a) or the aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) can be 3000 to 80000, preferably 4000 to 70000, more preferably 5000 to 60000. preferable. The number average molecular weight (Mn) can be from 1,000 to 30,000, preferably from 1,500 to 25,000, more preferably from 2,000 to 20,000. The polydispersity (Mw/Mn) can be from 1.0 to 3.5, preferably from 1.1 to 3.0, more preferably from 1.2 to 2.8. By setting the weight-average molecular weight, number-average molecular weight and polydispersity within the above ranges, a photosensitive resin composition having excellent alkali solubility and developability can be obtained.

一実施態様では、保護樹脂(A1)のフェノール性水酸基の10モル%~95モル%、好ましくは20モル%~80モル%、より好ましくは25モル%~70モル%が酸分解性基で保護されている。保護樹脂(A1)において、酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合を10モル%以上とすることで、露光部の溶解を促進して未露光部と露光部の溶解性に差を付けることができるため、高感度を実現することができ、かつ熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合を95モル%以下とすることで、未反応の酸分解性基の残存量を低減し、露光部の溶解性を高めて高感度を実現することができる。酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合は、核磁気共鳴装置(NMR)によるH NMRスペクトル積分値より算出される。本開示において、保護樹脂(A1)が保護率の異なる2種類以上の樹脂の組み合わせである場合、保護樹脂(A1)のフェノール性水酸基の保護割合は、2種以上の樹脂を全体として一つの保護樹脂(A1)とみなしたときの数値である。 In one embodiment, 10 mol% to 95 mol%, preferably 20 mol% to 80 mol%, more preferably 25 mol% to 70 mol% of the phenolic hydroxyl groups of the protective resin (A1) are protected with acid-decomposable groups. It is In the protective resin (A1), by setting the ratio of the phenolic hydroxyl group protected by the acid-decomposable group to 10 mol% or more, the dissolution of the exposed area is promoted and the solubility of the unexposed area and the exposed area is different. can be applied, high sensitivity can be achieved, and the stability and durability of the coating after thermosetting can be ensured. By keeping the ratio of phenolic hydroxyl groups protected by acid-decomposable groups to 95 mol% or less, the amount of unreacted acid-decomposable groups is reduced, the solubility of exposed areas is increased, and high sensitivity is achieved. can do. The proportion of phenolic hydroxyl groups protected with acid-decomposable groups is calculated from 1 H NMR spectrum integral values obtained by a nuclear magnetic resonance spectrometer (NMR). In the present disclosure, when the protective resin (A1) is a combination of two or more resins with different protection rates, the protective ratio of the phenolic hydroxyl group of the protective resin (A1) is such that the two or more resins are protected as a whole. It is a numerical value when regarded as resin (A1).

一実施態様では、樹脂成分に含まれるアルカリ可溶性官能基の合計を基準として、保護樹脂(A1)のフェノール性水酸基の5モル%~65モル%、好ましくは10モル%~55モル%、より好ましくは15モル%~50モル%が酸分解性基で保護されている。樹脂成分に含まれるアルカリ可溶性官能基の合計を基準とした保護樹脂(A1)のフェノール性水酸基の保護率を5モル%以上とすることで、露光部の溶解を促進して未露光部と露光部の溶解性に差を付けることができるため、高感度を実現することができ、かつ熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。樹脂成分に含まれるアルカリ可溶性官能基の合計を基準とした保護樹脂(A1)のフェノール性水酸基の保護率を65モル%以下とすることで、露光部の溶解性を確保することができる。上記保護率の基準となるアルカリ可溶性官能基には、フェノール性水酸基に加えて、任意のカルボキシ基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基、及びメルカプト基が含まれる。 In one embodiment, 5 mol% to 65 mol%, preferably 10 mol% to 55 mol%, more preferably 10 mol% to 55 mol% of the phenolic hydroxyl groups in the protective resin (A1), based on the total alkali-soluble functional groups contained in the resin component. is protected with an acid-labile group at 15 mol % to 50 mol %. By setting the protection rate of the phenolic hydroxyl group of the protective resin (A1) to 5 mol% or more based on the total alkali-soluble functional groups contained in the resin component, the dissolution of the exposed area is promoted and the unexposed area and the exposed area are separated. Since it is possible to make a difference in the solubility of the parts, high sensitivity can be achieved, and the stability and durability of the coating after thermosetting can be ensured. By setting the protection rate of the phenolic hydroxyl group of the protective resin (A1) to 65 mol% or less based on the total alkali-soluble functional groups contained in the resin component, the solubility of the exposed area can be ensured. Alkali-soluble functional groups that serve as criteria for the above protection rate include, in addition to phenolic hydroxyl groups, arbitrary carboxy groups, sulfo groups, phosphoric acid groups, acid anhydride groups, and mercapto groups.

一実施態様では、保護樹脂(A1)は、複数のフェノール性水酸基を有するアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)をベース樹脂(a)として、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂である。 In one embodiment, the protective resin (A1) is a base resin (a) comprising a copolymer (a1) soluble in an alkaline aqueous solution having a plurality of phenolic hydroxyl groups, and at least a portion of the plurality of phenolic hydroxyl groups are acid-decomposable. It is a group-protected resin.

アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)をベース樹脂(a)とする実施態様において、保護樹脂(A1)は、式(4)

Figure 2023080993000010
(式(4)において、Rは水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基であり、R10は酸分解性基であり、rは0~5の整数であり、sは0~5の整数であり、但しr+sは1~5の整数である。)で表される構造単位を有し、sが1以上の整数である式(4)で表される構造単位を少なくとも1つ有することが好ましい。R10の酸分解性基は、上記式(3)で表される基であることが好ましい。 In an embodiment in which the copolymer (a1) soluble in an alkaline aqueous solution is used as the base resin (a), the protective resin (A1) has the formula (4)
Figure 2023080993000010
(In formula (4), R 9 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 10 is an acid-decomposable group, r is an integer of 0 to 5, s is 0 to 5 where r + s is an integer of 1 to 5.) and has at least one structural unit represented by formula (4), wherein s is an integer of 1 or more is preferred. The acid-decomposable group for R 10 is preferably a group represented by formula (3) above.

アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)をベース樹脂(a)とする実施態様において、保護樹脂(A1)は、上記式(2)で表される構造単位を有することが好ましい。 In an embodiment in which the copolymer (a1) soluble in an alkaline aqueous solution is used as the base resin (a), the protective resin (A1) preferably has a structural unit represented by the above formula (2).

一実施態様では、保護樹脂(A1)は、上記の式(4)で表される構造単位、及び上記の式(2)で表される構造単位を有する。 In one embodiment, the protective resin (A1) has a structural unit represented by formula (4) above and a structural unit represented by formula (2) above.

一実施態様では、式(4)で表され、かつsが1以上の整数である構造単位、すなわち少なくとも1つのフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されている式(4)で表される構造単位の数が、保護樹脂(A1)の全構造単位数の5%~95%、好ましくは15%~70%、より好ましくは25%~60%である。上記構造単位の割合を5%以上とすることで、露光部の溶解を促進して未露光部と露光部の溶解性に差を付けることができるため、高感度を実現することができ、かつ熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。上記構造単位の割合を95%以下とすることで、未反応の酸分解性基の残存量を低減し、露光部の溶解性を高めて高感度を実現することができる。 In one embodiment, a structural unit represented by formula (4) and s is an integer of 1 or more, i.e., represented by formula (4) in which at least one phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group The number of structural units is 5% to 95%, preferably 15% to 70%, more preferably 25% to 60% of the total number of structural units in the protective resin (A1). By setting the ratio of the structural unit to 5% or more, the dissolution of the exposed area can be promoted and a difference in solubility between the unexposed area and the exposed area can be made, so that high sensitivity can be realized, and It is possible to ensure the stability and durability of the film after thermosetting. By setting the ratio of the structural unit to 95% or less, the residual amount of unreacted acid-decomposable groups can be reduced, the solubility of the exposed area can be improved, and high sensitivity can be achieved.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、固形分100質量%を基準として、保護樹脂(A1)を5質量%~50質量%、好ましくは7質量%~40質量%、より好ましくは10質量%~30質量%含む。保護樹脂(A1)の含有量が、固形分100質量%を基準として5質量%以上であれば、露光部の溶解を促進して未露光部と露光部の溶解性に差を付けることができるため、高感度を実現することができ、かつ熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。保護樹脂(A1)の含有量が、固形分100質量%を基準として50質量%以下であれば、未反応の酸分解性基の残存量を低減し、露光部の溶解性を高めて高感度を実現することができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 5% by mass to 50% by mass, preferably 7% to 40% by mass, more preferably 10% by mass of the protective resin (A1) based on 100% by mass of solid content. % to 30% by mass. If the content of the protective resin (A1) is 5% by mass or more based on the solid content of 100% by mass, it is possible to promote the dissolution of the exposed area and differentiate the solubility between the unexposed area and the exposed area. Therefore, high sensitivity can be achieved, and the stability and durability of the coating after thermosetting can be ensured. If the content of the protective resin (A1) is 50% by mass or less based on 100% by mass of the solid content, the residual amount of unreacted acid-decomposable groups is reduced, the solubility of the exposed area is increased, and the sensitivity is increased. can be realized.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、樹脂成分の合計質量を基準として、保護樹脂(A1)を10質量%~60質量%、好ましくは15質量%~55質量%、より好ましくは20質量%~50質量%含む。保護樹脂(A1)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として10質量%以上であれば、露光部の溶解を促進して高感度を実現することができる。保護樹脂(A1)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として60質量%以下であれば、所望のアルカリ溶解性を得ることができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 10% to 60% by mass, preferably 15% to 55% by mass, more preferably 20% by mass of the protective resin (A1) based on the total mass of the resin components. % to 50% by mass. When the content of the protective resin (A1) is 10% by mass or more based on the total mass of the resin components, the dissolution of the exposed areas can be promoted to achieve high sensitivity. If the content of the protective resin (A1) is 60% by mass or less based on the total mass of the resin components, desired alkali solubility can be obtained.

〈エポキシ基を有する樹脂(A2)〉
エポキシ基を有する樹脂(A2)は特に限定されない。エポキシ基を有する樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び複素環式エポキシ樹脂を挙げることができる。
<Resin (A2) having an epoxy group>
The epoxy group-containing resin (A2) is not particularly limited. Examples of resins having an epoxy group include novolac epoxy resins such as phenol novolac epoxy resins and cresol novolac epoxy resins, bisphenol epoxy resins, biphenol epoxy resins, naphthalene skeleton-containing epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and heterocyclic epoxy resins.

本開示においては、エポキシ基を有する樹脂(A2)が、保護樹脂(A1)にも該当する場合は、エポキシ基を有する樹脂(A2)として扱うものとする。すなわち、保護樹脂(A1)は、エポキシ基を有する樹脂(A2)に該当するものを包含しない。 In the present disclosure, when the epoxy group-containing resin (A2) also corresponds to the protective resin (A1), it is treated as the epoxy group-containing resin (A2). That is, the protective resin (A1) does not include resins (A2) having an epoxy group.

(エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂)
一実施態様では、エポキシ基を有する樹脂(A2)は、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂である。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂はアルカリ水溶液可溶性樹脂である。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂はフェノール性水酸基以外のアルカリ可溶性官能基を有していてもよい。フェノール性水酸基及び他のアルカリ可溶性官能基は、保護樹脂(A1)について説明した上記の酸分解性基で保護されていてもよい。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂は、例えば、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物」と表記することがある。)のエポキシ基の一部と、ヒドロキシ安息香酸化合物のカルボキシ基を反応させることで得ることができる。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂のエポキシ基は、現像後の加熱処理(ポストベーク)時にフェノール性水酸基との反応により架橋を形成し、これにより被膜の耐薬品性、耐熱性などを向上させることができる。フェノール性水酸基は現像時のアルカリ水溶液に対する可溶性に寄与することから、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂は、低露光量で露光したときに他の樹脂の溶解促進剤としても機能し、これにより感光性樹脂組成物を高感度にすることができる。
(Resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group)
In one embodiment, the resin (A2) having an epoxy group is a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group. A resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is an alkaline aqueous solution-soluble resin. A resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group may have an alkali-soluble functional group other than the phenolic hydroxyl group. Phenolic hydroxyl groups and other alkali-soluble functional groups may be protected with the acid-decomposable groups described above for the protective resin (A1). A resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is, for example, a compound having at least two epoxy groups in one molecule (hereinafter sometimes referred to as an "epoxy compound"), a part of the epoxy group and a hydroxyl It can be obtained by reacting the carboxy group of a benzoic acid compound. Epoxy groups of resins containing epoxy groups and phenolic hydroxyl groups form crosslinks by reacting with phenolic hydroxyl groups during heat treatment (post-baking) after development, thereby improving the chemical resistance and heat resistance of the film. be able to. Since the phenolic hydroxyl group contributes to the solubility in an alkaline aqueous solution during development, a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group also functions as a dissolution accelerator for other resins when exposed at a low exposure dose. The photosensitive resin composition can be made highly sensitive.

エポキシ化合物が有するエポキシ基の1つと、ヒドロキシ安息香酸化合物のカルボキシ基とが反応し、フェノール性水酸基を有する化合物となる反応の例を次の反応式1に示す。

Figure 2023080993000011
Reaction formula 1 below shows an example of the reaction in which one of the epoxy groups of the epoxy compound reacts with the carboxyl group of the hydroxybenzoic acid compound to form a compound having a phenolic hydroxyl group.
Figure 2023080993000011

1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び複素環式エポキシ樹脂を挙げることができる。これらのエポキシ化合物は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有していればよく、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの化合物は熱硬化型であるため、当業者の常識として、エポキシ基の有無、官能基の種類、重合度等の違いからその構造を一義的に記載することができない。 Compounds having at least two epoxy groups in one molecule include, for example, novolac epoxy resins such as phenol novolak epoxy resins and cresol novolak epoxy resins, bisphenol epoxy resins, biphenol epoxy resins, and naphthalene skeleton-containing epoxy resins. Mention may be made of resins, cycloaliphatic epoxy resins, and heterocyclic epoxy resins. These epoxy compounds may have two or more epoxy groups in one molecule, and may be used alone or in combination of two or more. Since these compounds are thermosetting compounds, it is common knowledge for those skilled in the art that their structures cannot be uniquely described due to differences in the presence or absence of epoxy groups, types of functional groups, degrees of polymerization, and the like.

ノボラック型エポキシ樹脂の構造の一例を式(5)に示す。式(5)において、R11は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~2のアルコキシ基又は水酸基であり、mは1~50の整数である。

Figure 2023080993000012
An example of the structure of the novolak type epoxy resin is shown in Formula (5). In formula (5), R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms or a hydroxyl group, and m is an integer of 1-50.
Figure 2023080993000012

フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、EPICLON(登録商標)N-770(DIC株式会社)、及びjER(登録商標)-152(三菱ケミカル株式会社)が挙げられる。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、EPICLON(登録商標)N-695(DIC株式会社)、及びEOCN(登録商標)-102S(日本化薬株式会社)が挙げられる。ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、jER(登録商標)828、jER(登録商標)1001(三菱ケミカル株式会社)、YD-128(商品名、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びjER(登録商標)806(三菱ケミカル株式会社)、YDF-170(商品名、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂が挙げられる。ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、jER(登録商標)YX-4000、及びjER(登録商標)YL-6121H(三菱ケミカル株式会社)が挙げられる。ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂としては、例えば、NC-7000(商品名、日本化薬株式会社)、及びEXA-4750(商品名、DIC株式会社)が挙げられる。脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、EHPE(登録商標)-3150(ダイセル化学工業株式会社)が挙げられる。複素環式エポキシ樹脂としては、例えば、TEPIC(登録商標)、TEPIC-L、TEPIC-H、及びTEPIC-S(日産化学工業株式会社)が挙げられる。 Examples of phenolic novolak-type epoxy resins include EPICLON (registered trademark) N-770 (DIC Corporation) and jER (registered trademark)-152 (Mitsubishi Chemical Corporation). Cresol novolac type epoxy resins include, for example, EPICLON (registered trademark) N-695 (DIC Corporation) and EOCN (registered trademark)-102S (Nippon Kayaku Co., Ltd.). Bisphenol-type epoxy resins include, for example, jER (registered trademark) 828, jER (registered trademark) 1001 (Mitsubishi Chemical Corporation), YD-128 (trade name, Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.), and other bisphenol A-type epoxies. resins, and bisphenol F-type epoxy resins such as jER (registered trademark) 806 (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and YDF-170 (trade name, Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.). Biphenol-type epoxy resins include, for example, jER (registered trademark) YX-4000 and jER (registered trademark) YL-6121H (Mitsubishi Chemical Corporation). Examples of naphthalene skeleton-containing epoxy resins include NC-7000 (trade name, Nippon Kayaku Co., Ltd.) and EXA-4750 (trade name, DIC Corporation). Alicyclic epoxy resins include, for example, EHPE (registered trademark)-3150 (Daicel Chemical Industries, Ltd.). Heterocyclic epoxy resins include, for example, TEPIC®, TEPIC-L, TEPIC-H, and TEPIC-S (Nissan Chemical Industries, Ltd.).

1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物は、ノボラック型エポキシ樹脂であることが好ましく、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であることが更に好ましい。ノボラック型エポキシ樹脂、特にクレゾールノボラック型エポキシ樹脂に由来するエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂を含む感光性樹脂組成物は、パターン形成性に優れており、アルカリ溶解性の調節が容易であり、アウトガスが少ない。 The compound having at least two epoxy groups in one molecule is preferably a novolak type epoxy resin, and is at least one selected from the group consisting of phenol novolak type epoxy resins and cresol novolak type epoxy resins. More preferably, it is a cresol novolac type epoxy resin. A photosensitive resin composition containing a novolak-type epoxy resin, particularly a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group derived from a cresol novolac-type epoxy resin, has excellent pattern formability, and is easy to control alkali solubility. Less outgassing.

ヒドロキシ安息香酸化合物は、安息香酸の2~6位の少なくとも1つが水酸基で置換された化合物であり、例えばサリチル酸、4-ヒドロキシ安息香酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,4-ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、2-ヒドロキシ-5-ニトロ安息香酸、3-ヒドロキシ-4-ニトロ安息香酸、及び4-ヒドロキシ-3-ニトロ安息香酸が挙げられ、アルカリ現像性を高める点でジヒドロキシ安息香酸化合物が好ましい。ヒドロキシ安息香酸化合物は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。 A hydroxybenzoic acid compound is a compound in which at least one of the 2-6 positions of benzoic acid is substituted with a hydroxyl group, such as salicylic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, and 2,4-dihydroxybenzoic acid. , 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-5-nitrobenzoic acid, 3-hydroxy-4-nitro Examples include benzoic acid and 4-hydroxy-3-nitrobenzoic acid, and dihydroxybenzoic acid compounds are preferred from the viewpoint of enhancing alkali developability. A hydroxybenzoic acid compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

一実施態様では、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物とヒドロキシ安息香酸化合物との反応物であって、式(6)

Figure 2023080993000013
(式(6)において、bは1~5の整数であり、*は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物の、反応にかかるエポキシ基を除く残基との結合部を表す。)
の構造を有する。 In one embodiment, the resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is a reaction product of a compound having at least two epoxy groups in one molecule and a hydroxybenzoic acid compound, represented by formula (6)
Figure 2023080993000013
(In the formula (6), b is an integer of 1 to 5, and * represents a bonding portion of a compound having at least two epoxy groups in one molecule with a residue other than the epoxy group involved in the reaction. .)
has the structure

エポキシ化合物とヒドロキシ安息香酸化合物からエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂を得る方法では、エポキシ化合物のエポキシ基1当量に対して、ヒドロキシ安息香酸化合物を0.2~0.95当量使用することができ、好ましくは0.3~0.9当量、さらに好ましくは0.4~0.8当量使用する。ヒドロキシ安息香酸化合物が0.2当量以上であれば十分なアルカリ溶解性を得ることができ、0.95当量以下であれば副反応による分子量増加を抑制することができる。 In the method of obtaining a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group from an epoxy compound and a hydroxybenzoic acid compound, it is possible to use 0.2 to 0.95 equivalents of the hydroxybenzoic acid compound with respect to 1 equivalent of the epoxy group of the epoxy compound. preferably 0.3 to 0.9 equivalents, more preferably 0.4 to 0.8 equivalents. If the amount of the hydroxybenzoic acid compound is 0.2 equivalents or more, sufficient alkali solubility can be obtained, and if the amount is 0.95 equivalents or less, an increase in molecular weight due to side reactions can be suppressed.

エポキシ化合物とヒドロキシ安息香酸化合物の反応を促進させるために触媒を使用してもよい。触媒の使用量は、エポキシ化合物及びヒドロキシ安息香酸化合物からなる反応原料混合物100質量部を基準として0.1~10質量部とすることができる。反応温度は60~150℃、反応時間は3~30時間とすることができる。この反応で使用する触媒としては、例えばトリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルホスフィン、オクタン酸クロム、及びオクタン酸ジルコニウムが挙げられる。 A catalyst may be used to promote the reaction between the epoxy compound and the hydroxybenzoic acid compound. The amount of the catalyst used can be 0.1 to 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the reaction raw material mixture comprising the epoxy compound and the hydroxybenzoic acid compound. The reaction temperature can be 60-150° C., and the reaction time can be 3-30 hours. Catalysts used in this reaction include, for example, triethylamine, benzyldimethylamine, triethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium iodide, triphenylphosphine, chromium octanoate, and zirconium octanoate.

エポキシ基を有する樹脂(A2)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは500~8000、より好ましくは800~6000、更に好ましくは1000~5000である。エポキシ基を有する樹脂(A2)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは500~30000、より好ましくは2000~25000、更に好ましくは3000~20000である。数平均分子量が500以上、又は重量平均分子量が500以上であれば、アルカリ現像速度が適切で露光部と未露光部との溶解速度差が十分なためパターンの解像度が良好である。数平均分子量が8000以下、又は重量平均分子量が30000以下であれば、塗工性及びアルカリ現像性が良好である。 The epoxy group-containing resin (A2) has a number average molecular weight (Mn) of preferably 500 to 8,000, more preferably 800 to 6,000, still more preferably 1,000 to 5,000. The weight average molecular weight (Mw) of the epoxy group-containing resin (A2) is preferably 500 to 30,000, more preferably 2,000 to 25,000, still more preferably 3,000 to 20,000. When the number-average molecular weight is 500 or more, or the weight-average molecular weight is 500 or more, the alkali development rate is appropriate and the dissolution rate difference between the exposed and unexposed areas is sufficient, resulting in good pattern resolution. When the number average molecular weight is 8,000 or less, or the weight average molecular weight is 30,000 or less, the coatability and alkali developability are good.

一実施態様では、エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ当量は、300~7000であり、好ましくは400~6000であり、さらに好ましくは500~5000である。エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ当量が300以上であれば、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂に十分なアルカリ溶解性を付与することができる。エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ当量が7000以下であれば、硬化後の被膜の強度及び耐熱性を高めることができる。エポキシ当量は、JIS K 7236:2009によって決定される。 In one embodiment, the resin (A2) having an epoxy group has an epoxy equivalent weight of 300 to 7,000, preferably 400 to 6,000, and more preferably 500 to 5,000. If the epoxy equivalent of the resin (A2) having an epoxy group is 300 or more, sufficient alkali solubility can be imparted to the resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group. If the epoxy equivalent of the resin (A2) having an epoxy group is 7000 or less, the strength and heat resistance of the cured film can be enhanced. Epoxy equivalent is determined by JIS K 7236:2009.

一実施態様では、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂の水酸基当量は、160~500であり、好ましくは170~400であり、より好ましくは180~300である。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂の水酸基当量が160以上であれば、硬化後の被膜の強度及び耐熱性を高めることができる。エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂の水酸基当量が500以下であれば、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂に十分なアルカリ溶解性を付与することができる。 In one embodiment, the hydroxyl equivalent weight of the resin having epoxy groups and phenolic hydroxyl groups is 160-500, preferably 170-400, more preferably 180-300. If the hydroxyl equivalent of the resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is 160 or more, the strength and heat resistance of the cured film can be enhanced. If the hydroxyl equivalent of the resin having epoxy groups and phenolic hydroxyl groups is 500 or less, sufficient alkali solubility can be imparted to the resin having epoxy groups and phenolic hydroxyl groups.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、固形分100質量%を基準として、エポキシ基を有する樹脂(A2)を10質量%~50質量%、好ましくは12質量%~40質量%、より好ましくは15質量%~30質量%含む。エポキシ基を有する樹脂(A2)の含有量が、固形分100質量%を基準として10質量%以上であると、露光部の溶解を促進して高感度を実現することができ、熱硬化時の被膜の流動を抑えることができ、熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。エポキシ基を有する樹脂(A2)の含有量が、固形分100質量%を基準として50質量%以下であると、未露光部の溶解性を低く抑えて残膜率を高く保つことができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 10% by mass to 50% by mass, preferably 12% by mass to 40% by mass, more preferably 12% by mass to 40% by mass, based on the solid content of 100% by mass, the epoxy group-containing resin (A2). contains 15% by mass to 30% by mass. When the content of the epoxy group-containing resin (A2) is 10% by mass or more based on the solid content of 100% by mass, it is possible to accelerate the dissolution of the exposed area and achieve high sensitivity, and during heat curing. The flow of the coating can be suppressed, and the stability and durability of the coating after thermosetting can be ensured. When the content of the epoxy group-containing resin (A2) is 50% by mass or less based on 100% by mass of the solid content, the solubility of the unexposed areas can be kept low and a high residual film rate can be maintained.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、樹脂成分の合計質量を基準として、エポキシ基を有する樹脂(A2)を15質量%~60質量%、好ましくは20質量%~55質量%、より好ましくは25質量%~50質量%含む。エポキシ基を有する樹脂(A2)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として15質量%以上であれば、熱硬化時の被膜の流動を抑えることができ、熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。エポキシ基を有する樹脂(A2)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として60質量%以下であれば、所望のアルカリ溶解性を得ることができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 15% by mass to 60% by mass, preferably 20% by mass to 55% by mass, more preferably 20% by mass to 55% by mass of the resin (A2) having an epoxy group, based on the total mass of the resin components. contains 25% by mass to 50% by mass. If the content of the resin (A2) having an epoxy group is 15% by mass or more based on the total mass of the resin components, the flow of the film during thermosetting can be suppressed, and the stability of the film after thermosetting can be improved. and durability can be ensured. If the content of the epoxy group-containing resin (A2) is 60% by mass or less based on the total mass of the resin components, desired alkali solubility can be obtained.

〈その他の樹脂(A3)〉
感光性樹脂組成物は、保護樹脂(A1)及びエポキシ基を有する樹脂(A2)に加えて、その他の樹脂(A3)を更に含んでもよい。その他の樹脂(A3)は特に限定されないが、アルカリ可溶性官能基を有する樹脂であることが好ましい。アルカリ可溶性官能基としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基、及びメルカプト基が挙げられる。2種以上のアルカリ可溶性官能基を有するその他の樹脂(A3)を使用してもよい。
<Other resin (A3)>
The photosensitive resin composition may further contain other resins (A3) in addition to the protective resin (A1) and the epoxy group-containing resin (A2). Although the other resin (A3) is not particularly limited, it is preferably a resin having an alkali-soluble functional group. Alkali-soluble functional groups include, for example, phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, sulfo groups, phosphoric acid groups, acid anhydride groups, and mercapto groups. Other resins (A3) having two or more alkali-soluble functional groups may be used.

その他の樹脂(A3)としては、例えば、アルカリ可溶性官能基を有する重合性単量体の単独重合体又は共重合体が挙げられる。その他の樹脂(A3)としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂前駆体、シリコーン樹脂、環状オレフィンポリマー、カルド樹脂、及びこれらの樹脂の誘導体、並びにこれらの樹脂にアルカリ可溶性官能基を結合させたものが挙げられる。例えば、フェノール樹脂の誘導体として、アルケニル基がベンゼン環に結合したポリアルケニルフェノール樹脂、ポリスチレン樹脂の誘導体として、フェノール性水酸基とヒドロキシアルキル基又はアルコキシ基とがベンゼン環に結合したヒドロキシポリスチレン樹脂誘導体が挙げられる。その他の樹脂(A3)は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。 Other resins (A3) include, for example, homopolymers or copolymers of polymerizable monomers having alkali-soluble functional groups. Other resins (A3) include, for example, acrylic resins, polystyrene resins, polyamide resins, phenol resins, polyimide resins, polyamic acid resins, polybenzoxazole resins, polybenzoxazole resin precursors, silicone resins, cyclic olefin polymers, cardo Resins, derivatives of these resins, and those obtained by bonding alkali-soluble functional groups to these resins can be mentioned. For example, phenol resin derivatives include polyalkenylphenol resins in which alkenyl groups are bonded to benzene rings, and polystyrene resin derivatives include hydroxypolystyrene resin derivatives in which phenolic hydroxyl groups and hydroxyalkyl groups or alkoxy groups are bonded to benzene rings. be done. Other resins (A3) can be used alone or in combination of two or more.

その他の樹脂(A3)はラジカル重合性官能基を有してもよい。一実施態様では、その他の樹脂(A3)はラジカル重合性官能基として(メタ)アクリロイルオキシ基、アリル基又はメタリル基を有する。 Other resins (A3) may have a radically polymerizable functional group. In one embodiment, the other resin (A3) has a (meth)acryloyloxy group, allyl group or methallyl group as a radically polymerizable functional group.

その他の樹脂(A3)は、保護樹脂(A1)との混和性の観点から、保護樹脂(A1)のベース樹脂(a)として説明した樹脂であることが好ましく、上記のアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)であることがより好ましい。アルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)の好適な態様は、ベース樹脂(a)について説明したとおりである。 From the viewpoint of miscibility with the protective resin (A1), the other resin (A3) is preferably the resin described as the base resin (a) of the protective resin (A1). (a1) is more preferable. Preferred aspects of the aqueous alkaline solution-soluble copolymer (a1) are as described for the base resin (a).

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、固形分100質量%を基準として、その他の樹脂(A3)を2質量%~40質量%、好ましくは5質量%~35質量%、より好ましくは10質量%~30質量%含む。その他の樹脂(A3)の含有量が、固形分100質量%を基準として2質量%以上であると、熱硬化時の被膜の流動を抑えることができ、熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。その他の樹脂(A3)の含有量が、固形分100質量%を基準として40質量%以下であると、露光部の溶解を促進して高感度を実現することができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 2% by mass to 40% by mass, preferably 5% to 35% by mass, more preferably 10% by mass of the other resin (A3) based on 100% by mass of solid content. Contains from mass % to 30 mass %. When the content of the other resin (A3) is 2% by mass or more based on the solid content of 100% by mass, it is possible to suppress the flow of the coating during heat curing, and the stability and durability of the coating after heat curing. can ensure the integrity of the When the content of the other resin (A3) is 40% by mass or less based on 100% by mass of the solid content, the dissolution of the exposed area can be promoted and high sensitivity can be achieved.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、樹脂成分の合計質量を基準として、その他の樹脂(A3)を5質量%~60質量%、好ましくは10質量%~55質量%、より好ましくは15質量%~50質量%含む。その他の樹脂(A3)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として5質量%以上であれば、所望のアルカリ溶解性を得ることができる。その他の樹脂(A3)の含有量が、樹脂成分の合計質量を基準として60質量%以下であれば、高感度のポジ型感光性樹脂組成物を得ることができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 5% to 60% by mass, preferably 10% to 55% by mass, more preferably 15% by mass of the other resin (A3) based on the total mass of the resin components. Contains from mass % to 50 mass %. If the content of the other resin (A3) is 5% by mass or more based on the total mass of the resin components, desired alkali solubility can be obtained. If the content of the other resin (A3) is 60% by mass or less based on the total mass of the resin components, a highly sensitive positive photosensitive resin composition can be obtained.

一実施態様では、感光性樹脂組成物の樹脂成分に含まれる水酸基の合計モル数は、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり170~300mmolであることが好ましく、180~290mmolであることがより好ましく、190~280mmolであることがさらに好ましい。樹脂成分に含まれる水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり170mmol以上であると、熱硬化時の被膜の流動を抑えることができ、熱硬化後の被膜の安定性及び耐久性を確保することができる。樹脂成分に含まれる水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり300mmol以下であると、所望のアルカリ溶解性を得ることができる。 In one embodiment, the total number of moles of hydroxyl groups contained in the resin component of the photosensitive resin composition is preferably 170 to 300 mmol, preferably 180 to 290 mmol, per 100 g of solid content contained in the photosensitive resin composition. is more preferred, and 190 to 280 mmol is even more preferred. When the total number of moles of hydroxyl groups contained in the resin component is 170 mmol or more per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition, it is possible to suppress the flow of the coating during heat curing, and the stability of the coating after heat curing. performance and durability can be ensured. Desired alkali solubility can be obtained when the total number of moles of hydroxyl groups contained in the resin component is 300 mmol or less per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition.

〈キノンジアジド付加体(B)〉
感光性樹脂組成物は、感放射線化合物として、少なくとも1種類のフェノール化合物のキノンジアジド付加体(B)を含む。
<Quinone diazide adduct (B)>
The photosensitive resin composition contains at least one quinonediazide adduct (B) of a phenol compound as a radiation-sensitive compound.

本開示において、キノンジアジド付加体(B)とは、フェノール化合物のフェノール性水酸基の一部又は全てが、キノンジアジド構造を有する基で置換された化合物を意味する。 In the present disclosure, the quinonediazide adduct (B) means a compound in which some or all of the phenolic hydroxyl groups of a phenol compound are substituted with groups having a quinonediazide structure.

例えば、下記式(7)で表される3価のフェノール化合物を骨格とするキノンジアジド付加体(B)とは、フェノール化合物の3つのフェノール性水酸基の少なくとも1つが、キノンジアジド構造を有する基、例えば、以下に示すナフトキノンジアジドスルホネート基で置換された、下記式(8)で表される化合物を意味する。ナフトキノンジアジドスルホネート基による置換は、フェノール化合物のフェノール性水酸基をキノンジアジドスルホン酸ハライドでエステル化(スルホネート化)することにより行うことができる。

Figure 2023080993000014
Figure 2023080993000015
For example, the quinonediazide adduct (B) having a skeleton of a trivalent phenolic compound represented by the following formula (7) is a group in which at least one of the three phenolic hydroxyl groups of the phenolic compound has a quinonediazide structure, such as It means a compound represented by the following formula (8) substituted with a naphthoquinonediazide sulfonate group shown below. Substitution with a naphthoquinonediazide sulfonate group can be carried out by esterifying (sulfonating) the phenolic hydroxyl group of the phenol compound with a quinonediazide sulfonic acid halide.
Figure 2023080993000014
Figure 2023080993000015

上記構造式中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、式(9-1)で表される基、又は式(9-2)で表される基である。

Figure 2023080993000016
Figure 2023080993000017
In the above structural formula, each R is independently a hydrogen atom, a group represented by formula (9-1), or a group represented by formula (9-2).
Figure 2023080993000016
Figure 2023080993000017

キノンジアジド付加体(B)は紫外光等が照射されると下記反応式2に示す反応を経てカルボキシ基を生成する。カルボキシ基が生成することにより、露光された部分(被膜)がアルカリ水溶液に対して溶解可能となり、その部分にアルカリ現像性が生じる。

Figure 2023080993000018
When the quinonediazide adduct (B) is irradiated with ultraviolet light or the like, it undergoes the reaction shown in Reaction Formula 2 below to form a carboxyl group. The formation of carboxyl groups makes the exposed portion (coating) soluble in an alkaline aqueous solution, resulting in alkaline developability in that portion.
Figure 2023080993000018

フェノール化合物としては、例えば、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、ジメチロール-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-BP、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(以上、商品名、本州化学工業株式会社)、2,6-ビス(メトキシメチル)-4-tert-ブチルフェノール、2,6-ビス(メトキシメチル)-p-クレゾール、2,6-ビス(アセトキシメチル)-p-クレゾール、ナフトール、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、及びBisP-AP(商品名、本州化学工業株式会社)が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of phenolic compounds include Bis-Z, BisP-EZ, TekP-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, TrisP-SA, TrisOCR-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, and BisP-IPZ. , BisOCP-IPZ, BisP-CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, methylene tris-FR-CR, BisRS-26X, DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-PCHP, DML- PC, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, Dimethylol-BisOC-P, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MTrisPC, TriML-P, TriML-35XL, TML-BP, TML- HQ, TML-pp-BPF, TML-BPA, TMOM-BP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP (both trade names, Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 2,6-bis(methoxymethyl)-4-tert- butylphenol, 2,6-bis(methoxymethyl)-p-cresol, 2,6-bis(acetoxymethyl)-p-cresol, naphthol, trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, bisphenol A, bisphenol E, methylenebisphenol, and Examples include, but are not limited to, BisP-AP (trade name, Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).

フェノール化合物は、2つ以上のフェノール性水酸基を有することが好ましく、3つ以上のフェノール性水酸基を有することがより好ましい。3つ以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物から得られるキノンジアジド付加体(B)は、感光性と溶解性のバランスが高い水準でとれており、そのため、感光性樹脂組成物の感度を向上させることができる。 The phenol compound preferably has two or more phenolic hydroxyl groups, more preferably three or more phenolic hydroxyl groups. The quinonediazide adduct (B) obtained from a phenolic compound having three or more phenolic hydroxyl groups has a high level of balance between photosensitivity and solubility, and therefore improves the sensitivity of the photosensitive resin composition. can be done.

好適なフェノール化合物として、例えば、以下の構造式(b-1)~(b-6)を有するものが挙げられる。

Figure 2023080993000019
Figure 2023080993000020
Figure 2023080993000021
Figure 2023080993000022
Figure 2023080993000023
Figure 2023080993000024
Suitable phenolic compounds include, for example, those having the following structural formulas (b-1) to (b-6).
Figure 2023080993000019
Figure 2023080993000020
Figure 2023080993000021
Figure 2023080993000022
Figure 2023080993000023
Figure 2023080993000024

キノンジアジド付加体(B)は、例えば、フェノール化合物のフェノール性水酸基と式(10-1)又は式(10-2)で表される化合物とをエステル化反応させることにより得ることができる。

Figure 2023080993000025
Figure 2023080993000026
The quinonediazide adduct (B) can be obtained, for example, by subjecting a phenolic hydroxyl group of a phenol compound to an esterification reaction with a compound represented by formula (10-1) or formula (10-2).
Figure 2023080993000025
Figure 2023080993000026

式(10-1)及び式(10-2)において、R~Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、又は炭素原子数1~10のアルコキシ基を示し、Xはハロゲン原子又はOHを示す。 In formulas (10-1) and (10-2), R a to R d each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, X represents a halogen atom or OH.

~Rはそれぞれ独立に好ましくは水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数1~3のアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、メチル基、又はメトキシ基であり、さらに好ましくは水素原子である。Xは好ましくは塩素原子である。式(10-1)及び式(10-2)で表される化合物としては、例えば、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸クロライド、及び1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロライドが挙げられ、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロライドが好ましい。 R a to R d are each independently preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a methoxy group. and more preferably a hydrogen atom. X is preferably a chlorine atom. Examples of the compounds represented by formulas (10-1) and (10-2) include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride. 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride is preferred.

一実施態様では、キノンジアジド付加体(B)は、フェノール化合物のフェノール性水酸基が式(11-1)又は式(11-2)で表されるキノンジアジド構造を有する基(以下、単に「キノンジアジド基」ともいう。)で置換されている。 In one embodiment, the quinonediazide adduct (B) is a group having a quinonediazide structure in which the phenolic hydroxyl group of the phenol compound is represented by formula (11-1) or formula (11-2) (hereinafter simply referred to as "quinonediazide group" Also called.) is replaced by

Figure 2023080993000027
Figure 2023080993000027
Figure 2023080993000028
Figure 2023080993000028

式(11-1)及び式(11-2)において、R~Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基、又は炭素原子数1~10のアルコキシ基を示し、*はフェノール化合物のフェノール性水酸基の酸素原子との結合部を示す。R~Rはそれぞれ独立に好ましくは水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数1~3のアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、メチル基、又はメトキシ基であり、さらに好ましくは水素原子である。 In formulas (11-1) and (11-2), R a to R d each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, * indicates the bonding portion with the oxygen atom of the phenolic hydroxyl group of the phenol compound. R a to R d are each independently preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a methoxy group. and more preferably a hydrogen atom.

キノンジアジド付加体(B)は、より具体的には、下記式(B-1)~(B-6)で表される少なくとも1種であることが好ましい。

Figure 2023080993000029
Figure 2023080993000030
Figure 2023080993000031
Figure 2023080993000032
Figure 2023080993000033
Figure 2023080993000034
More specifically, the quinonediazide adduct (B) is preferably at least one represented by the following formulas (B-1) to (B-6).
Figure 2023080993000029
Figure 2023080993000030
Figure 2023080993000031
Figure 2023080993000032
Figure 2023080993000033
Figure 2023080993000034

上記式(B-1)~(B-6)中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、式(9-1)で表される基、又は式(9-2)で表される基である。

Figure 2023080993000035
Figure 2023080993000036
In the above formulas (B-1) to (B-6), each R is independently a hydrogen atom, a group represented by formula (9-1), or a group represented by formula (9-2) .
Figure 2023080993000035
Figure 2023080993000036

キノンジアジド付加体(B)は、フェノール化合物の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル又は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルを含むことが好ましく、フェノール化合物の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル又は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルであることがより好ましい。キノンジアジド付加体(B)は、一分子中に1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル結合及び1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル結合の両方を有してもよい。一実施態様では、キノンジアジド付加体(B)は1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステルである。別の実施態様では、キノンジアジド付加体(B)は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルである。 The quinonediazide adduct (B) preferably contains 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of a phenol compound, and 1,2-naphthoquinonediazide of a phenol compound. More preferred is quinonediazide-4-sulfonate or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate. The quinonediazide adduct (B) may have both a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonate ester bond and a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate ester bond in one molecule. In one embodiment, the quinonediazide adduct (B) is 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonate. In another embodiment, the quinonediazide adduct (B) is 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate.

キノンジアジド付加体(B)における置換度(キノンジアジド付加体(B)の全分子を基準として、フェノール化合物のフェノール性水酸基がキノンジアジド構造を有する基で置換されている割合)は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、更に好ましくは40モル%以上である。置換度を20モル%以上とすることにより、未露光部と露光部の溶解性の差を大きくすることができる。置換度は100モル%以下、95モル%以下、又は93モル%以下であってよい。 The degree of substitution in the quinonediazide adduct (B) (percentage of the phenolic hydroxyl group of the phenolic compound substituted with a group having a quinonediazide structure based on all molecules of the quinonediazide adduct (B)) is preferably 20 mol% or more. , more preferably 30 mol % or more, still more preferably 40 mol % or more. By setting the degree of substitution to 20 mol % or more, the difference in solubility between the unexposed area and the exposed area can be increased. The degree of substitution may be 100 mol % or less, 95 mol % or less, or 93 mol % or less.

感光性樹脂組成物は、樹脂成分の合計100質量部を基準として、キノンジアジド付加体(B)を好ましくは10質量部~50質量部、より好ましくは12質量部~45質量部、更に好ましくは15質量部~40質量部含む。キノンジアジド付加体(B)の含有量が、樹脂成分の合計100質量部を基準として10質量部以上であれば、高感度を実現することができる。キノンジアジド付加体(B)の含有量が、樹脂成分の合計100質量部を基準として50質量部以下であれば、アルカリ現像性が良好である。 The photosensitive resin composition preferably contains 10 parts by mass to 50 parts by mass, more preferably 12 parts by mass to 45 parts by mass, still more preferably 15 parts by mass of the quinone diazide adduct (B) based on the total of 100 parts by mass of the resin components. Contains parts by mass to 40 parts by mass. If the content of the quinonediazide adduct (B) is 10 parts by mass or more based on the total of 100 parts by mass of the resin components, high sensitivity can be achieved. If the content of the quinonediazide adduct (B) is 50 parts by mass or less based on the total of 100 parts by mass of the resin components, the alkali developability is good.

いかなる理論に拘束される訳ではないが、キノンジアジド付加体(B)から生成したカルボン酸化合物は、保護樹脂(A1)の酸分解性基の分解を促進してフェノール性水酸基を再生させ、保護樹脂(A1)のアルカリ溶解性を増大させる。キノンジアジド付加体(B)は、感光前には樹脂に含まれるアルカリ可溶性官能基、例えばフェノール性水酸基と相互作用(例えば水素結合形成)して、その樹脂をアルカリ水溶液に対して不溶化させる。その一方で、放射線が照射された部分にアルカリ可溶性のカルボン酸化合物が存在することで、その部分にある樹脂がカルボン酸化合物と一緒にアルカリ水溶液に溶解し易くなる。更に、カルボン酸化合物は、化学増幅レジストに一般に使用される光酸発生剤から生じる酸、例えばp-トルエンスルホン酸、1-プロパンスルホン酸などよりも分子構造が相対的に大きく、被膜中で拡散しにくい。これらが相乗的に作用する結果、未露光部と露光部のアルカリ溶解性の差を大きくすることができ、それにより低露光量でも高感度で高解像度のパターンを形成することができると考えられる。 Although not bound by any theory, the carboxylic acid compound produced from the quinonediazide adduct (B) accelerates the decomposition of the acid-decomposable group of the protective resin (A1) to regenerate the phenolic hydroxyl group, thereby forming the protective resin. Increases the alkaline solubility of (A1). The quinonediazide adduct (B) interacts (eg, forms hydrogen bonds) with alkali-soluble functional groups contained in the resin, such as phenolic hydroxyl groups, before exposure to light, to render the resin insoluble in an aqueous alkaline solution. On the other hand, the presence of the alkali-soluble carboxylic acid compound in the irradiated portion makes it easier for the resin in that portion to dissolve in the alkaline aqueous solution together with the carboxylic acid compound. Furthermore, the carboxylic acid compound has a relatively larger molecular structure than acids generated from photoacid generators commonly used in chemically amplified resists, such as p-toluenesulfonic acid and 1-propanesulfonic acid, and diffuses in the film. hard to do. As a result of the synergistic action of these, the difference in alkali solubility between the unexposed area and the exposed area can be increased, which is thought to enable the formation of high-sensitivity, high-resolution patterns even at low exposure doses. .

一実施態様では、一般的な化学増幅レジストに必要な露光後の加熱処理(PEB)を行わなくても、高い解像度のパターンを形成することができる。キノンジアジド付加体(B)は量子収率が比較的高く、露光部でカルボン酸化合物が効率よく生成される。カルボン酸化合物で分解が可能な酸分解性基が周囲に存在すると、生成したカルボン酸化合物により室温でも酸分解性基の分解が起こってフェノール性水酸基が再生し、その結果、未露光部と露光部のアルカリ溶解性の差を大きくすることができる。PEBを省略することにより、光酸発生剤から生じた酸がPEB時の高温環境下で未露光部に過度に拡散することに起因するパターン形成性の低下を抑制することができる。また、エポキシ基を有する樹脂(A2)がエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂を含む場合、PEBを省略するとエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂のエポキシ基の開環重合が進行しないため、現像時にエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂のアルカリ溶解性を維持することができる。 In one embodiment, high resolution patterns can be formed without the post-exposure bake (PEB) required for typical chemically amplified resists. The quinonediazide adduct (B) has a relatively high quantum yield, and a carboxylic acid compound is efficiently produced in the exposed area. If an acid-decomposable group that can be decomposed by a carboxylic acid compound exists in the surroundings, the generated carboxylic acid compound causes decomposition of the acid-decomposable group even at room temperature to regenerate the phenolic hydroxyl group. It is possible to increase the difference in alkali solubility between the parts. By omitting PEB, it is possible to suppress deterioration in pattern formability due to excessive diffusion of acid generated from the photo-acid generator into unexposed areas in a high-temperature environment during PEB. Further, when the resin (A2) having an epoxy group contains a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, if PEB is omitted, the ring-opening polymerization of the epoxy group of the resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group does not proceed, so development is difficult. In some cases, the alkali solubility of resins having epoxy groups and phenolic hydroxyl groups can be maintained.

キノンジアジド付加体(B)に含まれるキノンジアジド基の合計モル数は、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり20mmol~60mmolであることが好ましく、22mmol~55mmolであることがより好ましく、25mmol~50mmolであることが更に好ましい。キノンジアジド基の上記合計モル数が20mmol以上であれば、高感度を得ることができ、かつ熱硬化時の被膜の流動を抑えることができる。キノンジアジド基の上記合計モル数が60mmol以下であれば、アルカリ現像性を高めることができる。 The total number of moles of quinonediazide groups contained in the quinonediazide adduct (B) is preferably 20 mmol to 60 mmol, more preferably 22 mmol to 55 mmol, more preferably 25 mmol to 60 mmol per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition. More preferably 50 mmol. When the total number of moles of the quinonediazide groups is 20 mmol or more, high sensitivity can be obtained, and flow of the film during thermosetting can be suppressed. When the total number of moles of quinonediazide groups is 60 mmol or less, alkali developability can be enhanced.

キノンジアジド付加体(B)のキノンジアジド基当量は、500以下であることが好ましい。キノンジアジド基当量が500以下であると、高感度を得ることができ、かつ熱硬化時の被膜の流動を抑えることができる。複数のキノンジアジド付加体(B)を組み合わせて用いる場合、それぞれのキノンジアジド付加体(B)のキノンジアジド基当量が、500以下であることがより好ましい。 The quinonediazide group equivalent of the quinonediazide adduct (B) is preferably 500 or less. When the quinonediazide group equivalent is 500 or less, high sensitivity can be obtained, and flow of the film during thermosetting can be suppressed. When a plurality of quinonediazide adducts (B) are used in combination, the quinonediazide group equivalent of each quinonediazide adduct (B) is more preferably 500 or less.

〈溶解促進剤(C)〉
感光性樹脂組成物は、現像時にアルカリ可溶性部分の現像液への溶解性を向上させるための溶解促進剤(C)を含む。
<Solubilizer (C)>
The photosensitive resin composition contains a dissolution accelerator (C) for improving the solubility of the alkali-soluble portion in the developer during development.

溶解促進剤(C)として、カルボキシ基を有する化合物及びフェノール性水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる有機低分子化合物が挙げられる。溶解促進剤(C)は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the dissolution accelerator (C) include organic low-molecular-weight compounds selected from the group consisting of compounds having a carboxyl group and compounds having a phenolic hydroxyl group. The dissolution accelerator (C) can be used alone or in combination of two or more.

本開示において「低分子化合物」とは分子量1000以下の化合物をいう。上記有機低分子化合物は、カルボキシ基及び/又はフェノール性水酸基を有しておりアルカリ可溶性である。上記有機低分子化合物は、カルボキシ基のみを有していてもよく、フェノール性水酸基のみを有していてもよく、カルボキシ基及びフェノール性水酸基の両方を有していてもよい。上記有機低分子化合物1分子に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計数は、2以上であることが好ましい。 In the present disclosure, the term "low-molecular-weight compound" refers to a compound having a molecular weight of 1,000 or less. The organic low-molecular compound has a carboxyl group and/or a phenolic hydroxyl group and is alkali-soluble. The organic low-molecular-weight compound may have only a carboxy group, may have only a phenolic hydroxyl group, or may have both a carboxy group and a phenolic hydroxyl group. The total number of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in one molecule of the organic low-molecular-weight compound is preferably 2 or more.

そのような有機低分子化合物としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘミメリット酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸;ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシ安息香酸、没食子酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸;カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、1,2,4-ベンゼントリオール、ピロガロール、フロログルシノール、ビスフェノール等の芳香族ポリオールなどが挙げられる。 Examples of such organic low-molecular-weight compounds include aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethylacetic acid, enanthic acid, and caprylic acid; acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassylic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid, etc. Aliphatic dicarboxylic acids; aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid and camphoronic acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemimelitic acid and mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, Aromatic polycarboxylic acids such as terephthalic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid and pyromellitic acid; aromatic hydroxycarboxylic acids such as dihydroxybenzoic acid, trihydroxybenzoic acid and gallic acid; phenylacetic acid, hydroatropic acid, hydrosilicic acid Other carboxylic acids such as mic acid, mandelic acid, phenylsuccinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylideneacetic acid, coumaric acid, umberic acid; catechol, resorcinol, hydroquinone, 1, Aromatic polyols such as 2,4-benzenetriol, pyrogallol, phloroglucinol, bisphenol and the like are included.

溶解促進剤(C)のカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計当量((分子量)/(1分子あたりのカルボキシ基及びフェノール性水酸基の数))は、60以下であることが好ましく、50以下であることがより好ましい。前記当量が60以下であると、熱硬化時の被膜の流動を抑えることができる。複数の溶解促進剤(C)を組み合わせて用いる場合、それぞれの溶解促進剤(C)のカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計当量が、60以下であることがより好ましい。 The total equivalent weight of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups ((molecular weight)/(number of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups per molecule)) of the dissolution accelerator (C) is preferably 60 or less, and 50 or less. is more preferable. When the equivalent weight is 60 or less, it is possible to suppress the flow of the film during thermosetting. When multiple dissolution accelerators (C) are used in combination, the total equivalent weight of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups in each solubility enhancer (C) is more preferably 60 or less.

感光性樹脂組成物中の溶解促進剤(C)の含有量は、樹脂成分の合計100質量部を基準として、0.1質量部~50質量部とすることができ、好ましくは1質量部~35質量部であり、より好ましくは2質量部~20質量部である。溶解促進剤(C)の含有量が、上記合計100質量部を基準として0.1質量部以上であれば、樹脂成分の溶解を効果的に促進することができ、50質量部以下であれば樹脂成分の過度の溶解を抑制して、被膜の段差パターン形成性を高めることができる。 The content of the dissolution accelerator (C) in the photosensitive resin composition can be 0.1 parts by mass to 50 parts by mass, preferably 1 part by mass to 100 parts by mass based on the total of 100 parts by mass of the resin components 35 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass. If the content of the dissolution accelerator (C) is 0.1 parts by mass or more based on the above total of 100 parts by mass, the dissolution of the resin component can be effectively promoted, and if it is 50 parts by mass or less Excessive dissolution of the resin component can be suppressed, and the step pattern formability of the coating can be enhanced.

〈キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数〉
感光性樹脂組成物において、キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数は、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下である。
<Total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in quinonediazide adduct (B) and dissolution accelerator (C)>
In the photosensitive resin composition, the total number of moles of the carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 150 mmol or less per 100 g of solid content contained in the photosensitive resin composition. be.

いかなる理論に拘束される訳ではないが、カルボキシ基及びフェノール性水酸基の上記合計モル数が150mmol以下であると、以下の理由により、ハーフトーン露光において段差パターン形成が可能な感光性樹脂組成物が得られると推定される。 Although not bound by any theory, when the total number of moles of the carboxy group and the phenolic hydroxyl group is 150 mmol or less, the photosensitive resin composition is capable of forming a stepped pattern in halftone exposure for the following reasons. presumed to be obtained.

基材上に感光性樹脂組成物を含む被膜を形成し、ハーフトーン露光し、アルカリ現像することにより形成された段差パターンは、被膜を硬化するための熱処理に曝される。この熱処理により、エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ基の開環重合反応、あるいはエポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ基と、保護樹脂(A1)において再生した又は元々存在するフェノール性水酸基、エポキシ基を有する樹脂(A2)が任意で有するフェノール性水酸基、任意のその他の樹脂(A3)が有するフェノール性水酸基、カルボキシ基等のエポキシ基反応性官能基との架橋反応が進行する。熱処理の昇温過程では、被膜が流動して表面張力により被膜の表面積が小さくなるように変形するために、段差パターンの形状が損なわれる(段差パターンのエッジが丸くなる)か、段差パターンが消失する傾向がある。具体的には、昇温過程において、被膜の温度が被膜に含まれる樹脂のガラス転移温度以上に到達すると、その樹脂の高分子鎖の絡み合いが解消して被膜が流動し易くなる。一方で、昇温過程では、上述の開環重合反応又は架橋反応の進行により、樹脂が高分子化するか又は架橋して被膜の流動性が低下する。高分子鎖の絡み合いの解消と、樹脂の高分子化又は架橋とは競合する。すなわち、高分子鎖の絡み合いの解消が優勢である場合は、被膜は流動して段差パターンの形状が損なわれ、樹脂の高分子化又は架橋が優勢である場合は、樹脂の流動が抑えられて段差パターンの形状が硬化被膜においても保持される。 A step pattern formed by forming a film containing a photosensitive resin composition on a substrate, exposing it to halftone exposure, and developing with an alkali is exposed to a heat treatment for curing the film. By this heat treatment, a ring-opening polymerization reaction of the epoxy group of the epoxy group-containing resin (A2), or the epoxy group of the epoxy group-containing resin (A2) and the phenolic hydroxyl group regenerated or originally present in the protective resin (A1) , phenolic hydroxyl groups optionally possessed by the resin (A2) having an epoxy group, phenolic hydroxyl groups optionally possessed by other resins (A3), and epoxy-reactive functional groups such as carboxyl groups proceed. During the heat treatment process, the film flows and deforms so that the surface area of the film becomes smaller due to surface tension, so the shape of the step pattern is damaged (edges of the step pattern become rounded) or the step pattern disappears. tend to Specifically, when the temperature of the film reaches the glass transition temperature or higher of the resin contained in the film during the temperature rising process, the entanglement of the polymer chains of the resin is dissolved, and the film becomes easy to flow. On the other hand, in the process of raising the temperature, the progress of the ring-opening polymerization reaction or cross-linking reaction causes the resin to polymerize or cross-link, thereby reducing the fluidity of the film. The disentanglement of the polymer chains and the polymerization or cross-linking of the resin compete. That is, when disentanglement of polymer chains is dominant, the film flows and the shape of the step pattern is damaged, and when polymerization or cross-linking of the resin is dominant, the flow of the resin is suppressed. The shape of the step pattern is retained even in the cured film.

フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)のフェノール化合物がフェノール性水酸基を複数有している場合、又は溶解促進剤(C)がカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基を複数有している場合、エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ基と、露光後のキノンジアジド付加体(B)に含まれうるカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基、又は溶解促進剤(C)のカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基とが反応すると、2つのエポキシ基が消費されて1つの架橋点が形成される。対照的に、樹脂同士が架橋する場合は、1つのエポキシ基の消費に対して1つの架橋点が形成される。一方、フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)のフェノール化合物がフェノール性水酸基を1つ有している場合、又は溶解促進剤(C)がカルボキシ基及びフェノール性水酸基のいずれかを1つ有している場合、エポキシ基を有する樹脂(A2)のエポキシ基と、露光後のキノンジアジド付加体(B)に含まれうるカルボキシ基、又は溶解促進剤(C)のカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基とが反応すると、エポキシ基が消費されるだけで、樹脂同士の架橋には寄与しない。 When the phenol compound of the quinonediazide adduct (B) to the phenol compound has a plurality of phenolic hydroxyl groups, or when the dissolution accelerator (C) has a plurality of carboxy groups or phenolic hydroxyl groups, the epoxy group is When the epoxy group of the resin (A2) having a One epoxy group is consumed to form one cross-linking point. In contrast, when resins are crosslinked, one crosslink point is formed for the consumption of one epoxy group. On the other hand, when the phenol compound of the quinonediazide adduct (B) to the phenol compound has one phenolic hydroxyl group, or the dissolution accelerator (C) has either one carboxy group or one phenolic hydroxyl group, , the epoxy group of the epoxy group-containing resin (A2) reacts with the carboxy group that may be contained in the quinonediazide adduct (B) after exposure, or the carboxy group or phenolic hydroxyl group of the dissolution accelerator (C). Then, the epoxy groups are only consumed, and do not contribute to the cross-linking of the resins.

したがって、溶解促進剤(C)のカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基、又は露光後のキノンジアジド付加体(B)に含まれうるカルボキシ基若しくはフェノール性水酸基が、エポキシ基との反応に関与しやすい感光性樹脂組成物の架橋性はより低くなる。言い換えると、一般に樹脂と比較していずれも低分子量であるキノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が増えるほど、高分子鎖の絡み合いの解消が優勢となり、段差パターンの形状が損なわれやすくなる。そこで、キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数を、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下とすることにより、熱処理時の被膜の流動を抑えて高精度のパターン形成、例えば段差パターン形成が可能になるものと考えられる。 Therefore, the carboxy group or phenolic hydroxyl group of the dissolution accelerator (C), or the carboxy group or phenolic hydroxyl group that may be contained in the quinonediazide adduct (B) after exposure is likely to participate in the reaction with the epoxy group. The composition becomes less crosslinkable. In other words, the higher the total number of moles of the carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C), both of which generally have lower molecular weights than the resin, the more the entanglement of the polymer chains increases. becomes dominant, and the shape of the step pattern is likely to be damaged. Therefore, the total number of moles of the carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is set to 150 mmol or less per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition, whereby the heat treatment is performed. It is thought that high-precision pattern formation, for example, stepped pattern formation, can be achieved by suppressing the flow of the coating film.

キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数は、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり145mmol以下であることが好ましく、140mmol以下であることがより好ましい。カルボキシ基及びフェノール性水酸基はいずれも、アルカリ現像性を高めることができることから、キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の上記合計モル数は、90mmol以上であることが好ましく、100mmol以上であることがより好ましい。 The total number of moles of the carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is preferably 145 mmol or less, preferably 140 mmol or less, per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition. is more preferable. Since both carboxy groups and phenolic hydroxyl groups can enhance alkali developability, the total number of moles of the carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 90 mmol. It is preferably 100 mmol or more, more preferably 100 mmol or more.

〈黒色着色剤(D)〉
黒色着色剤(D)としては、黒色染料及び黒色顔料からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。黒色染料と黒色顔料とを併用してもよい。例えば、黒色着色剤(D)を含む感光性樹脂組成物を用いて有機EL素子に黒色の隔壁を形成することにより、有機ELディスプレイ等の表示装置の視認性を向上させることができる。
<Black colorant (D)>
As the black colorant (D), at least one selected from the group consisting of black dyes and black pigments can be used. A black dye and a black pigment may be used in combination. For example, the visibility of a display device such as an organic EL display can be improved by forming a black partition in the organic EL element using a photosensitive resin composition containing a black colorant (D).

一実施態様では黒色着色剤(D)は黒色染料を含む。黒色染料としては、例えば、ソルベントブラック27~47のカラーインデックス(C.I.)で規定される染料が挙げられる。黒色染料は、好ましくは、ソルベントブラック27、29又は34のC.I.で規定されるものである。ソルベントブラック27~47のC.I.で規定される染料のうち少なくとも1種類を黒色染料として用いた場合、硬化後の感光性樹脂組成物の被膜の遮光性を維持することができる。黒色染料を含む感光性樹脂組成物は、黒色顔料を含む感光性樹脂組成物と比較して、現像時に黒色着色剤(D)の残渣が少なく、高精細のパターンを被膜に形成することができる。 In one embodiment the black colorant (D) comprises a black dye. Examples of black dyes include dyes defined by the color index (C.I.) of Solvent Black 27-47. The black dye is preferably Solvent Black 27, 29 or 34 C.I. I. It is defined by Solvent Black 27-47 C.I. I. When at least one of the dyes defined in (1) is used as the black dye, the light-shielding property of the cured photosensitive resin composition film can be maintained. A photosensitive resin composition containing a black dye has less residual black coloring agent (D) during development than a photosensitive resin composition containing a black pigment, and can form a high-definition pattern on a film. .

黒色着色剤(D)として黒色顔料を用いてもよい。黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、アセチレンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、チタンブラック、ペリレン系顔料、及びラクタム系顔料が挙げられる。これらの黒色顔料に表面処理を施したものを使用することもできる。市販のペリレン系顔料の例としては、BASF社のK0084、K0086、ピグメントブラック21、30、31、32、33、及び34が挙げられる。市販のラクタム系顔料の例としては、BASF社のIrgaphor(登録商標)ブラック S0100CFが挙げられる。高い遮光性を有することから、黒色顔料は、好ましくはカーボンブラック、チタンブラック、ペリレン系顔料、及びラクタム系顔料からなる群より選ばれる少なくとも1種である。 A black pigment may be used as the black colorant (D). Examples of black pigments include carbon black, carbon nanotubes, acetylene black, graphite, iron black, aniline black, titanium black, perylene pigments, and lactam pigments. Surface-treated black pigments may also be used. Examples of commercially available perylene-based pigments include K0084, K0086, Pigment Black 21, 30, 31, 32, 33, and 34 from BASF. Examples of commercially available lactam pigments include Irgaphor® Black S0100CF from BASF. The black pigment is preferably at least one selected from the group consisting of carbon black, titanium black, perylene-based pigments, and lactam-based pigments because of its high light-shielding properties.

一実施態様では、感光性樹脂組成物は、樹脂成分の合計100質量部を基準として、黒色着色剤(D)を10質量部~150質量部、好ましくは30質量部~100質量部、より好ましくは40質量部~70質量部含む。黒色着色剤(D)の含有量が、上記合計100質量部を基準として10質量部以上であると、硬化後の被膜の遮光性を維持することができる。黒色着色剤(D)の含有量が、上記合計100質量部を基準として150質量部以下であると、アルカリ現像性を損なうことなく被膜を着色することができる。 In one embodiment, the photosensitive resin composition contains 10 parts by mass to 150 parts by mass, preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass, more preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass of the black colorant (D) based on the total 100 parts by mass of the resin components. contains 40 parts by mass to 70 parts by mass. When the content of the black colorant (D) is 10 parts by mass or more based on the above total of 100 parts by mass, the light-shielding properties of the cured film can be maintained. When the content of the black colorant (D) is 150 parts by mass or less based on the above total of 100 parts by mass, the coating can be colored without impairing the alkali developability.

〈任意成分(E)〉
感光性樹脂組成物は、任意成分(E)として、熱硬化剤、界面活性剤、黒色着色剤(D)以外の着色剤等を含むことができる。本開示において、任意成分(E)は(A1)、(A2)、(A3)、(B)、(C)及び(D)のいずれにも当てはまらないものと定義する。
<Optional component (E)>
The photosensitive resin composition can contain, as an optional component (E), a thermosetting agent, a surfactant, a coloring agent other than the black coloring agent (D), and the like. For purposes of this disclosure, optional component (E) is defined as none of (A1), (A2), (A3), (B), (C) and (D).

熱硬化剤として、熱ラジカル発生剤を使用することができる。好ましい熱ラジカル発生剤としては、有機過酸化物を挙げることができ、具体的にはジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の10時間半減期温度が100~170℃の有機過酸化物を挙げることができる。 A thermal radical generator can be used as the thermosetting agent. Preferred thermal radical generators include organic peroxides, specifically dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, tert-butyl Examples of organic peroxides having a 10-hour half-life temperature of 100 to 170° C., such as cumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, and cumene hydroperoxide. be able to.

熱硬化剤の含有量は、熱硬化剤を除く固形分の合計100質量部を基準として、5質量部以下が好ましく、より好ましくは4質量部以下であり、更に好ましくは3質量部以下である。 The content of the heat curing agent is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and still more preferably 3 parts by mass or less, based on the total 100 parts by mass of solid content excluding the heat curing agent. .

感光性樹脂組成物は、例えば塗工性を向上させるため、被膜の平滑性を向上させるため、又は被膜の現像性を向上させるために、界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアリールエーテル;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリオキシエチレンジアルキルエステル等のノニオン系界面活性剤;メガファック(登録商標)F-251、F-281、F-430、F-444、R-40、F-553、F-554、F-555、F-556、F-557、F-558、F-559(商品名、DIC株式会社)、サーフロン(登録商標)S-242、S-243、S-386、S-420、S-611(商品名、AGCセイミケミカル株式会社)等のフッ素系界面活性剤;並びにオルガノシロキサンポリマーKP323、KP326、及びKP341(商品名、信越化学工業株式会社)が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。 The photosensitive resin composition may contain a surfactant, for example, to improve coatability, to improve the smoothness of the coating, or to improve the developability of the coating. Examples of surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether and polyoxyethylene oleyl ether; Ethylene aryl ether; Nonionic surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; Megafac (registered trademark) F-251, F-281, F-430, F- 444, R-40, F-553, F-554, F-555, F-556, F-557, F-558, F-559 (trade name, DIC Corporation), Surflon (registered trademark) S-242 , S-243, S-386, S-420, S-611 (trade name, AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) and other fluorine-based surfactants; and organosiloxane polymers KP323, KP326, and KP341 (trade name, Shin-Etsu Chemical Kogyo Co., Ltd.). These surfactants can be used alone or in combination of two or more.

界面活性剤の含有量は、界面活性剤を除く固形分の合計100質量部を基準として、2質量部以下が好ましく、より好ましくは1質量部以下であり、さらに好ましくは0.5質量部以下である。 The content of the surfactant is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, and still more preferably 0.5 parts by mass or less, based on the total 100 parts by mass of the solid content excluding the surfactant. is.

感光性樹脂組成物は、黒色着色剤(D)以外の第2着色剤を含有することができる。第2着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、及び無機顔料が挙げられる。第2着色剤は、目的に合わせて用いることができる。第2着色剤は、本発明の開示の効果を損なわない含有量で使用することができる。 The photosensitive resin composition can contain a second colorant other than the black colorant (D). Examples of the second colorant include dyes, organic pigments, and inorganic pigments. The second coloring agent can be used according to the purpose. The second colorant can be used in a content that does not impair the effects of the disclosure of the present invention.

染料としては、例えば、アゾ系染料、ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料、メロシアニン系染料、スチルベン系染料、ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、フルオラン系染料、スピロピラン系染料、フタロシアニン系染料、インジゴ系染料、フルギド系染料、ニッケル錯体系染料、及びアズレン系染料が挙げられる。染料の中でも赤色染料が好ましい。赤色染料として、例えば、VALIFAST(登録商標)RED 3312(ソルベントレッド122のC.I.で規定される赤色染料、オリエント化学工業株式会社)、及びVALIFAST(登録商標)RED 3311(ソルベントレッド8のC.I.で規定される赤色染料、オリエント化学工業株式会社)が挙げられる。 Examples of dyes include azo dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, anthraquinone dyes, cyanine dyes, squarylium dyes, croconium dyes, merocyanine dyes, stilbene dyes, diphenylmethane dyes, and triphenylmethane dyes. Examples include dyes, fluoran dyes, spiropyran dyes, phthalocyanine dyes, indigo dyes, fulgide dyes, nickel complex dyes, and azulene dyes. Among the dyes, red dyes are preferred. As red dyes, for example, VALIFAST (registered trademark) RED 3312 (red dye defined by C.I. of Solvent Red 122, Orient Chemical Industry Co., Ltd.) and VALIFAST (registered trademark) RED 3311 (C of Solvent Red 8 (Orient Chemical Industry Co., Ltd.).

顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー20、24、86、93、109、110、117、125、137、138、147、148、153、154、166、C.I.ピグメントオレンジ36、43、51、55、59、61、C.I.ピグメントレッド9、97、122、123、149、168、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:4、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、及びC.I.ピグメントブラウン23、25、26が挙げられる。 Examples of pigments include C.I. I. Pigment Yellow 20, 24, 86, 93, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 147, 148, 153, 154, 166, C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, C.I. I. Pigment Red 9, 97, 122, 123, 149, 168, 177, 180, 192, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, C.I. I. pigment violet 19, 23, 29, 30, 37, 40, 50, C.I. I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:4, 22, 60, 64, C.I. I. Pigment Green 7, and C.I. I. Pigment Brown 23, 25, 26 can be mentioned.

[コーティング組成物]
〈溶媒(F)〉
感光性樹脂組成物は、溶媒(F)に溶解させて溶液状態(但し、黒色顔料を含むときは、顔料は分散状態である。)のコーティング組成物として用いることができる。例えば、樹脂成分を溶媒(F)に溶解して得られた溶液に、キノンジアジド付加体(B)、溶解促進剤(C)、及び黒色着色剤(D)、並びに必要に応じて熱硬化剤、界面活性剤等の任意成分(E)を所定の割合で混合することにより、感光性樹脂組成物を含むコーティング組成物を調製することができる。コーティング組成物は、溶媒(F)の量を変化させることにより、使用する塗布方法に適した粘度に調整することができる。
[Coating composition]
<Solvent (F)>
The photosensitive resin composition can be dissolved in the solvent (F) and used as a coating composition in a solution state (when a black pigment is contained, the pigment is in a dispersed state). For example, a quinonediazide adduct (B), a dissolution accelerator (C), a black colorant (D), and optionally a heat curing agent, are added to a solution obtained by dissolving a resin component in a solvent (F). A coating composition containing a photosensitive resin composition can be prepared by mixing an optional component (E) such as a surfactant in a predetermined ratio. The coating composition can be adjusted to a viscosity suitable for the application method used by varying the amount of solvent (F).

溶媒(F)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ジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール化合物;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プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート化合物;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン;2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン等のエステル;及びN-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物が挙げられる。溶媒(F)は、単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the solvent (F) include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; diethylene glycol. Diethylene glycol compounds such as monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether; Propylene glycol monoalkyl ether acetate compounds such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and cyclohexanone; ethyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxy-2-methylpropion methyl acid, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionate Esters such as methyl acid, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone; and N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethyl Amide compounds such as acetamide are included. The solvent (F) can be used alone or in combination of two or more.

コーティング組成物の固形分濃度は、使用目的により適宜決定することができる。例えば、コーティング組成物の固形分濃度は1~60質量%としてもよく、3~50質量%、又は5~40質量%としてもよい。 The solid content concentration of the coating composition can be appropriately determined depending on the purpose of use. For example, the coating composition may have a solids concentration of 1 to 60% by weight, 3 to 50% by weight, or 5 to 40% by weight.

顔料を使用する場合の分散混合方法については公知の方法を使用することができる。例えば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ペイントシェーカー、ロッキングミル等のボール型、ニーダー、パドルミキサー、プラネタリミキサー、ヘンシェルミキサー等のブレード型、3本ロールミキサー等のロール型、その他としてライカイ機、コロイドミル、超音波、ホモジナイザー、自転・公転ミキサーなどを使用してもよい。分散効率及び微分散化の観点からビーズミルを使用することが好ましい。 A known method can be used as a dispersing and mixing method when a pigment is used. For example, ball mills, sand mills, bead mills, paint shakers, rocking mills, etc.; blade types, such as kneaders, paddle mixers, planetary mixers, and Henschel mixers; roll types, such as three-roll mixers; An ultrasonic wave, a homogenizer, a rotation/revolution mixer, etc. may be used. It is preferable to use a bead mill from the viewpoint of dispersion efficiency and fine dispersion.

調製されたコーティング組成物は、通常、使用前にろ過される。ろ過の手段としては、例えば孔径0.05~1.0μmのミリポアフィルターが挙げられる。 A prepared coating composition is usually filtered before use. Filtration means include, for example, a Millipore filter with a pore size of 0.05 to 1.0 μm.

このように調製されたコーティング組成物は、長期間の貯蔵安定性にも優れている。 The coating composition thus prepared also has excellent long-term storage stability.

[感光性樹脂組成物の使用方法]
感光性樹脂組成物を放射線リソグラフィーに使用する場合、まず、感光性樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散してコーティング組成物を調製する。次に、コーティング組成物を基板表面に塗布し、加熱等の手段により溶媒を除去して、被膜を形成することができる。基板表面へのコーティング組成物の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー法、ロールコート法、スリット法、又はスピンコート法を使用することができる。
[How to use the photosensitive resin composition]
When the photosensitive resin composition is used in radiation lithography, first, the photosensitive resin composition is dissolved or dispersed in a solvent to prepare a coating composition. The coating composition can then be applied to the substrate surface and the solvent removed by means such as heating to form a coating. The method of applying the coating composition to the substrate surface is not particularly limited, and for example, a spray method, a roll coating method, a slit method, or a spin coating method can be used.

コーティング組成物を基板表面に塗布した後、通常、加熱により溶媒を除去して被膜を形成する(プリベーク)。加熱条件は各成分の種類及び配合割合によっても異なるが、通常70~130℃で、例えばホットプレート上なら30秒~20分間、オーブン中では1~60分間加熱処理をすることによって被膜を得ることができる。 After applying the coating composition to the substrate surface, the solvent is usually removed by heating to form a coating (pre-baking). The heating conditions vary depending on the type and blending ratio of each component, but usually at 70 to 130° C., for example, 30 seconds to 20 minutes on a hot plate and 1 to 60 minutes in an oven to obtain a coating. can be done.

次にプリベークされた被膜に所定のパターンを有するフォトマスクを介して放射線(例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、ガンマ線、又はシンクロトロン放射線)を照射する(露光工程)。好ましい放射線は、250~450nmの波長を有する紫外線乃至可視光線である。一実施態様では、放射線はi線である。別の実施態様では、放射線はghi線である。 Next, the prebaked film is irradiated with radiation (for example, visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-rays, electron beams, gamma rays, or synchrotron radiation) through a photomask having a predetermined pattern (exposure step). Preferred radiation is ultraviolet to visible light having a wavelength of 250-450 nm. In one embodiment, the radiation is i-line. In another embodiment, the radiation is ghi rays.

露光工程の後、酸分解性基の分解を促進させるための加熱処理(PEB)を行ってもよい。PEBにより露光部の保護樹脂(A1)のアルカリ可溶性をより高めることができる。加熱条件は各成分の種類及び配合割合によっても異なるが、通常70~140℃で、例えばホットプレート上なら30秒~20分間、オーブン中では1~60分間加熱処理をすることによってPEBを行うことができる。 After the exposure step, heat treatment (PEB) may be performed to promote decomposition of the acid-decomposable groups. PEB can further increase the alkali solubility of the protective resin (A1) in the exposed area. Heating conditions vary depending on the type and blending ratio of each component, but usually PEB is performed by heating at 70 to 140° C., for example, 30 seconds to 20 minutes on a hot plate and 1 to 60 minutes in an oven. can be done.

一実施態様では、露光工程の後にPEB工程を含まない。これにより、加熱に起因する被膜の流動、変形等を防止して、段差パターンを高精度で形成することができ、かつ隔壁又は絶縁膜の形成に係る工程を減らすこともできる。 In one embodiment, no PEB step is included after the exposure step. As a result, it is possible to prevent flow, deformation, etc. of the film due to heating, to form the stepped pattern with high precision, and to reduce the number of processes for forming the partition wall or the insulating film.

露光工程又はPEB工程の後、被膜を現像液に接触させることにより現像し、不要な部分を除去して被膜にパターンを形成する(現像工程)。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、アンモニア水等の無機アルカリ化合物;エチルアミン、n-プロピルアミン等の第一級アミン;ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン等の第二級アミン;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三級アミン;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン;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、コリン等の第四級アンモニウム塩;ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノナン等の環状アミン等のアルカリ化合物の水溶液を用いることができる。アルカリ水溶液に、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒、界面活性剤等を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。現像時間は通常30~180秒間である。現像方法は液盛り法、シャワー法、ディッピング法等のいずれでもよい。現像後、流水洗浄を30~90秒間行い、不要な部分を除去し、圧縮空気又は圧縮窒素で風乾させることによって、被膜にパターンを形成することができる。 After the exposure step or PEB step, the coating is developed by contacting it with a developer to remove unnecessary portions and form a pattern on the coating (development step). Examples of the developer include inorganic alkali compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as n-propylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; quaternary amines such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline. ammonium salts; pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene, cyclic amines such as 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonane, etc. Aqueous solutions can be used. An aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like to an alkaline aqueous solution can also be used as a developer. Development time is usually 30 to 180 seconds. The developing method may be any one of a liquid swell method, a shower method, a dipping method, and the like. After development, the coating can be patterned by washing with running water for 30 to 90 seconds, removing unnecessary portions, and air-drying with compressed air or compressed nitrogen.

その後、パターンが形成された被膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、例えば100~350℃で、20~200分間加熱処理をすることによって硬化被膜を得ることができる(ポストベーク、加熱処理工程)。加熱処理において、温度を一定に維持してもよく、温度を連続的に上昇させてもよく、段階的に上昇させてもよい。加熱処理は、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。 Thereafter, the film having the pattern formed thereon is subjected to heat treatment at 100 to 350° C. for 20 to 200 minutes using a heating device such as a hot plate or oven to obtain a cured film (post-baking, heat treatment process). In the heat treatment, the temperature may be maintained constant, may be increased continuously, or may be increased stepwise. Heat treatment is preferably performed in a nitrogen atmosphere.

感光性樹脂組成物の硬化被膜の光学濃度(OD値)は、膜厚1μmあたり0.5以上であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、1.0以上であることがさらに好ましい。硬化被膜のOD値が膜厚1μmあたり0.5以上であれば、十分な遮光性を得ることができる。 The optical density (OD value) of the cured film of the photosensitive resin composition is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, and preferably 1.0 or more per 1 μm of film thickness. More preferred. If the cured film has an OD value of 0.5 or more per 1 μm of film thickness, sufficient light shielding properties can be obtained.

一実施態様の有機EL素子隔壁又は有機EL素子絶縁膜の製造方法は、感光性樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散してコーティング組成物を調製すること、コーティング組成物を基材に塗布して被膜を形成すること、被膜に含まれる溶媒を除去して被膜を乾燥すること、乾燥した被膜に放射線をフォトマスク越しに照射して被膜を露光すること、露光後の被膜を現像液に接触させることにより現像して、被膜にパターンを形成すること、及びパターンが形成された被膜を100℃~350℃の温度で加熱処理して、有機EL素子隔壁又は絶縁膜を形成することを含む。露光後かつ現像前に上記のPEBを行うこともできる。 A method for producing an organic EL element partition wall or an organic EL element insulating film of one embodiment includes dissolving or dispersing a photosensitive resin composition in a solvent to prepare a coating composition, applying the coating composition to a substrate, Forming a coating, removing the solvent contained in the coating and drying the coating, irradiating the dried coating with radiation through a photomask to expose the coating, and contacting the exposed coating with a developer forming a pattern on the film by developing with a liquid, and heat-treating the patterned film at a temperature of 100° C. to 350° C. to form an organic EL element partition wall or an insulating film. The above PEB can also be performed after exposure and before development.

一実施態様は、感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子隔壁である。 One embodiment is an organic EL element partition containing a cured product of a photosensitive resin composition.

一実施態様は、感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子絶縁膜である。 One embodiment is an organic EL element insulating film containing a cured product of a photosensitive resin composition.

一実施態様は、感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子である。 One embodiment is an organic EL device containing a cured product of a photosensitive resin composition.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を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ない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(1)原料
実施例及び比較例で使用した原料を以下のとおり製造又は入手した。
(1) Raw Materials Raw materials used in Examples and Comparative Examples were manufactured or obtained as follows.

樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)に関しては、以下の測定条件で、ポリスチレンの標準物質を使用して作成した検量線を用いて算出した。
装置名:Shodex(登録商標)GPC-101
カラム:Shodex(登録商標)LF-804
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
検出器:Shodex(登録商標)RI-71
温度:40℃
The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the resin were calculated under the following measurement conditions using a calibration curve prepared using polystyrene standard substances.
Apparatus name: Shodex (registered trademark) GPC-101
Column: Shodex® LF-804
Mobile phase: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min Detector: Shodex (registered trademark) RI-71
Temperature: 40°C

[製造例1]ベース樹脂(a)及びその他の樹脂(A3):フェノール性水酸基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体とのアルカリ水溶液可溶性共重合体(a1)(PCX-02e)の製造
4-ヒドロキシフェニルメタクリレート(昭和電工株式会社「PQMA」)29.0g、及びN-シクロヘキシルマレイミド(株式会社日本触媒)5.12gを、溶媒である1-メトキシ-2-プロピルアセテート(株式会社ダイセル)96.5gに、重合開始剤としてV-601(富士フイルム和光純薬株式会社)3.41gを、1-メトキシ-2-プロピルアセテート(株式会社ダイセル)13.7gにそれぞれ完全に溶解させた。得られた2つの溶液を、300mLの3つ口型フラスコ中、窒素ガス雰囲気下で85℃に加熱した1-メトキシ-2-プロピルアセテート(株式会社ダイセル)40.0gに同時に2時間かけて滴下し、その後85℃で3時間反応させた。室温まで冷却した反応溶液を815gのトルエン中に滴下し、共重合体を沈殿させた。沈殿した共重合体をろ過により回収し、90℃で4時間真空乾燥し白色の粉体を32.4g回収した。得られたPCX-02eの数平均分子量は3100、重量平均分子量は6600、水酸基当量は202であった。
[Production Example 1] Base resin (a) and other resin (A3): Alkaline aqueous solution-soluble copolymer (a1) of a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and another polymerizable monomer (PCX- 02e) 4-hydroxyphenyl methacrylate ("PQMA" by Showa Denko Co., Ltd.) 29.0 g and N-cyclohexylmaleimide (Nippon Shokubai Co., Ltd.) 5.12 g were added to the solvent 1-methoxy-2-propyl acetate ( Daicel Co., Ltd.) 96.5 g, V-601 (Fuji Film Wako Pure Chemical Co., Ltd.) 3.41 g as a polymerization initiator, 1-methoxy-2-propyl acetate (Daicel Co., Ltd.) 13.7 g Dissolved. The two solutions thus obtained were simultaneously added dropwise over 2 hours to 40.0 g of 1-methoxy-2-propyl acetate (Daicel Co., Ltd.) heated to 85° C. in a 300 mL three-necked flask under a nitrogen gas atmosphere. and then reacted at 85° C. for 3 hours. The reaction solution cooled to room temperature was dropped into 815 g of toluene to precipitate a copolymer. The precipitated copolymer was collected by filtration and vacuum-dried at 90° C. for 4 hours to collect 32.4 g of white powder. The obtained PCX-02e had a number average molecular weight of 3,100, a weight average molecular weight of 6,600, and a hydroxyl equivalent of 202.

[製造例2]保護樹脂(A1):フェノール性水酸基が2-テトラヒドロフラニル基で保護された樹脂(PCX-02e-THF55)の製造
100mLの3つ口型フラスコ中で、製造例1で得られたフェノール性水酸基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体の共重合体(PCX-02e)10.0g、及び酸触媒としてp-トルエンスルホン酸のピリジニウム塩(東京化成工業株式会社)0.60gを、テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社)50.0gに溶解させた。その後窒素ガス雰囲気下で氷冷し、2,3-ジヒドロフラン(東京化成工業株式会社)6.69gを1時間かけて滴下した。その後室温で16時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で酸触媒を中和した後、水層を除去した。さらに有機層を水で2回洗浄した。その後、テトラヒドロフランを留去した。得られた固体を酢酸エチル50.0gに溶解させ、200gのトルエン中に滴下し、生成物を沈殿させた。沈殿物をろ過により回収し、80℃で4時間真空乾燥して白色の粉体11.0gを回収した。得られた粉体をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、フェノール性水酸基が2-テトラヒドロフラニル基で保護された樹脂(PCX-02e-THF55)の固形分20質量%溶液を得た。得られたPCX-02e-THF55の数平均分子量は3716、重量平均分子量は6806、水酸基当量は552、酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合は55モル%、少なくとも1つのフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されている式(4)で表される構造単位の数はPCX-02e-THF55の全構造単位数の55%であった。
[Production Example 2] Protected resin (A1): Production of resin (PCX-02e-THF55) in which phenolic hydroxyl group is protected with 2-tetrahydrofuranyl group 10.0 g of a copolymer of a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group and another polymerizable monomer (PCX-02e), and a pyridinium salt of p-toluenesulfonic acid as an acid catalyst (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. ) was dissolved in 50.0 g of tetrahydrofuran (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). After cooling with ice in a nitrogen gas atmosphere, 6.69 g of 2,3-dihydrofuran (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise over 1 hour. After that, the mixture was stirred at room temperature for 16 hours. After neutralizing the acid catalyst with saturated sodium bicarbonate aqueous solution, the water layer was removed. Furthermore, the organic layer was washed twice with water. The tetrahydrofuran was then distilled off. The resulting solid was dissolved in 50.0 g of ethyl acetate and added dropwise to 200 g of toluene to precipitate the product. The precipitate was recovered by filtration and vacuum dried at 80° C. for 4 hours to recover 11.0 g of white powder. The obtained powder was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a 20 mass % solids solution of a resin (PCX-02e-THF55) in which the phenolic hydroxyl group was protected with a 2-tetrahydrofuranyl group. The obtained PCX-02e-THF55 had a number average molecular weight of 3716, a weight average molecular weight of 6806, a hydroxyl group equivalent of 552, a proportion of phenolic hydroxyl groups protected with acid-decomposable groups of 55 mol%, and at least one phenolic The number of structural units represented by formula (4) in which the hydroxyl group was protected with an acid-decomposable group was 55% of the total number of structural units of PCX-02e-THF55.

[製造例3]エポキシ基を有する樹脂(A2):エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂(N695OH70)の製造
300mLの3つ口型フラスコに溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(三菱ケミカル株式会社)75.2g、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物としてEPICLON(登録商標)N-695(DIC株式会社、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量214)を42.8g仕込み、窒素ガス雰囲気下、60℃で溶解させた。そこへヒドロキシ安息香酸化合物として3,5-ジヒドロキシ安息香酸(富士フイルム和光純薬株式会社)を20.1g(エポキシ1当量に対して0.65当量)、反応触媒としてトリフェニルホスフィン(東京化成工業株式会社)を0.166g(0.633mmol)追加し、110℃で21時間反応させた。反応溶液を室温に戻し、γ-ブチロラクトンで固形分20質量%に希釈し、溶液をろ過して304.2gのエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂(N695OH70)の溶液を得た。得られた反応物の数平均分子量は3000、重量平均分子量は7500、エポキシ当量は1100であった。
[Production Example 3] Resin having an epoxy group (A2): Production of a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group (N695OH70) Propylene glycol monomethyl ether acetate (Mitsubishi Chemical Corporation) 75 was added as a solvent to a 300 mL three-necked flask. .2 g, 42.8 g of EPICLON (registered trademark) N-695 (DIC Corporation, cresol novolak type epoxy resin, epoxy equivalent 214) as a compound having at least two epoxy groups in one molecule were charged under a nitrogen gas atmosphere. , and dissolved at 60°C. 20.1 g of 3,5-dihydroxybenzoic acid (FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a hydroxybenzoic acid compound (0.65 equivalents per equivalent of epoxy), and triphenylphosphine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a reaction catalyst. 0.166 g (0.633 mmol) was added and reacted at 110° C. for 21 hours. The reaction solution was returned to room temperature, diluted with γ-butyrolactone to a solid content of 20% by mass, and filtered to obtain 304.2 g of a solution of a resin (N695OH70) having epoxy groups and phenolic hydroxyl groups. The obtained reactant had a number average molecular weight of 3,000, a weight average molecular weight of 7,500, and an epoxy equivalent of 1,100.

[製造例4]エポキシ基を有する樹脂(A2):エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂(N695OH50)の製造
3,5-ジヒドロキシ安息香酸を13.9g用いた以外は製造例3と同様にして256.2gのエポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂(N695OH50)の溶液を得た。得られた反応物の数平均分子量は2900、重量平均分子量は6400、エポキシ当量は690であった。
[Production Example 4] Resin (A2) having an epoxy group: Production of a resin (N695OH50) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group In the same manner as in Production Example 3, except that 13.9 g of 3,5-dihydroxybenzoic acid was used. A solution of 256.2 g of epoxy- and phenolic hydroxyl-containing resin (N695OH50) was obtained. The obtained reactant had a number average molecular weight of 2,900, a weight average molecular weight of 6,400, and an epoxy equivalent of 690.

〈保護樹脂(A1)〉
保護樹脂(A1)として、製造例2のPCX-02e-THF55を使用した。
<Protective resin (A1)>
PCX-02e-THF55 of Production Example 2 was used as the protective resin (A1).

〈エポキシ基を有する樹脂(A2)〉
エポキシ基を有する樹脂(A2)として、製造例3のN695OH70、及び製造例4のN695OH50を使用した。
<Resin (A2) having an epoxy group>
N695OH70 of Production Example 3 and N695OH50 of Production Example 4 were used as the epoxy group-containing resin (A2).

〈その他の樹脂(A3)〉
その他の樹脂(A3)として、製造例1のPCX-02eを使用した。
<Other resin (A3)>
PCX-02e of Production Example 1 was used as another resin (A3).

〈キノンジアジド付加体(B)〉
キノンジアジド付加体(B)として表1に示す化合物を使用した。キノンジアジド付加体(B)の構造式も併せて表1に示す。構造式中、Rは水素原子又は式(9-1)

Figure 2023080993000037
で表される基を表す。表1中の分子量は、1分子あたりのキノンジアジド基の平均数に基づく計算値である。 <Quinone diazide adduct (B)>
A compound shown in Table 1 was used as the quinonediazide adduct (B). Table 1 also shows the structural formula of the quinonediazide adduct (B). In the structural formula, R is a hydrogen atom or formula (9-1)
Figure 2023080993000037
Represents a group represented by The molecular weights in Table 1 are calculated values based on the average number of quinonediazide groups per molecule.

Figure 2023080993000038
Figure 2023080993000038

〈溶解促進剤(C)〉
溶解促進剤(C)として、フロログルシノールを使用した。
<Solubilizer (C)>
Phloroglucinol was used as a dissolution enhancer (C).

〈黒色着色剤(D)〉
黒色着色剤(D)として、黒色染料であるVALIFAST(登録商標)BLACK 3820(ソルベントブラック27のC.I.で規定される黒色染料、オリエント化学工業株式会社)を使用した。
<Black colorant (D)>
As the black colorant (D), a black dye, VALIFAST (registered trademark) BLACK 3820 (black dye defined by C.I. of Solvent Black 27, Orient Chemical Industry Co., Ltd.) was used.

〈溶媒(F)〉
溶媒(F)としてγ-ブチロラクトン(GBL)及び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)の混合溶媒(GBL:PGMEA=25:75(質量比))を使用した。
<Solvent (F)>
A mixed solvent of γ-butyrolactone (GBL) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (GBL:PGMEA=25:75 (mass ratio)) was used as the solvent (F).

(2)評価方法
実施例及び比較例で使用した評価方法は以下のとおりである。
(2) Evaluation methods Evaluation methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.

[感度]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に感光性樹脂組成物を乾燥膜厚が4.0μmになるようにバーコートし、真空乾燥90秒間の後、蓋つきホットプレート上100℃で2分間加熱してプリベークを行った。超高圧水銀ランプを組み込んだ露光装置(商品名マルチライトML-251A/B、ウシオ電機株式会社)で水銀露光用バンドパスフィルター(商品名HB0365、朝日分光株式会社)と石英製のフォトマスク(φ10μmの開口パターンを有するもの)を介して被膜を露光した。露光量は紫外線積算光量計(商品名UIT-150 受光部 UVD-S365、ウシオ電機株式会社)を用いて測定した。露光後、蓋つきホットプレート上120℃で3分間加熱してPEBを行った。その後、スピン現像装置(AD-1200、滝沢産業株式会社)を用い2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間アルカリ現像を行なった。さらに、被膜をイナートオーブン(DN411I、ヤマト科学株式会社)内にて250℃で60分加熱して硬化した。露光量を変えながら上記手順を繰り返して、硬化後に膜厚3μm、ホール径10μmのパターンが形成できる最小照射量(mJ/cm)を感度とした。前記最小照射量が400mJ/cm以下であると、高感度であると判断した。
[sensitivity]
A glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) was bar-coated with a photosensitive resin composition so that the dry film thickness was 4.0 μm, vacuum dried for 90 seconds, and placed on a hot plate with a lid at 100° C. for 2 minutes. It was pre-baked by heating. An exposure apparatus (trade name: Multilight ML-251A/B, Ushio Inc.) incorporating an ultra-high pressure mercury lamp was used. The coating was exposed through the aperture pattern. The amount of exposure was measured using an ultraviolet integrating photometer (trade name: UIT-150, light receiving unit: UVD-S365, USHIO INC.). After exposure, PEB was performed by heating at 120° C. for 3 minutes on a hot plate with a lid. After that, using a spin developing device (AD-1200, Takizawa Sangyo Co., Ltd.), alkali development was carried out for 60 seconds with a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. Further, the coating was cured by heating at 250° C. for 60 minutes in an inert oven (DN411I, Yamato Scientific Co., Ltd.). The above procedure was repeated while changing the exposure dose, and the sensitivity was defined as the minimum dose (mJ/cm 2 ) at which a pattern with a film thickness of 3 μm and a hole diameter of 10 μm could be formed after curing. The sensitivity was judged to be high when the minimum dose was 400 mJ/cm 2 or less.

[硬化被膜の段差パターンの段差幅]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に感光性樹脂組成物を乾燥膜厚が4.0μmになるようにバーコートし、真空乾燥90秒間の後、蓋つきホットプレート上100℃で2分間加熱してプリベークを行った。超高圧水銀ランプを組み込んだ露光装置(商品名マルチライトML-251A/B、ウシオ電機株式会社)で水銀露光用バンドパスフィルター(商品名HB0365、朝日分光株式会社)と石英製のハーフトーンフォトマスク(内側に透過率100%の幅10μmのラインと、その両端に光透過面積31%のスリットがある幅15μm中間露光部ラインのパターンを有するもの)を介して被膜を露光した。露光量は紫外線積算光量計(商品名UIT-150 受光部 UVD-S365、ウシオ電機株式会社)を用いて測定した。露光後、蓋つきホットプレート上120℃で3分間加熱してPEBを行った。その後、スピン現像装置(AD-1200、滝沢産業株式会社)を用い2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液でアルカリ現像を行なった。さらに、被膜をイナートオーブン(DN411I、ヤマト科学株式会社)内にて250℃で60分加熱して硬化した。露光量及び現像時間を変えながら上記手順を繰り返して、硬化後に膜厚3μm、ライン幅10μmのパターンが形成できる硬化被膜に形成されている段差パターンを、形状解析レーザ顕微鏡(商品名VK-X200、キーエンス株式会社)で観察し、中間露光部に該当する段差幅(μm)を測定した。
[Step width of step pattern of cured film]
A glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) was bar-coated with a photosensitive resin composition so that the dry film thickness was 4.0 μm, vacuum dried for 90 seconds, and placed on a hot plate with a lid at 100° C. for 2 minutes. It was pre-baked by heating. An exposure device (trade name: Multilight ML-251A/B, Ushio Inc.) incorporating an ultra-high pressure mercury lamp was used with a mercury exposure bandpass filter (trade name: HB0365, Asahi Spectrosco Co., Ltd.) and a quartz halftone photomask. The coating was exposed through (having a pattern of 15 μm wide intermediate exposure lines with 10 μm wide lines with 100% transmission inside and slits with 31% light transmission area at both ends). The amount of exposure was measured using an ultraviolet integrating photometer (trade name: UIT-150, light receiving unit: UVD-S365, USHIO INC.). After exposure, PEB was performed by heating at 120° C. for 3 minutes on a hot plate with a lid. After that, alkali development was carried out with a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution using a spin developing device (AD-1200, Takizawa Sangyo Co., Ltd.). Further, the coating was cured by heating at 250° C. for 60 minutes in an inert oven (DN411I, Yamato Scientific Co., Ltd.). The above procedure was repeated while changing the exposure amount and development time, and the stepped pattern formed on the cured film, which was capable of forming a pattern with a film thickness of 3 μm and a line width of 10 μm after curing, was observed with a shape analysis laser microscope (trade name: VK-X200, Keyence Corporation), and the step width (μm) corresponding to the intermediately exposed portion was measured.

[硬化被膜のOD値]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に感光性樹脂組成物を乾燥膜厚が約1.5μmになるようにスピンコートし、ホットプレート上120℃で80秒加熱してプリベークを行った。その後、窒素ガス雰囲気下250℃で60分硬化させることにより被膜を得た。硬化後の被膜のOD値を透過濃度計(BMT-1、サカタインクスエンジニアリング株式会社)で測定し、ガラスのみのOD値で補正を行って、被膜の厚さ1μm当たりのOD値に換算した。被膜の厚みは光学式膜厚測定装置(F20-NIR、フィルメトリクス株式会社)を用いて測定した。
[OD value of cured film]
A photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate (size 100 mm×100 mm×1 mm) to a dry film thickness of about 1.5 μm, and pre-baked by heating on a hot plate at 120° C. for 80 seconds. After that, the coating was obtained by curing at 250° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere. The OD value of the film after curing was measured with a transmission densitometer (BMT-1, Sakata Inx Engineering Co., Ltd.), corrected with the OD value of the glass alone, and converted to an OD value per 1 μm of film thickness. The thickness of the coating was measured using an optical film thickness measuring device (F20-NIR, Filmetrics Co., Ltd.).

(3)感光性樹脂組成物の調製及び評価
[実施例1~7、及び比較例1~3]
表2に記載の組成で保護樹脂(A1)、エポキシ基を有する樹脂(A2)及びその他の樹脂(A3)を混合して溶解し、得られた溶液に、表2に記載のキノンジアジド付加体(B)、溶解促進剤(C)、黒色着色剤(D)、及びGBL/PGMEA混合溶媒(F)を加えてさらに混合した。成分が溶解したことを目視で確認した後、孔径0.22μmのミリポアフィルターで濾過し、固形分濃度12質量%の感光性樹脂組成物を調製した。表2における組成の質量部は固形分換算値である。実施例1~7、及び比較例1~3の感光性樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
(3) Preparation and evaluation of photosensitive resin composition [Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3]
The protective resin (A1), the epoxy group-containing resin (A2), and the other resin (A3) were mixed and dissolved in the compositions shown in Table 2, and the quinone diazide adducts shown in Table 2 ( B), dissolution accelerator (C), black colorant (D), and GBL/PGMEA mixed solvent (F) were added and further mixed. After visually confirming that the components were dissolved, the mixture was filtered through a Millipore filter having a pore size of 0.22 μm to prepare a photosensitive resin composition having a solid content concentration of 12% by mass. The mass parts of the compositions in Table 2 are solid content conversion values. Table 2 shows the evaluation results of the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2023080993000039
Figure 2023080993000039

キノンジアジド付加体(B)及び溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下である実施例1~7と、150mmol超である比較例1~3を比較すると、実施例1~7はより段差幅が広く、熱硬化時の被膜の流動が少なかった。 Examples 1 to 7 in which the total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 150 mmol or less per 100 g of the solid content contained in the photosensitive resin composition. , and more than 150 mmol, Examples 1 to 7 had a wider step width and less coating flow during heat curing.

本開示による感光性樹脂組成物は、有機EL素子の隔壁又は絶縁膜を形成する放射線リソグラフィーに好適に利用することができる。本開示による感光性樹脂組成物から形成された隔壁又は絶縁膜を備えた有機EL素子は、良好なコントラストを示す表示装置の電子部品として好適に使用される。 The photosensitive resin composition according to the present disclosure can be suitably used for radiation lithography for forming partition walls or insulating films of organic EL elements. An organic EL element provided with a partition wall or an insulating film formed from the photosensitive resin composition according to the present disclosure is suitably used as an electronic component of a display device exhibiting good contrast.

Claims (17)

複数のフェノール性水酸基を有し、前記複数のフェノール性水酸基の少なくとも一部が酸分解性基で保護された樹脂(A1)と、
エポキシ基を有する樹脂(A2)と、
フェノール化合物へのキノンジアジド付加体(B)と、
カルボキシ基を有する化合物及びフェノール性水酸基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の溶解促進剤(C)と、
黒色着色剤(D)と、
を含む感光性樹脂組成物であって、前記キノンジアジド付加体(B)及び前記溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり150mmol以下である感光性樹脂組成物。
a resin (A1) having a plurality of phenolic hydroxyl groups, at least a portion of the plurality of phenolic hydroxyl groups being protected with an acid-decomposable group;
a resin (A2) having an epoxy group;
A quinonediazide adduct (B) to a phenol compound;
at least one dissolution accelerator (C) selected from the group consisting of compounds having a carboxyl group and compounds having a phenolic hydroxyl group;
a black coloring agent (D);
wherein the total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is the solid contained in the photosensitive resin composition A photosensitive resin composition having a content of 150 mmol or less per 100 g per minute.
前記キノンジアジド付加体(B)が、前記フェノール化合物の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル又は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルである、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。 2. The photosensitive resin according to claim 1, wherein the quinonediazide adduct (B) is 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonate or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate of the phenol compound. Composition. 前記キノンジアジド付加体(B)のキノンジアジド基当量が500以下である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 3. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the quinonediazide adduct (B) has a quinonediazide group equivalent of 500 or less. 前記溶解促進剤(C)が分子量1000以下の有機低分子化合物である、請求項1~3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 4. The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the dissolution accelerator (C) is an organic low-molecular-weight compound having a molecular weight of 1,000 or less. 前記溶解促進剤(C)のカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計当量が60以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 5. The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the dissolution accelerator (C) has a total equivalent weight of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups of 60 or less. 前記キノンジアジド付加体(B)及び前記溶解促進剤(C)に含まれるカルボキシ基及びフェノール性水酸基の合計モル数が、感光性樹脂組成物に含まれる固形分100gあたり90mmol以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 2. The total number of moles of carboxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the quinonediazide adduct (B) and the dissolution accelerator (C) is 90 mmol or more per 100 g of solid content contained in the photosensitive resin composition. 6. The photosensitive resin composition according to any one of -5. 前記樹脂(A1)が、式(4)
Figure 2023080993000040
(式(4)において、Rは水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基であり、R10は酸分解性基であり、rは0~5の整数であり、sは0~5の整数であり、但しr+sは1~5の整数である。)
で表される構造単位を有し、sが1以上の整数である式(4)で表される構造単位を少なくとも1つ有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
The resin (A1) has the formula (4)
Figure 2023080993000040
(In formula (4), R 9 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 10 is an acid-decomposable group, r is an integer of 0 to 5, s is 0 to 5 is an integer of , where r + s is an integer of 1 to 5.)
Having at least one structural unit represented by formula (4), wherein s is an integer of 1 or more, photosensitive resin according to any one of claims 1 to 6 Composition.
前記樹脂(A1)が、式(2)
Figure 2023080993000041
(式(2)において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~3のアルキル基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素原子数1~3のフルオロアルキル基、又はハロゲン原子であり、Rは、水素原子、炭素原子数1~6の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、フェニル基、又はヒドロキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基及び炭素原子数1~6のアルコキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されたフェニル基である。)
で表される構造単位を有する、請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
The resin (A1) has the formula (2)
Figure 2023080993000041
(In Formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fully or partially fluorinated fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. , or a halogen atom, and R 4 is a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or a hydroxy group, or a 1 to 6 carbon atom is a phenyl group substituted with at least one selected from the group consisting of an alkyl group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
The photosensitive resin composition according to claim 7, which has a structural unit represented by
前記樹脂(A1)においてフェノール性水酸基の水素原子と置換されている前記酸分解性基が、式(3)
-CR-O-R (3)
(式(3)中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1~4の直鎖アルキル基、又は炭素原子数3~4の分岐アルキル基であり、Rは、炭素原子数1~12の直鎖アルキル基、炭素原子数3~12の分岐アルキル基、炭素原子数3~12の環状アルキル基、炭素原子数7~12のアラルキル基、又は炭素原子数2~12のアルケニル基であり、R又はRの一方とRとが結合して環員数3~10の環構造を形成してもよく、R、R及びRは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれるハロゲン原子で置換されていてもよい。)
で表される基である、請求項1~8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
The acid-decomposable group substituted with the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group in the resin (A1) has the formula (3)
—CR 6 R 7 —OR 8 (3)
(In formula (3), R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms, and R 8 is , a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or 2 carbon atoms 1 to 12 alkenyl groups, one of R 6 or R 7 and R 8 may combine to form a ring structure with 3 to 10 ring members, where R 6 , R 7 and R 8 are fluorine, It may be substituted with a halogen atom selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine.)
The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8, which is a group represented by
前記樹脂(A2)が、エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂である、請求項1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the resin (A2) is a resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group. 前記エポキシ基及びフェノール性水酸基を有する樹脂が、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物とヒドロキシ安息香酸化合物との反応物であって、式(6)
Figure 2023080993000042
(式(6)において、bは1~5の整数であり、*は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物の、反応にかかるエポキシ基を除く残基との結合部を表す。)
の構造を有する化合物である、請求項10に記載の感光性樹脂組成物。
The resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is a reaction product of a compound having at least two epoxy groups in one molecule and a hydroxybenzoic acid compound, and has the formula (6)
Figure 2023080993000042
(In the formula (6), b is an integer of 1 to 5, and * represents a bonding portion of a compound having at least two epoxy groups in one molecule with a residue other than the epoxy group involved in the reaction. .)
The photosensitive resin composition according to claim 10, which is a compound having the structure of
前記1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物がノボラック型エポキシ樹脂である、請求項11に記載の感光性樹脂組成物。 12. The photosensitive resin composition according to claim 11, wherein the compound having at least two epoxy groups in one molecule is a novolak type epoxy resin. 樹脂成分の合計100質量部を基準として、前記黒色着色剤(D)を10質量部~150質量部含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 12, comprising 10 parts by mass to 150 parts by mass of the black colorant (D) based on a total of 100 parts by mass of the resin components. 前記感光性樹脂組成物の硬化被膜の光学濃度(OD値)が膜厚1μmあたり0.5以上である、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 14. The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the cured film of the photosensitive resin composition has an optical density (OD value) of 0.5 or more per 1 μm of film thickness. 請求項1~14のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子隔壁。 An organic EL element partition comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 14. 請求項1~14のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子絶縁膜。 An organic EL element insulating film comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 14. 請求項1~14のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子。 An organic EL device comprising a cured product of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 14.
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