JP5062504B2 - Ｔｆｔ−ｌｃｄ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法、これを利用した層間絶縁膜及びｌｃｄ - Google Patents

Description

本発明はＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法、これを利用した層間絶縁膜及びＬＣＤに関し、より詳細には、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤ等に好適に使用することができるＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法及びこれを利用した層間絶縁膜、ＬＣＤに関する。

例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤ用として、従来から使用されている層間絶縁膜であるアクリル系共重合体樹脂は、十分に高い熱安定性を有していない。また、低分子物質の除去のための精製を行わない場合には、フォトリソグラフィ工程（露光性、現像性等）の速度を確保できず、コーティング特性及び後工程における安定性が劣化し、さらに現像性、耐熱性及び透過性が低下するという問題があった。

一般に、アクリル系共重合体樹脂が一定の熱安定性を有しない場合には、コーティング後に得られる熱流動が悪く、これによって高温でのスパタリング等の後工程の際に昇華するということがある。また、この昇華によってフォトレジストのパターン形成に悪影響を及ぼすこととなる。同時に、例えば、ＩＴＯスパッタリング等の後工程等において、有機絶縁膜自体の透過性が低下する。このように、熱安定性の低下により、後工程におけるプロセスを困難にするという問題があった。
アクリル系共重合体の精製は、アクリル系共重合体樹脂が一定の単分散分子量分布を有するように低分子物質等を除去する方法である。

通常、単分散分子量分布を有するように合成されたアクリル系共重合体樹脂を分級した場合には、一定のフォトリソグラフィ工程の速度を確保することができ、これにより、全体として均質な生産性を確保することができる。一方、単分散分子量分布を有しないアクリル系共重合体樹脂の場合、所望のフォトリソグラフィ工程の速度、コーティング特性及び後工程における安定性を確保できなくなる。
また、分級を含む精製によって低分子量の物質を除去しなかった場合には、ソフトベーキングと硬化工程中に多量の昇華物が発生し、その昇華物によって作業効率の低下、さらには製造装備の老朽化を招く等の問題が発生する。つまり、装備の安定的な維持及び信頼性確保が困難になるという問題もあった。

上述した従来技術の問題点を解決すべく、本発明は、層間有機絶縁膜に適用する膜の現像性及び耐熱性を高めることができ、透過率を向上させることができるＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、熱安定性が優れ、単分散分子量分布を有するＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用のアクリル系共重合体樹脂の製造方法を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は現像性及び耐熱性を高めることができ、特に、透過率を著しく向上することができるアクリル系共重合体樹脂及びこれを用いたＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜を提供することである。
また、本発明のさらに他の目的は、前記アクリル系共重合体樹脂を適用したＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜及びこれを用いたＬＣＤを提供することである。

本発明はＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法であって、
ａ）i)不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物５〜３５重量部、
ii)スチレン系単量体５〜４０重量部、
iii)エポキシ系単量体５〜４０重量部、
iv)イソボニルメタクリレート５〜３０重量部、
v)ジサイクロペンテニルオキシエチルアクリレート５〜４０重量部及び
vi)開始剤０．０１〜１５重量部
を溶媒下で重合する工程、
ｂ）前記ａ）工程で得られた反応物に重合禁止剤０．００１〜１重量部を加え、重合を完了して共重合体溶液を製造する工程及び
ｃ）前記ｂ）工程で製造した共重合体溶液を精製する工程
を含むことを特徴とするガラス転移温度６０〜１４０℃のＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法を提供する。

また、本発明は、上述した方法によって製造されたアクリル系共重合体樹脂からなるＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜を提供する。
さらに、本発明は、上述した方法によって製造されたアクリル系共重合体樹脂を層間絶縁膜として含むＬＣＤを提供する。

本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法によれば、例えば、膜の現像性及び耐熱性を高め、透過率を向上させることができるのみならず、熱安定性に優れ、単分散分子量分布を有するアクリル系共重合体樹脂を製造することができる。また、これを層間絶縁膜及びＬＣＤ等の電子機器に用いた場合において、優れた現像性及び耐熱性、透過率に起因して、高性能かつ高信頼性の膜及び機器を得ることが可能となる。

本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂は、ａ）i)不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物５〜３５重量部、 ii)スチレン系単量体５〜４０重量部、iii)エポキシ系単量体５〜４０重量部 iv)イソボニル系 単量体５〜３０重量部、v)ジサイクロペンタジエン系単量体５〜４０重量部及び vi) 開始剤０．０１〜１５重量部を溶媒下で重合する工程、ｂ）前記反応物に重合禁止剤 ０．００１〜1重量部を加えて重合を完了し、共重合体溶液を製造する工程及びｃ）前記ｂ)工程で製造した共重合体溶液を精製する工程を含む。

本発明に用いられる前記ａ）i)不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物は、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸；マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メタコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸；又はこれらの不飽和ジカルボン酸の無水物等を単独又は２種以上混合して使用することができ、特にアクリル酸、メタクリル酸又は無水マレイン酸を用いることが共重合反応性及び現像液であるアルカリ水溶液に対する溶解性の点においてより好ましい。
前記不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物は全体の総単量体１００重量部に対して、５〜３５重量部で含むことが好ましい。その含量が前記範囲内の場合には、共重合反応性とアルカリ水溶液に対する溶解性との点においてさらに好ましい。

本発明に用いられる前記ａ）ii)のスチレン系単量体は、前記 i)の不飽和カルボキシ酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物と共重合可能なスチレン系単量体を用いることが好ましく、具体的にはスチレン、α-メチルスチレン、ｍ-メチルスチレン、ｐ-メチルスチレン、ビニルトルエン又はｐ-メチルスチレン等を用いることができる。
前記スチレン系単量体は全体の総単量体１００重量部に対して、５〜４０重量部で含まれるのが好ましく、その含量が前記範囲内の場合には共重合反応性においてより好ましい。

本発明に用いられる前記ａ）iii)のエポキシ系単量体は、前記i)の不飽和カルボキシ酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物と共重合可能なエポキシ系単量体を用いるのが好ましい。
具体的には前記エポキシ系単量体は、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、α-エチルグリシジルアクリレート、α-ｎ-プロピルグリシジルアクリレート、α-ｎ-ブチルグリシジルアクリレート、アクリル酸-β-エチルグリシジル、メタクリル酸-β-エチルグリシジル、アクリル酸-３，４-エポキシブチル、メタアクリル酸-３，４-エポキシブチル、メタクリル酸-β-エチルグリシジル、メタクリル酸-６，７-エポキシヘプチル、ｏ-ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ-ビニルベンジルグリシジルエーテル又はｐ-ビニルベンジルグリシジルエーテル等の単独又は２種以上の混合物が挙げられる。

前記エポキシ系単量体は、全体の総単量体１００重量部に５〜４０重量部で含まれるのが好ましく、その含量が前記範囲内の場合には共重合反応性と得られたパターンの接着力及び耐熱性を高める点においてより好ましい。
本発明に用いられる前記ａ）iv)のイソボニル系単量体は、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物と共重合可能なイソボニル系単量体を用いるのが好ましい。

前記イソボニル系単量体は、イソボニルアクリレート、イソボニルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２-メチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロロペン タニルオキシエチルアクリレート、フェニルメタクリレート、フェニルアクリレート、 ベンジルアクリレート又は２-ヒドロキシエチルメタクリレート等を単独又は２種以上混合して用いることができる。
前記イソボニル系単量体は全体総単量体１００重量部に５〜３０重量部で含まれるのが好ましく、その含量が前記範囲内の場合には耐熱性を高めるにおいてより好ましい。

本発明に用いられる前記ａ）v)のジサイクロペンタジエン系単量体は、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物と共重合可能なジサイクロペンタジエン系単量体を用いるのが好ましい。
前記ジサイクロペンタジエン系単量体は、ジサイクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジサイクロペンタニルアクリレート、トリス-２-アクリロオキシエチルイソシアヌレート、ジサイクロペンタニルメタクリレート、ペンタメチルピファリジルメタクリレート及びエチレンオキサイドビスフェノールＡメタクリレート等の単独又は２種以上の組み合わせを用いることができる。
前記ジサイクロペンタジエン系単量体は、全体総単量体１００重量部に５〜４０重量部で含まれるのが好ましく、その含量が前記範囲内の場合には耐熱性を高める点においてより好ましい。

本発明に用いられる前記ａ）vi)の開始剤は、通常用いられる過酸化物又はアゾ系化 合物を用いることができ、特に、アゾ系化合物を用いることが好ましい。
具体的に、アゾ系化合物は２，２'-アゾビス（２-アミジノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２'-アゾビス（２-メチルブチロニトリル）、２，２'-アゾビスイソブチロニトリル、２，２'-アゾビス（２，４-ジメチルバレロニトリル）、２，２'-アゾビス（４-メトキシ-２，４-ジメチルバレロニトリル）、４，４'-アゾビス（４-シアノバレリック酸）又はジメチル２，２'-アゾビスイソブチレート等を単独又は２種以上混合して用いることもできる。

前記開始剤は全体総単量体１００重量部に対して０．０１〜１５重量部で含まれるのが好ましい。これは、分子量の増加の程度、分子量の減少による感度の低下、これによるパターン形状の低下又は現像性及び残膜率の低下等を考慮したものである。
さらに、本発明の前記ａ）工程の反応物には必要に応じて vii)連鎖移動剤を追加して含めることができる。

前記連鎖移動剤はａ）vi)の開始剤と共に用いられ、重合体の分子量を調節する作用を有する。具体的には ｎ-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、メチルメルカプタン、ソディウムメチルメルカプチド、エチルメルカプタン、ｔ-ノニルメルカプタン、ｎ-オクチルメルカプタン、ｔ-ブチルメルカプタン、ｎ-オクタデシルメルカプタン、ｎ-テトラデシルメルカプタン、ｎ-デシルメルカプタン、ベンジンメルカプタン、ｎ-ヘキシルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン、サイクロヘキシルメルカプタン又はイソプロピルメルカプタン等を用いることもできる。
前記連鎖移動剤は必要に応じて含量を調節することができ、特に、全体総単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量部で含まれるのが好ましい。その含量が前記範囲内である場合には低分子量の重合体を製造することができ、さらに好ましい。

前記のような単量体をアクリル系共重合体に重合するために用いられる溶媒は、メタノール、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ コールモノエチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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ジエチルエーテル、エチングリコールメチルエルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエチルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールブチルエーテルプロピオネート、メチル３-メトキシプロピオネート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４-ヒドロキシ４-メチル２-ペンタノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、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、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、３-ヒドロキシプロピオン酸メチル、３-ヒドロキシプロピオン酸エチル、３-ヒドロキシプロピオン酸プロピル、３-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、２-ヒドロキシ３-メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢 酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、２-メトキシプロピオン酸メチル、２-メトキシプロピオン酸エチル、２-メトキシプロピオン酸プロピル、２-メトキシプロピオン酸ブチル、２-エトキシプロピオン酸メチル、２-エトキシプロピオン酸エチル、２-エトキシプロピオン酸プロピル、２-エトキシプロピオン酸ブチル、２-ブトキシプロピオン酸メチル、２-ブトキシプロピオン酸エチル、２-ブトキシプロピオン酸プロピル、２-ブトキシプロピオン酸ブチル、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-メトキシプロピオン酸プロピル、３-メトキシプロピオン酸ブチル、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、３-エトキシプロピオン酸プロピル、３-エトキシプロピオン酸ブチル、３-プロポキシプロピオン酸メチル、３-プロポキシプロピオン酸エチル、３-プロポキシプロピオン酸プロピル、３-プロポキシプロピオン酸ブチル、３-ブトキシプロピオン酸メチル、３-ブトキシプロピオン酸エチル、３-ブトキシプロピオン酸プロピル又は３-ブトキシプロピオン酸ブチル等のようなエーテル類等を用いることができ、前記化合物を単独又は２種以上混合して用いることができる。

前記溶媒の含量は特に限定されるものではないが、例えば、全体総単量体１００重量 部に対して１００〜１０００重量部で含まれるのが好ましい。
前記のような成分でなされる液状組成物は溶液重合し、一定程度の重合が進行すると 重合禁止剤を加えて重合を完了して共重合体溶液として製造する。
前記ｂ）工程の重合禁止剤は、アクリル系共重合体樹脂の変色性、熱安定性及び保管 安定性を向上させる作用をする。具体的にはフェノールを含まないラクトン、ホスファイト（亜リン酸エステル）又はホスフナート（ホスホン酸エステル）等を用いることもできる。

前記重合禁止剤は全体総単量体１００重量部に対して０．００１〜１重量部で含まれるのが好ましく、その含量が前記範囲内の場合にはアクリル系共重合体樹脂の変色性、熱安定性及び保管安定性の向上においてより好ましい。
前記溶液重合の際、重合温度は４０〜８０℃が好ましく、より好ましくは４５〜７５℃である。特に、前記重合温度は開始剤のアゾ系化合物の１０時間半減期温度よりさらに高い温度で実施することが、最終共重合体中での未反応単量体の含有量を低減させ、高い重合収率を得るためにより好ましい。
前記溶液重合の際、重合時間は４〜４８時間が好ましく、より好ましくは１２〜３６時間である。

さらに、前記溶液重合の際、反応速度は１００〜５００ｒｐｍであることが好ましく、より好ましくは１５０〜４００ｒｐｍである。
前記のような条件で溶液重合され、製造されたアクリル系共重合体溶液は、重合転換率が４５〜８０％であることが好ましい。
前記のように重合されたアクリル系共重合体溶液は、精製して最終アクリル系共重合 体樹脂として製造される。この精製工程を通じてアクリル系共重合体溶液中に残存す る未反応単量体、重合開始剤等を除去することができ、特に、単分散分子量の共重合体 樹脂を製造するために好適である。

前記精製は、前記ａ）工程で製造されたアクリル系共重合体溶液中に未反応単量体、有機溶媒等の各種添加物を高真空下で揮発させる方法、有機酸化物系極反応性ラジカル開始剤と反応させる方法又は多量の不溶性溶媒中に共重合体溶液を滴下して析出させる方法等を利用することができる。特に多量の不溶性溶媒中に共重合体溶液を滴下して析 出させる方法が好ましい。
前記共重合体溶液を滴下して析出させる方法は、共重合体溶液を不溶性溶媒に滴下して重合体を析出した後、濾過分別して実施され、必要に応じて溶剤に溶解させる工程を追加してもよい。

前記不溶性溶媒は、ヘプタン、ヘキサン、メタノール、水又はこれらの混合物等を用いることもできる。
前記溶剤としては、プロピオネート、メタノール、プロピレングリコールモノエチルアセテー ト、プロピレングリコールモノエチルプロピオネート、ブチルアセテート、エチルラク テート、カルビトール（商標）、プロピレングリコールメチルエチルエーテル又はこれらの混合物等を使用できる。

さらに、前記のような方法で製造されたアクリル系共重合体樹脂は、絶縁膜、特に層間絶縁膜として、電子機器、特にＬＣＤ、さらにＴＦＴ−ＬＣＤに適用するものとして、単分散分子量分布を有しているか、重量平均分子量が６，０００〜１２，０００であるか及び／又は重量平均分子量と数平均分子量との比が１．５〜２．５であることが好ましい。さらに、前記アクリル系共重合体樹脂は、４０〜７０％のポリマー面積（polymer area）を有しているか、及び／又は固形分含量が２５．０〜３５．０％であることが好ましい。加えて、前記アクリル系共重合体樹脂は、ガラス転移温度(Ｔｇ)が６０〜１４０℃であることが好ましく、８０〜１３０℃であることがより好ましい。これは、このアクリル樹脂を層間絶縁膜として用いた場合の耐熱性、現像性等を考慮したものである。

本発明は、上記方法によって得られたアクリル系共重合体樹脂を、絶縁膜として、特に層間絶縁膜として用いることができる。また、この絶縁膜は、絶縁特性を必要とする電子機器、例えばＬＣＤ、特にＴＦＴ−ＬＣＤの層間絶縁膜として適用することが好ましい。これにより、現像性と耐熱性とに優れ、透過率が極めて良好な絶縁膜を得ることができる。

以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記実施例は本発明を例示するだけであって、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。
実施例１
反応器と冷却器とを有する１Ｌの容器にテトラハイドロフラン４００重量部、メタクリル酸３５重量部、スチレン４０重量部、グリシジルメタクリレート１５重量部、イソボニルメタクリレート５重量部及びジサイクロペンテニルオキシエチルアクリレート５重量部の混合溶液を投入した。この混合溶液を混合容器中、４００ｒｐｍで十分混合した後、これに開始剤として２，２'-アゾビス(２，４-ジメチルバレロニトリル)１５重量部を添加した。混合溶液が満たされた容器を５８℃まで徐々に昇温させ、この温度を２８時間維持しながら共重合体溶液を製造し、その後、重合禁止剤としてホスファイト０．５重量部を添加して重合を完了した。
その後、共重合体溶液にヘキサン５０００重量部を滴下し、析出させ、濾過分離してこれにプロピオネート１００重量部を添加して３０℃まで加熱し、アクリル系共重合体樹脂を製造した。

実施例２〜１１
表１に記載の成分比を用い、反応温度と反応時間を異にしたことを除いては実質的に実施例１と同様の方法により共重合体溶液を製造し、アクリル系共重合体樹脂を製造した。

実施例１〜１１において、製造したアクリル系共重合体樹脂をＧＰＣ（ゲル透過クロマトグラフィー、標準試料：ポリスチレン）を利用して重量平均分子量(Ｍｗ)、重量平均分子量と数平均分子量との比(Ｍｗ/Ｍｎ)、ポリマー面積及び固形分含量（ＴＳ）を測定した。その結果を表２に示す。

表２により、本発明の実施例１〜１１で製造したアクリル系共重合体樹脂は、重量平均分子量が６０００〜１２０００の範囲であり、重量平均分子量と数平均分子量との比は１．５〜２．５であって、ポリマー面積が４０〜７０％、固形分含量が２５．０〜３５．０の範囲であることが確認できた。
さらに、実施例１〜１１で製造されたアクリル系共重合体樹脂を、回転塗布法により基板表面に塗布し、１００℃で１分間プリベイクして溶媒を除去し、塗布膜を形成した。
前記で得られた膜に可視光線、紫外線等を照射して現像液で現像し、パターンを形成した。

このように形成されたパターンに、紫外線等の光を照射して２５０℃で３０分間オーブンで加熱処理し、最終パターンを有する膜を形成した。そのパターン膜の現像性、透過性及び耐熱性を下記の方法で測定し、以下の評価基準に沿って評価した。その結果を表３に示す。
イ）現像性−現像後得られた膜のコーティング均一性を測定するために、エリプソメット（Elipsomet：商標）を利用して平坦度を測定した。平坦度が９５％を超える場合を〇、９５〜９０％の場合を△、９０％未満の場合を×で表示した。
ロ）透過性−透過度を測定するためにガラス基板に膜を形成した後、上述したような方法でパターンを形成した後、ＵＶ−ｖｉｓ分光光度計を利用して４００ｎｍで透過度を測定した。透過度が９５％を超える場合を〇、９５〜９０％の場合を△、９０％未満の場合を×で表示した。
ハ）耐熱性−上述した方法で形成されたパターン膜の上、下及び左、右の幅を測定した。各々の変化率がミッドベイク前基準、０〜２０％の場合を〇、２０〜４０％の場合を△、４０％を超える場合を×で示した。

表３によって、本発明により製造した実施例１〜１１のアクリル系共重合体樹脂を適用して得たパターン膜は現像性、透過度及び耐熱性に優れていることが確認できた。

実施例１２
実施例１〜１１の樹脂を用いて、基板上に形成された半導体層及びＩＴＯからなる電極の上に、それぞれ、上述したように絶縁膜を形成し、さらにそれらの上に、金属からなる配線層を形成して、例えばＴＦＴに対する層間絶縁膜を形成した。さらにこのＴＦＴを液晶ディスプレイの各画素の駆動素子として配置することにより、ＬＣＤを形成した。
なお、本発明のアクリル系共重合体樹脂の製造方法で得られた層間絶縁膜を適用する素子又は装置は、当該分野で公知の方法により形成されているものであり、例えば、電極間、電極と配線との間等で絶縁性を確保するために通常用いられている形態で形成することができる。また、このような素子又は装置を用いて、通常用いられる表示装置等の電子機器に、通常使用されているのと同様の形態で形成することができる。

本発明のアクリル系共重合体樹脂の製造方法は、絶縁膜、特に層間絶縁膜を形成するために好適に用いることができる。また、このアクリル系共重合体樹脂は、ＴＦＴ−ＬＣＤに限られず、半導体装置（トランジスタ、キャパシタ、メモリ、発光素子、太陽電池等）、電子機器（各種ディスプレイ等）等の広範な分野において、絶縁特性を必要とする膜を用いる種々素子、装置、これらの組み合わせに利用することができる。

Claims (16)

1. 層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法であって、
   ａ）i)不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物５〜３５重量部、
   ii)スチレン系単量体５〜４０重量部、
   iii)エポキシ系単量体５〜４０重量部、
   iv)イソボニルメタクリレート５〜３０重量部、
   v)ジサイクロペンテニルオキシエチルアクリレート５〜４０重量部及び
   vi)開始剤０．０１〜１５重量部
   を溶媒下で重合する工程、
   ｂ）前記ａ）工程で得られた反応物に重合禁止剤０．００１〜１重量部を加え、重合を完了して共重合体溶液を製造する工程及び
   ｃ）前記ｂ）工程で製造した共重合体溶液を精製する工程
   を含むことを特徴とするガラス転移温度６０〜１４０℃のＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜用アクリル系共重合体樹脂の製造方法。
2. 前記ａ）におけるi)の不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物又はこれらの混合物が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メタコン酸、イタコン酸及びこれらの無水物からなる群から選択される１種以上である請求項１に記載の方法。
3. 前記ａ）におけるii)のスチレン系単量体が、スチレン、α-メチルスチレン、ｍ-メチルスチレン、ｐ-メチルスチレン、ビニルトルエン及びｐ-メチルスチレンからなる群から選択される１種以上である請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ａ）におけるiii)のエポキシ系単量体が、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、α-エチルグリシジルアクリレート，α-ｎ-プロピルグリシジルアクリレート，α-ｎ-ブチルグリシジルアクリレート，アクリル酸-β-エチルグリシジル、メタクリル酸-β-エチルグリシジル、アクリル酸-３，４-エポキシブチル、メタアクリル酸-３，４-エポキシブチル、メタクリル酸-β-エチルグリシジル、メタクリル酸-６，７-エポキシヘプチル、ｏ-ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ-ビニルベンジルグリシジルエーテル及びp-ビニルベンジルグリシジルエーテルからなる群から選択される１種以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. 前記ａ）におけるvi)の開始剤が、２，２'-アゾビス（２-アミジノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２'-アゾビス（２-メチルブチロニトリル）、２，２'-アゾビスイソブチロニトリル）、２，２'-アゾビス（２，４-メチルバレロニトリル）、２，２'-アゾビス（４-メトキシ-２，４-ジメチルバレロニトリル）、４，４'-アゾビス（４-シアノバレリック酸）及びジメチル-２，２'-アゾビスイソブチレートからなる群から選択される１種以上である請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記ａ）の各成分とともに、さらに、vii)ｎ-ドデシルメルカプタン、ｔ-ドデシルメルカプタン、メチルメルカプタン、ソディウムメチルメルカプチド、エチルメルカプタン、t-ノニルメルカプタン、ｎ-オクチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ｎ-オクタデシルメルカプタン、ｎ-テトラデシルメルカプタン、ｎ-デシルメルカプタン、ベンジンメルカプタン、ｎ-ヘキシルメルカプタン、ｔ-ブチルメルカプタン、サイクロヘキシルメルカプタン及びイソプロピルメルカプタンからなる群から選択される１種以上の連鎖移動剤を、全単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量部で添加する請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. 前記ａ）工程の反応物が、メタノール、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルボアセテート、エチルセロソルボアセテート、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モノエチルエーテル、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ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエチルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールブチルエーテルプロピオネート、メチル３-メトキシプロピオネート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４-ヒドロキシ４-メチル２-ペンタノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、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、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、３-ヒドロキシプロピオン酸メチル、３-ヒドロキシプロピオン酸エチル、３-ヒドロキシプロピオン酸プロピル、３-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、２-ヒドロキシ３-メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、２-メトキシプロピオン酸メチル、２-メトキシプロピオン酸エチル、２-メトキシプロピオン酸プロピル、２-メトキシプロピオン酸ブチル、２-エトキシプロピオン酸メチル、２-エトキシプロピオン酸エチル、２-エトキシプロピオン酸プロピル、２-エトキエシプロピオン酸ブチル、２-ブトキシプロピオン酸メチル、２-ブトキシプロピオン酸エチル、２-ブトキシプロピオン酸プロピル、２-ブトキシプロピオン酸ブチル、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-メトキシプロピオン酸プロピル、３-メトキエシプロピオン酸ブチル、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、３-エトキシプロピオン酸プロピル、３-エトキシプロピオン酸ブチル、３-プロポキシプロピオン酸メチル、３-プロポキシプロピオン酸エチル、３-プロポキシプロピオン酸プロピル、３-プロポキシプロピオン酸ブチル、３-ブトキシプロピオン酸メチル、３-ブトキシプロピオン酸エチル、３-ブトキシプロピオン酸プロピル及び３-ブトキエシプロピオン酸ブチルからなる群から選択される１種以上の溶媒を、全単量体１００重量部に対して１００〜１０００重量部で含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記ａ）工程の重合を、４０〜８０℃の温度で、４〜４８時間、１００〜５００ｒｐｍの速度での溶液重合によって行う請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
9. 前記ｂ）工程の重合禁止剤が、フェノールを含まないラクトン、ホスファイト及びホスホナートからなる群から選択される１種以上である請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
10. 前記ｃ）工程における精製を、前記ｂ）工程で製造した共重合体溶液を不溶性溶媒に滴下して重合体を析出させた後、濾過分別することにより行う請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
11. 前記アクリル系共重合体樹脂を溶剤に溶解する工程を追加する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
12. 前記不溶性溶媒が、ヘプタン、ヘキサン、メタノール及び水からなる群から選択される１種以上である請求項１０に記載の方法。
13. 前記溶剤が、メタノール、プロピレングリコールモノエチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルプロピオネート、ブチルアセテート、エチルラクテート、カルビトール及びプロピレングリコールメチルエチルエーテルからなる群から選択される１種以上である請求項１１に記載の方法。
14. 前記アクリル系共重合体樹脂が、重量平均分子量６０００〜１２０００、重量平均分子量と数平均分子量の比が１．５〜２．５である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか１つによって形成されたアクリル系共重合体樹脂からなることを特徴とするＴＦＴ−ＬＣＤ用の層間絶縁膜。
16. 請求項１〜１４のいずれか１つによって形成されてなるアクリル系共重合体樹脂を層間絶縁膜として含むことを特徴とするＬＣＤ。