JP6636081B2 - Photosensitive resin composition, photocurable pattern produced from photosensitive resin composition, and image display device including photocurable pattern - Google Patents

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Description

本発明は、感光性樹脂組成物及びそれから形成される光硬化パターンに関する。より詳しくは、光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物及びそれから形成される光硬化パターンに関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition and a photocurable pattern formed therefrom. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator and a photocurable pattern formed therefrom.

ディスプレイ分野において、感光性樹脂組成物は、フォトレジスト、絶縁膜、保護膜、ブラックマトリックス、カラムスペーサ等の様々な光硬化パターンを形成するために用いられる。具体的には、感光性樹脂組成物をフォトリソグラフィ工程によって選択的に露光及び現像して所望の光硬化パターンを形成するが、この過程において、工程上の歩留を向上させるとともに適用対象の物性を向上させるために、高感度な感光性樹脂組成物が求められている。   In the display field, a photosensitive resin composition is used to form various photo-curing patterns such as a photoresist, an insulating film, a protective film, a black matrix, and a column spacer. Specifically, the photosensitive resin composition is selectively exposed and developed by a photolithography process to form a desired photo-cured pattern. In this process, the yield in the process is improved and the physical properties of the application target are improved. In order to improve the sensitivity, a photosensitive resin composition having high sensitivity is required.

感光性樹脂組成物のパターン形成は、フォトリソグラフィ、すなわち光反応により起こる高分子の極性変化及び架橋反応による。特に、露光後のアルカリ水溶液等の溶媒に対する溶解性の変化特性を利用する。   The pattern formation of the photosensitive resin composition is based on photolithography, that is, a change in polarity of a polymer caused by a photoreaction and a crosslinking reaction. In particular, a change characteristic of solubility in a solvent such as an aqueous alkali solution after exposure is used.

感光性樹脂組成物によるパターンの形成は、感光された部分の現像に対する溶解度によってポジ型とネガ型とに分類される。ポジ型フォトレジストは、露光した部分が現像液に溶解されてパターンを形成する方式であり、ネガ型フォトレジストは、露光した部分が現像液に溶けず、露光しない部分が溶解されてパターンを形成する方式である。ポジ型とネガ型とは、用いられるバインダー樹脂、架橋剤などで互いに相違する。   The formation of a pattern by the photosensitive resin composition is classified into a positive type and a negative type depending on the solubility of the exposed portion in development. Positive-type photoresist is a method in which exposed parts are dissolved in a developing solution to form a pattern. Negative-type photoresist is a type in which exposed parts do not dissolve in a developing solution, and unexposed parts are dissolved to form a pattern. It is a method to do. The positive type and the negative type are different from each other depending on a binder resin, a crosslinking agent and the like to be used.

感光性樹脂組成物により形成された塗膜またはパターンは、基材との密着性が良好でないと、例えば感光性樹脂組成物を塗布して形成したレジスト膜をパターン露光して現像する際に、形成されたレジストパターンの崩壊や剥離が起こることがあり、エッチング時にもパターンの崩壊や剥離などの問題が発生して量産プロセスでの歩留まりが低下する。また、前記感光性樹脂組成物が適用されるディスプレイ装置が小型化されるにつれ、微細線幅の光硬化パターンを形成するために露光工程の解像度の向上が求められている。   When the coating film or pattern formed by the photosensitive resin composition has poor adhesion to the base material, for example, when a resist film formed by applying the photosensitive resin composition is subjected to pattern exposure and development, The formed resist pattern may be disintegrated or peeled off, and problems such as disintegration or peeling of the pattern may occur during etching, and the yield in the mass production process may be reduced. Further, as the size of the display device to which the photosensitive resin composition is applied is reduced, the resolution of the exposure process is required to be improved in order to form a photocurable pattern having a fine line width.

例えば、韓国特許第10−1302508号は、シクロヘキセニルアクリレート系単量体を用いて重合された共重合体を含むネガティブ感光性樹脂組成物を開示している。   For example, Korean Patent No. 10-130508 discloses a negative photosensitive resin composition including a copolymer polymerized using a cyclohexenyl acrylate-based monomer.

韓国特許第10−1302508号公報Korean Patent No. 10-130508

本発明は、優れた基板密着力および残膜率を有しながらも高感度の光硬化パターンの実現が可能な感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of realizing a highly sensitive photocurable pattern while having excellent substrate adhesion and remaining film ratio.

また、本発明は、前記感光性樹脂組成物で製造された光硬化パターン及び前記光硬化パターンを含む画像表示装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a photocurable pattern manufactured using the photosensitive resin composition and an image display device including the photocurable pattern.

1.アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含み、前記光重合開始剤は、下記化学式で表される化合物を含む感光性樹脂組成物。 1. A photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a solvent, wherein the photopolymerization initiator contains a compound represented by the following Chemical Formula 3 .

Figure 0006636081
Figure 0006636081

2.前記項目1において、前記光重合開始剤は、ビイミダゾール系化合物をさらに含む感光性樹脂組成物。 2. In the item 1, the photopolymerization initiator is a photosensitive resin composition further comprising a bi-imidazole compound.

.前記項目1において、前記光重合開始剤は、前記化学式で表される化合物を、前記光重合開始剤100重量部に対して20〜90重量部含む感光性樹脂組成物。 3 . In the above item 1, the photopolymerization initiator is a photosensitive resin composition containing 20 to 90 parts by weight of the compound represented by the chemical formula 3 based on 100 parts by weight of the photopolymerization initiator.

.前記項目1において、前記光重合開始剤は、前記感光性樹脂組成物の固形分100重量部に対して0.1〜10重量部含まれる感光性樹脂組成物。 4 . In the item 1, the photopolymerization initiator is contained in the photosensitive resin composition in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of a solid content of the photosensitive resin composition.

.前記項目1〜のいずれか一つに記載の感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターン。 5 . A photocurable pattern produced from the photosensitive resin composition according to any one of the above items 1 to 4 .

.前記項目において、前記光硬化パターンは、アレイ平坦化膜パターン、保護膜パターン、絶縁膜パターン、フォトレジストパターン、ブラックマトリックスパターン、及びスペーサパターンからなる群より選択される光硬化パターン。 6 . In the item 5 , the photo-cured pattern is a photo-cured pattern selected from the group consisting of an array flattening film pattern, a protective film pattern, an insulating film pattern, a photoresist pattern, a black matrix pattern, and a spacer pattern.

.前記項目に記載の光硬化パターンを含む画像表示装置。 7 . Item 6. An image display device including the photocurable pattern according to item 5 .

本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物を用いて、優れた基板密着力および残膜率を有しながらも感度に優れた光硬化パターンを実現することができる。   By using the photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention, it is possible to realize a photocurable pattern having excellent sensitivity while having excellent substrate adhesion and remaining film ratio.

また、前記感光性樹脂組成物は、高い光効率および挙動制御特性に優れた光重合開始剤を含むので、優れた解像度で微細線幅の光硬化パターンを形成できるとともに、低温硬化条件でも耐久性に優れた光硬化パターンを形成できる。   In addition, since the photosensitive resin composition contains a photopolymerization initiator having high light efficiency and excellent behavior control properties, a photocuring pattern having a fine line width can be formed with excellent resolution, and durability can be maintained even under low-temperature curing conditions. An excellent photocuring pattern can be formed.

したがって、前記感光性樹脂組成物は、スペーサパターン、絶縁膜パターンなどの光硬化パターン、それを含む画像表示装置の製造に有用に用いることができる。   Therefore, the photosensitive resin composition can be usefully used for manufacturing a photo-curing pattern such as a spacer pattern and an insulating film pattern, and an image display device including the same.

図1は、T/B比の定義を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing the definition of the T / B ratio.

本発明の実施形態は、感光性樹脂組成物に関し、より詳細には、アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含み、前記光重合開始剤は、下記化学式1で表される化合物を含み、高い光効率および挙動制御特性に優れた光重合開始剤を含むので、優れた解像度で微細線幅の光硬化パターンを形成できるとともに、低温硬化条件でも耐久性に優れており、優れた基板密着力および残膜率を有しながらも感度に優れた光硬化パターンを形成できる感光性樹脂組成物に関する。   Embodiments of the present invention relate to a photosensitive resin composition, and more specifically, include an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a solvent, wherein the photopolymerization initiator has the following chemical formula 1 And a photopolymerization initiator with high light efficiency and excellent behavior control properties, so that a photocuring pattern with a fine line width can be formed with excellent resolution and excellent durability even at low temperature curing conditions. The present invention relates to a photosensitive resin composition capable of forming a photocurable pattern having excellent sensitivity while having excellent substrate adhesion and residual film ratio.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<感光性樹脂組成物>
(光重合開始剤)
本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物は、光重合開始剤を含み、該光重合開始剤は、下記化学式1で表される化合物を含む。
<Photosensitive resin composition>
(Photopolymerization initiator)
The photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention includes a photopolymerization initiator, and the photopolymerization initiator includes a compound represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 0006636081
前記化学式1中、Aは、ニトロ基またはシアノ基であり、RまたはRは、それぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、若しくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、Rは、オルト、メタまたはパラに位置する、下記化学式2で表される置換基である。
Figure 0006636081
In Chemical Formula 1, A is a nitro group or a cyano group, R 1 or R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R 4 is a substituent represented by the following chemical formula 2, which is located in the ortho, meta or para position, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

Figure 0006636081
前記化学式2中、*は結合部であり、R、RまたはRは、それぞれ独立して炭素数1〜3のアルキル基であり、好ましくは、それぞれ独立してメチル基またはエチル基である。
Figure 0006636081
In the chemical formula 2, * is a bonding part, and R 5 , R 6 or R 7 is each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and preferably each is independently a methyl group or an ethyl group. is there.

前記光重合開始剤は、前記化学式1で表される化合物を含むことにより、高い光効率を示すことができ、優れた残膜率および基板密着力を有し、前記化学式1に含まれているフェニル基及びtert−ブチル基の立体障害により、ラジカルの挙動制御性能を向上できる。例えば露光工程において、前記化学式1に含まれているフェニル基及びtert−ブチル基の立体障害によりラジカルが非露光部に拡散することを防止できるため、露光工程での感度が向上するとともに、現像工程において優れた解像度で微細線幅の光硬化パターンを形成できる。また、前記光重合開始剤は、低温硬化でも優れた反応性を示し、それから形成されたパターンは、優れた耐化学性、耐熱性などの高い耐久性を示す。   The photopolymerization initiator can exhibit high light efficiency by including the compound represented by Chemical Formula 1, has an excellent residual film ratio and substrate adhesion, and is included in Chemical Formula 1. The steric hindrance of the phenyl group and the tert-butyl group can improve the behavior control performance of the radical. For example, in the exposure step, radicals can be prevented from diffusing to the non-exposed part due to steric hindrance of the phenyl group and tert-butyl group contained in the chemical formula 1, so that the sensitivity in the exposure step is improved and the development step is performed. Can form a photo-cured pattern with a fine line width with excellent resolution. In addition, the photopolymerization initiator exhibits excellent reactivity even at low temperature curing, and a pattern formed therefrom exhibits excellent durability such as excellent chemical resistance and heat resistance.

また、前記光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物は、画像表示装置に用いられる各種のパターンの形成、例えば、複数の絶縁パターンの形成に使用することができる。例えば、前記光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物によりスペーサパターンを形成すると、T/B比の値が向上したスペーサパターンを得ることができる。   Further, the photosensitive resin composition containing the photopolymerization initiator can be used for forming various patterns used in an image display device, for example, for forming a plurality of insulating patterns. For example, when a spacer pattern is formed from the photosensitive resin composition containing the photopolymerization initiator, a spacer pattern having an improved T / B ratio can be obtained.

図1は、T/B比の定義を概略的に示す図である。図1を参照すると、T/B比とは、スペーサパターンにおける上部の直径(Top CD)を下部の直径(Bottom CD)で割った値であり、T/B比の値は大きいほど好ましい。本明細書において、パターンの上部は、パターンの全体高さに対して底面から全体高さの95%の箇所の水平面と定義される。また、パターンの下部は、パターンの全体高さに対して底面から全体高さの5%の箇所の水平面と定義される。   FIG. 1 is a diagram schematically showing the definition of the T / B ratio. Referring to FIG. 1, the T / B ratio is a value obtained by dividing an upper diameter (Top CD) of a spacer pattern by a lower diameter (Bottom CD), and the larger the T / B ratio, the more preferable. In this specification, the upper portion of the pattern is defined as a horizontal plane at a position 95% of the entire height from the bottom surface with respect to the entire height of the pattern. The lower part of the pattern is defined as a horizontal plane at a position 5% of the entire height from the bottom with respect to the entire height of the pattern.

前記光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物によりスペーサパターンを形成すると、前記化学式1で表される化合物により、前記光重合開始剤の立体障害が増加するので、効果的にラジカルの挙動の制御が可能となり、ラジカルの拡散を防止できるため、実質的に垂直なプロファイルのパターンの形成が可能である。   When a spacer pattern is formed from the photosensitive resin composition containing the photopolymerization initiator, the compound represented by the chemical formula 1 increases steric hindrance of the photopolymerization initiator, and thus effectively controls the behavior of radicals. Since the diffusion of radicals can be prevented, a pattern having a substantially vertical profile can be formed.

本明細書で使用される用語「アルキル基」は、直鎖状または分枝鎖状のアルキル基を包括するものである。「シクロアルキル基」は、単環系のみならず、多環系炭化水素も包括するものである。「アリール基」は、一つの水素の除去によって芳香族炭化水素から誘導され、各環に、適切には4〜7個、好ましくは5又は6個の環原子を含む単一または融合環系を含み、多数のアリールが単結合で連結されている形態までも包括する概念である。   The term “alkyl group” as used herein is intended to include straight or branched chain alkyl groups. The “cycloalkyl group” includes not only a monocyclic hydrocarbon but also a polycyclic hydrocarbon. An "aryl group" is a single or fused ring system derived from an aromatic hydrocarbon by removal of one hydrogen, suitably containing from 4 to 7, preferably 5 or 6, ring atoms in each ring. It is a concept that encompasses the form in which a large number of aryls are connected by a single bond.

一部の実施形態では、前記光重合開始剤は、前記化学式1で表される化合物にアセトフェノン系化合物及びビイミダゾール系化合物からなる群より選択される少なくとも一つをさらに含むことができる。アセトフェノン系化合物及びビイミダゾール系化合物をさらに併用すると、前述したラジカルの挙動制御の効果と同時に、ラジカルの形成感度を補充または向上させることができ、優れた耐化学性、耐熱性などの高い耐久性を有する光硬化パターンを形成できるため好ましい。   In some embodiments, the photopolymerization initiator may further include at least one selected from the group consisting of an acetophenone-based compound and a biimidazole-based compound in the compound represented by Formula 1. When an acetophenone-based compound and a biimidazole-based compound are further used together, the above-mentioned effect of controlling the behavior of radicals can be replenished or improved at the same time as radical formation sensitivity, and high durability such as excellent chemical resistance and heat resistance can be obtained. It is preferable because a photocurable pattern having the following can be formed.

前記アセトフェノン系化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパン−1−オンのオリゴマー、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−ホスフィンオキシドなどが挙げられる。   Examples of the acetophenone-based compound include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethylketal, 2-hydroxy-1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl 2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1 Oligomers of-(4-morpholinophenyl) butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propan-1-one, diphenyl (2,4,6- Trimethylbenzoyl) -phosphine oxide and the like.

前記ビイミダゾール系化合物としては、例えば、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニルビイミダゾール、2,2'−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニルビイミダゾール、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール、4,4',5,5'位のフェニル基がカルボアルコキシ基によって置換されているイミダゾール化合物などが挙げられる。中でも、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニルビイミダゾール、2,2'−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニルビイミダゾール、2,2'4−トリス(2−クロロフェニル)−5−(3,4−ジメトキシフェニル)−4',5'−ジフェニル−1,1'−ビイミダゾールが好ましく用いられる。   Examples of the biimidazole compound include, for example, 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole and 2,2′-bis (2,3-dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetra (alkoxyphenyl) biimidazole, 2,2 ' -Bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetra (trialkoxyphenyl) biimidazole, imidazole wherein the phenyl group at the 4,4', 5,5'-position is substituted by a carboalkoxy group And the like. Among them, 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole and 2,2′-bis (2,3-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5, 5'-tetraphenylbiimidazole and 2,2'4-tris (2-chlorophenyl) -5- (3,4-dimethoxyphenyl) -4 ', 5'-diphenyl-1,1'-biimidazole are preferably used. Can be

一実施形態では、前記光重合開始剤が前記アセトフェノン系化合物および前記ビイミダゾール系化合物の両方を含む場合、前記アセトフェノン系化合物および前記ビイミダゾール系化合物のモル比は、特に制限されないが、例えば1:9〜9:1のモル比であってもよい。   In one embodiment, when the photopolymerization initiator contains both the acetophenone-based compound and the biimidazole-based compound, the molar ratio of the acetophenone-based compound and the biimidazole-based compound is not particularly limited; for example, 1: The molar ratio may be 9 to 9: 1.

一実施形態では、本発明の効果を損なわない程度であれば、当分野で通常用いられる光重合開始剤をさらに併用してもよい。さらに併用してもよい光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、アントラセン系化合物などが挙げられる。これらは、それぞれ単独に又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   In one embodiment, a photopolymerization initiator commonly used in the art may be further used, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the photopolymerization initiator that may be used in combination include, for example, a benzoin compound, a benzophenone compound, a thioxanthone compound, and an anthracene compound. These can be used alone or in combination of two or more.

一実施形態では、前記光重合開始剤は、感度を向上させて生産性をさらに高める観点から、光重合開始助剤を組み合わせて用いてもよい。前記光重合開始助剤の例としては、例えば、アミン化合物、カルボン酸化合物などが挙げられる。   In one embodiment, the photopolymerization initiator may be used in combination with a photopolymerization initiation aid from the viewpoint of improving sensitivity and further increasing productivity. Examples of the photopolymerization initiation aid include, for example, amine compounds and carboxylic acid compounds.

一実施形態では、前記光重合開始剤として、前記化学式1で表される化合物と他の開始剤化合物を併用する場合には、光重合開始剤100重量部に対して、前記化学式1で表される化合物を20〜90重量部含むことができ、好ましくは30〜60重量部含むことができる。前記範囲にあると、スペーサパターンの形成時にさらに優れたT/B比の値を得ることができる。   In one embodiment, when the compound represented by the chemical formula 1 and another initiator compound are used in combination as the photopolymerization initiator, the compound is represented by the chemical formula 1 based on 100 parts by weight of the photopolymerization initiator. 20 to 90 parts by weight of the compound, preferably 30 to 60 parts by weight. Within this range, a more excellent T / B ratio value can be obtained during the formation of the spacer pattern.

一実施形態では、前記光重合開始剤は、感光性樹脂組成物の固形分100重量部に対して0.1〜10重量部含むことができる。前記範囲であると、感光性樹脂組成物の感度を向上させ、形成されたパターン、例えばスペーサパターンの強度や平滑性が良好になるので好ましい。前記光重合開始剤が感光性樹脂組成物の固形分100重量部に対して0.1重量部未満であると、ラジカルの挙動制御の効果が微々たるものとなることがあり、10重量部を超えると、ラジカルの拡散防止の効果が十分に実現されないことがあり、解像度が低下し得る。   In one embodiment, the photopolymerization initiator may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin composition. The above range is preferable because the sensitivity of the photosensitive resin composition is improved, and the strength and smoothness of a formed pattern, for example, a spacer pattern are improved. When the photopolymerization initiator is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin composition, the effect of controlling the behavior of radicals may be insignificant, and 10 parts by weight may be used. If it exceeds, the effect of preventing diffusion of radicals may not be sufficiently realized, and the resolution may be reduced.

(アルカリ可溶性樹脂)
本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂を含む。前記アルカリ可溶性樹脂は、現像工程で用いられるアルカリ現像液に可溶性を付与するとともに、基材への密着力を付与して塗膜の形成を可能にする成分である。例えば、前記アルカリ可溶性樹脂は、前記感光性樹脂組成物のバインダー樹脂として機能することができる。前記アルカリ可溶性樹脂は、光や熱の作用による反応性を有し、且つアルカリ溶解性を有する。
(Alkali-soluble resin)
The photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention contains an alkali-soluble resin. The alkali-soluble resin is a component that imparts solubility to the alkali developer used in the developing step and also imparts adhesion to the base material to enable formation of a coating film. For example, the alkali-soluble resin can function as a binder resin of the photosensitive resin composition. The alkali-soluble resin has reactivity by the action of light or heat, and has alkali solubility.

前記アルカリ可溶性樹脂としては、当分野の感光性樹脂組成物に使用されるアルカリ可溶性樹脂であれば制限なく用いることができ、前述の光重合開始剤と共に用いると、低温硬化で優れた反応性を示し、それから製造されるパターンは、優れた耐化学性、耐熱性などの高い耐久性を示す。   As the alkali-soluble resin, any alkali-soluble resin used in a photosensitive resin composition in the art can be used without limitation, and when used together with the above-mentioned photopolymerization initiator, excellent reactivity at low temperature curing is obtained. The patterns produced therefrom exhibit high durability, such as excellent chemical and heat resistance.

一部の実施形態では、前記アルカリ可溶性樹脂は、当分野で公知の単量体で形成された繰り返し単位をさらに含むことができる。   In some embodiments, the alkali-soluble resin can further include a repeating unit formed of a monomer known in the art.

例えば、前記アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性を確保するために、前記カルボン酸基を含む繰り返し単位をさらに含むことができる。カルボン酸基を含む繰り返し単位は、当分野で知られている単量体を、特に制限することなく用いて形成することができる。例えば、カルボン酸基を含む繰り返し単位は、不飽和モノカルボン酸や、不飽和ジカルボン酸または不飽和トリカルボン酸のように、分子中に2個以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸からなる群より選択される単量体に由来する構造であってもよい。   For example, the alkali-soluble resin may further include a repeating unit containing the carboxylic acid group in order to ensure alkali solubility. The repeating unit containing a carboxylic acid group can be formed using a monomer known in the art without any particular limitation. For example, a repeating unit containing a carboxylic acid group is a group consisting of a polyvalent carboxylic acid having two or more carboxyl groups in a molecule, such as an unsaturated monocarboxylic acid or an unsaturated dicarboxylic acid or an unsaturated tricarboxylic acid. The structure may be derived from the selected monomer.

前記不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。前記不飽和多価カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸などが挙げられる。前記多価カルボン酸は、酸無水物であってもよく、前記不飽和多価カルボン酸無水物としては、例えば、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、シトラコン酸無水物などが挙げられる。また、前記不飽和多価カルボン酸は、そのモノ(2−メタクリロイルオキシアルキル)エステルであってもよく、例えば、コハク酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)などが挙げられる。前記不飽和多価カルボン酸は、その両末端ジカルボキシ重合体のモノ(メタ)アクリレートであってもよく、例えば、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレートなどが挙げられる。また、前記不飽和多価カルボン酸は、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシル基を含有する不飽和アクリレートであってもよく、例えば、α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸などが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などが、共重合反応性が高い点から好ましく用いられる。   Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like. Examples of the unsaturated polycarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, and itaconic acid. The polycarboxylic acid may be an acid anhydride, and examples of the unsaturated polycarboxylic anhydride include maleic anhydride, itaconic anhydride and citraconic anhydride. Further, the unsaturated polycarboxylic acid may be a mono (2-methacryloyloxyalkyl) ester thereof, for example, mono (2-acryloyloxyethyl) succinate, mono (2-methacryloyloxyethyl) succinate. And mono (2-acryloyloxyethyl) phthalate and mono (2-methacryloyloxyethyl) phthalate. The unsaturated polycarboxylic acid may be a mono (meth) acrylate of a dicarboxy polymer at both terminals, and examples thereof include ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate and ω-carboxypolycaprolactone monomethacrylate. Further, the unsaturated polycarboxylic acid may be an unsaturated acrylate containing a hydroxy group and a carboxyl group in the same molecule, and examples thereof include α- (hydroxymethyl) acrylic acid. Among them, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and the like are preferably used because of their high copolymerization reactivity.

また、前記アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性樹脂に光/熱硬化性を付与するためにアクリレート基を含む繰り返し単位をさらに含むことができる。前記アクリレート基を含む繰り返し単位は、当分野で知られている単量体を特に制限することなく用いて形成することができ、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−o−フェニルフェノールプロピルアクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレートなどの不飽和カルボン酸の非置換または置換のアルキルエステル化合物、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、メンチル(メタ)アクリレート、シクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキセニル(メタ)アクリレート、シクロヘプテニル(メタ)アクリレート、シクロオクテニル(メタ)アクリレート、メンタジエニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ピナニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ピネニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル(メタ)アクリレートなどの脂環式置換基を含む不飽和カルボン酸エステル化合物、オリゴエチレングリコールモノアルキル(メタ)アクリレートなどのグリコール類のモノ飽和カルボン酸エステル化合物、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレートなどの芳香環を有する置換基を含む不飽和カルボン酸エステル化合物、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド化合物、ノルボルネンなどの不飽和脂環族化合物からなる群より選択される単量体に由来する構造であってもよいが、これらに限定されるものではない。 Further, the alkali-soluble resin may further include a repeating unit containing an acrylate group in order to impart photo / thermosetting to the alkali-soluble resin. The repeating unit containing an acrylate group can be formed using monomers known in the art without any particular limitation. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) A) Unsubstituted or substituted alkyl ester compounds of unsaturated carboxylic acids such as acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-o-phenylphenolpropyl acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate , Cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, cycloheptyl (meth) acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, menthyl (meth) acrylate, cyclopentenyl (meth) acrylate, cyclo Xenyl (meth) acrylate, cycloheptenyl (meth) acrylate, cyclooctenyl (meth) acrylate, mentadenyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, pinanyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, pinenyl ( Fats such as meth) acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl (meth) acrylate, 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl (meth) acrylate Unsaturated carboxylic acid ester compounds containing a cyclic substituent, monosaturated carboxylic acid ester compounds of glycols such as oligoethylene glycol monoalkyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxy (meth) acrylate Unsaturated carboxylic acid ester compounds having a substituent having an aromatic ring such as acrylate, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene, carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, (meth) Acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinyl cyanide compounds such as azobisisobutyronitrile, N-cyclohexylmaleimide, maleimide compounds such as N-phenylmaleimide, and unsaturated alicyclic compounds such as norbornene. The structure may be derived from a monomer, but is not limited thereto.

本明細書で「(メタ)アクリル−」とは、「メタクリル−」、「アクリル−」、またはその両方を意味する。   As used herein, "(meth) acryl-" means "methacryl-", "acryl-", or both.

前記アルカリ可溶性樹脂の含有量は、特に制限されず、それから形成される光硬化パターンの解像度、パターンの均一度を考慮して適宜調節することができる。一実施形態では、前記アルカリ可溶性樹脂の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分を基準として10〜65重量部であってもよい。前記範囲内であると、現像液への溶解性が十分で現像性に優れたものになり、優れた機械的物性を有する光硬化パターンを形成できる。   The content of the alkali-soluble resin is not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the resolution of the photocured pattern formed therefrom and the uniformity of the pattern. In one embodiment, the content of the alkali-soluble resin may be 10 to 65 parts by weight based on the solid content of the photosensitive resin composition. When the content is within the above range, the solubility in a developer is sufficient and the developability is excellent, and a photocurable pattern having excellent mechanical properties can be formed.

前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、感光性樹脂組成物の低温条件の反応性の向上および耐化学性の向上の観点から、6,000〜40,000であってもよく、好ましくは7,500〜35,000、より好ましくは13,000〜32,000であるのが良い。前記範囲を満足すると、パターンのCD−Biasが適正範囲に実現されて優れた解像度を有するパターンを形成できるとともに、耐化学性および鉛筆硬度も向上させることができる。なお、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量が20,000を超えると、分子量が大きくなり過ぎて感光性樹脂組成物の他の成分との相溶性が低下して現像段階で塗膜の白化が発生することがあり、パターンの線幅も増加してCD−Bias特性が低下することがある。   The weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin is not particularly limited, but may be 6,000 to 40,000 from the viewpoint of improving the reactivity of the photosensitive resin composition at low temperatures and improving the chemical resistance. , Preferably 7,500 to 35,000, more preferably 13,000 to 32,000. When the above range is satisfied, the CD-Bias of the pattern is realized in an appropriate range, a pattern having excellent resolution can be formed, and the chemical resistance and pencil hardness can be improved. When the weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin exceeds 20,000, the molecular weight becomes too large, the compatibility with other components of the photosensitive resin composition is reduced, and whitening of the coating film occurs in a development stage. In some cases, the CD-Bias characteristics may decrease due to an increase in the line width of the pattern.

(重合性化合物)
本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物は、重合性化合物を含み、前記重合性化合物は、製造工程中の架橋密度を増加させ、光硬化パターンの機械的特性を強化することができる。
(Polymerizable compound)
The photosensitive resin composition according to an exemplary embodiment of the present invention includes a polymerizable compound, and the polymerizable compound may increase a crosslink density during a manufacturing process and enhance a mechanical property of a photocurable pattern.

前記重合性化合物は、当分野で用いられるものを特に制限することなく用いることができ、例えば、単官能単量体、2官能単量体及びその他の多官能単量体が挙げられる。その種類は特に限定されないが、下記の化合物が挙げられる。   As the polymerizable compound, those used in the art can be used without any particular limitation, and examples thereof include monofunctional monomers, difunctional monomers, and other polyfunctional monomers. Although the type is not particularly limited, the following compounds are exemplified.

単官能単量体の具体例としては、例えば、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。2官能単量体の具体例としては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのビス(アクリロイルオキシエチル)エーテル、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。その他の多官能単量体の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エトキシル化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロポキシル化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、2官能以上の多官能単量体が好ましく用いられる。   Specific examples of the monofunctional monomer include, for example, nonylphenyl carbitol acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-ethylhexyl carbitol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, N-vinylpyrrolidone, and the like. . Specific examples of the bifunctional monomer include, for example, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth) acrylate. And bis (acryloyloxyethyl) ether of bisphenol A, 3-methylpentanediol di (meth) acrylate, and the like. Specific examples of other polyfunctional monomers include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (Meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa ( (Meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, and the like. Among them, a bifunctional or higher polyfunctional monomer is preferably used.

前記重合性化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、感光性樹脂組成物の固形分100重量部を基準として10〜85重量部、好ましくは30〜80重量部の範囲である。前記重合性化合物の含有量が前記範囲であると、優れた耐久性を有することができ、組成物の現像性を向上させることができる。   The content of the polymerizable compound is not particularly limited, but is, for example, in the range of 10 to 85 parts by weight, preferably 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin composition. When the content of the polymerizable compound is within the above range, excellent durability can be obtained, and the developability of the composition can be improved.

(溶剤)
本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物は、溶剤を含み、前記溶剤は、当該分野で通常用いられるものであれば特に制限することなく用いることができる。
(solvent)
The photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention contains a solvent, and the solvent can be used without any particular limitation as long as it is commonly used in the art.

前記溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;アルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールジアルキルエーテル類;プロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類;ブチルジオールモノアルキルエーテル類;ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート類;ブタンジオールモノアルキルエーテルプロピオネート類;ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類;芳香族炭化水素類;ケトン類;アルコール類;エステル類;環状エステル類などが挙げられる。これらの溶媒は、それぞれ単独に又は2種以上を混合して用いることができる。   Specific examples of the solvent include, for example, ethylene glycol monoalkyl ethers; diethylene glycol dialkyl ethers; ethylene glycol alkyl ether acetates; alkylene glycol alkyl ether acetates; propylene glycol monoalkyl ethers; propylene glycol dialkyl ethers; Glycol alkyl ether propionates; butyl diol monoalkyl ethers; butane diol monoalkyl ether acetates; butane diol monoalkyl ether propionates; dipropylene glycol dialkyl ethers; aromatic hydrocarbons; ketones; And esters; cyclic esters and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

前記溶剤としては、塗布性および乾燥性を考慮すると、例えば、アルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ケトン類、ブタンジオールアルキルエーテルアセテート類、ブタンジオールモノアルキルエーテル類、エステル類を好ましく用いることができる。より好ましくは、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、シクロヘキサノン、メトキシブチルアセテート、メトキシブタノール、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチルなどを用いることができる。   As the solvent, in consideration of coating properties and drying properties, for example, alkylene glycol alkyl ether acetates, ketones, butanediol alkyl ether acetates, butanediol monoalkyl ethers, and esters can be preferably used. More preferably, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, methoxybutyl acetate, methoxybutanol, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate and the like can be used.

実施形態に係る感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の合計100重量部に対して前記溶剤を40〜95重量部、好ましくは45〜85重量部含むことができる。前記範囲を満足すると、スピンコーター、スリットアンドスピンコーター、スリットコーター(「ダイコーター」、「カーテンフローコーター」と呼ばれることもある。)、インクジェット等の塗布装置で塗布したときに塗布性が良好になるため好ましい。   The photosensitive resin composition according to the embodiment may include the solvent in an amount of 40 to 95 parts by weight, preferably 45 to 85 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the photosensitive resin composition. When the above range is satisfied, the coatability is good when applied with a coating apparatus such as a spin coater, a slit and spin coater, a slit coater (sometimes called a “die coater” or a “curtain flow coater”), or an inkjet. Is preferred.

(添加剤)
本発明の実施形態に係る感光性樹脂組成物は、必要に応じて、充填剤、他の高分子化合物、レベリング剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、連鎖移動剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
(Additive)
The photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention may contain, if necessary, a filler, another polymer compound, a leveling agent, an adhesion promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an anti-agglomeration agent, and a chain transfer agent. And the like.

<光硬化パターン及び画像表示装置>
本発明は、前述の感光性樹脂組成物で形成される光硬化パターンおよび該光硬化パターンを含む画像表示装置を提供する。
<Light curing pattern and image display device>
The present invention provides a photocurable pattern formed by the above-described photosensitive resin composition and an image display device including the photocurable pattern.

前述の感光性樹脂組成物で形成される光硬化パターンは、低温硬化性に優れており、例えば、本発明に係る感光性樹脂組成物の加熱硬化(プリベーク及び/又はポストベーク)温度は、70〜100℃であってもよい。また、本発明の感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターンは、低温硬化後も密着性、耐化学性及び耐熱性などに優れており、経時安定性に優れている。   The photocurable pattern formed of the above-described photosensitive resin composition has excellent low-temperature curability. For example, the photosensitive resin composition according to the present invention has a heat-curing (prebaking and / or postbaking) temperature of 70%. To 100 ° C. Further, the photocurable pattern produced with the photosensitive resin composition of the present invention has excellent adhesion, chemical resistance, heat resistance, and the like even after low-temperature curing, and has excellent temporal stability.

また、前述の感光性樹脂組成物は、高い光効率および挙動制御特性に優れた光重合開始剤を含むので、それから形成された光硬化パターンは優れた解像度を有する。   In addition, since the above-mentioned photosensitive resin composition contains a photopolymerization initiator having high light efficiency and excellent behavior control characteristics, a photocurable pattern formed therefrom has excellent resolution.

それにより、前述の感光性樹脂組成物から形成された光硬化パターンを、画像表示装置における各種パターン、例えば、接着剤層、アレイ平坦化膜、保護膜、絶縁膜パターン等に用いることができ、フォトレジスト、ブラックマトリクス、スペーサパターン、カラムスペーサパターン、ブラックカラムスペーサパターン等に用いることもできるが、これらに限定されず、特に、スペーサパターン又は絶縁膜パターンに好適である。   Thereby, the photocurable pattern formed from the photosensitive resin composition described above can be used for various patterns in an image display device, for example, an adhesive layer, an array flattening film, a protective film, an insulating film pattern, and the like. It can be used for a photoresist, a black matrix, a spacer pattern, a column spacer pattern, a black column spacer pattern, and the like, but is not limited thereto, and is particularly suitable for a spacer pattern or an insulating film pattern.

このような光硬化パターンを備えるか、或いは製造過程中に前記パターンを用いる画像表示装置としては、例えば、タッチパネルを備える画像表示装置、液晶表示装置、OLED、フレキシブルディスプレイなどが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、適用可能な当分野で公知となった全ての画像表示装置が挙げられる。   An image display device having such a photocurable pattern or using the pattern during the manufacturing process includes, for example, an image display device having a touch panel, a liquid crystal display device, an OLED, a flexible display, and the like. Without limitation, all applicable image display devices known in the art are included.

前記光硬化パターンの形成において、前述の感光性樹脂組成物を基材上に塗布し、プリベーク(pre−baking)工程を行うことで感光膜を形成することができる。その後、露光工程、必要に応じて現像工程を行って光硬化パターンを形成することができ、露光後ベーク(post exposure baking:PEB)工程をさらに行うこともできる。   In the formation of the photocurable pattern, the photosensitive film can be formed by applying the above-described photosensitive resin composition on a substrate and performing a pre-baking step. Thereafter, an exposure step and, if necessary, a development step may be performed to form a photo-cured pattern, and a post-exposure baking (PEB) step may be further performed.

前記露光工程時、前述のように、向上した酸度を有する光酸発生剤によって酸が発生し、バインダー樹脂の架橋反応が誘導され得る。また、前記光酸発生剤および重合開始剤の作用により、露光部および非露光部での物理的、化学的特性の差が増加して露光工程の解像度が向上できる。   In the exposure step, as described above, an acid is generated by the photoacid generator having an improved acidity, and a crosslinking reaction of the binder resin may be induced. In addition, due to the action of the photoacid generator and the polymerization initiator, the difference in physical and chemical properties between the exposed part and the non-exposed part increases, and the resolution of the exposure step can be improved.

前記露光工程では、g線(波長:436nm)、h線、i線(波長:365nm)などの紫外線光源を用いることができる。前記現像工程は、液添加法、ディッピング法、スプレー法などを含み、無機及び/又は有機のアルカリ性化合物を現像液として用いることができる。   In the exposure step, an ultraviolet light source such as a g-line (wavelength: 436 nm), an h-line, and an i-line (wavelength: 365 nm) can be used. The development step includes a liquid addition method, a dipping method, a spray method, and the like, and an inorganic and / or organic alkaline compound can be used as a developer.

例えば、前記無機アルカリ性化合物は、アルカリ金属塩を含むことができ、前記有機アルカリ性化合物は、有機ヒドロキシド系化合物を含むことができる。   For example, the inorganic alkaline compound may include an alkali metal salt, and the organic alkaline compound may include an organic hydroxide compound.

以下、本発明の理解を助けるために好適な実施例を提示するが、これらの実施例は本発明を例示するものに過ぎず、添付の特許請求の範囲を制限するものではない。これらの実施例に対し、本発明の範疇および技術思想の範囲内で種々の変更および修正を加えることが可能であることは当業者にとって明らかであり、これらの変形および修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然のことである。   Hereinafter, preferred examples will be presented to facilitate understanding of the present invention, but these examples are merely illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to these embodiments within the scope and spirit of the present invention, and these changes and modifications are described in the appended claims. It naturally belongs to the range.

<製造例1:アルカリ可溶性樹脂(A)の製造>
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えたフラスコ内に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート182gを投入し、フラスコ内の雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温した。その後、ビニルトルエン35.4g(0.30モル)、アクリル酸36.0g(0.50モル)、2−ヒドロキシ−o−フェニルフェノールプロピルアクリレート59.6g(0.2モル)およ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136gを含む混合物に、アゾビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間攪拌を続けた。次いで、フラスコ内の雰囲気を窒素から空気とし、グリシジルメタクリレート22.5g[0.15モル、(本反応で用いたアクリル酸に対して50モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9g及びヒドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を継続し、固形分酸価が121.1mgKOH/gである不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂Aを得た。GPCにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は31,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
<Production Example 1: Production of alkali-soluble resin (A)>
182 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was charged into a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a nitrogen inlet tube. The atmosphere in the flask was changed from air to nitrogen, and then heated to 100 ° C. . Thereafter, 35.4 g (0.30 mol) of vinyl toluene, 36.0 g (0.50 mol) of acrylic acid, 59.6 g (0.2 mol) of 2-hydroxy-o-phenylphenolpropyl acrylate and propylene glycol monomethyl ether A solution obtained by adding 3.6 g of azobisisobutyronitrile to a mixture containing 136 g of acetate was dropped into the flask over 2 hours from a dropping funnel, and stirring was further continued at 100 ° C. for 5 hours. Then, the atmosphere in the flask was changed from nitrogen to air, and 22.5 g of glycidyl methacrylate (0.15 mol, (50 mol% based on acrylic acid used in this reaction)), 0.9 g of trisdimethylaminomethylphenol and hydroquinone 0.145 g was charged into the flask, and the reaction was continued at 110 ° C. for 6 hours to obtain an unsaturated group-containing alkali-soluble resin A having an acid value of solids of 121.1 mgKOH / g. The weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC was 31,000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.2.

<実施例及び比較例>
下記表1の組成及び含有量(単位:重量部)で実施例1〜9、比較例1〜3の感光性樹脂組成物を製造した。
<Examples and comparative examples>
The photosensitive resin compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 were produced with the compositions and contents (unit: parts by weight) shown in Table 1 below.

Figure 0006636081
Figure 0006636081

<実験例>
2インチ角のガラス基板(イーグル2000;コーニング社製)を中性洗剤、水、及びアルコールで順次洗浄した後、乾燥した。このガラス基板上に、前記実施例及び比較例で調製した感光性樹脂組成物をそれぞれスピンコートした後、クリーンオーブンの中で90℃で3分間プリベークを行った。前記プリベークを行った基板を常温に冷却した後、石英ガラス製フォトマスクとの間隔を150μmにして露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、60mJ/cmの露光量(405nm基準)で光照射した。このとき、重合性樹脂組成物への照射は、超高圧水銀灯からの放射光を、光学フィルタ(LU0400;朝日分光(株)製)を通過させ、400nm以下の光をカットして使用した。フォトマスクとしては、直径が10μmの円形の透光部(パターン)を有し、当該パターンの間隔が100μmであるフォトマスクを使用した。
<Example of experiment>
A 2-inch square glass substrate (Eagle 2000; manufactured by Corning Incorporated) was sequentially washed with a neutral detergent, water, and alcohol, and then dried. After spin-coating each of the photosensitive resin compositions prepared in the above Examples and Comparative Examples on this glass substrate, prebaking was performed at 90 ° C. for 3 minutes in a clean oven. After cooling the prebaked substrate to room temperature, the distance between the prebaked substrate and the quartz glass photomask was set to 150 μm, and an exposure machine (TME-150RSK; manufactured by Topcon Co., Ltd.) was used to expose 60 mJ / cm 2 ( (With reference to 405 nm). At this time, the irradiation of the polymerizable resin composition was performed by passing light emitted from an ultra-high pressure mercury lamp through an optical filter (LU0400; manufactured by Asahi Spectroscopy Co., Ltd.) to cut light of 400 nm or less. As the photomask, a photomask having a circular light-transmitting portion (pattern) having a diameter of 10 μm and having a pattern interval of 100 μm was used.

光照射後、ノニオン系界面活性剤0.12%と水酸化カリウム0.04%とを含有する水系現像液に、前記塗膜を25℃で100秒間浸漬して現像し、水洗した。その後、オーブンの中で、220℃で20分間ポストベークを行った。得られた膜厚は、3μmであった。膜厚は、膜厚測定装置(DEKTAK 6M;Veeco社製)を用いて測定した。このようにして得られたパターンを下記のように物性評価を実施し、その結果を下記表2に示す。   After light irradiation, the coating was immersed in an aqueous developer containing 0.12% of a nonionic surfactant and 0.04% of potassium hydroxide at 25 ° C. for 100 seconds, developed, and washed with water. Thereafter, post-baking was performed at 220 ° C. for 20 minutes in an oven. The obtained film thickness was 3 μm. The film thickness was measured using a film thickness measuring device (DEKTAK 6M; manufactured by Veeco). The patterns thus obtained were evaluated for physical properties as described below, and the results are shown in Table 2 below.

<物性の評価>
(1)解像度の評価
前記で得られたパターンの底面から1.5μmの箇所のパターンサイズを3次元形状測定装置(SIS−2000 system;SNU Precision社製)を用いて測定し、マスクサイズとの差をCD−biasとして以下のように算出して解像度を測定した。CD−biasは、その値が0に近いほど解像度が良好なものと評価することができる。(+)は、パターンがマスクよりもサイズが大きいことを、(−)は、マスクよりもサイズが小さいことを意味する。
CD−bias=(形成されたパターンサイズ)−(形成時に使用したマスクサイズ)
<Evaluation of physical properties>
(1) Evaluation of Resolution The pattern size at a position 1.5 μm from the bottom of the pattern obtained above was measured using a three-dimensional shape measuring device (SIS-2000 system; manufactured by SNU Precision), and the pattern size was measured. The difference was calculated as CD-bias as follows, and the resolution was measured. The closer the value of CD-bias is to 0, the better the resolution can be evaluated. (+) Means that the pattern is larger in size than the mask, and (-) means that the pattern is smaller in size than the mask.
CD-bias = (formed pattern size) − (mask size used during formation)

(2)パターンの上下幅比(T/B比)の評価
前記(1)で得られたDotパターンを3次元形状測定装置(SIS−2000 Systems;SNU PRECISION社製)を用いて、パターンの底面から全体高さの5%の箇所をBottom CD(a)、床面から全体高さの95%の箇所をTop CD(b)と定義し、(b)の長さを(a)の長さで割った後、100を乗じた値(=b/a×100)をT/B比と定義した。
(2) Evaluation of the top-bottom width ratio (T / B ratio) of the pattern The bottom surface of the Dot pattern obtained in (1) above was measured using a three-dimensional shape measuring device (SIS-2000 Systems; manufactured by SNU PRECISION). 5% of the total height from the floor is defined as Bottom CD (a), 95% of the total height from the floor is defined as Top CD (b), and the length of (b) is defined as the length of (a). Then, the value multiplied by 100 (= b / a × 100) was defined as the T / B ratio.

(3)現像密着力の評価
現像密着性は、直径(size)が10μmの円形パターンがそれぞれ1000個のフォトマスクによって膜厚が3μmに形成されたパターンを顕微鏡で評価し、欠落したパターンの数を数え、下記数式(I)より現像密着力(%)を算出した。その結果を下記表2に示す。
(3) Evaluation of Development Adhesion Force The development adhesion was evaluated by using a microscope to evaluate a pattern in which a circular pattern having a diameter (size) of 10 μm and a thickness of 3 μm was formed using 1000 photomasks, and the number of missing patterns was evaluated. And the developing adhesion (%) was calculated from the following equation (I). The results are shown in Table 2 below.

現像密着力(%)=[1000−(欠落したパターンの数)]/1000×100(I)   Development adhesion (%) = [1000− (number of missing patterns)] / 1000 × 100 (I)

Figure 0006636081
Figure 0006636081

表2に示すように、本発明に係る光重合開始剤を含んでいる実施例では、比較例よりも全体的に優れた化学的、機械的特性を有するパターンが形成された。   As shown in Table 2, in Examples including the photopolymerization initiator according to the present invention, a pattern having better chemical and mechanical properties was formed overall than in Comparative Examples.

前記化学式1で表される化合物、ビイミダゾール系化合物およびアセトフェノン系化合物を光重合開始剤として含んでいる実施例1及び2は、最も優れたCD−bias、T/B比、および現像密着力を有するものと評価された。前記化学式1で表される化合物を感光性樹脂組成物に多少過量含んでいる実施例3及び4は、解像度および機械的特性が多少低下した。   Examples 1 and 2, which contain the compound represented by Formula 1, a biimidazole-based compound and an acetophenone-based compound as photopolymerization initiators, exhibit the best CD-bias, T / B ratio, and development adhesion. It was evaluated as having. In Examples 3 and 4, in which the photosensitive resin composition contained the compound represented by Formula 1 in a slightly excessive amount, the resolution and mechanical properties were slightly reduced.

また、光重合開始剤の中で、前記化学式1で表される化合物が実施例1よりやや少なく添加されている実施例5及び7は、T/B比の値が若干低下し、光重合開始剤の中で、前記化学式1で表される化合物が実施例1よりやや多く添加されている実施例6は、T/B比及び現像密着力特性が若干低下することが確認された。   In Examples 5 and 7, in which the compound represented by Chemical Formula 1 was added to the photopolymerization initiator in a slightly smaller amount than in Example 1, the value of the T / B ratio was slightly lowered, and the photopolymerization was started. In Example 6, in which the compound represented by Chemical Formula 1 was added in a slightly larger amount than in Example 1, it was confirmed that the T / B ratio and the developing adhesion property were slightly reduced.

また、前記化学式1で表される化合物のみを光重合開始剤として含んでいる実施例8及び9は、その高い光効率及びラジカル挙動制御の効果により高解像度を示しているが、現像密着はやや減少した。   Examples 8 and 9 containing only the compound represented by Formula 1 as a photopolymerization initiator exhibited high resolution due to the high light efficiency and the effect of controlling the radical behavior, but the development adhesion was slightly high. Diminished.

これに対して、比較例では、全体として良くないCD−bias、T/B比を示し、解像度が実施例に比べて劣っていた。特に比較例2の場合は、現像密着力も非常に良くなかった。   On the other hand, the comparative example exhibited poor CD-bias and T / B ratio as a whole, and was inferior in resolution to the example. In particular, in the case of Comparative Example 2, the developing adhesion was not very good.

Claims (7)

アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含み、
前記光重合開始剤は、下記化学式で表される化合物を含む感光性樹脂組成物。
Figure 0006636081
An alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a solvent,
The photopolymerization initiator is a photosensitive resin composition containing a compound represented by the following chemical formula 3 .
Figure 0006636081
前記光重合開始剤は、ビイミダゾール系化合物をさらに含む請求項1に記載の感光性樹脂組成物。 The photopolymerization initiator The photosensitive resin composition according to claim 1, further comprising a bi-imidazole compound. 前記光重合開始剤は、前記化学式で表される化合物を前記光重合開始剤100重量部に対して20〜90重量部含む請求項1に記載の感光性樹脂組成物。 2. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator contains 20 to 90 parts by weight of the compound represented by Chemical Formula 3 based on 100 parts by weight of the photopolymerization initiator. 3. 前記光重合開始剤は、前記感光性樹脂組成物の固形分100重量部に対して0.1〜10重量部含まれる請求項1に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin composition. 請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターン。 Photocuring pattern produced in the photosensitive resin composition according to any one of claims 1-4. 前記光硬化パターンは、アレイ平坦化膜パターン、保護膜パターン、絶縁膜パターン、フォトレジストパターン、ブラックマトリックスパターン及びスペーサパターンからなる群より選択される請求項に記載の光硬化パターン。 The light curing pattern according to claim 5 , wherein the light curing pattern is selected from the group consisting of an array flattening film pattern, a protective film pattern, an insulating film pattern, a photoresist pattern, a black matrix pattern, and a spacer pattern. 請求項に記載の光硬化パターンを含む画像表示装置。 An image display device including the photocurable pattern according to claim 5 .
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