JP6754742B2 - 感光性樹脂組成物及びそれから製造される光硬化パターン - Google Patents

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Description

本発明は、感光型樹脂組成物及びそれから製造される光硬化パターンに関する。より詳しくは、向上した化学的特性を有するネガ型感光性樹脂組成物及びそれから製造される光硬化パターンに関する。
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、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。
感光性樹脂組成物のパターン形成は、例えば、光反応により起こる高分子の極性変化及び架橋反応を含むフォトリソグラフィ工程によって行われる。露光後は、アルカリ水溶液等の現像液に対する溶解性の変化特性が利用され得る。
感光性樹脂組成物によるパターン形成は、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。
近年、タッチパネルを備えたタッチスクリーンの使用が爆発的に増加しており、最近ではフレキシブルなタッチスクリーンが大きく注目されている。これにより、タッチスクリーンに用いられる各種基板などの素材には、フレキシブルな特性が求められている。そのため、使用可能な素材は、フレキシブルな高分子素材に制限され、製造工程もより温和な条件で行われることが求められている。
それにより、感光性樹脂組成物の硬化条件もまた、従来の高温硬化ではない低温硬化にする必要が生じている。しかし、低温硬化は、反応性の低下および形成されたパターンの耐久性の低下といった問題がある。
韓国特許第１３０２５０８号は、シクロヘキセニルアクリレート系の単量体を用いて重合した共重合体を含むことにより、耐熱性及び耐光性に優れ、感度を向上できる感光性樹脂組成物を開示している。しかしながら、この組成物は、低温硬化の条件では求められる耐久性を満たしていない。
韓国特許１３０２５０８号
本発明は、低温で硬化が可能でありながらも、反応性に優れており、かつ形成されたパターンの耐化学性などの耐久性に優れた感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、フォトリソグラフィ工程において優れたパターン形成能を有する感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、前記感光性樹脂組成物で形成された光硬化パターンを提供することを目的とする。
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、溶媒とを含み、前記重合性化合物は、下記化学式１で表される化合物及び化学式２で表される化合物を含むことを特徴とする、感光性樹脂組成物。
（化学式１中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜６の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、ｍは、４〜１２の整数である。）
（化学式２中、Ｒ３は、炭素数１〜６の飽和炭化水素基またはヘテロ原子を含む飽和炭化水素基であり、
Ｒ４は、互いに独立して、水素、アクリロイルオキシ基、サクシネート基または炭素数１〜５の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、少なくとも２個のアクリロイルオキシ基を含み、ｎは、３〜８の整数である。）
２．前記項目１において、前記化学式１の前記化合物におけるＲ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素である、感光性樹脂組成物。
３．前記項目１において、前記化学式２の前記化合物は、下記化学式３または４で表される、感光性樹脂組成物。
４．前記項目１において、前記化学式１の前記化合物の含有量は、前記組成物の合計１００重量部に対して３〜１２重量部であり、前記化学式２の前記化合物の含有量は、前記組成物の合計１００重量部に対して３〜１５重量部である、感光性樹脂組成物。
５．前記項目４において、前記化学式１の前記化合物と前記化学式２の前記化合物との混合比は、重量比を基準として１：４〜３：１である、感光性樹脂組成物。
６．前記項目５において、前記化学式１の前記化合物と前記化学式２の前記化合物との前記混合比は、重量比を基準として１：２〜１：１である、感光性樹脂組成物。
７．前記項目１において、前記アルカリ可溶性樹脂は、下記化学式７で表されるバインダー樹脂を含む、感光性樹脂組成物。
（化学式７中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれモル比を示し、ａは５〜５０モル％、ｂは５〜７０モル％、ｃは１０〜７０モル％、ｄは５〜７０モル％である。）
８．前記項目１において、前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、５，０００〜３５，０００である、感光性樹脂組成物。
９．前記項目１〜７のいずれか一項に記載の前記感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターン。
１０．前記項目９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、及びカラム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。
１１．前記項目９に記載の前記光硬化パターンを備える画像表示装置。
本発明に係る感光性樹脂組成物を用いれば、基材との密着性、耐化学性および耐久性に優れた光硬化膜または光硬化パターンを形成することができる。また、向上した反応性、現像性で前記光硬化パターンを形成できる。前記光硬化パターンは、優れた耐化学性、耐久性を有するので、画像表示装置の各種パターンとして有用に適用できる。
図１ａは、実験例による現像性の評価基準を示す画像である。 図１ｂは、実験例による現像性の評価基準を示す画像である。 図１ｃは、実験例による現像性の評価基準を示す画像である。 図２ａは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。 図２ｂは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。 図２ｃは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。 図２ｄは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。 図２ｅは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。 図２ｆは、実験例による耐化学性の評価基準を示す画像である。
本発明は、アルカリ可溶性樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、溶媒とを含み、前記重合性化合物は、後述する化学式１及び化学式２の化合物を含むことにより、向上した物理的、化学的な安定性を有し、かつ現像性のような反応性が向上した感光性樹脂組成物に関する。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本明細書において、各化学式で表される繰り返し単位、化合物または樹脂が異性体を有する場合は、繰り返し単位、化合物または樹脂を表示する当該化学式は、その異性体も含む代表化学式を意味する。
本発明において、「（メタ）アクリル−」は、「アクリル−」又は「メタアクリル−」、或いはその両方を指す。
本発明において、各々の繰り返し単位は、表示されたものに限定されて解釈されるものではなく、括弧内のサブ繰り返し単位が定められたモル％の範囲内で鎖の何れかの位置で自由に位置することができる。つまり、各繰り返し単位の括弧は、モル％を示すために一つのブロックで示されているが、各サブ繰り返し単位は、該当の樹脂内であれば、制限されることなく、ブロック又はそれぞれ分離して位置され得る。
＜感光性樹脂組成物＞
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に用いられる重合性化合物は、後述する光重合開始剤の作用により重合または架橋され得る化合物であり、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できる。
前記重合性化合物は、下記化学式１で表される化合物及び化学式２で表される化合物を含む。
（化学式１中、前記Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜６の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、
括弧は、主鎖内の繰り返し単位を示し、ｍは、４〜１２の整数である。）
（化学式２中、Ｒ３は、炭素数１〜６の飽和炭化水素基またはヘテロ原子を含む飽和炭化水素基であり、
Ｒ４は、互いに独立して、水素、アクリロイルオキシ基、サクシネート基または炭素数１〜５の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、少なくとも２個のアクリロイルオキシ基を含み、
ｎは、３〜８の整数である。）
前記重合性化合物は、前記化学式１の化合物と化学式２の化合物との混合物またはブレンド（blend）を含むことができる。相対的に分子量又は分子サイズが大きい化学式１の化合物により、光架橋後の耐溶剤性のような耐化学性が増加し、基材との密着性が向上した光硬化パターンを形成できる。また、カルボキシル基を含む化学式２の化合物により現像性のような反応性が向上し、目的とするサイズの、例えばホールパターンを高解像度に形成できる。
化学式１において、例えば、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素である。化学式１におけるｍは、４未満であると、残膜率及び耐化学性が低下することがあり、１２を超えると、現像性が低下することがある。この観点から、ｍは、好ましくは４〜１０の整数、より好ましくは４〜８の整数であってもよい。
本発明に係る実施形態において、前記化学式１の化合物は、感光性樹脂組成物の合計１００重量部に対して０．１〜２５重量部含むことができる。前記化学式１の化合物の含有量が０．１重量部未満であると、前記組成物から形成された塗膜の耐化学性が低下し、目的とする物性のレジスト塗膜が形成されないことがある。前記化学式１の化合物の含有量が２５重量部を超えると、現像性が著しく低下し、非露光領域に残膜が残ることがある。前述した耐化学性及び現像性を同時に考慮すると、前記化学式１の化合物の含有量は、好ましくは３〜１２重量部であってもよい。
化学式２において、Ｒ４は、Ｒ３にメチレン基（−ＣＨ２−）を介して結合したｎ個の官能基であり、ｎ個の各官能基は、互いに独立して、水素、アクリロイルオキシ基、サクシネート基、或いは炭素数１〜５の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基の中から選択できる。
Ｒ３は、例えば、メチレン基を示し、前記化学式２の化合物は、下記の化学式３で表され得る。
Ｒ３は、例えば、下記の一般式１（「*」は、結合手を示す。）で表され、前記化学式２の化合物は、下記の化学式４で表され得る。
本発明に係る実施形態において、前記化学式２の化合物は、感光性樹脂組成物の合計１００重量部に対して３〜５０重量部含むことができる。前記化学式２の化合物の含有量は、３重量部未満であると、光重合性単量体の量が不足して現像が効果的に起こらず、非露光領域に残膜が生じることがあり、５０重量部を超えると、塗膜の現像が過度に発生し、耐化学性が低下し過ぎることがある。前述した耐化学性及び現像性を同時に考慮すると、前記化学式２の化合物の含有量は、好ましくは３〜４０重量部、より好ましくは３〜１５重量部であってもよい。
一具現例において、前記化学式１の化合物と前記化学式２の化合物との混合比は、重量比を基準として約１：４〜約３：１の範囲に調節できる。
前記混合比の範囲において、前記感光性樹脂組成物から形成された塗膜または光硬化パターンの好ましい耐化学性及び現像性を同時に実現できる。耐化学性及び現像性を同時に実現する観点から、前記混合比は、好ましくは約１：２〜約１：１の範囲に調節できる。
また、重合性化合物は、単官能単量体、二官能単量体及びその他の多官能単量体をさらに含むことができる。
単官能単量体の具体例としては、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−ビニルピロリドン等が挙げられる。
二官能単量体の具体例としては、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）アクリレート等が挙げられる。
その他の多官能単量体の具体例としては、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）アクリレート等が挙げられる。中でも、二官能以上の多官能単量体が好ましく用いられる。
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の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対して可溶性を付与するとともに、基材への密着力を付与することで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できる。
前記アルカリ可溶性樹脂の種類は、当該技術分野、例えばネガ型感光性樹脂組成物の分野で通常用いられるものであって、本発明の目的に逸脱しない範囲内のものであれば特に制限されず、当業界で通常用いられる単量体の重合体または２以上の単量体の共重合体であってもよく、単量体の重合手順および配列は特に限定されない。
例えば、前記アルカリ可溶性樹脂は、下記化学式５で表される繰り返し単位を含む。
（化学式５において、Ｒ５は、水素またはメチル基であり、Ｒ６は、直接結合または炭素数１〜５のアルキレン基であり、Ｒ７は、炭素数１〜４の直鎖若しくは分枝鎖のアルキル基またはアルケニル基である。）
前記アルカリ可溶性樹脂は、前記化学式５の繰り返し単位を有する樹脂を含むことにより、熱処理の段階において、熱による開環（ring opening）反応及びそれによる重合（polymerization）により硬化され、密着性、耐化学性、例えばエッチャントによる耐エッチング性が向上し得る。
前記アルカリ可溶性樹脂は、化学式５で表される繰り返し単位のほか、当該分野で公知の他の単量体に由来する繰り返し単位をさらに有することができる。
前記他の単量体としては、特に限定しないが、例えば、カルボン酸類、ジカルボン酸類及びそれらの無水物；芳香族ビニル化合物；シアン化ビニル化合物；両末端にカルボキシ基と水酸基を有するポリマーのモノ（メタ）アクリレート類；アルキル（メタ）アクリレート類；脂環族（メタ）アクリレート類；アリール（メタ）アクリレート類；炭素数４〜１６のシクロアルカンまたはジシクロアルカン環で置換された（メタ）アクリレート類；不飽和オキセタン化合物；不飽和オキシラン化合物；などから選ばれた１種または２種以上が挙げられる。より好ましくは、（メタ）アクリル系単量体を用いることができる。
前記（メタ）アクリル系の単量体により由来する繰り返し単位は、例えば、下記化学式６で表され得る。
（化学式６において、Ｒ８は、水素またはメチル基であり、Ｒ９は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基である。）
例えば、前記アルカリ可溶性樹脂は、下記の化学式７で表されるバインダー樹脂を含むことができる。
（化学式７中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれモル比を示し、ａは５〜５０モル％、ｂは５〜７０モル％、ｃは１０〜７０モル％、ｄは５〜７０モル％である。）
化学式７において、括弧内の各繰り返し単位は、定められたモル％の範囲内で鎖の何れかの位置で自由に位置することができる。つまり、化学式７の各括弧は、モル％を示すために一つのブロックで示されているが、各繰り返し単位は、該当の樹脂内であれば、制限されることなく、ブロック又はそれぞれ分離して位置され得る。
前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、特に制限されるものではないが、密着性及び現像性の向上の観点から、約５，０００〜３５，０００の範囲であってもよい。
前記アルカリ可溶性樹脂の含有量は、それから形成される光硬化パターンの解像度、パターンの均一性を考慮して適宜調節できる。一具現例において、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合計１００重量部に対して１０〜５０重量部の範囲であってもよい。
光重合開始剤
本発明に係る光重合開始剤は、前述した重合性化合物を重合できるものであれば、その種類を特に制限することなく用いることができ、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ビイミダゾール系化合物、チオキサントン系化合物、オキシムエステル系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を用いることができ、好ましくは、ビイミダゾール系化合物及び／又はオキシムエステル系化合物を用いることができる。
また、前記光重合開始剤は、本発明の感光性樹脂組成物の感度を向上させるために、光重合開始助剤をさらに含んでもよい。本発明に係る感光性樹脂組成物は、光重合開始助剤を含有することにより、感度がさらに高くなり、生産性を向上させることができる。
前記光重合開始助剤としては、アミン化合物、カルボン酸化合物及びチオール基を有する有機硫黄化合物からなる群より選択される１種以上の化合物が挙げられる。
前記光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、感光性樹脂組成物の合計１００重量部に対して０．１〜１０重量部であってもよく、好ましくは０．１〜７重量部であってもよい。
前記含有量の範囲では、光硬化パターンの耐久性を阻害することなく、露光工程の感度および解像度を向上させることができる。
添加剤
本発明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、硬化剤、密着促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、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もよい。
前記添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記添加剤の含有量は、特に制限されず、例えば、感光性樹脂組成物の合計１００重量部に対して０．００１〜２重量部であってもよい。
溶媒
溶媒としては、特に限定されず、前記で言及した成分を溶解でき、適当な乾燥速度を有し、溶媒の蒸発後に均一で滑らかなコーティング膜を形成できるものであれば、何れでも使用可能である。
前記溶媒としては、塗布性及び乾燥性を考慮すると、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、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の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、ジエチレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ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。
前記溶媒の含有量は、感光性樹脂組成物の合計１００重量部に対して３０〜７０重量部であってもよい。前記範囲を満たすと、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。）、インクジェットコーター等の塗布装置で塗布したときの塗布性が良好になるため好ましい。
光硬化パターン及び画像表示装置
本発明は、前記感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターン及び該光硬化パターンを備える画像表示装置を提供することを目的とする。
前記感光性樹脂組成物で製造された光硬化パターンは、低温硬化性に優れており、耐化学性、耐熱性などに優れる。これによって、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る。また、フォトレジスト、ブラックマトリクス、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などに用いることもできる。しかし、これらに限定されるものではなく、特に絶縁膜パターンとして好適である。
このような光硬化パターンを備えているか、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、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。しかし、これらに限定されず、適用可能な当分野で公知の全ての画像表示装置が挙げられる。
光硬化パターンは、前述した本発明の感光性樹脂組成物を基材上に塗布し、必要に応じて現像工程を経た後、光硬化パターンを形成することによって製造できる。
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。
製造例：アルカリ可溶性樹脂（Ａ）の合成（化学式７）
還流冷却器、滴下漏斗および攪拌機を備えた１Ｌのフラスコ内に、窒素を０．０２Ｌ／分で流入して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２５０ｇを加えた。その後、１００℃で加熱しながら、アクリル酸３２．４ｇ（０．４５ｍｏｌ）、（３−エチル−３−オクセタニル）メチルメタクリレート８２．９ｇ（０．４５ｍｏｌ）、ビニルトルエン１１．８ｇ（０．１０ｍｏｌ）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１５０ｇを含む混合物に、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）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。
フラスコ内の雰囲気を窒素から空気にし、グリシジルメタクリレート４９．８ｇ［０．３５ｍｏｌ（本反応で使用したアクリル酸に対して７８ｍｏｌ％）］をフラスコ内に投入し、１１０℃で６時間反応を続けた。これにより、固形分酸価が４４ｍｇＫＯＨ／ｇの不飽和基を含有するアルカリ可溶性樹脂を得た。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、１７，５００であり、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２．２０であった。
実施例及び比較例
下記の表１、表２の組成及び含有量（単位：重量部）にて実施例及び比較例の感光性樹脂組成物を調製した。
前記表１及び表２で用いられた各成分は、以下の通りである。
Ａ：製造例で製造されたアルカリ可溶性樹脂（化学式７）
Ｂ−１：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ：日本化薬（株）製）
Ｂ−２：
Ｂ−３：
Ｃ−１：ビイミダゾール系開始剤
Ｃ−２：オキシムエステル系開始剤
Ｄ：酸化防止剤
Ｅ−１：ジエチレングリコールメチルエチルエーテル
Ｅ−２：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
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、ホットプレートを用いて９０℃で１２５秒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後、露光機（ＵＸ−１１００ＳＭ、Ｕｓｈｉｏ（株）製）を用いて５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量（３６５ｎｍ基準）で塗膜全面に光照射した。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６０秒間浸漬して現像し、水洗した。その後、オーブン中で、１３０℃で６０分間ポストベークを行った。得られた塗膜の厚さは、３．０μｍであった。このようにして得られた硬化膜に対して、下記の物性評価を行い、その結果を下記の表３及び表４に示す。
（１）現像性の評価
前記実施例及び比較例の感光性樹脂組成物をガラス基板上にスピンコートした後、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、０．０４％ＫＯＨ系水溶液に浸漬した後、６０秒間塗膜の溶解過程を観察した。観察結果を以下の基準により評価し、溶解ＴＹＰＥを有する材料を最も好適なものとして判断した。
＜評価基準＞
溶解ＴＹＰＥ：図１ａに示すように、塗膜が現像液に浸漬された瞬間から３０秒以内に溶解が完了する
弱剥離ＴＹＰＥ：図１ｂに示すように、塗膜がほとんど溶解したが、溶解していない微細な粒子が残っている
剥離ＴＹＰＥ：図１ｃに示すように、塗膜が写真のように全体的に剥離し、時間の経過に伴い徐々に溶解するまで６０秒の時間がかかる
未現像：現像液に浸漬した状態での塗膜自体の剥離又は溶解が、６０秒以上の時間が経過しても完了していない
（２）耐化学性の評価
２インチ角のガラス基板（イーグル２０００、コーニング社製）に、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、ホットプレートを用いて８０℃で１２５秒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後、露光機（ＵＸ−１１００ＳＭ、Ｕｓｈｉｏ（株）製）を用いて５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量（３６５ｎｍ基準）でマスクなしに全面に光照射した。露光した塗膜は、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に、前記塗膜を２５℃で６０秒間浸漬して現像し、水洗及び乾燥した。その後、クリーンオーブンを用いて１００℃で６０分間ポストベークを行った。
前述のように形成した膜厚さ１．５μｍの塗膜をＮＭＰ溶液に浸漬して、５０℃で３分間処理した。その後、ＡＳＴＭ Ｄ−３３５９−０８標準試験の条件に基づいて、カッターにより塗膜をカットした。その後、表面にテープを貼り付け、剥離する方法により耐化学性を確認した。薬液処理後のカット／テープの試験において、塗膜の剥離が発生する程度を標準試験法の基準に基づいて０Ｂ〜５Ｂに規定し、最も優れた性能を有するものを５Ｂとした。
５Ｂ：０％の剥離（図２ａ参照）
４Ｂ：５％未満の剥離（図２ｂ参照）
３Ｂ：５％以上１５％未満の剥離（図２ｃ参照）
２Ｂ：１５％以上３５％未満の剥離（図２ｄ参照）
１Ｂ：３５％以上６５％未満の剥離（図２ｅ参照）
０Ｂ：６５％以上の剥離（図２ｆ参照）
（３）ホールパターンサイズの測定
前記で得られた塗膜の膜厚さ１．５μｍにおけるホールパターンサイズをＳＥＭにより測定し、マスクパターンのサイズが１０μｍである時の塗膜のホールサイズを下記表に示す。また、ホールとガラス基板とが合わずに残膜が形成された場合は、サイズ測定不可（図３参照）と示した。
前記表３及び表４に示すように、前述した化学式１及び化学式２の重合性化合物を共に含む実施例の場合は、全体として、比較例に比べて現像ｔｙｐｅが「溶解」と評価されており、ホールサイズが大きく、耐化学性が向上したことが確認できた。また、化学式１及び化学式２の重合性化合物の混合比が１：２〜２：１の範囲である実施例１〜７の場合は、耐化学性及び現像性の両方において優れた結果が得られた。光重合性単量体（Ｂ−１）を省略している実施例１０の場合は、実施例１〜７に比べてホールサイズがやや小さく形成された。
比較例６の場合は、耐化学性が相対的に優れているが、塗膜が現像されておらず、ホールのサイズを測定できないほど残膜が形成されていた。比較例７の場合は、現像ｔｙｐｅが「溶解」であるとともに、ホールサイズが大きいが、耐化学性に最も劣っていることが確認できた。

Claims (10)

  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、溶媒とを含み、
    前記重合性化合物は、下記化学式１で表される化合物及び化学式２で表される化合物を含み、
    前記化学式１で表される前記化合物の含有量は、組成物の合計１００重量部に対して３〜１２重量部であり、前記化学式２で表される前記化合物の含有量は、前記組成物の合計１００重量部に対して３〜１５重量部であることを特徴とする、感光性樹脂組成物。
    （化学式１中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜６の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、ｍは、４〜１２の整数である。）
    （化学式２中、Ｒ３は、炭素数１〜６の飽和炭化水素基またはヘテロ原子を含む飽和炭化水素基であり、
    Ｒ４は、互いに独立して、水素、アクリロイルオキシ基、サクシネート基または炭素数１〜５の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基であり、少なくとも２個のアクリロイルオキシ基を含み、ｎは、３〜８の整数である。）
  2. 前記化学式１の前記化合物のＲ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記化学式２の前記化合物は、下記化学式３または４で表される、請求項１または２に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 前記化学式１の前記化合物と前記化学式２の前記化合物との混合比は、重量比を基準として１：４〜３：１である、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記化学式１の前記化合物と前記化学式２の前記化合物との前記混合比は、前記重量比を基準として１：２〜１：１である、請求項４に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 前記アルカリ可溶性樹脂は、下記化学式７で表されるバインダー樹脂を含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
    （化学式７中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれモル比を示し、ａは５〜５０モル％、ｂは５〜７０モル％、ｃは１０〜７０モル％、ｄは５〜７０モル％である。）
  7. 前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、５，０００〜３５，０００である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記感光性樹脂組成物で製造される光硬化パターン。
  9. 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、及びカラムスペーサパターンからなる群より選択される、請求項８に記載の光硬化パターン。
  10. 請求項８に記載の前記光硬化パターンを備える画像表示装置。
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