JPWO2018088052A1 - Positive photosensitive resin composition and titanium black dispersion - Google Patents

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Abstract

例えば、有機EL表示素子の黒色隔壁材を形成するために用い得る、高感度で、現像性、解像度、耐熱性の特性を満足させられるポジ型感光性樹脂組成物を提供する。ポジ型感光性樹脂組成物は、(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒、(D)バインダー樹脂、及び(E)キノンジアジド化合物を含む。For example, the present invention provides a positive photosensitive resin composition that can be used for forming a black partition material of an organic EL display element and has high sensitivity and satisfactory developability, resolution, and heat resistance characteristics. The positive photosensitive resin composition comprises (A) titanium black, (B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more. , (D) a binder resin, and (E) a quinonediazide compound.

Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物、その製造方法、その製造に用いるチタンブラック分散液、並びに有機EL表示素子の隔壁及び絶縁膜に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition, a production method thereof, a titanium black dispersion used for the production, and a partition wall and an insulating film of an organic EL display element.

有機ELディスプレイ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。   In a display device such as an organic EL display, a partition material is used at intervals of the colored pattern in the display region or at the edge of the peripheral portion of the display region in order to improve display characteristics. In the manufacture of the organic EL display device, in order to prevent the pixels of the organic material from coming into contact with each other, first, a partition is formed, and the pixel of the organic material is formed between the partitions. This partition is generally formed by photolithography using a photosensitive resin composition and has an insulating property. Specifically, the photosensitive resin composition is applied onto a substrate using a coating apparatus, and after removing volatile components by means of heating or the like, it is exposed through a mask. In the case of the positive type, development is performed by removing the exposed portion with a developer such as an alkaline aqueous solution, and the resulting pattern is heat-treated to form a partition (insulating film). Next, an organic material that emits light of three colors of red, green, and blue is formed between the partition walls by an inkjet method or the like to form a pixel of the organic EL display device.

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、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を黒色化して遮光性を持たせる試みがなされている。ただし遮光性を持たせても、反応させるための光に対して低感度であると露光時間が長くなり生産性が低下することから、高感度であることが重要となる。高精細化の要求に応えるためには、パターンの狭ピッチ化に対応するためにパターン形状に優れており、パターン表面が滑らかであることが要求される。視認性を向上させるためには、黒色化された隔壁材をより黒色に近づけることが求められており、隔壁材形成後に各種工程を経ることから、周辺部材に影響を及ぼさないよう、耐熱性に優れることが求められる。   In this field, in recent years, display devices have been downsized and the contents to be displayed have been diversified, so that high performance and high definition of pixels are required. For the purpose of increasing the contrast and improving the visibility in the display device, an attempt has been made to blacken the partition material using a colorant to provide light shielding properties. However, even if light shielding properties are provided, if the sensitivity is low with respect to the light to be reacted, the exposure time becomes long and the productivity is lowered. Therefore, it is important that the sensitivity is high. In order to meet the demand for higher definition, it is required that the pattern shape is excellent and the pattern surface is smooth in order to cope with the narrowing of the pattern pitch. In order to improve the visibility, it is required to make the blackened partition material closer to black, and since various processes are performed after the partition wall material is formed, it is heat resistant so as not to affect the peripheral members. It is required to be excellent.

例えば特許文献1では、カーボンブラックを用いて隔壁材を黒色化する方法が提案されている。しかしながら、これら感放射線性樹脂組成物では、硬化膜の遮光性が不足しており、コントラストの向上は見込めない。   For example, Patent Document 1 proposes a method of blackening the partition wall material using carbon black. However, these radiation-sensitive resin compositions lack the light-shielding property of the cured film, and cannot improve the contrast.

一方、高解像度であり、かつ露光後の加熱処理により高い遮光性を発現させる感放射線性樹脂組成物として、特許文献2のような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が提案されている。これら組成物は感度、遮光性は十分であるものの、遮光性を高めるために空気下において高温で加熱しており、樹脂の酸化劣化を伴った着色を利用している。これでは樹脂の劣化によるアウトガスが増加するため耐熱性に劣り、有機EL表示装置の製造、安定駆動には適していない。チタンブラックの性状に関しては触れられておらず、表面平滑性が十分出ているとは言い難い。   On the other hand, a positive-type radiation-sensitive resin composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound as disclosed in Patent Document 2 as a radiation-sensitive resin composition that has high resolution and exhibits high light-shielding properties by heat treatment after exposure. The composition which added titanium black to the thing is proposed. Although these compositions have sufficient sensitivity and light shielding properties, they are heated at a high temperature in the air in order to enhance the light shielding properties, and use coloration accompanied by oxidative degradation of the resin. This increases the outgas due to the deterioration of the resin, so that the heat resistance is inferior, and it is not suitable for manufacturing an organic EL display device and for stable driving. The properties of titanium black are not mentioned and it is difficult to say that the surface smoothness is sufficient.

上記隔壁材としては、一般に絶縁性に優れるポリイミド樹脂が用いられているが、これを遮光性とするには黒色化する必要がある。しかしながら、黒色化されたポリイミド樹脂を、リソグラフィー法により形成させることは感光性ポリイミドの保存安定性及びコストなどの面から困難であり、良好な解像度が得られにくい。そのため隔壁材を黒色化し、感度、現像性、解像度、耐熱性を満足させるものは未だ得られていない。   As the partition material, a polyimide resin having excellent insulating properties is generally used. However, in order to make this a light-shielding property, it needs to be blackened. However, it is difficult to form a blackened polyimide resin by a lithography method from the viewpoint of storage stability and cost of the photosensitive polyimide, and it is difficult to obtain a good resolution. For this reason, a material that blackens the partition material and satisfies the sensitivity, developability, resolution, and heat resistance has not yet been obtained.

特開2002−116536号公報JP 2002-116536 A 特開2001−281440号公報JP 2001-281440 A

有機EL表示素子のコントラストを高めるため、隔壁材を黒色化する取り組みがなされているが、高感度で、現像性、解像度、耐熱性の全ての特性を満たすようなポジ型感光性樹脂組成物及びその製造方法はこれまで知られていない。   In order to increase the contrast of the organic EL display element, efforts have been made to blacken the partition wall material, but a positive photosensitive resin composition that has high sensitivity and satisfies all the characteristics of developability, resolution, and heat resistance, and The production method has not been known so far.

本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、黒色化した隔壁材において、高感度で、現像性、解像度、耐熱性の特性を満足させられるポジ型感光性樹脂組成物及びその製造方法を提供することである。   The present invention has been made based on the above-described circumstances, and the object thereof is positive photosensitivity that can satisfy high development characteristics, developability, resolution, and heat resistance in a blackened partition wall material. It is providing a resin composition and its manufacturing method.

本発明者らは、鋭意検討の結果、チタンブラックと、アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤と、溶解度パラメーター(SP値)が10.5以上の溶媒と、バインダー樹脂と、キノンジアジド化合物とを含有するポジ型感光性樹脂組成物が、黒色化した隔壁材において、高感度で、現像性、解像度、耐熱性の特性を満足させられることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that titanium black, a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, a solvent having a solubility parameter (SP value) of 10.5 or more, The present inventors have found that a positive photosensitive resin composition containing a binder resin and a quinonediazide compound can satisfy the characteristics of developability, resolution, and heat resistance with high sensitivity in a blackened partition wall material.

すなわち、本発明は次の態様を含む。
[1](A)チタンブラック、
(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、
(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒、
(D)バインダー樹脂、及び
(E)キノンジアジド化合物
を含むポジ型感光性樹脂組成物。
That is, the present invention includes the following aspects.
[1] (A) Titanium black,
(B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mgKOH / g,
(C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more,
A positive photosensitive resin composition comprising (D) a binder resin, and (E) a quinonediazide compound.

[2]溶媒(C)がγ−ブチロラクトン又はn−メチル−2−ピロリドンである、[1]に記載の組成物。   [2] The composition according to [1], wherein the solvent (C) is γ-butyrolactone or n-methyl-2-pyrrolidone.

[3]チタンブラック(A)100質量部を基準として、分散剤(B)が1〜40質量部、溶媒(C)が250〜600質量部である、[1]又は[2]に記載の組成物。   [3] As described in [1] or [2], the dispersant (B) is 1 to 40 parts by mass and the solvent (C) is 250 to 600 parts by mass based on 100 parts by mass of the titanium black (A). Composition.

[4]バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、チタンブラック(A)が3〜30質量部、キノンジアジド化合物(E)が3〜20質量部である、[1]〜[3]のいずれかに記載の組成物。   [4] Any of [1] to [3], wherein titanium black (A) is 3 to 30 parts by mass and quinonediazide compound (E) is 3 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of binder resin (D). A composition according to claim 1.

[5]バインダー樹脂(D)が、
(d1)アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体、
(d2)エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂、及び
(d3)ポリアルケニルフェノール樹脂
からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物。
[5] The binder resin (D) is
(D1) an alkali-soluble copolymer having an alkali-soluble group,
The composition according to any one of [1] to [4], comprising (d2) an alkali-soluble resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, and (d3) at least one selected from the group consisting of polyalkenylphenol resins. object.

[6](A)チタンブラック、
(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び
(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒
を含むチタンブラック分散液。
[6] (A) Titanium black,
(B) A titanium black dispersion containing a dispersant having an amine value of 5 mg KOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mg KOH / g, and (C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more.

[7](1)(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒を混合して、チタンブラック分散液を調製する工程、並びに
(2)前記チタンブラック分散液、(D)バインダー樹脂及び(E)キノンジアジド化合物を混合する工程
をこの順に含むポジ型感光性樹脂組成物の製造方法。
[7] (1) (A) Titanium black, (B) A dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more And a step of preparing a titanium black dispersion, and (2) production of a positive photosensitive resin composition comprising the steps of mixing the titanium black dispersion, (D) a binder resin and (E) a quinonediazide compound in this order. Method.

[8][1]〜[5]のいずれかに記載の組成物の硬化物。   [8] A cured product of the composition according to any one of [1] to [5].

[9](I)[1]〜[5]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を基材に塗布する塗布工程、
(II)塗布されたポジ型感光性樹脂組成物中の溶媒を除去する乾燥工程、
(III)放射線をフォトマスク越しに照射する露光工程、
(IV)アルカリ現像によりパターン形成する現像工程、及び
(V)100〜350℃の温度で加熱する加熱処理工程
を含む放射線リソグラフィー構造物の製造方法。
[9] (I) An application step of applying the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5] to a substrate,
(II) a drying step for removing the solvent in the applied positive photosensitive resin composition;
(III) an exposure step of irradiating radiation through a photomask;
(IV) A method for producing a radiation lithographic structure, comprising: a development step of forming a pattern by alkali development; and (V) a heat treatment step of heating at a temperature of 100 to 350 ° C.

[10][1]〜[5]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の隔壁。   [10] A partition wall of an organic EL device comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5].

[11][1]〜[5]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の絶縁膜。   [11] An insulating film for an organic EL device comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5].

[12][1]〜[5]のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子。   [12] An organic EL device comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5].

本発明によれば、黒色化した隔壁材において、高感度で、現像性、解像度、耐熱性の特性を満足させられるポジ型感光性樹脂組成物を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positive photosensitive resin composition which can satisfy the characteristics of developability, resolution, and heat resistance with high sensitivity in the blackened partition material can be provided.

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

本発明のチタンブラック分散液は、(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び(C)溶解度パラメータが10.5以上の溶媒を含む。   The titanium black dispersion of the present invention comprises (A) titanium black, (B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solubility parameter of 10.5 or more. Contains solvent.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、(C)溶解度パラメータが10.5以上の溶媒、(D)バインダー樹脂、及び(E)キノンジアジド化合物を含む。   The positive photosensitive resin composition of the present invention has (A) titanium black, (B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solubility parameter of 10.5. The above solvent, (D) binder resin, and (E) quinonediazide compound are included.

(A)チタンブラック
本発明に使用するチタンブラックとしては、二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気で加熱し還元する方法(特開昭49−5432号公報)、四塩化チタンの高温加水分解で得られた超微細二酸化チタンを水素を含む還元雰囲気中で還元する方法(特開昭57−205322号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンをアンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭60−65069号公報、特開昭61−201610号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭61−201610号公報)等で製造されたものを使用できるがこれらに限定されるものではない。チタンブラックの市販品の例としては、三菱マテリアル株式会社製のチタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C、13−MT、16M、UF−8、赤穂化成株式会社製のTilack Dなどが挙げられる。これらのチタンブラックは1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
(A) Titanium black Titanium black used in the present invention includes a method of heating and reducing a mixture of titanium dioxide and titanium metal in a reducing atmosphere (Japanese Patent Laid-Open No. 49-5432), high-temperature hydrolysis of titanium tetrachloride. The method of reducing ultrafine titanium dioxide obtained in the above in a reducing atmosphere containing hydrogen (Japanese Patent Laid-Open No. 57-205322), and the method of reducing titanium dioxide or titanium hydroxide at high temperature in the presence of ammonia (Japanese Patent Laid-Open No. 60-60). -65069, JP-A-61-201610), a method in which a vanadium compound is attached to titanium dioxide or titanium hydroxide and reduced at high temperature in the presence of ammonia (JP-A-61-201610). However, the present invention is not limited to these. Examples of commercially available titanium black include Titanium Black 10S, 12S, 13R, 13M, 13M-C, 13-MT, 16M, UF-8 manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, and Tilac D manufactured by Ako Kasei Co., Ltd. Can be mentioned. These titanium blacks may be used alone or in combination of two or more.

チタンブラック(A)は、バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、3〜30質量部が好ましく、より好ましくは5〜20質量部であり、さらに好ましくは8〜15質量部である。チタンブラック(A)の含有量がバインダー樹脂(D)100質量部を基準として3〜30質量部であれば、目的のOD値(光学濃度)が得られる。   As for titanium black (A), 3-30 mass parts is preferable on the basis of 100 mass parts of binder resin (D), More preferably, it is 5-20 mass parts, More preferably, it is 8-15 mass parts. If content of titanium black (A) is 3-30 mass parts on the basis of 100 mass parts of binder resin (D), the target OD value (optical density) will be obtained.

分散液中のチタンブラック(A)の平均粒子径D50(体積基準)は、5〜100nmが好ましい。平均粒子径D50が5〜100nmであれば、高い遮光性が得られる。平均粒子径D50は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置Microtrac wave(日機装株式会社)を用いて測定できる。   The average particle diameter D50 (volume basis) of titanium black (A) in the dispersion is preferably 5 to 100 nm. When the average particle diameter D50 is 5 to 100 nm, high light shielding properties can be obtained. The average particle size D50 can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device Microtrac wave (Nikkiso Co., Ltd.).

(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤
本発明のチタンブラックの分散に使用するアミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤は、公知のものが使用できる。例えば、商品名DISPERBYK110、DISPERBYK111(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等、商品名ディスパロンPW−36、ディスパロンDA−375(楠本化成株式会社製)等のリン酸エステル類、ポリリン酸エステル類、リン酸ポリエステル類、ポリエーテルリン酸エステル類等のリン酸系分散剤、商品名フローレンG−700、フローレンG−900、フローレンGW−1500(共栄社化学株式会社製)等のカルボキシル基含有ポリマー系分散剤、商品名アジスパーPN411、アジスパーPA111(味の素ファインテクノ株式会社製)等の高級脂肪酸エステル系分散剤が挙げられる。中でも骨格にグラフト鎖を有しない分散剤、例えば商品名DISPERBYK110、DISPERBYK111(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が好ましく用いられる。
(B) Dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mgKOH / g Dispersion having an amine value of 5 mgKOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mgKOH / g used for dispersing the titanium black of the present invention Known agents can be used. For example, phosphates such as trade names DISPERBYK110, DISPERBYK111 (made by Big Chemie Japan Co., Ltd.), trade names such as Disparon PW-36, Disparon DA-375 (made by Enomoto Kasei Co., Ltd.), polyphosphates, phosphate polyester , Phosphoric acid dispersants such as polyether phosphates, carboxyl group-containing polymer dispersants such as Floren G-700, Floren G-900, and Floren GW-1500 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Higher fatty acid ester-based dispersants such as the names Azisper PN411 and Azisper PA111 (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) can be mentioned. Among them, a dispersant having no graft chain in the skeleton, for example, trade names DISPERBYK110, DISPERBYK111 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) and the like are preferably used.

分散剤の酸価は、20〜200mgKOH/g、好ましくは30〜180mgKOH/g、より好ましくは40〜150mgKOH/gである。分散剤のアミン価は、5mgKOH/g以下、好ましくは4mgKOH/g以下、より好ましくは3mgKOH/g以下、最も好ましくは0mgKOH/gである。酸価が20〜200mgKOH/g、アミン価が5mgKOH/g以下であれば、チタンブラックと適度な結合を有し良好な分散液が得られやすい。これらの分散剤は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。   The acid value of the dispersant is 20 to 200 mgKOH / g, preferably 30 to 180 mgKOH / g, more preferably 40 to 150 mgKOH / g. The amine value of the dispersant is 5 mgKOH / g or less, preferably 4 mgKOH / g or less, more preferably 3 mgKOH / g or less, and most preferably 0 mgKOH / g. When the acid value is 20 to 200 mgKOH / g and the amine value is 5 mgKOH / g or less, a good dispersion having an appropriate bond with titanium black can be easily obtained. These dispersants may be used alone or in combination of two or more.

本発明の効果を損なわない程度に、塩構造の分散剤、エステル又はエーテル構造を有する分散剤、顔料親和性基を有する分散剤等を併用することができる。バインダー樹脂との相溶性、保存安定性、各種物性又は特性の向上を目的に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基等の官能基を有する樹脂成分を併用することができる。   To the extent that the effects of the present invention are not impaired, a dispersant having a salt structure, a dispersant having an ester or ether structure, a dispersant having a pigment affinity group, and the like can be used in combination. Resin components having a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and a sulfo group can be used in combination for the purpose of improving compatibility with the binder resin, storage stability, various physical properties, and characteristics.

分散剤(B)はチタンブラック(A)100質量部に対して1〜40質量部含むことが好ましく、より好ましくは2〜30質量部、さらに好ましくは3〜20質量部である。分散剤が(A)チタンブラック100質量部に対して1〜40質量部であれば、粒子を良好に分散することができる。   The dispersant (B) is preferably contained in an amount of 1 to 40 parts by mass, more preferably 2 to 30 parts by mass, and further preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium black (A). If a dispersing agent is 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) titanium black, particle | grains can be disperse | distributed favorably.

アミン価とは、試料1g中に含まれる全塩基性窒素を中和するのに要する過塩素酸と当量の水酸化カリウムのmg数をいい、その測定方法は次のとおりである。試料をo−ニトロトルエン及び酢酸の混合溶剤に溶かし、ガラス電極と比較電極を用いて0.1mol/L過塩素酸酢酸溶液で滴定する。電位差計又はpH計の読みと、これに対応する0.1mol/L過塩素酸酢酸溶液の滴定量との関係を作図し、滴定曲線に得られた変曲点を終点とする。消費した0.1mol/L過塩素酸酢酸溶液の量によって全アミン価を算出する。   The amine value means the number of mg of potassium hydroxide equivalent to perchloric acid required to neutralize all basic nitrogen contained in 1 g of a sample, and the measurement method is as follows. A sample is dissolved in a mixed solvent of o-nitrotoluene and acetic acid, and titrated with a 0.1 mol / L perchloric acid acetic acid solution using a glass electrode and a reference electrode. The relationship between the reading of potentiometer or pH meter and the titration amount of 0.1 mol / L perchloric acid acetic acid solution corresponding to this is plotted, and the inflection point obtained in the titration curve is set as the end point. The total amine value is calculated by the amount of 0.1 mol / L perchloric acid acetic acid solution consumed.

酸価とは、試料1g中に含有する遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数をいい、その測定方法には中和滴定法と電位差滴定法とがある。中和滴定法の場合は、試料を溶剤に溶かし、指示薬としてフェノールフタレインを加え、水酸化カリウムエタノール溶液で滴定して酸価を求める。   The acid value means the number of mg of potassium hydroxide required for neutralizing free fatty acid, resin acid, etc. contained in 1 g of a sample, and the measurement method includes neutralization titration method and potentiometric titration method. is there. In the case of the neutralization titration method, dissolve the sample in a solvent, add phenolphthalein as an indicator, and titrate with a potassium hydroxide ethanol solution to obtain the acid value.

(C)溶解度パラメータ(SP値)が10.5以上の溶媒
本発明のチタンブラックの分散溶媒としてはSP値が10.5〜15.0であり、好ましくは10.5〜13.0である。水酸基を含まないことがより好ましい。SP値が10.5以上の溶媒として具体的には、γ−ブチロラクトン(12.6)、N−メチル−2−ピロリドン(11.3)、N,N−ジメチルホルムアミド(12.1)、N,N−ジメチルアセトアミド(10.8)等が挙げられるが、中でもN−メチル−2−ピロリドン又はγ−ブチロラクトンがより好ましく、γ−ブチロラクトンが更に好ましい。SP値が10.5以上である溶媒を使用することで、チタンブラック(A)を均一に分散させることができる。これらの溶媒は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
(C) Solvent having a solubility parameter (SP value) of 10.5 or more As a dispersion solvent of the titanium black of the present invention, the SP value is 10.5 to 15.0, preferably 10.5 to 13.0. . More preferably, it does not contain a hydroxyl group. Specific examples of solvents having an SP value of 10.5 or more include γ-butyrolactone (12.6), N-methyl-2-pyrrolidone (11.3), N, N-dimethylformamide (12.1), N , N-dimethylacetamide (10.8) and the like, among which N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone is more preferable, and γ-butyrolactone is still more preferable. By using a solvent having an SP value of 10.5 or more, the titanium black (A) can be uniformly dispersed. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

溶媒(C)はチタンブラック(A)100質量部に対して250〜600質量部含むことが好ましく、より好ましくは300〜500質量部、さらに好ましくは350〜450質量部である。溶媒がチタンブラック(A)100質量部に対して250〜600質量部であれば、適度な流動性が得られ分散状態が良好となり易い。   It is preferable that a solvent (C) contains 250-600 mass parts with respect to 100 mass parts of titanium black (A), More preferably, it is 300-500 mass parts, More preferably, it is 350-450 mass parts. If a solvent is 250-600 mass parts with respect to 100 mass parts of titanium black (A), moderate fluidity | liquidity will be acquired and a dispersion state will become favorable easily.

溶解度パラメータは、その物質の凝集エネルギー密度の平方根により定義され、試料混合時の熱力学的性質を予測する尺度として使用できる。化学便覧応用編(改訂3版,丸善,1980年)又は第4版実験化学講座(丸善,1990年,p.186)などに記載された数値を用いることが可能である。   The solubility parameter is defined by the square root of the cohesive energy density of the material and can be used as a measure to predict thermodynamic properties during sample mixing. It is possible to use numerical values described in Chemical Handbook Application (Revised 3rd edition, Maruzen, 1980) or 4th edition Experimental Chemistry Course (Maruzen, 1990, p. 186).

(D)バインダー樹脂
本発明のポジ型感光性樹脂組成物において使用するバインダー樹脂(D)としては、特に限定されないが、アルカリ可溶性基を有しアルカリ可溶性であることが好ましい。
(D) Binder resin The binder resin (D) used in the positive photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, but preferably has an alkali-soluble group and is alkali-soluble.

バインダー樹脂が有するアルカリ可溶性基としては、特に限定されないが、カルボキシル基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基等が挙げられ、2種以上のアルカリ可溶性基を併せ持つ樹脂を使用してもよい。なお、本発明においてアルカリ可溶性とは、アルカリ溶液、例えば、2.38質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に溶解可能であることを意味する。   The alkali-soluble group that the binder resin has is not particularly limited, and examples thereof include a carboxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfo group, a phosphoric acid group, and an acid anhydride group. You may use resin to have. In the present invention, alkali-soluble means that it can be dissolved in an alkali solution, for example, a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアミック酸樹脂、それらの樹脂にアルカリ可溶性基が付加したもの等が挙げられる。これらは単独で、又は2種類以上の樹脂を組み合わせて用いることができる。   Examples of the binder resin include acrylic resin, styrene resin, epoxy resin, amide resin, phenol resin, polyamic acid resin, and those obtained by adding an alkali-soluble group to these resins. These can be used alone or in combination of two or more kinds of resins.

フェノール性水酸基を有するバインダー樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキルフェノール樹脂、フェノール−ジシクロペンタジエン共重合体樹脂等の公知のフェノール樹脂が挙げられる。   Examples of the binder resin having a phenolic hydroxyl group include known phenols such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, triphenylmethane type phenol resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl phenol resin, and phenol-dicyclopentadiene copolymer resin. Resin.

本発明ではバインダー樹脂(D)として以下の(d1)〜(d3)成分から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。   In the present invention, the binder resin (D) preferably contains at least one selected from the following components (d1) to (d3).

(d1)アルカリ可溶性基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体のアルカリ可溶性共重合体
アルカリ可溶性基としては、カルボキシル基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、スルホ基、リン酸基、酸無水物基等を挙げることができる。アルカリ可溶性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からなるアルカリ可溶性樹脂は、例えば、アルカリ可溶性基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体を、重合開始剤及びRAFT剤(Reversible Addition Fragmentation Transfer;可逆的付加開裂型連鎖移動剤)等でラジカル重合させることにより製造することができる。アルカリ可溶性基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体のアルカリ可溶性共重合体は、ラジカル重合にて共重合体を合成した後に、アルカリ可溶性基を付加したものであってもよい。
(D1) Alkali-soluble copolymer of polymerizable monomer having alkali-soluble group and other polymerizable monomer Examples of the alkali-soluble group include a carboxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfo group, and a phosphate group. And an acid anhydride group. An alkali-soluble resin comprising a copolymer of a polymerizable monomer having an alkali-soluble group and another polymerizable monomer is, for example, a polymerizable monomer having an alkali-soluble group and another polymerizable monomer. , A polymerization initiator and a RAFT agent (Reversible Addition Fragmentation Transfer; reversible addition-fragmentation chain transfer agent) or the like. The alkali-soluble copolymer of a polymerizable monomer having an alkali-soluble group and another polymerizable monomer may be one obtained by synthesizing a copolymer by radical polymerization and then adding an alkali-soluble group. .

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る。具体的には、CH2=CH−、CH2=C(CH3)−、CH2=CHCO−、CH2=C(CH3)CO−、−OC−CH=CH−CO−などを例示できる。アルカリ可溶性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、(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、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、無水マレイン酸、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、4−ヒドロキシフェニルメタクリレート、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、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が挙げられる。Examples of the polymerizable functional group possessed by the polymerizable monomer include radically polymerizable functional groups. Specifically, CH 2 = CH-, CH 2 = C (CH 3) -, CH 2 = CHCO-, CH 2 = C (CH 3) CO -, - OC-CH = CH-CO- illustrate like it can. Examples of the polymerizable monomer having an alkali-soluble group include 4-hydroxystyrene, (meth) acrylic acid, α-bromo (meth) acrylic acid, α-chloro (meth) acrylic acid, β-furyl (meth). Acrylic acid, β-styryl (meth) acrylic acid, maleic acid, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monoisopropyl maleate, maleic anhydride, fumaric acid, cinnamic acid, α-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid , Propiolic acid, 4-hydroxyphenyl methacrylate, 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylacrylamide, 4-hydroxyphenylacrylamide, 4-hydroxyphenylmaleimide, 3-maleimidopropionic acid, 4-maleimidobutyric acid, 6-maleimidohexanoic acid Etc.

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重合可能なスチレン誘導体、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類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル等の(メタ)アクリル酸エステル、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、イソボルニル(メタ)アクリレート、マレイン酸無水物、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のN−置換マレイミドが挙げられる。ここで、「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び「メタクリル」を示す。   Examples of other polymerizable monomers include polymerizable styrene derivatives such as styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, and p-ethyl styrene, acrylamide, acrylonitrile, vinyl n-butyl ether, and the like. Vinyl alcohol ethers, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth) acrylic acid dimethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid diethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl ester (Meth) acrylic acid ester such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, maleic anhydride, Feni Maleimides include N- substituted maleimide and cyclohexyl maleimide. Here, “(meth) acryl” means “acryl” and “methacryl”.

アルカリ可溶性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及びシクロヘキシルマレイミドからなる群から選択される少なくとも1種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の低減にも寄与することができる。   It is particularly preferable to use 4-hydroxyphenyl methacrylate as the polymerizable monomer having an alkali-soluble group and to use at least one selected from the group consisting of phenylmaleimide and cyclohexylmaleimide as the other polymerizable monomer. By using a resin obtained by radical polymerization of these polymerizable monomers, it is possible to improve shape maintainability and developability and contribute to reduction of outgas.

アルカリ可溶性基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体のアルカリ可溶性共重合体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、次のものに限定されないが、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)などのアゾ重合開始剤、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、或いは過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、1,1’−ジ(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルペルオキシピバレートなど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、重合性単量体の混合物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。   The polymerization initiator for producing an alkali-soluble copolymer of a polymerizable monomer having an alkali-soluble group and another polymerizable monomer by radical polymerization is not limited to the following, but 2,2 ′ -Azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), 4,4'-azobis (4-cyanovalerian) Acid), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (AVN) and other azo polymerization initiators, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) ) Hexane, tert-butyl cumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene ha Peroxide polymerization initiators such as dropper oxide having a 10-hour half-life temperature of 100 to 170 ° C., or benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,1′-di (t-butylperoxy) cyclohexane, t-butylperoxy A peroxide polymerization initiator such as pivalate 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, 0.5 parts by mass or more, 40 parts by mass or less, and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer mixture. It is preferable that it is less than or equal to 15 parts by mass.

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、トリチオカルボネート、キサンテ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、重合性単量体の総量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。   The RAFT agent is not limited to the following, but thiocarbonylthio compounds such as dithioesters, dithiocarbamates, trithiocarbonates, xanthates can be used. The RAFT agent can be used in the range of 0.005 to 20 parts by mass and preferably in the range of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of polymerizable monomers.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物のバインダー樹脂(D)として、4−ヒドロキシフェニルメタクリレートとフェニルマレイミドとシクロヘキシルマレイミドのラジカル共重合体、又は4−ヒドロキシフェニルメタクリレートとシクロヘキシルマレイミドのラジカル共重合体を用いる場合、その数平均分子量は1000〜30000の範囲であることが好ましく、3000〜20000の範囲であることがより好ましく、10000〜15000であることが更に好ましい。分子量が1000以上の場合は、アルカリ溶解性が適度であるため感光性材料の樹脂として適しており、分子量が30000以下の場合は現像性が良好である。   As the binder resin (D) of the positive photosensitive resin composition of the present invention, a radical copolymer of 4-hydroxyphenyl methacrylate and phenylmaleimide and cyclohexylmaleimide or a radical copolymer of 4-hydroxyphenyl methacrylate and cyclohexylmaleimide is used. When used, the number average molecular weight is preferably in the range of 1000-30000, more preferably in the range of 3000-20000, and still more preferably in the range of 10000-15000. When the molecular weight is 1000 or more, the alkali solubility is appropriate, so that it is suitable as a resin for the photosensitive material. When the molecular weight is 30000 or less, the developability is good.

(d2)エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂
(d2)のアルカリ可溶性樹脂は、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。)のエポキシ基と、ヒドロキシ安息香酸類のカルボキシル基を反応させることで得ることができる。ただし、エポキシ基が残るように反応率を調整する。
(D2) Alkali-soluble resin having epoxy group and phenolic hydroxyl group The alkali-soluble resin (d2) is, for example, a compound having at least two epoxy groups in one molecule (hereinafter referred to as “epoxy compound”). The epoxy group of (A) can be reacted with the carboxyl group of hydroxybenzoic acid. However, the reaction rate is adjusted so that the epoxy group remains.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物において、前記アルカリ可溶性樹脂がエポキシ基を有することで、加熱時にフェノール性水酸基と反応して架橋し耐薬品性、耐熱性などが向上するという利点があり、フェノール性水酸基を有することでアルカリ水溶液に可溶になるという利点がある。   In the positive photosensitive resin composition of the present invention, since the alkali-soluble resin has an epoxy group, there is an advantage that chemical resistance, heat resistance, etc. are improved by reacting with a phenolic hydroxyl group during heating and crosslinking. Having a phenolic hydroxyl group has the advantage of being soluble in an alkaline aqueous solution.

前記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類のカルボキシル基とが反応し、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。   An example of a reaction in which one of the epoxy groups of the epoxy compound reacts with a carboxyl group of hydroxybenzoic acid to form a compound having a phenolic hydroxyl group is shown in the following reaction formula 1.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

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、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、複素環式エポキシ樹脂等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、1種類のみで用いることもできるが、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、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、重合度などの違いから一義的に記載することができない。ノボラック型エポキシ樹脂の構造の一例を式(1)に示す。なお、式(1)におけるRは水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表わし、nは0〜50の整数を表わす。   Examples of the compound having at least two epoxy groups in one molecule include phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, biphenol type epoxy resins, naphthalene skeleton-containing epoxy resins, and alicyclic epoxy resins. And heterocyclic epoxy resins. These epoxy compounds only need to have two or more epoxy groups in one molecule and can be used alone, but may be used in combination of two or more. In addition, since these compounds are a thermosetting type, it cannot be uniquely described from the difference in the presence or absence of an epoxy group, the kind of functional group, a polymerization degree, etc. as common knowledge of those skilled in the art. An example of the structure of the novolac type epoxy resin is shown in Formula (1). In the formula (1), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 50.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

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株式会社製)、jER(登録商標)−152(三菱ケミカル株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the phenol novolac type epoxy resin include EPICLON (registered trademark) N-770 (manufactured by DIC Corporation), jER (registered trademark) -152 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.

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株式会社製)、EOCN(登録商標)−102S(日本化薬株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the cresol novolac type epoxy resin include EPICLON (registered trademark) N-695 (manufactured by DIC Corporation), EOCN (registered trademark) -102S (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and the like.

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製)、YD−128(商品名、新日鉄住金化学株式会社製)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、jER(登録商標)806(三菱ケミカル株式会社製)、YDF−170(商品名、新日鉄住金化学株式会社製)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the bisphenol type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resins such as jER (registered trademark) 828, jER (registered trademark) 1001 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and YD-128 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.). Bisphenol F type epoxy resins such as JER (registered trademark) 806 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), YDF-170 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), and the like.

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、jER(登録商標)YL−6121H(三菱ケミカル株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the biphenol type epoxy resin include jER (registered trademark) YX-4000, jER (registered trademark) YL-6121H (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.

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、日本化薬株式会社製)、EXA−4750(商品名、DIC株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the naphthalene skeleton-containing epoxy resin include NC-7000 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), EXA-4750 (trade name, manufactured by DIC Corporation), and the like.

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製)等が挙げられる。   Examples of the alicyclic epoxy resin include EHPE (registered trademark) -3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).

複素環式エポキシ樹脂としては、例えばTEPIC(登録商標)、TEPIC(登録商標)−L、TEPIC(登録商標)−H、TEPIC(登録商標)−S(日産化学工業株式会社製)等が挙げられる。   Examples of the heterocyclic epoxy resin include TEPIC (registered trademark), TEPIC (registered trademark) -L, TEPIC (registered trademark) -H, and TEPIC (registered trademark) -S (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). .

「ヒドロキシ安息香酸類」とは、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のことをいい、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、4−ヒドロキシ−3−ニトロ安息香酸等が挙げられるが、アルカリ現像性を高める点でジヒドロキシ安息香酸類が好ましい。これらヒドロキシ安息香酸類は、1種類のみで用いることもできるが、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   “Hydroxybenzoic acid” refers to a compound in which at least one of positions 2 to 6 of benzoic acid is substituted with a hydroxyl group. For example, salicylic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 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 Examples include -4-nitrobenzoic acid and 4-hydroxy-3-nitrobenzoic acid, and dihydroxybenzoic acids are preferable in terms of enhancing alkali developability. These hydroxybenzoic acids can be used alone or in combination of two or more.

前記のエポキシ化合物とヒドロキシ安息香酸類からアルカリ可溶性のフェノール性水酸基を有する化合物を得る方法は、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類を0.2〜0.9当量、より好ましくは0.4〜0.8当量、さらに好ましくは0.5〜0.7当量使用する。ヒドロキシ安息香酸類が0.2当量以上であれば十分なアルカリ溶解性が発現し、0.9当量以下であれば副反応による分子量増加が抑制できる。   The method for obtaining a compound having an alkali-soluble phenolic hydroxyl group from the epoxy compound and hydroxybenzoic acid is preferably 0.2 to 0.9 equivalent of hydroxybenzoic acid, more preferably 1 equivalent of epoxy group of the epoxy compound. 0.4 to 0.8 equivalent, more preferably 0.5 to 0.7 equivalent is used. If hydroxybenzoic acid is 0.2 equivalent or more, sufficient alkali solubility is expressed, and if it is 0.9 equivalent or less, increase in molecular weight due to side reaction can be suppressed.

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、エポキシ化合物とヒドロキシ安息香酸類からなる反応原料混合物100質量部に対して0.1〜10質量部である。反応温度は60〜150℃、反応時間は3〜30時間である。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、オクタン酸ジルコニウム等が挙げられる。   A catalyst may be used to accelerate the reaction. The usage-amount of a catalyst is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of reaction raw material mixtures which consist of an epoxy compound and hydroxybenzoic acids. The reaction temperature is 60 to 150 ° C., and the reaction time is 3 to 30 hours. Examples of the catalyst used in this reaction include triethylamine, benzyldimethylamine, triethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium iodide, triphenylphosphine, chromium octoate, and zirconium octoate.

前記エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)の数平均分子量は、500〜8000の範囲であることが好ましく、1500〜5000の範囲 であることがより好ましく、2000〜3500の範囲であることがさらに好ましい。分子量が500以上であれば、アルカリ水溶液への溶解性が適切なため感光性材料の樹脂として良好であり、分子量が8000以下であれば、塗布性及び現像性が良好である。   The number average molecular weight of the alkali-soluble resin (d2) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group is preferably in the range of 500 to 8000, more preferably in the range of 1500 to 5000, and in the range of 2000 to 3500. More preferably it is. If the molecular weight is 500 or more, the solubility in an alkaline aqueous solution is appropriate, so that the resin of the photosensitive material is good. If the molecular weight is 8000 or less, the coatability and developability are good.

(d3)ポリアルケニルフェノール樹脂
ポリアルケニルフェノール樹脂は、公知のフェノール樹脂の水酸基をアルケニルエーテル化し、さらにアルケニルエーテル基をクライゼン転位することにより得られる。ポリアルケニルフェノール樹脂は、式(2)の構造を有することが好ましい。このような樹脂を含有することにより、得られる感光性樹脂組成物の現像特性を向上させるとともに、アウトガスの低減にも寄与することができる。
(D3) Polyalkenyl phenol resin A polyalkenyl phenol resin is obtained by converting a hydroxyl group of a known phenol resin into an alkenyl ether, and further subjecting the alkenyl ether group to Claisen rearrangement. The polyalkenylphenol resin preferably has the structure of the formula (2). By containing such a resin, it is possible to improve the development characteristics of the resulting photosensitive resin composition and to contribute to the reduction of outgas.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

式(2)において、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数1〜5のアルキル基、式(3)In the formula (2), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, the formula (3)

Figure 2018088052
Figure 2018088052

(式(3)において、R、R、R、R及びR10はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数3〜10のシクロアルキル基又は炭素原子数6〜12のアリール基を表す。式(3)の*は、芳香環を構成する炭素原子との結合部を表す。)
で表されるアルケニル基、炭素原子数1〜2のアルコキシ基又は水酸基を表し、かつR、R及びRの少なくとも1つは式(3)で表されるアルケニル基である。Qは式−CR−で表されるアルキレン基、炭素原子数5〜10のシクロアルキレン基、芳香環を有する二価の有機基、脂環式縮合環を有する二価の有機基又はこれらを組み合わせた二価基であり、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基又は炭素原子数6〜12のアリール基を表す。式(2)の構造が1分子中に2つ以上存在するときは、それぞれの式(2)の構造は同一でも異なってもよい。
(In Formula (3), R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or carbon. Represents an aryl group having 6 to 12 atoms, * in formula (3) represents a bond with a carbon atom constituting an aromatic ring.
Represents an alkenyl group represented by formula (1), an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms or a hydroxyl group, and at least one of R 1 , R 2 and R 3 is an alkenyl group represented by formula (3). Q is an alkylene group represented by the formula —CR 4 R 5 —, a cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms, a divalent organic group having an aromatic ring, a divalent organic group having an alicyclic condensed ring, or R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a cyclohexane having 5 to 10 carbon atoms. An alkyl group or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms is represented. When two or more structures of the formula (2) are present in one molecule, the structures of the formula (2) may be the same or different.

式(2)のR、R及びRは、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、式(3)で表されるアルケニル基、炭素原子数1〜2のアルコキシ基又は水酸基を表し、かつR、R及びRの少なくとも1つは式(3)で表されるアルケニル基である。R 1 , R 2 and R 3 in formula (2) are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group represented by formula (3), an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms or a hydroxyl group And at least one of R 1 , R 2 and R 3 is an alkenyl group represented by formula (3).

式(2)のR、R及びRにおいて、炭素原子数1〜5のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等を挙げることができる。炭素原子数1〜2のアルコキシ基の具体例としてはメトキシ基、エトキシ基が挙げられる。In R 1 , R 2 and R 3 of formula (2), specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec -Butyl group, t-butyl group, n-pentyl group and the like can be mentioned. Specific examples of the alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group.

式(3)で表されるアルケニル基において、R、R、R、R、及びR10はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基又は炭素原子数6〜12のアリール基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基の具体例としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等を挙げることができ、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基等を挙げることができ、炭素原子数6〜12のアリール基の具体例としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。R、R、R、R、及びR10としては、好ましくは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基である。好ましい式(3)で表されるアルケニル基としては、反応性の点からアリル基、メタリル基を挙げることができ、より好ましくはアリル基である。そして、R、R及びRのうち、いずれか1つがアリル基又はメタリル基であり、他の2つが水素原子であることが最も好ましい。In the alkenyl group represented by the formula (3), R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or 5 to 10 carbon atoms. A cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, but specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. , Sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group and the like, and examples of the cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms include cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cycloheptyl group and the like. Specific examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a biphenyl group, and a naphthyl group. Door can be. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Preferable examples of the alkenyl group represented by the formula (3) include an allyl group and a methallyl group from the viewpoint of reactivity, and more preferred is an allyl group. And it is most preferable that any one of R 1 , R 2 and R 3 is an allyl group or a methallyl group, and the other two are hydrogen atoms.

式(2)のQは式−CR−で表されるアルキレン基、炭素原子数5〜10のシクロアルキレン基、芳香環を有する2価の有機基、脂環式縮合環を有する2価の有機基又はこれらを組み合わせた2価基であり、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基又は炭素原子数6〜12のアリール基を表す。炭素原子数1〜5のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等を挙げることができる。炭素原子数2〜6のアルケニル基の具体例としてはビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等を挙げることができる。炭素原子数5〜10のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基等を挙げることができる。炭素原子数6〜12のアリール基の具体例としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等を挙げることできる。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、共に水素原子であることが最も好ましい。Q in the formula (2) is an alkylene group represented by the formula —CR 4 R 5 —, a cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms, a divalent organic group having an aromatic ring, or an alicyclic condensed ring. R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or the number of carbon atoms. It represents a 5-10 cycloalkyl group or an aryl group having 6-12 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group and the like. Can be mentioned. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms include vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group and the like. Examples of the cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and a cycloheptyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a biphenyl group, and a naphthyl group. R 4 and R 5 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom.

ここで、炭素原子数5〜10のシクロアルキレン基の具体例としては、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基等を挙げることができる。芳香環を有する2価の有機基の具体例として、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、アントラセニレン基、キシリレン基、4,4’−メチレンジフェニル基、式(4)で表される基等を挙げることができる。   Here, specific examples of the cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms include a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a methylcyclohexylene group, and a cycloheptylene group. Specific examples of the divalent organic group having an aromatic ring include a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, an anthracenylene group, a xylylene group, a 4,4′-methylenediphenyl group, and a formula (4). And the like.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

脂環式縮合環を有する2価の有機基の具体例として、ジシクロペンタジエニレン基等を挙げることができる。   Specific examples of the divalent organic group having an alicyclic fused ring include a dicyclopentadienylene group.

本発明の感光性樹脂組成物において用いられるバインダー樹脂(D)にポリアルケニルフェノール樹脂を用いる場合、アルカリ現像性、アウトガスの点から特に好ましいポリアルケニルフェノール樹脂として、式(2)のQが−CH−であるもの、すなわち式(5)で表される構造を有するものが挙げられる。When a polyalkenylphenol resin is used for the binder resin (D) used in the photosensitive resin composition of the present invention, Q in formula (2) is —CH as a particularly preferred polyalkenylphenol resin from the viewpoint of alkali developability and outgassing. What is 2-, that is, one having a structure represented by the formula (5).

Figure 2018088052
Figure 2018088052

式(5)において、R、R及びRは式(2)と同様である。In the formula (5), R 1 , R 2 and R 3 are the same as in the formula (2).

好ましいR、R及びRは、式(2)における好ましいR、R及びRと同様である。Preferred R 1, R 2 and R 3 are the same as the preferred R 1, R 2 and R 3 in Formula (2).

式(2)又は式(5)で表される構造単位は、ポリアルケニルフェノール樹脂中50〜100モル%であることが好ましく、より好ましくは70〜100モル%であって、さらに好ましくは85〜100モル%である。式(2)又は式(5)で表される構造単位がポリアルケニルフェノール樹脂中50モル%以上であれば、耐熱性が向上するため好ましい。ポリアルケニルフェノール樹脂中のフェノール性水酸基は塩基性化合物の存在下イオン化し、水に溶解できるようになるため、アルカリ現像性の観点から、フェノール性水酸基が一定量以上あることが必要である。そのため、式(5)の構造を含むポリアルケニルフェノール樹脂は、式(5)で表される構造単位及び式(6)で表される構造単位を有するポリアルケニルフェノール樹脂であることが特に好ましい。   The structural unit represented by the formula (2) or the formula (5) is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, further preferably 85 to 85 mol% in the polyalkenylphenol resin. 100 mol%. If the structural unit represented by Formula (2) or Formula (5) is 50 mol% or more in the polyalkenylphenol resin, the heat resistance is improved, which is preferable. Since the phenolic hydroxyl group in the polyalkenyl phenol resin is ionized in the presence of a basic compound and can be dissolved in water, it is necessary that the phenolic hydroxyl group is in a certain amount or more from the viewpoint of alkali developability. Therefore, the polyalkenylphenol resin including the structure of the formula (5) is particularly preferably a polyalkenylphenol resin having a structural unit represented by the formula (5) and a structural unit represented by the formula (6).

Figure 2018088052
Figure 2018088052

式(6)において、R1a、R2a及びR3aはそれぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数1〜5のアルキル基を表す。In Formula (6), R 1a , R 2a and R 3a each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

式(5)で表される構造単位及び式(6)で表される構造単位を有するポリアルケニルフェノール樹脂において、式(5)で表される構造単位の数をxとし、式(6)で表される構造単位の数をyとすると、0.5≦x/(x+y)<1であり、0<y/(x+y)≦0.5であり、(x+y)は2〜3000が好ましく、より好ましくは2〜2000であり、さらに好ましくは2〜1000である。   In the polyalkenylphenol resin having the structural unit represented by the formula (5) and the structural unit represented by the formula (6), the number of the structural units represented by the formula (5) is x, and the formula (6) When the number of structural units represented is y, 0.5 ≦ x / (x + y) <1, 0 <y / (x + y) ≦ 0.5, and (x + y) is preferably 2 to 3000, More preferably, it is 2-2000, More preferably, it is 2-1000.

バインダー樹脂(D)としてポリアルケニルフェノール樹脂を使用する場合の好ましい数平均分子量は500〜5000であり、より好ましくは800〜3000であり、さらに好ましくは1000〜1500である。数平均分子量が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解像度が良好であり、5000以下であればアルカリ現像性が良好である。   When using a polyalkenylphenol resin as the binder resin (D), the preferred number average molecular weight is 500 to 5000, more preferably 800 to 3000, and still more preferably 1000 to 1500. If the number average molecular weight is 500 or more, the alkali development speed is appropriate, the resolution is good because the difference in dissolution rate between the exposed and unexposed areas is sufficient, and if it is 5000 or less, the alkali developability is good.

バインダー樹脂は、1種類の樹脂を単独で用いてもよいし、2種類以上の樹脂を併用してもよい。中でも樹脂成分(d1)〜(d3)から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、少なくとも(d1)及び(d2)を含むことがより好ましい。バインダー樹脂(D)100質量部に対する(d1)〜(d3)から選ばれる1種又は複数種の合計の成分量は1〜100質量部が好ましく、より好ましくは10〜100質量部であり、さらに好ましくは30〜100質量部である。バインダー樹脂(D)100質量部に対する(d1)〜(d3)から選ばれる1種又は複数種の合計の成分量が1〜100質量部であれば、樹脂組成物の耐熱性が良好である。   As the binder resin, one type of resin may be used alone, or two or more types of resins may be used in combination. Among these, at least one selected from resin components (d1) to (d3) is preferably included, and at least (d1) and (d2) are more preferably included. The total amount of one or more selected from (d1) to (d3) with respect to 100 parts by mass of the binder resin (D) is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, Preferably it is 30-100 mass parts. If the total amount of one or more components selected from (d1) to (d3) with respect to 100 parts by mass of the binder resin (D) is 1 to 100 parts by mass, the resin composition has good heat resistance.

バインダー樹脂(D)は例えば樹脂成分(d1)と(d2)を併用するなど、任意の組み合わせが可能であり、(d1)〜(d3)成分を複数併用することも可能である。   The binder resin (D) can be arbitrarily combined, for example, using the resin components (d1) and (d2) together, and a plurality of the components (d1) to (d3) can also be used in combination.

例えば、アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)と、エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)と、ポリアルケニルフェノール樹脂(d3)の3種類を併用してもよい。3種類を併用する場合、バインダー樹脂(D)中のアルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)の割合は5〜60質量%、エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)の割合は35〜90質量%、ポリアルケニルフェノール樹脂(d3)の割合は5〜60質量%であることが好ましい。   For example, an alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group, an alkali-soluble resin (d2) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, and a polyalkenylphenol resin (d3) may be used in combination. When three types are used in combination, the proportion of the alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group in the binder resin (D) is 5 to 60% by mass, and the alkali-soluble resin (d2) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group. Is preferably 35 to 90% by mass, and the polyalkenylphenol resin (d3) is preferably 5 to 60% by mass.

なお、アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)がエポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)にも該当する場合は、アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)として扱うものとする。アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)がポリアルケニルフェノール樹脂(d3)にも該当する場合は、アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)として扱うものとする。すなわち、エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)及びポリアルケニルフェノール樹脂(d3)は、アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)に該当するものを除くものとする。   In addition, when the alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group also corresponds to the alkali-soluble resin (d2) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, the alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group Shall be treated as When the alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group also corresponds to the polyalkenylphenol resin (d3), it is handled as an alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group. That is, the alkali-soluble resin (d2) and polyalkenylphenol resin (d3) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group exclude those corresponding to the alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group.

(E)キノンジアジド化合物
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、感放射線化合物としてキノンジアジド化合物を含有する。キノンジアジド化合物としては、ポリヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステルで結合したもの、ポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミド結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合、スルホンアミド結合、又はエステル結合及びスルホンアミド結合したもの等が挙げられる。露光部と未露光部のコントラストの観点から、これらポリヒドロキシ化合物又はポリアミノ化合物の官能基全体の20〜100モル%がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。このようなキノンジアジド化合物を用いることで、一般的な紫外線である水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)に感光するポジ型の感光性樹脂組成物を得ることができる。
(E) Quinonediazide compound The positive photosensitive resin composition of this invention contains a quinonediazide compound as a radiation sensitive compound. As quinonediazide compounds, quinonediazide sulfonic acid is bonded to a polyhydroxy compound with an ester, quinonediazide sulfonic acid is bonded to a polyamino compound, and a quinonediazide sulfonic acid is bonded to a polyhydroxypolyamino compound. Or those having an ester bond and a sulfonamide bond. From the viewpoint of the contrast between the exposed area and the unexposed area, it is preferable that 20 to 100 mol% of the functional groups of these polyhydroxy compound or polyamino compound are substituted with quinonediazide. By using such a quinonediazide compound, it is possible to obtain a positive photosensitive resin composition that is sensitive to i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm) of a mercury lamp that is a general ultraviolet ray. it can.

ポリヒドロキシ化合物としては、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製)、BIR−OC、BIP−PC、BIR−PC、BIR−PTBP、BIR−PCHP、BIP−BIOC−F、4PC、BIR−BIPC−F、TEP−BIP−A、46DMOC、46DMOEP、TM−BIP−A(以上、商品名、旭有機材工業株式会社製)、2,6−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−p−クレゾール、2,6−ジアセトキシメチル−p−クレゾール、ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、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、BisP−AP(商品名、本州化学工業株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。   Polyhydroxy compounds include 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, Methylenetris-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 (above, trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), BIR-OC, BIP-PC, BIR-PC, BIR -PTBP, BIR-PCHP, BIP-BIOC-F, 4PC, BIR-BIPC-F, TEP-BIP-A, 46DMOC, 46DMOEP, TM-BIP-A (above, trade name, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) 2,6-dimethoxymethyl-4-t-butylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-p-cresol, 2,6-diacetoxymethyl-p-cresol, naphthol, tetrahydroxybenzophenone, gallic acid methyl ester, bisphenol A , Bisphenol E, methylene bisphenol, BisP-AP (quotient Name, but include the Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), and the like, but is not limited to these.

キノンジアジド化合物の具体例としては、上記ポリヒドロキシ化合物の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が挙げられる。   Specific examples of the quinonediazide compound include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of the polyhydroxy compound.

キノンジアジド化合物は紫外光等が露光されると下記反応式2に示された反応を経てカルボキシル基を生成する。カルボキシル基が生成することにより、露光された部分(皮膜)がアルカリ溶液に対して溶解できるようになり、アルカリ現像性が発現する。   When exposed to ultraviolet light or the like, the quinonediazide compound generates a carboxyl group through the reaction shown in the following reaction formula 2. Generation | occurrence | production of a carboxyl group enables it to melt | dissolve the exposed part (film | membrane) with respect to an alkaline solution, and alkali developability expresses.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

本発明における感光性樹脂組成物中のキノンジアジド化合物の含有量は、使用するキノンジアジド化合物により異なるが、バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、3〜20質量部が好ましく、より好ましくは5〜15質量部質量部、さらに好ましくは7〜10質量部である。バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、3質量部以上であるとアルカリ現像性が良好である。20質量部以下であれば300℃以上での加熱減少率が大きくなりにくい。   Although content of the quinonediazide compound in the photosensitive resin composition in this invention changes with quinonediazide compounds to be used, 3-20 mass parts is preferable on the basis of 100 mass parts of binder resin (D), More preferably, 5-5 mass parts is preferable. 15 parts by mass, more preferably 7 to 10 parts by mass. Alkali developability is favorable in it being 3 mass parts or more on the basis of 100 mass parts of binder resin (D). If it is 20 parts by mass or less, the rate of decrease in heating at 300 ° C. or higher is difficult to increase.

(F)任意成分
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、任意成分として、熱硬化剤、界面活性剤、(A)以外の着色剤、(C)以外の溶媒等を添加することができる。なお、任意成分(F)は(A)〜(E)のいずれにも当てはまらないものと定義する。
(F) Optional component In the positive photosensitive resin composition of the present invention, a thermosetting agent, a surfactant, a colorant other than (A), a solvent other than (C), and the like can be added as optional components. . The optional component (F) is defined as not applicable to any of (A) to (E).

(F1)熱硬化剤
熱硬化剤としては、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℃の有機過酸化物等を挙げることができる。
(F1) Thermosetting agent As the thermosetting agent, a thermal radical generator can be used. Preferable thermal radical generators include organic peroxides, specifically dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, tert-butyl. Organic peroxides such as cumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and the like having a 10-hour half-life temperature of 100 to 170 ° C. Can be mentioned.

熱硬化剤の含有量は、バインダー樹脂(D)100質量部に対して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、さらに好ましくは3質量部以下である。   As for content of a thermosetting agent, 5 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin (D), More preferably, it is 4 mass parts or less, More preferably, it is 3 mass parts or less.

(F2)界面活性剤
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、さらに任意成分として、例えば塗布性を向上させるため、或いは塗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。
(F2) Surfactant The positive photosensitive resin composition of the present invention further contains a surfactant as an optional component, for example, in order to improve coatability or developability of the coating film. Can do.

このような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類;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類;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類等のノニオン系界面活性剤;メガファック(登録商標)F−251、同F−281、同F−430、同F−444、同R−40、同F−553、同F−554、同F−555、同F−556、同F−557、同F−558(以上、商品名、DIC株式会社製)、サーフロン(登録商標)S−242、同S−243、同S−385、同S−386、同S−420、同S−611(以上、商品名、ACGセイミケミカル株式会社製)等のフッ素系界面活性剤;オルガノシロキサンポリマーKP323、KP326、KP341(以上、商品名、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上用いることもできる。   Examples of such surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether Polyoxyethylene aryl ethers such as polyoxyethylene dilaurate, nonoxy surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene distearate, etc .; 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 (above, product names) , Manufactured by DIC Corporation), Surflon ( (Registered trademark) S-242, S-243, S-385, S-386, S-420, S-611 (above, trade name, manufactured by ACG Seimi Chemical Co., Ltd.) Agents; organosiloxane polymers KP323, KP326, KP341 (above, trade names, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

このような界面活性剤は、バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、2質量部以下、より好ましくは1質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下の量で配合される。   Such a surfactant is blended in an amount of 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 100 parts by mass of the binder resin (D).

(F3)その他の着色剤
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、さらに任意成分として、チタンブラック(A)以外の着色剤を含有することができる。このような着色剤は、染料、有機顔料、無機顔料が挙げられるが、目的に合わせて用いることができる。ただし、チタンブラック(A)以外の着色剤の含有量は本発明の効果を損なわない範囲とする。
(F3) Other colorant The positive photosensitive resin composition of the present invention may further contain a colorant other than titanium black (A) as an optional component. Examples of such a colorant include dyes, organic pigments, and inorganic pigments, which can be used according to the purpose. However, the content of the colorant other than titanium black (A) is within a range that does not impair the effects of the present invention.

染料の具体例としてはアゾ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、アントラキノン染料、シアニン染料、スクアリリウム染料、クロコニウム染料、メロシアニン染料、スチルベン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、フルオラン染料、スピロピラン染料、フタロシアニン染料、インジゴ染料、フルギド染料、ニッケル錯体染料、及びアズレン染料等が挙げられる。   Specific examples of the dye include azo dye, benzoquinone dye, naphthoquinone dye, anthraquinone dye, cyanine dye, squarylium dye, croconium dye, merocyanine dye, stilbene dye, diphenylmethane dye, triphenylmethane dye, fluorane dye, spiropyran dye, phthalocyanine dye, Examples include indigo dyes, fulgide dyes, nickel complex dyes, and azulene dyes.

顔料としてはカーボンブラック、カーボンナノチューブ、アセチレンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック等の黒色顔料又は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、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等を挙げることができる。   Examples of the pigment include black pigments such as carbon black, carbon nanotubes, acetylene black, graphite, iron black, aniline black, and 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, C.I. I. And CI pigment brown 23, 25, 26.

(F4)その他の溶媒
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、溶媒に溶解されて溶液状態で用いられる。本発明のポジ型感光性樹脂組成物は溶媒量によって種々の塗布方法に適した粘度に調整可能である。使用目的により、適宜の固形分濃度を採用することができるが、例えば、固形分濃度1〜60質量%、好ましくは3〜50%、さらに好ましくは5〜40%とすることができる。溶解度パラメーター(SP値)が10.5以上の溶媒(C)の他に、溶媒全体の5質量%以下で、その他の溶媒を加えることも可能である。
(F4) Other solvent The positive photosensitive resin composition of the present invention is dissolved in a solvent and used in a solution state. The positive photosensitive resin composition of the present invention can be adjusted to a viscosity suitable for various coating methods depending on the amount of solvent. Depending on the purpose of use, an appropriate solid content concentration can be adopted. For example, the solid content concentration can be 1 to 60% by mass, preferably 3 to 50%, and more preferably 5 to 40%. In addition to the solvent (C) having a solubility parameter (SP value) of 10.5 or more, other solvents can be added at 5 mass% or less of the total solvent.

その他の溶媒としては、例えば、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等のジエチレングリコール類、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等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、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−ペンタノン等のケトン類、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、乳酸メチル等のエステル類が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせても構わない。   Other solvents include, for example, glycol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol ethyl. Diethylene glycols such as methyl ether, propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol methyl ether acetate and propylene glycol ethyl ether acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, 4-hydride Ketones such as xyl-4-methyl-2-pentanone, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate Esters such as methyl 2-hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate Kind. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

[チタンブラック分散液の製造方法]
本発明のチタンブラック分散液は、(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び(C)溶解度パラメータが10.5以上の溶媒を必須成分として混合することで製造できる。
[Production method of titanium black dispersion]
The titanium black dispersion of the present invention comprises (A) titanium black, (B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solubility parameter of 10.5 or more. It can manufacture by mixing a solvent as an essential component.

チタンブラックを解砕・分散する際の分散機としては特に限定されるものではなく、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ペイントシェーカー、ロッキングミルなどのボール型、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などのブレード型、3本ロールミキサーなどのロール型、その他として擂潰(ライカイ)機、コロイドミル、超音波、ホモジナイザー、自転・公転ミキサーなどが挙げられる。この中でも、安定して短時間で微分散が可能なボール型が好ましい。このボール型に使用するボールの材質としては、ガラス、窒化珪素、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、スチールなどが挙げられる。ビーズ径としては、直径0.03〜25mmの一般的な形状のものが使用出来るが、微細化の観点からは直径5mm以下の小径が好ましい。   The disperser for crushing and dispersing titanium black is not particularly limited, and ball types such as a ball mill, sand mill, bead mill, paint shaker, rocking mill, kneader, paddle mixer, planetary mixer, Henschel mixer, etc. Examples of the roll type such as a blade type and a three-roll mixer, and other examples include a crushing machine, a colloid mill, an ultrasonic wave, a homogenizer, and a rotation / revolution mixer. Among these, a ball type that can stably and finely disperse in a short time is preferable. Examples of the material of the ball used in the ball mold include glass, silicon nitride, alumina, zircon, zirconia, and steel. As a bead diameter, a general shape having a diameter of 0.03 to 25 mm can be used, but a small diameter of 5 mm or less is preferable from the viewpoint of miniaturization.

分散液を調製する際の添加順序は特に限定されるものではないが、良好な分散液を得るためには以下の順番が望ましい。   The order of addition when preparing the dispersion is not particularly limited, but the following order is desirable in order to obtain a good dispersion.

まず、溶媒(C)と分散剤(B)を均一に分散させる。溶媒と分散剤を予め均一に分散させない場合には、部分的に分散剤濃度の高いエリアが生じ粒子の凝集など不具合となり易い。次いで必要量のチタンブラック(A)を先に調製した溶液に入れて、最後にビーズを入れる。チタンブラックに凝集が見られる場合には、予備的な分散を行ってもよい。樹脂との相溶性、チタンブラックの再凝集抑制を目的にバインダー樹脂又はその他の樹脂成分を用いてもよい。   First, a solvent (C) and a dispersing agent (B) are disperse | distributed uniformly. In the case where the solvent and the dispersant are not uniformly dispersed in advance, an area with a high concentration of the dispersant is partially generated, and problems such as particle aggregation tend to occur. The required amount of titanium black (A) is then placed in the previously prepared solution and finally the beads. When aggregation is observed in titanium black, preliminary dispersion may be performed. A binder resin or other resin component may be used for the purpose of compatibility with the resin and suppression of reaggregation of titanium black.

[ポジ型感光性樹脂組成物の製造方法]
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、まず、チタンブラック(A)、分散剤(B)及び溶媒(C)を混合してチタンブラック分散液を作製した後、バインダー樹脂(D)、キノンジアジド化合物(E)、及び任意成分(F)を更に混合して製造することが好ましい。チタンブラック分散液を調製する方法は前述の通りである。
[Method for producing positive photosensitive resin composition]
The positive photosensitive resin composition of the present invention is prepared by first mixing a titanium black (A), a dispersant (B), and a solvent (C) to prepare a titanium black dispersion, and then binder resin (D), quinonediazide. It is preferable that the compound (E) and the optional component (F) are further mixed and produced. The method for preparing the titanium black dispersion is as described above.

チタンブラック分散液とバインダー樹脂、キノンジアジド化合物、及び任意成分を混合する際の順序に特に制限は無いが、例えば、バインダー樹脂を溶媒(C)又は(C)以外の溶媒に溶解し、この溶液に、キノンジアジド化合物、チタンブラック分散液、必要に応じて熱硬化剤、界面活性剤等の添加剤を所定の割合で混合することにより、溶液状態のポジ型感光性樹脂組成物を調製することができる。   The order of mixing the titanium black dispersion and the binder resin, the quinonediazide compound, and the optional component is not particularly limited. For example, the binder resin is dissolved in a solvent (C) or a solvent other than (C), , A quinonediazide compound, a titanium black dispersion, and if necessary, additives such as a thermosetting agent and a surfactant can be mixed at a predetermined ratio to prepare a positive photosensitive resin composition in a solution state. .

チタンブラック分散液とバインダー樹脂、キノンジアジド化合物、及び任意成分を混合する際の撹拌機としては特に限定されるものではなく、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ペイントシェーカー、ロッキングミルなどのボール型、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などのブレード型、3本ロールミキサーなどのロール型、その他として擂潰(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、メカニカルスターラーなどが挙げられる。ラボレベルで用いる場合は、メカニカルスターラーが安定して短時間で混合可能なため好ましい。撹拌時に使用する撹拌翼は、ファン、プロペラ、十字、タービン、トンボ型などから適宜選択できる。チタンブラック分散液又はバインダー樹脂溶液などを混合し、室温で1〜10分間、回転数10〜1000rpmで撹拌することによって樹脂組成物を得ることができる。   The stirrer for mixing the titanium black dispersion with the binder resin, the quinonediazide compound, and the optional components is not particularly limited. Ball types such as ball mill, sand mill, bead mill, paint shaker, rocking mill, kneader, paddle Examples include a blade type such as a mixer, a planetary mixer, a Henschel mixer, a roll type such as a three-roll mixer, and a crushing machine, a colloid mill, an ultrasonic wave, a homogenizer, a rotation / revolution mixer, and a mechanical stirrer. When used at a laboratory level, a mechanical stirrer is preferable because it can be stably mixed in a short time. The stirring blade used at the time of stirring can be appropriately selected from a fan, a propeller, a cross, a turbine, a dragonfly type, and the like. A resin composition can be obtained by mixing a titanium black dispersion or a binder resin solution and stirring at room temperature for 1 to 10 minutes at a rotation speed of 10 to 1000 rpm.

上記のように調製された組成物液は、使用前にろ過することが好ましい。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等が挙げられる。   It is preferable to filter the composition liquid prepared as described above before use. Examples of the filtering means include a Millipore filter having a pore diameter of 0.05 to 1.0 μm.

このように調製された本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、長期間の貯蔵安定性にも優れている。   The positive photosensitive resin composition of the present invention thus prepared is also excellent in long-term storage stability.

[パターン形成・硬化方法]
本発明のポジ型感光性樹脂組成物を放射線リソグラフィー用に使用する場合、まず、本発明のポジ型感光性樹脂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、塗膜を形成することができる。基板表面へのポジ型感光性樹脂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、回転塗布法等の各種の方法を採用することができる。
[Pattern formation and curing method]
When the positive photosensitive resin composition of the present invention is used for radiation lithography, first, the positive photosensitive resin composition of the present invention is applied to the substrate surface, the solvent is removed by means such as heating, and the coating is performed. A film can be formed. The method for applying the positive photosensitive resin composition to the substrate surface is not particularly limited, and various methods such as a spray method, a roll coating method, a slit method, and a spin coating method can be employed.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物を基板表面に塗布した後、通常、加熱(プリベーク)により溶媒を乾燥して塗膜とする。加熱条件は各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、通常70〜130℃で、所定時間、例えばホットプレート上なら1〜20分間、オーブン中では3〜60分間加熱処理をすることによって塗膜を得ることができる。   After applying the positive photosensitive resin composition of the present invention to the substrate surface, the solvent is usually dried by heating (pre-baking) to form a coating film. The heating conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, etc., but it is usually applied by heating at 70 to 130 ° C. for a predetermined time, for example, 1 to 20 minutes on a hot plate, or 3 to 60 minutes in an oven. A membrane can be obtained.

次にプリベークされた塗膜に所定パターンのマスクを介して放射線(例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線等)等を照射(露光工程)した後、現像液により現像し、不要な部分を除去して所定パターン状塗膜を形成する(現像工程)。ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルをポジ型感光性化合物として使用する場合、好ましい放射線は、250〜450nmの波長を有する紫外線〜可視光線である。   Next, the pre-baked coating film is irradiated with radiation (eg, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, etc.) through a mask having a predetermined pattern (exposure process), and then developed with a developer to remove unnecessary portions. To form a predetermined patterned coating film (development process). When naphthoquinone diazide sulfonic acid ester is used as a positive photosensitive compound, preferable radiation is ultraviolet to visible light having a wavelength of 250 to 450 nm.

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類;エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の第二級アミン類;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類;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類;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類等のアルカリ類の水溶液を用いることができる。濃度に特に制限は無いが、0.5〜5.0質量%が好ましい。上記アルカリ水溶液に、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秒間であり、現像の方法は液盛り法、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、パターンが形成される。その後このパターンを、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、所定温度、例えば120〜350℃で、20〜200分間加熱処理をすることによって塗膜を得ることができるが、温度を段階的に上げてもよい(加熱処理工程)。   Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and 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; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline Quaternary ammonium salts such as pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonane, and other cyclic amines Using an aqueous solution of an alkali such as Kill. Although there is no restriction | limiting in particular in a density | concentration, 0.5-5.0 mass% is preferable. 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 the alkaline aqueous solution can also be used as a developer. The development time is usually 30 to 180 seconds, and the development method may be any of a liquid piling method, a shower method, a dipping method, and the like. After the development, washing with running water is performed for 30 to 90 seconds, unnecessary portions are removed, and the pattern is formed by air drying with compressed air or compressed nitrogen. After that, the coating film can be obtained by heating the pattern at a predetermined temperature, for example, 120 to 350 ° C. for 20 to 200 minutes with a heating device such as a hot plate or an oven. (Heat treatment process).

本発明は、(I)前記ポジ型感光性樹脂組成物を基材に塗布する塗布工程、(II)塗布されたポジ型感光性樹脂組成物中の溶媒を除去する乾燥工程、(III)放射線をフォトマスク越しに照射する露光工程、(IV)アルカリ現像によりパターン形成する現像工程、及び(V)100〜350℃の温度で加熱する加熱処理工程を含む放射線リソグラフィー構造物の製造方法を採用することができる。この方法は、有機EL素子の隔壁及び絶縁膜の形成に用いることができる。   The present invention includes (I) a coating step of applying the positive photosensitive resin composition to a substrate, (II) a drying step of removing a solvent in the applied positive photosensitive resin composition, and (III) radiation. A method of manufacturing a radiation lithographic structure, including an exposure step of irradiating through a photomask, (IV) a development step of forming a pattern by alkali development, and (V) a heat treatment step of heating at a temperature of 100 to 350 ° C. be able to. This method can be used for forming the partition walls and the insulating film of the organic EL element.

本発明は、前記ポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の隔壁を得ることができる。   The present invention can provide a partition wall of an organic EL device comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition.

本発明は、前記ポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の絶縁膜を得ることができる。   In the present invention, an insulating film of an organic EL element comprising a cured product of the positive photosensitive resin composition can be obtained.

本発明は、前記ポジ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子を得ることができる。   The present invention can provide an organic EL device containing a cured product of the positive 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、本発明はこの実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this Example.

(1)バインダー樹脂の合成
[製造例1]アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体(d1)の製造
4−ヒドロキシフェニルメタクリレート(昭和電工株式会社製「PQMA」)76.8g、N−フェニルマレイミド(株式会社日本触媒製)14.4g、N−シクロヘキシルマレイミド(株式会社日本触媒製)14.4g、重合開始剤としてV−601(和光純薬工業株式会社製)1.80g、RAFT剤としてS−ドデシル−S′−(α,α′−ジメチル−α″−酢酸)トリチオカルボナート(シグマアルドリッチ製「723010」)1.95gを、1−メトキシ−2−プロピルアセテート(株式会社ダイセル製)180gに完全に溶解させた。得られた溶液を、500mL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(株式会社ダイセル製)180gに1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1200gのトルエン中に滴下し、重合体を沈殿させた。沈殿した重合体をろ過により回収し、80℃で7時間真空乾燥し白色の粉体を104.4g回収した。これをγ−ブチロラクトンに溶解し、固形分20質量%の樹脂液を得た(樹脂液1)。得られた反応物の数平均分子量は14100、重量平均分子量は24900であった。
(1) Synthesis of binder resin [Production Example 1] Production of alkali-soluble copolymer (d1) having an alkali-soluble group 4-Hydroxyphenyl methacrylate ("PQMA" manufactured by Showa Denko KK) 76.8 g, N-phenylmaleimide (Made by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 14.4 g, N-cyclohexylmaleimide (made by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 14.4 g, V-601 (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.80 g as a polymerization initiator, S as RAFT agent -1.95 g of dodecyl-S ′-(α, α′-dimethyl-α ″ -acetic acid) trithiocarbonate (“723010” manufactured by Sigma-Aldrich), 1-methoxy-2-propyl acetate (manufactured by Daicel Corporation) It was completely dissolved in 180 g. The obtained solution was added dropwise to 180 g of 1-methoxy-2-propyl acetate (manufactured by Daicel Corporation) heated to 85 ° C. in a 500 mL three-necked flask under a nitrogen gas atmosphere over 1 hour, and then 85 The reaction was carried out at 0 ° C. for 3 hours. The reaction solution cooled to room temperature was dropped into 1200 g of toluene to precipitate a polymer. The precipitated polymer was collected by filtration and vacuum dried at 80 ° C. for 7 hours to collect 104.4 g of a white powder. This was dissolved in γ-butyrolactone to obtain a resin liquid having a solid content of 20% by mass (resin liquid 1). The number average molecular weight of the obtained reaction product was 14100, and the weight average molecular weight was 24900.

[製造例2]エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(d2)の製造
300mLの3つ口型フラスコに溶媒としてγ−ブチロラクトン(三菱ケミカル株式会社製)60g、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株式会社製クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210)を42g仕込み、窒素雰囲気下、60℃で溶解させた。そこへヒドロキシ安息香酸類として3,5−ジヒドロキシ安息香酸(和光純薬工業株式会社製)を15.5g(0.10mol、エポキシ1当量に対して0.5当量)、反応触媒としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製)を0.2g(0.76mmol)追加し、110℃で12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260g回収した(樹脂液2)。得られた反応物の数平均分子量は2400、重量平均分子量は5600であった。
[Production Example 2] Production of alkali-soluble resin (d2) having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group 60 g of γ-butyrolactone (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a solvent in a 300 mL three-neck flask is at least two in one molecule. 42 g of EPICLON (registered trademark) N-695 (a cresol novolac type epoxy resin manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent 210) was charged as a compound having an epoxy group, and dissolved at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. There, 15.5 g (0.10 mol, 0.5 equivalent to 1 equivalent of epoxy) 3,5-dihydroxybenzoic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as hydroxybenzoic acid, and triphenylphosphine ( 0.2 g (0.76 mmol) was added, and the reaction was carried out at 110 ° C. for 12 hours. The reaction solution was returned to room temperature, diluted with γ-butyrolactone to a solid content of 20% by mass, and the solution was filtered to recover 260 g (resin solution 2). The number average molecular weight of the obtained reaction product was 2400, and the weight average molecular weight was 5600.

[製造例3]ポリアリルフェノール樹脂(d3)の製造
1000mLの3つ口型フラスコに、炭酸カリウム(日本曹達株式会社製)201g(1.45mol)を純水100gに溶解した溶液、フェノールノボラック樹脂「ショウノール(登録商標)BRN−5834Y」(アイカSDKフェノール株式会社製)100.0g、イソプロピルアルコール(和光純薬工業株式会社製)16gを仕込み、反応器を窒素ガス置換し85℃に加熱した。窒素ガス気流下、酢酸アリル(昭和電工株式会社製)84g(0.84mol)、50%含水5%−Pd/C−STDタイプ(金属パラジウムを活性炭中に5質量%の含有量で分散され、かつ前記金属パラジウムが分散された活性炭を50質量%となるよう水を配合して安定化したアリル化反応の触媒、エヌ・イーケムキャット株式会社製)0.40g(パラジウム:0.188mmol)及びトリフェニルホスフィン(前記パラジウムを含有したアリル化反応触媒の活性化剤、北興化学工業株式会社製)2.45g(9.4mmol)を入れ、窒素雰囲気中、105℃に昇温して4時間反応させた後、酢酸アリル14g(0.14mol)を追添し、H−NMRでアリルエーテル基の生成を確認しながら加熱を10時間継続した。その後撹拌を停止し、静置することで有機層と水層の二層に分離した。析出している塩が溶解するまで、純水(200g)を添加した後、トルエン200gを加え、80℃以上の温度に保持して白色沈殿が析出していないことを確認した後、Pd/Cを濾過(1μmのメンブレンフィルター(アドバンテック社製KST−142−JAを用いて加圧(0.3MPa))により回収した。この濾滓をトルエン100gで洗浄するとともに、水層を分離した。有機層を水200gで2度洗浄し、水層が中性であることを確認した。有機層を分離後、減圧下、濃縮し、褐色油状物のフェノールノボラック型のポリアリルエーテル樹脂を得た。
[Production Example 3] Production of polyallylphenol resin (d3) A solution of 201 g (1.45 mol) of potassium carbonate (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) in 100 g of pure water in a 1000 mL three-necked flask, phenol novolac resin “Shonol (registered trademark) BRN-5835Y” (manufactured by Aika SDK Phenol Co., Ltd.) 100.0 g and isopropyl alcohol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 16 g were charged, the reactor was purged with nitrogen gas and heated to 85 ° C. . Under a nitrogen gas stream, 84 g (0.84 mol) of allyl acetate (manufactured by Showa Denko KK), 50% water content 5% -Pd / C-STD type (metal palladium is dispersed in activated carbon at a content of 5% by mass, The activated carbon in which the metallic palladium is dispersed is mixed with water so as to be 50% by mass and stabilized by an allylation reaction catalyst, manufactured by N.E. Chemcat Co., Ltd.) 0.40 g (palladium: 0.188 mmol) and tri 2.45 g (9.4 mmol) of phenylphosphine (activator of the above-mentioned palladium-containing allylation reaction catalyst, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) is added, and the reaction is performed for 4 hours by raising the temperature to 105 ° C. in a nitrogen atmosphere. Thereafter, 14 g (0.14 mol) of allyl acetate was added, and heating was continued for 10 hours while confirming the formation of allyl ether groups by 1 H-NMR. Thereafter, the stirring was stopped, and the mixture was allowed to stand to separate into an organic layer and an aqueous layer. After adding pure water (200 g) until the precipitated salt is dissolved, 200 g of toluene is added, and the temperature is kept at 80 ° C. or higher, and it is confirmed that no white precipitate is deposited. Then, Pd / C Was recovered by filtration (pressure (0.3 MPa) using a 1 μm membrane filter (KST-142-JA manufactured by Advantech Co., Ltd.). The filter cake was washed with 100 g of toluene and the aqueous layer was separated. The organic layer was separated and concentrated under reduced pressure to obtain a brown oily phenol novolac-type polyallyl ether resin.

つづいてフェノールノボラック型のポリアリルエーテル樹脂125gを、メカニカルスターラーをセットした500mLのフラスコに入れ、γ−ブチロラクトン(和光純薬工業株式会社製)130gで希釈した。300rpmで攪拌しながら170℃まで昇温し、H−NMRでアリルエーテル基の減少を確認しながら30時間クライゼン転位反応させた。反応後、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、フェノールノボラック型のポリアリルフェノール樹脂液を得た(樹脂液3)。このポリアリルフェノール樹脂の固形分の水酸基当量は132、数平均分子量は1100、重量平均分子量は9900であった。Subsequently, 125 g of phenol novolac-type polyallyl ether resin was placed in a 500 mL flask equipped with a mechanical stirrer and diluted with 130 g of γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). While stirring at 300 rpm, the temperature was raised to 170 ° C., and the Claisen rearrangement reaction was carried out for 30 hours while confirming the reduction of allyl ether groups by 1 H-NMR. After the reaction, the solution was returned to room temperature and diluted with γ-butyrolactone to a solid content of 20% by mass to obtain a phenol novolac-type polyallylphenol resin solution (resin solution 3). The polyallylphenol resin had a hydroxyl group equivalent of 132, a number average molecular weight of 1100, and a weight average molecular weight of 9,900.

この樹脂は式(5)で表される構造単位及び式(6)で表される構造単位を有するポリアルケニルフェノール樹脂であり、式(5)において、R、R、Rのうち、1個がアリル基で他は水素原子であり、式(6)において、R1a、R2a、R3aが水素原子であり、x/(x+y)が0.85であり、y/(x+y)が0.15であるものであった。This resin is a polyalkenylphenol resin having a structural unit represented by the formula (5) and a structural unit represented by the formula (6). In the formula (5), among R 1 , R 2 and R 3 , One is an allyl group and the other is a hydrogen atom. In Formula (6), R 1a , R 2a , and R 3a are hydrogen atoms, x / (x + y) is 0.85, and y / (x + y) Was 0.15.

なお、重量平均分子量及び数平均分子量に関しては、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/min
検出器:Shodex(登録商標)RI−71
温度:40℃
The weight average molecular weight and the number average molecular weight were calculated using a calibration curve prepared using a polystyrene standard substance under the following measurement conditions.
Device name: Shodex (registered trademark) GPC-101
Column: Shodex (registered trademark) LF-804
Mobile phase: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: Shodex (registered trademark) RI-71
Temperature: 40 ° C

(2)原料
(D)バインダー樹脂として、製造例1〜3により合成した樹脂液1〜3、及びノボラックフェノール樹脂BRM−595M(アイカSDKフェノール株式会社製)を、再沈殿法にて低分子量成分を除去し、γ−ブチロラクトンで固形分20質量%に調製した樹脂液4を使用した。
(D)バインダー樹脂以外の材料を表1に示す。
(2) Raw material (D) Resin liquids 1 to 3 synthesized according to Production Examples 1 to 3 and novolak phenol resin BRM-595M (manufactured by Aika SDK Phenol Co., Ltd.) as a binder resin are low molecular weight components by a reprecipitation method. Then, a resin liquid 4 prepared with γ-butyrolactone to a solid content of 20% by mass was used.
(D) Table 1 shows materials other than the binder resin.

Figure 2018088052
Figure 2018088052

(3)チタンブラック分散液の製造
[実施例1]
γ−ブチロラクトン39gと分散剤DISPERBYK−111を1g、150ccの総絞りスクリュー式保存容器(ステンレス製)に添加、混合させた。そこへ、一次粒子径が20nmのチタンブラックUF−8を10g入れて混合させた後に直径Φ0.3mmの解砕・分散処理用ジルコニアビーズ(商品名YTZボール、ニッカトー株式会社製)200gを入れて、漏れないように密閉し、これをペイントシェーカー(浅田鉄工株式会社製)にセットして、10時間分散させた。得られた分散液を孔径0.45μm及び0.22μmのミリポアフィルターで濾過し、チタンブラック分散液を得た。得られたチタンブラック分散液を、以下、分散液1という。
(3) Production of titanium black dispersion [Example 1]
1 g of γ-butyrolactone 39 g and a dispersant DISPERBYK-111 were added to a 150 cc total drawn screw storage container (made of stainless steel) and mixed. Then, 10 g of titanium black UF-8 with a primary particle size of 20 nm was added and mixed, and then 200 g of zirconia beads for pulverization / dispersion treatment with a diameter of 0.3 mm (trade name: YTZ ball, manufactured by Nikkato Corporation) were added. It was sealed so as not to leak, and this was set on a paint shaker (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) and dispersed for 10 hours. The obtained dispersion was filtered through a Millipore filter having a pore size of 0.45 μm and 0.22 μm to obtain a titanium black dispersion. The resulting titanium black dispersion is hereinafter referred to as Dispersion 1.

[実施例2〜5、比較例1〜5]
表2に記載の配合及び、ジルコニアビーズの直径に従って実施例1と同様の手順でチタンブラック分散液を得た。実施例2〜5で得られたチタンブラック分散液を、以下、分散液2〜5といい、比較例1〜5で得られたチタンブラック分散液を、以下、分散液C1〜C5という。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 5]
A titanium black dispersion was obtained in the same procedure as in Example 1 according to the formulation shown in Table 2 and the diameter of the zirconia beads. The titanium black dispersions obtained in Examples 2 to 5 are hereinafter referred to as dispersions 2 to 5, and the titanium black dispersions obtained in Comparative Examples 1 to 5 are hereinafter referred to as dispersions C1 to C5.

(4)ポジ型感光性樹脂組成物の製造
[実施例6]
製造例1〜2にて得られた、樹脂液1を50質量部、樹脂液2を125質量部、キノンジアジド化合物としてTS−130Aを15質量部、及び実施例1で得られたチタンブラック分散液1を100質量部、界面活性剤としてサーフロンS−386の1質量%溶液(γ−ブチロラクトンで希釈)7.5質量部を加え、さらに混合を行った。均一になっ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24%のポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
(4) Production of positive photosensitive resin composition [Example 6]
50 parts by mass of the resin liquid 1 obtained in Production Examples 1 and 2, 125 parts by mass of the resin liquid 2, 15 parts by mass of TS-130A as a quinonediazide compound, and the titanium black dispersion obtained in Example 1 100 parts by mass of 1 and 7.5 parts by mass of a 1% by mass solution of Surflon S-386 (diluted with γ-butyrolactone) as a surfactant were added and further mixed. After confirming that it became uniform, it was filtered through a Millipore filter having a pore diameter of 0.22 μm to prepare a positive photosensitive resin composition having a solid content concentration of 24%.

[実施例7〜12及び比較例6〜8]
表3の配合の通り実施例6と同様の手順でポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
[Examples 7 to 12 and Comparative Examples 6 to 8]
A positive photosensitive resin composition was prepared by the same procedure as in Example 6 as shown in Table 3.

(5)評価
実施例1〜5及び比較例1〜5で製造したチタンブラック分散液について、チタンブラックの平均粒径の評価を行った。ただし、比較例1及び比較例5のチタンブラック分散液は目視で凝集が確認できたため、測定を行わなかった。結果を表2に示す。
(5) Evaluation About the titanium black dispersion liquid manufactured in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5, evaluation of the average particle diameter of titanium black was performed. However, the titanium black dispersions of Comparative Examples 1 and 5 were not measured because aggregation was confirmed visually. The results are shown in Table 2.

[チタンブラックの平均粒径]
γ−ブチロラクトン20gを秤量し、そこへ分散液を1滴加え、超音波で1分間混合した後、レーザー回折・散乱式 粒子径分布測定装置Nanotrac wave(Ex)(日機装株式会社)のセルを満たし、分散後のチタンブラックの平均粒径D50を測定した。
[Average particle size of titanium black]
Weigh 20 g of γ-butyrolactone, add 1 drop of the dispersion to it, mix with ultrasonic waves for 1 minute, and fill the cell of laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device Nanotrac wave (Ex) (Nikkiso Co., Ltd.). The average particle diameter D50 of the dispersed titanium black was measured.

実施例6〜12及び比較例6〜8で製造したポジ型感光性樹脂組成物について、アルカリ現像性、パターン形成性、パターン直線性、遮光性(OD値)、プリベイク後の外観、表面粗さRa、及び耐熱性(重量減少率)の評価を行った。結果を表3に示す。評価方法は下記の通りである。   About positive photosensitive resin composition manufactured in Examples 6-12 and Comparative Examples 6-8, alkali developability, pattern formability, pattern linearity, light shielding property (OD value), appearance after pre-baking, surface roughness Ra and heat resistance (weight reduction rate) were evaluated. The results are shown in Table 3. The evaluation method is as follows.

[アルカリ現像性、パターン形成性、パターン直線性]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に実施例6〜12及び比較例6〜8のポジ型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、120℃で80秒溶媒を乾燥した。さらに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製)で石英製のフォトマスク(5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μmのライン&スペースがパターニングされたもの)を介して100mJ/cm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製)を用いて測定した。露光した塗膜は、スピン現像装置(AD−1200、滝沢産業株式会社製)を用い2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で60秒間アルカリ現像を行ない、アルカリ現像性の評価を行った。光学顕微鏡(VH−Z250、株式会社キーエンス製)を用いた観察で、アルカリ現像後の残渣がない場合を良好、残渣があった場合を不良として判定した。
[Alkali developability, pattern formability, pattern linearity]
The positive photosensitive resin compositions of Examples 6 to 12 and Comparative Examples 6 to 8 were spin-coated on a glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) so that the dry film thickness was about 1.5 μm, and 120 ° C. The solvent was dried at 80 seconds. Furthermore, quartz photomasks (5 μm, 10 μm, 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm lines) are used in an exposure apparatus (trade name Multilight ML-251A / B, manufactured by USHIO INC.) Incorporating an ultra-high pressure mercury lamp. 100 mJ / cm < 2 > was exposed through the one where the space was patterned. The amount of exposure was measured using an ultraviolet integrated light meter (trade name: UIT-150 light receiving unit UVD-S365, manufactured by USHIO INC.). The exposed coating film was subjected to alkali development with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution using a spin developing device (AD-1200, manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.), and evaluated for alkali developability. In observation using an optical microscope (VH-Z250, manufactured by Keyence Corporation), a case where there was no residue after alkali development was judged good, and a case where there was a residue was judged as defective.

パターン形成性の評価はアルカリ現像後のパターンの線幅測定により行った。光学顕微鏡(VH−Z250、株式会社キーエンス製)を用い、フォトマスクのライン&スペースのパターンの線幅がそれぞれ10μmである箇所を倍率1000倍のマイクロスコープで確認することにより行った。アルカリ現像後のパターンのライン&スペースのパターンの線幅が1:1となっていれば良好、ライン部の線幅が±10%以内のものを可、それ以外を不良としてパターン形成性の評価を行った。   Evaluation of pattern formability was performed by measuring the line width of the pattern after alkali development. Using an optical microscope (VH-Z250, manufactured by Keyence Corporation), the location where the line width of the photomask line & space pattern was 10 μm was confirmed with a microscope having a magnification of 1000 times. Evaluation of pattern formability is good if the line width of the line & space pattern of the pattern after alkali development is 1: 1, the line width of the line portion is within ± 10% is acceptable, and the others are defective. Went.

パターンの直線性の評価は、パターンが直線状となっているものを良好、波打っているものを可、それ以外を不良とした。   In the evaluation of the linearity of the pattern, a pattern having a linear shape was good, a pattern having a wavy pattern was acceptable, and a pattern other than that was regarded as defective.

[OD値]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に実施例6〜12及び比較例6〜8のポジ型感光性樹脂組成物を約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秒加熱し溶媒を乾燥した。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塗膜を得た。硬化後のガラス塗膜を透過濃度計(BMT−1、サカタインクスエンジニアリング株式会社製)で測定し、ガラスのみのOD値で補正を行って、塗膜の厚さ1μm当たりのOD値に換算した。なお、塗膜の厚みは表面粗さ計(サーフコム130A、東京精密株式会社製)を用いて測定した。
[OD value]
A glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) was spin-coated with the positive photosensitive resin compositions of Examples 6 to 12 and Comparative Examples 6 to 8 so as to have a thickness of about 1.5 μm. The solvent was dried by heating for 80 seconds. Then, the coating film was obtained by making it harden | cure at 250 degreeC under nitrogen gas atmosphere for 60 minutes. The cured glass coating film was measured with a transmission densitometer (BMT-1, manufactured by Sakata Inx Engineering Co., Ltd.), corrected with the OD value of only the glass, and converted to an OD value per 1 μm thickness of the coating film. In addition, the thickness of the coating film was measured using a surface roughness meter (Surfcom 130A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).

[プリベイク後の外観]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に実施例6〜12及び比較例6〜8のポジ型感光性樹脂組成物を約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秒加熱し溶媒を乾燥した。プリベイク後の外観評価は乾燥後の塗膜表面を目視観察し、均一な光沢面になっているものを良好、光沢にムラがあるものを可、光の透過するホールがあるものを不良とした。
[Appearance after pre-baking]
A glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) was spin-coated with the positive photosensitive resin compositions of Examples 6 to 12 and Comparative Examples 6 to 8 so as to have a thickness of about 1.5 μm. The solvent was dried by heating for 80 seconds. Appearance evaluation after pre-baking was performed by visually observing the surface of the coating after drying, with a uniform glossy surface being good, uneven glossiness being acceptable, and light-transmitting holes being defective. .

[表面粗さRa]
ガラス基板(大きさ100mm×100mm×1mm)に実施例6〜12及び比較例6〜8のポジ型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、120℃で80秒溶媒を乾燥した。さらに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製)で石英製のフォトマスクを介して100mJ/cm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製)を用いて測定した。露光した塗膜は、スピン現像装置(AD−1200、滝沢産業株式会社製)を用い2.38%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で60秒間アルカリ現像を行なった。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パターン形成された塗膜を得た。硬化後の塗膜の10μm幅のパターンの表面粗さを表面粗さ計(サーフコム130A、東京精密株式会社製)を用いて測定した。
[Surface roughness Ra]
The positive photosensitive resin compositions of Examples 6 to 12 and Comparative Examples 6 to 8 were spin-coated on a glass substrate (size 100 mm × 100 mm × 1 mm) so that the dry film thickness was about 1.5 μm, and 120 ° C. The solvent was dried at 80 seconds. Furthermore, 100 mJ / cm < 2 > exposure was performed through the photomask made from quartz with the exposure apparatus (Brand name Multilight ML-251A / B, Ushio Electric Co., Ltd. product) incorporating the ultra high pressure mercury lamp. The amount of exposure was measured using an ultraviolet integrated light meter (trade name: UIT-150 light receiving unit UVD-S365, manufactured by USHIO INC.). The exposed coating film was subjected to alkali development with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds using a spin developing device (AD-1200, manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.). Thereafter, a patterned coating film was obtained by curing at 250 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere. The surface roughness of the 10 μm wide pattern of the cured coating film was measured using a surface roughness meter (Surfcom 130A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).

[重量減少率]
実施例6〜12及び比較例6〜8のポジ型感光性樹脂組成物をアルミカップに入れ、窒素ガス雰囲気下60℃で30分乾燥後、窒素ガス雰囲気下250℃で60分間加熱することで硬化した。その硬化物を用いTG/DTA7200(株式会社日立ハイテクサイエンス製)を使用して、窒素ガス気流中、昇温速度10℃/分の条件下で室温から300℃まで昇温し、300℃90分保持した場合の重量減少率(%)を測定した。
[Weight reduction rate]
The positive photosensitive resin compositions of Examples 6 to 12 and Comparative Examples 6 to 8 were put in an aluminum cup, dried at 60 ° C. for 30 minutes in a nitrogen gas atmosphere, and then heated at 250 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Cured. Using the cured product, TG / DTA7200 (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.) was used, and the temperature was raised from room temperature to 300 ° C. under a temperature increase rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas stream. The weight reduction rate (%) when held was measured.

Figure 2018088052
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Figure 2018088052
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表2の実施例1〜5より、アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び溶解度パラメーター(SP値)が10.5以上の溶媒を用いたチタンブラック分散液は、分散処理後の平均粒子径D50が100nm以下であり、分散性が良好であった。   From Examples 1 to 5 in Table 2, titanium black dispersion using a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and a solvent having a solubility parameter (SP value) of 10.5 or more. The liquid had an average particle diameter D50 after the dispersion treatment of 100 nm or less and good dispersibility.

実施例1〜5のチタンブラック分散液を用いたポジ型感光性樹脂組成物である実施例6〜12では、プリベイク後の外観、アルカリ現像性、パターン形成性、パターン直線性、表面粗さRa、重量減少率の全ての点がバランス良く優れていることが分かった。   In Examples 6 to 12, which are positive photosensitive resin compositions using the titanium black dispersions of Examples 1 to 5, the appearance after prebaking, alkali developability, pattern formability, pattern linearity, and surface roughness Ra It was found that all points of weight reduction rate were excellent in a well-balanced manner.

一方、アミン価が5mgKOH/g以上の分散剤、又は溶解度パラメーター(SP値)が10.5未満の溶媒を用いた比較例1〜4のチタンブラック分散液、及び分散剤を用いなかった比較例5、並びに比較例6〜8のポジ型感光性樹脂組成物は、現像性、高解像度が求められる黒色化した隔壁材への適用が難しいことがわかった。   On the other hand, a titanium black dispersion of Comparative Examples 1 to 4 using a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or more, or a solvent having a solubility parameter (SP value) of less than 10.5, and a comparative example using no dispersant 5 and Comparative Examples 6 to 8 were found to be difficult to apply to the blackened partition wall material for which developability and high resolution are required.

本発明の黒色ポジ型感光性樹脂組成物は、ポジ型放射線リソグラフィーに好適に利用することができる。本発明の黒色ポジ型感光性樹脂組成物から形成された隔壁及び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 black positive photosensitive resin composition of the present invention can be suitably used for positive radiation lithography. The organic EL element provided with the partition and the insulating film formed from the black positive photosensitive resin composition of the present invention is suitably used as an electronic component of a display device exhibiting good contrast.

Claims (12)

(A)チタンブラック、
(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、
(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒、
(D)バインダー樹脂、及び
(E)キノンジアジド化合物
を含むポジ型感光性樹脂組成物。
(A) Titanium black,
(B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mgKOH / g,
(C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more,
A positive photosensitive resin composition comprising (D) a binder resin, and (E) a quinonediazide compound.
溶媒(C)がγ−ブチロラクトン又はn−メチル−2−ピロリドンである、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the solvent (C) is γ-butyrolactone or n-methyl-2-pyrrolidone. チタンブラック(A)100質量部を基準として、分散剤(B)が1〜40質量部、溶媒(C)が250〜600質量部である、請求項1又は2に記載の組成物。   The composition according to claim 1 or 2, wherein the dispersant (B) is 1 to 40 parts by mass and the solvent (C) is 250 to 600 parts by mass based on 100 parts by mass of the titanium black (A). バインダー樹脂(D)100質量部を基準として、チタンブラック(A)が3〜30質量部、キノンジアジド化合物(E)が3〜20質量部である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。   The titanium black (A) is 3 to 30 parts by mass and the quinonediazide compound (E) is 3 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the binder resin (D). Composition. バインダー樹脂(D)が、
(d1)アルカリ可溶性基を有するアルカリ可溶性共重合体、
(d2)エポキシ基とフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂、及び
(d3)ポリアルケニルフェノール樹脂
からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
Binder resin (D)
(D1) an alkali-soluble copolymer having an alkali-soluble group,
The composition according to any one of claims 1 to 4, comprising (d2) an alkali-soluble resin having an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, and (d3) at least one selected from the group consisting of polyalkenylphenol resins. object.
(A)チタンブラック、
(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び
(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒
を含むチタンブラック分散液。
(A) Titanium black,
(B) A titanium black dispersion containing a dispersant having an amine value of 5 mg KOH / g or less and an acid value of 20 to 200 mg KOH / g, and (C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more.
(1)(A)チタンブラック、(B)アミン価が5mgKOH/g以下、酸価が20〜200mgKOH/gの分散剤、及び(C)溶解度パラメーターが10.5以上の溶媒を混合して、チタンブラック分散液を調製する工程、並びに
(2)前記チタンブラック分散液、(D)バインダー樹脂及び(E)キノンジアジド化合物を混合する工程
をこの順に含むポジ型感光性樹脂組成物の製造方法。
(1) (A) titanium black, (B) a dispersant having an amine value of 5 mgKOH / g or less, an acid value of 20 to 200 mgKOH / g, and (C) a solvent having a solubility parameter of 10.5 or more are mixed, A method for producing a positive photosensitive resin composition comprising a step of preparing a titanium black dispersion, and (2) a step of mixing the titanium black dispersion, (D) a binder resin, and (E) a quinonediazide compound in this order.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物の硬化物。   Hardened | cured material of the composition of any one of Claims 1-5. (I)請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基材に塗布する塗布工程、
(II)塗布されたポジ型感光性樹脂組成物中の溶媒を除去する乾燥工程、
(III)放射線をフォトマスク越しに照射する露光工程、
(IV)アルカリ現像によりパターン形成する現像工程、及び
(V)100〜350℃の温度で加熱する加熱処理工程
を含む放射線リソグラフィー構造物の製造方法。
(I) The application | coating process which apply | coats the positive photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5 to a base material,
(II) a drying step for removing the solvent in the applied positive photosensitive resin composition;
(III) an exposure step of irradiating radiation through a photomask;
(IV) A method for producing a radiation lithographic structure, comprising: a development step of forming a pattern by alkali development; and (V) a heat treatment step of heating at a temperature of 100 to 350 ° C.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の隔壁。   The partition of the organic EL element which consists of hardened | cured material of the positive photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる有機EL素子の絶縁膜。   The insulating film of the organic EL element which consists of hardened | cured material of the positive type photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む有機EL素子。   The organic EL element containing the hardened | cured material of the positive photosensitive resin composition of any one of Claims 1-5.
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