KR20240090789A - Photosensitive resin composition, cured product, and image display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내상성이 뛰어난 경화물을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 특성에 더하여, 저온 경화성 및 포토리소그래피성이 뛰어난 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로부터 얻어지는 경화물 및 상기 경화물을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 하기 일반식(1)로 나타나는 반복 구조 단위 X를 1종 이상 포함하는 알칼리 가용성 수지 및 가교제를 포함한다. (식 중, R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수가 1이상의 연결기이며, R3은 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 하기 일반식(2)로 나타나는 유기기 또는 히드록시기이고, R4는 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기 또는 유기기이다.) (식 중, R5는 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~8이며 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이고 또한 카르복시기를 가지는 유기기이다.)The purpose of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of forming a cured product with excellent scratch resistance. Additionally, the present invention aims to provide a photosensitive resin composition with excellent low-temperature curability and photolithography properties in addition to the above-mentioned properties, a cured product obtained from the photosensitive resin composition, and an image display device comprising the cured product. The photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble resin containing one or more types of repeating structural units X represented by the following general formula (1), and a crosslinking agent. (In the formula, R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is a linking group having 1 or more carbon atoms, R 3 is an organic group or hydroxy group represented by the following general formula (2) bonded to the carbon atom of the linking group, and R 4 is It is a hydroxy group or an organic group bonded to the carbon atom of the linking group.) (In the formula, R 5 is a hydrocarbon group with a parent carbon number of 2 to 7, an organic group with a parent carbon number of 3 to 8 and also contains a hetero atom, Or, it is an organic group whose parent body has 2 to 7 carbon atoms and also has a carboxyl group.)
Description
본 발명은 감광성 수지 조성물, 경화물 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to photosensitive resin compositions, cured products, and image display devices.
근년, 전자기기의 소형화나 기술의 발전에 따라서, 대규모 집적회로(LSI)의 고집적화나 다층화가 진행되고 있다. 이러한 LSI나 각종 정밀 부품을 얻기 위해서, 정밀 미세 가공 기술로서 포토리소그래피 기술이 많이 이용되고 있다. 해당 기술에서는, 감광성 수지 조성물(레지스트 재료)을 이용해서 화학 에칭이나 전해 에칭 등에 의해서 미세한 패턴을 대상물에 형성할 수 있다.In recent years, with the miniaturization of electronic devices and technological advancements, large-scale integrated circuits (LSIs) have become highly integrated and multi-layered. To obtain such LSI and various precision parts, photolithography technology is widely used as a precision micro-processing technology. In this technology, a fine pattern can be formed on an object by chemical etching, electrolytic etching, etc. using a photosensitive resin composition (resist material).
또한, 액정 표시 소자에서는, 컬러 필터측 기판과 박막 트랜지스터(TFT)측 기판 사이에 끼워지는 액정층의 두께를 유지하기 위해서 포토 스페이서가 이용되고 있다.Additionally, in a liquid crystal display device, a photo spacer is used to maintain the thickness of the liquid crystal layer sandwiched between the color filter side substrate and the thin film transistor (TFT) side substrate.
포토 스페이서는 일반적으로 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하고, 건조한 후에 소정의 미세 패턴을 가지는 포토마스크를 통과한 빛으로 노광하고, 현상함으로써 형성된다.Photo spacers are generally formed by applying a photosensitive resin composition to a substrate, drying it, exposing it to light passing through a photomask with a predetermined fine pattern, and developing it.
예를 들면, 특허문헌 1에는, (A) 알칼리 가용성 수지, (B) 광라디칼 중합 개시제 및 (C) 광중합성 모노머를 함유하고, 상기 (C) 광중합성 모노머가 (C-1) 이소시아누르산 골격을 가지는 광중합성 모노머 및 (C-2) 플루오렌 골격을 가지는 광중합성 모노머를 함유하는 네거티브형 감광성 수지 조성물이 제안되어 있다.For example, Patent Document 1 contains (A) an alkali-soluble resin, (B) a radical photopolymerization initiator, and (C) a photopolymerizable monomer, and the photopolymerizable monomer (C) is (C-1) isocyanuric acid. A negative photosensitive resin composition containing a photopolymerizable monomer having an acid skeleton and a photopolymerizable monomer having a (C-2) fluorene skeleton has been proposed.
또한, 특허문헌 2에는, (A)성분: 바인더 폴리머, (B)성분: 광중합성 화합물, (C)성분: 광중합 개시제, 및 (D)성분: 메르캅토기 함유 수소 공여체를 포함하고, 상기 (B) 광중합성 화합물이 에틸렌성 불포화기 및 이소시아누르환 구조를 가지는 광중합성 화합물을 포함하는 스페이서 형성 재료로서 이용되는 감광성 수지 조성물이 제안되어 있다.In addition, Patent Document 2 includes (A) component: binder polymer, (B) component: photopolymerizable compound, (C) component: photopolymerization initiator, and (D) component: mercapto group-containing hydrogen donor, and the above ( B) A photosensitive resin composition used as a spacer forming material including a photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated group and an isocyanuric ring structure has been proposed.
근년, 제품 제작시의 제품 수율 향상의 관점에서, 내상성(耐傷性)이 뛰어난 경화물을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물이 요구되고 있다. 또한, 디바이스의 내열성 관점에서, 감광성 수지 조성물의 도포→(프리베이크)→노광→현상→(포스트베이크)의 일련의 공정(이하, 포토리소그래피(photolithography) 공정이라고 한다.)을 저온(예를 들면, 150℃ 이하) 환경하에서 실시할 수 있는, 즉 저온 경화성이 뛰어난 감광성 수지 조성물이 요구되고 있다. 또한, 감광성 수지 조성물은 선폭이 가는 패턴이나, 개구 지름이 작은 스루홀(through hole)을 결함 없이 형성할 수 있는, 뛰어난 포토리소그래피성이 요구되고 있다.In recent years, from the viewpoint of improving product yield during product manufacturing, there has been a demand for a photosensitive resin composition that can form a cured product with excellent scratch resistance. In addition, from the viewpoint of the heat resistance of the device, a series of processes (hereinafter referred to as photolithography processes) of application of the photosensitive resin composition → (prebake) → exposure → development → (postbake) are performed at low temperatures (e.g. , 150°C or lower), that is, a photosensitive resin composition with excellent low-temperature curability is required. In addition, photosensitive resin compositions are required to have excellent photolithographic properties that can form patterns with narrow line widths or through holes with small opening diameters without defects.
그러나, 특허문헌 1 및 2에 기재된 감광성 수지 조성물은 상기 특성을 충분히 만족하는 것은 아니다.However, the photosensitive resin compositions described in Patent Documents 1 and 2 do not sufficiently satisfy the above characteristics.
본 발명은, 내상성이 뛰어난 경화물을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 상기 특성에 더하여 저온 경화성 및 포토리소그래피성이 뛰어난 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로부터 얻어지는 경화물, 및 상기 경화물을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of forming a cured product with excellent scratch resistance. Another object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition excellent in low-temperature curability and photolithographic properties in addition to the above properties, a cured product obtained from the photosensitive resin composition, and an image display device comprising the cured product.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 열심히 검토를 거듭한 결과, 하기 알칼리 가용성 수지 및 가교제를 함유하는 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 점을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have discovered that the above object can be achieved by using a photosensitive resin composition containing the following alkali-soluble resin and a crosslinking agent, and have completed the present invention. .
본 발명은, 하기 일반식(1)로 나타나는 반복 구조 단위 X를 1종 이상 포함하는 알칼리 가용성 수지, 및 가교제를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin containing one or more types of repeating structural units X represented by the following general formula (1), and a crosslinking agent.
[화학식 1][Formula 1]
(식 중, R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수가 1 이상의 연결기이며, R3은 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 하기 일반식(2)로 나타나는 유기기 또는 히드록시기이고, R4는 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기 또는 유기기이다.)(In the formula, R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is a linking group having 1 or more carbon atoms, R 3 is an organic group or hydroxy group represented by the following general formula (2) bonded to the carbon atom of the linking group, and R 4 is It is a hydroxy group or an organic group bonded to the carbon atom of the linking group.)
[화학식 2][Formula 2]
(식 중, R5는 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~8이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기이다.)(In the formula, R 5 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, an organic group having a parent carbon number of 3 to 8 and containing a hetero atom, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and also having a carboxyl group. am.)
상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~10의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~10이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기인 것이 바람직하다.The linking group for R 2 is preferably a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 10, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 10 and containing a hetero atom.
상기 R4의 유기기는, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 아실옥시기, 아미드옥시기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기, 및 함질소 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 포함하는 유기기인 것이 바람직하다.The organic group of R 4 is one or more functional groups selected from the group consisting of an acryloyloxy group, methacryloyloxy group, acyloxy group, amideoxy group, alkoxy group, aryloxy group, amino group, and nitrogen-containing heterocycle. It is preferable that it is an organic group containing.
또한, 상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~7이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이며,In addition, the linking group of R 2 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 7 and containing a hetero atom,
상기 R4는, 상기 R2의 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기, 아크릴로일옥시기, 또는 메타크릴로일옥시기이고,R 4 is a hydroxy group, an acryloyloxy group, or a methacryloyloxy group bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 ,
상기 R5는, 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기인 것이 바람직하다.The above R 5 is preferably a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and a carboxyl group.
또한, 상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~7이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이며,In addition, the linking group of R 2 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 7 and containing a hetero atom,
상기 R5는, 하기 일반식(3)으로 나타나는 유기기이고,Said R 5 is an organic group represented by the following general formula (3),
상기 R4는, 상기 R2의 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 또는 하기 일반식(4)로 나타나는 유기기인 것이 바람직하다.The R 4 is preferably a hydroxy group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, or an organic group represented by the following general formula (4) bonded to the carbon atom of the linking group of the R 2 .
[화학식 3][Formula 3]
(식 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 모체의 탄소수가 1~6의 탄화수소기이고, R6 및 R7의 모체의 합계 탄소수가 3~8이다.)(In the formula, R 6 and R 7 are each independently a parent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and the total parent carbon number of R 6 and R 7 is 3 to 8.)
[화학식 4][Formula 4]
(식 중, R8은 수소 또는 메틸기이고, R9는 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~5이며 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이다.)(In the formula, R 8 is hydrogen or a methyl group, and R 9 is a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or an organic group having 1 to 5 parent carbon atoms and containing a hetero atom.)
상기 알칼리 가용성 수지에 있어서, 상기 반복 구조 단위 X의 함유량은, 전체 반복 구조 단위 중에 5~50 mol%인 것이 바람직하다.In the alkali-soluble resin, the content of the repeating structural unit
상기 알칼리 가용성 수지는 산가가 10~120 mgKOH/g인 것이 바람직하다.The alkali-soluble resin preferably has an acid value of 10 to 120 mgKOH/g.
상기 알칼리 가용성 수지는 중량 평균 분자량이 5000~40000인 것이 바람직하다.The alkali-soluble resin preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 40,000.
상기 가교제는 질소 원자를 2개 이상 포함하는 복소환을 가지는 복소환식 화합물인 것이 바람직하다.The crosslinking agent is preferably a heterocyclic compound having a heterocycle containing two or more nitrogen atoms.
상기 복소환식 화합물은, 트리아진계 화합물 및/또는 그 축합체, 글리콜우릴계 화합물 및/또는 그 축합체, 및 이미다졸리디논계 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.The heterocyclic compound is preferably at least one selected from the group consisting of triazine-based compounds and/or condensates thereof, glycoluril-based compounds and/or condensates thereof, and imidazolidinone-based compounds and/or condensates thereof. do.
상기 복소환식 화합물은, 아미노기, N-(히드록시알킬)기 및 N-(알콕시알킬)기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 1종 이상 가지는 것이 바람직하다.The heterocyclic compound preferably has one or more functional groups selected from the group consisting of amino group, N-(hydroxyalkyl) group, and N-(alkoxyalkyl) group.
상기 가교제의 함유량은, 상기 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해서 10~100 질량부인 것이 바람직하다.The content of the cross-linking agent is preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
상기 감광성 수지 조성물은 산 촉매를 함유하는 것이 바람직하다.The photosensitive resin composition preferably contains an acid catalyst.
상기 감광성 수지 조성물은 레지스트 재료인 것이 바람직하다.The photosensitive resin composition is preferably a resist material.
본 발명의 경화물은 상기 감광성 수지 조성물로부터 얻어지는 것이다.The cured product of the present invention is obtained from the photosensitive resin composition.
상기 경화물은, 포토 스페이서, 격벽재, 렌즈재, 층간 절연막재, 보호막재, 광도파로재(光導波路材), 또는 평탄화막재인 것이 바람직하다.The cured material is preferably a photo spacer, a partition wall material, a lens material, an interlayer insulating film material, a protective film material, an optical waveguide material, or a planarization film material.
또한, 본 발명은 상기 경화물을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.Additionally, the present invention relates to an image display device containing the above-mentioned cured product.
본 발명의 알칼리 가용성 수지는, 상기 일반식(1)로 나타나는 반복 구조 단위 X를 1종 이상 포함하고 있고, 상기 반복 구조 단위 X에서 측쇄의 길이가 일정 이상의 길이이며, 그 측쇄의 말단에 카르복시기를 가지는 구조를 가지는 점을 주된 특징으로 한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물은 상기 알칼리 가용성 수지와 가교제를 함유하고, 상기 알칼리 가용성 수지의 특징이 있는 구조와 가교제에 의한 가교 구조에 의해서, 내상성이 뛰어난 경화물을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 목표 온도에서 높은 반응성을 나타내는 상기 알칼리 가용성 수지, 나아가서 반응성이 높은 가교제를 이용하고 있기 때문에, 저온 경화성이 뛰어나고, 포토리소그래피 공정을 150℃ 이하, 혹은 120℃ 이하, 나아가서는 100℃ 이하의 저온 환경하에서 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 선 폭이 가는 패턴이나, 개구 지름이 작은 스루홀을 문제없이 형성할 수 있고, 포토리소그래피성이 뛰어나다. 또한, 상기 알칼리 가용성 수지는, 상온에서는 반응성이 낮기 때문에, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 시간의 경과에 따라서 점도가 잘 증가하지 않고, 보존 안정성이 뛰어나다.The alkali-soluble resin of the present invention contains one or more types of repeating structural units Its main characteristic is that it has a branching structure. The photosensitive resin composition of the present invention contains the alkali-soluble resin and a crosslinking agent, and can form a cured product with excellent scratch resistance due to the characteristic structure of the alkali-soluble resin and the crosslinking structure by the crosslinking agent. In addition, since the photosensitive resin composition of the present invention uses the alkali-soluble resin that exhibits high reactivity at the target temperature and further a highly reactive crosslinking agent, it has excellent low-temperature curability and can be used in the photolithography process at 150°C or lower, or 120°C or lower. , furthermore, it can be carried out in a low temperature environment of 100°C or lower. In addition, the photosensitive resin composition of the present invention can form patterns with a thin line width or through holes with a small opening diameter without any problems, and has excellent photolithographic properties. In addition, since the alkali-soluble resin has low reactivity at room temperature, the viscosity of the photosensitive resin composition of the present invention does not increase easily over time and has excellent storage stability.
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 하기 일반식(1)로 나타나는 반복 구조 단위 X를 1종 이상 포함하는 알칼리 가용성 수지 및 가교제를 포함한다.The photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble resin containing one or more types of repeating structural units X represented by the following general formula (1), and a crosslinking agent.
[화학식 5][Formula 5]
(식 중, R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수가 1 이상의 연결기이며, R3은 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 하기 일반식(2)로 나타나는 유기기 또는 히드록시기이고, R4는 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기 또는 유기기이다.)(In the formula, R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is a linking group having 1 or more carbon atoms, R 3 is an organic group or hydroxy group represented by the following general formula (2) bonded to the carbon atom of the linking group, and R 4 is It is a hydroxy group or an organic group bonded to the carbon atom of the linking group.)
[화학식 6][Formula 6]
(식 중, R5는 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~8이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기이다.)(In the formula, R 5 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, an organic group having a parent carbon number of 3 to 8 and containing a hetero atom, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and also having a carboxyl group. am.)
본 발명에 있어서, (메타)아크릴이란 아크릴 또는 메타크릴을, (메타)아크릴로일이란 아크릴로일 또는 메타크릴로일을, (메타)아크릴산이란 아크릴산 또는 메타크릴산을, (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 각각 의미한다. 또한, 본 발명에서 모체의 탄소수란, 치환기를 제외한 주골격이 되는 기(基)의 탄소수를 의미한다.In the present invention, (meth)acrylic refers to acrylic or methacryl, (meth)acryloyl refers to acryloyl or methacryloyl, (meth)acrylic acid refers to acrylic acid or methacrylic acid, and (meth)acrylate means acrylate or methacrylate, respectively. In addition, in the present invention, the carbon number of the parent body refers to the carbon number of the main skeleton group excluding substituents.
상기 일반식(1)에 있어서, 상기 R2는 탄소수가 1 이상의 연결기이고, 상기 R3 및 상기 R4를 에스테르 결합의 산소 원자에 연결시킬 수 있는 탄소수가 1 이상의 기이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 R3 및 상기 R4는, 상기 R2의 동일한 원자에 결합하고 있어도 좋고, 다른 원자에 결합하고 있어도 좋다. 상기 연결기로서는, 예를 들면, 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기, 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기(가교환, 축합환을 포함한다), 방향족 탄화수소기, 상기 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)로 치환된 유기기, 및 이들의 2종 이상이 결합한 유기기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 탄화수소기 또는 상기 유기기는, 여러 가지 치환기(예를 들면, 할로겐기, 히드록시기, 카르복시기, 아미노기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및 아릴기 등)나 관능기(예를 들면, 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합 및 우레탄 결합 등)를 가지고 있어도 좋다.In the general formula (1), R 2 is a linking group having 1 or more carbon atoms, and is not particularly limited as long as it is a group having 1 or more carbon atoms that can connect R 3 and R 4 to the oxygen atom of the ester bond. The R 3 and the R 4 may be bonded to the same atom of the R 2 or may be bonded to different atoms. Examples of the linking group include linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon groups, alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups (including cross-linked and condensed rings), aromatic hydrocarbon groups, and carbon atoms constituting the hydrocarbon groups. An organic group in which a part of is substituted with a heteroatom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, etc.), and an organic group in which two or more of these are bonded, are included. In addition, the hydrocarbon group or the organic group may contain various substituents (e.g., halogen group, hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and aryl group, etc.) or functional groups (e.g., ester bond, amide group, etc.) bond, ether bond, thioether bond, urethane bond, etc.).
상기 연결기는 모체의 탄소수가 1~10의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~10이고 또한 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)를 포함하는 유기기인 것이 바람직하다. 또한, 상기 연결기는 모체의 탄소수가 1~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~7이고 또한 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)를 포함하는 유기기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 연결기가 헤테로 원자를 포함하는 경우, 상기 연결기가 가지는 헤테로 원자는, 상기 일반식(1)에서 상기 R3과의 결합부 이외의 부분, 상기 R4와의 결합부 이외의 부분 및 에스테르 결합의 산소 원자와의 결합부 이외의 부분에 가진다. 또한, 상기 연결기는 모체의 탄소수가 2~7인 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~7의 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기, 모체의 탄소수가 4~7이고 또한 메틸렌기와 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기가 결합한 탄화수소기, 모체의 탄소수가 5~7이며 또한 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기와 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기가 결합한 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이고 또한 에테르 결합을 포함하는 유기기인 것이 더욱 바람직하다.The linking group is preferably a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 10, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 10 and containing a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, etc.). In addition, the linking group is preferably a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 7 and containing a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, etc.). desirable. In addition, when the linking group contains a hetero atom, the hetero atom of the linking group may be a portion other than the bonding portion with R 3 , a portion other than the bonding portion with R 4 , and an ester bond in the general formula (1). It has parts other than the bonding area with the oxygen atom. In addition, the linking group is a linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon group with a parent carbon number of 2 to 7, an alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group with a parent carbon number of 3 to 7, and a parent carbon number of 4 to 7. Also, a hydrocarbon group in which a methylene group and an alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group are bonded, a hydrocarbon group in which the parent carbon number is 5 to 7 and a linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon group is bonded to an alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, or the parent carbon number is It is more preferable that the group is 2 to 7 and is an organic group containing an ether bond.
상기 일반식(1)에 있어서, 상기 R3은, 상기 R2의 연결기가 가지는 탄소 원자에 결합하는 상기 일반식(2)로 나타나는 유기기 또는 히드록시기이다. 상기 일반식(2)에 있어서, 상기 R5는 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~8이고 또한 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)를 포함하는 유기기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기이다. 상기 R5는, 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이고 또한 카르복시기를 가지는 유기기인 것이 바람직하다. 상기 R5가 카르복시기를 가지는 경우, 카르복시기의 수는 특별히 제한되지 않지만, 1~2인 것이 바람직하다. 상기 탄화수소기로서는, 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기, 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기(가교환, 축합환을 포함한다), 방향족 탄화수소기, 및 이들의 2종 이상이 결합한 탄화수소기 등을 들 수 있다. 상기 탄화수소기 또는 상기 유기기는, 여러 가지 치환기(예를 들면, 할로겐기, 히드록시기, 카르복시기, 아미노기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및 아릴기 등)나 관능기(예를 들면, 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합 및 우레탄 결합 등)를 가지고 있어도 좋다.In the general formula (1), R 3 is an organic group or a hydroxy group represented by the general formula (2) that is bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 . In the general formula (2), R 5 is a parent hydrocarbon group having 2 to 7 carbon atoms, a parent having 3 to 8 carbon atoms, and a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, etc.) It is an organic group containing, or an organic group whose parent carbon number is 2 to 7 and also has a carboxyl group. The above R 5 is preferably a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and a carboxyl group. When R 5 has a carboxyl group, the number of carboxyl groups is not particularly limited, but is preferably 1 to 2. Examples of the hydrocarbon group include linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon groups, alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups (including cross-linked and condensed rings), aromatic hydrocarbon groups, and hydrocarbon groups in which two or more of these are combined. etc. can be mentioned. The hydrocarbon group or the organic group may include various substituents (e.g., halogen group, hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and aryl group, etc.) or functional groups (e.g., ester bond, amide bond, It may have an ether bond, a thioether bond, a urethane bond, etc.).
상기 일반식(2)로 나타나는 유기기는, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점, 및 감도 및 현상성의 관점에서 하기의 어느 하나의 유기기인 것이 바람직하다.The organic group represented by the general formula (2) is preferably one of the following organic groups from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance and from the viewpoint of sensitivity and developability.
[화학식 7][Formula 7]
또한, 상기 일반식(2)에 있어서, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점, 및 감도 및 현상성의 관점에서, 상기 R5는, 하기 일반식(3)으로 나타나는 유기기인 것이 바람직하다.Furthermore, in the general formula (2), from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance, and from the viewpoint of sensitivity and developability, it is preferable that R 5 is an organic group represented by the following general formula (3).
[화학식 8][Formula 8]
(식 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 모체의 탄소수가 1~6의 탄화수소기이고, R6 및 R7의 모체의 합계 탄소수가 3~8이다.)(In the formula, R 6 and R 7 are each independently a parent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and the total parent carbon number of R 6 and R 7 is 3 to 8.)
상기 탄화수소기로서는, 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기, 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기 등을 들 수 있다. 상기 탄화수소기는, 여러 가지 치환기(예를 들면, 할로겐기, 히드록시기, 카르복시기, 아미노기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및 아릴기 등)를 가지고 있어도 좋다.Examples of the hydrocarbon group include linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon groups, and alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups. The hydrocarbon group may have various substituents (e.g., halogen group, hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and aryl group, etc.).
상기 R6 및 R7은 각각 독립적으로 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기이고, R6 및 R7의 모체의 합계 탄소수가 3~7인 것이 바람직하다.The above R 6 and R 7 are each independently a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 5, and it is preferable that the total parent carbon number of R 6 and R 7 is 3 to 7.
상기 일반식(2)로 나타나는 유기기는, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점, 및 감도 및 현상성의 관점에서, 하기의 어느 하나의 유기기인 것이 바람직하다.The organic group represented by the general formula (2) is preferably one of the following organic groups from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance and from the viewpoint of sensitivity and developability.
[화학식 9][Formula 9]
상기 일반식(1)에 있어서, 상기 R4는, 상기 R2의 연결기가 가지는 탄소 원자에 결합하는 히드록시기 또는 유기기이다. 상기 R4가 히드록시기인 경우, 더욱 현상성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 R4가 유기기인 경우, 그 유기기에 유래하는 특성(예를 들면, 현상성, 밀착성 및 용해성 등)을 추가로 부여할 수 있다. 상기 유기기는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기, 지환식 포화 또는 불포화 탄화수소기(가교환, 축합환을 포함한다), 방향족 탄화수소기, 상기 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)로 치환된 유기기, 및 이들의 2종 이상이 결합한 유기기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 탄화수소기 또는 상기 유기기는 여러 가지 치환기(예를 들면, 할로겐기, 히드록시기, 카르복시기, 아미노기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및 아릴기 등)나 관능기(예를 들면, 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합 및 우레탄 결합 등)를 가지고 있어도 좋다.In the general formula (1), R 4 is a hydroxy group or an organic group bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 . When R 4 is a hydroxy group, developability can be further improved. In addition, when R 4 is an organic group, properties derived from the organic group (for example, developability, adhesion, solubility, etc.) can be additionally imparted. The organic group is not particularly limited and includes, for example, a linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon group, an alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (including cross-linked and condensed rings), an aromatic hydrocarbon group, and the above hydrocarbon group. Examples include organic groups in which some of the constituting carbon atoms are replaced with heteroatoms (for example, oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms), and organic groups in which two or more of these are bonded. In addition, the hydrocarbon group or the organic group may have various substituents (e.g., halogen group, hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and aryl group, etc.) or functional groups (e.g., ester bond, amide bond, etc.) , ether bond, thioether bond, urethane bond, etc.).
상기 R4의 유기기는, 고굴절률, 고소수성(疏水性) 및 내약품성 등의 관점에서, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 아실옥시기, 아미드옥시기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기 및 함질소 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 포함하는 유기기인 것이 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 또는 하기 식의 어느 하나로 나타나는 유기기인 것이 보다 바람직하다.From the viewpoint of high refractive index, high water resistance, chemical resistance, etc., the organic group of R 4 includes acryloyloxy group, methacryloyloxy group, acyloxy group, amideoxy group, alkoxy group, aryloxy group, It is preferable that it is an organic group containing at least one functional group selected from the group consisting of an amino group and a nitrogen-containing heterocycle, and it is more preferable that it is an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, or an organic group represented by any of the following formulas.
[화학식 10][Formula 10]
(식 중, R10 및 R11은 각각 독립적으로 단락 [0034]에 기재된 유기기이다.)(Wherein, R 10 and R 11 are each independently an organic group described in paragraph [0034].)
또한, 상기 R4는, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점 및 저온 경화성의 관점에서, 상기 R2의 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 하기 일반식(4)로 나타나는 유기기인 것이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance and low-temperature curability, R 4 is a hydroxy group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 or the general formula below: It is preferable that it is an organic group represented by (4).
[화학식 11][Formula 11]
(식 중, R8은 수소 또는 메틸기이고, R9는 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~5이며 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이다.)(In the formula, R 8 is hydrogen or a methyl group, and R 9 is a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or an organic group having 1 to 5 parent carbon atoms and containing a hetero atom.)
상기 일반식(4)에 있어서, 상기 R9는, 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~5이고 또한 헤테로 원자(예를 들면, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자 등)를 포함하는 유기기이다. 또한, 상기 유기기가 헤테로 원자를 포함하는 경우, 상기 유기기가 가지는 헤테로 원자는, 상기 일반식(4)에 있어서, 우레탄 결합의 질소 원자와의 결합부 이외의 부분, 및 (메타)아크릴로일옥시기의 산소 원자와의 결합부 이외의 부분에 가진다. 상기 탄화수소기로서는, 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 포화 또는 불포화 탄화수소기를 들 수 있다. 상기 탄화수소기 또는 상기 유기기는, 여러 가지 치환기(예를 들면, 할로겐기, 히드록시기, 카르복시기, 아미노기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 및 아릴기 등)나 관능기(예를 들면, 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합 및 우레탄 결합 등)를 가지고 있어도 좋다. 상기 R9는, 바람직하게는 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기이고, 보다 바람직하게는 에틸렌기 또는 프로필렌기이다.In the general formula (4), R 9 is a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms and a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom). etc.) is an organic group containing In addition, when the organic group contains a hetero atom, the hetero atom of the organic group is a portion other than the bonding portion with the nitrogen atom of the urethane bond in the general formula (4), and a (meth)acryloyloxy group. It has parts other than the bonding area with the oxygen atom. Examples of the hydrocarbon group include linear or branched aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbon groups. The hydrocarbon group or the organic group may include various substituents (e.g., halogen group, hydroxy group, carboxyl group, amino group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, and aryl group, etc.) or functional groups (e.g., ester bond, amide bond, It may have an ether bond, a thioether bond, a urethane bond, etc.). The above R 9 is preferably a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an ethylene group or a propylene group.
상기 알칼리 가용성 수지를 구성하는 상기 반복 구조 단위 X 이외의 반복 구조 단위의 기본이 되는 모노머로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 숙신산, 말레산 및 이타콘산 등의 카르복실기 함유 모노머; 무수 말레산 및 무수 이타콘산 등의 카르본산 무수물기 함유 모노머; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트 및 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트; 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 및 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 스티렌, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드, 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, n-부틸말레이미드, 라우릴말레이미드 및 실리콘 함유 모노머 등을 공중합 모노머로서 이용해도 좋다. 이들 모노머는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.Monomers that form the basis of repeating structural units other than the repeating structural unit Carboxyl group-containing monomers such as; monomers containing carboxylic anhydride groups such as maleic anhydride and itaconic anhydride; Methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate alkyl (meth)acrylates such as alkyl acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, and glycidyl (meth)acrylate; and alicyclic (meth)acrylates such as cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, and dicyclopentenyl (meth)acrylate. Additionally, styrene, cyclohexyl maleimide, phenyl maleimide, methyl maleimide, ethyl maleimide, n-butyl maleimide, lauryl maleimide, and silicon-containing monomers may be used as copolymerization monomers. These monomers may be used individually, or two or more types may be used in combination.
본 발명의 알칼리 가용성 수지는, 예를 들면, 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트를 포함하는 모노머 조성물을 중합해서 얻어지는 측쇄에 에폭시기를 가지는 중합체에, 카르복시기 함유 화합물을 반응시켜서 히드록시기를 가지는 측쇄로 변환하고, 그리고 상기 히드록시기에 카르본산 무수물을 반응시키는 방법(1), 혹은 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트를 포함하는 모노머 조성물을 중합해서 얻어지는 측쇄에 에폭시기를 가지는 중합체에, 에틸렌성 불포화기와 카르복시기를 가지는 화합물을 반응시켜서 히드록시기와 에틸렌성 불포화기를 가지는 측쇄로 변환하며, 그리고 상기 히드록시기에 이소시아네이트기 등의 히드록시기와 반응하는 관능기를 가지는 화합물을 반응시키고, 추가로 상기 에틸렌성 불포화기에, 히드록시기, 티올기 및 아미노기 등의 에틸렌성 불포화기와 반응하는 관능기와 카르복시기를 가지는 화합물을 반응시키는 방법(2) 등에 의해 합성할 수 있다.The alkali-soluble resin of the present invention, for example, is obtained by polymerizing a monomer composition containing an epoxy group-containing (meth)acrylate, and reacting a polymer having an epoxy group in the side chain with a carboxyl group-containing compound to convert it into a side chain having a hydroxy group, And the method (1) of reacting a carboxylic anhydride with the hydroxy group, or reacting a compound having an ethylenically unsaturated group and a carboxyl group to a polymer having an epoxy group in the side chain obtained by polymerizing a monomer composition containing an epoxy group-containing (meth)acrylate. converting it into a side chain having a hydroxy group and an ethylenically unsaturated group, reacting the hydroxy group with a compound having a functional group that reacts with a hydroxy group such as an isocyanate group, and further adding ethylene to the ethylenically unsaturated group, such as a hydroxy group, a thiol group, and an amino group. It can be synthesized by method (2), etc., in which a compound having a carboxyl group and a functional group that reacts with a sexually unsaturated group is reacted.
상기 알칼리 가용성 수지는, 상기 반복 구조 단위 X로 구성되는 호모 폴리머여도 좋고, 2종류 이상의 상기 반복 구조 단위 X로 구성되는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교대 공중합체 또는 주기적 공중합체여도 좋으며, 또한, 1종류 이상의 상기 반복 구조 단위 X와 다른 반복 구조 단위로 구성되는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교대 공중합체, 또는 주기적 공중합체여도 좋다. 본 발명의 알칼리 가용성 수지는 저온 경화성, 감도 및 현상성, 및 보존 안정성의 관점에서, R3이 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 상기 일반식(2)로 나타나는 유기기인 반복 구조 단위 X1과, R3이 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기인 반복 구조 단위 X2를 적어도 포함하는 랜덤 공중합체인 것이 바람직하다.The alkali-soluble resin may be a homopolymer composed of the repeating structural unit It may be a random copolymer, a block copolymer, an alternating copolymer, or a periodic copolymer composed of one or more types of repeating structural units X and other repeating structural units. From the viewpoint of low-temperature curability, sensitivity and developability, and storage stability, the alkali- soluble resin of the present invention comprises a repeating structural unit 3 is preferably a random copolymer containing at least a repeating structural unit X2, which is a hydroxy group bonded to the carbon atom of the linking group.
상기 알칼리 가용성 수지에 있어서, 상기 반복 구조 단위 X의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 감도 및 현상성의 관점에서, 전체 반복 구조 단위 중에 5~50 mol%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~25 mol%이다.In the alkali-soluble resin, the content of the repeating structural unit %am.
상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 감도 및 현상성의 관점에서, 5000~40000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6000~30000이다. 상기 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)를 이용해서 측정한 폴리스티렌 환산에 따른 수치이고, JIS 7252-4에 준거하여 측정한 수치이다. 후술하는 실시예에 기재된 중량 평균 분자량도, 본 항의 기재에 따라서 구한 수치이다.The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is not particularly limited, but is preferably 5,000 to 40,000 from the viewpoint of sensitivity and developability, and more preferably 6,000 to 30,000. The weight average molecular weight is a value measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene conversion, and is a value measured based on JIS 7252-4. The weight average molecular weight described in the examples described later is also a value obtained according to the description in this section.
상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 특별히 제한되지 않지만, 약알칼리성 현상액을 이용한 경우에도 단시간에 현상 가능하도록 하는 관점에서, 10~120 mgKOH/g인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~80 mgKOH/g이다.The acid value of the alkali-soluble resin is not particularly limited, but is preferably 10 to 120 mgKOH/g, more preferably 20 to 80 mgKOH/g, from the viewpoint of enabling development in a short time even when using a weakly alkaline developer. .
상기 가교제는 상기 알칼리 가용성 수지와 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점, 저온 경화성 및 포토리소그래피성을 향상시키는 관점에서, 질소 원자를 2개 이상 포함하는 복소환을 가지는 복소환식 화합물인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 트리아진계 화합물 및/또는 그 축합체, 글리콜 우릴계 화합물 및/또는 그 축합체, 및 이미다졸리디논계 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 또한, 상기 화합물이나 그 축합체는, 내상성이 뛰어난 경화물을 얻는 관점, 저온 경화성 및 포토리소그래피성을 향상시키는 관점에서, 아미노기, N-(히드록시알킬)기, 및 N-(알콕시알킬)기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 1종 이상 가지는 것이 바람직하고, N-(히드록시알킬)기 및/또는 N-(알콕시알킬)기를 가지는 것이 보다 바람직하다.The cross-linking agent is not particularly limited as long as it can react with the alkali-soluble resin to form a cross-linked structure, but from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance and improving low-temperature curability and photolithography, it may contain two nitrogen atoms. It is preferable that it is a heterocyclic compound having a heterocycle containing the above, more preferably a triazine-based compound and/or its condensate, a glycoluryl-based compound and/or its condensate, and an imidazolidinone-based compound and/or It is at least one type selected from the group consisting of the condensate. In addition, the above compounds or their condensates contain an amino group, an N-(hydroxyalkyl) group, and an N-(alkoxyalkyl) group from the viewpoint of obtaining a cured product with excellent scratch resistance and improving low-temperature curability and photolithographic properties. It is preferable to have one or more functional groups selected from the group consisting of groups, and it is more preferable to have an N-(hydroxyalkyl) group and/or an N-(alkoxyalkyl) group.
상기 가교제의 바람직한 구체적인 예로서는, 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시) 메틸화 멜라민 및/또는 그 축합체, 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시) 메틸화 구아나민 및/또는 그 축합체, 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시) 메틸화 아세토구아나민 및/또는 그 축합체, 완전 또는 부분 알콕시 메틸화 벤조구아나민 및/또는 그 축합체, 완전 또는 부분 알콕시(예를 들면, 메톡시, 에톡시) 메틸화 글리콜우릴 및/또는 그 축합체, 완전 또는 부분 알콕시 메틸화 이미다졸리디논 및/또는 그 축합체를 들 수 있다. 상기 '알콕시'는 탄소 원자수 1~4인 것이 바람직하다. 그러한 가교제의 바람직한 구체적인 예로서는, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민, 테트라메톡시메틸메틸올멜라민, 테트라메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민, 테트라메톡시메틸구아나민, 테트라메톡시메틸아세토구아나민, 테트라메톡시메틸벤조구아나민, 트리메톡시메틸벤조구아나민, 테트라에톡시메틸벤조구아나민, 테트라메틸올벤조구아나민, 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리콜우릴, 1,3,4,6-테트라키스(부톡시메틸)글리콜우릴, 4,5-디히드록시-1,3-디메톡시메틸-2-이미다졸리디논, 4,5-디메톡시-1,3-디메톡시메틸-2-이미다졸리디논 등을 들 수 있다. 이것들은 1종 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.Preferred specific examples of the crosslinking agent include fully or partially alkoxy (e.g. methoxy, ethoxy) methylated melamine and/or its condensate, fully or partially alkoxy (e.g. methoxy, ethoxy) methylated guanamine, and /or its condensate, fully or partially alkoxy (e.g. methoxy, ethoxy) methylated acetoguanamine and/or its condensate, fully or partially alkoxy methylated benzoguanamine and/or its condensate, fully or partially Alkoxy (eg, methoxy, ethoxy) methylated glycoluril and/or its condensate, fully or partially alkoxy methylated imidazolidinone and/or its condensate. The 'alkoxy' preferably has 1 to 4 carbon atoms. Preferred specific examples of such crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, tetramethoxymethylmethylolmelamine, tetramethoxymethylmelamine, hexabutoxymethylmelamine, tetramethoxymethylguanamine, and tetramethoxymethyl. Acetoguanamine, tetramethoxymethylbenzoguanamine, trimethoxymethylbenzoguanamine, tetraethoxymethylbenzoguanamine, tetramethylolbenzoguanamine, 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) Glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(butoxymethyl)glycoluril, 4,5-dihydroxy-1,3-dimethoxymethyl-2-imidazolidinone, 4,5-dimethoxy -1,3-dimethoxymethyl-2-imidazolidinone, etc. are mentioned. These may be used alone, or two or more types may be used together.
일 실시형태에 있어서, 바람직하게는, 상기 가교제는 식 B1로 나타나는 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이다.In one embodiment, preferably, the crosslinking agent is selected from the group consisting of compounds represented by formula B1 and/or condensates thereof.
[화학식 12][Formula 12]
(식 B1 중, R1b는, 탄소 원자 1~25개를 가지고, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 방향족기, 치환 또는 비치환 헤테로 방향족기,(In formula B1, R 1b has 1 to 25 carbon atoms and is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aromatic group, a substituted or unsubstituted heteroaromatic group,
[화학식 13][Formula 13]
로 나타나는 1치환 아민, 및A monosubstituted amine represented by and
[화학식 14][Formula 14]
로 나타나는 2치환 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, R2b~R8b는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자 1~10개를 가지고, 치환 또는 비치환 알킬기, 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.)is selected from the group consisting of disubstituted amines represented by, and R 2b to R 8b are independently of each other a hydrogen atom, 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group, and a substituted or unsubstituted alkenyl group. (selected from group)
보다 바람직하게는, 상기 가교제는 식 B1에 있어서, R1b는, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 방향족기,More preferably, the crosslinking agent in formula B1, R 1b is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic group,
[화학식 15][Formula 15]
로 나타나는 1치환 아민, 및A monosubstituted amine represented by and
[화학식 16][Formula 16]
로 나타나는 2치환 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R2b~R8b는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기로부터 선택되는 화합물 및/또는 그 축합체이다.is selected from the group consisting of disubstituted amines represented by , and R 2b to R 8b are each independently a compound selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, and/or a condensate thereof.
다른 실시형태에 있어서, 바람직하게는, 상기 가교제는 식 B2로 나타나는 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이다.In another embodiment, preferably, the crosslinking agent is selected from the group consisting of compounds represented by formula B2 and/or condensates thereof.
[화학식 17][Formula 17]
(식 B2 중, R9b~R12b는, 서로 독립적으로, 탄소 원자 1~10개를 가지고, 치환 또는 비치환 알킬기, 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.)(In formula B2, R 9b to R 12b each independently have 1 to 10 carbon atoms and are selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted alkenyl group.)
보다 바람직하게는, 상기 가교제는 식 B2에 있어서, R9b~R12b는, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환 알킬기로부터 선택되는 화합물 및/또는 그 축합체이다.More preferably, the crosslinking agent in formula B2 is a compound and/or a condensate thereof, wherein R 9b to R 12b are independently selected from substituted or unsubstituted alkyl groups.
또한, 다른 실시형태에 있어서, 바람직하게는, 상기 가교제는 식 B3으로 나타나는 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이다.In another embodiment, preferably, the crosslinking agent is selected from the group consisting of compounds represented by formula B3 and/or condensates thereof.
[화학식 18][Formula 18]
(식 B3 중, R13b 및 R14b는, 서로 독립적으로, 탄소 원자 1~10개를 가지고, 치환 또는 비치환 알킬기, 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어지는 군으로부터 선택되며, R15b 및 R16b는, 서로 독립적으로, 수소이거나, 또는 탄소 원자 1~10개를 가지고, 치환 또는 비치환 알킬기, 및 치환 또는 비치환 알케닐기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.)(In formula B3, R 13b and R 14b are each independently selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted alkenyl group, each having 1 to 10 carbon atoms, R 15b and R 16b are, independently of each other, hydrogen or have 1 to 10 carbon atoms and are selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted alkenyl group.)
보다 바람직하게는, 상기 가교제는, 식 B3에 있어서, R13b 및 R14b는, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환 알킬기로부터 선택되고, R15b 및 R16b는, 서로 독립적으로, 수소, 및 치환 또는 비치환 알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물 및/또는 그 축합체이다.More preferably, the crosslinking agent is, in formula B3, R 13b and R 14b are independently selected from substituted or unsubstituted alkyl groups, and R 15b and R 16b are independently selected from hydrogen, and substituted or It is a compound selected from the group consisting of unsubstituted alkyl groups and/or a condensate thereof.
더욱 바람직하게는, 식 B3에 있어서, R15b 및 R16b는, 서로 독립적으로 수소이다.More preferably, in formula B3, R 15b and R 16b are independently hydrogen.
상기 가교제의 구체적인 예로서는, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민, 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리콜우릴, 1,3,4,6-테트라키스(부톡시메틸)글리콜우릴, 테트라메톡시메틸벤조구아나민, 4,5-디히드록시-1,3-비스(알콕시메틸)이미다졸리딘-2-온, 및 이하의 구조식으로 나타나는 화합물 및/또는 그것들의 축합체를 들 수 있다.Specific examples of the crosslinking agent include hexamethoxymethylmelamine, hexabutoxymethylmelamine, 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(butoxymethyl) ) glycoluril, tetramethoxymethylbenzoguanamine, 4,5-dihydroxy-1,3-bis (alkoxymethyl) imidazolidin-2-one, and compounds represented by the following structural formulas and/or their A condensate may be mentioned.
[화학식 19][Formula 19]
상기 축합체로서는, 바람직하게는 상기 화합물의 중합체를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 화합물의 2량체, 3량체 또는 보다 고차의 중합체를 들 수 있다. 상기 가교제는 상기 화합물 및 그 축합체여도 좋고, 즉, 상기 화합물과 상기 화합물의 중합체(즉, 2량체, 3량체 또는 보다 고차의 중합체)와의 혼합물이어도 좋다. 다른 실시형태에서는, 상기 축합체가 상기 화합물의 2량체, 3량체, 및 보다 고차의 중합체 중 적어도 1개를 포함해도 좋다. 다른 관점에서는, 상기 가교제가 상기 화합물에 대해서 1보다 크고, 3 또는 그보다 큰 중량 평균 중합도를 가지는 것이어도 좋고, 바람직하게는 1보다 크고 1.8 이하, 보다 바람직하게는 1.3~1.8, 더욱 바람직하게는 1.5의 중량 평균 중합도를 가지는 것이어도 좋지만, 이것들로 한정되지 않는다. 또한, 상기 화합물의 축합체에서의 중량 평균 중합도가 1인 경우, 그 축합체는 그 화합물 자체인 것을 의미한다. 중량 평균 중합도는 상기 범위 내의 임의의 수치로서, 바람직하게는, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 3, 4 또는 그보다 큰 수치이고, 보다 바람직하게는, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8이며, 더욱 바람직하게는 1.5이다.The condensate preferably includes a polymer of the above compound, and more preferably includes a dimer, trimer, or higher order polymer of the above compound. The crosslinking agent may be the above compound and its condensate, that is, a mixture of the above compound and a polymer (i.e., dimer, trimer or higher order polymer) of the above compound. In another embodiment, the condensate may include at least one of dimers, trimers, and higher order polymers of the compounds. From another viewpoint, the cross-linking agent may have a weight average degree of polymerization relative to the compound greater than 1 and 3 or greater, preferably greater than 1 and 1.8 or less, more preferably 1.3 to 1.8, and even more preferably 1.5. It may have a weight average degree of polymerization of, but is not limited to these. Additionally, when the weight average degree of polymerization in the condensate of the above compound is 1, it means that the condensate is the compound itself. The weight average degree of polymerization is any value within the above range, preferably 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 3, 4 or larger, and more preferably, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, and more preferably 1.5.
상기 가교제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과를 충분히 얻는 관점에서, 상기 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해서 10~100 질량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~80 질량부이며, 더욱 바람직하게는 30~50 질량부이다.The content of the cross-linking agent is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of the present invention, it is preferably 10 to 100 parts by mass, more preferably 20 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the alkali-soluble resin. Preferably it is 30 to 50 parts by mass.
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 상기 알칼리 가용성 수지와 상기 가교제의 반응을 촉진시키는 관점에서, 추가로 산 촉매를 함유하는 것이 바람직하다. 산 촉매는 브뢴스테드산(Brønsted acid) 및/또는 루이스산으로부터 선택되는 화합물, 혹은 그 염, 또는 그 용매화물이어도 좋다. 산 촉매로서는, 예를 들면, 디노닐나프탈렌디술폰산, 디노닐나프탈렌(모노)술폰산, 도데실벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산(PTS), 인산, 황산 및 아세트산 등의 프로톤산 혹은 그 염, 또는 그 용매화물을 들 수 있고, 바람직하게는 p-톨루엔술폰산, 피리디늄-p-톨루엔술폰산, 또는 그 수화물이다. 이들은 1종을 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다. 또한, 산 촉매에는 빛이나 열에 의해 산을 발생시키는 화합물(이른바 산 발생제)도 포함된다. 산 발생제로서는 시판하는 것을 이용할 수 있고, 대표적으로는, 술포늄 이온이나 요오도늄 이온을 양이온부로 하는 오늄염을 들 수 있다.The photosensitive resin composition of the present invention preferably further contains an acid catalyst from the viewpoint of promoting the reaction between the alkali-soluble resin and the crosslinking agent. The acid catalyst may be a compound selected from Brønsted acid and/or Lewis acid, a salt thereof, or a solvate thereof. Examples of the acid catalyst include protonic acids or salts thereof such as dinonylnaphthalenedisulfonic acid, dinonylnaphthalene(mono)sulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid (PTS), phosphoric acid, sulfuric acid, and acetic acid. Solvates may be included, and are preferably p-toluenesulfonic acid, pyridinium-p-toluenesulfonic acid, or hydrates thereof. These may be used one type, or two or more types may be used together. Additionally, acid catalysts also include compounds that generate acids by light or heat (so-called acid generators). A commercially available acid generator can be used, and typical examples include onium salts containing sulfonium ions or iodonium ions as cation moieties.
상기 산 촉매의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 감광성 수지 조성물의 고형분 중에 0.1~5 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~3 질량%이며, 더욱 바람직하게는 1~2 질량%이다.The content of the acid catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass, and even more preferably 1 to 2% by mass, based on the solid content of the photosensitive resin composition.
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 중합성 모노머를 함유해도 되지만, 보존 안정성의 관점에서, 중합성 모노머를 함유하지 않는 것이 바람직하다.Although the photosensitive resin composition of this invention may contain a polymerizable monomer, it is preferable not to contain a polymerizable monomer from a viewpoint of storage stability.
상기 중합성 모노머는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 노닐페닐카르비톨(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 및 N-비닐피롤리돈 등의 단관능 모노머나, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트 및 디알릴벤젠포스포네이트 등의 다관능 방향족 비닐계 모노머; (디)에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 및 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트의 트리(메타)아크릴레이트 등의 다관능(메타)아크릴레이트 등의 다관능 모노머를 들 수 있다. 이들 중합성 모노머는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.The polymerizable monomer is not particularly limited and includes, for example, nonylphenylcarbitol (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexylcarbitol (meth)acrylate. monofunctional monomers such as latex, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, and N-vinylpyrrolidone, and polyfunctional aromatic vinyl monomers such as divinylbenzene, diallyl phthalate, and diallylbenzene phosphonate; (di)ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate , pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol di(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate ) Acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and tri(meth)acrylate of tris(hydroxyethyl)isocyanurate, etc. multifunctional (meth)acrylate. and multifunctional monomers such as acrylates. These polymerizable monomers may be used individually, or two or more types may be used in combination.
감광성 수지 조성물이 상기 중합성 모노머를 함유하는 경우, 그 함유량은 상기 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해서 30~100 질량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40~90 질량부이며, 더욱 바람직하게는 50~80 질량부이다.When the photosensitive resin composition contains the polymerizable monomer, the content is preferably 30 to 100 parts by mass, more preferably 40 to 90 parts by mass, and still more preferably 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the alkali-soluble resin. ~80 parts by mass.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 광중합 개시제를 함유해도 좋다. 상기 광중합 개시제는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르 등의 벤조인과 그것의 알킬에테르류; 아세트페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 1,1-디클로로아세트페논 등의 아세트페논류; 2-메틸안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤 등의 티옥산톤류; 아세트페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논 등의 벤조페논류; 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온이나 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1; 아실포스핀옥사이드류 및 키산톤류 등을 들 수 있다. 이들 광중합 개시제는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.The photosensitive resin composition of the present invention may contain a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator is not particularly limited and includes, for example, benzoin and its alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, and benzoin ethyl ether; Acetphenones such as acetphenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetphenone, and 1,1-dichloroacetphenone; Anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, and 1-chloroanthraquinone; Thioxanthone such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, and 2-chlorothioxanthone; Ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; Benzophenones such as benzophenone; 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one or 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone- One; Acylphosphine oxides and xanthone types can be mentioned. These photopolymerization initiators may be used individually, or two or more types may be used in combination.
상기 광중합 개시제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 감광성 수지 조성물의 고형분 중에 0.1~10 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~9 질량%이며, 더욱 바람직하게는 1~8 질량%이다.The content of the photopolymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 9% by mass, and even more preferably 1 to 8% by mass, based on the solid content of the photosensitive resin composition.
상기 감광성 수지 조성물에는 광중합 개시 조제(助劑)를 첨가해도 좋다. 광중합 개시 조제로서는, 예를 들면, 1,3,5-트리스(3-메르캅토프로피오닐옥시에틸)-이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3-메르캅토부틸옥시에틸)-이소시아누레이트(쇼와덴코사 제조, 카렌즈 MT(등록상표) NR1), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트) 등의 3관능 티올 화합물; 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토부틸레이트)(쇼와덴코사 제조, 카렌즈 MT(등록상표) PEI) 등의 4관능 티올 화합물; 디펜타에리트리톨헥사키스(3-프로피오네이트) 등의 6관능 티올 화합물 등의 다관능 티올을 들 수 있다. 이들 광중합 개시 조제는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.A photopolymerization initiation aid may be added to the photosensitive resin composition. As a photopolymerization initiation aid, for example, 1,3,5-tris(3-mercaptopropionyloxyethyl)-isocyanurate, 1,3,5-tris(3-mercaptobutyloxyethyl)-iso. trifunctional thiol compounds such as cyanurate (Kalens MT (registered trademark) NR1, manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) and trimethylolpropanetris (3-mercaptopropionate); Tetrafunctional thiol compounds such as pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) and pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (Kalens MT (registered trademark) PEI, manufactured by Showa Denko) ; and polyfunctional thiols such as hexafunctional thiol compounds such as dipentaerythritol hexakis (3-propionate). These photopolymerization initiation aids may be used individually, or two or more types may be used in combination.
상기 감광성 수지 조성물에는 열중합 개시제를 첨가해도 좋다. 열중합 개시제로서는, 예를 들면, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 이들 열중합 개시제는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.A thermal polymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition. Examples of thermal polymerization initiators include cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, di-t-butyl peroxide, lauryl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, and t-butyl. Organic peroxides such as peroxy-2-ethylhexanoate and t-amylperoxy-2-ethylhexanoate; 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2 Azo compounds such as '-azobis(2-methylpropionate), etc. can be mentioned. These thermal polymerization initiators may be used individually, or two or more types may be used in combination.
상기 감광성 수지 조성물에는 불포화 폴리에스테르, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등의 라디칼 중합성 올리고머; 에폭시 수지 등의 경화성 수지를 첨가해도 좋다.The photosensitive resin composition includes radically polymerizable oligomers such as unsaturated polyester, epoxy acrylate, urethane acrylate, and polyester acrylate; You may add a curable resin such as epoxy resin.
상기 감광성 수지 조성물은 용매를 함유해도 좋다. 용매로서는, 예를 들면, 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트 등의 에스테르류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올류; 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 클로로포름, 디메틸술폭시드 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 또한, 용매의 함유량은 당해 조성물을 사용할 때의 최적 점도에 따라서 적절하게 설정하면 좋다.The photosensitive resin composition may contain a solvent. Examples of solvents include ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3-methoxybutyl acetate; Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; Chloroform, dimethyl sulfoxide, etc. can be mentioned. These solvents may be used individually, or two or more types may be used in combination. Additionally, the solvent content may be appropriately set according to the optimal viscosity when using the composition.
상기 감광성 수지 조성물은 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 수산화 알루미늄, 탈크, 진흙, 황산 바륨 등의 충진재, 표면 조정제(계면활성제), 염료, 안료, 소포제(消泡劑), 커플링제, 레벨링제, 증감제, 이형제, 활제(滑劑), 가소제(可塑劑), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 중합 억제제, 증점제 및 분산제 등 공지의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다.The photosensitive resin composition includes fillers such as aluminum hydroxide, talc, clay, and barium sulfate, surface conditioners (surfactants), dyes, pigments, anti-foaming agents, coupling agents, and leveling agents, to the extent that they do not impair the effect of the present invention. It may contain known additives such as agents, sensitizers, mold release agents, lubricants, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, flame retardants, polymerization inhibitors, thickeners, and dispersants.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 내상성이 뛰어난 경화물을 형성할 수 있고, 저온 경화성 및 포토리소그래피성이 뛰어나기 때문에 레지스트 재료로서 바람직하게 이용된다.The photosensitive resin composition of the present invention can form a cured product with excellent scratch resistance and has excellent low-temperature curability and photolithographic properties, so it is preferably used as a resist material.
본 발명의 경화물은 상기 감광성 수지 조성물을 경화함으로써 얻을 수 있다. 상기 경화물의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 상기 감광성 수지 조성물을 성형 금형(수지 금형)에 주입하거나, 혹은 상기 감광성 수지 조성물을 기재(基材)(기판)나 각종 기능층 위에 코팅해서 원하는 형상으로 한 후, 빛(예를 들면, 자외선)을 조사하여 상기 감광성 수지 조성물을 경화하는 방법을 들 수 있다. 경화의 조건은, 사용하는 상기 감광성 수지 조성물에 따라서 적절하게 조정한다.The cured product of the present invention can be obtained by curing the photosensitive resin composition. As a method of producing the cured product, for example, the photosensitive resin composition is injected into a mold (resin mold), or the photosensitive resin composition is coated on a substrate or various functional layers to form a desired shape. After this, a method of curing the photosensitive resin composition by irradiating light (for example, ultraviolet rays) may be used. The curing conditions are appropriately adjusted depending on the photosensitive resin composition to be used.
상기 경화물은, 포토 스페이서, 격벽재, 렌즈재, 층간 절연막재, 보호막재, 광도파로재, 또는 평탄화막재로서 바람직하게 이용되고, 특히 포토 스페이서로서 바람직하게 이용된다.The cured product is preferably used as a photo spacer, partition material, lens material, interlayer insulating film material, protective film material, optical waveguide material, or planarization film material, and is particularly preferably used as a photo spacer.
포토 스페이서의 형성 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 상기 감광성 수지 조성물을 유리 또는 투명 플라스틱 필름 등의 기판에 도포하고, 건조하여 도막을 형성하며, 그 다음, 포토리소그래피에 의해서 형성할 수 있다. 포토리소그래피에 있어서는, 예를 들면, 도막 위에 포토마스크를 배치하고, 자외선을 조사함으로써 도막을 광경화시켜서, 자외선 조사 후의 도막에 알칼리 수용액을 산포하고, 미노광부(未露光部)를 용해, 제거하고 남은 노광부를 수세(水洗)하여 현상함으로써 포토 스페이서를 형성한다. 그 후, 포스트베이크를 실시해도 좋다.The method of forming the photo spacer is not particularly limited, and for example, the photosensitive resin composition can be applied to a substrate such as glass or a transparent plastic film, dried to form a coating film, and then formed by photolithography. . In photolithography, for example, a photomask is placed on the coating film, the coating film is photocured by irradiating ultraviolet rays, an aqueous alkaline solution is spread on the coating film after ultraviolet irradiation, and the unexposed portion is dissolved and removed. The remaining exposed portion is washed with water and developed to form a photo spacer. After that, post-baking may be performed.
실시예Example
이하에 실시예를 들어서 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해서 전혀 한정되지 않는다.The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[합성예 1] 알칼리 가용성 수지 1의 합성[Synthesis Example 1] Synthesis of alkali-soluble resin 1
하기 제조 방법에 따라서, 하기 반복 구조 단위 X1 및 X2를 포함하는 알칼리 가용성 수지 1을 합성하였다.According to the following production method, alkali-soluble resin 1 containing the following repeating structural units X1 and X2 was synthesized.
[화학식 20][Formula 20]
가열 냉각·교반 장치, 환류 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 유리제 플라스크에, 글리시딜메타크릴레이트 100 g, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 212 g을 넣었다. 계(系)내의 기상 부분을 질소로 치환한 후, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 17 g을 첨가하고, 80℃에서 가열해서, 이 온도에서 8시간 반응시켰다. 얻어진 용액에 추가로 아크릴산 53.2 g, 트리페닐포스핀 1.0 g, 하이드로퀴논 0.02 g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 6.0 g을 첨가하고, 100℃에서 16시간 반응시켰다. 반응 후, 반응 용액에 추가로 무수 숙신산 3.7 g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 13.0 g을 첨가하고, 65℃에서 6시간 반응시켜서, 알칼리 가용성 수지 1을 45 질량% 포함하는 용액을 얻었다. GPC로 분자량을 측정한 결과, 알칼리 가용성 수지 1의 중량 평균 분자량(Mw)은 7,000이었다. 또한, 분자량 측정은 겔 침투 크로마토그래피(도소사 제조, 품번: HLC-8120, 컬럼: G-5000HXL 및 G-3000HXL의 2연결, 검출기: RI, 이동상: 테트라히드로푸란)로 실시하였다. 이하에서도 동일한 방법으로 중량 평균 분자량을 측정하였다. 또한, 알칼리 가용성 수지 1의 산가는 21 mgKOH/g이었다. X1과 X2의 몰비(이론값)는 15:85이다.100 g of glycidyl methacrylate and 212 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were placed in a glass flask equipped with a heating/cooling/stirring device, a reflux cooling pipe, and a nitrogen introduction pipe. After replacing the gaseous portion in the system with nitrogen, 17 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) was added, heated at 80°C, and allowed to react at this temperature for 8 hours. . To the obtained solution, 53.2 g of acrylic acid, 1.0 g of triphenylphosphine, 0.02 g of hydroquinone, and 6.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were added and reacted at 100°C for 16 hours. After the reaction, 3.7 g of succinic anhydride and 13.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were further added to the reaction solution and reacted at 65°C for 6 hours to obtain a solution containing 45% by mass of alkali-soluble resin 1. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin 1 was 7,000. In addition, molecular weight measurement was performed by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, product number: HLC-8120, column: dual connection of G-5000HXL and G-3000HXL, detector: RI, mobile phase: tetrahydrofuran). Hereinafter, the weight average molecular weight was measured using the same method. Additionally, the acid value of alkali-soluble resin 1 was 21 mgKOH/g. The molar ratio (theoretical value) of X1 and X2 is 15:85.
[합성예 2] 알칼리 가용성 수지 2의 합성[Synthesis Example 2] Synthesis of alkali-soluble resin 2
교반 장치, 환류 냉각관, 질소 도입관 및 온도계를 구비한 반응 용기에, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 20.0 g, 프로필렌글리콜 60.0 g을 넣고, 질소를 불어넣으면서 용해시켰다. 65℃까지 가열한 후, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(ADVN) 2.4 g을 첨가하고, 65℃로 가열하여, 이 온도에서 8시간 반응시켜서 알칼리 가용성 수지 2를 25 질량% 포함하는 용액을 얻었다. GPC로 분자량을 측정한 결과, 알칼리 가용성 수지 2의 중량 평균 분자량(Mw)은 6,000이었다.In a reaction vessel equipped with a stirring device, a reflux cooling pipe, a nitrogen introduction pipe, and a thermometer, 20.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate and 60.0 g of propylene glycol were placed and dissolved while blowing nitrogen. After heating to 65°C, 2.4 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (ADVN) was added, heated to 65°C, and reacted at this temperature for 8 hours to obtain alkali-soluble resin 2. A solution containing 25% by mass was obtained. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin 2 was 6,000.
[합성예 3] 알칼리 가용성 수지 3의 합성[Synthesis Example 3] Synthesis of alkali-soluble resin 3
교반 장치, 환류 냉각관, 질소 도입관 및 온도계를 구비한 반응 용기에, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 18.4 g, 메타크릴산 1.6 g 및 프로필렌글리콜 60.0 g을 넣고, 질소를 불어넣으면서 용해시켰다. 65℃까지 가열한 후, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(ADVN) 2.4 g을 첨가하고, 65℃로 가열하여, 이 온도에서 8시간 반응시켜서 알칼리 가용성 수지 3을 25 질량% 포함하는 용액을 얻었다. GPC로 분자량을 측정한 결과, 알칼리 가용성 수지 3의 중량 평균 분자량(Mw)은 6,000이었다.In a reaction vessel equipped with a stirring device, a reflux cooling pipe, a nitrogen introduction pipe, and a thermometer, 18.4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 1.6 g of methacrylic acid, and 60.0 g of propylene glycol were placed and dissolved while blowing nitrogen. After heating to 65°C, 2.4 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (ADVN) was added, heated to 65°C, and reacted at this temperature for 8 hours to obtain alkali-soluble resin 3. A solution containing 25% by mass was obtained. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin 3 was 6,000.
[합성예 4] 알칼리 가용성 수지 4의 합성[Synthesis Example 4] Synthesis of alkali-soluble resin 4
교반 장치, 환류 냉각관, 질소 도입관 및 온도계를 구비한 반응 용기에, 4-히드록시페닐메타크릴레이트 20.0 g, 프로필렌글리콜 60.0 g을 넣고, 질소를 불어넣으면서 용해시켰다. 65℃까지 가열한 후, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(ADVN) 2.4 g을 첨가하고, 65℃로 가열하여, 이 온도에서 8시간 반응시켜서 알칼리 가용성 수지 4를 25 질량% 포함하는 용액을 얻었다. GPC로 분자량을 측정한 결과, 알칼리 가용성 수지 4의 중량 평균 분자량(Mw)은 7,000이었다.20.0 g of 4-hydroxyphenyl methacrylate and 60.0 g of propylene glycol were placed in a reaction vessel equipped with a stirring device, a reflux cooling pipe, a nitrogen introduction pipe, and a thermometer, and were dissolved while blowing nitrogen. After heating to 65°C, 2.4 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (ADVN) was added, heated to 65°C, and reacted at this temperature for 8 hours to obtain alkali-soluble resin 4. A solution containing 25% by mass was obtained. As a result of measuring the molecular weight by GPC, the weight average molecular weight (Mw) of alkali-soluble resin 4 was 7,000.
실시예 1~8 및 비교예 1~10Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 10
[감광성 수지 조성물의 조제][Preparation of photosensitive resin composition]
알칼리 가용성 수지 1, 2, 3 또는 4를 포함하는 상기 각 용액에 대해서, 표 1에 기재한 각 원료를 표 1에 기재한 비율로 혼합하여 감광성 수지 조성물을 조제하였다. 또한, 표 1 중의 각 성분에서의 수치의 단위는 질량부이다. 혼합은 실온에서 실시하고, 중합 반응이 개시되지 않도록 자외선을 차단하여 실시하였다. 표 1에 기재한 각 원료는 이하와 같다.For each solution containing alkali-soluble resin 1, 2, 3 or 4, each raw material shown in Table 1 was mixed in the ratio shown in Table 1 to prepare a photosensitive resin composition. In addition, the unit of the numerical value for each component in Table 1 is parts by mass. Mixing was carried out at room temperature and with ultraviolet rays blocked to prevent the polymerization reaction from starting. Each raw material listed in Table 1 is as follows.
<아크릴 모노머><Acrylic monomer>
모노머 1: 아로닉스 MT-3545(도아고세이 제조, 주성분이 아크릴기를 5개 가지는 모노머)Monomer 1: Aronics MT-3545 (manufactured by Toagosei, a monomer whose main component has 5 acrylic groups)
모노머 2: 아로닉스 M-923(도아고세이 제조, 주성분이 아크릴기를 2개 가지는 이소시아누르 골격을 가지는 모노머)Monomer 2: Aronics M-923 (manufactured by Toagosei, a monomer whose main component has an isocyanuric skeleton with two acrylic groups)
모노머 3: 비스코트 #802(오사카 유기화학공업 제조, 주성분에 아크릴기를 7~9개 가지는 모노머)Monomer 3: Viscot #802 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry, monomer with 7 to 9 acrylic groups as the main component)
모노머 4: 라이트 아크릴레이트 DCP-A(교에이샤 화학 제조, 트리시클로환을 가지는 2관능 모노머)Monomer 4: Light acrylate DCP-A (manufactured by Kyoeisha Chemical, bifunctional monomer having a tricyclo ring)
<가교제><Cross-linking agent>
가교제 1: MX-750(산와 케미컬 제조, 이미노기와 메틸올기를 가지는 멜라민) Crosslinking agent 1: MX-750 (manufactured by Sanwa Chemical, melamine having an imino group and a methylol group)
가교제 2: MX-730(산와 케미컬 제조, 이미노기와 에테르 보호 메틸올기를 가지는 멜라민)Crosslinking agent 2: MX-730 (manufactured by Sanwa Chemical, melamine with an imino group and an ether-protected methylol group)
가교제 3: MW-30(산와 케미컬 제조, 에테르 보호 메틸올기를 가지는 멜라민) Crosslinking agent 3: MW-30 (Melamine with ether-protected methylol group, manufactured by Sanwa Chemical)
가교제 4: MW-270(산와 케미컬 제조, 에테르 보호 메틸올기를 가지는 글리콜우릴)Crosslinking agent 4: MW-270 (Sanwa Chemical Co., Ltd., glycoluril with ether-protected methylol group)
가교제 5: MX-002(산와 케미컬 제조, 이미노기와 메틸올기를 가지는 멜라민)Crosslinking agent 5: MX-002 (manufactured by Sanwa Chemical, melamine having an imino group and a methylol group)
<산 촉매><Acid catalyst>
p-톨루엔술폰산p-toluenesulfonic acid
SP-606(ADEKA 제조, 광산(光酸) 발생제)SP-606 (manufactured by ADEKA, photoacid generator)
<광중합 개시제><Photopolymerization initiator>
Irgacure OXE01(BASF 재팬 제조, 광라디칼 개시제)Irgacure OXE01 (manufactured by BASF Japan, optical radical initiator)
<표면 조정제(계면활성제)><Surface conditioner (surfactant)>
DOWSILTM FZ-2122(도레·다우코닝 제조, 계면활성제)DOWSIL TM FZ-2122 (manufactured by Doré and Dow Corning, surfactant)
<평가방법><Evaluation method>
[연필 경도][Pencil hardness]
10cm×10cm 사방의 각 유리 기판 위에, 스핀 코터를 이용해서 실시예 1~8 및 비교예 1~10에서 조제한 각 감광성 수지 조성물을, 완성된 막 두께가 2.0μm가 되도록 도포하고, 진공 건조 장치(VCD)를 이용하여 실온에서 감압 건조시켰다. 당해 도막을 90℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 가열하여 용제를 완전히 제거하였다. 그 후, 얻어진 도막에 대해서, 초고압 수은등의 빛을 60 mJ/cm2로 조사하였다(365 nm에서의 조도: 20mW/cm2). 그 후, 120℃에서 30분간 포스트베이크 함으로써, 경화막 부착 기판을 제작하였다. 얻어진 경화막 부착 기판 위에, 연필을 45도의 각도로 750 g의 가중을 가하여 1 cm 정도 긁고, 흠집이 생기지 않는 가장 단단한 것을 연필 경도로 하였다. 연필 경도는, B 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 HB 이상이며, 더욱 바람직하게는 F 이상이다.Each photosensitive resin composition prepared in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 10 was applied onto each 10 cm x 10 cm square glass substrate using a spin coater so that the finished film thickness was 2.0 μm, and dried using a vacuum dryer ( It was dried under reduced pressure at room temperature using VCD). The coating film was heated on a hot plate at 90°C for 2 minutes to completely remove the solvent. Thereafter, the obtained coating film was irradiated with light from an ultra-high pressure mercury lamp at 60 mJ/cm 2 (illuminance at 365 nm: 20 mW/cm 2 ). After that, a substrate with a cured film was produced by post-baking at 120°C for 30 minutes. On the obtained substrate with a cured film, a pencil was scratched about 1 cm by applying a weight of 750 g at an angle of 45 degrees, and the hardest point without scratches was taken as the pencil hardness. The pencil hardness is preferably B or higher, more preferably HB or higher, and even more preferably F or higher.
[패터닝 현상 특성(포토리소그래피성)][Patterning phenomenon characteristics (photolithographic properties)]
10cm×10cm 사방의 각 유리 기판 위에, 스핀 코터를 이용해서 실시예 1~8 및 비교예 1~10에서 조제한 각 감광성 수지 조성물을, 완성된 막 두께가 2.0μm가 되도록 도포하고, 진공 건조 장치(VCD)를 이용하여 실온에서 감압 건조시켰다. 당해 도막을 90℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 가열하여 용제를 완전히 제거하였다. 그 후, 얻어진 도막에 대해서, 아일랜드 형성용 마스크를 통해서 초고압 수은등의 빛을 60 mJ/cm2로 조사하였다(365 nm에서의 조도: 20mW/cm2). 또한, 마스크와 기판의 간격(노광 갭)은 200μm로 노광을 실시하였다. 그 후, 0.5%의 수산화 칼륨 수용액의 현상액을 이용하여 60초 알칼리 현상을 실시하였다. 수세한 후, 120℃에서 30분간 포스트베이크 함으로써 아일랜드 패턴을 형성하였다. 그리고, 레이저 현미경으로 현상 후의 기판 위에 형성된 아일랜드 패턴을 관찰하였다. 또한, 패터닝 현상 특성은 이하의 기준으로 평가하였다.Each photosensitive resin composition prepared in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 10 was applied onto each 10 cm x 10 cm square glass substrate using a spin coater so that the finished film thickness was 2.0 μm, and dried using a vacuum dryer ( It was dried under reduced pressure at room temperature using VCD). The coating film was heated on a hot plate at 90°C for 2 minutes to completely remove the solvent. Thereafter, the obtained coating film was irradiated with light from an ultra-high pressure mercury lamp at 60 mJ/cm 2 through an island-forming mask (illuminance at 365 nm: 20 mW/cm 2 ). Additionally, exposure was performed with an interval (exposure gap) between the mask and the substrate of 200 μm. Afterwards, alkaline development was performed for 60 seconds using a developer of 0.5% potassium hydroxide aqueous solution. After washing with water, an island pattern was formed by post-baking at 120°C for 30 minutes. Then, the island pattern formed on the developed substrate was observed using a laser microscope. In addition, the patterning phenomenon characteristics were evaluated based on the following criteria.
○: 박리나 형상의 이상 없이 아일랜드 패턴을 작성할 수 있다.○: Island patterns can be created without peeling or shape abnormalities.
△: 아일랜드 패턴을 작성할 수 있지만, 아일랜드의 일부에 박리 또는 형상 이상이 생긴다.△: An island pattern can be created, but peeling or shape abnormalities occur in some parts of the island.
×: 아일랜드 패턴을 작성할 수 없다.×: Island pattern cannot be created.
[보존 안정성][Storage stability]
실시예 1 및 비교예 2에서 조제한 각 감광성 수지 조성물을 5℃ 보냉 하에, 8일 및 24일 경과하도록 한 후, 실온으로 되돌린 각 감광성 수지 조성물의 점도를 측정하여, 점도 증가율을 구했다. 실시예 1의 감광성 수지 조성물은, 8일 후의 점도 증가율이 2.5%, 24일 후의 점도 증가율이 3.4%였다. 비교예 2의 감광성 수지 조성물은, 8일 후의 점도 증가율이 12.9%, 24일 후의 점도 증가율이 15.7%였다.Each photosensitive resin composition prepared in Example 1 and Comparative Example 2 was kept cool at 5°C for 8 and 24 days, and then the viscosity of each photosensitive resin composition returned to room temperature was measured to determine the viscosity increase rate. The photosensitive resin composition of Example 1 had a viscosity increase rate of 2.5% after 8 days and a viscosity increase rate of 3.4% after 24 days. The photosensitive resin composition of Comparative Example 2 had a viscosity increase rate of 12.9% after 8 days and a viscosity increase rate of 15.7% after 24 days.
[표 1][Table 1]
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 포토 스페이서, 격벽재, 렌즈재, 층간 절연막재, 보호막재, 광도파로재 또는 평탄화막재의 원료로서 바람직하게 이용된다.The photosensitive resin composition of the present invention is preferably used as a raw material for photo spacers, partition materials, lens materials, interlayer insulating film materials, protective film materials, optical waveguide materials, or planarization film materials.
Claims (17)
[화학식 1]
(식 중, R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수가 1 이상의 연결기이며, R3은 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 하기 일반식(2)로 나타나는 유기기 또는 히드록시기이고, R4는 상기 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기 또는 유기기이다.)
[화학식 2]
(식 중, R5는 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 모체의 탄소수가 3~8이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기이다.)A photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin containing at least one type of repeating structural unit X represented by the following general formula (1), and a crosslinking agent.
[Formula 1]
(In the formula, R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is a linking group having 1 or more carbon atoms, R 3 is an organic group or hydroxy group represented by the following general formula (2) bonded to the carbon atom of the linking group, and R 4 is It is a hydroxy group or an organic group bonded to the carbon atom of the linking group.)
[Formula 2]
(In the formula, R 5 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, an organic group having a parent carbon number of 3 to 8 and containing a hetero atom, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and also having a carboxyl group. am.)
상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~10의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~10이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The photosensitive resin composition wherein the linking group for R 2 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 10, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 10 and containing a hetero atom.
상기 R4의 유기기는, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 아실옥시기, 아미드옥시기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기 및 함질소 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 포함하는 유기기인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The organic group of R 4 is one or more functional groups selected from the group consisting of an acryloyloxy group, methacryloyloxy group, acyloxy group, amideoxy group, alkoxy group, aryloxy group, amino group, and nitrogen-containing heterocycle. A photosensitive resin composition containing an organic group.
상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~7이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이며,
상기 R4는, 상기 R2의 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이고,
상기 R5는, 모체의 탄소수가 2~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 2~7이며 또한 카르복시기를 가지는 유기기인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The linking group of R 2 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 7 and containing a hetero atom,
R 4 is a hydroxy group, an acryloyloxy group, or a methacryloyloxy group bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 ,
The photosensitive resin composition wherein R 5 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 2 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 2 to 7 and a carboxyl group.
상기 R2의 연결기는, 모체의 탄소수가 1~7의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~7이고 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이며,
상기 R5는, 하기 일반식(3)으로 나타나는 유기기이고,
상기 R4는, 상기 R2의 연결기의 탄소 원자에 결합하는 히드록시기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 하기 일반식(4)로 나타나는 유기기인, 감광성 수지 조성물.
[화학식 3]
(식 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 모체의 탄소수가 1~6의 탄화수소기이고, R6 및 R7의 모체의 합계 탄소수가 3~8이다.)
[화학식 4]
(식 중, R8은 수소 또는 메틸기이고, R9는 모체의 탄소수가 1~5의 탄화수소기, 또는 모체의 탄소수가 1~5이며 또한 헤테로 원자를 포함하는 유기기이다.)According to paragraph 1,
The linking group of R 2 is a hydrocarbon group having a parent carbon number of 1 to 7, or an organic group having a parent carbon number of 1 to 7 and containing a hetero atom,
Said R 5 is an organic group represented by the following general formula (3),
The photosensitive resin composition wherein R 4 is a hydroxy group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, or an organic group represented by the following general formula (4) bonded to the carbon atom of the linking group of R 2 .
[Formula 3]
(In the formula, R 6 and R 7 are each independently a parent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and the total parent carbon number of R 6 and R 7 is 3 to 8.)
[Formula 4]
(In the formula, R 8 is hydrogen or a methyl group, and R 9 is a parent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or an organic group having 1 to 5 parent carbon atoms and containing a hetero atom.)
상기 알칼리 가용성 수지에 있어서, 상기 반복 구조 단위 X의 함유량은, 전체 반복 구조 단위 중에 5~50 mol%인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
In the alkali-soluble resin, the content of the repeating structural unit X is 5 to 50 mol% based on all repeating structural units.
상기 알칼리 가용성 수지는 산가가 10~120 mgKOH/g인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The alkali-soluble resin is a photosensitive resin composition having an acid value of 10 to 120 mgKOH/g.
상기 알칼리 가용성 수지는 중량 평균 분자량이 5000~40000인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The alkali-soluble resin is a photosensitive resin composition having a weight average molecular weight of 5000 to 40000.
상기 가교제는 질소 원자를 2개 이상 포함하는 복소환을 가지는 복소환식 화합물인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The photosensitive resin composition wherein the crosslinking agent is a heterocyclic compound having a heterocycle containing two or more nitrogen atoms.
상기 복소환식 화합물은, 트리아진계 화합물 및/또는 그 축합체, 글리콜우릴계 화합물 및/또는 그 축합체, 및 이미다졸리디논계 화합물 및/또는 그 축합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 감광성 수지 조성물.According to clause 9,
The heterocyclic compound is a photosensitive compound, which is at least one selected from the group consisting of triazine-based compounds and/or their condensates, glycoluril-based compounds and/or their condensates, and imidazolidinone-based compounds and/or their condensates. Resin composition.
상기 복소환식 화합물은, 아미노기, N-(히드록시알킬)기 및 N-(알콕시알킬)기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 1종 이상 가지는, 감광성 수지 조성물.According to clause 9,
A photosensitive resin composition, wherein the heterocyclic compound has at least one functional group selected from the group consisting of an amino group, an N-(hydroxyalkyl) group, and an N-(alkoxyalkyl) group.
상기 가교제의 함유량은, 상기 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해서 10~100 질량부인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The photosensitive resin composition wherein the content of the crosslinking agent is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
산 촉매를 함유하는, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
A photosensitive resin composition containing an acid catalyst.
상기 감광성 수지 조성물은 레지스트 재료인, 감광성 수지 조성물.According to paragraph 1,
The photosensitive resin composition is a resist material.
상기 경화물은, 포토 스페이서, 격벽재, 렌즈재, 층간 절연막재, 보호막재, 광도파로재 또는 평탄화막재인, 경화물.According to clause 15,
The cured product is a photo spacer, a partition material, a lens material, an interlayer insulating film material, a protective film material, an optical waveguide material, or a planarization film material.
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