TWI546622B - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

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Description

感光性樹脂組成物
本發明是關於感光性樹脂組成物。
在近年來的液晶顯示板等中,為了形成感光間隙材料(photo spacer)或保護膜(overcoat),係使用感光性樹脂組成物。就此種感光性樹脂組成物而言,已知有包含作為聚合起始劑之N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺的組成物(JP2008-181087-A)。
然而,以往所提案的感光性樹脂組成物,會有所得圖形的寬度的曝光量依賴性(曝光寬容度(Exposure Margin))並不一定能充分滿意的情形。
本發明包含以下的發明。
[1]一種感光性樹脂組成物,其係包含樹脂、聚合性化合物及聚合起始劑;樹脂係具有源自至少1種由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之構造單元的聚合物,聚合起始劑係含有式(1)表示的化合物,
[式(1)中,Ra1及Ra2係分別獨立地表示Ra11、ORa11、 CORa11、SRa11、CONRa12Ra13或CN,Ra11、Ra12及Ra13係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12及Ra13表示的基的氫原子,亦可被ORa21、CORa21、SRa21、NRa22Ra23、CONRa22Ra23、-NRa22-ORa23、-N(CORa22)-OCORa23、-C(=N-ORa21)-Ra22、-C(=N-OCORa21)-Ra22、CN、鹵原子、或COOR21取代,Ra21、Ra22及Ra23係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra21、Ra22或Ra23表示的基的氫原子,亦可被CN、鹵原子、羥基或羧基取代,Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa24-、-NRa24CO-、-NRa24COO-、-OCONRa24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,Ra24係表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳基烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12及Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,又,Ra12與Ra13、及Ra22與Ra23亦可各自一同形成環,Ra3及Ra4係分別獨立地表示Ra11、ORa11、SRa11、CORa11、CONRa12Ra13、NRa12CORa11、OCORa11、COORa11、SCORa11、OCSRa11、 COSRa11、CSORa11、CN或鹵原子,s及t係分別獨立地表示0至4的整數,L係表示氧原子、硫原子、硒原子、CRa31Ra32、CO、NRa33或PRa34,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra31、Ra32、Ra33或Ra34表示的基有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34亦可分別獨立地與鄰接的任一側之苯環一同形成環,Ra5係表示羥基、羧基或式(2)表示的基:(Ra6)v-L2-L1- (2)(式(2)中,L1係表示-O-、-S-、-NRa22-、-NRa22CO-、-SO2-、-CS-、-OCO-或-COO-,L2係表示由碳數1至20的烷基除去v個氫原子的基、由碳數6至30的芳基除去v個氫原子的基、由碳數7至30的芳烷基除去v個氫原子的基或由碳數2至20的雜環基除去v個氫原子的基,L2表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa22-、-NRa22COO-、-OCONRa22-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,該伸烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra6係表示ORa41、SRa41、CONRa42Ra43、NRa42CORa43、OCORa41、COORa41、SCORa41、OCSRa41、COSRa41、CSORa41、CN或鹵原子,Ra41、Ra42及Ra43係分別獨立地表示氫原子、碳數1至 20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra41、Ra42及Ra43表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra42與Ra43亦可一同形成環,v表示1至3的整數)]。
[2]如[1]所述的感光性樹脂組成物,其中,樹脂係復含有源自具有碳數2至4的環狀醚構造與烯性不飽和鍵的單體之構造單元的共聚物。
[3]一種圖形,係以如[1]或[2]所述的感光性樹脂組成物所形成者。
[4]一種顯示裝置,係含有如[3]所述的圖形者。
依據本發明的感光性樹脂組成物,其形成圖形時的曝光寬容度廣。
以下詳細說明本發明。又,在本說明書中,作為各成分而例示的化合物如無特別註明,即可單獨或組合而使用。
本發明的感光性樹脂組成物係含樹脂(A)、聚合性化合物(B)及聚合起始劑(C),樹脂(A)係具有至少1種源自由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之構造單元的聚合物,聚合起始劑(C)是含式(1)表示的化合物的聚合起始劑。此外,以含有溶劑(D)為理想。
本發明的感光性樹脂組成物係含樹脂(A),樹脂(A)係具有至少1種源自由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之構造單元的聚合物。該構造單元係藉由具有至少1種由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之不飽 和鍵進行聚合而生成的構造單元。
樹脂(A)可列舉例如以下的樹脂[K1]至[K6]等。
[K1]具有由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之至少1種(a)(以下有稱為「(a)」之情形),與碳數2至4的環狀醚構造與烯性不飽和鍵的單體(b)(以下有稱為「(b)」之情形)的共聚物。
[K2](a)、(b)、與可與(a)共聚合的單體(c)(但,與(a)及(b)不同。)(以下有稱為「(c)」之情形)之共聚物。
[K3](a)與(c)的共聚物。
[K4]使(b)對(a)與(c)的共聚物反應所得的樹脂。
[K5]使(a)對(b)與(c)的共聚物反應所得的樹脂。
[K6]使(a)對(b)與(c)的共聚物反應,再與羧酸酐反應所得的樹脂。
作為(a),具體而言,可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸,鄰、間、對乙烯苯甲酸等不飽和單羧酸類;順丁烯二酸(maleic acid)、反丁烯二酸(fumaric acid)、甲基順丁烯二酸(檸康酸,citraconic acid)、甲基反丁烯二酸(mesaconic acid)、亞甲基丁二酸(itaconic acid)、3-乙烯酞酸(3-vinyl phthalic acid)、4-乙烯酞酸、3,4,5,6-四氫酞酸、1,2,3,6-四氫酞酸、二甲基四氫酞酸、1,4-環己二羧酸等不飽和二羧酸類;甲基-5-降莰烯(norbornene)-2,3-二羧酸、5-羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環 [2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯等含有羧基的雙環不飽和化合物類;順丁烯二酸酐、甲基順丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸酐、3-乙烯酞酸酐、4-乙烯酞酸酐、3,4,5,6-四氫酞酸酐、1,2,3,6-四氫酞酸酐、二甲基四氫酞酸酐、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐(海米克酸酐,himic anhydride)等不飽和二羧酸酐類;琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙酯]、酞酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙酯]等2價以上多元羧酸的不飽和單[(甲基)丙烯醯氧烷基]酯類;如α-(羥甲基)丙烯酸之同一分子中含有羥基及羧基的不飽和丙烯酸酯類等。
該等之中,由共聚合反應性之點及對鹼性水溶液的溶解性之點而言,係以丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐等為理想。
(b)係指具有碳數2至4的環狀醚構造(例如至少1種由氧雜環丙烷(oxirane)環、氧雜環丁烷(oxetane)環及四氫呋喃環所成群中選出者)與烯性不飽和鍵的聚合性化合物。(b)係以具有碳數2至4的環狀醚構造與(甲基)丙烯醯氧基的單體為理想。
又,本說明書中,「(甲基)丙烯酸」係表示由丙烯酸及甲基丙烯酸所成群中選出之至少1種。「(甲基)丙烯醯基」及「(甲基)丙烯酸酯」等所表示者所具有的意義亦同。
(b)可列舉例如:具有氧雜環丙烷基(oxiranyl)與烯性不飽和鍵的單體(b1)(以下有稱為「(bI)」之情形)、具有氧雜環丁烷基(oxetanyl)與烯性不飽和鍵的單體(b2)(以下有稱為「(b2)」之情形)、具有四氫呋喃基與烯性不飽和鍵的單體(b3)(以下有稱為「(b3)」之情形)等。
(b1)係可列舉例如具有直鏈狀或分枝鏈狀的不飽和脂肪族烴經環氧化的構造之單體(b1-1)(以下有稱為「(b1-1)」之情形)、具有不飽和脂環式烴經環氧化的構造之單體(b1-2)(以下有稱為「(b1-2)」之情形)。
(b1-1)可列舉例如,(甲基)丙烯酸環氧丙酯(glycidyl(meta)acrylate)、(甲基)丙烯酸β-甲基環氧丙酯、(甲基)丙烯酸β-乙基環氧丙酯、環氧丙基乙烯醚、鄰乙烯苄基環氧丙基醚、間乙烯苄基環氧丙基醚、對乙烯苄基環氧丙基醚、α-甲基鄰乙烯苄基環氧丙基醚、α-甲基-間乙烯苄基環氧丙基醚、α-甲基對乙烯苄基環氧丙基醚、2,3-雙(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,4-雙(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,5-雙(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,6-雙(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,3,4-參(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,3,5-參(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,3,6-參(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、3,4,5-參(環氧丙基氧甲基)苯乙烯、2,4,6-參(環氧丙基氧甲基)苯乙烯等。
(b1-2)可列舉例如乙烯環己烷單氧化物、1,2-環氧基-4-乙烯基環己烷(例如Celloxide 2000;泰舍爾化學工業股份有限公司製)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯 (例如Cyclomer A400;泰舍爾化學工業股份有限公司製)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯(例如Cyclomer-M100;泰舍爾化學工業股份有限公司製)、式(I)表示的化合物及式(II)表示的化合物等。
[式(I)及式(II)中,Ra及Rb係互相獨立地表示氫原子、或碳數1至4的烷基,該烷基所含的氫原子亦可被羥基取代。
Xa及Xb係互相獨立地表示單鍵、-Rc-*-Rc-O-、*-RC-S-、*-Rc-NH-。
Rc係表示碳數1至6的烷二基(alkanediyl)。
*係表示與O的鍵結。]
就碳數1至4的烷基而言,可舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基等。
就氫原子被羥基取代的烷基而言,可舉羥甲基、1-羥基乙基、2-羥基乙基、1-羥基丙基、2-羥基丙基、3-羥基丙基、1-羥基-1-甲基乙基、2-羥基-1-甲基乙基、1-羥基丁基、2-羥基丁基、3-羥基丁基、4-羥基丁基等。
就R1及R2而言,理想可舉氫原子、甲基、羥甲基、1-羥基乙基、2-羥基乙基,更理想可舉氫原子、甲基。
就烷二基而言,可舉亞甲基、伸乙基、丙烷-1,2-二基、 丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基等。
就X1及X2而言,理想是單鍵、亞甲基、伸乙基、*-CH2-O-(*表示與O的鍵結)基、*-CH2CH2-O-基,較理想可舉單鍵、*-CH2CH2-O-基。
就式(I)表示的化合物而言,可舉式(I-1)至式(I-15)表示的化合物等。理想可舉式(I-1)、式(I-3)、式(I-5)、式(I-7)、式(I-9)、式(I-11)至式(I-15)。較理想可舉式(I-1)、式(I-7)、式(I-9)、式(I-15)。
就式(II)表示的化合物而言,可舉式(II-1)至式(II-15)表示的化合物等。理想可舉式(II-1)、式(II-3)、式(II-5)、式(II-7)、式(II-9)、式(II-11)至式(II-15)。較理想可舉式(II-1)、式(II-7)、式(II-9)、式(II-15)。
式(I)表示的化合物及式(II)表示的化合物係可各自單獨使用。又,該等係可以任意比率混合。混合時,其混合比率以莫耳比計之,理想是式(I):式(II)為5:95至95:5,較理想是10:90至90:10,更理想是20:80至80:20。
就具有氧雜環丁烷基與烯性不飽和鍵的單體(b2)而言,以具有氧雜環丁烷基與(甲基)丙烯醯氧基的單體較為理想。就(b2)而言,以3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷等。
就具有四氫呋喃基與烯性不飽和鍵的單體(b3)而言,以具有四氫呋喃基與(甲基)丙烯醯氧基的單體較理想。就(b3)而言,具體可列舉丙烯酸四氫糠酯(例如,Viscoat V#150,大阪有機化學工業股份有限公司製)、甲基丙烯酸四氫糠酯等。
作為(b),就能提高所得的彩色濾色片(colour filter)的耐熱性、耐藥品性等可靠性之點而言,以(b1)為理想。此外,就著色硬化性樹脂組成物的保存安定性優異之點而言,以(b1-2)較理想。
就(c)而言,可列舉例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、三環[5.2.1.02.6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯(在該技術領域,慣用名係稱為「(甲基)丙烯酸二環戊酯(dicyclopentanyl methacrylate)」。又,有稱為「(甲基)丙烯酸三環癸酯」之情形。)、三環[5.2.1.02.6]癸烯-8-基(甲基)丙烯酸酯(在該技術領域,慣用名係稱為「(甲基)丙烯酸二環戊烯酯(Dicyclopentenyl methacrylate)」。)、(甲基)丙烯酸二環戊基氧乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯類; (甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等含有羥基的(甲基)丙烯酸酯類;順丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二乙酯、亞甲基丁二酸二乙酯等二羧酸二酯;雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羥甲基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-三級丁氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-環己氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(三級丁氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(環己基氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯等二環不飽和化合物類;N-苯基順丁烯二醯亞胺(N-Phenylmaleimide)、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺、3-順丁烯二醯亞胺苯甲酸N-琥珀醯亞胺酯(N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate)、4-順丁烯二醯亞胺丁酸N-琥珀醯亞胺酯、6-順丁烯二醯亞胺己酸N-琥珀醯亞胺酯、3-順丁烯二醯亞胺丙酸N-琥珀醯亞胺酯、N-(9-吖啶基)順丁烯二醯 亞胺(N-(9-acridinyl)maleimide)等二羧醯亞胺衍生物類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯(α-Methyl Styrene)、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙烯甲苯、對甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、二氯乙烯(vinylidene chloride)、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、異戊二烯(isoprene)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
該等之中,就共聚合反應性及耐熱性之點而言,係以苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺、雙環[2.2.1]庚-2-烯等為理想。
就樹脂[K1]而言,構成樹脂[K1]的全部構造單元中,各來源的構造單元之比率係在以下的範圍為理想。
源自(a)的構造單元;5至60莫耳%(較理想是10至50莫耳%)
源自(b)的構造單元;40至95莫耳%(較理想是50至90莫耳%)
樹脂[K1]的構造單元的比率如在上述範圍時,會有感光性樹脂組成物的保存安定性,由感光性樹脂組成物形成圖形時的顯影性,以及所得圖形的耐溶劑性、耐熱性及機械強度優異的傾向。
就樹脂[K1]而言,(b)以(b1)的樹脂為理想,(b)是(b1-2)的樹脂更為理想。
樹脂[K1]例如可參考在文獻「高分子合成的實驗法」 (大津隆行著 發行所 股份有限公司化學同人 第1版第1刷1972年3月1日發行)所述的方法及該文獻所述的引用文獻而製造。
具體而言,可列舉將規定量的(a)及(b)、聚合起始劑及溶劑等放入反應容器中,而例如在脫氧環境下,一邊攪拌一邊加熱及保溫的方法。又,這裏所用的聚合起始劑及溶劑等係無特別限定,只要是通常使用在該領域者皆可使用。例如,就聚合起始劑而言,可列舉偶氮化合物(2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等)或有機過氧化物(過氧化苯甲醯等);就溶劑而言,只要是能溶解各單體者即可,可使用在後述作為感光性樹脂組成物的溶劑之溶劑(D)等。
又,所得的共聚物係可將反應後的溶液直接使用,亦可使用經濃縮或稀釋的溶液,也可以使用再沉澱等方法所取出的固體(粉體)。特別是,藉由使用後述的溶劑(D),可直接使用反應後的溶液作為該聚合時的溶劑,而可簡化製造步驟。
就樹脂[K2]而言,在構成樹脂[K2]的全部構造單元中,各來源的構造單元的比率係在以下的範圍為理想。
源自(a)的構造單元:4至45莫耳%(較理想是10至30莫耳%)
源自(b)的構造單元:2至95莫耳%(較理想是5至80莫耳%)
源自(c)的構造單元;1至65莫耳%(較理想是5至60 莫耳%)
樹脂[K2]的構造單元的比率如在上述的範圍時,會有保存安定性,顯影性,所得圖形的耐溶劑性、耐熱性及機械強度優異的傾向。
就樹脂[K2]而言,(b)以(b1)的樹脂為理想,(b)是(b1-2)的樹脂更為理想。
樹脂[K2]例如可與樹脂[K1]的製造方法相同的方法製造。
具體而言,可舉將規定量的(a)、(b)及(c),聚合起始劑及溶劑裝入反應容器中,在脫氧環境下,攪拌、加熱、保溫的方法。所得的共聚物係可直接使用反應後的溶液,亦可使用經濃縮或稀釋的溶液,也可以使用以再沉澱等方法取出的固體(粉體)。
就樹脂[K3]而言,在構成樹脂[K3]的全部構造單元中,各來源的構造單元的比率係在以下的範圍為理想。
(a)2至55莫耳%,較理想是10至50莫耳%
(c)45至98莫耳%,較理想是50至90莫耳%
就樹脂[K3]而言,例如可藉由與樹脂[K1]相同的方法製造。
就樹脂[K4]而言,係可藉由得到(a)與(c)的共聚物,並將(b)所具有的碳數2至4的環狀醚加成於(a)所具有的羧酸及/或羧酸酐而製造。
首先,以與所述之[K1]的製造方法相同的方法,製造(a)與(c)的共聚物。此時,構成(a)與(c)的共聚物的全部 構造單元中,各來源的構造單元的比率係在以下的範圍為理想。
(a)5至50莫耳%,較理想是10至45莫耳%
(c)50至95莫耳%,較理想是55至90莫耳%
其次,使(b)所具有的碳數2至4的環狀醚對前述共聚物中源自(a)的羧酸及/或羧酸酐的一部分反應。
繼(a)與(c)的共聚物的製造後,將燒瓶內環境由氮置換為空氣,將(b)、羧酸或羧酸酐與環狀醚的反應觸媒(例如參(二甲基胺基甲基)酚等)及聚合抑制劑(例如氫醌等)等放入於燒瓶內,而例如藉由在60至130℃反應1至10小時,而可得到樹脂[K4]。
相對於(a)100莫耳,(b)的使用量係以5至80莫耳為理想,較理想是10至75莫耳。藉由在此範圍內,會有保存安定性、顯影性、耐溶劑性、耐熱性、機械強度及靈敏度的平衡良好的傾向。由環狀醚的反應性高,未反應的(b)不容易留存,故就用於樹脂[K4]的(b)而言,係以(b1)為理想,以(b1-1)為更理想。
相對於(a)、(b)及(c)的合計量,前述反應觸媒的使用量係以0.001至5質量%為理想。相對於(a)、(b)及(c)的合計量,前述聚合抑制劑的使用量係以0.001至5質量%為理想。
就饋料方法而言,反應溫度及時間等的反應條件係可考慮製造設備和聚合所致之發熱量等而適宜調整。又,與聚合條件相同,可考慮製造設備和聚合所致之發熱量等, 而適宜地調整饋料方法和反應溫度。
樹脂[K5]在第一階段,係以與上述樹脂[K1]的製造方法同樣操作,而得到(b)與(c)的共聚物。與上述相同,所得的共聚物係可直接使用反應後的溶液,亦可使用經濃縮或稀釋的溶液,也可以使用再沉澱等方法而取出固體(粉體)。
相對於構成前述的共聚物的全部構造單元的合計莫耳數,源自(b)及(c)的構造單元的比率係在以下的範圍為理想。
源自(b)的構造單元:5至95莫耳%(較理想是10至90莫耳%)
源自(c)的構造單元:5至95莫耳%(較理想是10至90莫耳%)
此外,以與樹脂[K4]的製造方法相同的條件,藉由使(a)所具有的羧酸或羧酸酐對(b)與(c)的共聚物所具有的源自(b)的環狀醚反應,而可得樹脂[K5]。
相對於(b)100莫耳,對前述的共聚物反應的(a)的使用量係以5至80莫耳為理想。由於環狀醚的反應性高,而不容易殘留未反應的(b),故用於樹脂[K5]的(b)係以(b1)為理想,又以(b1-1)更為理想。
樹脂[K6]係進一步使羧酸酐對樹脂[K5]反應的樹脂。係使羧酸酐對藉由環狀醚與羧酸或羧酸酐的反應所產生的羥基反應。
就羧酸酐而言,可列舉如順丁烯二酸酐、甲基順丁烯 二酸酐、亞甲基丁二酸酐、3-乙烯酞酸酐、4-乙烯酞酸酐、3,4,5,6-四氫酞酸酐、1,2,3,6-四氫酞酸酐、二甲基四氫酞酸酐、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐(海米克酸酐)等。相對於(a)的使用量1莫耳,羧酸酐的使用量係以0.5至1莫耳為理想。
就樹脂(A)而言,具體可列舉如(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯/(甲基)丙烯酸共聚物等樹脂[K1];(甲基)丙烯酸環氧丙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸環氧丙酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯/(甲基)丙烯酸/N-環己基順丁烯二醯亞胺共聚物、3-甲基-3-(甲基)丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷/(甲基)丙烯酸/苯乙烯共聚物等樹脂[K2];(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物等樹脂[K3];在(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物加成有(甲基)丙烯酸環氧丙酯的樹脂、在(甲基)丙烯酸三環癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物加成有(甲基)丙烯酸環氧丙酯的樹脂、在(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物加成有(甲基)丙烯酸環氧丙酯的樹脂等樹脂[K4];使(甲基)丙烯酸對(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物反應的樹脂、使(甲基)丙烯酸對(甲基)丙烯酸三環癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物反應的樹脂等樹脂[K5];使(甲基)丙烯酸對(甲基)丙烯酸三環癸酯 /(甲基)丙烯酸環氧丙酯的共聚物反應的樹脂,再與四氫酞酸酐反應的樹脂等樹脂[K6]等。
該等樹脂係可單獨使用,亦可2種以上併用。
其中,樹脂(A)係具有:源自至少1種由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成群中選出之構造單元、源自具有碳數2至4的環狀醚構造與烯性不飽和鍵的單體之構造單元的共聚物,係以樹脂[K1]及樹脂[K2]為理想,就具有源自碳數2至4的環狀醚構造與烯性不飽和鍵的單體的構造單元而言,分別以源自丙烯酸3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯的構造單元的樹脂[K1]及樹脂[K2]較為理想。
樹脂(A)的聚苯乙烯換算的重量平均分子量,理想是3,000至100,000,更理想是5,000至50,000。樹脂(A)的重量平均分子量在上述範圍時,感光性樹脂組成物會有塗布性優異的傾向,此外,在形成圖形之際的顯影時,未硬化塗膜的像素部分不易發生膜厚削減,並且,在顯影時未硬化塗膜的非像素部分對顯影液的溶解性有優異的傾向。
樹脂(A)的分子量分布[重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn)],理想是1.1至6,較理想是1.2至4。
樹脂(A)的酸價,宜為20至150mg-KOH/g,理想是40至135mg-KOH/g,更理想是50至135mg-KOH/g。其中,係測定中和1g樹脂所需的氫氧化鉀的量(mg)的值作為酸價,例如可用氫氧化鉀水溶液進行滴定而求得。
相對於樹脂(A)及聚合性化合物(B)的合計量,樹脂(A)的含量理想是5至95質量%,更理想是20至80質量%,特 別理想是40至60質量%。樹脂(A)的含量在上述的範圍時,會有顯影性、密著性、耐溶劑性及機械特性優異的傾向。
本發明的感光性樹脂組成物係含有聚合性化合物(B)。
聚合性化合物(B)係可藉由聚合起始劑(C)所產生的活性自由基進行聚合的化合物,例如,具有聚合性的烯性不飽和雙鍵的化合物等,理想可舉(甲基)丙烯酸酯化合物。
就具有1個烯性不飽和雙鍵的聚合性化合物(B)而言,可舉前述列舉作為(a)、(b)及(c)的化合物,其中,尤以(甲基)丙烯酸酯類為理想。
就具有2個烯性不飽和雙鍵的聚合性化合物(B)而言,可舉1,3-丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁烷二醇(甲基)丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基)醚、乙氧化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基戊烷二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
就具有3個以上烯性不飽和雙鍵的聚合性化合物(B)而言,可列舉三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、參(2-羥基乙基)三聚異氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙 烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物、三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物、己內酯改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質參(2-羥基乙基)三聚異氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物、己內酯改質二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應物、己內酯改質三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐等。其中,尤以3官能以上的單體為理想,以二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯更為理想。
相對於樹脂(A)及聚合性化合物(B)的合計量,聚合性化合物(B)的含量理想是5至95質量%,更理想是20至80質量%。聚合性化合物(B)的含量在前述的範圍內時,會有靈敏度、硬化後的圖形的強度和平滑性、可靠性、機械強 度良好的傾向。
本發明的感光性樹指組成物係含有聚合起始劑(C),聚合起始劑(C)係含有式(1)表示的化合物(以下有稱為「化合物(1)」之情形)。
[式(1)中,Ra1及Ra2係分別獨立地表示Ra11、ORa11、CORa11、SRa11、CONRa12Ra13或CN,Ra11、Ra12及Ra13係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12及Ra13表示的基的氫原子亦可被ORa21、CORa21、SRa21、NRa22Ra23、CONRa22Ra23、-NRa22-ORa23、-N(CORa22)-OCORa23、-C(=N-ORa21)-Ra22、-C(=N-OCORa21)-Ra22、CN、鹵原子、或COOR21取代,Ra21、Ra22及Ra23係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra21、Ra22及Ra23表示的基的氫原子亦可被CN、鹵原子、羥基或羧基取代,Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、 -NRa24-、-NRa24CO-、-NRa24COO-、-OCONRa24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,Ra24係表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳基烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,又,Ra12與Ra13及Ra22與Ra23亦可各自一同形成環。本說明書中,「Ra12與Ra13及Ra22與Ra23各自一同形成環」係指「Ra12與Ra13及Ra22與Ra23是各自而一同與連接的氮原子、碳原子或氧原子一起形成環」的意思。
Ra3及Ra4係分別獨立地表示Ra11、ORa11、SRa11、CORa11、CONRa12Ra13、NRa12CORa11、OCORa11、COORa11、SCORa11、OCSRa11、COSRa11、CSORa11、CN或鹵原子,s及t係分別獨立地表示0至4的整數,L係表示氧原子、硫原子、硒原子、CRa31Ra32、CO、NRa33或PRa34,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra31、Ra32、Ra33或Ra34表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34亦可分別獨立地與鄰接的任一側之苯環一同形成環。本說明書中「Ra31、Ra32、Ra33及Ra34分別獨立地與鄰接的任一邊的苯環一起形成環」係意指「Ra31、Ra32、Ra33及Ra34係分別獨立地與鄰接的任一邊的苯環一同與連接的氮原子或磷 原子一起形成環」。
Ra5係羥基、羧基或式(2)表示的基:(Ra6)v-L2-L1- (2)
(式(2)中,L1係表示-O-、-S-、-NRa22-、-NRa22CO-、-SO2-、-CS-、-OCO-或-COO-,
L2係表示由碳數1至20的烷基除去v個氫原子的基、由碳數6至30的芳基除去v個氫原子的基、由碳數7至30的芳烷基除去v個氫原子的基或由碳數2至20的雜環基除去v個氫原子的基,
L2表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分係可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa22-、-NRa22COO-、-OCONRa22-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,該伸烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,
Ra6係表示ORa41、SRa41、CONRa42Ra43、NRa42CORa43、OCORa41、COORa41、SCORa41、OCSRa41、COSRa41、CSORa41、CN或鹵原子,Ra41、Ra42及Ra43係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra41、Ra42或Ra43表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra42與Ra43亦可一起形成環。本說明書中,「Ra42與Ra43一起形成環」係意指「Ra42與Ra43一同與各自所連接的氮原子或磷原子一起形成環」的意思。
v表示1至3的整數。)。]
就表示式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra24、Ra31、Ra32、Ra33及Ra34,以及式(2)中的Ra22、Ra41、Ra42、及 Ra43之碳數1至20的烷基而言,可列舉例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、戊基、異戊基、三級戊基、己基、庚基、辛基、異辛基、2-乙基己基、三級辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一基、十二基、十四基、十六基、十八基、二十基、環戊基、環己基、環己基甲基等。
就表示式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra24、Ra31、Ra32、Ra33及Ra34,以及式(2)中的Ra22、Ra41、Ra42及Ra43的碳數6至30的芳基而言,可列舉例如苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、萘基、蒽基、菲基(phenanthryl)、被1個以上之上述烷基取代的苯基、聯苯基、萘基、蒽基等。
就表示式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra24、Ra31、Ra32、Ra33及Ra34,以及式(2)中的Ra22、Ra41、Ra42及Ra43的碳數7至30的芳烷基而言,可列舉例如苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基、苯基乙基等。
就表示式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra24的碳數2至20的雜環基而言,可列舉例如吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、四氫呋喃基、二氧雜環己基(dioxolanyl)、苯並唑-2-基、四氫哌喃基、吡咯啶基(pyrrolidinyl)、咪唑啶基(imidazolidinyl)、吡唑啶基、噻唑啶基、異噻唑啶基、唑啶基、異唑啶基、哌啶基、哌基、嗎啉基(morpholinyl)等,理想是5至7員雜環。
就式(1)中的Ra12與Ra13、Ra22與Ra23、及式(2)中的Ra42與Ra43可一同形成的環,以及Ra31、Ra32、Ra33及Ra34可與鄰 接的苯環一同形成的環而言,可列舉例如環戊烷環、環己烷環、環戊烯環、苯環、哌啶環、嗎啉環、內酯環、內醯胺環等,理想是5至7員環。
式(2)中的L2係表示由碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基除去v個氫原子的基。
就由碳數1至20的烷基除去v個氫原子的基而言,例如v為1時,可舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、甲基伸乙基、伸丁基、1-甲基伸丙基、2-甲基伸丙基、1,2-二甲基伸丙基、1,3-二甲基伸丙基、1-甲基伸丁基、2-甲基伸丁基、3-甲基伸丁基、4-甲基伸丁基、2,4-二甲基伸丁基、1,3-二甲基伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十二基、伸十三基、伸十四基、伸十五基、乙烷-1,1-二基、丙烷-2,2-二基等伸烷基。
就由碳數6至30的芳基除去v個氫原子的基而言,例如v為1時,可舉1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、2,6-伸萘基、1,4-伸萘基、2,5-二甲基-1,4-伸苯基、二苯基甲烷-4,4’-二基、2,2-二苯基丙烷-4,4’-二基、二苯基硫-4,4’-二基、二苯基碸-4,4’-二基等伸芳基。
就由碳數7至30的芳烷基除去v個氫原子的基而言,例如v為1時,可舉式(a)表示的基及式(b)表示的基等。
[式(a)及(b)中,L3及L5係表示碳數1至10的伸烷基, L4及L6係表示單鍵或碳數1至10的伸烷基。]
就碳數1至10的伸烷基而言,可舉例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、甲基伸乙基、伸丁基、1-甲基伸丙基、2-甲基伸丙基、1,2-二甲基伸丙基、1,3-二甲基伸丙基、1-甲基伸丁基、2-甲基伸丁基、3-甲基伸丁基、4-甲基伸丁基、2,4-二甲基伸丁基、1,3-二甲基伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基等。
就由碳數2至20的雜環基除-去v個氫原子的基而言,例如v為1時,可舉2,5-吡啶二基、2,6-吡啶二基、2,5-嘧啶二基、2,5-噻吩二基、3,4-四氫呋喃二基、2,5-四氫呋喃二基、2,5-呋喃二基、3,4-噻唑二基、2,5-苯並呋喃二基、2,5-苯並噻吩二基、N-甲基吲哚-2,5-二基、2,5-苯並噻唑二基、2,5-苯並唑二基等2價雜環基。
就表示式(1)中的Ra3及Ra4、式(2)中的Ra6之鹵原子,以及式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22及Ra23可具有作為取代基的鹵原子而言,可舉氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
當式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基,或式(2)中L2表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa24-、-NRa24CO-、-NRa24COO-、-OCONRa24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,此時,中斷的鍵基可以是1種或2種以上的基,當可為先連續再中斷的基時,亦可為先連續2個以上再中斷。
當式(1)中的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、 Ra33或Ra34表示的基,或是式(2)中的Ra41、Ra42或Ra43表示的基有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀。
又,式(2)中的L2表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀。
化合物(1)中,尤其係以式(3)表示的化合物為理想。
[式(3)中,L’係表示硫原子或NRa50,Ra50係表示直鏈狀、分枝鏈狀或環狀的碳數1至20的烷基,Ra1、Ra2、Ra3、Ra4、Ra5、s及t係表示與上述相同的意義。]
進一步,係以式(4)表示的化合物較為理想: [式(4)中,Ra51及Ra52係分別獨立地表示碳數1至20的烷基,Ra53表示羥基、羧基或式(5)表示的基:Ra54-L12-L11- (5)
(式(5)中,L11係表示-O-或*-OCO-,*表示與L12的鍵結,L12係表示碳數1至20的伸烷基,該伸烷基可以被1至3個的-O-中斷,Ra54係表示ORa55或COORa55,Ra55係表示氫原子或碳數1至6的烷基。)]。
化合物(1)是該等化合物時,化合物的製造容易,並且 可由含該化合物的感光性樹脂組成物以高靈敏度製造圖形。
表示Ra51及Ra52的烷基的碳數,理想是1至10,更理想是1至4。
Ra53理想是式(5)表示的基。
表示L12的伸烷基的碳數,理想是1至10,更理想是1至4。
Ra54理想是羥基或羧基,更理想是羥基。
就化合物(1)而言,可舉下述式表示的化合物。若為該等化合物,形成圖形時的曝光寬容度有變廣的傾向。其中,尤以化合物No.2、化合物No.26、化合物No.44、化合物No.45及化合物No.46為理想。
化合物(1)的製造方法並無特別限定,例如可以JP2011-132215-A所述的方法製造。
相對於聚合起始劑(C)的總量,化合物(1)的含量理想是30至100質量%,更理想是50至100質量%。化合物(1)的含量在前述的範圍內時,圖形製造時的曝光寬容度有變廣的傾向。
本發明的感光性樹脂組成物中,亦可含有與化合物(1)不同的聚合起始劑作為聚合起始劑(C)。就聚合起始劑(C)而言,只要是藉由光或熱的作用開始聚合的化合物即無特別限定,可使用公知的聚合起始劑。
作為聚合起始劑(C),可列舉例如聯咪唑(biimidazole)化合物、烷基苯酮(alkylphenone)化合物、三化合物、醯基氧化膦(acyl phosphine oxide)化合物、肟(oxime) 化合物。又,亦可使用JP2008-181087-A所述的光及/或熱陽離子聚合起始劑(可舉例如,由源自鎓陽離子與路易斯酸(Lewis acid)的陰離子構成者)。其中,尤以由聯咪唑化合物、烷基苯酮化合物及肟化合物所成群中選出之至少1種為理想,以由聯咪唑化合物、烷基苯酮化合物及肟化合物所成群中選出之2種以上更為理想。若以該等為聚合起始劑,會有靈敏度變高的傾向而特別理想。
就前述聯咪唑化合物而言,可舉2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑(例如參照JPH06-75372-A號公報,JPH06-75373-A等)、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(二烷氧苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)聯咪唑(例如參照JPS48-38403-B、JPS62-174204-A等)、4,4’5,5’-位的苯基經烷氧羰基(carboalkoxy)取代的咪唑化合物(例如參照JPH07-10913-A等)等。理想可舉2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑。
前述的烷基苯酮化合物係具有α-羥基烷基苯酮、α-烷氧基烷基苯酮或α-(N-取代胺基)烷基苯酮作為部分構造的化合物,具體而言,可舉二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-1- [4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-(N-嗎啉基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁烷-1-酮、2-(2-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(3-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(4-甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-乙基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-丙基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-丁基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2,3-二甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2,4-二甲基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-氯苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-溴苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(3-氯苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(4-氯苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(3-溴苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(4-溴苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-甲氧基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(3-甲氧基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(4-甲氧基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-甲基-4-甲氧基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N- 嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-甲基-4-溴苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-(2-溴-4-甲氧基苄基)-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]丁烷-1-酮等。
前述三化合物而言,可舉2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-向日葵基-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三等。
就前述醯基氧化膦化合物而言,可舉2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物等。
就前述肟化合物而言,可舉N-苯甲醯基氧基-1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1-酮-2-亞胺、N-乙氧基羰氧基-1-苯基丙烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯基氧基-1-(4-苯基硫基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧雜環戊基甲基 氧基)苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺等。亦可使用IRGACURE OXE01、OXE02(以上為BASF公司製)、N-1919(ADEKA公司製)等市售商品。
再就聚合起始劑(C)而言,可舉苯偶姻(benzoin)、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚等苯偶姻化合物;二苯基酮(benzophenone)、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯基酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧羰基)二苯基酮、2,4,6-三甲基二苯基酮等二苯基酮化合物;9,10-菲醌(9,10-phenanthrenequinone)、2-乙基蒽醌、樟腦醌(camphorquinone)等醌化合物;10-丁基-2-氯吖啶酮、二苯基乙二酮、苯基乙醛酸甲酯(methyl phenylglyoxylate)、二茂鈦(titanocene)化合物等。該等以與後述的聚合起始助劑(C1)組合使用為理想。
又,亦可使用JP2002-544205-A所述的光聚合起始劑作為具有可發生鏈轉移的基之光聚合起始劑。
相對於樹脂(A)及聚合性化合物(B)的合計量,聚合起始劑(C)的含量理想是0.5至30質量%,更理想是1至20質量%,又更理想是1至10質量%。聚合起始劑(C)的含量在前述的範圍內時,可以高靈敏度得到圖形,而且會有所得圖形的可見光穿透率高的傾向。
在本發明的感光性樹脂組成物中,亦可進一步與上述聚合起始劑(C)一同使用聚合起始助劑(C1)。聚合起始助劑(C1)係與聚合起始劑(C)組合而使用,是為了促進藉由聚合 起始劑開始進行聚合的聚合性化合物之聚合而使用的化合物,或是增敏劑。就聚合起始助劑(C1)而言,可舉氧硫雜蒽酮(thioxanthone)化合物、噻唑啉化合物(thiazoline)、烷氧蒽(alkoxy anthracene)化合物、胺化合物及羧酸化合物等。藉由將該等與聚合起始劑(C)組合,即可以高靈敏度得到圖形。
就氧硫雜蒽酮化合物而言,可舉2-異丙基氧硫雜蒽酮、4-異丙基氧硫雜蒽酮、2,4-二乙基氧硫雜蒽酮、2,4-二氯氧硫雜蒽酮、1-氯-4-丙氧基氧硫雜蒽酮等。
就噻唑啉化合物而言,可舉式(III-1)至式(III-3)表示的化合物、JP2008-65319-A所述的化合物等。
就烷氧蒽化合物而言,9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、2-乙基-9,10-二丁氧基蒽、JP2009-139932-A所述的化合物等。
就胺化合物而言,可舉三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三 異丙醇胺等脂肪族胺化合物;如4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮(通稱米其勒酮(Michler’s ketone))、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮之芳族胺化合物。
就羧酸化合物而言,可舉苯基硫基乙酸、甲基苯基硫基乙酸、乙基苯基硫基乙酸、甲基乙基苯基硫基乙酸、二甲基苯基硫基乙酸、甲氧基苯基硫基乙酸、二甲氧基苯基硫基乙酸、氯苯基硫基乙酸、二氯苯基硫基乙酸、N-苯基甘胺酸、苯氧基乙酸、萘基硫乙酸、N-萘基甘胺酸、萘氧基乙酸等芳族雜乙酸類。
含有聚合起始助劑(C1)時,相對於樹脂(A)及聚合性化合物(B)的合計量,聚合起始助劑(C1)之含量理想是0.1至10質量%,較理想是1至7質量%。聚合起始助劑(C1)的量在前述範圍時,可以高靈敏度得到圖形,而所得圖形的形狀良好。
又,本發明的感光性樹脂組成物亦可復含有多官能硫醇化合物(T)。多官能硫醇化合物(T)係指分子內具有2個以上-SH的化合物。特別是使用具有2個以上鍵結於源自脂肪族烴基的碳原子的-SH之化合物時,本發明的感光性樹脂組成物的靈敏度會有變高的傾向。
就多官能硫醇化合物(T)而言,具體可舉己二硫醇(hexanedithiol)、癸二硫醇、1,4-雙(甲基硫基)苯、丁二 醇雙(3-硫基丙酸酯)、丁二醇雙(3-硫基乙酸酯)、乙二醇雙(3-硫基乙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-硫基乙酸酯)、丁烷二醇雙(3-硫基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-硫基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-硫基乙酸酯)、新戊四醇肆(3-硫基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-硫基乙酸酯)、三羥乙基參(3-硫基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-硫基丁酸酯)、1,4-雙(3-硫基丁基氧基)丁烷等。
相對於聚合起始劑(C),多官能硫醇化合物(T)的含量理想是0.1至10質量%,較理想是0.5至7質量%。多官能硫醇化合物(T)的含量在前述範圍時,感光性樹脂組成物的靈敏度高,且顯影性有變得良好的傾向,而為理想。
本發明的感光性樹脂組成物係含有溶劑(D)。
就本發明可使用的溶劑而言,係例如可由酯溶劑(含-COO-的溶劑)、酯溶劑以外的醚溶劑(含-O-的溶劑)、醚酯溶劑(含-COO-與-O-的溶劑)、酯溶劑以外的酮溶劑(含-CO-的溶劑)、醇溶劑、芳族烴溶劑、醯胺溶劑、二甲基亞碸等之中進行選擇而使用。
就酯溶劑而言,可舉乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羥基異丁酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、環己醇乙酸酯、γ-丁內酯等。
就醚溶劑而言,可舉乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基 醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氫呋喃、四氫哌喃、1,4-二烷、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、苯甲醚(anisole)、苯乙醚(phenetole)、甲基苯甲醚等。
就醚酯溶劑而言,可舉甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丁二醇單丙基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯等。
就酮溶劑而言,可舉4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、環戊酮、環己酮、異佛酮(Isophorone)等。
就醇溶劑而言,可舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、甘油等。
就芳族烴溶劑而言,可舉苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)。
就醯胺溶劑而言,可舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等。
該等溶劑可以單獨使用,亦可將2種類以上組合使用。
就塗佈性、乾燥性之點而言,上述溶劑中,係以於1atm的沸點在120℃以上180℃以下的有機溶劑為理想。其中,尤以含有至少1種由丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇甲基乙基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯及3-甲氧基-1-丁醇所成群中選出的溶劑為理想,以含有乙酸3-甲氧基丁酯的溶劑更為理想。
在感光性樹脂組成物中,相對於對感光性樹脂組成物,溶劑(D)的含量理想是60至95質量%,更理想是70至90質量%。換言之,感光性樹脂組成物的固形分理想是5至40質量%,更理想是10至30質量%。其中,固形分係指由感光性樹脂組成物除去溶劑(D)的量。溶劑(D)的含量在前述範圍時,會有塗佈有感光性樹脂組成物的膜之平坦性高的傾向。
本發明的感光性樹脂組成物係以含有界面活性劑(E)為理想。就界面活性劑而言,可列舉例如矽氧(silicone)系界面活性劑、氟系界面活性劑、具有氟原子的矽氧系界面活性劑等。
就矽氧系界面活性劑而言,可列舉有矽氧烷鍵的界面活性劑。
具體而言,可列舉Toray Silicone DC3PA、同系列之SH7PA、同系列之DC11PA、同系列之SH21PA、同系列之SH28PA、同系列之SH29PA、同系列之SH30PA,聚醚改質矽氧油SH8400(商品名:東麗‧道康寧股份有限公司製);KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化學工業股份有限公司製);TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(Momentive‧Performance‧Materials‧Japan合資公司製)等。
就氟系界面活性劑而言,可舉有氟碳鏈的界面活性劑。
具體而言,可舉Fluorinert(註冊商標)FC430、同系列之FC431(住友3M股份有限公司製);Megafac(註冊商標)F142D、同系列之F171、同系列之F172、同系列之F173、同系列之F177、同系列之F183、同系列之R30(DIC股份有限公司製);Eftop(註冊商標)EF301、同系列之EF303、同系列之EF351、同系列之EF352(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals股份有限公司製);Surflon(註冊商標)S381、同系列之S382、同系列之SC101、同系列之SC105(旭玻璃股份有限公司製);E5844(Daikin Fine Chemicals研究所股份有限公司製)等。
就具有氟原子的矽氧系界面活性劑而言,可舉有矽氧烷鍵及氟碳鏈的界面活性劑。具體而言,可舉Megafac(註冊商標)R08、同系列之BL20、同系列之F475、同系列之F477、同系列之F443(DIC股份有限公司製)等。理想可舉 如Megafac(註冊商標)F475。
相對於對感光性樹脂組成物的總量,界面活性劑(E)的含量係0.001質量%以上0.2質量%以下,理想是0.002質量%以上0.1質量%以下,更理想是0.01質量%以上0.05質量%以下。藉由於前述的範圍含有界面活性劑,可使塗膜的平坦性良好。
本發明的感光性樹脂組成物中,亦可視需要而併用填充劑、其他的高分子化合物、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光安定劑、鏈轉移劑等各種添加劑。
作為本發明的感光性樹脂組成物,可舉:只含樹脂(A)、聚合性化合物(B)及聚合起始劑(C)的組成物;以及,在樹脂(A)、聚合性化合物(B)及聚合起始劑(c)之外,只含有由前述填充劑、其他的高分子化合物、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光安定劑及鏈轉移劑所成群中選出之至少1種添加劑的組成物。
當本發明的感光性樹脂組成物裝填在光程(Optical path)長為1cm的石英管(heated quartz cell)中,並使用分光光度計在測定波長400至700nm的條件下測定穿透率時,平均穿透率理想是70%以上,更理想是80%以上。
本發明的感光性樹脂組成物成為塗膜時,塗膜的平均穿透率理想是90%以上,而以達95%以上更為理想。該平均穿透率係對加熱硬化(例如100至250℃,5分鐘至3小時)後的厚度為3μm的塗膜使用分光光度計,在測定波長400至700nm的條件下測定時之平均值。藉此操作,可提供在 可見光領域的透明性優異的塗膜。
通常,由不含著色劑的樹脂組成物製作塗膜時,在測定波長400nm附近的穿透率會降低而容易呈黃色或茶色。然而,本發明的感光性樹脂組成物係可提供在全可見光領域(400至700nm)表現高穿透率的塗膜。
本發明的感光性樹脂組成物只要塗佈在基板上,除去(乾燥)溶劑等揮發成分而形成膜,並經由(光罩photomask)將該膜曝光,即可顯影。上述的光蝕刻法(photolithography)中,只要在曝光時不使用光罩,及/或不顯影,即可形成無圖形的塗膜。
製作圖形的膜厚並無特別限定,可視所使用的材料、用途等而適宜調整,例如,在0.1至30μm,理想是1至20μm,更理想是1至6μm。
就基板而言,可使用石英玻璃、硼矽酸玻璃、氧化鋁矽酸鹽玻璃、表面覆有氧化矽(silica)的鈉鈣玻璃(soda-lime glass)等玻璃板;或聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙烯酯等樹脂板;矽、在前述基板上形成有鋁、銀,銀/銅/鈀合金薄膜等者。該等基板上,亦可形成有彩色濾色層、樹脂層、絶緣膜、導電膜、電晶體、電路等。
塗佈係可使用旋塗機、狹縫-旋塗機、狹縫塗佈機、噴墨、輥塗機、浸塗機等各種塗佈裝置而實施。
其次,以進行乾燥或預烘烤(pre-bake),除去溶劑等揮發成分為理想。藉此,可得平滑的膜。
此時,膜的膜厚係並無特別限定,可視所使用的材料、用途等而適宜調整,例如可例示1至6μm左右。
進一步,經由用以形成目的之圖形的光罩,對所得的膜照射例如由水銀燈、發光二極體產生的紫外線等光。此時,光罩的形狀並無特別限定,形狀和大小只要視圖形的用途而選擇即可。
近年來的曝光機,係可將未達350nm之光用阻隔該波段的濾色片阻隔,並使用436nm附近、408nm附近、365nm附近之波段可通過的帶通濾波器(bandpass filter),選擇性地讓該等波段的光通過,而可以平行光線均勻地照射在曝光面全體。此時,為了要正確地配置光罩與基板的位置,亦可使用光罩對準機(maskaligner)、步進機(Stepper)等裝置。
藉由將曝光後的塗膜與顯影液接觸,使規定的部分,例如,使非曝光部溶解而顯影,即可得目的之圖形形狀。
顯影方法可為覆液法、浸漬法、噴霧法等任一方法。亦可進一步在顯影時將基材以任意角度傾斜。
顯影所使用的顯影液以鹼性化合物的水溶液為理想。
鹼性化合物可為無機及有機的鹼性化合物的任一種。
無機的鹼性化合物之具體例,可列舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀、氨等。
有機的鹼性化合物可列舉例如氫氧化四甲基銨、氫氧 化2-羥基乙基三甲基銨、單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、單異丙基胺、二異丙胺、乙醇胺等。
就該等無機及有機鹼性化合物於水溶液中的濃度而言,理想是0.01至10質量%,更理想是0.03至5質量%。
前述顯影液亦可含界面活性劑。
界面活性劑可為非離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑或陽離子系界面活性劑的任一種。
就非離子系界面活性劑而言,可列舉例如聚氧乙烯烷醚、聚氧乙烯芳醚、聚氧乙烯烷基芳醚、其他的聚氧乙烯衍生物、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
就陰離子系界面活性劑而言,可列舉例如如月桂醇硫酸酯鈉和油醇硫酸酯鈉的高級醇硫酸酯鹽類、如月桂基硫酸鈉和月桂基硫酸銨的烷基硫酸鹽類、如十二基苯磺酸鈉和十二基萘磺酸鈉的烷基芳基磺酸鹽類等。
就陽離子系界面活性劑而言,可舉例如硬脂基胺鹽酸鹽和氯化月桂基三甲基銨的胺鹽或四級銨鹽等。
鹼顯影液中,界面活性劑的濃度理想是0.01至10質量%的範圍,更理想是0.05至8質量%,又更理想是0.1至5質量%。
顯影後,藉由水洗即可得到圖形。亦可再視需要而進行後烘烤(post-bake)。後烘烤係例如於150至240℃的溫 度範圍進行10至180分鐘為理想。
如此操作而由本發明的感光性樹脂組成物得到的圖形,係例如有用於:構成彩色濾色片基板及/或陣列基板(array substrate)的一部分的感光間隙材料、可圖型化(patterning)的保護膜、層間絶緣膜、液晶定向調控用突起、微透鏡(microlens)、用以調整膜厚的覆層等觸控面板用構件;依上述操作而得的沒有圖形的塗膜,係有用於構成彩色濾色片基板及/或陣列基板的一部分之保護膜。前述彩色濾色片基板及陣列基板係有用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、電子紙等。
(實施例)
以下,以實施例詳細說明本發明。例中的「%」及「份」係如無特別註明,是質量%及質量份。
合成例1
在具備回流冷卻器、滴下漏斗及攪拌機的燒瓶內以0.02公升/分鐘流通氮而成為氮環境,加入二乙二醇乙基甲基醚100質量份,一邊攪拌一邊加熱至70℃。其次,將甲基丙烯酸40質量份、丙烯酸3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯(式(I-1)表示的化合物及式(II-1)表示的化合物之混合物,莫耳比=50:50)160質量份溶解於二乙二醇乙基甲基醚120質量份中,調製溶液。將所得的溶解液使用滴下幫浦,費時4小時滴入於保溫在70℃的燒瓶內。
另一方面,將聚合起始劑2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)30質量份溶解於二乙二醇乙基甲基醚100質量份的溶液用另外的滴下幫浦,費時5小時滴入於燒瓶內。聚合起始劑的溶液滴入完成後,在70℃保持4小時,之後冷卻至室溫,得到固形分38.2質量%、酸價113mg-KOH/g(固形分換算)的共聚物(樹脂Aa)溶液。所得樹脂Aa的重量平均分子量(Mw)是7.2×103,分子量分布(Mn/Mw)是1.83。樹脂Aa係具有下述的構造單元。
合成例2
在具備回流冷卻器、滴下漏斗及攪拌機的燒瓶內,以0.02公升/分鐘流通氮而成為氮環境,加入3-甲氧基-1-丁醇200份及乙酸3-甲氧基丁酯105份,一邊攪拌一邊加熱至70℃。其次,將甲基丙烯酸60份、丙烯酸3,4-環氧基三環[5.2.1.02.6]癸酯(式(I-1)表示的化合物及式(11-1)表示的化合物之莫耳比為50:50的混合物)240份,溶解於乙酸3-甲氧基丁酯140份而調製溶液,並將該溶解液,用滴下漏斗費時4小時,滴入於保溫在70℃的燒瓶內。
另一方面,將聚合起始劑2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊 腈)30份溶解於乙酸3-甲氧基丁酯225份的溶液,用另外的滴下漏斗費時4小時滴入於燒瓶內。完成聚合起始劑溶液的滴入後,在70℃保持4小時,之後冷卻至室溫,得到固形分32.6%、酸價110mg-KOH/g(固形分換算)的共聚物(樹脂Ab)的溶液。所得的樹脂Ab的重量平均分子量Mw係1.34×104,分子量分布(Mn/Mw)是2.50。樹脂Ab係有以下的構造單元。
合成例3
在具備攪拌機、溫度計、回流冷卻器及滴下漏斗的燒瓶內,以0.02公升/分鐘流通氮而成為氮環境下,加入丙二醇單甲基醚乙酸酯257質量份,一邊攪拌一邊加熱至70℃。其次,將丙烯酸8份、環己基順丁烯二醯亞胺70份、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯(將式(I-1)表示的化合物及式(II-1)表示的化合物以莫耳比50:50混合)32質量份,溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯140質量份而調製溶液,將該溶液用滴下漏斗費時4小時,滴入於保溫在70℃的燒瓶內。
另一方面,將聚合起始劑2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)15質量份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯225質量份的溶液,用另外的滴下漏斗費時4小時滴入於燒瓶內。完成聚合起始劑溶液的滴入後,在70℃保持4小時,之後冷卻至室溫,得到重量平均分子量Mw 6.8×103,分子量分布Mw/Mn 2.23,固形分26.7質量%,溶液酸價31mg-KOH/g的樹脂Ac溶液。由上述的固形分與溶液酸價計算固形分酸價,係114mg-KOH/g。
合成例4
在具備攪拌機、溫度計、回流冷卻器及滴下漏斗的燒瓶內,以0.02公升/分鐘流通氮而成為氮環境,加入丙二醇單甲基醚乙酸酯257質量份,一邊攪拌一邊加熱至70℃。其次,將丙烯酸57質量份、乙烯甲苯83份、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯(將式(I-1)表示的化合物及式(lI-1)表示的化合物以莫耳比50:50混合)238質量份,溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯140質量份而調製溶液,將該溶液用滴下漏斗費時4小時,滴入於保溫在70℃ 的燒瓶內。另一方面,將聚合起始劑2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)30質量份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯225質量份的溶液,用另外的滴下漏斗費時4小時滴入於燒瓶內。聚合起始劑溶液的滴入完成後,在70℃保持4小時,之後冷卻至室溫,得重量平均分子量Mw係1.04×104,分子量分布Mw/Mn1.98,固形分37.4質量%,固形分酸價112mg-KOH/g的樹脂Ad溶液。樹脂Ad係具有下述的構造單元。
所得樹脂Aa、Ab、Ac、Ad的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)的測定,使用GPC法,並以以下的條件實行。
裝置:K2479(島津製作所股份有限公司製)
管柱:SHIMADZU Shim-pack GPC-80M
管柱溫度:40℃
溶媒:THF(四氫呋喃)
流速:1.0毫升/分鐘
檢測器:RI
校正用標準物質;TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(東曹-股份有限公司製)
以上述所得的聚苯乙烯換算的重量平均分子量及數量平均分子量之比(Mw/Mn)作為分子量分布。
實施例及比較例
以表1所示的組成混合各成分,得到感光性樹脂組成物。
又,表1中,樹脂(Aa)至(Ad)係表示固形分換算的質量份。
聚合性化合物(B);二新戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA;日本化藥股份有限公司製)
化合物(1);式(1A)表示的化合物:依照JP2011-132215-A所述的方法製造。
聚合起始劑(Ca);N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺(IRGACURE OXE 02;BASFJAPAN公司製)
溶劑(Da);3-甲氧基-1-丁醇
溶劑(Db);二乙二醇乙基甲基醚
溶劑(Dc);丙二醇單甲基醚乙酸酯
溶劑(Dd);乙酸3-甲氧基丁酯
溶劑(De);3-乙氧基丙酸乙酯
界面活性劑(E);聚醚改性矽氧油(東麗‧道康寧股份有限公司製;toray silicone SH8400)
溶劑(D)之感光性樹脂組成物的固形分量,係以成為表1的「固形分量(%)」之方式進行混合,溶劑(D)中的溶劑成分(Da)至(Dd)之值係表示在溶劑(D)中的質量比。
界面活性劑(E)的含量係表示相對於感光性樹脂組成物的質量比(%)。
<組成物的平均穿透率>
對所得的感光性樹脂組成物分別使用紫外可見近紅外 分光光度計(V-650;日本分光股份有限公司製)(石英管,光程長;1cm),測定在400至700nm的平均穿透率(%)。結果示於表2。
<塗膜的形成>
將2英吋見方的玻璃基板(Eagle XG;康寧公司製),依序以中性清潔劑、水及醇清洗並乾燥。在該玻璃基板上,將上述所得的感光性樹脂組成物以後烘烤後的膜厚成為3.0μm的方式進行旋塗,其次在無塵烤箱中,在90℃預烘烤3分鐘。之後,在230℃加熱20分鐘而得塗膜。
<塗膜的穿透率>
將所得的塗膜用顯微分光測光裝置(OSP-SP200;OLYMPUS公司製)測定在400nm的穿透率(%)及400至700nm的平均穿透率(%)。在400nm的穿透率越高,表示塗膜的著色越少。結果示於表2。
<圖形形成>
將2英吋見方的玻璃基板(EagleXG;康寧公司製),依序以中性清潔劑、水及醇清洗並乾燥。在該玻璃基板上,將感光性樹脂組成物以60mJ/cm2的曝光量(365nm基準)曝光,顯影,水洗,以後烘烤後的膜厚成為3.0μm的方式進行旋塗,其次在無塵烤箱中,於80℃預烘烤2分鐘。冷卻後,將塗佈有該感光性樹脂組成物的基板與石英玻璃製光罩的間隔設定為200μm,使用曝光機(TME-150RSK;Topcon股份有限公司製,光源;超高壓水銀燈),在大氣環境下,以60mJ/cm2的曝光量(365nm基準)照射光。又,此時對感 光性樹脂組成物的照射係使源自超高壓水銀燈的放射光通過光學濾色片(UV-33;旭Technoglass股份有限公司製)而使用。此外,作為光罩,係使用在同一平面上形成有圖形(具有1邊長為13μm的正方形透光部,該正方形的間隔為100μm)的光罩。
照射光後,在含有非離子系界面活性劑0.12%與氫氧化鉀0.04%的水系顯影液中,將前述塗膜在25℃浸漬60秒鐘而顯影,水洗後,在烤箱中,於235℃進行後烘烤15分鐘,得到圖形。 <圖形寬度的測定>
將所得圖形以三維非接觸表面形狀計測系統(Micromap MM527N-PS-M100;菱化系統股份有限公司製)測定圖形的寬度。又,以相對於基板面至圖形的高度為5%的高度之部分,進行測定圖形的寬度。
結果示於表2。
<曝光寬容度評估>
除了將曝光量變為80mJ/cm2以外,以與上述相同的方法,得到圖形。將以曝光量60mJ/cm2的條件所得圖形的寬度設為W60,以曝光量80mJ/cm2的條件所得圖形的寬度設為W80時,係以下述式表示的值作為曝光量依賴性。
(曝光量依賴性)=(W80-W60)/(80-60)
曝光量依賴性的值小者,即意指相對於曝光量的變動之所得圖形寬度的變動小,曝光寬容度廣。
如表2所示,由於含化合物(1)的感光性樹脂組成物曝光量依賴性的值小,故可確認其曝光寬容度廣。
藉由利用以此種感光性樹脂組成物形成的圖形製造顯示裝置,可以提高收量。
依據本發明的感光性樹脂組成物,其形成圖形時的曝光寬容度廣。

Claims (3)

  1. 一種感光性樹脂組成物,係含有樹脂、聚合性化合物及聚合起始劑者,其中,樹脂係具有源自至少1種由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所成的群中選出之構造單元、及源自具有碳數2至4的環狀醚構造與烯性不飽和鍵的單體之構造單元的共聚物,聚合起始劑係含有式(1)表示的化合物, [式(1)中,Ra1及Ra2係分別獨立地表示Ra11、ORa11、CORa11、SRa11、CONRa12Ra13或CN,Ra11、Ra12及Ra13係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12及Ra13表示的基的氫原子,亦可被ORa21、CORa21、SRa21、NRa22Ra23、CONRa22Ra23、-NRa22-ORa23、-N(CORa22)-OCORa23、-C(=N-ORa21)-Ra22、-C(=N-OCORa21)-Ra22、CN、鹵原子、或COOR21取代,Ra21、Ra22及Ra23係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳烷基或碳數2至20的雜環基,Ra21、Ra22或Ra23表示的基的氫原子亦可被CN、鹵原 子、羥基或羧基取代,Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa24-、-NRa24CO-、-NRa24COO-、-OCONRa24-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,Ra24係表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基、碳數7至30的芳基烷基或碳數2至20的雜環基,Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22或Ra23表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,又,Ra12與Ra13、及Ra22與Ra23亦可各自一同形成環,Ra3及Ra4係分別獨立地表示Ra11、ORa11、SRa11、CORa11、CONRa12Ra13、NRa12CORa11、OCORa11、COORa11、SCORa11、OCSRa11、COSRa11、CSORa11、CN或鹵原子,s及t係分別獨立地表示0至4的整數,L係表示氧原子、硫原子、硒原子、CRa31Ra32、CO、NRa33或PRa34,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra31、Ra32、Ra33或Ra34表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra31、Ra32、Ra33及Ra34亦可分別獨立地與鄰接的任一側之苯環一同形成環, Ra5係表示羥基、羧基或式(2)表示的基:(Ra6)v-L2-L1- (2)(式(2)中,L1係表示-O-、-S-、-NRa22-、-NRa22CO-、-SO2-、-CS-、-OCO-或-COO-,L2係表示由碳數1至20的烷基除去v個氫原子的基、由碳數6至30的芳基除去v個氫原子的基、由碳數7至30的芳烷基除去v個氫原子的基或由碳數2至20的雜環基除去v個氫原子的基,L2表示的基具有伸烷基部分時,該伸烷基部分亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NRa22-、-NRa22COO-、-OCONRa22-、-SCO-、-COS-、-OCS-或-CSO-中斷1至5次,該伸烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra6係表示ORa41、SRa41、CONRa42Ra43、NRa42CORa43、OCORa41、COORa41、SCORa41、OCSRa41、COSRa41、CSORa41、CN或鹵原子,Ra41、Ra42及Ra43係分別獨立地表示氫原子、碳數1至20的烷基、碳數6至30的芳基或碳數7至30的芳烷基,Ra41、Ra42及Ra43表示的基具有烷基部分時,該烷基部分可以是分枝鏈狀,也可以是環狀,Ra42與Ra43亦可一同形成環,v表示1至3的整數)]。
  2. 一種圖形,係以如申請專利範圍第1項所述的感光性樹脂組成物所形成者。
  3. 一種顯示裝置,係含有如申請專利範圍第2項所述的圖形者。
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