WO2018194170A1 - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

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photosensitive resin
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mass
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有輝 星野
昇志郎 湯川
大村 浩之
真 畑中
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日産化学株式会社
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    • H10K59/124Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition and a cured film obtained therefrom. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition capable of forming an image having high water repellency and oil repellency on the surface of the cured film, a cured film thereof, and various materials using the cured film.
  • This photosensitive resin composition is particularly suitable for use as an interlayer insulating film in a liquid crystal display or an EL display, a light shielding material corresponding to an inkjet method, or a partition material.
  • a full color display substrate manufacturing technique using an ink jet in a manufacturing process of a display element such as a thin film transistor (TFT) type liquid crystal display element or an organic EL (electroluminescent) element has been actively studied.
  • TFT thin film transistor
  • organic EL electroluminescent
  • a color filter in a liquid crystal display element light is blocked from a section (hereinafter referred to as a bank) that defines pixels that have been patterned in advance, compared to a conventional printing method, electrodeposition method, dyeing method, or pigment dispersion method.
  • Patent Document 2 a method has been proposed (Patent Document 2) in which an organic EL display element is manufactured by preparing a bank in advance and dropping an ink serving as a light emitting layer in the same manner.
  • the substrate has ink affinity (hydrophilicity) to prevent the ink droplet from overflowing to the adjacent pixel beyond the bank.
  • the surface needs to have water repellency.
  • the substrate can be made hydrophilic and the bank can be made water repellent by continuous plasma (ozone) treatment such as oxygen gas plasma treatment and fluorine gas plasma treatment.
  • ozone continuous plasma
  • oxygen gas plasma treatment oxygen gas plasma treatment
  • fluorine gas plasma treatment fluorine gas plasma treatment
  • the process is complicated.
  • a proposal has been made that a fluorine-based surfactant or a fluorine-based polymer is blended with a photosensitive organic thin film (Patent Document 4), but consideration is given not only to photosensitivity but also to coating properties, such as compatibility. Not only is there much to be done, but also the UV ozone treatment during the hydrophilic treatment of the substrate reduces the water repellency of the surface, which is not practical.
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-172742
  • Patent Document 6 JP 2012-220860 A
  • JP 2000-187111 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-54270 JP 2000-353594 A JP-A-10-197715 Japanese Patent Laying-Open No. 2015-172742 JP 2012-220860 A
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is used for a liquid crystal display element, an organic EL display element, and the like, and is a cured film without plasma treatment or UV ozone treatment.
  • the object is to form an image of a cured film having high water repellency and high oil repellency on the surface, little residue, and high lyophilicity and high oleophilicity on the substrate.
  • it is to form an image of a cured film that can prevent a situation where an ink droplet overflows to an adjacent pixel beyond a bank in manufacturing a substrate using inkjet.
  • the present inventors have found that at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group, and a trisiloxane group. It was found that forming a cured film from a composition containing a polymer having an alkoxysilyl group can efficiently impart water repellency and liquid repellency to the film surface.
  • thermosetting photosensitive resin composition containing the following component (A), component (B), solvent (C) and component (D).
  • A) Component Polymer having the following groups (A1) and (A2) (A1) Liquid repellent group (A2) Trialkoxysilyl group, (B) component: alkali-soluble resin, (C) solvent, (D) Component: Photosensitizer.
  • A) The photosensitive resin composition of said 1 whose component is a polymer which has the following (A3) further.
  • A3) At least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group.
  • the photosensitive resin composition according to 1 or 2 above which satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4).
  • (Z3) The component (D) is a photoradical generator, and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as the component (F);
  • the liquid repellent group of the component (A) is at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group.
  • the photosensitive resin composition as described in any one. 7).
  • (A) The photosensitive resin composition of said 7 whose number average molecular weight of the acrylic polymer of a component is 2,000-100,000 in polystyrene conversion. 9.
  • a cured film comprising a thermoset of the photosensitive resin composition according to any one of 1 to 11 above. 13. 13. A display element having the cured film as described in 12 above. 14 13. A display element having the cured film as described in 12 above as an image forming partition.
  • the mold photosensitive resin composition of the present invention can efficiently impart water repellency and liquid repellency to the film surface, and can form a cured film that does not impair the wettability of the pattern opening during development. .
  • the photosensitive resin composition of this invention is a photosensitive resin composition containing the following (A) component, (B) component, (C) solvent, and (D) component.
  • A) Component Polymer having the following groups (A1) and (A2) (A1) Liquid repellent group (A2) Trialkoxysilyl group, (B) component: alkali-soluble resin, (C) solvent, (D) Component: Photosensitizer.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is preferably a polymer in which the component (A) further has the following (A3).
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably further satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4).
  • the component (D) is a photoradical generator, and further contains a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as the component (F);
  • the component (D) is a photoacid generator, and further includes a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid generated from the component (D) as the component (G).
  • the photosensitive resin composition of the present invention is preferably a positive photosensitive resin composition in which component (D) is a quinonediazide compound.
  • the component (A) is a polymer having the following groups (A1) and (A2), more preferably a polymer having (A3).
  • Trialkoxysilyl group (A3) At least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group
  • examples of the polymer include polyimides, polyamic acids, polyamides, polyureas, polyurethanes, phenol resins, epoxy resins, polysiloxanes, polyesters, and acrylic polymers.
  • Preferred polymers include acrylic polymers. Is mentioned.
  • the acrylic polymer is obtained by using a monomer having a polymerizable unsaturated group such as an acrylic ester, methacrylic ester, styrene, maleimide, that is, a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond in the structure. Refers to the polymer produced.
  • Polyamic acid, polyimide, polyamide, and polyurea include polyamic acid obtained by reacting diamine with acid dianhydride, polyimide obtained by imidizing the polyamic acid, polyamide obtained by reacting diamine with dicarboxylic acid anhydride, or diamine. At least one group selected from the group consisting of at least one monomer having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group, and a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group. And a polymer obtained from a monomer mixture containing at least one monomer having a monomer and a monomer having a trialkoxysilyl group.
  • polyurethane examples include polyurethane obtained by reacting a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group and a diol having an amino group with a diisocyanate.
  • phenol resin examples include novolak resins obtained by polymerizing phenol having a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group and formaldehyde.
  • epoxy resin examples include epoxy resins obtained by reacting bisphenol A and / or bisphenol F having a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group with glycidyl ether when bisphenol A and / or bisphenol F is used.
  • a silane monomer mixture containing a trialkoxysilane having a fluoroalkyl group or a dialkoxysilane silane having a fluoroalkyl group and a trialkoxysilane having an amino group or a dialkoxysilane having an amino group is polymerized.
  • the obtained polymer is mentioned.
  • polyester examples include a polyester obtained by reacting a dicarboxylic acid or tetracarboxylic dianhydride with a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group.
  • liquid repellent group examples include at least one group selected from a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group, and a polysiloxane group.
  • the fluoroalkyl group has 3 to 10 carbon atoms, preferably a fluoroalkyl group having 4 to 10 carbon atoms.
  • a fluoroalkyl group examples include 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, and 3-perfluorobutyl.
  • a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms may be copolymerized.
  • the monomer having a C 3-10 fluoroalkyl group in the case where the component (A) is an acrylic polymer examples include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,2-trimethyl Fluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl acrylate, 2- (perfluorobutyl ) Ethyl methacrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl acrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 3- Perfluorohexyl 2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl
  • Examples of the polyfluoroether group include an Rf group (a) having a polyfluoroether structure represented by the following formula 1. -(XO) n -Y Formula 1
  • X is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
  • each unit united by n Y represents the same group or different groups
  • Y represents a hydrogen atom (only when a fluorine atom is not bonded to a carbon atom adjacent to an oxygen atom adjacent to Y), a monovalent saturated carbon atom having 1 to 20 carbon atoms
  • a hydrogen group or a fluorinated monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is shown, and n is an integer of 2 to 50.
  • the total number of fluorine atoms in Formula 1 is 2 or more.
  • X is preferably an alkylene group which is fluorinated by removing one hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms or a perfluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • X is a perfluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and the same group or a different group is defined for each unit surrounded by n.
  • Y represents a perfluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • n represents an integer of 2 to 50. n is preferably 2 to 30, and more preferably 2 to 15. When n is 2 or more, the liquid repellency is good. When n is 50 or less, the polymer as component (A) is converted into a monomer having an Rf group (a), a monomer having a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, or a trialkoxysilyl group, and the like. In the case of synthesis by copolymerization with a monomer, the compatibility of the monomer becomes good.
  • the total number of carbon atoms in the Rf group (a) having the polyfluoroether structure represented by the formula 1 is preferably 2 to 50, and more preferably 2 to 30.
  • the polymer which is (A) component has favorable liquid repellency.
  • the polymer as component (A) is copolymerized with a monomer having an Rf group (a), a monomer having a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, or a trialkoxysilyl group, or other monomers. In the case of synthesis by the monomer, the compatibility of the monomer becomes good.
  • Y examples include —CF 3 , —CF 2 CF 3 , —CF 2 CHF 2 , — (CF 2 ) 2 CF 3 , — (CF 2 ) 3 CF 3 , — (CF 2 ) 4 CF 3 , -(CF 2 ) 5 CF 3 ,-(CF 2 ) 6 CF 3 ,-(CF 2 ) 7 CF 3 ,-(CF 2 ) 8 CF 3 ,-(CF 2 ) 9 CF 3 , and (CF 2 ) 11 CF 3 , — (CF 2 ) 15 CF 3 may be mentioned.
  • Rf group (a) having a polyfluoroether structure represented by the formula 1 As a preferred embodiment of the Rf group (a) having a polyfluoroether structure represented by the formula 1, an Rf group (a) represented by the formula 2 can be mentioned.
  • p represents an integer of 2 or 3, and is the same group for each unit surrounded by n
  • q represents an integer of 1 to 20
  • n represents an integer of 2 to 50.
  • Rf group (a) represented by Formula 2 specifically, -CF 2 O (CF 2 CF 2 O) n-1 CF 3 (n is 2 to 9), -CF (CF 3 ) O (CF 2 CF (CF 3 ) O) n-1 C 6 F 13 (n is 2 to 6), -CF (CF 3 ) O (CF 2 CF (CF 3 ) O) n-1 C 3 F 7 (n is 2 to 6) Is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.
  • the Rf groups (a) in the polymer as the component (A) may all be the same or different.
  • the silyl ether group means a group in which a hydroxy group of an alcohol is protected with a trialkylsilyl group, and is preferably a group represented by the following formula. -X 4 -Si (O-SiX 1 X 2 X 3 ) 3 (Wherein X 1 , X 2 and X 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
  • a monomer having a silyl ether group may be copolymerized.
  • Examples of the monomer having a silyl ether group when the component (A) is an acrylic polymer include methacryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane and acryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane.
  • Examples of the polysiloxane group include a group (a) having a polysiloxane structure represented by Formula 3.
  • the group (a) having a polysiloxane structure represented by Formula 3 is referred to as a pSi group (a).
  • R 1 and R 2 independently represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group
  • R 3 represents hydrogen or an organic group having 1 to 10 carbon atoms
  • n represents an integer of 1 to 200
  • R 1 and R 2 independently represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and may be the same or different for each siloxy unit. Since the polymer as the component (A) exhibits good liquid repellency, R 1 and R 2 are preferably hydrogen, a methyl group or a phenyl group, and further, R 1 and R 2 of all siloxy units. Is preferably a methyl group. R 3 may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, or the like.
  • Examples of the monomer having a pSi group (a) include CH 2 ⁇ CHCOO (pSi) and CH 2 ⁇ C (CH 3 ) COO (pSi). However, pSi represents a pSi group (a).
  • the monomer which has pSi group (a) may be used independently, and may use 2 or more types together.
  • Examples of various modification methods for reacting a compound having a reactive site with a compound having a pSi group (a) include the following methods.
  • a method in which a monomer having an epoxy group is copolymerized in advance and a compound having a mercapto group at one end and a pSi group (a) at one end is reacted.
  • a method in which a monomer having a carboxyl group is copolymerized in advance and a compound having an amino group at one end and a pSi group (a) at one end is reacted.
  • a group having a divalent polysiloxane structure may be contained in the initiator molecule main chain, and the initiator molecule has a monovalent group at the terminal portion or side chain.
  • a group having a polysiloxane structure may be included.
  • the initiator in which a group having a divalent polysiloxane structure is contained in the initiator molecular main chain include a compound having a group having a divalent polysiloxane structure and an azo group alternately.
  • Examples of commercially available products include VPS-1001 and VPS-0501 (above, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • Examples of the monomer having a trialkoxysilyl group when the component (A) is an acrylic polymer include, for example, 3-trimethoxysilylpropyl acrylate, 3-triethoxysilylpropyl acrylate, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, 3- And triethoxysilylpropyl methacrylate.
  • the method for producing the polymer of the component (A) includes a monomer having a liquid repellent group, for example, a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, Monomer having at least one group selected from the group consisting of a monomer having a polyfluoroether group, a monomer having a silyl ether group, and a monomer having a polysiloxane group, a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group , A monomer having a trialkoxysilyl group, and optionally a monomer other than the above (hereinafter also referred to as other monomer A) in a solvent in the presence of a polymerization initiator at a temperature of 50 ° C.
  • a monomer having a liquid repellent group for example, a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, Monomer having at least one group selected from the group consisting of a mono
  • the solvent used will not be specifically limited if it dissolves the monomer which comprises an alkali-soluble polymer, and the polymer which has a specific functional group. Specific examples include the solvents described in (C) Solvent described later.
  • monomer A examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, methoxytriethylene.
  • the polymer having a specific functional group thus obtained is usually in a solution state dissolved in a solvent.
  • the solution of the specific copolymer obtained as described above is re-precipitated by stirring with stirring such as diethyl ether or water, and the generated precipitate is filtered and washed, and then under normal pressure or reduced pressure.
  • the powder of the specific copolymer can be obtained by drying at room temperature or by heating. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer can be obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the powder of the specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in a solvent (C) described later and used as a solution.
  • (A3) hydroxy group, carboxyl group, amide group and amino group In order to introduce at least one group selected from the group consisting of (A3) hydroxy group, carboxyl group, amide group and amino group into the polymer which is component (A) of the present invention, (A3) hydroxy group, carboxyl group A monomer having at least one group selected from the group consisting of an amide group and an amino group may be copolymerized.
  • Examples of the monomer having a carboxyl group when the component (A) is an acrylic polymer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono- (2- (acryloyloxy) ethyl) phthalate, and mono- (2- ( And methacryloyloxy) ethyl) phthalate, N- (carboxyphenyl) maleimide, N- (carboxyphenyl) methacrylamide, N- (carboxyphenyl) acrylamide and the like.
  • Examples of the monomer having a hydroxy group when the component (A) is an acrylic polymer include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl.
  • Examples of the monomer having an amide group when the component (A) is an acrylic polymer include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, methacrylamide is preferred.
  • Examples of the monomer having an amino group when the component (A) is an acrylic polymer include aminoethyl acrylate, aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, and aminopropyl methacrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
  • the amount of the (A1) liquid repellent group introduced is preferably 5 mol% to 60 mol%, and preferably 5 mol% to 40 mol%, based on all repeating units. It is more preferable. When it is less than 5 mol%, the liquid repellent effect may not be achieved. If it is more than 60 mol%, problems such as aggregation may occur.
  • the amount of (A2) trialkoxysilyl group introduced is preferably 5 mol% to 70 mol%, and preferably 5 mol% to 50 mol%, based on all repeating units. It is more preferable. If it is less than 5 mol%, there may be a problem in the heat resistance and solvent resistance of the resulting film. If it is more than 70 mol%, the developability may be affected.
  • the introduction amount of at least one group selected from the group consisting of (A3) a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group is 5 to 60 mol% with respect to all repeating units. Preferably, it is 5 to 40 mol%. If it is less than 5 mol%, there may be a problem in the heat resistance and solvent resistance of the resulting film. If it is more than 60 mol%, the liquid repellent repeating unit will be too small.
  • the number average molecular weight of the polymer as the component (A) is preferably 2,000 to 100,000. More preferably, it is 3,000 to 50,000, and still more preferably 4,000 to 10,000. If the number average molecular weight is more than 100,000, a residue may be generated.
  • the polymer of component (A) may be a mixture of a plurality of types of specific copolymers.
  • the component (B) of the present invention is a resin having an alkali-soluble group.
  • the alkali-soluble group include a phenolic hydroxy group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an imide group, a sulfonyl group, phosphoric acid, a boronic acid, an active methylene group, and an active methine group.
  • the active methylene group refers to a methylene group (—CH 2 —) having a carbonyl group at an adjacent position and having reactivity with a nucleophile.
  • the active methine group has a structure in which one hydrogen atom of the methylene group is substituted with an alkyl group in the active methylene group and has reactivity with a nucleophile.
  • a group represented by the following formula (b1) is more preferable.
  • R represents an alkyl group, an alkoxy group or a phenyl group, and a broken line represents a bond.
  • examples of the alkyl group represented by R include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
  • examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group. Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and the like are preferable.
  • examples of the alkoxy group represented by R include an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
  • examples of such an alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, an i-butoxy group, an s-butoxy group, and a t-butoxy group. Of these, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, and the like are preferable.
  • Examples of the group represented by the above formula (b1) include the following structures.
  • the broken line represents a bond.
  • an alkali-soluble resin having at least one organic group selected from the group consisting of a phenolic hydroxy group and a carboxyl group, and having a number average molecular weight of 2,000 to 50,000 Preferably there is.
  • the alkali-soluble resin as the component (B) may be any alkali-soluble resin having such a structure, and is not particularly limited with respect to the main chain skeleton and side chain type of the polymer constituting the resin.
  • the alkali-soluble resin (B) has a number average molecular weight in the range of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight exceeds 50,000, the development residue is likely to be generated, and the sensitivity is greatly reduced. On the other hand, if the number average molecular weight is less than 2,000, the development is insufficient. At this time, there is a case where a considerable amount of film loss occurs in the exposed portion, resulting in insufficient curing.
  • alkali-soluble resin (B) examples include acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, polyimide precursors, and polyimides.
  • an alkali-soluble resin composed of a copolymer obtained by polymerizing plural kinds of monomers (hereinafter referred to as a specific copolymer) can also be used as the component (B).
  • the alkali-soluble resin as the component (B) may be a blend of a plurality of types of specific copolymers.
  • the specific copolymer is a monomer that exhibits alkali solubility, that is, a monomer having at least one selected from the group consisting of a phenolic hydroxy group and a carboxyl group, and a group of monomers copolymerizable with these monomers. It is a copolymer formed with at least one selected monomer as an essential constituent unit, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is more than 50,000, a residue may be generated.
  • the above “monomer having at least one selected from the group consisting of a phenolic hydroxy group and a carboxyl group” includes a monomer having a phenolic hydroxy group and a monomer having a carboxyl group. These monomers are not limited to those having one phenolic hydroxy group or carboxyl group, and may have a plurality thereof.
  • the monomer having a carboxyl group examples include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono- (2- (acryloyloxy) ethyl) phthalate, mono- (2- (methacryloyloxy) ethyl) phthalate, and N- (carboxyphenyl).
  • Maleimide N- (carboxyphenyl) methacrylamide, N- (carboxyphenyl) acrylamide and the like.
  • Examples of the monomer having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N- (hydroxyphenyl) acrylamide, N- (hydroxyphenyl) methacrylamide, N- (hydroxyphenyl) maleimide, 4-hydroxyphenyl methacrylate and the like.
  • the ratio of the unsaturated carboxylic acid derivative and / or the monomer having a phenolic hydroxy group and a polymerizable unsaturated group in the production of the alkali-soluble resin as the component (B) is the same as that for the production of the alkali-soluble resin as the component (B).
  • the monomers preferably 5 to 90 mol%, more preferably 10 to 60 mol%, and most preferably 10 to 30 mol%.
  • the alkali-soluble resin which is the component (B) of the present invention is obtained by further copolymerizing a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group from the viewpoint of further stabilizing the pattern shape after curing. It is preferable.
  • Examples of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Examples thereof include 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerol monomethacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxyl-6-lactone and the like.
  • the ratio of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group in the production of the alkali-soluble resin (B) is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and most preferably 20 Thru
  • the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is less than 10% by mass, the effect of stabilizing the pattern shape of the copolymer may not be obtained.
  • the amount is 60% by mass or more, the alkali-soluble group of the component (B) may be insufficient, and characteristics such as developability may be deteriorated.
  • the alkali-soluble resin which is the component (B) of the present invention is preferably one obtained by further copolymerizing an N-substituted maleimide compound from the viewpoint of increasing the Tg of the copolymer.
  • N-substituted maleimide compound maleimide compound examples include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
  • the thing which does not have an aromatic ring from a transparency viewpoint is preferable, and what has an alicyclic skeleton from the point of developability, transparency, and heat resistance is more preferable, and a cyclohexyl maleimide is the most preferable especially.
  • the ratio of the N-substituted maleimide in the production of the alkali-soluble resin (B) is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and most preferably 20 to 40% by mass.
  • the N-substituted maleimide is less than 10% by mass, the Tg of the copolymer is lowered and the heat resistance may be inferior. In the case of 60% by mass or more, transparency may be lowered.
  • the alkali-soluble resin of the component (B) used in the present invention further has a self-crosslinkable group, or a hydroxy group, a carboxyl group, an amide A copolymer further having a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of a group and an amino group (hereinafter also referred to as a crosslinkable group) is preferable.
  • Examples of the self-crosslinking group include an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetane group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group.
  • crosslinkable group examples include an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group.
  • the content is 0.1 to 0.9 per one repeating unit in the resin of the component (B).
  • the number is preferably 0.1 to 0.8 from the viewpoint of developability and solvent resistance.
  • the alkali-soluble resin of component (B) is a self-crosslinking group such as N-alkoxymethyl group, N-hydroxymethyl group, alkoxysilyl group, epoxy group, oxetane group, vinyl group and blocked isocyanate group, and N-alkoxymethyl.
  • a crosslinkable group such as a group, an oxetane group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group
  • a self-crosslinkable group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, and an alkoxysilyl group. What is necessary is just to copolymerize.
  • Examples of unsaturated compounds having radical polymerizability and having an N-alkoxymethyl group include N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, and N-methylolacrylamide. Etc.
  • Examples of the monomer having radical polymerizability and further having an N-hydroxymethyl group include N-hydroxymethylacrylamide and N-hydroxymethylmethacrylamide.
  • Examples of the monomer having radical polymerizability and having an alkoxysilyl group include 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-acryloyloxytriethoxysilane, 3-methacryloyloxytrimethoxysilane, and 3-methacryloyloxytriethoxysilane. Can be mentioned.
  • Examples of unsaturated compounds having radical polymerizability and further having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ⁇ -ethyl acrylate, glycidyl ⁇ -n-propyl acrylate, ⁇ -n-butyl acrylic acid.
  • Glycidyl acrylic acid-3,4-epoxybutyl, methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, ⁇ -ethylacrylic acid-6
  • examples thereof include 7-epoxyheptyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate and the like.
  • glycidyl methacrylate -6,7-epoxyheptyl methacrylate
  • o-vinylbenzyl glycidyl ether o-vinylbenzyl glycidyl ether
  • m-vinylbenzyl glycidyl ether p-vinylbenzyl glycidyl ether
  • 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate etc.
  • these may be used alone or in combination.
  • Examples of the unsaturated compound having radical polymerizability and further having an oxetane group include (meth) acrylic acid ester having an oxetane group.
  • monomers 3- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 3- (acryloyloxymethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyl-oxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -3- Ethyl-oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-phenyl-oxetane, 3- (Acryloyloxymethyl) -2-phenyl-oxetane, 2- (methacryloyloxymethyl) oxetane
  • Examples of the monomer having radical polymerizability and further having a vinyl group include 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate and 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate.
  • the photosensitive resin composition of the present invention satisfies (Z1), it has radical polymerizability and has an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetane group, a vinyl group, and a block.
  • a non-crosslinkable group such as an isocyanate group and at least one group selected from a crosslinkable group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group;
  • the structural unit derived from the saturated compound is preferably 10% by mass to 70% by mass, particularly preferably 20% by mass to 60% by mass, based on the total of all the repeating units of the alkali-soluble resin as the component (B). contains.
  • this structural unit is less than 10% by mass, the heat resistance and surface hardness of the resulting cured film tend to be reduced.
  • the amount of this structural unit exceeds 70% by mass, the radiation-sensitive resin composition is stored. The stability tends to decrease.
  • the acrylic polymer of component (B) may be a copolymer formed with monomers other than the above-described monomers (hereinafter referred to as other monomers) as constituent units.
  • the other monomer may be any one that can be copolymerized with at least one selected from the group consisting of the above-mentioned monomer having a carboxyl group and a monomer having a phenolic hydroxy group.
  • monomers include acrylic ester compounds, methacrylic ester compounds, maleimides, acrylamide compounds, acrylonitrile, styrene compounds and vinyl compounds.
  • the specific example of the said other monomer is given, it is not limited to these.
  • acrylic ester compound examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2,2,2- Trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxy Butyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2 Propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate,
  • methacrylic acid ester compound examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2,2,2- Trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxy Butyl methacrylate, 2 Methyl-2-adamantyl methacrylate, ⁇ -butyl
  • acrylamide compound examples include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxy.
  • methyl acrylamide and N-butoxymethyl methacrylamide examples include methyl acrylamide and N-butoxymethyl methacrylamide.
  • vinyl compound examples include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo [4.1.0] heptane, 1,2 -Epoxy-5-hexene, 1,7-octadiene monoepoxide and the like.
  • styrene compound examples include styrene having no hydroxy group, such as styrene, ⁇ -methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
  • the ratio of the other monomers is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and further preferably 20% by mass or less. If the amount is more than 80% by mass, the essential components are relatively reduced, so that it is difficult to sufficiently obtain the effects of the present invention.
  • the method for obtaining the alkali-soluble resin that is the component (B) used in the present invention is not particularly limited.
  • a carboxyl group, a phenolic hydroxy group, and a carboxylic acid or a phenolic hydroxy group are generated by the action of heat or acid.
  • Monomers having at least one selected from the group consisting of groups, monomers having hydroxyalkyl groups, optionally N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups and blocked isocyanates A monomer having a self-crosslinkable group such as a group and at least one group selected from a crosslinkable group such as an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, Other copolymerizable mono if desired It is obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of 50 ° C. to 110 ° C.
  • the solvent used will not be specifically limited if it dissolves the monomer which comprises alkali-soluble resin, and the acrylic polymer which has a specific functional group.
  • the solvent described in the (C) solvent mentioned later is mentioned.
  • the acrylic polymer having a specific functional group thus obtained is usually in a solution state dissolved in a solvent.
  • the solution of the specific copolymer obtained as described above is re-precipitated by stirring with stirring such as diethyl ether or water, and the generated precipitate is filtered and washed, and then under normal pressure or reduced pressure.
  • the powder of the specific copolymer can be obtained by drying at room temperature or by heating. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer can be obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the powder of the specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in a solvent (C) described later and used as a solution.
  • polyimide precursors such as polyamic acid, polyamic acid ester, partially imidized polyamic acid, and polyimide such as carboxylic acid group-containing polyimide can be used. If it is soluble, the kind can be used without particular limitation.
  • the polyamic acid which is a polyimide precursor, can generally be obtained by polycondensation of (a) a tetracarboxylic dianhydride compound and (b) a diamine compound.
  • the (a) tetracarboxylic dianhydride compound is not particularly limited, and specific examples thereof include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′.
  • Aromatic tetracarboxylic acid such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2, 3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetra Carbo Alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as acid dianhydrides, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthal
  • the diamine compound (b) is not particularly limited, and examples thereof include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, 4,6-diamino-1 , 3-benzenedicarboxylic acid, 2,5-diamino-1,4-benzenedicarboxylic acid, bis (4-amino-3-carboxyphenyl) ether, bis (4-amino-3,5-dicarboxyphenyl) ether, Bis (4-amino-3-carboxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3,5-dicarboxyphenyl) sulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxybiphenyl, 4,4′- Diamino-3,3′-dicarboxy-5,5′-dimethylbiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxy-5,
  • Diamine compound 1,3-diamino-4-mercaptobenzene, 1,3-diamino-5-mercaptobenzene 1,4-diamino-2-mercaptobenzene, bis (4-amino-3-mercaptophenyl) ether, 2,2-bis (3-amino-4-mercaptophenyl) hexafluoropropane and the like having a thiophenol group
  • Diamine compounds 1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 1,3-diaminobenzene-5-sulfonic acid, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonic acid, bis (4-aminobenzene-3-sulfonic acid) ) Ether, 4,4′-diaminobiphenyl-3,3′-disulfonic acid, 4,4′-diamino-3,3′-dimethylbiphenyl-6,6′-disulfonic acid and the like di
  • the compounding ratio of both compounds that is, (b) the total number of moles of the diamine compound / (a)
  • the total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride compound is preferably 0.7 to 1.2.
  • a carboxylic anhydride when it superposes
  • carboxylic anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, hydrogenated phthalic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid There may be mentioned anhydrides, itaconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and the like.
  • the reaction temperature of the reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be selected from -20 ° C to 150 ° C, preferably -5 ° C to 100 ° C.
  • the reaction temperature is appropriately selected within the range of 5 to 40 ° C. and the reaction time of 1 to 48 hours.
  • the reaction temperature for protecting the terminal amino group with an acid anhydride can be selected from -20 ° C to 150 ° C, preferably -5 ° C to 100 ° C.
  • the reaction of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be performed in a solvent.
  • Solvents that can be used in this case include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, Hexamethyl sulfoxide, m-cresol, ⁇ -butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, 3 -Ethyl ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol
  • the solution containing the polyamic acid thus obtained can be used as it is for the preparation of the photosensitive resin composition. Further, the polyamic acid may be precipitated and isolated in a poor solvent such as water, methanol, ethanol, etc. and recovered for use.
  • a poor solvent such as water, methanol, ethanol, etc.
  • any polyimide can be used as the component (B).
  • the polyimide used in the present invention is obtained by chemically or thermally imidizing 50% or more of a polyimide precursor such as polyamic acid.
  • the polyimide used in the photosensitive resin composition of the present invention preferably has a group selected from a carboxyl group and a phenolic hydroxy group in order to impart alkali solubility.
  • the method of introducing a carboxyl group or a phenolic hydroxy group into polyimide is a method using a monomer having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, a method of sealing an amine terminal with an acid anhydride having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, Alternatively, a method of setting the imidization rate to 99% or less when imidizing a polyimide precursor such as polyamide acid is used.
  • Such a polyimide can be obtained by synthesizing a polyimide precursor such as the above-mentioned polyamic acid and then performing chemical imidization or thermal imidization.
  • a method of chemical imidization generally, a method of adding excess acetic anhydride and pyridine to a polyimide precursor solution and reacting at room temperature to 100 ° C. is used.
  • a method for thermal imidization generally, a method is used in which a polyimide precursor solution is heated while being dehydrated at a temperature of 180 ° C. to 250 ° C.
  • a phenol novolac resin can be further used as the alkali-soluble resin of component (B).
  • polyester polycarboxylic acid can also be used as the alkali-soluble resin of component (B).
  • the polyester polycarboxylic acid can be obtained from an acid dianhydride and a diol by the method described in WO2009 / 051186.
  • the acid dianhydride include the above (a) tetracarboxylic dianhydride.
  • the diol include bisphenol A, bisphenol F, 4,4′-dihydroxybiphenyl, aromatic diols such as benzene-1,3-dimethanol, benzene-1,4-dimethanol, hydrogenated bisphenol A, and hydrogenated bisphenol F.
  • 1,4-cyclohexanediol 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and other alicyclic diols, and ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol And the like, and the like.
  • the alkali-soluble resin (B) may be a mixture of a plurality of types of alkali-soluble resins.
  • the ratio of the component (A) to the component (B) is such that the component (A) is 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (B).
  • the (C) solvent used in the present invention dissolves the component (A), the component (B), and the component (D), the component (E), the component (F), and the component (G) described below, if necessary. And if it dissolves the below-mentioned (H) component added by necessity, other additives, etc., if it is a solvent which has such a solubility, the kind, structure, etc. will not be specifically limited.
  • Examples of such a solvent (C) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol.
  • solvents can be used singly or in combination of two or more.
  • (C) solvents propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, etc. have good coating properties and safety Is preferable from the viewpoint of high.
  • These solvents are generally used as solvents for photoresist materials.
  • ⁇ (D) component examples include (D-1) 1,2-quinonediazide compounds, (D-2) photoradical generators, and (D-3) photoacid generators.
  • the 1,2-quinonediazide compound is a compound having either a hydroxyl group or an amino group, both a hydroxyl group and an amino group, and these hydroxyl groups or amino groups (both hydroxyl groups and amino groups).
  • the total amount thereof) is preferably esterified or amidated with 1,2-quinonediazidesulfonic acid, preferably 10 mol% to 100 mol%, particularly preferably 20 mol% to 95 mol% Compounds can be used.
  • 1,2-quinonediazidosulfonic acid examples include 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid, and 1,2-benzoquinone-2- Examples thereof include diazide-4-sulfonic acid, and the 1,2-quinonediazidesulfonic acid chloride can be used in the reaction with the compound having either one or both of the hydroxy group and amino group.
  • Examples of the compound having a hydroxyl group include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, hydroquinone, resorcinol, catechol, methyl gallate, ethyl gallate, 1,3,3-tris (4-hydroxyphenyl).
  • Examples of the compound containing an amino group include aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 4-aminodiphenylmethane, 4-aminodiphenyl, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and p-phenylenediamine.
  • Anilines such as 4,4′-diaminophenyl methane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, and aminocyclohexane.
  • examples of the compound containing both a hydroxyl group and an amino group include o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 4-aminoresorcinol, 2,3-diaminophenol, 2,4-diaminophenol, 4,4′-diamino-4 ′′ -hydroxytriphenylmethane, 4-amino-4 ′, 4 ′′ -dihydroxytriphenylmethane, bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) ether, bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-carboxy) Aminophenols such as -5-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2-aminoethane Lumpur, 3-aminopropanol, mention may be made of alkanolamines,
  • 1,2-quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the content when the compound having a quinonediazide group as the component (D-1) is included is as follows.
  • the total amount is preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, more preferably 8 parts by mass to 50 parts by mass, and still more preferably 10 parts by mass to 40 parts by mass.
  • the amount is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate between the exposed portion and the unexposed portion of the positive photosensitive resin composition in the developer becomes small, and patterning by development may be difficult.
  • the amount exceeds 100 parts by mass the 1,2-quinonediazide compound is not sufficiently decomposed by exposure in a short time and sensitivity is lowered, or the component (D-1) absorbs light and the cured film Transparency may be reduced.
  • the photoradical generator is not particularly limited as long as it generates radicals upon exposure.
  • Specific examples include aromatic ketones such as benzophenone, Michler ketone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone, phenanthrene, benzoin methyl ether, benzoin ethyl Benzoin ethers such as ether and benzoinphenyl ether, benzoin such as methylbenzoin and ethylbenzoin, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5- Di (m-methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-dipheny
  • the above-mentioned photo radical generator can be easily obtained as a commercial product.
  • Specific examples thereof include IRGACURE 173, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, IRGACURE 754, IRGACURE 907, IRGACURE 369, IRGACURE 1300, IRGACURE U8 819DW, IRGACURE 1880, IRGACURE 1870, DAROCURE TPO, DAROCURE 4265, IRGACURE 784, IRGACURE OXE01, IRGACURE OXE02, IRGACURE OXE02, IRGACURE 250 (above, manufactured by BASF), KAYACURE DEKT , (Made by Kayaku Co., Ltd.), TAZ-101, TAZ-102, TAZ-103, TAZ-104, TAZ-106, TAZ-107, TAZ-108, TAZ-110, TAZ-113, TAZ-114, TAZ -118, TAZ-122, TAZ-123, TAZ-140, TAZ-204
  • the content is preferably 0.1 parts by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, they are 0.5 mass part thru
  • the photoacid generator (D-3) is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid by photolysis upon irradiation with ultraviolet rays.
  • acids generated when the photoacid generator is photolyzed include hydrochloric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p- Toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzene Sulfone such as sulfonic acid, 1H, 1H, 2H, 2H-
  • the photoacid generator examples include diazomethane compounds, onium salt compounds, sulfonimide compounds, disulfone compounds, sulfonic acid derivative compounds, nitrobenzyl compounds, benzoin tosylate compounds, iron arene complexes, halogen-containing triazine compounds, and acetophenone derivative compounds. And cyano group-containing oxime sulfonate compounds.
  • Any conventionally known or conventionally used photoacid generator can be applied in the present invention without any particular limitation.
  • the photo-acid generator of (D) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Specific examples thereof include compounds represented by the following formulas [PAG-1] to [PAG-41].
  • the content when the component (D-3) is contained in the photosensitive resin composition of the present embodiment is preferably 0.01 mass with respect to a total of 100 mass parts of the components (A) and (B). Part to 20 parts by weight, more preferably 0.1 part by weight to 10 parts by weight, still more preferably 0.5 part by weight to 8 parts by weight.
  • the content of the component (D-3) is preferably 0.01 mass with respect to a total of 100 mass parts of the components (A) and (B).
  • Part to 20 parts by weight more preferably 0.1 part by weight to 10 parts by weight, still more preferably 0.5 part by weight to 8 parts by weight.
  • the component (E) is a crosslinking agent, and is introduced into the composition when the photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (Z1). More specifically, it is a compound having a structure capable of forming a bridge structure by a thermal reaction with a thermally reactive site (for example, carboxyl group and / or phenolic hydroxyl group) of component (B). Specific examples will be given below, but the present invention is not limited thereto.
  • the thermal crosslinking agent include (E1) a crosslinkable compound having two or more substituents selected from an alkoxymethyl group and a hydroxymethyl group, and (E2) a crosslinkable compound represented by the following formula (2). Is preferred. These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the crosslinkable compound having two or more substituents selected from the alkoxymethyl group and hydroxymethyl group as the component (E1) undergoes a crosslinking reaction by a dehydration condensation reaction when exposed to a high temperature during thermosetting.
  • examples of such compounds include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, and phenoplast compounds.
  • alkoxymethylated glycoluril examples include, for example, 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis (butoxymethyl) glycoluril, 1,3,4 , 6-tetrakis (hydroxymethyl) glycoluril, 1,3-bis (hydroxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (butoxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (methoxymethyl) Examples include urea, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolinone, and 1,3-bis (methoxymethyl) -4,5-dimethoxy-2-imidazolinone.
  • glycoluril compounds (trade names: Cymel (registered trademark) 1170, Powderlink (registered trademark) 1174) manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., methylated urea resins (trade name: UFR (registered trademark) 65) ), Butylated urea resin (trade names: UFR (registered trademark) 300, U-VAN10S60, U-VAN10R, U-VAN11HV), urea / formaldehyde resin (high-condensation type, product name: Beccamin (trade name) manufactured by DIC Corporation) Registered trademark) J-300S, P-955, N) and the like.
  • methylated urea resins (trade name: UFR (registered trademark) 65)
  • Butylated urea resin (trade names: UFR (registered trademark) 300, U-VAN10S60, U-VAN10R, U-VAN11HV)
  • urea / formaldehyde resin high-
  • alkoxymethylated benzoguanamine examples include tetramethoxymethylbenzoguanamine.
  • Commercially available products manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (trade name: Cymel (registered trademark) 1123), manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (trade names: Nicalac (registered trademark) BX-4000, BX-37, BL- 60, BX-55H) and the like.
  • alkoxymethylated melamine examples include, for example, hexamethoxymethylmelamine.
  • methoxymethyl type melamine compounds (trade names: Cymel (registered trademark) 300, 301, 303, 350) manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., butoxymethyl type melamine compounds (trade name: My Coat (registered trademark)) 506, 508), methoxymethyl type melamine compound manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
  • a compound obtained by condensing a melamine compound, urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group may be used.
  • the high molecular weight compound manufactured from the melamine compound and the benzoguanamine compound which are described in US Patent 6,323,310 is mentioned.
  • Examples of commercially available products of the melamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • Examples of commercially available products of the benzoguanamine compound include product name: Cymel (registered trademark) 1123 ( Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • phenoplast compounds include 2,6-bis (hydroxymethyl) phenol, 2,6-bis (hydroxymethyl) cresol, 2,6-bis (hydroxymethyl) -4-methoxyphenol, 3 , 3 ′, 5,5′-tetrakis (hydroxymethyl) biphenyl-4,4′-diol, 3,3′-methylenebis (2-hydroxy-5-methylbenzenemethanol), 4,4 ′-(1-methyl) Ethylidene) bis [2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4′-methylenebis [2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4 ′-(1-methylethylidene) bis [2,6- Bis (hydroxymethyl) phenol], 4,4′-methylenebis [2,6-bis (hydroxymethyl) phenol], 2, -Bis (methoxymethyl) phenol, 2,6-bis (methoxymethyl) cresol, 2,6-bis (methoxymethyl) -4-methoxyphenol, 3,3 ', 5,5'-tetrakis (methoxymethyl)
  • the acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or the like
  • a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or the like
  • Polymers produced using methacrylamide compounds can also be used.
  • Examples of such a polymer include poly (N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, and N-ethoxymethyl.
  • Examples thereof include a copolymer of methacrylamide and benzyl methacrylate, and a copolymer of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate.
  • the weight average molecular weight of such a polymer is 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, more preferably 2,000 to 10,000.
  • the photosensitive resin composition of this invention can contain the crosslinkable compound represented by following formula (2) as (E2) component. (Wherein k represents an integer of 2 to 10, m represents an integer of 0 to 4, and R 11 represents a k-valent organic group)
  • the component (E2) is not particularly limited as long as it is a compound having a cycloalkene oxide structure represented by the formula (2). Specific examples thereof include the following formulas E2-1 and E2-2, and commercially available products shown below.
  • EX-252 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), CY175, CY177, CY179 (above, product name, manufactured by CIBA-GEIGY AG), Araldite CY-182, CY-192, CY-184 (above) , CIBA-GEIGY AG (trade name), Epicron 200, 400 (above, DIC Corporation trade name), Epicoat 871, 872 (above, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. trade name), ED -5661, ED-5562 (above, trade name manufactured by Celanese Coating Co., Ltd.), etc. It is possible. Moreover, these crosslinkable compounds can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • E component (E1) component, (E2)
  • the bridge structure by thermal reaction with the heat-reactive part (for example, carboxyl group and / or phenolic hydroxyl group) of component (B) other than what was shown as a component.
  • the heat-reactive part for example, carboxyl group and / or phenolic hydroxyl group
  • Formable compounds can also be used.
  • ethylene glycol diglycidyl ether polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexane Diol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N ′, -Tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, and N, N, N ', N',-tetraglycidyl-4,4'-diame Epoxy compounds such
  • a polymer having two or more structures capable of forming a bridge structure by thermal reaction with the thermally reactive site (for example, carboxyl group and / or phenolic hydroxyl group) of the component (B) is used.
  • the thermally reactive site for example, carboxyl group and / or phenolic hydroxyl group
  • it can.
  • a polymer produced by using a compound having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3-methacryloxypropyltrimethoxy, etc.
  • component (E) When the component (B) has a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, and an amino group, a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, A compound having two or more groups represented by an amino group can be used as the component (E).
  • crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the content when the component (E) is selected as the crosslinking agent in the photosensitive resin composition of the present invention is 1 part by mass to 50 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the component (A) and the component (B). Preferably they are 1 mass part thru
  • the content of the crosslinkable compound is low, the crosslink density formed by the crosslinkable compound is not sufficient, and therefore the effect of improving the heat resistance after the pattern formation, the solvent resistance, the long-term baking resistance, etc. May not be obtained.
  • Component (F) is a compound having two or more ethylenic polymerizable groups.
  • the compound having two or more ethylenically polymerizable groups as referred to herein means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule and having these polymerizable groups at the molecular terminals.
  • the polymerizable group means at least one polymerizable group selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group, and an allyl group.
  • the compound having two or more ethylenic polymerizable groups as the component (F) has good compatibility with each component in the negative photosensitive resin composition solution in the photosensitive resin composition of the present invention. From the viewpoint of not affecting developability, a compound having a molecular weight (when the compound is a polymer, a weight average molecular weight) of 1,000 or less is preferable.
  • such compounds include dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol triacrylate, penta Erythritol trimethacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, tetramethylolpropane tetraacrylate, tetramethylolpropane tetramethacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethyl Propanetrimethacryl
  • the above polyfunctional acrylate compounds can be easily obtained as commercial products. Specific examples thereof include KYARAD T-1420, DPHA, DPHA-2C, D-310, D-330, and the like. DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120, DN-0075, DN-2475, R-526, NPGDA, PEG400DA, MANDA, R-167, HX -220, HX620, R-551, R-712, R-604, R-684, GPO-303, TMPTA, THE-330, TPA-320, TPA-330, PET-30, RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Aronix M-210, M-240, M-6200, M-309, M-400, M-402, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060, M-1310, M-1310, M-1600, M-1960, M-8100, M-8530, M-8560, M-85
  • (F) component is 5 mass parts thru
  • the component (G) used in the photosensitive resin composition of the present invention is a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid.
  • Examples of such a functional group that forms a covalent bond with an acid include an epoxy group, an alkoxymethyl group, and a hydroxymethyl group.
  • Examples of the compound having two or more epoxy groups include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,2-epoxy-4- (epoxyethyl) cyclohexane, glycerol Triglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 2,6-diglycidylphenyl glycidyl ether, 1,1,3-tris [p- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] propane, diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate Esters, 4,4'-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, trimethylolethane triglycidyl ether and bisphenol-A Diglycidyl ether, and pentaerythritol
  • epoxy resins having amino groups such as YH-434, YH434L (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.); Epolide GT-401, Epoxy resin having a cyclohexene oxide structure such as GT-403, GT-301, GT-302, Celoxide 2021, Celoxide 3000 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.); Epicoat 1001, 1002, 1003, 1004, Bisphenol A type epoxy resins such as 1007, 1009, 1010, and 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
  • Cresol novolak type epoxy resin such as Denacor EX-252 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), CY175, CY177, CY179, Araldite CY-182, CY-192, CY-184 (above) CIBA-GEIGY A.G), Epicron 200, the same 00 (above, Dainippon Ink & Chemicals, Inc. (now DIC)), Epicoat 871, 872 (above, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
  • the polymer which has an epoxy group can also be used as a compound which has 2 or more of epoxy groups.
  • the polymer having an epoxy group can be produced, for example, by addition polymerization using an addition polymerizable monomer having an epoxy group. Examples include addition polymerization polymers such as polyglycidyl acrylate, copolymers of glycidyl methacrylate and ethyl methacrylate, copolymers of glycidyl methacrylate and styrene and 2-hydroxyethyl methacrylate, and condensation polymerization polymers such as epoxy novolac. .
  • the polymer having an epoxy group can be produced by a reaction between a polymer compound having a hydroxy group and a compound having an epoxy group such as epichlorohydrin or glycidyl tosylate.
  • the weight average molecular weight of such a polymer is, for example, 300 to 20,000.
  • Examples of the compound having two or more substituents selected from an alkoxymethyl group and a hydroxymethyl group include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, and phenoplast compounds. .
  • alkoxymethylated glycoluril are as described in the above paragraph [0151].
  • alkoxymethylated benzoguanamine are as described in paragraph [0152] above.
  • alkoxymethylated melamine are as described in the above paragraph [0153].
  • a compound obtained by condensing a melamine compound, urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group may be used.
  • the high molecular weight compound manufactured from the melamine compound and the benzoguanamine compound which are described in US Patent 6,323,310 is mentioned.
  • Examples of commercially available products of the melamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • Examples of commercially available products of the benzoguanamine compound include product name: Cymel (registered trademark) 1123 ( Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • an acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or the like
  • a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or the like
  • Polymers produced using methacrylamide compounds can also be used.
  • Examples of such a polymer include poly (N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, and N-ethoxymethyl.
  • Examples thereof include a copolymer of methacrylamide and benzyl methacrylate, and a copolymer of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate.
  • the weight average molecular weight of such a polymer is 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, more preferably 2,000 to 10,000.
  • the total content of component (A) and component (B) is 100. It is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass based on the parts by mass. If this ratio is too small, the photo-curing property of the negative photosensitive resin composition may be reduced, whereas if it is too large, the developability of the unexposed area will be reduced, resulting in residual film or residue. It may be a cause.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is a rheology modifier, a pigment, a dye, a storage stabilizer, an antifoaming agent, an adhesion promoter, or a polyvalent, as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. It can contain dissolution promoters such as phenol and polycarboxylic acid.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is a photosensitive resin composition containing the following component (A), component (B), component (C) and component (D), and, if desired, component (E) One or more of (C) a cross-linking agent, (F) a compound having two or more ethylenically polymerizable groups, (G) a component having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid, and other additives It is a composition which can contain further.
  • (A) Component the following groups (A1) and (A2), optionally, a polymer having (A3) (A1) liquid repellent group (A2) trialkoxysilyl group (A3) hydroxy group, carboxyl group, amide group and At least one group selected from the group consisting of amino groups;
  • the preferable example of the photosensitive resin composition of this invention is as follows. [1]: A photosensitive resin composition containing 0.1 part by mass to 20 parts by mass of the component (A) with respect to 100 parts by mass of the component (B) and dissolving these components in the solvent (C). [2]: 0.1 parts by mass to 20 parts by mass of the component (A), 5 parts by mass to 100 parts by mass of the component (D) with respect to 100 parts by mass of the component (B). C) A photosensitive resin composition dissolved in a solvent, wherein the component (D) is the component (D-1).
  • the component (A) contains 0.1 part by weight to 20 parts by weight of the component (A), 5 parts by weight to 100 parts by weight of the component (D), and 100 parts by weight of the component (B).
  • C) A photosensitive resin composition dissolved in a solvent, wherein the crosslinking agent (E) is further added in an amount of 1 part by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of (A) and (B).
  • component (A) 0.1 to 20 parts by weight of component (A) with respect to 100 parts by weight of component (B), 5 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of components (A) and (B)
  • Component (F) 0.1 to 30 parts by mass of component (D) with respect to 100 parts by mass of the total of components (A), (B) and (F),
  • the ratio of the solid content in the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is, for example, 1% by mass to 80% by mass, 5 mass% to 60 mass%, or 10 mass% to 50 mass%.
  • solid content means what remove
  • the preparation method of the photosensitive resin composition of this invention is not specifically limited, As the preparation method, (A) component (specific polymer) is melt
  • a compound having two or more functional groups that form a covalent bond is mixed in a predetermined ratio to obtain a uniform solution, or other additives are added as necessary at an appropriate stage of this preparation method. And mixing them.
  • the solution of the copolymer obtained by the polymerization reaction in the solvent (C) can be used as it is, and in this case, the solution of the component (A) Similarly, when (B) component, (D) component, and (E) component, (F) component, (G) component, etc. are added as necessary to obtain a uniform solution, (C) ) Additional solvent may be added. At this time, the (C) solvent used in the process of forming the specific copolymer may be the same as or different from the (C) solvent used for adjusting the concentration when preparing the photosensitive resin composition. Also good.
  • the prepared photosensitive resin composition solution is preferably used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 ⁇ m.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is applied to a semiconductor substrate (for example, a silicon / silicon dioxide-coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, or chromium, a glass substrate, a quartz substrate, an ITO substrate, etc.) Apply coating on the top by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating following the slit, ink jet coating, etc., and then predrying in a hot plate or oven, etc. Can do. Then, the photosensitive resin film is formed by heat-treating this coating film.
  • a semiconductor substrate for example, a silicon / silicon dioxide-coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, or chromium, a glass substrate, a quartz substrate, an ITO substrate, etc.
  • a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70 ° C. to 160 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are adopted.
  • the heating temperature and heating time are preferably 80 to 140 ° C. and 0.5 to 10 minutes.
  • the film thickness of the photosensitive resin film formed from the photosensitive resin composition is, for example, 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m, is, for example, 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m, and is, for example, 0.3 ⁇ m to 8 ⁇ m.
  • a mask having a predetermined pattern is attached, irradiated with light such as ultraviolet rays, and developed with an alkali developer, so that either the exposed part or the unexposed part depends on the material composition.
  • a relief pattern having a sharp end face can be obtained by heating the patterned film remaining after washing out at 80 ° C. to 140 ° C. for 0.5 to 10 minutes as necessary.
  • alkaline developer examples include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, and sodium hydroxide, and hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline.
  • alkali metal hydroxides such as potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, and sodium hydroxide
  • hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline.
  • a surfactant or the like can be added to these developers.
  • a tetraethylammonium hydroxide 0.1 to 2.58 mass% aqueous solution is generally used as a photoresist developer, and this alkaline developer is also used in the photosensitive resin composition of the present invention. It is possible to develop well without causing problems such as film swelling.
  • any of a liquid piling method, a dipping method, a rocking dipping method and the like can be used as a developing method.
  • the development time at that time is usually 15 to 180 seconds.
  • the photosensitive resin film is washed with running water, for example, for 20 to 120 seconds, and then air-dried with compressed air or compressed nitrogen or by spinning to remove moisture on the substrate and form a pattern. A finished film is obtained.
  • the pattern forming film is subjected to post-baking for thermosetting, specifically by heating using a hot plate, an oven, etc., thereby providing heat resistance, transparency, and flatness.
  • a film having a good relief pattern with excellent water absorption and chemical resistance can be obtained.
  • the post-bake is generally processed at a heating temperature selected from the range of 140 ° C. to 270 ° C. for 5 to 30 minutes when on a hot plate and 30 to 90 minutes when in an oven. The method is taken.
  • a desired cured film having a good pattern shape can be obtained by such post-baking.
  • the photosensitive resin composition of the present invention provides a cured film having a high storage stability, sufficiently high sensitivity, and a very small unexposed film thickness during development, and having a fine pattern. Can be formed.
  • the measurement of the number average molecular weight and weight average molecular weight of a polymer is as follows. [Measurement of number average molecular weight and weight average molecular weight of polymer] The measurement of the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the polymer was carried out under the following conditions using a GPC system manufactured by JASCO Corporation as a device and Shodex (registered trademark) KF-804L and 803L as columns.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • MMA methyl methacrylate
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • HPMA 4-hydroxyphenyl methacrylate
  • HPMA-QD condensation reaction of 1 mol of 4-hydroxyphenyl methacrylate and 1.1 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride
  • Compound CHMI N-cyclohexylmaleimide
  • PFHMA 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate
  • TMSSMA Methacryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane
  • MAA Methacrylic acid
  • MAAm Methacrylamide BMKB-503: 3-Methacryloxypropyl Triethoxysilane
  • P7 polymer of 85% hydroxystyrene and 15% styrene, polymerization of 70% hydroxystyrene and 30% styrene Styren
  • TMSSMA 2.29 g, PFHMA 4.67 g, MAA 0.47 g, HPMA 1.28 g, CHMI 1.29 g, AIBN 0.50 g were dissolved in PGME 24.50 g and reacted at 80 ° C. for 20 hours for acrylic weight.
  • a combined solution (solid content concentration of 30% by mass) was obtained (P10).
  • Mn of the obtained acrylic polymer was 3000 and Mw was 4400.
  • Examples 1 to 11> and ⁇ Comparative Examples 1 to 4> By mixing the components (A) to (E) with the composition shown in Table 1 and the solvent, and adjusting the amount of the solvent added so that the solid content concentration of the final composition is 21.0% by mass. Photosensitive resin compositions 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared. Moreover, the photosensitive resin composition of Examples 8-11 and Comparative Examples 3-4 was prepared by adjusting the addition amount of a solvent so that the solid content concentration of a final composition might be 17.0 mass%. In addition, the composition ratio in Table 1 represents the ratio in solid content. Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 are positive photosensitive resin compositions, and Example 11 and Comparative Example 4 are negative photosensitive resin compositions.
  • the film was developed by immersing it in a 2.58% TMAH aqueous solution for 20 seconds, and then washed with running ultrapure water for 20 seconds.
  • the coating film on which the rectangular pattern was formed was heated at 230 ° C. for 30 minutes to be post-baked and cured.
  • About 20 pl of solution was discharged onto the rectangular opening of the obtained cured film using an Inkjet Designer manufactured by Cluster Technology Co., Ltd. with a drive waveform of B, a repetition frequency of 1 kHz, and a drive voltage of 8V.
  • the discharge solution the solution described in Japanese Patent Application No. 2016-141326 and Example 1-1 was used. The obtained results are shown in Table 2.
  • the film was developed by immersing in a 0.4% TMAH aqueous solution for 60 seconds, and then washed with running ultrapure water for 30 seconds.
  • the coating film on which the rectangular pattern was formed was heated at 230 ° C. for 30 minutes to be post-baked and cured.
  • About 20 pl of solution was discharged onto the rectangular opening of the obtained cured film using an Inkjet Designer manufactured by Cluster Technology Co., Ltd. with a drive waveform of B, a repetition frequency of 1 kHz, and a drive voltage of 8V.
  • the discharge solution the solution described in Japanese Patent Application No. 2016-141326 and Example 1-1 was used. The obtained results are shown in Table 2.
  • Examples 1 to 11 had good wettability of the rectangular opening. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, sufficient wettability could not be confirmed.

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Abstract

【課題】 液晶表示素子、有機EL表示素子等に使用され、硬化した後も良好な画像が維持され且つプラズマ処理やUVオゾン処理等をせずとも硬化膜表面に高い撥水性と高い撥油性を有し、また残渣が少なく、基板に高い親液性と高い親油性を有する硬化膜の画像を形成ことができる感光性樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 下記(A)成分、(B)成分、(C)溶剤及び(D)成分を含有する熱硬化可能な感光性樹脂組成物。 (A)成分:下記基(A1)及び(A2)を有する重合体 (A1)撥液性基 (A2)トリアルコキシシリル基、 (B)成分:アルカリ可溶性樹脂、 (C)溶剤、 (D)成分:感光剤。

Description

感光性樹脂組成物
 本発明は、感光性樹脂組成物及びそれから得られる硬化膜に関する。
 より詳細には、高い撥水性と撥油性を硬化膜表面に有する画像を形成可能な感光性樹脂組成物及びその硬化膜、並びに該硬化膜を用いた各種材料に関する。この感光性樹脂組成物は、特に液晶ディスプレイやELディスプレイにおける層間絶縁膜、インクジェット方式に対応した遮光材料や隔壁材料として用いるのに好適である。
 薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL(electroluminescent)素子等のディスプレイ素子の作製工程においてインクジェットを用いたフルカラー表示基板作製技術も近年活発に検討されている。たとえば液晶表示素子におけるカラーフィルタ作製に関しては、従来の印刷法、電着法、染色法または顔料分散法に対して、あらかじめパターニングされた画素を規定する区画(以下バンクという)を、光を遮断する感光性樹脂層で形成し、このバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下するカラーフィルタおよびその製造方法(特許文献1)などが提案されている。また有機EL表示素子においてもあらかじめバンクを作製し、同様に発光層となるインクを滴下し、有機EL表示素子を作製する方法(特許文献2)が提案されている。
 しかしインクジェット法でバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下する場合、バンクを超えて隣の画素にインク滴が溢れる事態を防ぐため、基板には親インク性(親水性)を持たせ、バンク表面には撥水性を持たせる必要がある。
 上記の目的を達成するため、酸素ガスプラズマ処理及びフッ素ガスプラズマ処理などの連続的プラズマ(オゾン)処理により、基板に親水性を持たせ、且つバンクには撥水性を持たせることができると提案されている(特許文献3)が、工程が煩雑である。また、感光性有機薄膜にフッ素系界面活性剤やフッ素系ポリマーを配合した提案もなされている(特許文献4)が、相溶性や添加量など、感光性のみならず塗膜性も含めて考慮すべき点が多いだけでなく、基板の親水処理の際のUVオゾン処理で表面の撥水性が低下するため実用的ではなかった。
 一方、従来、撥液バンクとして、ネガ型のものとしては特開2015-172742号公報(特許文献5)がある。また、ポジ型のものとしては特開2012-220860号公報(特許文献6)がある。
特開2000-187111号公報 特開平11-54270号公報 特開2000-353594号公報 特開平10-197715号公報 特開2015-172742号公報 特開2012-220860号公報
 本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、その解決しようとする課題は、液晶表示素子、有機EL表示素子等に使用され、プラズマ処理やUVオゾン処理等をせずとも硬化膜表面に高い撥水性と高い撥油性を有し、また残渣が少なく、基板に高い親液性と高い親油性を有する硬化膜の画像を形成することにある。特に、インクジェットを用いた基板作製において、バンクを超えて隣の画素にインク滴が溢れる事態を防ぐことができる硬化膜の画像を形成することにある。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基及びトリアルコキシシリル基を有する重合体を含む組成物から硬化膜を形成することにより、膜表面に撥水性と撥液性を効率的に付与できることを見出し本発明を完成させた。
 即ち、本発明は以下に関する。
1.下記(A)成分、(B)成分、(C)溶剤及び(D)成分を含有する熱硬化可能な感光性樹脂組成物。
(A)成分:下記基(A1)及び(A2)を有する重合体
  (A1)撥液性基
  (A2)トリアルコキシシリル基、
(B)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(C)溶剤、
(D)成分:感光剤。
2.(A)成分が更に下記(A3)を有する重合体である上記1に記載の感光性樹脂組成物。
(A3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
3.下記(Z1)乃至(Z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する上記1または上記2に記載の感光性樹脂組成物。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;
(Z2):(B)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
4.(D)成分がキノンジアジド化合物である上記1乃至上記3のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
5.(D)成分がキノンジアジド化合物であり、上記(Z1)又は、(Z2)の何れかを満足する上記3に記載の感光性樹脂組成物。
6.(A)成分の上記撥液性基が炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基である上記1乃至上記5のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
7.(A)成分の重合体がアクリル重合体である請求項1乃至上記6のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
8.(A)成分のアクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至100,000である上記7に記載の感光性樹脂組成物。
9.(B)成分のアルカリ可溶性樹脂の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至50,000である上記1乃至上記8のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
10.(B)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(A)成分を含有することを特徴とする上記1乃至上記9のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
11.(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、(E)成分が1質量部乃至50質量部であることを特徴とする上記3乃至上記10のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物。
12.上記1乃至上記11のいずれか一に記載の感光性樹脂組成物の熱硬化物からなる硬化膜。
13.上記12に記載の硬化膜を有する表示素子。
14.上記12に記載の硬化膜を画像形成用隔壁として有する表示素子。
 本発明の型感光性樹脂組成物は、膜表面に撥水性と撥液性を効率的に付与することができ、現像時のパターン開口部の濡れ性を損なわない硬化膜を形成することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、下記(A)成分、(B)成分、(C)溶剤及び(D)成分を含有する感光性樹脂組成物である。
(A)成分:下記基(A1)、(A2)を有する重合体
  (A1)撥液性基
  (A2)トリアルコキシシリル基、
(B)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(C)溶剤、
(D)成分:感光剤。
 本発明の感光性樹脂組成物は、(A)成分が更に下記(A3)を有する重合体であることが好ましい。
(A3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
 本発明の感光性樹脂組成物は、更に下記(Z1)乃至(Z4)の少なくともいずれか1つを満足することが好ましい。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;、
(Z2):(B)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性重合性基を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
 本発明の感光性樹脂組成物は、(D)成分がキノンジアジド化合物であるポジ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。
 以下、各成分の詳細を説明する。
<(A)成分>
(A)成分は、下記基(A1)、(A2)を有する重合体であり、更に好ましくは(A3)を有する重合体である。
  (A1)撥液性基
  (A2)トリアルコキシシリル基
  (A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基
 本発明において、重合体としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリアミド、ポリウレア、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル及びアクリル重合体などが挙げられ、好ましい重合体としては、アクリル重合体が挙げられる。
 ここで、アクリル重合体とはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、マレイミド等の重合性不飽和基、すなわち、構造中にC=C二重結合を含む重合性基を有するモノマーを用いて得られる重合体を指す。
 ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレアとしては、ジアミンを酸二無水物と反応させたポリアミック酸、当該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミド、ジアミンをジカルボン酸無水物と反応させて得られるポリアミドまたはジアミンをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレアであり、なおかつ、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有する少なくとも一種のモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する少なくとも一種のモノマーとトリアルコキシシリル基を有するモノマーを含むモノマー混合物から得られる重合体が挙げられる。
 ポリウレタンとしては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとアミノ基を有するジオールをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレタンが挙げられる。
 フェノール樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するフェノールと、ホルムアルデヒドを重合させて得られるノボラック樹脂が挙げられる。
 エポキシ樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するビスフェノールA及び/またはビスフェノールFと、当該ビスフェノールA及び/またはビスフェノールFの時グリシジルエーテルと反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。
 ポリシロキサンとしては、フルオロアルキル基を有するトリアルコキシシランまたはフルオロアルキル基を有するジアルコキシシランシランと、アミノ基を有するトリアルコキシシランまたはアミノ基を有するジアルコキシシランとを含むシランモノマー混合物を重合させて得られる重合体が挙げられる。
 ポリエステルとしては、ジカルボン酸またはテトラカルボン酸二無水物とフルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとを反応させて得られるポリエステルが挙げられる。
<(A1)撥液性基の導入>
 上記撥液性基としては、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基が挙げられる。
 上記フルオロアルキル基の炭素原子数は3乃至10であり、好ましくは、炭素原子数4乃至10のフルオロアルキル基であることが望ましい。
 このようなフルオロアルキル基としては、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(パーフルオロブチル)エチル基、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロヘキシル)エチル基、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロオクチル)エチル基、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロデシル)エチル基、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチル基、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチル基、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピル基、等が挙げられる。
 本発明の(A)成分である重合体に炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を導入するには、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーを共重合させれば良い。
 (A)成分がアクリル重合体である場合における上記炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーの具体例としては、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルメタクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
 上記ポリフルオロエーテル基としては、下記式1で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基(a)が挙げられる。
  -(X-O)n-Y ・・・式1
 式1中、Xは、炭素原子数1乃至10の2価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至10のフルオロ化された2価飽和炭化水素基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、水素原子(Yに隣接する酸素原子に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合していない場合に限る)、炭素原子数1乃至20の1価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至20のフルオロ化された1価飽和炭化水素基を示し、nは2乃至50の整数を示す。ただし、式1におけるフッ素原子の総数は2以上である。
 式1におけるX、Yの態様として、好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキレン基又は炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキル基又は炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。
 式1におけるX、Yの態様として、より好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。
 式1においてnは2乃至50の整数を示す。nは2乃至30が好ましく、2乃至15がより好ましい。nが2以上であると、撥液性が良好である。nが50以下であると、(A)成分である重合体を、Rf基(a)を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。
 また、式1で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基(a)における炭素原子の総数は2乃至50が好ましく、2乃至30がより好ましい。当該範囲では、(A)成分である重合体は良好な撥液性を奏する。また、(A)成分である重合体を、Rf基(a)を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。
 Xの具体例としては、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-、-CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CF(CF3)-、及びCF2CF(CF3)CF2-が挙げられる。
 Yの具体例としては、-CF3、-CF2CF3、-CF2CHF2、-(CF22CF3、-(CF23CF3、-(CF24CF3、-(CF25CF3、-(CF26CF3、-(CF27CF3、-(CF28CF3、-(CF29CF3、及び(CF211CF3、-(CF215CF3が挙げられる。
 式1で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基(a)の好ましい態様としては、式2で表されるRf基(a)が挙げられる。
 -Cp-12(p-1)-O-(Cp2p-O)n-1-Cq2q+1 ・・・式2
式2中、pは2又は3の整数を示し、nで括られた単位毎に同一の基であり、qは1乃至20の整数、nは2乃至50の整数を示す。
 式2で表されるRf基(a)として、具体的には、
-CF2O(CF2CF2O)n-1CF3 (nは2乃至9)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1613 (nは2乃至6)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-137 (nは2乃至6)
が合成の容易さの点から好ましく挙げられる。
 (A)成分である重合体内のRf基(a)は、全て同一でもよいし、異なっていてもよい。
 上記シリルエーテル基とは、アルコールのヒドロキシ基がトリアルキルシリル基で保護された基を意味し、好ましくは下記式で表わされる基である。
  -X4-Si(O-SiX1233
(式中、X1、X2、X3はそれぞれ独立して炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、X4は炭素原子数1乃至6のアルキレン基を表す。)
 本発明の(A)成分である重合体にシリルエーテル基を導入するには、シリルエーテル基を有するモノマーを共重合させれば良い。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるシリルエーテル基を有するモノマーとしては、メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン及びアクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等が挙げられる。
 上記ポリシロキサン基としては、式3で示されるポリシロキサン構造を有する基(a)が挙げられる。以下、式3で示されるポリシロキサン構造を有する基(a)をpSi基(a)という。
  -(SiR12-O)n-SiR123  ・・・式3
(ただし、R1、R2は独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。)。
 R1、R2は独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、またシロキシ単位毎に同一でも異なっていてもよい。(A)成分である重合体が良好な撥液性を奏することから、R1、R2は水素、メチル基またはフェニル基の場合が好ましく、さらには、すべてのシロキシ単位のR1、R2がメチル基の場合が好ましい。また、R3には、窒素原子、酸素原子等が含まれていてもよい。
 (A)成分である重合体へのpSi基(a)の導入方法としては、pSi基(a)を有するモノマーを共重合させる方法、反応部位を有する重合体にpSi基(a)を有する化合物を反応させる各種変性方法、pSi基(a)を有する重合開始剤を使用する方法等が挙げられる。
 pSi基(a)を有するモノマーとしては、CH2=CHCOO(pSi)、CH2=C(CH3)COO(pSi)等が挙げられる。ただし、pSiはpSi基(a)を表す。pSi基(a)を有するモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 反応部位を有する重合体にpSi基(a)を有する化合物を反応させる各種変性方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
 エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にメルカプト基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。
 アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にpSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。水酸基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にPSi基(a)を有する化合物を反応させる方法。
 pSi基(a)を有する重合開始剤としては、開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよいし、開始剤分子の末端部分または側鎖に1価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよい。開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれている開始剤としては、2価のポリシロキサン構造を有する基とアゾ基とを交互に有する化合物等が挙げられる。市販品としては、VPS-1001、VPS-0501(以上、和光純薬工業社製)が挙げられる。
<(A2)トリアルコキシシリル基の導入>
 本発明の(A)成分である重合体に(A2)トリアルコキシシリル基を導入するには、(A2)トリアルコキシシリル基を有するモノマーを共重合させれば良い。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるトリアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、例えば、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレート等が挙げられる。
 (A)成分がアクリル重合体である場合における上記(A)成分の重合体の製造方法としては、撥液性基を有するモノマー、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマー、ポリフルオロエーテル基、を有するモノマー、シリルエーテル基を有するモノマー及びポリシロキサン基を有するモノマーの少なくとも一種、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマー、トリアルコキシシリル基を有するモノマー、並びに所望により前記以外のモノマー(以下その他モノマーAともいう)とを、重合開始剤存在下の溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性の重合体を構成するモノマー及び特定官能基を有する重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(C)溶剤に記載する溶剤が挙げられる。
 その他モノマーAの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノメチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、γ-ブチロラクトンアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、及びビニルビフェニル等が挙げられる。
 このようにして得られる特定官能基を有する重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
 また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
 本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(C)溶剤に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
<(A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基の導入>
 本発明の(A)成分である重合体に(A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を導入するには、(A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマーを共重合させれば良い。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるカルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、及び5-メタクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、p-ヒドロキシスチレン、α―メチル-p-ヒドロキシスチレン、N-ヒドロキシフェニルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルアクリルアミド、N-ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、p-ヒドロキシフェニルアクリレート、p-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。中でも、2-ヒドロキシエチルアクリレート及び2-ヒドロキシエチルメタクリレートから選ばれるモノマーが好ましい。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるアミド基を有するモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、メタクリルアミドが好ましい。
 (A)成分がアクリル重合体である場合におけるアミノ基を有するモノマーとしては、例えば、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、及びアミノプロピルメタクリレート等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 上記(A)成分の重合体において、(A1)撥液性基の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至60モル%であることが好ましく、5モル%乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、撥液性の効果を奏しない場合がある。60モル%よりも過大である場合は、凝集などの問題が生じる場合がある。
 上記(A)成分の重合体において、(A2)トリアルコキシシリル基の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至70モル%であることが好ましく、5モル%乃至50モル%であることがより好ましい。5モル%よりも過少である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性に問題を生じる場合がある。70モル%よりも過大である場合は、現像性に影響を与える場合がある。
 上記(A)成分の重合体において、(A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基の導入量は、全繰り返し単位に対して5乃至60モル%であることが好ましく、5乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性に問題を生じる場合がある。60モル%よりも過大であると、撥液性の繰り返し単位が過小となる。
 また上記(A)成分の重合体の数平均分子量は、2,000乃至100,000であることが好ましい。より好ましくは3,000乃至50,000、さらに好ましくは4,000乃至10,000である。数平均分子量が100,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。
 また、本発明においては、(A)成分の重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であってもよい。
<(B)成分>
 本発明の(B)成分は、アルカリ可溶性基を有する樹脂である。アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、イミド基、スルホニル基、リン酸、ボロン酸及び活性メチレン基および活性メチン基が挙げられる。
 活性メチレン基とはメチレン基(-CH2-)のうち、隣接位置にカルボニル基を持ち、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。また、本発明において前記活性メチン基とは前記活性メチレン基においてメチレン基の1個の水素原子がアルキル基で置換された構造を有し、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。
 活性メチレン基および活性メチン基としては下記式(b1)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式(b1)中、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表し、破線は結合手を表す。)
 上記式(b1)において、Rが表すアルキル基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルキル基が好ましい。
 そのようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基等が挙げられる。
 その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が好ましい。
 上記式(b1)において、Rが表すアルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルコキシ基が好ましい。
 そのようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。
 その中でも、メトキシ基、エトキシ基及びn-プロポキシ基等が好ましい。
 上記式(b1)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。なお、構造式中、破線は結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記アルカリ可溶性基の中でも、フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の有機基を有し、且つ、数平均分子量が2,000乃至50,000であるアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。
 上記(B)成分のアルカリ可溶性樹脂は、斯かる構造を有するアルカリ可溶性樹脂であればよく、樹脂を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。
 然しながら、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂は、数平均分子量が2,000乃至50,000の範囲内にあるものである。数平均分子量が50,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、現像の際、露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。
 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、あるいはポリイミド前駆体又はポリイミド等が挙げることができる。
 また、本発明においては、複数種のモノマーを重合して得られる共重合体(以下、特定共重合体と称す。)からなるアルカリ可溶性樹脂を(B)成分として用いることもできる。この場合、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種の特定共重合体のブレンド物であってもよい。
 すなわち、上記の特定共重合体は、アルカリ可溶性を発現するモノマー、即ちフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマーと、これらモノマーと共重合可能なモノマーの群から選択される少なくとも一種のモノマーとを、必須の構成単位として形成された共重合体であって、その数平均分子量が2,000乃至50,000のものである。数平均分子量が50,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。
 上記の「フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー」は、フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー及びカルボキシル基を有するモノマーが含まれる。これらのモノマーはフェノール性ヒドロキシ基又はカルボキシル基を一個有するものに限らず、複数個有するものでもよい。
 以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものでない。
 カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
 フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート
等が挙げられる。
 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造における不飽和カルボン酸誘導体及び/またはフェノール性ヒドロキシ基と重合性不飽和基を有するモノマーの比率は、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造に用いる全てのモノマーのうち、好ましくは5~90モル%、より好ましくは10~60モル%、最も好ましくは10~30モル%である。不飽和カルボン酸誘導体が5重量%未満の場合には、重合体のアルカリ溶解性が不足する。
 本発明の(B)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、硬化後のパターン形状をより安定化させるという点から、さらにヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを共重合させたものであることが好ましい。
 ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等が挙げられる。
 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーの比率は、好ましくは10乃至60質量%、より好ましくは5乃至50質量%、最も好ましいのは20乃至40質量%である。ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーが10質量%未満の場合は共重合体のパターン形状の安定化効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、(B)成分のアルカリ可溶性基が不足し、現像性等の特性が低下する場合がある。
 本発明の(B)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、共重合体のTgを上げるという点から、さらにN置換マレイミド化合物を共重合させたものであることが好ましい。
 N置換マレイミド化合物マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。透明性の観点から芳香環を有さない物が好ましく、現像性、透明性、耐熱性の点から脂環骨格を有するものがより好ましく、中でもシクロヘキシルマレイミドが最も好ましい。
 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるN-置換マレイミドの比率は、好ましくは10乃至60質量%、より好ましくは5乃至50質量%、最も好ましいのは20乃至40質量%である。N-置換マレイミドが10質量%未満の場合は共重合体のTgが低くなり、耐熱性に劣る場合がある。60質量%以上の場合には、透明性が低下する場合がある。
 本発明の感光性樹脂組成物が要件(Z2)を満足する場合、本発明で用いられる(B)成分のアルカリ可溶性樹脂は、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基(以下、架橋性基ともいう)をさらに有する共重合体であることが好ましい。
 上記自己架橋性基としてはN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基が挙げられる。
 上記架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等が挙げられる。
 かかる自己架橋性基又は架橋性基を(B)成分のアルカリ可溶性樹脂に含有させる場合の含有量は、(B)成分の樹脂における繰り返し単位1単位あたり、0.1乃至0.9個であることが好ましく、現像性と耐溶剤性の観点から、0.1乃至0.8個であることがさらに好ましい。
 (B)成分のアルカリ可溶性樹脂が、さらにN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する場合、例えば、ラジカル重合性を有し、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基及びアルコキシシリル基等の自己架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する不飽和化合物を共重合させればよい。
 ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基を有する不飽和化合物としては、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等が挙げられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、3-アクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリエトキシシラン等が挙げられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにエポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにオキセタン基を有する不飽和化合物としては、例えば、オキセタン基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。このようなモノマーの中では、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが好ましく、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン等が好ましく用いられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにビニル基を有するモノマーとしては、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、 メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等が挙げられる。
 ラジカル重合性を有し、さらにブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。
 本発明の感光性樹脂組成物が(Z1)を満足する場合、ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有する不飽和化合物から誘導される構成単位を、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂が有する全ての繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%含有する。この構成単位が10質量%未満の場合は得られる硬化膜の耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70質量%を超える場合は感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。
 また、本発明においては、(B)成分のアクリル重合体は、上述のモノマー以外のモノマー(以下、その他モノマーと称す。)をも構成単位として形成された共重合体であってもよい。その他モノマーは、具体的には、上記カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種と共重合可能なものであればよく、(B)成分の特性を損ねない限り、特に限定されるものでない。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
 以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
 前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、等が挙げられる。
 前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。
 前記アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。
 前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。
 前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。
 (B)成分であるアルカリ可溶性樹脂の製造において、上記その他モノマーの比率は80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。80質量%よりも多くなると相対的に必須成分が減るため、本発明の効果を十分に得ることが困難になる。
 本発明に用いる(B)成分であるアルカリ可溶性樹脂を得る方法は特に限定されないが、例えば、カルボキシル基、フェノール性ヒドロキシ基、及び、熱又は酸の作用によりカルボン酸又はフェノール性ヒドロキシ基を生成する基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー、ヒドロキシアルキル基を有するモノマー、所望によりN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー、所望によりそれ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性樹脂を構成するモノマー及び特定官能基を有するアクリル重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(C)溶剤に記載する溶剤が挙げられる。
 このようにして得られる特定官能基を有するアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
 また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
 本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(C)溶剤に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
 また、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、一部イミド化したポリアミド酸等のポリイミド前駆体、カルボン酸基含有ポリイミド等のポリイミドを用いることもでき、それらはアルカリ可溶性であれば特にその種類を限定されずに用いることができる。
 ポリイミド前駆体である前記ポリアミド酸は、一般的に(a)テトラカルボン酸二無水物化合物と(b)ジアミン化合物とを重縮合して得ることができる。
 上記(a)テトラカルボン酸二無水物化合物は特に限定はなく、具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物のような脂環式テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物のような脂肪族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
 これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
 また、上記(b)ジアミン化合物も特に限定されることはなく、例えば、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,6-ジアミノ-1,3-ベンゼンジカルボン酸、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、2,5-ジアミノフェノール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノハイドロキノン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等フェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノ-4-メルカプトベンゼン、1,3-ジアミノ-5-メルカプトベンゼン、1,4-ジアミノ-2-メルカプトベンゼン、ビス(4-アミノ-3-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(3-アミノ-4-メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン等チオフェノール基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノベンゼン-4-スルホン酸、1,3-ジアミノベンゼン-5-スルホン酸、1,4-ジアミノベンゼン-2-スルホン酸、ビス(4-アミノベンゼン-3-スルホン酸)エーテル、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジスルホン酸、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル-6,6’-ジスルホン酸等スルホン酸基を有するジアミン化合物が挙げられる。また、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-メチレン-ビス(2,6-エチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、2,4,6-トリメチル-1,3-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、o-トリジン、m-トリジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-トルイル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン等のジアミン化合物を挙げることが出来る。
 これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
 本発明で用いられるポリアミド酸が(a)テトラカルボン酸二無水物化合物と(b)ジアミン化合物から製造される場合、両化合物の配合比、すなわち(b)ジアミン化合物の総モル数/(a)テトラカルボン酸二無水物化合物の総モル数は0.7乃至1.2であることが望ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成するポリアミド酸の重合度は大きくなり分子量が増加する。
 また、ジアミン化合物を過剰に用いて重合した際、残存するポリアミド酸の末端アミノ基に対してカルボン酸無水物を反応させ末端アミノ基を保護することもできる。
 このようなカルボン酸無水物の例としてはフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、無水マレイン酸、ナフタル酸無水物、水素化フタル酸無水物、メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物等を挙げることができる。
 ポリアミド酸の製造において、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物との反応の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。高分子量のポリアミド酸を得るには、反応温度5℃乃至40℃、反応時間1時間乃至48時間の範囲にて適宜選択する。低分子量で保存安定性の高く部分的にイミド化されたポリアミド酸を得るには反応温度40℃乃至90℃、反応時間10時間以上から選択することがより好ましい。
 また、末端アミノ基を酸無水物で保護する場合の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。
 ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物の反応は溶剤中で行なうことができる。その際に使用できる溶剤としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン等を挙げることができる。これらは単独でも、混合して使用しても良い。さらに、ポリアミド酸を溶解しない溶剤であっても、重合反応により生成したポリアミド酸が析出しない範囲で、上記溶剤に混合して使用してもよい。
 このようにして得られたポリアミド酸を含む溶液は、感光性樹脂組成物の調製にそのまま用いることができる。また、ポリアミド酸を水、メタノール、エタノール等の貧溶剤に沈殿単離させて回収して用いることもできる。
 また、(B)成分としては、任意のポリイミドも用いることができる。本発明に用いるポリイミドとは前記ポリアミド酸などのポリイミド前駆体を化学的又は熱的に50%以上イミド化させたものである。
 本発明の感光性樹脂組成物に用いるポリイミドは、アルカリ溶解性を与えるためにカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基から選ばれる基を有することが好ましい。
 ポリイミドへのカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基の導入方法は、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーを用いる方法、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法、或いは、ポリアミド酸などのポリイミド前駆体をイミド化する際にイミド化率を99%以下にする方法等が用いられる。
 このようなポリイミドは上述のポリアミド酸などのポリイミド前駆体を合成した後、化学イミド化もしくは熱イミド化を行うことで得ることができる。
 化学イミド化の方法としては一般的にポリイミド前駆体溶液に過剰の無水酢酸およびピリジンを添加し室温から100℃で反応させる方法が用いられる。また、熱イミド化の方法としては一般的に、ポリイミド前駆体溶液を温度180℃乃至250℃で脱水しながら過熱する方法が用いられる。
 また、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、さらにフェノールノボラック樹脂を用いることができる。
 また、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリエステルポリカルボン酸を用いることもできる。ポリエステルポリカルボン酸は、酸二無水物とジオールから、WO2009/051186に記載の方法により、得ることができる。
 酸二無水物としては、上記(a)テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
 ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼン-1,3-ジメタノール、ベンゼン-1,4-ジメタノール等の芳香族ジオール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール、及びエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。
 また、本発明においては、(B)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種のアルカリ可溶性樹脂の混合物であってもよい。
 (A)成分と(B)成分との比率は、(B)成分100質量部に対して(A)成分が0.1質量部乃至20質量部である。
<(C)溶剤>
 本発明に用いる(C)溶剤は、(A)成分、(B)成分、及び必要に応じて後述の(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述の(H)成分やその他添加剤などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
 斯様な(C)溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドン等が挙げられる。
 これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
 これら(C)溶剤の中、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2-ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、塗膜性が良好で安全性が高いという観点より好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
<(D)成分>
 (D)成分である感光剤としては、(D-1)1,2-キノンジアジド化合物、(D-2)光ラジカル発生剤、(D-3)光酸発生剤が挙げられる。
(D-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、水酸基又はアミノ基のいずれか一方か、水酸基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらの水酸基又はアミノ基(水酸基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量)のうち、好ましくは10モル%乃至100モル%、特に好ましくは20モル%乃至95モル%が1,2-キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物を用いることができる。
 上記1,2-キノンジアジドスルホン酸としては、例えば1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸、1,2-ベンゾキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸等が挙げられ、前述のヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方あるいは両方を有する化合物との反応では、該1,2-キノンジアジドスルホン酸の塩化物を用いることができる。
 前記水酸基を有する化合物としては例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル、1,3,3-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4-イソプロプリデンジフェノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4-ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、4,4’,4’’―トリスヒドロキシフェニルエタン、1,1,1-トリスヒドロキシフェニルエタン、4,4'-[1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,5-ビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)メチルなどのフェノール化合物、エタノール、2-プロパノール、4-ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-メトキシプロパノール、2-ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類を挙げることができる。
 また、前記アミノ基を含有する化合物としては、アニリン、o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン、4-アミノジフェニルメタン、4-アミノジフェニル、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、などのアニリン類、アミノシクロヘキサンを挙げることができる。
 さらに、水酸基とアミノ基両方を含有する化合物としては、例えば、o-アミノフェノール、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、4-アミノレゾルシノール、2,3-ジアミノフェノール、2,4-ジアミノフェノール、4,4’-ジアミノ-4’’-ヒドロキシトリフェニルメタン、4-アミノ-4’,4’’-ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、2-アミノエタノール、3-アミノプロパノール、4-アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。
 これらの1,2-キノンジアジド化合物は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に(D-1)成分のキノンジアジド基を有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至40質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2-キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(D-1)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。
(D-2)光ラジカル発生剤は、露光によりラジカルを発生するものであれば特に制限はない。具体例としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、2-エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2,4,5-トリアリールイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メチルフェニル)イミダゾール2量体、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン、2-トリクロロメチル-5-スチリル-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-シアノスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-メトキシスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(1-p-ジメチルアミノフェニル-1,3-ブタジエニル)-S-トリアジン、2-トリクロロメチル-4-アミノ-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-エトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-ブトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン等のハロメチル-S-トリアジン系化合物、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパノン、1,2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1,1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2-n-ブトキシエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-(4-フェニルチオフェニル)-1,2-オクタンジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)、4-ベンゾイル-メチルジフェニルサルファイド、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルフォリニル)-1-プロパノン等が挙げられる。
 上記の光ラジカル発生剤は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばIRGACURE173、IRGACURE 500、IRGACURE 2959、IRGACURE 754、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 1300、IRGACURE 819、IRGACURE 819DW、IRGACURE 1880、IRGACURE 1870、DAROCURE TPO、DAROCURE 4265、IRGACURE 784、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE 250(以上、BASF社製)、KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE 2-EAQ(以上、日本化薬(株)製)、TAZ-101、TAZ-102、TAZ-103、TAZ-104、TAZ-106、TAZ-107、TAZ-108、TAZ-110、TAZ-113、TAZ-114、TAZ-118、TAZ-122、TAZ-123、TAZ-140、TAZ-204(以上みどり化学(株)製)等が挙げられる。
 これらの光ラジカル発生剤単独で使用しても、二種類以上を併用することも可能である。
 本発明の感光性樹脂組成物に(D-2)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる場合がある。また、この割合が過大である場合には、塗膜の透過率が低下したり、未露光部の現像不良が起こる場合がある。
(D-3)の光酸発生剤は紫外線照射時に光分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。光酸発生剤が光分解した際に発生する酸としては、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸又はその水和物や塩等が挙げられる。
 光酸発生剤としては、例えば、ジアゾメタン化合物、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ジスルホン系化合物、スルホン酸誘導体化合物、ニトロベンジル化合物、ベンゾイントシレート化合物、鉄アレーン錯体、ハロゲン含有トリアジン化合物、アセトフェノン誘導体化合物、及び、シアノ基含有オキシムスルホネート化合物などが挙げられる。従来知られ又は従来から使用されている光酸発生剤は、いずれも、特に限定されることなく、本発明において適用することができる。なお、本発明において、(D)成分の光酸発生剤は、一種単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。具体例としては、下記式[PAG-1]~式[PAG-41]で表される化合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 本実施の形態の感光性樹脂組成物に(D-3)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~20質量部、より好ましくは0.1質量部~10質量部、更に好ましくは0.5質量部~8質量部である。(D-3)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。しかし、20質量部より多い場合、未露光部が現像不良となったり、組成物の保存安定性が低下する場合がある。
<(E)成分>
 (E)成分は架橋剤であり、本発明の感光性樹脂組成物が要件(Z1)を満たす場合に組成物中に導入されるものである。より具体的には、(B)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、(E1)アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物や(E2)下記式(2)で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
 (E1)成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。
 アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、例えば、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(ブトキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(メトキシメチル)尿素、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)-4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリノン、および1,3-ビス(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリノン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製グリコールウリル化合物(商品名:サイメル(登録商標)1170、パウダーリンク(登録商標)1174)等の化合物、メチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)65)、ブチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、DIC(株)製尿素/ホルムアルデヒド系樹脂(高縮合型、商品名:ベッカミン(登録商標)J-300S、同P-955、同N)等が挙げられる。
 アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としてはテトラメトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製(商品名:サイメル(登録商標)1123)、(株)三和ケミカル製(商品名:ニカラック(登録商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等が挙げられる。
 アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:サイメル(登録商標)300、同301、同303、同350)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:マイコート(登録商標)506、同508)、三和ケミカル製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MW-100LM、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等が挙げられる。
 また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。
 フェノプラスト系化合物の具体例としては、例えば、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(ヒドロキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-ヒドロキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-ヒドロキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール、2,6-ビス(メトキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(メトキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-メトキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、等が挙げられる。市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、26DMPC、46DMOC、DM-BIPC-F、DM-BIOC-F、TM-BIP-A、BISA-F、BI25X-DF、BI25X-TPA(以上、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。
 さらに、(E1)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。
 そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。
 また本発明の感光性樹脂組成物は、(E2)成分として、下記式(2)で表される架橋性化合物を含有することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、kは2乃至10の整数、mは0乃至4の整数を示し、R11はk価の有機基を表す)
 (E2)成分は、式(2)で表されるシクロアルケンオキサイド構造を有する化合物であれば特に限定されない。その具体例としては、下記式E2-1及びE2-2や、以下に示す市販品等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 市販品としては、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル化学工業(株)製 商品名)、脂環式エポキシ樹脂であるデナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製 商品名)、CY175、CY177、CY179(以上、CIBA-GEIGY A.G製 商品名)、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、CIBA-GEIGY A.G製 商品名)、エピクロン200、同400(以上、DIC(株)製 商品名)、エピコート871、同872(以上、油化シェルエポキシ(株)製 商品名)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製 商品名)、等を挙げることができる。また、これらの架橋性化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 これらのうち、耐熱性、耐溶剤性、耐長時間焼成耐性等の耐プロセス性、および透明性の観点からシクロヘキセンオキサイド構造を有する、式E2-1及び式E2-2で表される化合物、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000が好ましい。
 また、E成分としては(E1)成分、(E2)成分として示したもの以外の(B)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる化合物も用いることができる。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等のエポキシ化合物、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、デグサジャパン(株)製)、タケネート(登録商標)B-882N、同タケネートB―7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等のイソシアネート化合物等が挙げられる。
 また、E成分としては(B)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性水酸基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を2個以上有する重合体を用いることができる。具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアナート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。これらの化合物は単独、もしくは複数を組み合わせて使用してポリマーを製造しても良く、そのほかの化合物と組み合わせてポリマーを製造しても良い。
 (B)成分がヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基を有する場合には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基を2つ以上有する化合物を(E)成分として用いることができる。
 これらの架橋性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物における架橋剤として(E)成分を選択した場合の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。
<(F)成分>
 (F)成分はエチレン性重合性基を2個以上有する化合物である。ここで言うところのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物とは、一分子中に重合性基を2個以上有し、且つそれらの重合性基が分子末端にある化合物のことを意味し、それらの重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合性基のことを意味する。
 この(F)成分であるエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は、本発明の感光性樹脂組成物におけるネガ型感光性樹脂組成物の溶液において、各成分との相溶性が良好で、且つ現像性に影響を与えないという観点から、分子量(該化合物がポリマーである場合、重量平均分子量)が1,000以下の化合物が好ましい。
 このような化合物の具体例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5-トリアクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,3,5-トリメタクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、トリス(ヒドロキシエチルアクリロイル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシエチルメタクリロイル)イソシアヌレート、トリアクリロイルホルマール、トリメタクリロイルホルマール、1,6-ヘキサンジオールアクリレート、1,6-ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エタンジオールジアクリレート、エタンジオールジメタクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジアクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、イソプロピレングリコールジアクリレート、イソプロピレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、N,N’-ビス(アクリロイル)システイン、N,N’-ビス(メタクリロイル)システイン、チオジグリコールジアクリレート、チオジグリコールジメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、ビスフェノールSジアクリレート、ビスフェノールSジメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタクリレート、ジアリルエーテルビスフェノールA、o―ジアリルビスフェノールA、マレイン酸ジアリル、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
 上記の多官能アクリレート化合物は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばKYARAD T-1420、同DPHA、同DPHA-2C、同D-310、同D-330、同DPCA-20、同DPCA-30、同DPCA-60、同DPCA-120、同DN-0075、同DN-2475、同R-526、同NPGDA、同PEG400DA、同MANDA、同R-167、同HX-220、同HX620、同R-551、同R-712、同R-604、同R-684、同GPO-303、同TMPTA、同THE-330、同TPA-320、同TPA-330、同PET-30、同RP-1040(以上、日本化薬(株)製)、アロニックスM-210、同M-240、同M-6200、同M-309、同M-400、同M-402、同M-405、同M-450、同M-7100、同M-8030、同M-8060、同M-1310、同M-1600、同M-1960、同M-8100、同M-8530、同M-8560、同M-9050(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400、同260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)、A-9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP、ATM-35E、A-TMMT、A-9550、A-DPH、TMPT、9PG、701、1206PE、NPG、NOD-N,HD-N,DOD-N,DCP,BPE-1300N,BPE-900,BPE-200,BPE-100,BPE-80N,23G,14G,9G,4G,3G,2G,1G (以上、新中村化学工業(株)製)等を挙げることができる。
 これらのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明の感光性樹脂組成物に(F)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計の100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる可能性がある。また、この割合が過大である場合には、プリベーク後の塗膜にタックが発生したり、現像時に未露光部が溶解不良となる場合がある。
<(G)成分>
 本発明の感光性樹脂組成物に用いられる(G)成分は、酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物である。このような酸により共有結合を形成する官能基としてはエポキシ基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基等が挙げられる。
 エポキシ基を2個以上有する化合物としては、例えば、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-4-(エポキシエチル)シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、2,6-ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル、1,1,3-トリス[p-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル及びビスフェノール-A-ジグリシジルエーテル、及びペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等を挙げることができる。
 また、エポキシ基を2個以上有する化合物としては、入手が容易である点から市販品の化合物を用いてもよい。以下にその具体例(商品名)を挙げるが、これらに限定されるものではない:YH-434、YH434L(東都化成(株)製)等のアミノ基を有するエポキシ樹脂;エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル化学工業(株)製)等のシクロヘキセンオキサイド構造を有するエポキシ樹脂;エピコート1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上、油化シェルエポキシ(株)(現ジャパンエポキシレジン(株))製)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;エピコート807(油化シェルエポキシ(株)(現ジャパンエポキシレジン(株))製)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;エピコート152、同154(以上、油化シェルエポキシ(株)(現ジャパンエポキシレジン(株))製)、EPPN201、同202(以上、日本化薬(株)製)等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂;EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上、日本化薬(株)製)、エピコート180S75(油化シェルエポキシ(株)(現ジャパンエポキシレジン(株))製)等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂;デナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製)、CY175、CY177、CY179、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、CIBA-GEIGY A.G製)、エピクロン200、同400(以上、大日本インキ化学工業(株)(現DIC(株))製)、エピコート871、同872(以上、油化シェルエポキシ(株)(現ジャパンエポキシレジン(株))製)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製)等の脂環式エポキシ樹脂;デナコールEX-611、同EX-612、同EX-614、同EX-622、同EX-411、同EX-512、同EX-522、同EX-421、同EX-313、同EX-314、同EX-321(ナガセケムテックス(株)製)等の脂肪族ポリグリシジルエーテル等。
 また、エポキシ基を2個以上有する化合物としてはエポキシ基を有するポリマーを使用することもできる。
 上記エポキシ基を有するポリマーは、例えばエポキシ基を有する付加重合性モノマーを用いた付加重合により製造することができる。一例として、ポリグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートとエチルメタクリレートの共重合体、グリシジルメタクリレートとスチレンと2-ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等の付加重合ポリマーや、エポキシノボラック等の縮重合ポリマーを挙げることができる。
 或いは、上記エポキシ基を有するポリマーは、ヒドロキシ基を有する高分子化合物とエピクロルヒドリン、グリシジルトシレート等のエポキシ基を有する化合物との反応により製造することもできる。
 このようなポリマーの重量平均分子量としては、例えば、300乃至20,000である。
 これらのエポキシ基を2個以上有する化合物は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
 アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する化合物は、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。
 アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、上記の段落[0151]で記載したとおりである。
 アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては、上記の段落[0152]で記載したとおりである。
 アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、上記の段落[0153]で記載したとおりである。
 また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。
 フェノプラスト系化合物の具体例としては、上記の段落[0155]で記載したとおりである。
 さらに、(G)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。
 そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。
 本発明の感光性樹脂組成物に(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、ネガ型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下する場合があり、他方、過大である場合には未露光部の現像性が低下し残膜や残渣の原因となる場合がある。
<その他添加剤>
 更に、本発明の感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、密着促進剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
<感光性樹脂組成物>
 本発明の感光性樹脂組成物は、下記(A)成分、(B)成分、(C)溶剤及び(D)成分を含有する感光性樹脂組成物であり、且つ、所望により、(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
(A)成分:下記基(A1)及び(A2)所望により、(A3)を有する重合体
  (A1)撥液性基
  (A2)トリアルコキシシリル基
  (A3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基、
(B)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(C)溶剤、
(D)成分:感光剤。
 中でも、本発明の感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(B)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(A)成分を含有し、これら成分が(C)溶剤に溶解された感光性樹脂組成物。
[2]:(B)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(A)成分、5質量部乃至乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)溶剤に溶解された感光性樹脂組成物あって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である感光性樹脂組成物。
[3]:(B)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(A)成分、5質量部乃至乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)溶剤に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに(E)成分である架橋剤を、(A)成分と(B)成分の合計の100質量部に対して1質量部乃至乃至50質量部含有する感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である感光性樹脂組成物。
[4]:(B)成分100質量部に対して0.1~20質量部の(A)成分、(A)成分と(B)成分の合計の100質量部に対して5~200質量部の(F)成分、(A)成分と(B)成分と(F)成分の合計の100質量部に対して0.1~30質量部の(D)成分を含有し、これらが(C)溶剤に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-2)成分である感光性樹脂組成物。
 本発明の感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1質量%乃至80質量%であり、また例えば5質量%乃至60質量%であり、または10質量%乃至50質量%である。ここで、固形分とは、感光性樹脂組成物の全成分から(C)溶剤を除いたものをいう。
 本発明の感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(A)成分(特定重合体)を(C)溶剤に溶解し、この溶液に(B)成分のアルカリ可溶性樹脂、(D)成分の感光剤、必要に応じて(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。
 本発明の感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(C)溶剤中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、この(A)成分の溶液に前記と同様に(B)成分、(D)成分、必要に応じて(E)成分、(F)成分、(G)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(C)溶剤を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる(C)溶剤と、感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(C)溶剤とは同一であってもよいし、異なってもよい。
 而して、調製された感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。
<塗膜及び硬化膜>
 本発明の感光性樹脂組成物を半導体基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属例えばアルミニウム、モリブデン、クロムなどが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、感光性樹脂膜が形成される。
 この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。
 また、感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1μm乃至30μmであり、また例えば0.2μm乃至10μmであり、更に例えば0.3μm乃至8μmである。
 上記で得られた塗膜上に、所定のパターンを有するマスクを装着して紫外線等の光を照射し、アルカリ現像液で現像することで、材料組成により露光部と未露光部のいずれかが洗い出され、残存するパターン状の膜を必要に応じて80℃乃至140℃、0.5乃至10分間の加熱を行うことで端面のシャープなレリーフパターンが得られる。
 使用されうるアルカリ性現像液としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化第四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。さらに、これらの現像液には、界面活性剤などを加えることもできる。
 上記の中、水酸化テトラエチルアンモニウム0.1乃至2.58質量%水溶液は、フォトレジストの現像液として一般に使用されており、本発明の感光性樹脂組成物においても、このアルカリ性現像液を用いて、膜の膨潤などの問題をひき起こすことなく良好に現像することができる。
 また、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法など、いずれも用いることができる。その際の現像時間は、通常、15乃至180秒間である。
 現像後、感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を例えば20乃至120秒間行い、続いて圧縮空気もしくは圧縮窒素を用いてまたはスピニングにより風乾することにより、基板上の水分が除去され、そしてパターン形成された膜が得られる。
 続いて、斯かるパターン形成膜に対して、熱硬化のためにポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブンなどを用いて加熱することにより、耐熱性、透明性、平坦化性、低吸水性、耐薬品性などに優れ、良好なレリーフパターンを有する膜が得られる。
 ポストベークとしては、一般に、温度140℃乃至270℃の範囲の中から選択された加熱温度にて、ホットプレート上の場合には5乃至30分間、オーブン中の場合には30乃至90分間処理するという方法が採られる。
 而して、斯かるポストべークにより、目的とする、良好なパターン形状を有する硬化膜を得ることができる。
 以上のように、本発明の感光性樹脂組成物により、保存安定性が高く、十分高感度であり且つ現像の際に未露光部の膜減りが非常に小さく、微細なパターンを有する硬化膜を形成することができる。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、重合体の数平均分子量及び重量平均分子量の測定は以下の通りである。
[重合体の数平均分子量及び重量平均分子量の測定]
 重合体の数平均分子量及び重量平均分子量の測定は、装置として日本分光社製GPCシステムを用い、カラムとしてShodex(登録商標)KF-804L及び803Lを用い、下記の条件にて実施した。
カラムオーブン:40℃
流量:1ml/分
 なお、下記の数平均分子量(以下、Mnと称す。)及び重量平均分子量(以下、Mwと称す。)は、ポリスチレン換算値にて表される。
 以下の実施例で用いる略記号の意味は、次の通りである。
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
HPMA:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート
HPMA-QD:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド1.1molとの縮合反応によって合成される化合物
CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド
PFHMA:2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
TMSSMA:メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン
MAA:メタクリル酸
MAAm:メタクリルアミド
KBM-503:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
P7:ヒドロキシスチレン85%とスチレン15%の重合体と、ヒドロキシスチレン70%とスチレン30%の重合体とを3:7で混合したスチレン重合体
AIBN:α、α’-アゾビスイソブチロニトリル
QD:α、α、α’-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド2molとの縮合反応によって合成される化合物
GT-401:ブタンテトラカルボン酸 テトラ(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル) 修飾ε-カプロラクトン
I907:2-メチルー1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパンー1-オン(IRGACURE 907、BASF製)
DEAB:4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
8KQ:8KQ-2001(大成ファインケミカル(株)製 アルカリ可溶UV硬化型アクリル樹脂)
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
CHN:シクロヘキサノン
MIBK:メチルイソブチルケトン
TMAH:水酸化テトラメチルアンモニウム
<合成例1>
 PFHMA 5.00g、KBM-503 2.87g、HEMA 1.00g、CHMI 1.38g、AIBN 0.51gをPGME 25.14gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P1)。得られたアクリル重合体のMnは4900、Mwは6600であった。
<合成例2>
 PFHMA 5.00g、KBM-503 3.83g、HEMA 1.51g、AIBN 0.52gをPGME 25.32gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P2)。得られたアクリル重合体のMnは4800、Mwは6700であった。
<合成例3>
 PFHMA 5.00g、MMA 1.16g、HEMA 1.00g、CHMI 1.38g、AIBN 0.43gをPGME 20.93gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P3)。得られたアクリル重合体のMnは4800、Mwは6600であった。
<合成例4>
 PFHMA 5.00g、MAAm 0.98g、HEMA 1.00g、CHMI 1.38g、AIBN 0.42gをPGME 20.51gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P4)。得られたアクリル重合体のMnは4900、Mwは6700であった。
<合成例5>
 MAA 90.00g、HEMA 225.00g、HPMA 45.00g、MMA 180.00g、CHMI 360.00g、AIBN 57.60gをPGME 1436.40gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P5)。得られたアクリル重合体のMnは3100、Mwは6100であった。
<合成例6>
 MAA 100.00g、HEMA 188.89g、MMA 190.37g、CHMI 262.96g、AIBN 47.50gをPGME 1184.59gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P6)。得られたアクリル重合体のMnは3800、Mwは7300であった。
<合成例7>
 HPMA-QD 2.50g、TMSSMA 2.58g、PFHMA 5.26g、MAA 0.70g、CHMI 1.46g、AIBN 0.33gをCHN 51.3gに溶解し、110℃にて20時間撹拌させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度20質量%)を得た(P8)。得られたアクリル重合体のMnは7,200、Mwは11,000であった。
<合成例8>
 PFHMA 5.00g、KBM-503 6.70g、AIBN 0.59gをPGME 28.68gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P9)。得られたアクリル重合体のMnは6700、Mwは9800であった。
<合成例9>
 TMSSMA 2.29g、PFHMA 4.67g、MAA 0.47g、HPMA 1.28g、CHMI 1.29g、AIBN 0.50gをPGME 24.50gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P10)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは4400であった。
<実施例1乃至11>及び<比較例1乃至4>
 表1に示す組成で(A)~(E)の各成分及び溶剤を混合し、最終組成物の固形分濃度が21.0質量%となるように溶剤の添加量を調整することで実施例1乃至7、比較例1乃至2の感光性樹脂組成物を調製した。また、最終組成物の固形分濃度が17.0の質量%となるように溶剤の添加量を調整することで実施例8乃至11、比較例3乃至4の感光性樹脂組成物を調製した。なお、表1中の組成比は固形分での比を表すものとする。なお、実施例1乃至10及び比較例1乃至3はポジ型の感光性樹脂組成物であり、実施例11及び比較例4はネガ型の感光性樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
[濡れ性の評価:実施例1乃至10及び比較例1乃至3]
 感光性樹脂組成物をITO-ガラス上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.7μmの塗膜を形成した。この塗膜に長さ50μm、幅100μmの長方形パターンが、バンク幅が30μmとなるように碁盤目状に形成されたマスクを介しキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後2.58%TMAH水溶液に20秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で20秒間流水洗浄を行った。次いでこの長方形パターンが形成された塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い硬化させた。得られた硬化膜の長方形開口部上にクラスターテクノロジー(株)製 Inkjet Designerを用いて駆動波形:B、繰り返し周波数:1kHz、駆動電圧:8Vで約20plの溶液を吐出した。吐出溶液は特願2016-141326、実施例1-1に記載の溶液を使用した。得られた結果を表2に示す。
[濡れ性の評価:実施例11及び比較例4]
 感光性樹脂組成物をITO-ガラス上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.2μmの塗膜を形成した。この塗膜に長さ80μm、幅160μmの長方形パターン(遮光部)が、バンク幅が50μmとなるように碁盤目状に形成されたマスクを介しキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後0.4%TMAH水溶液に60秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの長方形パターンが形成された塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い硬化させた。得られた硬化膜の長方形開口部上にクラスターテクノロジー(株)製 Inkjet Designerを用いて駆動波形:B、繰り返し周波数:1kHz、駆動電圧:8Vで約20plの溶液を吐出した。吐出溶液は特願2016-141326、実施例1-1に記載の溶液を使用した。得られた結果を表2に示す。
<濡れ性の評価基準>
○:長方形開口部に溶液が完全に濡れ広がっている。
×:長方形開口部に溶液が濡れ広がっていない部分が観察される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表2に示すように、実施例1乃至実施例11は長方形開口部の濡れ性が良好であった。一方、比較例1乃至4においては十分な濡れ性を確認することはできなかった。

Claims (14)

  1.  下記(A)成分、(B)成分、(C)溶剤及び(D)成分を含有する熱硬化可能な感光性樹脂組成物。
    (A)成分:下記基(A1)及び(A2)を有する重合体
      (A1)撥液性基
      (A2)トリアルコキシシリル基、
    (B)成分:アルカリ可溶性樹脂、
    (C)溶剤、
    (D)成分:感光剤。
  2.  (A)成分が更に下記(A3)を有する重合体である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
    (A3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
  3.  下記(Z1)乃至(Z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する請求項1または請求項2に記載の感光性樹脂組成物。
    (Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;
    (Z2):(B)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
    (Z3):(D)成分が光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
    (Z4):(D)成分が光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
  4.  (D)成分がキノンジアジド化合物である請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  5.  (D)成分がキノンジアジド化合物であり、前記(Z1)又は、(Z2)の何れかを満足する請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  6.  (A)成分の前記撥液性基が炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基である請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  7.  (A)成分の重合体がアクリル重合体である請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  8.  (A)成分のアクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至100,000である請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
  9.  (B)成分のアルカリ可溶性樹脂の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至50,000である請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  10.  (B)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(A)成分を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  11.  (A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、(E)成分が1質量部乃至50質量部であることを特徴とする請求項3乃至10のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  12.  請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の熱硬化物からなる硬化膜。
  13.  請求項12に記載の硬化膜を有する表示素子。
  14.  請求項12に記載の硬化膜を画像形成用隔壁として有する表示素子。
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