WO2021024928A1 - 樹脂組成物 - Google Patents

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WO2021024928A1
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大村 浩之
佳代 稲見
昇志郎 湯川
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日産化学株式会社
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    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition. More specifically, the present invention relates to a resin composition suitable as a material for a self-luminous display such as a quantum dot-organic electroluminescence (QD-OLED) display and a micro LED display.
  • QD-OLED quantum dot-organic electroluminescence
  • Self-luminous displays such as QD-OLED displays and micro LED displays are based on next-generation display technology that implements a wavelength conversion layer for red and green by an inkjet printing method based on a blue self-luminous device.
  • the technology is evaluated as a technology that has high color reproduction ability and can express richer colors.
  • the adoption of a colored partition wall (colored liquid repellent bank) having a light-shielding property is being considered for the partition wall constituting the subpixel of the wavelength conversion layer of the display panel. ..
  • the conventional colored photosensitive resin composition since the transmittance of the incident light in the exposure process for forming the partition wall is low, it cannot be sufficiently cured to the deep part of the film, resulting in poor pattern formation.
  • the curing of the film was prioritized, it was difficult to secure the necessary light-shielding property due to insufficient addition of the colorant.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, has good curability in the exposure process even in a colored state, can form a pattern, and has a light-shielding property of visible light after curing. It is an object of the present invention to provide a resin composition which gives a highly cured film.
  • the present inventors have determined a specific absorption coefficient as a photoinitiator (in the present invention, it means a gram absorption coefficient; the same applies hereinafter).
  • the resin composition in which the photoinitiator and the specific black pigment are used in combination can form a pattern, has a relatively high ultraviolet transmittance in the exposure process, and can be sufficiently cured to the deep part of the film.
  • a cured film having a high light-shielding property of visible light can be formed by curing the composition, and completed the present invention.
  • the present invention provides the following resin compositions.
  • 1. (A) Alkali-soluble copolymer, (B) A compound having two or more polymerizable groups of at least one selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and an allyl group.
  • the resin composition according to any one of 1 to 4 wherein the content of the component (C-1) is 0.3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • a cured film obtained from any of the resin compositions 1 to 7. 9. A partition wall for a self-luminous display formed by any of the resin compositions 1 to 7. 10. A wavelength conversion layer of a self-luminous display having 9 partition walls. 11. An organic electroluminescence device including 10 wavelength conversion layers. 12. A micro LED element having 10 wavelength conversion layers.
  • the resin composition according to the present invention has a relatively high transmittance of ultraviolet rays in the exposure process, can be sufficiently cured to a deep part of the film, and can be cured with a high light-shielding property of visible light by curing the composition. It can form a film.
  • the obtained cured film can be suitably used as a material for self-luminous displays such as QD-OLED displays and micro LED displays, and in particular, patterns are formed to form subpixels of the wavelength conversion layer of the self-luminous display panel. By using it as a partition (colored partition), it can contribute to further improvement of the image quality.
  • the resin composition of the present invention (A) Alkali-soluble copolymer, (B) A compound having two or more polymerizable groups of at least one selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and an allyl group. (C) Photoinitiator: (C-1) A photoinitiator having an oxime ester group and having an extinction coefficient in methanol or acetonitrile at 365 nm of 5,000 ml / g ⁇ cm or more.
  • the light transmittance at a wavelength of 365 nm is T 1 and the light transmittance at a wavelength of 550 nm is T.
  • a black pigment having a T 1 / T 2 value of 0.3 or more It is a resin composition containing (E) a liquid-repellent component and (F) a solvent.
  • the alkali-soluble copolymer (A) may be described as a copolymer obtained by copolymerizing a monomer having an alkali-soluble group and a monomer mixture containing other monomers (hereinafter, "copolymer of component (A)"). There is).
  • the copolymer of the component (A) may contain a structure having an alkali-soluble group in its repeating unit, and the type of main chain skeleton and side chain of the polymer constituting the copolymer is particularly limited. Not done.
  • the number average molecular weight Mn of the copolymer of the component (A) is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 20, in consideration of the developability (solubility in an alkaline solution) of the unexposed portion. It is 000.
  • the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw described later are both polystyrene-equivalent values by gel permeation chromatography (GPC).
  • alkali-soluble group contained in the monomer having an alkali-soluble group examples include a carboxy group, a phenolic hydroxy group, an acid anhydride group and a maleimide group.
  • Examples of the monomer having a carboxy group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono- (2- (acryloyloxy) ethyl) phthalate, mono- (2- (methacryloyloxy) ethyl) phthalate, and N- (carboxyphenyl).
  • Examples of the monomer having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N- (hydroxyphenyl) acrylamide, N- (hydroxyphenyl) methacrylamide and N- (hydroxyphenyl) maleimide.
  • Examples of the monomer having an acid anhydride group include maleic anhydride and itaconic anhydride.
  • Examples of the monomer having a maleimide group include maleimide and the above-mentioned N- (carboxyphenyl) maleimide and N- (hydroxyphenyl) maleimide.
  • a copolymer of a monomer mixture containing at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and maleimide is preferable.
  • the above-mentioned copolymer when the above-mentioned copolymer is obtained, another monomer copolymerizable with the above-mentioned monomer having an alkali-soluble group is used in combination.
  • examples of other monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, N-substituted maleimide compounds, acrylonitrile compounds, acrylamide compounds, methacrylic amide compounds, styrene compounds and vinyl compounds.
  • acrylic acid ester compound examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, and 2,2,2-trifluoroethyl acrylate.
  • methacrylic acid ester compound examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, and 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate.
  • vinyl compounds include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, vinylnaphthalene, vinyl anthracene, vinyl biphenyl, vinyl carbazole, 2-hydroxyethyl vinyl ether, phenyl vinyl ether and propyl vinyl ether.
  • styrene compound examples include styrene, methylstyrene, chlorostyrene and bromostyrene.
  • N-substituted maleimide compound examples include N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide.
  • acrylonitrile compound examples include acrylonitrile.
  • Examples of the acrylamide compound include hydroxyacrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-butylacrylamide, diacetoneacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, Examples thereof include N-dipropylacrylamide, acrylic loylmorpholine, Nn-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide and N-methoxymethylacrylamide.
  • methacrylamide compounds include hydroxymethacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-butylmethacrylamide, diacetonemethacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, and N. , N-diethylmethacrylamide, N, N-dipropylmethacrylamide, 4-methacrylloylmorpholine, Nn-butoxymethylmethacrylamide, N-isobutoxymethylmethacrylamide and N-methoxymethylmethacrylamide.
  • an acrylic acid ester compound a methacrylic acid ester compound, an N-substituted maleimide compound, an acrylonitrile compound, an acrylamide compound, a methacrylic acid compound, a styrene compound and a vinyl compound.
  • a combination of a monomer having a carboxy group and a methacrylic acid ester compound is more preferable, and a combination of methacrylic acid and methyl methacrylate is further preferable.
  • the method for obtaining the copolymer of the component (A) is not particularly limited, but for example, the above-mentioned monomer having an alkali-soluble group and a monomer mixture containing other monomers are polymerized in a solvent at 50 to 110 ° C. Obtained by the method.
  • the solvent can be used without particular limitation as long as it dissolves a monomer having an alkali-soluble group, other monomers, and a copolymer of the component (A). Specific examples include the solvent exemplified in the component (F) described later. Further, at the time of polymerization, it is preferable to use a known polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile.
  • the solution of the copolymer of the component (A) obtained as described above is poured into diethyl ether, water or the like under stirring to reprecipitate, the produced precipitate is filtered off, washed, and then at normal pressure.
  • the above copolymer powder can be obtained by drying at room temperature or heating under reduced pressure. By such an operation, the polymerization initiator and the unreacted monomer coexisting with the copolymer can be removed, and as a result, the purified copolymer powder can be obtained. If the powder cannot be sufficiently purified by one operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the polymerization solution of the above-mentioned (A) alkali-soluble copolymer may be used as it is, or a solution obtained by redissolving the isolated polymer powder in an appropriate solvent may be used.
  • the solvent include the solvents exemplified in the component (F) described later.
  • the mass ratio of the alkali-soluble monomer and the other monomer is preferably 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 30/70.
  • the component (B) is a compound having two or more polymerizable groups of at least one 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 polymerizable groups” means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule and having those polymerizable groups at the molecular ends.
  • the component (B) is preferably a compound having an Mw of 1,000 or less from the viewpoint of having good compatibility with each component and not affecting the developability.
  • component (B) examples include dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, and pentaerythritol triacrylate.
  • Each of the above compounds can also be obtained as a commercial product, and such commercial products include, for example, KAYARAD (registered trademark) T-1420, DPHA, DPHA-2C, D-310, and D-. 330, 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 (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.); Aronix (registered trademark) M-210, M-208, M-221B, M-215, M- 220, M-225, M-270, M-240, M-6100, M-6250, M-6500, M-6200, M-309, M-310, M- 321 and
  • the content of the component (B) is preferably 10 to 150 parts by mass, more preferably 20 to 120 parts by mass, and even more preferably 30 to 110 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • the content of the component (B) is preferably 10 to 150 parts by mass, more preferably 20 to 120 parts by mass, and even more preferably 30 to 110 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • the component (C) is a photoinitiator, and in the present invention, the following photoinitiator (C-1) having a specific extinction coefficient is used.
  • the component (C-1) is a photoinitiator having an oxime ester group and having an extinction coefficient in methanol or acetonitrile at 365 nm of 5,000 ml / g ⁇ cm or more.
  • Specific examples thereof include compounds having an oxime ester group and a light absorption site and having an extinction coefficient in methanol or acetonitrile at 365 nm of 5,000 ml / g ⁇ cm or more.
  • Examples of the oxime ester group include a group represented by the following formula (1).
  • R 1 represents a phenyl group, an alkyl group or a benzyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a phenyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • a broken line represents a bond. Represents.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a cyclopropyl group, an n-butyl group or an isobutyl group.
  • Examples include groups, s-butyl groups, t-butyl groups, n-pentyl groups, neopentyl groups, cyclopentyl groups, n-hexyl groups, cyclohexyl groups, n-octyl groups, n-decyl groups and 1-adamantyl groups.
  • the light absorbing site includes, for example, a group selected from a phenyl group, a phenylthiophenyl group, an N-alkylcarbazole group, a naphthyl group, a coumarin group, an alkoxyphenyl group, a phenylalkoxyphenyl group and a phenoxyalkoxyphenyl group, and a benzoyl group.
  • a group having a benzoyl structure such as a naphthylcarbonyl group is substituted. Further, the structure may be substituted with a phenyl group, a phenylthio group, a diphenylamino group or the like.
  • the oxym ester group represented by the formula (1) is a phenyl group, a phenylthiophenyl group, or an N-alkylcarbazole group at the light absorption site via a single bond or a carbonyl group.
  • a naphthyl group, a coumarin group, an alkoxyphenyl group, a phenylalkoxyphenyl group, and a compound bonded to a group selected from a phenoxyalkoxyphenyl group are preferable. In the present invention, among these, those having a carbazole structure are preferable.
  • component (C-1) examples include 1- (4-phenylthiophenyl) -1,2-octanedione-2- (O-benzoyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6. -(2-Methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl] -1- (O-acetyloxime), (E) -4-(4 (4- (diphenylamino) benzoyl) benzyloxy) benzaldehyde-O- Acetyloxime, (E) -4- (4,8-dimethoxy-1-naphthol) benzaldehyde-O-acetyloxime, 1- (9-propyl-9H-carbazole-3-yl) butane-1,3-dione- 1- (O-acetyloxime) and 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl] but
  • the component (C-1) is easily available as a commercial product, and such commercial products include, for example, IRGACURE (registered trademark) OXE01, IRGACURE (registered trademark) OXE02, and IRGACURE (registered trademark) OXE03 ( Examples thereof include BASF), ADEKA PUTMER N-1919, ADEKA ARCULS NCI-831, and ADEKA ARCLUDS NCI-930 (all manufactured by ADEKA Corporation). These (C-1) components may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (C-1) is preferably 0.3 to 5 parts by mass, and more preferably 0.5 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). Good curability can be obtained by setting the content of the component (C-1) within the above range.
  • a photoinitiator having an extinction coefficient of 100 ml / g ⁇ cm or less in methanol or acetonitrile at (C-2) 365 nm may be used in combination with the component (C-1). Curability and developability can be further improved by using two kinds of photoinitiators having different extinction coefficients in combination as the component (C).
  • the component (C-2) for example, a component having a hydroxy group is preferable.
  • component (C-2) examples include 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane.
  • the component (C-2) is easily available as a commercial product, and such commercial products include, for example, IRGACURE (registered trademark) 2959, IRGACURE (registered trademark) 754, IRGACURE (registered trademark) 184, and the like. Examples include DAROCURE MBF and DAROCURE 1173 (above, manufactured by BASF). These (C-2) components may be used alone or in combination of two or more.
  • the component (C-2) When the component (C-2) is used, its content is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). Good curability can be obtained by setting the content of the component (C-2) to the lower limit of the above range or more. By setting the content of the component (C-2) to the upper limit of the above range or less, good developability is ensured in the unexposed area.
  • the components (D) are (A) component, (B) component, (C-1) component, (C-2) component, (D) black pigment, (E) liquid repellent component, (F) solvent and (G). )
  • a dispersion liquid containing a thiol compound and dispersed in the component (F) at a ratio of 10 parts by mass of the component (D) to 100 parts by mass of the component (A) is applied onto a glass substrate and dried.
  • the component (D) preferably has a T 1 / T 2 value of 1.0 or more, and more preferably 1.5 or more, in consideration of the transparency of ultraviolet rays and the shielding property of visible light.
  • the upper limit of the value of T 1 / T 2 is not particularly limited, but is generally preferably 5.0 or less, and more preferably 3.0 or less.
  • component (D) examples include zirconium nitride, titanium nitride and titanium oxynitride, and as a mixture thereof, a mixed powder containing zirconium nitride and titanium nitride, a mixed powder containing zirconium nitride and titanium oxynitride, and the like.
  • zirconium nitride can be preferably used.
  • the purity of the above-mentioned zirconium nitride, titanium nitride and titanium oxynitride is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, still more preferably 98% by mass or more. ..
  • the specific surface area of the zirconium nitride measured by the BET method is preferably 20 to 90 m 2 / g, and more preferably 30 to 60 m 2 / g. Further, the titanium nitride and titanium oxynitride preferably have a specific surface area of 10 to 90 m 2 / g as measured by the BET method. When the specific surface area is in the above range, it is difficult for the composition to settle when it is stored for a long period of time, and the obtained cured film has good shielding property for visible light.
  • a black pigment As such a black pigment, a commercially available product can be used, and examples thereof include NITRBLACK UB-1 (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation).
  • examples of the mixed powder containing zirconium nitride and titanium nitride and the mixed powder containing zirconium nitride and titanium oxynitride include the mixed powder for forming a black film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-83730. ..
  • the content of the component (D) is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • the component (D) may be mixed as a powder when preparing the composition, but in consideration of obtaining a more uniform composition, a dispersion liquid dispersed in an appropriate solvent in advance should be prepared. Is preferable. Specific examples of the solvent include the solvents described in (F) Solvent described later. Further, when preparing the dispersion liquid of the component (D), a known dispersant may be used if necessary. As the dispersant, a commercially available product can be used, and examples thereof include Solsparse 34750 (manufactured by Japan Lubrizol Co., Ltd.).
  • the component (E) is (e1) a polymer having a liquid-repellent group, or a predetermined surfactant described later.
  • Examples of the (e1) liquid-repellent group include at least one group selected from a fluoroalkyl group, a polyfluoroether group, a silyl ether group and a polysiloxane group.
  • fluoroalkyl group a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable, and a fluoroalkyl group having 4 to 10 carbon atoms is more preferable.
  • fluoroalkyl groups include 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, and 3-per.
  • Examples of the polyfluoroether group include an Rf group having a polyfluoroether structure represented by the following formula (i). -(X-O) n- Y ... (i) (In formula (i), X is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have a fluorine atom, and represents the same group or a different group for each unit enclosed by n. , Y is a monovalent hydrogen atom having 1 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom (provided that a fluorine atom is not bonded to a carbon atom adjacent to an oxygen atom adjacent to Y) or a fluorine atom. It indicates a saturated hydrocarbon group, and n represents an integer of 2 to 50. However, the total number of fluorine atoms in the formula (i) is 2 or more.)
  • X is an alkylene group in which one of the hydrogen atoms of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is replaced with a fluorine atom or a perfluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Y is an alkyl group or an alkyl group having 1 carbon atom in which one of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is replaced with a fluorine atom. Examples thereof include those having up to 20 perfluoroalkyl groups.
  • X is a perfluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, indicating the same group or a different group for each unit enclosed by n, and Y However, those having a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms can be mentioned.
  • n is preferably an integer of 2 to 50, more preferably an integer of 2 to 30, and even more preferably an integer of 2 to 15.
  • the polymer of the component (E) is a monomer having an Rf group, a hydroxy group, a carboxy group, an amide group, an amino group, an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group or a trialkoxysilyl.
  • the compatibility of the monomer becomes good.
  • the total number of carbon atoms is preferably 2 to 50, more preferably 2 to 30.
  • the polymer of component (E) exhibits good liquid repellency.
  • the polymer of the component (E) is a monomer having an Rf group, a monomer having a hydroxy group, a carboxy group, an amide group, an amino group, an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group or a trialkoxysilyl group, and the like. When synthesized by copolymerization with the monomer of, the compatibility of the monomer becomes good.
  • X for example, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 - , -CF 2 CF 2 CF (CF 3 )-, and CF 2 CF (CF 3 ) CF 2- .
  • 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 can be mentioned.
  • Rf group represented by the formula (i) is an Rf group represented by the formula (ii).
  • p is 2 or 3
  • each unit enclosed by n is the same group
  • q is an integer of 1 to 20
  • n is an integer of 2 to 50.
  • Rf group represented by the formula (ii) include the following groups from the viewpoint of ease of synthesis. -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)
  • the Rf groups in the polymer of the component (E) may all be the same or different.
  • the silyl ether group means a group in which the hydroxy group of the alcohol is protected by a trialkylsilyl group, and a group represented by the following formula is preferable.
  • -X 4- Si (O-Si X 1 X 2 X 3 ) 3 In the formula, X 1 , X 2 and X 3 independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the polysiloxane group include a group having a polysiloxane structure represented by the formula (iii).
  • the group having a polysiloxane structure represented by the formula (iii) is referred to as a pSi group.
  • a pSi group - (SiR a R b -O) m -SiR a R b R c ⁇ (iii)
  • R a and R b independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group
  • R c represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms
  • m is. Represents an integer from 1 to 200.).
  • R a and R b each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and may be the same or different for each syroxy unit. Since the polymer of the component (E) exhibits good liquid repellency, it is preferable that R a and R b are independently hydrogen atoms, methyl groups or phenyl groups, and further, all syroxys. It is preferable that the units R a and R b are methyl groups. Further, R c may contain a nitrogen atom, an oxygen atom and the like.
  • At least one group selected from the group consisting of (e2) N-alkoxymethylamide group, blocked isocyanate group and trialkoxysilyl group At least one selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group in addition to the group (e1) from the viewpoint of ink wettability at the opening of the subpixel. It preferably contains one group.
  • N-alkoxymethylamide group examples include an N-methoxymethyl (meth) acrylamide group, an N-ethoxymethyl (meth) acrylamide group, and an N-butoxymethyl (meth) acrylamide group.
  • the blocked isocyanate group is one in which the blocking group is deprotected by heating to become an isocyanate group.
  • an isocyanate group Specifically, alcohol, phenol, thioalcohol, imine, ketimine, amine, lactam, pyrazole, oxime, ⁇ -diketone, etc. Examples thereof include isocyanate groups substituted with.
  • trialkoxysilyl group examples include those shown below. -(CH 2 ) 2- Si (OCH 3 ) 3 -(CH 2 ) 3- Si (OCH 3 ) 3 -(CH 2 ) 2- Si (OCH 2 CH 3 ) 3 -(CH 2 ) 3- Si (OCH 2 CH 3 ) 3
  • the component (E) is further composed of (e3) a hydroxy group, a carboxy group, an amide group and an amino group from the viewpoint of ink wettability at the opening of the subpixel. It is preferable to contain at least one group selected from the group.
  • an acrylate group that is bonded to the polymer having the group (e1) described above via a urethane bond can also be introduced.
  • the acrylate group include a (meth) acryloyl group, which can be introduced by reacting an acrylate having an isocyanate group with a polymer having a group (e1).
  • the acrylate having an isocyanate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1,1-bis ((meth) acryloyloxymethyl) ethyl isocyanate).
  • Examples of the polymer of the component (E) include an acrylic polymer, a polyamic acid, a polyimide, and a polyamide, which contain the group (e1), the group (e2) if necessary, and the group (e3).
  • Examples thereof include polyurea, polyurethane, phenol resin, epoxy resin, polysiloxane and polyester, and in the present invention, an acrylic polymer is preferable.
  • the acrylic polymer is obtained by polymerizing a monomer containing a group (e1), preferably further copolymerizing with a monomer containing a group (e2), and more preferably a monomer further containing a group (e3). In addition, it can be obtained by copolymerizing.
  • (E1) Monomer containing a liquid-repellent group
  • the monomer having a fluoroalkyl group include a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate.
  • Examples of the monomer having a silyl ether group include methacrylicoxypropyltris (trimethylsiloxy) silane and acrylicoxypropyltris (trimethylsiloxy) silane.
  • pSi represents a pSi group.
  • the monomer having a pSi group one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Examples of various modification methods for reacting a polymer having a reaction site with a compound having a pSi group include the following methods.
  • a method in which a monomer having an epoxy group is copolymerized in advance, and then a compound having a mercapto group at one end and a pSi group at the other end is reacted.
  • a method in which a monomer having a carboxy group is copolymerized in advance, and then a compound having an amino group at one terminal and a pSi group at the other terminal is reacted.
  • the polymerization initiator having a pSi group may contain a group having a divalent polysiloxane structure in the main chain of the molecule, or a monovalent polysiloxane structure may be contained in the terminal portion or side chain of the initiator molecule. It may contain a group having.
  • Examples of the polymerization initiator containing a group having a divalent polysiloxane structure in the main chain of the molecule include a compound having a group having a divalent polysiloxane structure and an azo group alternately.
  • Such polymerization initiators are easily available as commercial products, and examples thereof include VPS-1001 and VPS-0501 (all manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • (E2) Monomer containing a group selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group
  • Examples of the monomer having an N-alkoxymethylamide group include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide. , N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylamide compounds substituted with hydroxymethyl or alkoxymethyl groups such as N-butoxymethyl (meth) acrylamide.
  • Examples of the monomer having a blocked isocyanate group include 2- (0- (1'-methylpropylideneamino) carboxyamino) ethyl methacrylate and 2- (3,5-dimethylpyrazolyl) carbonylamino) ethyl methacrylate. Can be mentioned.
  • Examples of the monomer having a trialkoxysilyl group include 3-trimethoxysilylpropyl acrylate, 3-triethoxysilylpropyl acrylate, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, and 3-triethoxysilylpropyl methacrylate.
  • (E3) Monomer containing at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, an amide group and an amino group
  • the monomer having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, 2 -Hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate , Caprolactone 2- (acryloyloxy) ethyl ester, caprolactone 2- (methacryloyloxy) ethyl ester, poly (ethylene glycol) acrylate, poly (propylene glycol) acrylate, poly (ethylene glycol) ethyl ether acrylate, poly
  • Examples of the monomer having a carboxy group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono- (2- (acryloyloxy) ethyl) phthalate, mono- (2- (methacryloyloxy) ethyl) phthalate, and N- (carboxyphenyl).
  • Examples of the monomer having an amide group include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and N, N-diethylacrylamide. Among these, metaacrylamide is preferable in the present invention.
  • Examples of the monomer having an amino group include aminomethyl acrylate, aminomethyl methacrylate, 2-aminoethyl acrylate, 2-aminoethyl methacrylate, 3-aminopropyl acrylate and 3-aminopropyl methacrylate.
  • polyamic acid, polyimide examples of the polyamic acid include a polyamic acid obtained by reacting a diamine having a fluoroalkyl group with an acid dianhydride.
  • examples of the polyimide include a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid.
  • polyamide examples include a polyamide obtained by polymerizing a diamine having a fluoroalkyl group and a dicarboxylic acid anhydride.
  • polyurea examples include polyurea obtained by polymerizing a diamine having a fluoroalkyl group and a diisocyanate.
  • polyurethane examples include polyurethane obtained by polymerizing a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group and a diol having an amino group with diisocyanate.
  • phenol resin examples include a novolak resin obtained by polymerizing formaldehyde with a phenol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group.
  • Epoxy resin for example, one or both of bisphenol A and bisphenol F having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group, and one or both of the diglycidyl ether of the bisphenol A and the diglycidyl ether of the bisphenol F. Epoxy resin obtained by reacting with.
  • polysiloxane for example, a silane monomer mixture containing a trialkoxysilane having a fluoroalkyl group or a dialkoxysilanesilane having a fluoroalkyl group and a trialkoxysilane having an amino group or a dialkoxysilane having an amino group is polymerized.
  • examples thereof include the polysiloxane obtained by the above-mentioned.
  • polyester examples include a polyester obtained by reacting a dicarboxylic acid or a tetracarboxylic dianhydride with a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group.
  • other monomer E 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, and methoxy.
  • the amount of the group (e1) introduced is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 5 to 40 mol% with respect to all the repeating units.
  • Good liquid repellency can be obtained by setting the introduction amount of the group (e1) to be equal to or higher than the lower limit of the above range.
  • the amount of the group selected from the group consisting of the (e2) N-alkoxymethylamide group, the blocked isocyanate group and the trialkoxysilyl group is preferably 5 to 70 with respect to all the repeating units. It is mol%, more preferably 5 to 50 mol%.
  • the introduction amount is preferable with respect to all the repeating units. Is 5 to 60 mol%, more preferably 5 to 40 mol%.
  • the number average molecular weight Mn of the polymer of the component (E) is preferably 2,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 10,000. When the Mn of the polymer of the component (E) is not more than the upper limit of the above range, a residue is unlikely to be generated.
  • the number average molecular weight Mn of the polymer of the component (E) is a polystyrene-equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the polymer of the component (E) may be a mixture of a plurality of types of copolymers.
  • the polymer of the component (E) is (e1) a monomer having a liquid-repellent group, for example, a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a monomer having a polyfluoroether group, and (e2) N-alkoxymethyl.
  • the reaction temperature at the time of polymerization can be appropriately set depending on the type of polymer to be produced and the like, but when producing an acrylic polymer, it is preferably 50 to 110 ° C.
  • the solvent used in the polymerization reaction is not particularly limited as long as it dissolves the monomer used and the obtained polymer. Specific examples of the solvent include the solvents described in (F) Solvent described later.
  • the above component (E) is usually obtained as a solution, but if necessary, it may be isolated or purified by the same method as described in the description of the component (A). Further, the polymerization solution of the copolymer of the component (E) may be used as it is, or a solution obtained by redissolving the isolated polymer powder in an appropriate solvent may be used. Examples of the solvent include the solvents exemplified in the component (F) described later.
  • surfactant of the component (E) examples include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonionic surfactant. These surfactants are also available as commercial products, such as Polyfox PF-136A, 151, 156A, 154N, 159, 636, 6320, 656, 6520 (manufactured by Omniova).
  • the content of the component (E) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • the content of the component (E) is within the above range, good liquid repellency can be obtained, and it is also preferable from the economical point of view.
  • Component (F) Solvent> If the solvent of the component (F) dissolves the component (A), the component (B) and the component (C), and also dissolves the component (G) described later, which is added as needed, the solvent thereof.
  • the type and structure are not particularly limited.
  • a solvent generally used in a photoresist material can be used, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether.
  • propylene glycol monomethyl ether diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, and butyl lactate are preferable in consideration of coatability and safety of the composition.
  • These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the component (G) is a thiol compound. This component is blended for the purpose of improving the curing rate of the resin composition as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the thiol compound of the component (G) is not particularly limited, but for example, 1-hexanethiol, 1-heptanethiol, 1-octanethiol, 1-nonanthiol, 1-decanethiol, 1-undecanethiol, 1-dodecane Thiol, 1-octadecanethiol, 2-mercaptobenzothiazole, 6-methyl-2-mercaptobenzothiazole, 5-chloro-2-mercaptobenzothiazole, 2-naphthalenethiol, 2,5-dimercapto-1,3,4- Thioliazol, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, ⁇ -mercaptopropionic acid, methyl-3-mercaptopropionate, 2-ethylhexyl-3-mercaptopropionate, n-octyl-3-mercaptopropionate , Methoxybutyl-3-mercaptopropionate
  • pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutanate) and pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) are obtained from the viewpoint of high storage stability of the resin composition and sufficient curability.
  • 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, and 1,3,5-tris [2- (3-sulfanylbutanoyloxy) ethyl] -1,3,5-triazinan-2,4 6-Trione is preferred.
  • These thiol compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the component (G) When the component (G) is used, its content is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.03 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). When the content of the component (G) is at least the lower limit of the above range, the curability becomes better. When the content of the component (G) is not more than the upper limit of the above range, the pattern resolution becomes better.
  • the component (H) is an adhesion promoter.
  • the resin composition of the present invention may be added with an adhesion accelerator for the purpose of improving the adhesion to the substrate after development.
  • adhesion promoters include chlorosilanes such as trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane and chloromethyldimethylchlorosilane; trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, and the like.
  • urea compounds such as 1,1-dimethylurea
  • thiourea compounds such as 1,3-dimethylurea
  • alkoxysilanes that is, silane coupling agents
  • these adhesion promoters can be used alone or in combination of two or more.
  • adhesion promoter is, for example, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Momentive Performance Materials Materials World Inc. Commercially available compounds such as those manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. and those manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. can also be used, and these commercially available products are easily available.
  • the content thereof is usually 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • Good sensitivity can be obtained by setting the content of the component (H) to the upper limit of the above range or less.
  • the resin composition of the present invention can be used as a sensitizer, a chain transfer agent, a cross-linking agent, a rheology adjuster, a pigment, a dye, a storage stabilizer, and a defoamer, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. It can contain an agent, or a dissolution accelerator such as a polyhydric phenol or a polyvalent carboxylic acid.
  • the resin composition of the present invention has an alkali-soluble polymer of the component (A), a compound having two or more polymerizable groups of the component (B), and an oxime ester group of the component (C-1), and methanol at 365 nm.
  • a photoinitiator having an absorption coefficient of 5,000 ml / g ⁇ cm or more in medium or acetonitrile, a black pigment of the component (D), and a liquid repellent component of the component (E) are dissolved or dispersed in the solvent of the component (F). If necessary, it further contains one or more of the photoinitiator of the component (C-2), the thiol compound of the component (G), the adhesion promoter of the component (H), and other additives. It is a composition that can be produced.
  • Preferred embodiments of the resin composition of the present invention include, but are not limited to, those shown below.
  • the solid content concentration in the resin composition of the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved or dispersed in the solvent, but is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5. It is ⁇ 70% by mass, more preferably 10-60% by mass.
  • the solid content is the total amount of components other than the solvent constituting the resin composition.
  • the method for preparing the resin composition of the present invention is not particularly limited, but as the method for preparing the resin composition, for example, the copolymer of the component (A) is dissolved in the solvent of the component (F), and the component (B) is dissolved in this solution.
  • a method of further adding a photoinitiator of the component (C-2), a thiol compound of the component (G), an adhesion accelerator of the component (H) and other additives may be used. Can be mentioned.
  • the polymerization solution of the copolymer of the component (A) obtained by the polymerization reaction of the component (F) in the solvent can be used as it is.
  • the component (B), the component (C-1), the component (D) and the like are added to the polymerization solution of the component (A) and mixed in the same manner as described above, the component (F) is further adjusted for the purpose of adjusting the concentration.
  • the solvent of the component may be additionally added.
  • the solvent of the component (F) used in the process of forming the copolymer of the component (A) and the solvent of the component (F) used for adjusting the concentration at the time of preparing the resin composition are the same. It may or may not be different.
  • the resin composition obtained above can be used as it is for pattern formation, but it is preferable to use a resin composition filtered using a filter or the like having a pore size of about 1.0 ⁇ m.
  • the composition is coated with a suitable substrate (for example, silicon / silicon dioxide coated substrate, silicon nitride substrate, metal such as aluminum, molybdenum, chromium, etc., glass substrate, quartz).
  • a suitable substrate for example, silicon / silicon dioxide coated substrate, silicon nitride substrate, metal such as aluminum, molybdenum, chromium, etc., glass substrate, quartz.
  • a substrate such as a substrate, ITO substrate, etc.
  • a film for example, a triacetyl cellulose film, a cycloolefin polymer film, a cycloolefin copolymer film, a polyethylene terephthalate film, a polyester film, an acrylic film, a resin film such as polyimide).
  • a coating film can be formed by applying by a method such as a coat, a flow coat, a roll coat, a slit coat, a spin coat following the slit coat, an inkjet method, and then pre-drying with a hot plate or an oven. .. Then, by heat-treating (prebaking) this coating film, a negative-type photosensitive resin film having photosensitivity is formed.
  • the pre-drying is not particularly limited as long as it can remove the solvent contained in the composition and does not adversely affect the coating film, and is not particularly limited, and is naturally dried or heated using a hot plate or an oven. Drying or the like can be adopted. Further, the pre-drying may be performed integrally with the pre-baking.
  • Prebaking conditions are generally preferably 60-150 ° C, more preferably 80-120 ° C, heating for 0.5-30 minutes when using a hot plate and 0.5-90 minutes when using an oven. The method of doing is adopted.
  • the film thickness of the negative photosensitive resin film formed from the above resin composition is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 0.5 to 40 ⁇ m, still more preferably 1 to 30 ⁇ m, and 5 to 20 ⁇ m. ..
  • the negative photosensitive resin film formed from the resin composition of the present invention is negative photosensitive when exposed to ultraviolet light, ArF, KrF, F 2 laser light or the like using a mask having a predetermined pattern. Due to the action of the radicals generated from the photopolymerization initiators of the components (C-1) and (C-2) contained in the resin film, the exposed portion of the film becomes insoluble in the alkaline developer.
  • ultraviolet rays it is preferable to use ultraviolet rays as the irradiation light, and it is more preferable to use ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm, considering that the film is sufficiently cured to the deep part.
  • alkaline developing solution examples include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide and sodium hydroxide; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline.
  • alkali metal hydroxides such as sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide and sodium hydroxide
  • tetramethylammonium hydroxide tetraethylammonium hydroxide and choline.
  • examples thereof include an aqueous solution of quaternary ammonium hydroxide
  • an alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of amines such as ethanolamine, propylamine and ethylenediamine.
  • a surfactant or the like can be added to these developers.
  • photoresist developers include, for example, 0.5 to 3 mass% sodium carbonate aqueous solution, 0.01 to 0.5 mass% potassium hydroxide aqueous solution and 0.1 to 2.38 mass.
  • An aqueous solution of% tetraethylammonium hydroxide can be mentioned, but even in the resin composition of the present invention, good development can be carried out without causing problems such as swelling by using such an alkaline developer.
  • any method such as a spray method, a liquid filling method, a dipping method or a rocking dipping method can be adopted.
  • the developing time at that time is usually 15 to 200 seconds.
  • the negative photosensitive resin film is washed with running water.
  • the washing time is not particularly limited as long as the developer can be sufficiently removed, but is usually 20 to 90 seconds.
  • it may be air-dried with compressed air or compressed nitrogen, or by spinning. Moisture on the substrate is removed to obtain a patterned film.
  • the obtained pattern-forming film is post-baked for thermosetting or post-exposure for photo-curing, and specifically, it is heated using a hot plate, an oven, or the like.
  • a film (cured film) having a good relief pattern with improved heat resistance, flattening property, low water absorption, chemical resistance and the like can be obtained.
  • the conditions for post-baking are generally preferably 150 to 300 ° C., more preferably 200 to 250 ° C., for 1 to 30 minutes when using a hot plate, and 1 to 90 minutes when using an oven.
  • the method is adopted.
  • a cured film having a desired good pattern shape can be obtained.
  • the resin composition according to the present invention has a relatively high transmittance of ultraviolet rays in the exposure process, can be sufficiently cured to the deep part of the film, and can be sufficiently cured by curing the composition to obtain visible light. It is possible to form a cured film having a high light-shielding property.
  • the obtained cured film can be suitably used as a material for self-luminous displays such as QD-OLED displays and micro LED displays, and is particularly used as a partition wall (colored partition wall) constituting a subpixel of a wavelength conversion layer of a self-luminous display panel. This can contribute to further improvement of the image quality.
  • Black pigments and dispersants Black Pigment 1: NITRBLACK UB-1 manufactured by Mitsubishi Materials Corporation
  • Black Pigment 2 Mitsubishi Materials Corporation
  • 13MT Dispersant Solsparse 34750 manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.
  • the obtained dispersion was applied onto a non-alkali glass (substrate) using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a black pigment 1-containing thin film having a film thickness of 10 ⁇ m.
  • component 100 (A) except that the pigment dispersion liquid 2 described later was used instead of the pigment dispersion liquid 1 used in (1).
  • a dispersion liquid (black pigment 2-containing resin composition) in which the component (D) was dispersed in the component (F) at a ratio of 10 parts by mass with respect to the mass part was prepared.
  • a black pigment 2-containing thin film having a film thickness of 10 ⁇ m was formed on a non-alkali glass (substrate) by the same method as in (1).
  • Mn and Mw of component (A) and component (E) The Mn and Mw of the components (A), the copolymer of the component (E), and the polymer of the component (E) synthesized according to the following synthesis examples were prepared by using a GPC apparatus (column KF803L and KF804L) manufactured by Shimadzu Science Co., Ltd. , Tetrahydrofuran was flown through the column (column temperature 40 ° C.) at a flow rate of 1 mL / min as an elution solvent to elute the mixture.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • PFPE1 (1.19 g), BEI (0.48 g) are used, DOTDD (0.017 g) is used as a catalyst, and these are used as a solvent MEK (1.67 g) at room temperature (approximately 23 ° C.) 24.
  • a polymer solution P3 polymer concentration: 50% by mass of the component (E) was obtained.
  • the obtained Mn of P3 was 2,500 and Mw was 3,000.
  • ⁇ Preparation of pigment dispersion> The black pigment, the solvent, and the dispersant were mixed so as to have the blending ratios shown in Table 2. This solution was dispersed by a mix rotor for 8 hours. As the beads, 0.5 mm ⁇ zirconia beads were used, and a mass 5 times that of the dispersion was added. After completion of the dispersion, the beads and the dispersion were separated by a filter to prepare a pigment dispersion.
  • Examples 1 to 3 Comparative Examples 1 to 2> According to the composition shown in Table 3 below, the component (B), the component (C-1), the solvent of the component (F), the optional component, the component (D) and the component (E) are mixed in the solution of the component (A). Then, the resin compositions of Examples and Comparative Examples were prepared by stirring at room temperature for 3 hours.
  • the resin composition was applied onto a non-alkali glass (base) using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film (thickness 14 ⁇ m).
  • the obtained coating film was irradiated 140 mJ / cm 2 light intensity of the ultraviolet rays of 5.5 mW / cm 2 at 365nm using a UV irradiation apparatus PLA-600FA manufactured by Canon Inc..
  • this coating film was heated at 230 ° C. for 30 minutes to perform post-baking to obtain a cured film (film thickness 10 ⁇ m).
  • the transmittance at a wavelength of 200 to 800 nm was measured using an ultraviolet visible spectrophotometer (SIMADZU UV-2550 model number manufactured by Shimadzu Corporation), and the optical density (OD value) at 550 nm was calculated. did.
  • the OD value is a numerical value indicating the light-shielding ability, and the larger the value, the higher the light-shielding property. The results obtained are shown in Table 3.
  • the resin composition was applied onto a non-alkali glass (base) using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a coating film (thickness 14 ⁇ m).
  • a coating film For this coating film, an ultraviolet ray having a light intensity of 5.5 mW / cm 2 at 365 nm was applied to 140 mJ / cm using a Canon Co., Ltd. ultraviolet irradiation device PLA-600FA through a mask having a line and space pattern of 10 ⁇ m. 2 Irradiated. Then, after spray developing with 0.033 mass% potassium hydroxide aqueous solution for 180 seconds, it was washed with ultrapure water for 30 seconds.
  • Examples 1 to 3 showed excellent characteristics such as excellent visible light shielding property and good resolution. On the other hand, in Comparative Example 1, the shielding property of visible light was insufficient, and in Comparative Example 2, pattern formation could not be performed.

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Abstract

(A)アルカリ可溶性共重合体、(B)アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性基を2個以上有する化合物、(C)光開始剤、(D)黒色顔料、(E)撥液成分、および(F)溶媒を含有する樹脂組成物は、着色された状態であっても露光工程において良好な硬化性を有し、パターン形成が可能であり、かつ、硬化後には可視光の遮光性が高い硬化膜を与える。

Description

樹脂組成物
 本発明は、感光性を有する樹脂組成物に関する。より詳しくは、量子ドット-有機エレクトロルミネッセンス(QD-OLED)ディスプレイやマイクロLEDディスプレイ等の自発光ディスプレイ用の材料として好適な樹脂組成物に関する。
 QD-OLEDディスプレイやマイクロLEDディスプレイ等の自発光ディスプレイは、青色の自発光デバイスをベースとして、赤と緑への波長変換層をインクジェットプリンティング方式で実装する次世代ディスプレイ技術に基づくものであり、当該技術は、色再現力が高く、より豊かな色を表現することができる技術として評価されている。
 上記自発光ディスプレイでは、さらなる画質の向上を図るため、当該ディスプレイパネルの波長変換層のサブピクセルを構成する隔壁について、遮光性をもたせた着色隔壁(着色撥液バンク)の採用が検討されている。しかしながら、従来の着色感光性樹脂組成物では隔壁形成の露光工程における入射光の透過率が低いために膜深部まで十分に硬化することができず、パターン形成不良が生じていた。一方、膜の硬化を優先した場合、着色剤の添加不足により必要な遮光性を確保することは困難であった。
 なお、本発明に関連する先行技術文献としては下記のものが挙げられる。
国際公開第2015/060240号
 本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、着色された状態であっても露光工程において良好な硬化性を有し、パターン形成が可能であり、かつ、硬化後には可視光の遮光性が高い硬化膜を与える樹脂組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、光開始剤として特定の吸光係数(本発明においては、グラム吸光係数を意味するものとする。以下、同様。)を有する光開始剤と、特定の黒色顔料とを併用した樹脂組成物が、パターン形成が可能であり、かつ、露光工程における紫外線の透過率が比較的高く、膜深部まで十分に硬化することができ、しかも、該組成物を硬化することで可視光の遮光性が高い硬化膜を形成可能であることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は、下記の樹脂組成物を提供する。
1. (A)アルカリ可溶性共重合体、
(B)アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性基を2個以上有する化合物、
(C)光開始剤:(C-1)オキシムエステル基を有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である光開始剤、(D)黒色顔料:(A)成分、(B)成分、(C-1)成分、(C-2)365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が100ml/g・cm以下である光開始剤、(D)黒色顔料、(E)撥液成分、(F)溶媒および(G)チオール化合物を含有し、かつ、(A)成分100質量部に対して(D)成分10質量部の割合で(F)成分中に分散させた分散液をガラス基板上に塗布し、乾燥させて成膜した膜厚10μmの薄膜において、波長365nmの光透過率をT1、波長550nmの光透過率をT2としたとき、T1/T2の値が0.3以上である黒色顔料、
(E)撥液成分、および
(F)溶媒
を含有することを特徴とする樹脂組成物。
2. (D)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、1~50質量部である1の樹脂組成物。
3. (A)成分の数平均分子量が、ポリスチレン換算で2,000~50,000である1または2の樹脂組成物。
4. (A)成分が、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸およびマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むモノマー混合物の共重合体である請求項1~3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
5. (C-1)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、0.3~5質量部である1~4のいずれかの樹脂組成物。
6. (B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、10~150質量部である1~5のいずれかの樹脂組成物。
7. (C-1)成分が、カルバゾール構造を有する光開始剤である1~6のいずれかの樹脂組成物。
8. 1~7のいずれかの樹脂組成物から得られる硬化膜。
9. 1~7のいずれかの樹脂組成物により形成される自発光ディスプレイ用隔壁。
10. 9の隔壁を備える自発光ディスプレイの波長変換層。
11. 10の波長変換層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 10の波長変換層を備えるマイクロLED素子。
 本発明に係る樹脂組成物は、露光工程における紫外線の透過率が比較的高く、膜深部まで十分に硬化することができ、しかも、該組成物を硬化することで可視光の遮光性が高い硬化膜を形成できるものである。得られる硬化膜は、QD-OLEDディスプレイやマイクロLEDディスプレイ等の自発光ディスプレイ用の材料として好適に使用でき、特に、パターン形成をして、自発光ディスプレイパネルの波長変換層のサブピクセルを構成する隔壁(着色隔壁)として用いることで、その画質のさらなる向上に寄与することができる。
 本発明の樹脂組成物は、
(A)アルカリ可溶性共重合体、
(B)アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性基を2個以上有する化合物、
(C)光開始剤:(C-1)オキシムエステル基を有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である光開始剤、
(D)黒色顔料:(A)成分、(B)成分、(C-1)成分、(C-2)365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が100ml/g・cm以下である光開始剤、(D)黒色顔料、(E)撥液成分、(F)溶媒および(G)チオール化合物を含有し、かつ、(A)成分100質量部に対して(D)成分10質量部の割合で(F)成分中に分散させた分散液をガラス基板上に塗布し、乾燥させて成膜した膜厚10μmの薄膜において、波長365nmの光透過率をT1、波長550nmの光透過率をT2としたとき、T1/T2の値が0.3以上である黒色顔料、
(E)撥液成分、および
(F)溶媒
を含有する樹脂組成物である。
<(A)成分>
 (A)アルカリ可溶性共重合体は、アルカリ可溶性基を有するモノマーおよびその他モノマーを含むモノマー混合物の共重合により得られる共重合体(以下、「(A)成分の共重合体」と記載することもある)である。
 (A)成分の共重合体は、その繰り返し単位にアルカリ可溶性基を有する構造を含むものであればよく、共重合体を構成する高分子の主鎖の骨格および側鎖の種類などについて特に限定されない。
 (A)成分の共重合体の数平均分子量Mnは、未露光部の現像性(アルカリ溶液に対する可溶性)を考慮すると、好ましくは2,000~50,000、より好ましくは5,000~20,000である。
 なお、本発明において、数平均分子量Mnおよび後述の重量平均分子量Mwは、いずれも、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算値である。
 アルカリ可溶性基を有するモノマーに含まれるアルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシ基、フェノール性ヒドロキシ基、酸無水物基およびマレイミド基が挙げられる。
 カルボキシ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)アクリルアミドおよび4-ビニル安息香酸が挙げられる。
 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)メタクリルアミドおよびN-(ヒドロキシフェニル)マレイミドが挙げられる。
 酸無水物基を有するモノマーとしては、例えば、無水マレイン酸および無水イタコン酸が挙げられる。
 マレイミド基を有するモノマーとしては、例えば、マレイミドや、前述のN-(カルボキシフェニル)マレイミドおよびN-(ヒドロキシフェニル)マレイミドが挙げられる。
 本発明では、これらアルカリ可溶性基を有するモノマーの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸およびマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むモノマー混合物の共重合体であることが好ましい。
 また、本発明においては、上記共重合体を得る際に、上記アルカリ可溶性基を有するモノマーと共重合可能な、その他モノマーを併用する。
 その他モノマーとしては、例えば、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、N-置換マレイミド化合物、アクリロニトリル化合物、アクリルアミド化合物、メタクリルアミド化合物、スチレン化合物およびビニル化合物が挙げられる。
 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、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、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、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、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、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、アクリロイルエチルイソシアネート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレートおよびグリシジルアクリレートが挙げられる。
 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、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、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、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、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、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、メタクリロイルエチルイソシアネート、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレートおよびグリシジルメタクリレートが挙げられる。
 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、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルビフェニル、ビニルカルバゾール、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテルおよびプロピルビニルエーテルが挙げられる。
 スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレンおよびブロモスチレンが挙げられる。
 N-置換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-フェニルマレイミドおよびN-シクロヘキシルマレイミドが挙げられる。
 アクリロニトリル化合物としては、例えば、アクリロニトリルが挙げられる。
 アクリルアミド化合物としては、例えば、ヒドロキシアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、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、N,N-ジプロピルアクリルアミド、アクリルロイルモルホリン、N-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およびN-メトキシメチルアクリルアミドが挙げられる。
 メタクリルアミド化合物としては、例えば、ヒドロキシメタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-ブチルメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、N,N-ジプロピルメタクリルアミド、4-メタクリルロイルモルホリン、N-n-ブトキシメチルメタクリルアミド、N-イソブトキシメチルメタクリルアミドおよびN-メトキシメチルメタクリルアミドが挙げられる。
 本発明では、上記その他モノマーの中でも、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、N-置換マレイミド化合物、アクリロニトリル化合物、アクリルアミド化合物、メタクリルアミド化合物、スチレン化合物およびビニル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、メタクリル酸エステル化合物を含むことがより好ましい。
 また、上述したアルカリ可溶性基を有するモノマーおよびその他モノマーのうち、カルボキシ基を有するモノマーとメタクリル酸エステル化合物との組み合わせがより一層好ましく、メタクリル酸とメチルメタクリレートとの組み合わせがさらに好ましい。
 (A)成分の共重合体を得る方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上述したアルカリ可溶性基を有するモノマーおよびその他モノマーを含むモノマー混合物を溶媒中、50~110℃で重合させる方法により得られる。上記溶媒としては、アルカリ可溶性基を有するモノマーおよびその他モノマー、並びに(A)成分の共重合体を溶解するものであれば、特に制限なく使用できる。具体例としては、後述する(F)成分において例示される溶媒が挙げられる。また、重合の際には、アゾビスイソブチロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することが好ましい。
 上記のようにして得られた(A)成分の共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等に撹拌下で投入して再沈殿させ、生成した沈殿物をろ別して、洗浄した後、常圧または減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、上記共重合体の粉体が得られる。このような操作により、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、精製した共重合体の粉体を得られる。一度の操作で十分に精製できない場合は、得られた粉体を溶媒に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えばよい。
 本発明においては、上記(A)アルカリ可溶性共重合体の重合溶液をそのまま用いてもよく、あるいは単離した重合体の粉体を適宜な溶媒に再溶解した溶液を用いてもよい。上記溶媒としては、例えば、後述する(F)成分において例示される溶媒が挙げられる。
 アルカリ可溶性モノマーおよびその他モノマーの質量比([アルカリ可溶性モノマー]/[その他モノマー])は、好ましくは5/95~50/50、より好ましくは10/90~30/70である。上記質量比を上記範囲とすることにより、露光部においては良好な硬化性が得られ、未露光部においては良好な現像性が得られる。
<(B)成分>
 (B)成分は、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性基を2個以上有する化合物である。本発明において、「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、かつ、それらの重合性基が分子末端にある化合物を意味する。
 (B)成分は、各成分との相溶性が良好で、かつ現像性に影響を与えないという観点から、Mwが1,000以下の化合物が好ましい。
 (B)成分の具体例としては、例えば、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およびトリアリルトリメリテートが挙げられる。これらの重合性基を2個以上有する化合物は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記の各化合物は、市販品として入手することもでき、そのような市販品としては、例えば、KAYARAD(登録商標)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(登録商標)M-210、同M-208、同M-211B、同M-215、同M-220、同M-225、同M-270、同M-240、同M-6100、同M-6250、同M-6500、同M-6200、同M-309、同M-310、同M-321、同M-350、同M-360、同M-313、同M-315、同M-306、同M-303、同M-452、同M-408、同M-403、同M-400、同M-402、同M-405、同M-406、同M-450、同M-460、同M-510、同M-520、同M-1100、同M-1200、同M-6100、同M-6200、同M-6250、同M-6500、同M-7100、同M8030、同M8060、同M8100、同M8530、同M-8560、同M9050(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、同700(以上、大阪有機化学工業(株)製);A-200、A-400、A-600、A-1000、A-B1206PE、ABE-300、A-BPE-10、A-BPE-20、A-BPE-30、A-BPE-4、A-BPEF、A-BPP-3、A-DCP、A-DOD-N、A-HD-N、A-NOD-N、APG-100、APG-200、APG-400、APG-700、A-PTMG-65、A-9300、A-9300-1CL、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、701A、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);ライトエステルEG、同2EG、同3EG、同4EG、同9EG、同14EG、同1.4BG、同NP、同1.6HX、同1.9ND、同G-101P、同G-201P、同DCP-M、同BP-2EMK、同BP-4EM、同BP-6EM、同TMP、ライトアクリレート3EG-A、同4EG-A、同9EG-A、同14EG-A、同PTMGA-250、同NP-A、同MPD-A、同1.6HX-A、同1.9ND-A、同MOD-A、同DCP-A、同BP-4PA、同BA-134、同BP-10EA、同HPP-A、同G-201P、同TMP-A、同TMP-3EO-A、同TMP-6EO-3A、同PE-3A、同PE-4A、同DPE-6A、エポキシエステル40EM、同70PA、同200PA、同80MFA、同3002M、同3002A、同3000MK、同3000A、同EX-0205、AH-600、AT-600、UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H、UF-8001G、DAUA-167(共栄社化学(株)製);EBECRYL(登録商標)TPGDA、同145、同150、同PEG400DA、同11、同HPNDA、同PETIA、同PETRA、同TMPTA、同TMPEOTA、同OTA480、同DPHA、同180、同40、同140、同204、同205、同210、同215、同220、同6202、同230、同244、同245、同264、同265、同270、同280/15IB、同284、同285、同294/25HD、同1259、同KRM8200、同4820、同4858、同5129、同8210、同8301、同8307、同8402、同8405、同8411、同8804、同8807、同9260、同9270、同KRM7735、同KRM8296、同KRM8452、同8311、同8701、同9227EA、同80、同436、同438、同446、同450、同505、同524、同525、同770、同800、同810、同811、同812、同1830、同846、同851、同852、同853、同1870、同884、同885、同600、同605、同645、同648、同860、同1606、同3500、同3608、同3700、同3701、同3702、同3703、同3708、同6040(ダイセル・オルネクス(株)製);SR212、SR213、SR230、SR238F、SR259、SR268、SR272、SR306H、SR344、SR349、SR508、CD560、CD561、CD564、SR601、SR602、SR610、SR833S、SR9003、CD9043、SR9045、SR9209、SR205、SR206、SR209、SR210、SR214、SR231、SR239、SR248、SR252、SR297、SR348、SR480、CD540、CD541、CD542、SR603、SR644、SR9036、SR351S、SR368、SR415、SR444、SR454、SR492、SR499、CD501、SR502、SR9020、CD9021、SR9035、SR350、SR295、SR355、SR399、SR494、SR9041(Sartomer社製)を挙げることができる。
 (B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは10~150質量部、より好ましくは20~120質量部、より一層好ましくは30~110質量部である。(B)成分の含有量を上記範囲の下限以上とすることで、露光部を十分に硬化させることができ、パターン形成を確実に行うことができる。また、(B)成分の含有量を上記範囲の上限以下とすることで、プリベーク後の塗膜にタックが発生せず、未露光部においては良好な現像性が確保される。
<(C)成分>
 (C)成分は光開始剤であって、本発明では特定の吸光係数を有する下記(C-1)の光開始剤を用いる。
<(C-1)成分>
 (C-1)成分は、オキシムエステル基を有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である光開始剤である。具体的には、オキシムエステル基と光吸収部位とを有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である化合物が挙げられる。
 上記オキシムエステル基としては、例えば、下記式(1)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、R1は、フェニル基、炭素数1~10のアルキル基またはベンジル基を表し、R2は、水素原子、炭素数1~10のアルキル基またはフェニル基を表し、破線は結合手を表す。)
 炭素数1~10のアルキル基としては、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基、n-デシル基および1-アダマンチル基が挙げられる。
 上記光吸収部位としては、例えば、フェニル基、フェニルチオフェニル基、N-アルキルカルバゾール基、ナフチル基、クマリン基、アルコキシフェニル基、フェニルアルコキシフェニル基およびフェノキシアルコキシフェニル基から選ばれる基に、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基等のベンゾイル構造を有する基が置換したものが好ましい。さらに、当該構造にフェニル基、フェニルチオ基、ジフェニルアミノ基等が置換していてもよい。
 (C-1)成分としては、例えば、式(1)で表されるオキシムエステル基が、単結合またはカルボニル基を介して、光吸収部位のフェニル基、フェニルチオフェニル基、N-アルキルカルバゾール基、ナフチル基、クマリン基、アルコキシフェニル基、フェニルアルコキシフェニル基、およびフェノキシアルコキシフェニル基から選ばれる基に結合した化合物が好ましい。本発明では、これらの中でも、カルバゾール構造を有するものが好ましい。
 (C-1)成分の具体例としては、例えば、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)、(E)-4-(4(4-(ジフェニルアミノ)ベンゾイル)ベンジルオキシ)ベンズアルデヒド-O-アセチルオキシム、(E)-4-(4,8-ジメトキシ-1-ナフトイル)ベンズアルデヒド-O-アセチルオキシム、1-(9-プロピル-9H-カルバゾール-3-イル)ブタン-1,3-ジオン-1-(O-アセチルオキシム)、および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]ブタン-1,3-ジオン-1-(O-アセチルオキシム)が挙げられる。
 (C-1)成分は、市販品として容易に入手が可能であり、そのような市販品としては、例えば、IRGACURE(登録商標)OXE01、IRGACURE(登録商標)OXE02、IRGACURE(登録商標)OXE03(以上、BASF社製)、アデカオプトマーN-1919、アデカアークルズNCI-831、アデカアークルズNCI-930(以上、(株)ADEKA製)が挙げられる。これら(C-1)成分は、1種を単独で使用しても、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 (C-1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、好ましくは0.3~5質量部、より好ましくは0.5~4質量部である。(C-1)成分の含有量を上記範囲内とすることで、良好な硬化性が得られる。
<(C-2)成分>
 本発明では、(C-1)成分とともに(C-2)365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が100ml/g・cm以下である光開始剤を併用してもよい。(C)成分として2種の異なる吸光係数を有する光開始剤を併用することで、硬化性と現像性をより向上させることができる。(C-2)成分としては、例えば、ヒドロキシ基を有するものが好ましい。
 (C-2)成分の具体例としては、例えば、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、および2-オキシ-2-フェニル酢酸 2-[2-ヒドロキシ-エトキシ]エチルエステルが挙げられる。
 (C-2)成分は、市販品として容易に入手が可能であり、そのような市販品としては、例えば、IRGACURE(登録商標)2959、IRGACURE(登録商標)754、IRGACURE(登録商標)184、DAROCURE MBF、DAROCURE 1173(以上、BASF社製)が挙げられる。これら(C-2)成分は、1種を単独で使用しても、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
 (C-2)成分を使用する場合、その含有量は、(A)成分100質量部に対し、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~7質量部である。(C-2)成分の含有量が上記範囲の下限以上とすることにより、良好な硬化性が得られる。(C-2)成分の含有量が上記範囲の上限以下とすることにより、未露光部においては良好な現像性が確保される。
<(D)成分>
 (D)成分は、(A)成分、(B)成分、(C-1)成分、(C-2)成分、(D)黒色顔料、(E)撥液成分、(F)溶媒および(G)チオール化合物を含有し、かつ、(A)成分100質量部に対して(D)成分10質量部の割合で(F)成分中に分散させた分散液をガラス基板上に塗布し、乾燥させて成膜した膜厚10μmの薄膜において、波長365nmの光透過率をT1、波長550nmの光透過率をT2としたとき、T1/T2の値が0.3以上である黒色顔料である。上記分散液において、(A)成分および(D)成分の種類、ならびに(A)成分および(D)成分以外の成分の種類および含有量は、上述した(A)~(C)成分、ならびに後述する(D)~(G)成分の説明において記載したものと同様とすることができる。なお、上記分散液に使用する溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが好適である。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種を組み合わせて用いてもよい。
 (D)成分は、紫外線の透過性および可視光の遮蔽性を考慮すると、上記T1/T2の値が1.0以上であるものが好ましく、1.5以上であるものがより好ましい。T1/T2の値の上限は、特に限定されるものではないが、一般的には好ましくは5.0以下、より好ましくは3.0以下である。T1/T2の値が、上記範囲に含まれる(D)成分を用いることで、露光工程における紫外線の透過性と、得られる硬化物における可視光の遮蔽性が両立される。
 (D)成分の具体例としては、窒化ジルコニウム、窒化チタンおよび酸窒化チタン、ならびにこれらの混合物として、窒化ジルコニウムと窒化チタンとを含む混合粉末、および窒化ジルコニウムと酸窒化チタンとを含む混合粉末等を挙げることができ、本発明では、窒化ジルコニウムを好適に使用し得る。
 上記の窒化ジルコニウム、窒化チタンおよび酸窒化チタンの純度は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されないが、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく98質量%以上がより一層好ましい。
 上記窒化ジルコニウムは、BET法により測定される比表面積が20~90m2/gであること好ましく、30~60m2/gであることがより好ましい。また、上記窒化チタンおよび酸窒化チタンは、BET法により測定される比表面積が10~90m2/gであることが好ましい。比表面積が上記範囲であると、組成物を長期保管した際に沈降しにくくなり、得られる硬化膜において可視光の遮蔽性が良好なものとなる。
 このような黒色顔料としては、市販品を使用することができ、例えば、NITRBLACK UB-1(三菱マテリアル(株)製)を挙げることができる。また、窒化ジルコニウムと窒化チタンとを含む混合粉末、および窒化ジルコニウムと酸窒化チタンとを含む混合粉末としては、特開2018-83730号公報に開示されている黒色膜形成用混合粉体が挙げられる。
 (D)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは1~50質量部、より好ましくは5~30質量部である。(D)成分の含有量を上記範囲とすることにより、露光工程における紫外線の透過性と、得られる硬化膜における可視光の遮蔽性が両立される。
 なお、(D)成分は、組成物を調製する際、粉末のまま混合してもよいが、より均一な組成物を得ることを考慮すると、あらかじめ適宜な溶媒に分散した分散液を調製することが好ましい。上記溶媒の具体例としては、後述する(F)溶媒に記載する溶媒が挙げられる。また、(D)成分の分散液を調製する際、必要に応じて公知の分散剤を使用してもよい。上記分散剤としては、市販品を使用することができ、例えば、ソルスパース34750(日本ルーブリゾール(株)製)を挙げることができる。
<(E)成分:撥液成分>
 (E)成分は、(e1)撥液性基を有する重合体、または後述する所定の界面活性剤である。
<(e1)撥液性基>
 (e1)撥液性基としては、例えば、フルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基およびポリシロキサン基から選ばれる少なくとも1種の基が挙げられる。
 フルオロアルキル基としては、炭素数3~10のフルオロアルキル基が好ましく、炭素数4~10のフルオロアルキル基がより好ましい。このようなフルオロアルキル基としては、例えば、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、および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が挙げられる。
 ポリフルオロエーテル基としては、下記式(i)で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基が挙げられる。
  -(X-O)n-Y ・・・(i)
(式(i)中、Xは、フッ素原子を有してもよい炭素数1~10の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または異なる基を示し、Yは、水素原子(ただし、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)、またはフッ素原子を有してもよい炭素数1~20の1価飽和炭化水素基を示し、nは、2~50の整数を示す。ただし、式(i)におけるフッ素原子の総数は2以上である。)
 式(i)におけるXおよびYの好ましい態様としては、Xが、炭素数1~10のアルキレン基の水素原子の1つをフッ素原子に置換したアルキレン基または炭素数1~10のパーフルオロアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基または異なる基を示し、Yが、炭素数1~20のアルキル基の水素原子の1つをフッ素原子で置換したアルキル基または炭素数1~20のパーフルオロアルキル基であるものが挙げられる。
 式(i)におけるXおよびYのより好ましい態様としては、Xが、炭素数1~10のパーフルオロアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基または異なる基を示し、Yが、炭素数1~20のパーフルオロアルキル基であるものが挙げられる。
 式(i)で表されるRf基において、nは、2~50の整数が好ましく、2~30の整数がより好ましく、2~15の整数がより一層好ましい。nが2以上であると、良好な撥液性が得られる。nが50以下であると、(E)成分の重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート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(i)で表されるRf基において、炭素原子の総数は2~50が好ましく、2~30がより好ましい。当該範囲において、(E)成分の重合体は良好な撥液性を奏する。また、(E)成分の重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート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、例えば、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-、-CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CF(CF3)-、およびCF2CF(CF3)CF2-が挙げられる。
 Yの具体例としては、例えば、-CF3、-CF2CF3、-CF2CHF2、-(CF22CF3、-(CF23CF3、-(CF24CF3、-(CF25CF3、-(CF26CF3、-(CF27CF3、-(CF28CF3、-(CF29CF3、および(CF211CF3、-(CF215CF3が挙げられる。
 式(i)で表されるRf基の好ましい態様としては、式(ii)で表されるRf基が挙げられる。
 -Cp-12(p-1)-O-(Cp2p-O)n-1-Cq2q+1 ・・・(ii)
(式(ii)中、pは、2または3であり、nで括られた単位毎に同一の基であり、qは、1~20の整数、nは、2~50の整数を示す。)
 式(ii)で表されるRf基の好ましい具体例としては、合成の容易さの点から、以下の基を挙げることができる。
-CF2O(CF2CF2O)n-1CF3 (nは2~9)
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1613 (nは2~6)
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-137 (nは2~6)
 (E)成分の重合体内のRf基は、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、下記式で表される基が好ましい。
  -X4-Si(O-SiX1233
(式中、X1、X2およびX3は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基を表し、X4は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)
 ポリシロキサン基としては、式(iii)で示されるポリシロキサン構造を有する基が挙げられる。以下、式(iii)で示されるポリシロキサン構造を有する基をpSi基という。
  -(SiRab-O)m-SiRabc  ・・・(iii)
(ただし、RaおよびRbは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、Rcは、水素原子または炭素数1~10の有機基を表し、mは、1~200の整数を表す。)。
 RaおよびRbは、それぞれ独立して、水素原子、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。(E)成分の重合体が良好な撥液性を奏することから、RaおよびRbは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基またはフェニル基である態様が好ましく、さらには、すべてのシロキシ単位のRaおよびRbが、メチル基である態様が好ましい。また、Rcには、窒素原子および酸素原子等が含まれていてもよい。
<(e2)N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基およびトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基>
 本発明では、上記サブピクセルの開口部におけるインク濡れ性の点から、(e1)の基に加えてさらにN-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基およびトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を含むことが好ましい。
 N-アルコキシメチルアミド基としては、例えば、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド基、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド基、およびN-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド基が挙げられる。
 ブロックイソシアネート基は、加熱によってブロック基が脱保護してイソシアネート基となるものであり、具体的には、アルコール、フェノール、チオアルコール、イミン、ケチミン、アミン、ラクタム、ピラゾール、オキシム、β-ジケトン等で置換されたイソシアネート基が挙げられる。
 トリアルコキシシリル基としては、例えば、下記に示すものが挙げられる。
-(CH22-Si(OCH33
-(CH23-Si(OCH33
-(CH22-Si(OCH2CH33
-(CH23-Si(OCH2CH33
<(e3)ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基およ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>
 (E)成分は、上記(e1)および(e2)の基に加えて、上記サブピクセルの開口部におけるインク濡れ性の点から、さらに(e3)ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基およびアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を含むことが好ましい。
<(e4)アクリレート基>
 (E)成分は、上記(e1)の基を有する重合体にウレタン結合を介して結合するアクリレート基を導入することもできる。
 アクリレート基としては、(メタ)アクリロイル基などが挙げられ、イソシアネート基を有するアクリレートを(e1)の基を有する重合体に反応させることで導入することができる。
 イソシアネート基を有するアクリレートとしては、例えば、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートおよび1,1-ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート)が挙げられる。
 (E)成分の重合体としては、例えば、上記(e1)の基、必要に応じて(e2)の基、さらには(e3)の基を含む、アクリル重合体、ポリアミック酸、ポリイミド、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、ポリシロキサンおよびポリエステルが挙げられ、本発明では、アクリル重合体が好ましい。
[アクリル重合体]
 アクリル重合体は、(e1)の基を含むモノマーを重合させることにより、好ましくはさらに(e2)の基を含むモノマーと共重合させることにより、より好ましくはさらに(e3)の基を含むモノマーを加えて共重合させることにより得ることができる。
(e1)撥液性基を含むモノマー
 フルオロアルキル基を有するモノマーとしては、炭素数3~10のフルオロアルキル基を有するモノマーを挙げることができ、例えば、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、および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が挙げられる。
 シリルエーテル基を有するモノマーとしては、例えば、メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランおよびアクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランが挙げられる。
 ポリシロキサン基を有するモノマーとしては、例えば、CH2=CHCOO(pSi)、およびCH2=C(CH3)COO(pSi)が挙げられる。ただし、pSiはpSi基を表す。pSi基を有するモノマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 なお、(E)成分の重合体へpSi基を導入する場合、上記のpSi基を有するモノマーを共重合させる方法のほかに、反応部位を有する重合体にpSi基を有する化合物を反応させる各種変性方法や、pSi基を有する重合開始剤を使用する方法等も採用し得る。
 反応部位を有する重合体にpSi基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た後、一の末端にカルボキシ基を有し、他の末端にpSi基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た後、一の末端にアミノ基を有し、他の末端にpSi基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た後、一の末端にメルカプト基を有し、他の末端にpSi基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た後、一の末端にカルボキシ基を有し、他の末端にpSi基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た後、一の末端にエポキシ基を有し、他の末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。
 カルボキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させた後、一の末端にエポキシ基を有し、他の末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。
 カルボキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させた後、一の末端にアミノ基を有し、他の末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。
 カルボキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させた後、一の末端に塩化シリル基を有し、他の末端にpSi基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た後、一の末端に塩化シリル基を有し、他の末端にPSi基を有する化合物を反応させる方法。
 pSi基を有する重合開始剤としては、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。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重合開始剤としては、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。このような重合開始剤は、市販品として容易に入手が可能であり、例えば、VPS-1001、VPS-0501(以上、富士フイルム和光純薬工業(株)製)が挙げられる。
(e2)N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基およびトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる基を含むモノマー
 N-アルコキシメチルアミド基を有するモノマーとしては、例えば、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、およびN-ブトキシメチル(メタ)ア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(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。
 ブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、例えば、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、およびメタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチルが挙げられる。
 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、および3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートが挙げられる。
(e3)ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基およびアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を含むモノマー
 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、および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、およびp-ヒドロキシフェニルメタクリレートが挙げられる。本発明では、これらの中でも、2-ヒドロキシエチルアクリレートおよび2-ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
 カルボキシ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、およびN-(カルボキシフェニル)アクリルアミドが挙げられる。
 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およびN,N-ジエチルアクリルアミドが挙げられる。本発明では、これらの中でも、メタアクリルアミドが好ましい。
 アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、2-アミノエチルアクリレート、2-アミノエチルメタクリレート、3-アミノプロピルアクリレートおよび3-アミノプロピルメタクリレートが挙げられる。
[ポリアミック酸、ポリイミド]
 ポリアミック酸としては、例えば、フルオロアルキル基を有するジアミンと、酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸が挙げられる。ポリイミドとしては、例えば、前記ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドが挙げられる。
[ポリアミド]
 ポリアミドとしては、例えば、フルオロアルキル基を有するジアミンと、ジカルボン酸無水物とを重合させて得られるポリアミドが挙げられる。
[ポリウレア]
 ポリウレアとしては、例えば、フルオロアルキル基を有するジアミンと、ジイソシアネートとを重合させて得られるポリウレアが挙げられる。
[ポリウレタン]
 ポリウレタンとしては、例えば、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重合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]
 フェノール樹脂としては、例えば、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、ホルムアルデヒドと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]
 エポキシ樹脂としては、例えば、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およびビスフェノールFのいずれか一方または両方と、当該ビスフェノールAのジグリシジルエーテルおよびビスフェノールFのジグリシジルエーテルのいずれか一方または両方とを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]
 ポリシロキサンとしては、例えば、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ポリシロキサンが挙げられる。
[ポリエステル]
 ポリエステルとしては、例えば、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。
 (E)成分の重合体には、上記(e1)~(e3)の基を有するモノマー以外に、さらにその他のモノマー(以下、その他モノマーE)を加えたものであってもよい。
 その他モノマーEの具体例としては、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、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、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、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およびビニルビフェニルが挙げられる。
 (E)成分の重合体において、(e1)の基の導入量は、全繰り返し単位に対して好ましくは5~60モル%、より好ましくは5~40モル%である。(e1)の基の導入量を上記範囲の下限以上とすることで、良好な撥液性が得られる。(e1)の基の導入量を上記範囲の上限以下とすることで、凝集などの問題が生じにくくなる。
 (E)成分の重合体において、(e2)N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基およびトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる基の導入量は、全繰り返し単位に対して好ましくは5~70モル%、より好ましくは5~50モル%である。(e2)の基の導入量を上記範囲の下限以上とすることで、得られる硬化膜が良好な耐熱性や耐溶媒性を有するものとなる。(e2)の基の導入量を上記範囲の上限以下とすることで、良好な現像性が得られる。
 (E)成分の重合体において、(e3)ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基およびアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を導入する場合、その導入量は、全繰り返し単位に対して好ましくは5~60モル%、より好ましくは5~40モル%である。(e3)の基の導入量を上記範囲の下限以上とすることで、得られる硬化膜が良好な耐熱性や耐溶媒性を有するものとなる。(e3)の基の導入量を上記範囲の上限以下とすることで、良好な撥液性が得られる。
 (E)成分の重合体の数平均分子量Mnは、好ましくは2,000~100,000、より好ましくは3,000~50,000、より一層好ましくは4,000~10,000である。(E)成分の重合体のMnが、上記範囲の上限以下であると、残渣が生じにくい。
 なお、(E)成分の重合体の数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によるポリスチレン換算値である。
 また、本発明において、(E)成分の重合体は、複数種の共重合体の混合物であってもよい。
 (E)成分の重合体は、(e1)撥液性基を有するモノマー、例えば、炭素数3~10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、(e2)N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基およびトリアルコキシシリル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、必要に応じて、(e3)ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基およ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、並びに、その他モノマーEを、重合開始剤存在下の溶媒中において重合反応させることにより得られる。なお、重合の際の反応温度は、製造する重合体の種類等に応じて適宜設定し得るが、アクリル重合体を製造する場合は、50~110℃とすることが好ましい。また、重合反応において用いられる溶媒は、使用するモノマーおよび得られる重合体を溶解するものであれば特に限定されない。上記溶媒の具体例としては、後述する(F)溶媒に記載する溶媒が挙げられる。
 上記(E)成分は、通常、溶液として得られるが、必要に応じて、(A)成分の説明において記載した方法と同様の方法により単離したり、精製したりしてもよい。また、上記(E)成分の共重合体の重合溶液は、そのまま用いてもよく、あるいは単離した重合体の粉体を適宜な溶媒に再溶解した溶液を用いてもよい。上記溶媒としては、例えば、後述する(F)成分において例示される溶媒が挙げられる。
 (E)成分の界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、市販品として入手することもでき、そのような市販品としては、ポリフォックスPF-136A、151、156A、154N、159、636、6320、656、6520(Omnova社製)、メガファック(登録商標)R30、R08、R40、R41、R43、F251、F477、F552、F553、F554、F555、F556、F557、F558、F559、F560、F561、F562、F563、F565、F567、F570(DIC(株)製)、FC4430、FC4432(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード(登録商標)AG710、サーフロン(登録商標)S-386、S-611、S-651(AGCセイミケミカル(株)製)、フタージェント(登録商標)FTX-218、DFX-18、220P、251、212M、215M((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤;BYK-300、302、306、307、310、313、315、320、322、323、325、330、331、333、342、345、346、347、348、349、370、377、378、3455(ビックケミージャパン(株)製)、SH3746、SH3749、SH3771、SH8400、SH8410、SH8700、SF8428(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、KF-351、KF-352、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-618、KF-6011、KF-6015(信越化学工業(株)製)等のシリコーン系界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 (E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~5質量部である。(E)成分の含有量が、上記範囲内であると、良好な撥液性が得られ、また、経済的な点からも好ましい。
<(F)成分:溶媒>
 (F)成分の溶媒は、(A)成分、(B)成分および(C)成分を溶解し、かつ必要に応じて添加される後述の(G)成分などを溶解するものであれば、その種類および構造などは特に限定されるものでない。
 (F)成分の溶媒としては、フォトレジスト材料において一般に使用されている溶媒を使用することができ、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、およびN-メチル-2-ピロリドンが挙げられる。本発明では、これらの中でも、組成物の塗工性および安全性を考慮すると、プロピ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、乳酸エチル、乳酸ブチルが好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<(G)成分>
 (G)成分は、チオール化合物である。この成分は、上記樹脂組成物の硬化速度を向上させる目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、配合されるものである。
 (G)成分のチオール化合物としては、特に制限されないが、例えば、1-ヘキサンチオール、1-ヘプタンチオール、1-オクタンチオール、1-ノナンチオール、1-デカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-ドデカンチオール、1-オクタデカンチオール、2-メルカプトベンゾチアゾール、6-メチル-2-メルカプトベンゾチアゾール、5-クロロ-2-メルカプトベンゾチアゾール、2-ナフタレンチオール、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、β-メルカプトプロピオン酸、メチル-3-メルカプトプロピオネート、2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート、n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート、メトキシブチル-3-メルカプトプロピオネート、ステアリル-3-メルカプトプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブタネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、および1,3,5-トリス[2-(3-スルファニルブタノイルオキシ)エチル]-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオンが挙げられる。本発明では、これらの中でも、樹脂組成物の保存安定性が高く、十分な硬化性が得られるという観点から、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブタネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、および1,3,5-トリス[2-(3-スルファニルブタノイルオキシ)エチル]-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオンが好ましい。これらのチオール化合物は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 (G)成分が使用される場合、その含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.03~5質量部である。(G)成分の含有量が、上記範囲の下限以上であると、硬化性がより良好なものとなる。(G)成分の含有量が、上記範囲の上限以下であると、パターン解像度がより良好なものとなる。
<(H)成分>
 (H)成分は、密着促進剤である。本発明の樹脂組成物は、現像後の基板との密着性を向上させる目的で、密着促進剤を添加してもよい。このような密着促進剤の具体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシランおよびクロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類;トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(N-ピペリジニル)プロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシランおよび3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類;ヘキサメチルジシラザン、N,N’‐ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミンおよびトリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類;ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2-メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾールおよびメルカプトピリミジン等の複素環状化合物;1,1-ジメチルウレア等の尿素化合物;および1,3-ジメチルウレア等のチオ尿素化合物を挙げることができる。本発明では、これらの中でも、アルコキシシラン類(すなわち、シランカップリング剤)が良好な密着性が得られる点で好ましい。また、これらの密着促進剤は、1種を単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 上記の密着促進剤は、例えば、信越化学工業(株)製、Momentive Performance Materials Worldwide Inc.製や東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製等の市販品の化合物を用いることもでき、これらの市販品は容易に入手可能である。
 (H)成分を配合する場合、その含有量は、(A)成分の100質量部に対して、通常0.1~20質量部、好ましくは0.5~10質量部である。(H)成分の含有量を上記範囲の上限以下とすることで、良好な感度が得られる。(H)成分の含有量を上記範囲の下限以上とすることで、密着促進剤の十分な効果が得られる。
<その他添加剤>
 さらに、本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、増感剤、連鎖移動剤、架橋剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、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。
<樹脂組成物>
 本発明の樹脂組成物は、(A)成分のアルカリ可溶性重合体、(B)成分の重合性基を2個以上有する化合物、(C-1)成分のオキシムエステル基を有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である光開始剤、(D)成分の黒色顔料、および(E)成分の撥液成分を(F)成分の溶媒に溶解または分散したものであり、必要に応じて、(C-2)成分の光開始剤、(G)成分のチオール化合物、(H)成分の密着促進剤、およびその他添加剤のうち1種以上をさらに含有することができる組成物である。
 本発明の樹脂組成物の好ましい態様としては、以下に示すものを例示することができるが、これに限定されるものではない。
[1]:(A)成分100質量部に対して、(B)成分10~150質量部、(C-1)成分0.3~5質量部、(D)成分1~50質量部および(E)成分を(F)成分の溶媒に溶解または分散した樹脂組成物。
[2]:上記[1]の組成物において、(A)成分100質量部に対して、(E)成分を0.5~10質量部含有する樹脂組成物。
[3]:上記[1]または[2]の組成物において、さらに(G)成分を(A)成分100質量部に対して、0.01~10質量部含有する樹脂組成物。
[4]:上記[1]、[2]または[3]の組成物において、さらに(H)成分を(A)成分100質量部に対して、0.1~20質量部含有する樹脂組成物。
[5]:上記[1]~[4]いずれかの組成物において、さらに(C-2)成分を(A)成分100質量部に対して、0.5~10質量部含有する樹脂組成物。
 本発明の樹脂組成物における固形分濃度は、各成分が均一に溶媒に溶解または分散している限り、特に限定されるものではないが、好ましくは1~80質量%であり、より好ましくは5~70質量%、より一層好ましくは10~60質量%である。ここで、固形分とは、樹脂組成物を構成する溶媒以外の成分の総量である。
 本発明の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)成分の共重合体を(F)成分の溶媒に溶解し、この溶液に(B)成分の重合性基を2個以上有する化合物、(C-1)成分の光開始剤、(D)成分の黒色顔料および(E)成分の撥液成分を所定の割合で混合する方法、あるいは、この調製法の適当な段階において、必要に応じて、(C-2)成分の光開始剤、(G)成分のチオール化合物、(H)成分の密着促進剤およびその他添加剤をさらに添加する方法が挙げられる。
 本発明の樹脂組成物の調製にあたっては、(F)成分の溶媒中における重合反応によって得られる(A)成分の共重合体の重合溶液をそのまま使用することができる。この場合、この(A)成分の重合溶液に上記と同様に(B)成分、(C-1)成分および(D)成分などを入れて混合する際に、濃度調整を目的としてさらに(F)成分の溶媒を追加投入してもよい。このとき、(A)成分の共重合体の形成過程で用いられる(F)成分の溶媒と、樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(F)成分の溶媒とは同一であってもよいし、異なってもよい。
 上記で得られた樹脂組成物は、そのままパターン形成に用いることができるが、孔径が1.0μm程度のフィルタ等を用いてろ過したものを使用することが好ましい。
<塗膜および硬化膜>
 本発明の樹脂組成物は、該組成物を適当な基板(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)やフィルム(例えば、トリアセチルセルロースフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、シクロオレフィンコポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、ポリイミド等の樹脂フィルム)等の基材上に、スピンコート、フローコート、ロールコート、スリットコート、スリットコートに続いたスピンコート、インクジェット法等の方法によって塗布し、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(プリベーク)することにより、感光性を有するネガ型感光性樹脂膜が形成される。
 上記予備乾燥は、組成物に含まれる溶媒を除去することができ、塗膜に悪影響を与えない条件であれば、特に限定されるものではなく、自然乾燥や、ホットプレートまたはオーブンを用いた加熱乾燥等を採用し得る。また、当該予備乾燥は、プリベークと一体的に行ってもよい。
 プリベークの条件は、一般に、好ましくは60~150℃、より好ましくは80~120℃で、ホットプレートを用いる場合には0.5~30分間、オーブンを用いる場合には0.5~90分間加熱するという方法が採られる。
 上記樹脂組成物から形成されるネガ型感光性樹脂膜の膜厚は、好ましくは0.1~50μm、より好ましくは0.5~40μm、より一層好ましくは1~30μm、5~20μmが最も好ましい。
 本発明の樹脂組成物から形成されるネガ型感光性樹脂膜は、所定のパターンを有するマスクを用いて紫外線、ArF、KrF、F2レーザー光等の光で露光されると、ネガ型感光性樹脂膜中に含まれる(C-1)成分および(C-2)成分の光重合開始剤から発生するラジカルの作用によって、該膜のうち露光部がアルカリ性現像液に不溶なものとなる。
 本発明においては、膜の深部まで十分に硬化することを考慮すると、照射光として紫外線を用いることが好ましく、波長365nmの紫外線を用いることがより好ましい。
 その後、アルカリ性現像液を用いて現像が行われる。これにより、ネガ型感光性樹脂膜のうち、露光されていない部分が除去され、パターン様のレリーフが形成される。
 本発明で使用できるアルカリ性現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウム等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およびコリン等の水酸化第四級アンモニウムの水溶液;ならびに、エタノールアミン、プロピルアミンおよびエチレンジアミン等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、界面活性剤等を加えることもできる。
 フォトレジストの現像液として一般に使用されているものとしては、例えば、0.5~3質量%炭酸ナトリウム水溶液、0.01~0.5質量%水酸化カリウム水溶液および0.1~2.38質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液が挙げられるが、本発明の樹脂組成物においても、このようなアルカリ性現像液を用いることで、膨潤等の問題を生じることなく良好な現像を実施することができる。
 また、現像方法としては、スプレー法、液盛り法、ディッピング法または揺動浸漬法などのいずれの方法も採用し得る。その際の現像時間は、通常、15~200秒間である。
 現像後、ネガ型感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を行う。この際、洗浄時間は、現像液を十分に除去できればよく、特に限定されるものではないが、通常、20~90秒間である。また、洗浄後、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してもよい。基板上の水分が除去され、パターン形成された膜が得られる。
 続いて、得られた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か光硬化のためポスト露光を行うことにより、具体的にはホットプレートおよびオーブン等を用いて加熱したり、紫外線照射装置を用いて露光することにより、耐熱性、平坦化性、低吸水性および耐薬品性等を向上させた、良好なレリーフパターンを有する膜(硬化膜)が得られる。
 ポストベークの条件としては、一般に、好ましくは150~300℃、より好ましくは200~250℃で、ホットプレートを用いる場合には1~30分間、オーブンを用いる場合には1~90分間加熱するという方法が採られる。本発明では、このようなポストベークを実施することにより、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、本発明に係る樹脂組成物は、露光工程における紫外線の透過率が比較的高く、膜深部まで十分に硬化することができ、しかも、該組成物を硬化することで可視光の遮光性が高い硬化膜を形成できるものである。得られる硬化膜は、QD-OLEDディスプレイやマイクロLEDディスプレイ等の自発光ディスプレイ用の材料として好適に使用でき、特に自発光ディスプレイパネルの波長変換層のサブピクセルを構成する隔壁(着色隔壁)として用いることで、その画質のさらなる向上に寄与することができるものである。
 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ない。
[実施例で用いる略記号]
 以下の実施例で用いる略記号の意味は、次のとおりである。
MAA:メタクリル酸
MMA:メチルメタクリレート
AIBN:アゾビスイソブチロニトリル
PRG1: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)(365nm吸光係数:7,749ml/g・cm in CH3CN)
PRG2:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(365nm吸光係数:88.64ml/g・cm in MeOH)
PRG3:BASF社製、IRGACURE(登録商標)OXE03
DPHA:日本化薬(株)製、KAYARAD(登録商標)DPHA(製品名)、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレートの混合物
A-DPH-12E:新中村化学工業(株)製、NKエステル(登録商標)A-DPH-12E(製品名)、エトキシ化ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
CTA:昭和電工(株)製、カレンズ-MT(登録商標)PE1(製品名)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)
PFHMA:2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
KBM-503:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(別名:3-トリエトキシシリルプロピルアクリレート)
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
PFPE1:両末端それぞれにポリ(オキシアルキレン)基を介さずヒドロキシ基を2つ有するパーフルオロポリエーテル[ソルベイスペシャルティポリマーズ社製 Fomblin(登録商標)T4]
BEI:1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート[昭和電工(株)製 カレンズ(登録商標)BEI]
DOTDD:ジネオデカン酸ジオクチル錫[日東化成(株)製 ネオスタン(登録商標)U-830]
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
MEK:メチルエチルケトン
[黒色顔料および分散剤]
黒色顔料1:三菱マテリアル(株)製、NITRBLACK UB-1
黒色顔料2:三菱マテリアル(株)製、13M-T
分散剤:日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース34750
<黒色顔料含有薄膜の光透過率>
(1)黒色顔料1含有薄膜の形成
 後述の合成例1で得たP1(8.11g)、DPHA(1.99g)、PRG1(0.03g)、PRG2(0.09g)、CTA(0.01g)、後述の顔料分散液1(0.63g)、後述の合成例2で得たP2(0.50g)、PGME(0.65g)を混合して、(A)成分100質量部に対して(D)成分が10質量部の割合で(F)成分中に分散した分散液(黒色顔料1含有樹脂組成物)を調製した。得られた分散液を無アルカリガラス(基板)上にスピンコーターを用いて塗布した後、100℃のホットプレート上で120秒間プリベークを行い、膜厚10μmの黒色顔料1含有薄膜を形成した。
(2)黒色顔料2含有薄膜の形成
 (1)で使用した顔料分散液1の代わりに、後述の顔料分散液2を用いた以外は、(1)と同様の方法で、(A)成分100質量部に対して(D)成分が10質量部の割合で(F)成分中に分散した分散液(黒色顔料2含有樹脂組成物)を調製した。得られた分散液を用いて、(1)と同様の方法で、無アルカリガラス(基板)上に膜厚10μmの黒色顔料2含有薄膜を形成した。
(3)光透過率の測定
 上記で形成した薄膜について、紫外線可視分光光度計((株)島津製作所製SIMADZU UV-2550型番)を用いて365nmの波長の透過率T1および550nmの波長の光透過率T2を測定し、両者の比T1/T2を算出した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[(A)成分および(E)成分の数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwの測定]
 以下の合成例に従って合成した(A)成分、(E)成分の共重合体および(E)成分の重合体のMnおよびMwは、島津サイエンス(株)製GPC装置(カラムKF803LおよびKF804L)を用い、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを流量1mL/分でカラム中に(カラム温度40℃)流して溶離させるという条件で測定した。なお、下記の数平均分子量(以下、Mnと称す。)および重量平均分子量(以下、Mwと称す。)は、ポリスチレン換算値にて表される。
<合成例1>
 共重合体を構成するモノマー成分として、MAA(30.0g)およびMMA(120.0g)を使用し、ラジカル重合開始剤としてAIBN(6.4g)を使用し、これらを溶媒であるPGME(290g)中、60~90℃で16時間重合反応させることにより(A)成分の共重合体溶液P1(共重合体濃度:35質量%)を得た。得られた共重合体のMnは9,700、Mwは21,500であった。
<合成例2>
 共重合体を構成するモノマー成分として、PFHMA(5.00g)、KBM-503(3.83g)およびHEMA(1.51g)を使用し、ラジカル重合開始剤としてAIBN(0.52g)を使用し、これらを溶媒であるPGME(25.32g)中、80℃で16時間重合反応させることにより(E)成分の共重合体溶液P2(共重合体濃度:30質量%)を得た。得られた共重合体のMnは4,800、Mwは6,700であった。
<合成例3>
 PFPE1(1.19g)、BEI(0.48g)を使用し、触媒としてDOTDD(0.017g)を使用し、これらを溶媒であるMEK(1.67g)中、室温(およそ23℃)で24時間反応させることにより、(E)成分の重合体溶液P3(重合体濃度:50質量%)を得た。得られたP3のMnは2,500、Mwは3,000であった。
<顔料分散液の調製>
 黒色顔料、溶媒、分散剤が表2に記載の配合割合となるように混合した。この溶液をミックスローターにより8時間分散処理を行った。ビーズとしては、0.5mmφのジルコニアビーズを用い、分散液の5倍の質量を加えた。分散終了後、フィルターによりビーズと分散液を分離して、顔料分散液を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
<実施例1~3、比較例1~2>
 次の表3に示す組成に従い、(A)成分の溶液に、(B)成分、(C-1)成分、(F)成分の溶媒、任意成分、(D)成分および(E)成分を混合し、室温で3時間撹拌することにより、実施例および比較例の樹脂組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 得られた実施例1~3および比較例1~2の各樹脂組成物について、それぞれ、透過率の測定およびパターン形状の観察を行った。
[透過率、光学濃度(OD値)の評価]
 樹脂組成物を無アルカリガラス(基板)上にスピンコーターを用いて塗布した後、100℃のホットプレート上で120秒間プリベークを行い、塗膜を形成した(膜厚14μm)。得られた塗膜に対して、キヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAを用いて365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を140mJ/cm2照射した。その後、0.033質量%の水酸化カリウム水溶液で180秒間スプレー現像を行った後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いで、オーブンを用いて、この塗膜を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膜を得た(膜厚10μm)。
 上記で得た硬化膜について、紫外線可視分光光度計((株)島津製作所製SIMADZU UV-2550型番)を用いて200~800nmの波長の透過率を測定し550nmの光学濃度(OD値)を算出した。なお、OD値は遮光能力を示す数値であり、数値が大きいほど高遮光性であることを示す。得られた結果を表3に示す。
[パターニングの評価]
 樹脂組成物を無アルカリガラス(基板)上にスピンコーターを用いて塗布した後、100℃のホットプレート上で120秒間プリベークを行い、塗膜を形成した(膜厚14μm)。この塗膜に対して、10μmのラインアンドスペースパターンのマスクを介して、キヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAを用いて365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を140mJ/cm2照射した。その後、0.033質量%の水酸化カリウム水溶液で180秒間スプレー現像を行った後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いで、オーブンを用いて、この塗膜を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。硬化したラインアンドスペースパターンの断面形状を(株)日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S-4800を用いて観察し、以下の基準によりパターンの解像性を評価した。得られた結果を表4に示す。
〈評価基準〉
 ○:パターン形成可能、かつ残膜なし
 ×:パターン形成不可、またはパターン形成可能であっても残膜あり
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表4の結果より、実施例1~3では、可視光の遮蔽性に優れ、解像性も良好という優れた特性を示した。一方、比較例1では、可視光の遮蔽性が不十分であり、比較例2では、パターン形成ができなかった。

Claims (12)

  1.  (A)アルカリ可溶性共重合体、
    (B)アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性基を2個以上有する化合物、
    (C)光開始剤:(C-1)オキシムエステル基を有し、365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が5,000ml/g・cm以上である光開始剤、(D)黒色顔料:(A)成分、(B)成分、(C-1)成分、(C-2)365nmにおけるメタノール中またはアセトニトリル中の吸光係数が100ml/g・cm以下である光開始剤、(D)黒色顔料、(E)撥液成分、(F)溶媒および(G)チオール化合物を含有し、かつ、(A)成分100質量部に対して(D)成分10質量部の割合で(F)成分中に分散させた分散液をガラス基板上に塗布し、乾燥させて成膜した膜厚10μmの薄膜において、波長365nmの光透過率をT1、波長550nmの光透過率をT2としたとき、T1/T2の値が0.3以上である黒色顔料、
    (E)撥液成分、および
    (F)溶媒
    を含有することを特徴とする樹脂組成物。
  2.  (D)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、1~50質量部である請求項1記載の樹脂組成物。
  3.  (A)成分の数平均分子量が、ポリスチレン換算で2,000~50,000である請求項1または2記載の樹脂組成物。
  4.  (A)成分が、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸およびマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むモノマー混合物の共重合体である請求項1~3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
  5.  (C-1)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、0.3~5質量部である請求項1~4のいずれか1項記載の樹脂組成物。
  6.  (B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、10~150質量部である請求項1~5のいずれか1項記載の樹脂組成物。
  7.  (C-1)成分が、カルバゾール構造を有する光開始剤である請求項1~6のいずれか1項記載の樹脂組成物。
  8.  請求項1~7のいずれか1項記載の樹脂組成物から得られる硬化膜。
  9.  請求項1~7のいずれか1項記載の樹脂組成物により形成される自発光ディスプレイ用隔壁。
  10.  請求項9記載の隔壁を備える自発光ディスプレイの波長変換層。
  11.  請求項10記載の波長変換層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12.  請求項10記載の波長変換層を備えるマイクロLED素子。
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