JP6136928B2 - Negative photosensitive resin composition, method for producing partition wall, and method for producing optical element - Google Patents
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Description
本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、これを用いた隔壁、ならびに、該隔壁を有する光学素子に関する。 The present invention relates to a negative photosensitive resin composition, a partition using the same, and an optical element having the partition.
光学素子である、カラーフィルタや有機EL(Electro−Luminescence)素子の画素部に用いられる隔壁は、感光性樹脂組成物を基板に塗布してフォトリソグラフィ技術により形成する方法が知られている。 As a partition used for a pixel portion of a color filter or an organic EL (Electro-Luminescence) element which is an optical element, a method is known in which a photosensitive resin composition is applied to a substrate and is formed by a photolithography technique.
近年、カラーフィルタや有機EL素子の画素部製造方法としてインクジェット法を利用した低コスト化プロセスが提案されている。
例えば、カラーフィルタの製造においては、隔壁をフォトリソグラフィにより形成した後に、隔壁で囲まれた開口部(ドット)にR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のインクをインクジェット法により噴射、塗布し、画素を形成する。In recent years, a cost reduction process using an inkjet method has been proposed as a method for manufacturing a pixel portion of a color filter or an organic EL element.
For example, in the manufacture of a color filter, after the partition walls are formed by photolithography, R (red), G (green), and B (blue) inks are ejected to the openings (dots) surrounded by the partition walls by an inkjet method. , Apply to form pixels.
インクジェット法では、隣り合う画素間におけるインクの混色を防ぐ必要がある。したがって、隔壁には、インクジェットの吐出液である水や有機溶剤を含むインクをはじく性質、いわゆる撥インク性が要求されている。一方、インクジェット法で画素に形成されるインク層には、高い膜厚均一性を有することが要求されているため、隔壁で囲まれた開口部(ドット)は吐出液に対して良好な濡れ性、いわゆる親インク性を有することが要求される。 In the ink jet method, it is necessary to prevent color mixing of ink between adjacent pixels. Therefore, the partition wall is required to have a property of repelling ink containing water or an organic solvent which is an inkjet discharge liquid, so-called ink repellency. On the other hand, since the ink layer formed on the pixel by the inkjet method is required to have high film thickness uniformity, the opening (dot) surrounded by the partition wall has good wettability with respect to the discharge liquid. It is required to have so-called ink affinity.
そこで、隔壁の表面を撥インク性とするために、隔壁形成に用いる感光性樹脂組成物に撥インク剤を添加する技術が開発されている。例えば、感光性樹脂組成物に表面自由エネルギーが小さい撥インク剤を添加し、塗膜の乾燥工程において溶媒が蒸発する過程で、撥インク剤がその他の固形分成分との間に働く斥力によって表面移行することを利用して、得られる隔壁表面への撥インク性の付与を図っている。この場合、撥インク剤の表面移行性が不足していると、撥インク剤が膜内部に残留するため隔壁側面の親インク性が不良になる問題や、現像工程で膜表面が溶解する際に撥インク剤が表面移行した層が薄いため全て除去され、隔壁表面の撥インク性が不良になる問題等がある。 Therefore, in order to make the surface of the partition walls have ink repellency, a technique for adding an ink repellant to the photosensitive resin composition used for forming the partition walls has been developed. For example, when an ink repellent agent having a small surface free energy is added to the photosensitive resin composition, and the solvent evaporates in the drying process of the coating film, the repellent force acts between the ink repellent agent and other solid components. By utilizing the migration, ink repellency is imparted to the surface of the partition wall obtained. In this case, if the surface transferability of the ink repellent agent is insufficient, the ink repellent agent remains inside the film, resulting in poor ink affinity on the side wall of the partition wall or when the film surface is dissolved in the development process. Since the layer where the ink repellent agent has migrated to the surface is thin, all of the layer is removed, resulting in poor ink repellency on the partition wall surface.
また、現像後、ドットに感光性樹脂組成物が残留することに起因してインクの白抜けが発生することがある。これを防止する目的でインク注入の前にドットに対して紫外線/オゾン照射処理等が行われるが、その際に隔壁の撥インク性が低下する問題もある。 Further, after development, the photosensitive resin composition may remain on the dots, and ink white spots may occur. In order to prevent this, ultraviolet / ozone irradiation treatment or the like is performed on the dots before ink injection, but there is also a problem that the ink repellency of the partition walls is lowered at that time.
特許文献1には、このような問題を解決した、表面自由エネルギーが充分に小さく、紫外線/オゾン照射処理を経ても撥インク性の保持が可能な含フッ素加水分解縮合物からなる撥インク剤が添加された隔壁形成に用いるネガ型感光性樹脂組成物の技術が記載されている。
本特許文献1では、含フッ素加水分解縮合物を含む感光性樹脂組成物を使用した場合に、該組成物中で含フッ素加水分解縮合物を安定に保持するために極性の高い溶媒を用いている。本発明者の知見によれば、特許文献1の実施例中で用いられている溶媒(トルエン:沸点111℃、2−プロパノール:沸点82℃、ジエチレングリコールジメチルエーテル:沸点162℃、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:沸点146℃)では、その溶媒組成および樹脂組成物中の溶媒量によっては、乾燥時に含フッ素加水分解縮合物の凝集異物が発生したり、塗工乾燥後の膜にムラが生じてしまう等の問題が生じていた。
In
本発明は、撥インク性が良好であり、紫外線/オゾン照射処理を経ても該撥インク性の保持が可能な隔壁を製造できるネガ型感光性樹脂組成物であって、さらに、隔壁の製造に際して、これを用いて塗膜を形成し乾燥させた膜において、膜厚が均一でムラがなく、膜表面に凝集物が発生しない良好な塗工性を併せ持つネガ型感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。また本発明は、該感光性樹脂組成物を硬化することにより形成される、撥インク性が良好であり、紫外線/オゾン照射処理を経ても該撥インク性の保持が可能であり、かつ外観が良好で膜厚が均一な隔壁ならびに該隔壁を有する光学素子を提供することを目的とする。 The present invention relates to a negative photosensitive resin composition that has good ink repellency and can produce partition walls that can retain the ink repellency even after being subjected to ultraviolet / ozone irradiation treatment. The present invention provides a negative photosensitive resin composition having a good coating property in which a film is formed and dried using this, the film thickness is uniform, there is no unevenness, and aggregates are not generated on the film surface. For the purpose. Further, the present invention has good ink repellency formed by curing the photosensitive resin composition, can retain the ink repellency even after being subjected to ultraviolet / ozone irradiation treatment, and has an appearance. It is an object of the present invention to provide a partition wall having a good and uniform film thickness and an optical element having the partition wall.
本発明は、以下[1]〜[10]の構成を有するネガ型感光性樹脂組成物、隔壁の製造方法および光学素子の製造方法を提供する。
[1]アルカリ可溶性樹脂(A)、光重合開始剤(B)、撥インク剤(C)および溶媒(D)を含むネガ型感光性樹脂組成物であって、前記撥インク剤(C)が含フッ素オルガノシロキサン化合物からなり、前記溶媒(D)が、沸点が165〜210℃である溶媒(D1)を前記溶媒(D)の全量に対して10〜100質量%の割合で含み、前記含フッ素オルガノシロキサン化合物が、下式(c−1)で表される加水分解性シラン化合物および下式(c−2)で表される加水分解性シラン化合物を含む混合物の部分加水分解縮合物からなる、ことを特徴とするネガ型感光性樹脂組成物。
RF:炭素原子数3〜10のエーテル性酸素原子を含んでいてもよいペルフルオロアルキル基を有する有機基、
RH:ペルフルオロアルキル基を有しない有機基、
X:加水分解性基、
p:0、1または2である。
ただし、RHおよびXが、化合物内に複数個存在する場合は、これらは互いに異なっていても、同一であってもよい。
[2]前記含フッ素オルガノシロキサン化合物におけるフッ素原子の含有割合が10〜55質量%である、[1]のネガ型感光性樹脂組成物。
[3]前記溶媒(D1)が、下式(3)で表される化合物である、[1]または[2]のネガ型感光性樹脂組成物。
R1O(C2H4O)yR2 (3)
式(3)中、R1は炭素原子数が1〜10のアルキル基、R2は炭素原子数が2〜10のアルキル基を示し、yは1〜10の整数を示す。
[4]前記溶媒(D1)が、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルである、[1]〜[3]のいずれかのネガ型感光性樹脂組成物。
[5]前記溶媒(D)が、さらに、水酸基を有し、沸点が165℃未満である溶媒(D2)を、前記溶媒(D)の全量に対して、1〜50質量%の割合で含む、[1]〜[4]のいずれかのネガ型感光性樹脂組成物。
[6]前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、1分子中に酸性基とエチレン性二重結合とを有する感光性樹脂である、[1]〜[5]のいずれかのネガ型感光性樹脂組成物。
[7]前記光重合開始剤(B)が、アセトフェノン類またはO−アシルオキシム類と、ベンゾフェノン類との組み合わせからなる、[1]〜[6]のいずれかのネガ型感光性樹脂組成物。
[8]さらに、架橋剤(E)を含み、該架橋剤(E)が1分子中に2つ以上のエチレン性二重結合を有し、酸性基を有しない化合物である、[1]〜[7]いずれかのネガ型感光性樹脂組成物。
[9]基板表面を画素形成用の複数の区画に仕切る形の隔壁を製造する方法であって、[1]〜[8]のいずれかのネガ型感光性樹脂組成物を基板表面に塗布する工程、乾燥工程、露光工程、現像工程を順に有し、その後にポストベーク工程を有することを特徴とする隔壁の製造方法。
[10]基板表面に[9]の製造方法によって隔壁を形成した後、前記隔壁で仕切られた区画内に、インクジェット法によりインクを注入して画素を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
The present invention provides a negative photosensitive resin composition having the following configurations [1] to [10], a method for producing partition walls , and a method for producing optical elements.
[1] A negative photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin (A), a photopolymerization initiator (B), an ink repellent agent (C), and a solvent (D), wherein the ink repellent agent (C) is The solvent (D) comprises a fluorine-containing organosiloxane compound, and the solvent (D1) has a boiling point of 165 to 210 ° C. in a proportion of 10 to 100% by mass with respect to the total amount of the solvent (D). The fluorine organosiloxane compound is composed of a partial hydrolysis condensate of a mixture containing a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-1) and a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-2). Negative photosensitive resin composition characterized by the above-mentioned.
R F : an organic group having a perfluoroalkyl group which may contain an etheric oxygen atom having 3 to 10 carbon atoms,
R H : an organic group having no perfluoroalkyl group,
X: hydrolyzable group,
p: 0, 1 or 2.
However, when two or more RH and X exist in a compound, these may mutually differ or may be the same.
[2] The negative photosensitive resin composition according to [1], wherein the fluorine-containing organosiloxane compound has a fluorine atom content of 10 to 55% by mass.
[3] The negative photosensitive resin composition of [1] or [2], wherein the solvent (D1) is a compound represented by the following formula (3).
R 1 O (C 2 H 4 O) y R 2 (3)
In formula (3), R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and y represents an integer of 1 to 10.
[4] The negative photosensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the solvent (D1) is diethylene glycol ethyl methyl ether.
[5] The solvent (D) further contains a solvent (D2) having a hydroxyl group and a boiling point of less than 165 ° C. at a ratio of 1 to 50% by mass with respect to the total amount of the solvent (D). Negative photosensitive resin composition in any one of [1]-[4].
[6] The negative photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the alkali-soluble resin (A) is a photosensitive resin having an acidic group and an ethylenic double bond in one molecule. object.
[7] The negative photosensitive resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the photopolymerization initiator (B) is a combination of acetophenones or O-acyloximes and benzophenones.
[8] The composition further comprises a crosslinking agent (E), and the crosslinking agent (E) is a compound having two or more ethylenic double bonds in one molecule and having no acidic group. [7] Any negative photosensitive resin composition.
[9] The substrate surface to a method for producing the shape of the septum wall partitioning a plurality of compartments for pixel formation, applied to either of the negative photosensitive resin composition of the substrate surface [1] to [8] The manufacturing method of the partition characterized by having the process to perform, a drying process, an exposure process, and a image development process in order, and having a post-baking process after that.
[10] After forming the barrier ribs by the method of [9] to the substrate surface, producing an optical device characterized in partitioned compartments in the partition wall, forming a pixel by injecting ink by an ink jet method Way .
本発明によれば、撥インク性が良好であり、紫外線/オゾン照射処理を経ても該撥インク性の保持が可能な隔壁を製造できるネガ型感光性樹脂組成物であって、さらに、隔壁の製造に際して、これを用いて塗膜を形成し乾燥させた膜において、膜厚が均一でムラがなく、膜表面に凝集物が発生しない良好な塗工性を併せ持つネガ型感光性樹脂組成物を提供できる。また、本発明によれば、該感光性樹脂組成物を硬化することにより形成される、撥インク性が良好であり、紫外線/オゾン照射処理を経ても該撥インク性の保持が可能であり、かつ外観が良好で膜厚が均一な隔壁ならびに該隔壁を有する光学素子を提供できる。 According to the present invention, there is provided a negative photosensitive resin composition capable of producing a partition wall having good ink repellency and capable of maintaining the ink repellency even after being subjected to ultraviolet / ozone irradiation treatment. In production, a negative photosensitive resin composition having a good coating property in which a coating film is formed and dried using this, the film thickness is uniform, there is no unevenness, and aggregates are not generated on the film surface. Can be provided. Further, according to the present invention, the ink repellency formed by curing the photosensitive resin composition is good, and the ink repellency can be maintained even after the ultraviolet / ozone irradiation treatment. In addition, a partition wall having a good appearance and a uniform film thickness and an optical element having the partition wall can be provided.
本明細書における「(メタ)アクリロイル…」とは、「メタクリロイル…」と「アクリロイル…」の総称である。(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル樹脂もこれと同様である。 In this specification, “(meth) acryloyl...” Is a general term for “methacryloyl...” And “acryloyl. The same applies to (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and (meth) acrylic resin.
本明細書における式(1)で表される基を、基(1)という。他の基も同様である。
本明細書における式(11)で表される単量体を、単量体(11)という。他の単量体、化合物についても同様である。
本明細書における「側鎖」とは、繰り返し単位が主鎖を構成する重合体において、主鎖を構成する炭素原子に結合する、水素原子またはハロゲン原子以外の基である。
本明細書における「全固形分」とは、ネガ型感光性樹脂組成物が含有する成分のうち、隔壁形成成分をいい、ネガ型感光性樹脂組成物を140℃で24時間加熱して溶媒を除去した、残存物である。具体的には、溶媒(D)等の隔壁形成過程における加熱等により揮発する揮発性成分以外の全成分を示す。なお、全固形分の量は仕込み量からも計算できる。
本明細書においては、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布した膜を「塗膜」、それを乾燥させた状態を「膜」、さらに、それを硬化させて得られる膜を「硬化膜」という。The group represented by Formula (1) in this specification is called group (1). The same applies to other groups.
The monomer represented by the formula (11) in this specification is referred to as a monomer (11). The same applies to other monomers and compounds.
In the present specification, the “side chain” is a group other than a hydrogen atom or a halogen atom bonded to a carbon atom constituting a main chain in a polymer in which a repeating unit constitutes the main chain.
The “total solid content” in this specification refers to a partition-forming component among the components contained in the negative photosensitive resin composition, and the negative photosensitive resin composition is heated at 140 ° C. for 24 hours to remove the solvent. It is a removed residue. Specifically, all components other than the volatile component which volatilizes by heating etc. in the partition formation process such as the solvent (D) are shown. The total solid content can also be calculated from the charged amount.
In the present specification, a film coated with the negative photosensitive resin composition is referred to as a “coating film”, a dried state is referred to as a “film”, and a film obtained by curing the film is referred to as a “cured film”. .
本明細書において、隔壁の「表面」は、隔壁の上面のみを示す用語として用いる。したがって、隔壁の「表面」には、隔壁の側面は含まれない。
本明細書におけるインクとは、乾燥硬化した後に、例えば光学的、電気的に機能を有する液体を総称するものであり、従来から用いられている着色材料に限定されるものではない。また、上記インクを注入して形成される「画素」についても同様に、隔壁で仕切られた、光学的、電気的な機能を有する区分を表すものとして用いられる。
本明細書における撥インク性とは、上記インクをはじくために、撥水性と撥油性の両方を適度に有する性質をいい、例えば、後述の方法で評価できる。
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に説明のない場合、%は質量%を表す。In this specification, the “surface” of the partition wall is used as a term indicating only the upper surface of the partition wall. Therefore, the “surface” of the partition does not include the side surface of the partition.
The ink in the present specification is a general term for, for example, liquids having optically and electrically functions after being dried and cured, and is not limited to conventionally used coloring materials. Similarly, “pixels” formed by injecting the ink are also used to indicate sections having optical and electrical functions, which are partitioned by partition walls.
In this specification, the ink repellency refers to a property having moderately both water repellency and oil repellency in order to repel the ink, and can be evaluated by, for example, a method described later.
Embodiments of the present invention will be described below. In addition, unless otherwise indicated in this specification,% represents the mass%.
[アルカリ可溶性樹脂(A)]
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂(A)は、1分子中に酸性基とエチレン性二重結合とを有する感光性樹脂である。アルカリ可溶性樹脂(A)が分子中にエチレン性二重結合を有することで、ネガ型感光性樹脂組成物の露光部は、光重合開始剤(B)から発生したラジカルにより重合して硬化する。このように硬化した露光部分はアルカリ現像液にて除去されない。また、アルカリ可溶性樹脂(A)が分子中に酸性基を有することで、アルカリ現像液にて、硬化していないネガ型感光性樹脂組成物の未露光部を選択的に除去することができる。その結果、隔壁を形成することができる。[Alkali-soluble resin (A)]
The alkali-soluble resin (A) in the present invention is a photosensitive resin having an acidic group and an ethylenic double bond in one molecule. Since the alkali-soluble resin (A) has an ethylenic double bond in the molecule, the exposed portion of the negative photosensitive resin composition is polymerized and cured by radicals generated from the photopolymerization initiator (B). The exposed portion thus cured is not removed with an alkaline developer. Moreover, when the alkali-soluble resin (A) has an acidic group in the molecule, an unexposed portion of the uncured negative photosensitive resin composition can be selectively removed with an alkali developer. As a result, a partition wall can be formed.
前記酸性基としては、特に制限されないが、カルボキシ基、フェノール性水酸基、スルホ基およびリン酸基等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記エチレン性二重結合としては、特に制限されないが、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、ビニルオキシ基およびビニルオキシアルキル基等の付加重合性を有する二重結合が挙げられ、これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、エチレン性二重結合基が有する水素原子の一部または全てが、アルキル基、好ましくはメチル基で置換されていてもよい。Although it does not restrict | limit especially as said acidic group, A carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a sulfo group, a phosphoric acid group, etc. are mentioned, These may be used individually by 1 type or may use 2 or more types together.
Although it does not restrict | limit especially as said ethylenic double bond, The double bond which has addition polymerizability, such as a (meth) acryloyl group, an allyl group, a vinyl group, a vinyloxy group, and a vinyloxyalkyl group, is mentioned, These are 1 You may use a seed | species independently or may use 2 or more types together. In addition, some or all of the hydrogen atoms of the ethylenic double bond group may be substituted with an alkyl group, preferably a methyl group.
アルカリ可溶性樹脂(A)としては、特に限定されないが、酸性基を有する側鎖とエチレン性二重結合を有する側鎖とを有する樹脂(A1−1)、エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂(A1−2)、酸性基を有する側鎖とエチレン性二重結合を有する側鎖とを有する単量体(A1−3)等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Although it does not specifically limit as alkali-soluble resin (A), Resin (A1-1) which has a side chain which has an acidic group, and a side chain which has an ethylenic double bond, An acidic group and ethylenic double are added to an epoxy resin. Examples thereof include a resin (A1-2) having a bond introduced therein, a monomer (A1-3) having a side chain having an acidic group and a side chain having an ethylenic double bond. These may be used alone or in combination of two or more.
樹脂(A1−1)は、例えば、以下の(i)または(ii)の方法で合成できる。
(i)側鎖に酸性基以外の反応性基、例えば、水酸基、エポキシ基等の反応性基を有する単量体と、側鎖に酸性基を有する単量体とを共重合させ、反応性基を有する側鎖と、酸性基を有する側鎖を有する共重合体を得る。次いで、この共重合体と、上記反応性基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物を反応させる。または、側鎖に酸性基、例えばカルボキシ基等を有する単量体を共重合させた後、酸性基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物を反応後に酸性基が残る量、反応させる。Resin (A1-1) can be synthesized, for example, by the following method (i) or (ii).
(I) A monomer having a reactive group other than an acidic group in the side chain, for example, a monomer having a reactive group such as a hydroxyl group or an epoxy group, and a monomer having an acidic group in the side chain are copolymerized and reactive. A copolymer having a side chain having a group and a side chain having an acidic group is obtained. Next, this copolymer is reacted with a compound having a functional group capable of bonding to the reactive group and an ethylenic double bond. Alternatively, after copolymerization of a monomer having an acidic group such as a carboxy group in the side chain, the acidic group remains after the reaction with the functional group capable of bonding to the acidic group and the compound having an ethylenic double bond. Let react.
(ii)上記(i)と同様の酸性基以外の反応性基を側鎖に有する単量体と、この反応性基に対して結合し得る官能基および保護されたエチレン性二重結合を有する化合物を反応させる。次いで、この単量体と側鎖に酸性基を有する単量体とを共重合させた後、エチレン性二重結合の保護を外す。または、側鎖に酸性基を有する単量体と、側鎖に保護されたエチレン性二重結合を有する単量体とを共重合させた後、エチレン性二重結合の保護を外す。
なお、(i)または(ii)は溶媒中で実施することが好ましい。
これらのうちでも、本発明においては(i)の方法が好ましく用いられる。以下、(i)の方法について具体的に説明する。(Ii) having a monomer having a reactive group other than an acidic group in the side chain as in (i) above, a functional group capable of binding to this reactive group, and a protected ethylenic double bond The compound is reacted. Next, after the monomer and a monomer having an acidic group in the side chain are copolymerized, the protection of the ethylenic double bond is removed. Alternatively, after the monomer having an acidic group in the side chain is copolymerized with the monomer having an ethylenic double bond protected in the side chain, the protection of the ethylenic double bond is removed.
In addition, it is preferable to implement (i) or (ii) in a solvent.
Among these, the method (i) is preferably used in the present invention. Hereinafter, the method (i) will be specifically described.
反応性基として水酸基を有する単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジオールモノビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the monomer having a hydroxyl group as a reactive group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 5 -Hydroxypentyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 4-hydroxycyclohexyl (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin mono (Meth) acrylate, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, cyclohexanediol monovinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, N-hydroxymethyl ( Data) acrylamide, N, N-bis (hydroxymethyl) (meth) acrylamide.
上述の(i)において、反応性基として水酸基を有する単量体を用いる場合、共重合させる酸性基を有する単量体は、特に限定されない。後述のカルボキシ基を有する単量体の他に、リン酸基を有する単量体として、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等が挙げられる。水酸基を反応性基として有する単量体と、酸性基を有する単量体との共重合は、従来公知の方法で行うことができる。 In the above (i), when using a monomer having a hydroxyl group as a reactive group, the monomer having an acidic group to be copolymerized is not particularly limited. In addition to the monomer having a carboxy group described later, examples of the monomer having a phosphate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate. Copolymerization of a monomer having a hydroxyl group as a reactive group and a monomer having an acidic group can be carried out by a conventionally known method.
得られた共重合体と反応させる、水酸基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物としては、エチレン性二重結合を有する酸無水物、イソシアネート基とエチレン性二重結合とを有する化合物、塩化アシル基とエチレン性二重結合とを有する化合物等が挙げられる。
エチレン性二重結合を有する酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、cis−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、2−ブテン−1−イルサクシニックアンハイドライド等が挙げられる。
イソシアネート基とエチレン性二重結合とを有する化合物としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、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等が挙げられる。
塩化アシル基とエチレン性二重結合とを有する化合物としては、(メタ)アクリロイルクロライド等が挙げられる。Examples of the compound having an ethylenic double bond and a functional group capable of bonding to a hydroxyl group to be reacted with the obtained copolymer include an acid anhydride having an ethylenic double bond, an isocyanate group and an ethylenic double bond. And a compound having an acyl chloride group and an ethylenic double bond.
Examples of the acid anhydride having an ethylenic double bond include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthal An acid anhydride, cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, 2-buten-1-ylsuccinic anhydride, etc. are mentioned.
Examples of the compound having an isocyanate group and an ethylenic double bond include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1,1-bis ((meth) acryloyloxymethyl) ethyl isocyanate.
Examples of the compound having an acyl chloride group and an ethylenic double bond include (meth) acryloyl chloride.
反応性基としてエポキシ基を有する単量体としては、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート等が挙げられる。
反応性基としてエポキシ基を有する単量体と共重合させる酸性基を有する単量体としては、上記水酸基を反応性基として有する単量体で説明したのと同様の単量体が使用でき、エポキシ基を反応性基として有する単量体と酸性基を有する単量体の共重合についても、従来公知の方法で行うことができる。Examples of the monomer having an epoxy group as a reactive group include glycidyl (meth) acrylate and 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate.
As a monomer having an acidic group to be copolymerized with a monomer having an epoxy group as a reactive group, the same monomer as described in the monomer having a hydroxyl group as a reactive group can be used, Copolymerization of a monomer having an epoxy group as a reactive group and a monomer having an acidic group can also be performed by a conventionally known method.
得られた共重合体と反応させる、エポキシ基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物として、カルボキシ基とエチレン性二重結合を有する化合物が挙げられる。該化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸およびこれらの塩等が挙げられる。なお、ここで生じた水酸基とカルボン酸の脱水縮合部分が環状構造の一部をなす酸無水物とを反応させ、樹脂(A1−1)中にカルボキシ基を導入してもよい。 Examples of the compound having a functional group capable of bonding to an epoxy group and an ethylenic double bond to be reacted with the obtained copolymer include a compound having a carboxy group and an ethylenic double bond. Specific examples of the compound include acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, cinnamic acid, and salts thereof. In addition, the hydroxyl group generated here may be reacted with an acid anhydride in which the dehydration condensation part of the carboxylic acid forms a part of the cyclic structure to introduce a carboxy group into the resin (A1-1).
反応性基としてカルボキシ基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸およびこれらの塩等が挙げられる。なお、これらの単量体は上述した酸性基を有する単量体としても用いられる。 Examples of the monomer having a carboxy group as a reactive group include acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, cinnamic acid, and salts thereof. In addition, these monomers are used also as a monomer which has the acidic group mentioned above.
反応性基としてカルボキシ基を有する単量体を用いる場合、上記の通り該単量体を重合させる。得られた重合体と反応させる、カルボキシ基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物として、エポキシ基とエチレン性二重結合を有する化合物が挙げられる。該化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート等が挙げられる。なお、この場合、カルボキシ基を有する重合体と反応させる、カルボキシ基に対して結合し得る官能基およびエチレン性二重結合を有する化合物の量は、反応後に重合体においてカルボキシ基が酸性基として側鎖に残る量とする。 When using a monomer having a carboxy group as a reactive group, the monomer is polymerized as described above. Examples of the compound having an ethylenic double bond and a functional group capable of bonding to a carboxy group to be reacted with the obtained polymer include compounds having an epoxy group and an ethylenic double bond. Examples of the compound include glycidyl (meth) acrylate and 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate. In this case, the amount of the functional group capable of bonding to the carboxy group and the compound having an ethylenic double bond to be reacted with the polymer having a carboxy group is such that the carboxy group in the polymer becomes an acidic group after the reaction. The amount remaining in the chain.
樹脂(A1−2)は、エポキシ樹脂と、後述するカルボキシ基とエチレン性二重結合とを有する化合物とを反応させた後に、多価カルボン酸またはその無水物とを反応させることにより合成することができる。
具体的には、エポキシ樹脂と、カルボキシ基とエチレン性二重結合を有する化合物とを反応させることにより、エポキシ樹脂にエチレン性二重結合が導入される。次に、エチレン性二重結合が導入されたエポキシ樹脂に多価カルボン酸またはその無水物を反応させることにより、カルボキシ基を導入することができる。Resin (A1-2) is synthesized by reacting an epoxy resin with a compound having a carboxy group and an ethylenic double bond, which will be described later, and then reacting with a polyvalent carboxylic acid or its anhydride. Can do.
Specifically, an ethylenic double bond is introduced into the epoxy resin by reacting an epoxy resin with a compound having a carboxy group and an ethylenic double bond. Next, a carboxyl group can be introduced by reacting a polycarboxylic acid or an anhydride thereof with an epoxy resin into which an ethylenic double bond has been introduced.
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、下式(A1−2a)で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、下式(A1−2b)で表されるエポキシ樹脂、下式(A1−2c)で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。 The epoxy resin is not particularly limited, but bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, trisphenol methane type epoxy resin, epoxy resin having naphthalene skeleton, Examples include an epoxy resin having a biphenyl skeleton represented by (A1-2a), an epoxy resin represented by the following formula (A1-2b), an epoxy resin having a biphenyl skeleton represented by the following formula (A1-2c), and the like. It is done.
(式(A1−2a)中、vは、1〜50の整数であり、2〜10の整数が好ましい。またベンゼン環の水素原子はそれぞれ独立に、炭素原子数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、または、一部の水素原子が置換基で置換されていてもよいフェニル基、で置換されていてもよい。)
(In the formula (A1-2a), v is an integer of 1 to 50 and is preferably an integer of 2 to 10. The hydrogen atoms of the benzene ring are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or halogen. An atom or a part of hydrogen atoms may be substituted with a phenyl group which may be substituted with a substituent.)
(式(A1−2c)中、ベンゼン環の水素原子はそれぞれ独立に炭素原子数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、または、一部の水素原子が置換基で置換されていてもよいフェニル基、で置換されていてもよい。zは、0または1〜10の整数である。)
(In Formula (A1-2c), the hydrogen atoms of the benzene ring are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, or a phenyl group in which some of the hydrogen atoms may be substituted with a substituent. And z is an integer of 0 or 1 to 10.
なお、式(A1−2a)〜(A1−2c)で表されるエポキシ樹脂と、カルボキシ基とエチレン性二重結合を有する化合物とを反応させた後に、多価カルボン酸無水物を反応させる場合、多価カルボン酸無水物として、ジカルボン酸無水物およびテトラカルボン酸二無水物の混合物を用いることが好ましい。ジカルボン酸無水物とテトラカルボン酸二無水物の比率を変化させることにより、分子量を制御することができる。 In the case where the epoxy resin represented by the formulas (A1-2a) to (A1-2c) is reacted with a compound having a carboxy group and an ethylenic double bond, and then reacted with a polyvalent carboxylic acid anhydride. It is preferable to use a mixture of a dicarboxylic acid anhydride and a tetracarboxylic dianhydride as the polyvalent carboxylic acid anhydride. By changing the ratio of dicarboxylic anhydride and tetracarboxylic dianhydride, the molecular weight can be controlled.
カルボキシ基とエチレン性二重結合とを有する化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸およびこれらの塩等が好ましく、アクリル酸またはメタクリル酸が特に好ましい。 As the compound having a carboxy group and an ethylenic double bond, acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, cinnamic acid, and salts thereof are preferable, and acrylic acid or Methacrylic acid is particularly preferred.
樹脂(A1−2)は、市販品を使用することができる。市販品としては、いずれも商品名で、KAYARAD PCR−1069、K−48C、CCR−1105、CCR−1115、CCR−1159H、CCR−1235、TCR−1025、TCR−1064H、TCR−1286H、ZAR−1535H、ZAR−2001H、ZAR−2002、ZAR−2002H、ZFR−1491H、ZFR−1492H、ZCR−1571H、ZCR−1569H、ZCR−1580H、ZCR−1581H、ZCR−1588H、ZCR−1642H、ZCR−1664H(以上、日本化薬社製)、EX1010(ナガセケムテックス社製)、ネオポール8430、8473、8475、8478(日本ユピカ社製)等が挙げられる。 A commercial item can be used for resin (A1-2). As a commercial item, all are a brand name, KAYARAD PCR-1069, K-48C, CCR-1105, CCR-1115, CCR-1159H, CCR-1235, TCR-1025, TCR-1064H, TCR-1286H, ZAR- 1535H, ZAR-2001H, ZAR-2002, ZAR-2002H, ZFR-1491H, ZFR-1492H, ZCR-1571H, ZCR-1569H, ZCR-1580H, ZCR-1581H, ZCR-1588H, ZCR-1642H, ZCR-1664H ( As described above, Nippon Kayaku Co., Ltd.), EX1010 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), Neopole 8430, 8473, 8475, 8478 (manufactured by Nippon Yupica Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
単量体(A1−3)としては、2,2,2−トリアクリロイルオキシメチルエチルフタル酸(NKエステル CBX−1 新中村化学工業社製)等が挙げられる。 Examples of the monomer (A1-3) include 2,2,2-triacryloyloxymethylethylphthalic acid (NK ester CBX-1 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
アルカリ可溶性樹脂(A)としては、現像時の硬化膜の剥離が抑制されて、高解像度のパターンを得ることができる点、ラインの直線性が良好である点、ポストベーク工程後の外観が維持され、平滑な硬化膜表面が得られやすい点で、樹脂(A1−2)を用いることが好ましい。
樹脂(A1−2)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、式(A1−2a)〜(A1−2c)で表されるエポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂が特に好ましい。As alkali-soluble resin (A), the peeling of the cured film during development is suppressed, a high-resolution pattern can be obtained, the line linearity is good, and the appearance after the post-baking process is maintained. It is preferable to use the resin (A1-2) in that a smooth cured film surface is easily obtained.
As the resin (A1-2), a resin in which an acidic group and an ethylenic double bond are introduced into a bisphenol A type epoxy resin, a resin in which an acidic group and an ethylenic double bond are introduced into a bisphenol F type epoxy resin, phenol Resin with acid group and ethylenic double bond introduced into novolac type epoxy resin, resin with acid group and ethylenic double bond introduced into cresol novolac type epoxy resin, acid group and ethylene into trisphenol methane type epoxy resin A resin in which an acidic group and an ethylenic double bond are introduced into an epoxy resin represented by the formulas (A1-2a) to (A1-2c) is particularly preferable.
アルカリ可溶性樹脂(A)が1分子中に有するエチレン性二重結合の数は、平均3個以上が好ましく、6個以上が特に好ましい。エチレン性二重結合の数が上記範囲の下限値以上であると、露光部分が硬化性に優れ、より少ない露光量での微細なパターン形成が可能となる。 The number of the ethylenic double bonds that the alkali-soluble resin (A) has in one molecule is preferably 3 or more on average and particularly preferably 6 or more. When the number of ethylenic double bonds is greater than or equal to the lower limit of the above range, the exposed portion is excellent in curability, and a fine pattern can be formed with a smaller exposure amount.
アルカリ可溶性樹脂(A)の質量平均分子量(Mw)は、1.5×103〜30×103が好ましく、2×103〜20×103が特に好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、500〜20×103が好ましく、1×103〜10×103が特に好ましい。質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が上記範囲の下限値以上であると、露光時の硬化性に優れ、上記範囲の上限値以下であると、現像性が良好である。
アルカリ可溶性樹脂(A)の酸価は、10〜300mgKOH/gが好ましく、30〜150mgKOH/gが特に好ましい。酸価が上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好になる。The mass average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin (A) is preferably 1.5 × 10 3 to 30 × 10 3 , and particularly preferably 2 × 10 3 to 20 × 10 3 . The number average molecular weight (Mn), preferably from 500 to 20 × 10 3, and particularly preferably 1 × 10 3 ~10 × 10 3 . When the mass average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are not less than the lower limit of the above range, the curability at the time of exposure is excellent, and when it is not more than the upper limit of the above range, the developability is good.
The acid value of the alkali-soluble resin (A) is preferably 10 to 300 mgKOH / g, particularly preferably 30 to 150 mgKOH / g. When the acid value is in the above range, the developability of the negative photosensitive resin composition is improved.
ネガ型感光性樹脂組成物に含まれるアルカリ可溶性樹脂(A)は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中のアルカリ可溶性樹脂(A)の含有割合は、5〜80質量%が好ましく、10〜60質量%が特に好ましい。含有割合が上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好である。The alkali-soluble resin (A) contained in the negative photosensitive resin composition may be used alone or in combination of two or more.
5-80 mass% is preferable and, as for the content rate of alkali-soluble resin (A) in the total solid in a negative photosensitive resin composition, 10-60 mass% is especially preferable. When the content ratio is in the above range, the developability of the negative photosensitive resin composition is good.
[光重合開始剤(B)]
本発明における光重合開始剤(B)は、光重合開始剤としての機能を有する化合物であれば特に制限されないが、光によりラジカルを発生する化合物が好ましい。[Photoinitiator (B)]
The photopolymerization initiator (B) in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having a function as a photopolymerization initiator, but a compound that generates a radical by light is preferable.
光重合開始剤(B)としては、メチルフェニルグリオキシレート、9,10−フェナンスレンキノン等のα−ジケトン類;ベンゾイン等のアシロイン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のアシロインエーテル類;チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、チオキサントン−4−スルホン酸等のチオキサントン類;ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;アセトフェノン、2−(4−トルエンスルホニルオキシ)−2−フェニルアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、2,2’−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、p−メトキシアセトフェノン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン類;アントラキノン、2−エチルアントラキノン、カンファーキノン、1,4−ナフトキノン等のキノン類;2−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル等のアミノ安息香酸類;フェナシルクロライド、トリハロメチルフェニルスルホン等のハロゲン化合物;アシルホスフィンオキシド類;ジ−t−ブチルパーオキサイド等の過酸化物;1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)、下式(4)で表されるアセチルオキシム等のO−アシルオキシム類、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、n−ブチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート等の脂肪族アミン類;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、2−メルカプトベンゾチアゾール、1,4−ブタノールビス(3−メルカプトブチレート)、トリス(2−メルカプトプロパノイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)等のチオール化合物等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator (B) include α-diketones such as methylphenylglyoxylate and 9,10-phenanthrenequinone; acyloins such as benzoin; benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and the like. Acylloin ethers: thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, thioxanthone- Thioxanthones such as 4-sulfonic acid; benzophenones such as benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone; Enone, 2- (4-Toluenesulfonyloxy) -2-phenylacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2,2′-dimethoxy-2-phenylacetophenone, p-methoxyacetophenone, 2-methyl- [4- (methylthio) Acetophenones such as phenyl] -2-morpholino-1-propanone and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one; anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, Quinones such as 1,4-naphthoquinone; ethyl 2-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate (n-butoxy), isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethyl Aminobenzoic acid 2-ethylhexyl, etc. Aminobenzoic acids; halogen compounds such as phenacyl chloride, trihalomethylphenylsulfone; acylphosphine oxides; peroxides such as di-t-butyl peroxide; 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) )-, 2- (O-benzoyloxime), O-acyloximes such as acetyloxime represented by the following formula (4), triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, n-butylamine, N-methyldiethanolamine Aliphatic amines such as diethylaminoethyl methacrylate; 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothiazole, 1,4-butanol bis (3-mercaptobutyrate), tris (2-mercaptopro Alkanoyloxy-ethyl) isocyanurate, pentaerythritol tetrakis (3-mercapto butyrate) thiol compound such as and the like.
式(4)中、R3は、水素原子、R61またはOR62を示し、該R61およびR62は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、シクロアルカン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数3〜8のシクロアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜30のフェニル基またはベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜30のフェニルアルキル基を示す。
R4は、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜8のシクロアルキル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜30のフェニル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜30のフェニルアルキル基、炭素原子数2〜20のアルカノイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンゾイル基、炭素原子数2〜12のアルコキシカルボニル基またはベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のフェノキシカルボニル基、またはシアノ基を示す。In Formula (4), R 3 represents a hydrogen atom, R 61 or OR 62 , and each of R 61 and R 62 independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrogen atom in a cycloalkane ring. Is a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or a carbon atom in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group The 6-30 phenyl group or the C7-30 phenylalkyl group which the hydrogen atom in a benzene ring may be substituted by the alkyl group is shown.
R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, or a
R5は、炭素原子数1〜20のアルキル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜30のフェニル基またはベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜30のフェニルアルキル基を示す。
R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、R61、OR62、炭素原子数2〜20のアルカノイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンゾイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンジルカルボニル基、炭素原子数2〜12のアルコキシカルボニル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のフェノキシカルボニル基、炭素原子数1〜20のアミド基を示す。
R0は、R61、OR62、シアノ基またはハロゲン原子を示す。aは0または1〜3の整数である。R 5 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrogen group in the benzene ring in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, or a hydrogen atom in the benzene ring in an alkyl group. An optionally substituted phenylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms is shown.
R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, a nitro group, R 61 , OR 62 , an alkanoyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a hydrogen atom in the benzene ring. A benzoyl group having 7 to 20 carbon atoms in which an atom may be substituted with an alkyl group, a benzylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, a carbon atom An alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, and an amide group having 1 to 20 carbon atoms are shown.
R 0 represents R 61 , OR 62 , a cyano group or a halogen atom. a is an integer of 0 or 1-3.
式(4)で表される化合物(以下、光重合開始剤(4)という。)のなかでもR3〜R9およびR0が以下の態様である化合物が好ましい。
R3は、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数3〜8のシクロアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜20のフェニル基またはベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜20のフェノキシ基を示す。
R4は、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜8のシクロアルキル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜20のフェニル基、炭素原子数2〜20のアルカノイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンゾイル基、炭素原子数2〜12のアルコキシカルボニル基またはベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のフェノキシカルボニル基を示す。Among the compounds represented by formula (4) (hereinafter referred to as photopolymerization initiator (4)), compounds in which R 3 to R 9 and R 0 are in the following modes are preferred.
R 3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or a hydrogen atom in the benzene ring substituted with an alkyl group. A phenyl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted, or a phenoxy group having 6 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group.
R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, or a hydrogen atom in the benzene ring in which an alkyl group may be substituted with an alkyl group. Phenyl group, an alkanoyl group having 2 to 20 carbon atoms, a benzoyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, and an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms Alternatively, it represents a phenoxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group.
R5は、炭素原子数1〜12のアルキル基を示す。
R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜12のアルキル基、シクロアルカン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数3〜8のシクロアルキル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数6〜20のフェニル基、炭素原子数2〜20のアルカノイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンゾイル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のベンジルカルボニル基、炭素原子数2〜12のアルコキシカルボニル基、ベンゼン環中の水素原子がアルキル基に置換されていてもよい炭素原子数7〜20のフェノキシカルボニル基、炭素原子数1〜20のアミド基またはニトロ基を示す。
R0の個数を示すaは0である。R 5 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon atom in which a hydrogen atom in the cycloalkane ring may be substituted with an alkyl group. A cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, a phenyl group having 6 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, an alkanoyl group having 2 to 20 carbon atoms, and a hydrogen atom in the benzene ring Is a benzoyl group having 7 to 20 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group, a benzylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, and the number of carbon atoms An alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, a phenoxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms in which a hydrogen atom in the benzene ring may be substituted with an alkyl group, and 1 to 20 carbon atoms It shows a bromide group or a nitro group.
“A” indicating the number of R 0 is 0.
光重合開始剤(4)の具体例としては、式(4)において、R3〜R9がそれぞれ以下の基であり、R0の個数を示すaは0である化合物(4−1)〜(4−10)等を挙げることができる。
R3:フェニル基、R4:オクチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:ベンゾイル基である化合物(4−1)、
R3:メチル基、R4:オクチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:ベンゾイル基である化合物(4−2)、
R3:メチル基、R4:ブチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:ベンゾイル基である化合物(4−3)、
R3:メチル基、R4:ヘプチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:ベンゾイル基である化合物(4−4)、
R3:フェニル基、R4:オクチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチルベンゾイル基である化合物(4−5)、
R3:メチル基、R4:オクチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチルベンゾイル基である化合物(4−6)、
R3:メチル基、R4:メチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチルベンゾイル基である化合物(4−7)、
R3:メチル基、R4:メチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチル−4−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル基である化合物(4−8)、
R3:メチル基、R4:メチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチル−5−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル基である化合物(4−9)、
R3:メチル基、R4:メチル基、R5:エチル基、R6、R8、R9:水素原子、R7:2−メチル−5−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル基である化合物(4−10)Specific examples of the photopolymerization initiator (4) include compounds (4-1) to (4) in which R 3 to R 9 are each the following groups, and a indicating the number of R 0 is 0: (4-10).
Compound (4-1) wherein R 3 is a phenyl group, R 4 is an octyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a benzoyl group.
Compound (4-2) wherein R 3 is a methyl group, R 4 is an octyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a benzoyl group.
Compound (4-3) wherein R 3 is a methyl group, R 4 is a butyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a benzoyl group,
Compound (4-4) wherein R 3 is a methyl group, R 4 is a heptyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a benzoyl group,
Compound (4-5) wherein R 3 is a phenyl group, R 4 is an octyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a 2-methylbenzoyl group.
Compound (4-6) wherein R 3 is a methyl group, R 4 is an octyl group, R 5 is an ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 is a hydrogen atom, and R 7 is a 2-methylbenzoyl group,
Compound (4-7), wherein R 3 : methyl group, R 4 : methyl group, R 5 : ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 : hydrogen atom, R 7 : 2-methylbenzoyl group,
R 3 : methyl group, R 4 : methyl group, R 5 : ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 : hydrogen atom, R 7 : 2-methyl-4-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl group (4 -8),
R 3 : methyl group, R 4 : methyl group, R 5 : ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 : hydrogen atom, R 7 : 2-methyl-5-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl group (4- 9),
R 3 : methyl group, R 4 : methyl group, R 5 : ethyl group, R 6 , R 8 , R 9 : hydrogen atom, R 7 : 2-methyl-5-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl group (4 -10)
光重合開始剤(B)は市販品を使用することができる。2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノンとしては、IRGACURE 907(BASF社製、商品名)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オンとしては、IRGACURE 369(BASF社製、商品名)が挙げられる。O−アシルオキシム類としては、例えば、IRGACURE OXE01(BASF社製、商品名:1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]に相当する。)、アデカオプトマー N−1919、アデカクルーズ NCI−831、NCI−930(以上、ADEKA社製、いずれも商品名)等が挙げられる。
光重合開始剤(4)としては、市販品としてはIRGACURE OXE02(BASF社製、商品名:上記化合物(4−7)に相当する。)等が挙げられる。光重合開始剤(4)としては、また、国際公開第2008/078678号に記載のNo.1〜71が使用できる。A commercial item can be used for a photoinitiator (B). As 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, IRGACURE 907 (trade name, manufactured by BASF), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholino) Examples of phenyl) -butan-1-one include IRGACURE 369 (trade name, manufactured by BASF). Examples of O-acyl oximes include IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF, trade name: 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)].) , Adekaoptomer N-1919, Adeka Cruz NCI-831, NCI-930 (all manufactured by ADEKA, all trade names), and the like.
Examples of the photopolymerization initiator (4) include IRGACURE OXE02 (trade name: corresponding to the above compound (4-7) manufactured by BASF) as a commercial product. Examples of the photopolymerization initiator (4) include those described in International Publication No. 2008/078678. 1-71 can be used.
上に例示した光重合開始剤(B)のなかでも、ベンゾフェノン類、アミノ安息香酸類、脂肪族アミン類およびチオール化合物は、その他のラジカル開始剤と共に用いると、増感効果を発現することがあり好ましい。
光重合開始剤(B)としては、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン類、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,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)(上記化合物(4−7)に相当する化合物。)等のO−アシルオキシム類、2,4−ジエチルチオキサントンが好ましく、アセトフェノン類とO−アシルオキシム類がより好ましい。さらに、これらと上記ベンゾフェノン類、例えば、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンとの組み合わせが特に好ましい。Among the photopolymerization initiators (B) exemplified above, benzophenones, aminobenzoic acids, aliphatic amines, and thiol compounds are preferable because they may exhibit a sensitizing effect when used together with other radical initiators. .
As the photopolymerization initiator (B), 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl)- Acetophenones such as butan-1-one, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime), ethanone 1- [9-ethyl-6- (2-methyl) O-acyl oximes such as benzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime) (compound corresponding to the above compound (4-7)) and 2,4-diethylthioxanthone are preferable. More preferred are acetophenones and O-acyl oximes. Furthermore, a combination of these with the above benzophenones, for example, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone is particularly preferable.
ネガ型感光性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤(B)は、1種でも2種以上の混合物でもよい。
ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中の光重合開始剤(B)の割合は0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、5〜15質量%が特に好ましい。上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好である。The photopolymerization initiator (B) contained in the negative photosensitive resin composition may be one type or a mixture of two or more types.
The proportion of the photopolymerization initiator (B) in the total solid content in the negative photosensitive resin composition is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and 5 to 15% by mass. Particularly preferred. Within the above range, the developability of the negative photosensitive resin composition is good.
[撥インク剤(C)]
本発明における撥インク剤(C)は、含フッ素オルガノシロキサン化合物からなる。
該含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、フッ素原子の含有割合(以下、フッ素原子含有率ともいう。)が10〜55質量%である化合物が好ましい。12〜40質量%がより好ましく、15〜30質量%が特に好ましい。上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる隔壁に、優れた撥インク性および撥インク性の耐紫外線/オゾン性を付与できる。[Ink repellent (C)]
The ink repellent (C) in the present invention comprises a fluorine-containing organosiloxane compound.
The fluorine-containing organosiloxane compound is preferably a compound having a fluorine atom content ratio (hereinafter also referred to as fluorine atom content) of 10 to 55% by mass. 12-40 mass% is more preferable, and 15-30 mass% is especially preferable. Within the above range, excellent ink repellency and ink repellency UV / ozone resistance can be imparted to the partition obtained from the negative photosensitive resin composition.
含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、例えば、含フッ素有機基を有する加水分解性シラン化合物を含む1種以上の加水分解性シラン化合物が部分加水分解縮合して得られる化合物が挙げられる。加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物は、通常、それ自身分子量分布を有する組成物である。本発明のネガ型感光性樹脂組成物における撥インク剤(C)としての含フッ素オルガノシロキサン化合物は、このような含フッ素有機基を有する加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物であり、常温で液体または溶媒溶解性の固体である。 Examples of the fluorine-containing organosiloxane compound include compounds obtained by partial hydrolysis condensation of one or more hydrolyzable silane compounds including a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing organic group. The partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound is usually a composition that itself has a molecular weight distribution. The fluorine-containing organosiloxane compound as the ink repellent agent (C) in the negative photosensitive resin composition of the present invention is a partially hydrolyzed condensate of a hydrolyzable silane compound having such a fluorine-containing organic group. It is a liquid or solvent-soluble solid.
含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、加水分解性シラン化合物(c−1)および加水分解性シラン化合物(c−2)を必須成分として含む混合物の部分加水分解縮合物が好ましい。なお、該部分加水分解縮合物の製造においては、加水分解性シラン化合物(c−1)および加水分解性シラン化合物(c−2)はそれぞれ加水分解性シラン化合物(c−1)の部分加水分解縮合物や加水分解性シラン化合物(c−2)の部分加水分解縮合物を用いることもできる。 As a fluorine-containing organosiloxane compound, the partial hydrolysis-condensation product of the mixture containing a hydrolysable silane compound (c-1) and a hydrolysable silane compound (c-2) as an essential component is preferable. In the production of the partially hydrolyzed condensate, the hydrolyzable silane compound (c-1) and the hydrolyzable silane compound (c-2) are each partially hydrolyzed of the hydrolyzable silane compound (c-1). A condensate or a partially hydrolyzed condensate of a hydrolyzable silane compound (c-2) can also be used.
加水分解性シラン化合物(c−1)は、下式(c−1)で表される化合物である(以下、化合物(c−1)ともいう。)。 The hydrolyzable silane compound (c-1) is a compound represented by the following formula (c-1) (hereinafter also referred to as compound (c-1)).
式(c−1)中の記号は、以下の通りである。
RF:炭素原子数3〜10のエーテル性酸素原子を含んでいてもよいペルフルオロアルキル基を有する有機基、
X:加水分解性基。
ただし、化合物内に3個存在するXは、互いに異なっていても、同一であってもよい。
化合物(c−1)は1種を単独で用いることも2種以上を併用することも可能である。
化合物(c−1)を用いることより、ネガ型感光性樹脂組成物を硬化させた硬化膜は撥水性と撥油性(すなわち撥インク性)を発揮できる。
Symbols in the formula (c-1) are as follows.
R F : an organic group having a perfluoroalkyl group which may contain an etheric oxygen atom having 3 to 10 carbon atoms,
X: Hydrolyzable group.
However, three Xs present in the compound may be different from each other or the same.
As the compound (c-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
By using the compound (c-1), the cured film obtained by curing the negative photosensitive resin composition can exhibit water repellency and oil repellency (that is, ink repellency).
加水分解性シラン化合物(c−2)は、下式(c−2)で表される化合物である(以下、化合物(c−2)ともいう。)。 The hydrolyzable silane compound (c-2) is a compound represented by the following formula (c-2) (hereinafter also referred to as compound (c-2)).
式(c−2)中の記号は、以下の通りである。
RH:ペルフルオロアルキル基を有しない有機基、
X:加水分解性基、
p:0、1または2である。
ただし、RHおよびXが、化合物内に複数個存在する場合は、これらは互いに異なっていても、同一であってもよい。
化合物(c−2)は、pが0である4官能性化合物、またはpが1である3官能性化合物であることが好ましい。化合物(c−2)は1種を単独で用いることも2種以上を併用することも可能である。2種以上を併用する場合、4官能性化合物および/または3官能性化合物とともに2官能性化合物を併用することもできる。
化合物(c−2)を用いることより、撥インク剤(C)は炭化水素系の溶媒に溶解しやすくなり、基材の表面にネガ型感光性樹脂組成物の塗膜を形成する際に比較的安価な溶媒を選択できる。
Symbols in the formula (c-2) are as follows.
R H : an organic group having no perfluoroalkyl group,
X: hydrolyzable group,
p: 0, 1 or 2.
However, when two or more RH and X exist in a compound, these may mutually differ or may be the same.
The compound (c-2) is preferably a tetrafunctional compound in which p is 0, or a trifunctional compound in which p is 1. As the compound (c-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. When using 2 or more types together, a bifunctional compound can also be used together with a tetrafunctional compound and / or a trifunctional compound.
By using the compound (c-2), the ink repellent agent (C) is easily dissolved in a hydrocarbon-based solvent, which is compared with the case where a negative photosensitive resin composition coating film is formed on the surface of the substrate. Inexpensive solvents can be selected.
本発明に用いる撥インク剤(C)における基RFおよび基RHは、撥水性を発現する基であり、主に基RFによって撥油性が発現される。また、撥インク剤(C)の硬化物が充分な撥油性を発現するには、撥インク剤(C)中の基RFと基RHの合計に対して、基RFの相対的割合が高いことが好ましい。p=0の場合、撥インク剤(C)における基RFの相対的割合が高くなり撥油性が向上し、また造膜性に優れるという利点がある。p=1または2の場合、基RHがある程度存在することにより、撥インク剤(C)は炭化水素系の溶媒に溶解しやすくなり、基材の表面にネガ型感光性樹脂組成物の塗膜を形成する際に比較的安価な溶媒を選択できるという利点がある。The group R F and the group R H in the ink repellent agent (C) used in the present invention are groups that exhibit water repellency, and oil repellency is mainly expressed by the group R F. In order for the cured product of the ink repellent agent (C) to exhibit sufficient oil repellency, the relative ratio of the group R F to the total of the groups R F and R H in the ink repellent agent (C). Is preferably high. For p = 0, is improved relative proportion becomes high oil repellency of groups R F in the ink repellent (C), also it has the advantage of excellent film forming properties. In the case of p = 1 or 2, the presence of the group RH to some extent makes the ink repellent agent (C) easily dissolved in a hydrocarbon solvent, and the negative photosensitive resin composition is coated on the surface of the substrate. There is an advantage that a relatively inexpensive solvent can be selected when forming the film.
本発明に用いる含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、前記化合物(c−1)および化合物(c−2)に加えて、化合物(c−1)および化合物(c−2)以外の加水分解性シラン化合物を含む混合物の部分加水分解縮合物であってもよい。
前記化合物(c−1)および化合物(c−2)以外の加水分解性シラン化合物としては、1官能性のシラン化合物や環状オルガノポリシロキサン、シランカップリング剤と呼ばれる官能基含有有機基を有する加水分解性シラン化合物(上記化合物(c−1)、(c−2)を除く。)等が挙げられる。1官能性のシラン化合物としては加水分解性基を1個有する下記加水分解性シラン化合物(c−3)や下記オルガノジシロキサン(c−4)が挙げられる。
さらに、加水分解性シラン化合物として重合性官能基を有する有機基を有する加水分解性シラン化合物を用いることもできる。重合性官能基を有する有機基としては、アクリロイル基およびメタクリロイル基から選ばれる少なくとも1種の重合性官能基を有する有機基が好ましい。例えば、RHの少なくとも1個が重合性官能基を有する有機基である化合物(c−2)や重合性官能基を有する有機基を有する1官能性シラン化合物等を用いることができる。RHの少なくとも1個が重合性官能基を有する有機基である化合物(c−2)としては下記加水分解性シラン化合物(c−5)が好ましい。なお、以下の説明において化合物(c−2)と加水分解性シラン化合物(c−5)の両者を用いる場合の化合物(c−2)は加水分解性シラン化合物(c−5)以外のものをいうものとする。As the fluorine-containing organosiloxane compound used in the present invention, in addition to the compound (c-1) and the compound (c-2), a hydrolyzable silane compound other than the compound (c-1) and the compound (c-2) It may be a partially hydrolyzed condensate of a mixture containing
Examples of the hydrolyzable silane compounds other than the compound (c-1) and the compound (c-2) include monofunctional silane compounds, cyclic organopolysiloxanes, and hydrolysates having functional group-containing organic groups called silane coupling agents. And decomposable silane compounds (excluding the above compounds (c-1) and (c-2)). Examples of the monofunctional silane compound include the following hydrolyzable silane compound (c-3) having one hydrolyzable group and the following organodisiloxane (c-4).
Furthermore, a hydrolyzable silane compound having an organic group having a polymerizable functional group can also be used as the hydrolyzable silane compound. The organic group having a polymerizable functional group is preferably an organic group having at least one polymerizable functional group selected from an acryloyl group and a methacryloyl group. For example, a compound (c-2) in which at least one of RH is an organic group having a polymerizable functional group, a monofunctional silane compound having an organic group having a polymerizable functional group, or the like can be used. As the compound (c-2) in which at least one of RH is an organic group having a polymerizable functional group, the following hydrolyzable silane compound (c-5) is preferable. In the following description, compound (c-2) in the case of using both compound (c-2) and hydrolyzable silane compound (c-5) is a compound other than hydrolyzable silane compound (c-5). It shall be said.
加水分解性シラン化合物(c−3)は、ケイ素原子に、3個の有機基と、1個の加水分解性基が結合した1官能性の加水分解性シラン化合物である。下式(c−3)で表される加水分解性シラン化合物(以下、化合物(c−3)ともいう。)が好ましい。 The hydrolyzable silane compound (c-3) is a monofunctional hydrolyzable silane compound in which three organic groups and one hydrolyzable group are bonded to a silicon atom. A hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-3) (hereinafter also referred to as compound (c-3)) is preferred.
式(c−3)中の記号XとRHは、式(c−1)および(c−2)中のXとRHと同様である。式(c−3)中、Wは、アクリロイル基およびメタクリロイル基から選ばれる少なくとも1種の重合性官能基を有する有機基、上記RFまたは上記RHを表す。なお、式(c−3)において2個のRH(WがRHの場合は3個のRH)は互いに同一であっても異なっていてもよい。
化合物(c−3)を用いることより、ネガ型感光性樹脂組成物の他の構成成分との相溶性の向上や、シラノール基を封止することによる撥インク剤(C)自体の反応性の抑制、硬化膜の撥液性の調整や、膜の硬化性向上などネガ型感光性樹脂組成物の特性についてより細かく調整することができる。The symbols X and R H in the formula (c-3) is the same as X and R H in the formula (c-1) and (c-2). In formula (c-3), W represents an organic group having at least one polymerizable functional group selected from an acryloyl group and a methacryloyl group, the above R F or the above R H. In the formula (c-3), two R H (three R H when W is R H ) may be the same as or different from each other.
By using the compound (c-3), the compatibility of the negative photosensitive resin composition with other components is improved, and the reactivity of the ink repellent agent (C) itself by sealing the silanol group is improved. It is possible to finely adjust the characteristics of the negative photosensitive resin composition such as suppression, adjustment of liquid repellency of the cured film, and improvement of film curability.
本発明に用いる含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、加水分解性シラン化合物以外に、ヘキサメチルジシロキサン等の1官能性シロキサン単位となりうる、以下のオルガノジシロキサン(c−4)、オクタメチルシクロテトラシロキサン等の環状オルガノポリシロキサンを含む混合物の部分加水分解縮合物であってもよい。 As the fluorine-containing organosiloxane compound used in the present invention, in addition to the hydrolyzable silane compound, the following organodisiloxane (c-4) and octamethylcyclotetrasiloxane which can be a monofunctional siloxane unit such as hexamethyldisiloxane. It may be a partially hydrolyzed condensate of a mixture containing a cyclic organopolysiloxane.
オルガノジシロキサン(c−4)としては、下式(c−4)で表されるオルガノジシロキサン(以下、化合物(c−4)ともいう。)が好ましい。これらは1官能性のシロキサン単位を生成しうるシラン化合物である。 The organodisiloxane (c-4) is preferably an organodisiloxane represented by the following formula (c-4) (hereinafter also referred to as compound (c-4)). These are silane compounds capable of producing monofunctional siloxane units.
式(c−4)中の記号RHは、式(c−2)中のRHと同様である。式(c−4)中、Wは、アクリロイル基およびメタクリロイル基から選ばれる少なくとも1種の重合性官能基、上記RFまたは上記RHを有する有機基を表す。式(c−4)中Wは互いに同一であっても異なっていてもよい。式(c−4)において4個のRH(WがRHの場合は5または6個のRH)は互いに同一であっても異なっていてもよい。
化合物(c−4)を用いることより、ネガ型感光性樹脂組成物の他の構成成分との相溶性の向上や、シラノール基を封止することによる撥インク剤(C)自体の反応性の抑制、硬化膜の撥液性の調整や、膜の硬化性向上等ネガ型感光性樹脂組成物の特性についてより細かく調整することができる。Symbol R H in the formula (c-4) is the same as R H in the formula (c-2). In formula (c-4), W represents an organic group having at least one polymerizable functional group selected from an acryloyl group and a methacryloyl group, the above R F or the above R H. In formula (c-4), W may be the same as or different from each other. In the formula (c-4), four R H (5 or 6 R H when W is R H ) may be the same as or different from each other.
By using the compound (c-4), the compatibility of the negative photosensitive resin composition with other components is improved, and the reactivity of the ink repellent agent (C) itself by sealing the silanol group is improved. It is possible to finely adjust the characteristics of the negative photosensitive resin composition such as suppression, adjustment of liquid repellency of the cured film, and improvement of film curability.
化合物(c−3)や化合物(c−4)を用いる場合、該化合物のWがRFであると、撥インク剤(C)の基RFの相対的割合が高まり優れた撥油性を発現しうるため好ましい。WがRHであると、撥インク剤(C)の炭化水素系溶媒への溶解性が向上するため好ましい。Wがアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する有機基であると、撥インク剤(C)の硬化性が向上し、また炭化水素系溶媒への溶解性が向上するため好ましい。When the compound (c-3) or the compound (c-4) is used, if the W of the compound is R F , the relative proportion of the group R F of the ink repellent agent (C) is increased and excellent oil repellency is exhibited. This is preferable. W is preferably RH because the solubility of the ink repellent agent (C) in a hydrocarbon solvent is improved. It is preferable that W is an organic group having an acryloyl group or a methacryloyl group, since the curability of the ink repellent agent (C) is improved and the solubility in a hydrocarbon solvent is improved.
加水分解性シラン化合物(c−5)は、ケイ素原子に、q個(qは1または2)のアクリロイル基またはメタクリロイル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性官能基を有する有機基と、r個(rは0または1)の重合性官能基を有しない有機基と、(4−q−r)個の加水分解性基が結合した加水分解性シラン化合物である。ただし、q+rは1または2である。 The hydrolyzable silane compound (c-5) includes an organic group having at least one polymerizable functional group selected from the group consisting of q (q is 1 or 2) acryloyl group or methacryloyl group on a silicon atom. , A hydrolyzable silane compound in which r (r is 0 or 1) an organic group having no polymerizable functional group and (4-qr) hydrolyzable groups are bonded. However, q + r is 1 or 2.
加水分解性シラン化合物(c−5)としては、下式(c−5)で表される加水分解性シラン化合物(以下、化合物(c−5)ともいう。)が好ましい。 As the hydrolyzable silane compound (c-5), a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-5) (hereinafter also referred to as compound (c-5)) is preferable.
式(c−5)中の記号XとRHは、式(c−1)および(c−2)中のXとRHと同様である。ただし、化合物(c−5)におけるRHはQ以外の基である。式(c−5)中、Qはアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する有機基を表す。qは1または2、rは0または1であり、q+rは1または2である。なお、式(c−5)において、q=2の場合、2個のQは互いに同一であっても異なっていてもよく、q+r=1の場合、3個のXは互いに同一であっても異なっていてもよく、q+r=2の場合、2個のXは互いに同一であっても異なっていてもよい。The symbols X and R H in the formula (c-5) is the same as X and R H in the formula (c-1) and (c-2). However, RH in the compound (c-5) is a group other than Q. In formula (c-5), Q represents an organic group having an acryloyl group or a methacryloyl group. q is 1 or 2, r is 0 or 1, and q + r is 1 or 2. In the formula (c-5), when q = 2, two Qs may be the same or different, and when q + r = 1, the three Xs may be the same. They may be different, and when q + r = 2, the two Xs may be the same or different.
化合物(c−5)としては、qが1でrが1、またはqが1でrが0であることが好ましい。また、化合物(c−5)を用いる場合は、1種を単独で用いることも2種以上を併用することも可能である。 As the compound (c-5), q is preferably 1 and r is 1, or q is 1 and r is 0. Moreover, when using a compound (c-5), it is also possible to use 1 type individually or to use 2 or more types together.
化合物(c−5)を用いると、得られる撥インク剤(C)は露光後、隔壁上面に留まりやすく、隔壁上面を撥インク性に、隔壁側面を親インク性にする効果がある。
一方、化合物(c−5)を用いないと、露光後、撥インク剤(C)が隔壁側面に移動しやすいので、隔壁上面、隔壁側面共に撥インク性にする効果がある。これらは、用途に応じて使い分ければよい。When the compound (c-5) is used, the obtained ink repellent agent (C) tends to stay on the upper surface of the partition wall after exposure, and has an effect of making the upper surface of the partition wall ink repellent and making the side wall surface of the partition wall ink-philic.
On the other hand, if the compound (c-5) is not used, the ink repellent agent (C) is likely to move to the side walls of the partition after exposure. What is necessary is just to use these suitably according to a use.
含フッ素オルガノシロキサン化合物としては、化合物(c−2)の一部として化合物(c−5)を用いて得られる部分加水分解縮合物であることが好ましい。さらに、部分加水分解縮合物である含フッ素オルガノシロキサン化合物の分子量が高くなりすぎないように、化合物(c−3)を用いて得られる部分加水分解縮合物であることが好ましい。 The fluorinated organosiloxane compound is preferably a partially hydrolyzed condensate obtained by using the compound (c-5) as a part of the compound (c-2). Furthermore, it is preferable that it is a partial hydrolysis-condensation product obtained using a compound (c-3) so that the molecular weight of the fluorine-containing organosiloxane compound which is a partial hydrolysis-condensation product may not become high too much.
以下、上記化合物(c−1)〜(c−5)についてさらに具体的に例を挙げて説明する。なお、化合物(c−1)、(c−2)、(c−5)の代わりに、それぞれ必要に応じて各化合物の複数個を予め部分加水分解縮合して得た部分加水分解縮合物を用いてもよい。例えば、化合物(c−1)の代わりに化合物(c−1)の部分加水分解縮合を用いてもよく、化合物(c−2)の代わりに化合物(c−2)の部分加水分解縮合を用いてもよい。
化合物(c−1)〜(c−5)が有するXとしては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アシル基、イソシアネート基、アミノ基およびアミノ基の水素がアルキル基で置換された基等がある。Xとしては、炭素原子数4以下のアルコキシ基またはハロゲン原子が好ましく、CH3O−、C2H5O−、Cl−が特に好ましい。これらの基を用いると、加水分解反応により水酸基(シラノール基)となり、さらに分子間で反応してSi−O−Si結合反応が円滑に進みやすい。Hereinafter, the compounds (c-1) to (c-5) will be described more specifically with examples. In addition, instead of the compounds (c-1), (c-2), and (c-5), a partial hydrolysis condensate obtained by partially hydrolyzing and condensing a plurality of each compound in advance as necessary. It may be used. For example, partial hydrolysis condensation of compound (c-1) may be used instead of compound (c-1), and partial hydrolysis condensation of compound (c-2) is used instead of compound (c-2). May be.
Examples of X included in the compounds (c-1) to (c-5) include an alkoxy group, a halogen atom, an acyl group, an isocyanate group, an amino group, and a group in which hydrogen of the amino group is substituted with an alkyl group. . X is preferably an alkoxy group having 4 or less carbon atoms or a halogen atom, particularly preferably CH 3 O—, C 2 H 5 O—, or Cl—. When these groups are used, a hydroxyl group (silanol group) is formed by a hydrolysis reaction, and further, a reaction between molecules occurs to facilitate a Si—O—Si bonding reaction.
化合物(c−1)が有するとともに、化合物(c−3)、化合物(c−4)が任意に有するRFとしては、RF1−Y−で表される基が好ましい。ただし、RF1は、炭素原子数3〜10のエーテル性酸素原子を含んでいてもよいペルフルオロアルキル基を示し、Yはフッ素原子を含まない2価連結基を示す。As R F that the compound (c-1) has and the compound (c-3) and the compound (c-4) optionally have, a group represented by R F1 —Y— is preferable. However, R F1 represents a perfluoroalkyl group which may contain an etheric oxygen atom having 3 to 10 carbon atoms, and Y represents a divalent linking group containing no fluorine atom.
RF1は、炭素原子数4〜8のペルフルオロアルキル基、または、炭素原子数4〜9のエーテル性酸素原子を含むペルフルオロアルキル基が好ましく、炭素原子数6のペルフルオロアルキル基が特に好ましい。RF1が上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成される隔壁が、優れた撥インク性および撥インク性の耐紫外線/オゾン性を示し、また、汎用の溶媒への溶解性が優れているため好ましい。
RF1の構造は、直鎖構造、分岐構造、環構造、または部分的に環を有する構造が挙げられるが、直鎖構造が好ましい。R F1 is preferably a perfluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a perfluoroalkyl group containing an etheric oxygen atom having 4 to 9 carbon atoms, and particularly preferably a perfluoroalkyl group having 6 carbon atoms. When R F1 is in the above range, the partition formed using the negative photosensitive resin composition exhibits excellent ink repellency and ink repellency of UV / ozone resistance, and can be applied to a general-purpose solvent. It is preferable because of its excellent solubility.
Examples of the structure of R F1 include a linear structure, a branched structure, a ring structure, or a structure having a partial ring, but a linear structure is preferable.
RF1の具体例としては、以下の基が挙げられる。
F(CF2)4−、F(CF2)6−、F(CF2)8−。
CF3CF2OCF2CF2OCF2−、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2−、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2−、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2−。
CF3CF2CF2OCF2−、CF3CF2CF2OCF2CF2−、CF3CF2CF2OCF(CF3)−、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2−、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2−、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)−、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2−、CF3OCF(CF3)CF2OCF(CF3)−、CF3CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)−。Specific examples of R F1 include the following groups.
F (CF 2) 4 -, F (CF 2) 6 -, F (CF 2) 8 -.
CF 3 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 -, CF 3
上記Yとしては2価連結基であれば特に制限されないが、−(CH2)g−、−CH2O(CH2)g−、−SO2NR2−(CH2)g−、−(C=O)−NR2−(CH2)g−で表される基が好ましい。ただし、gは1〜5の整数を示し、R2は水素原子、メチル基、またはエチル基を示す。Yは、gが2または3である−(CH2)g−が特に好ましい。なお、該基Yの向きとしては、右側にSiが、左側にRF1が結合することを意味する。
RF1が炭素原子数4〜8のペルフルオロアルキル基である場合、前記Yとしては、−(CH2)g−で表される基が好ましい。gは2〜4の整数であることが好ましく、gが2である−(CH2)2−が特に好ましい。As the Y is not particularly limited as long as it is a divalent connecting group, - (CH 2) g - , - CH 2 O (CH 2) g -, -
When R F1 is a perfluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms, Y is preferably a group represented by — (CH 2 ) g —. g is preferably an integer of 2 to 4, and — (CH 2 ) 2 — in which g is 2 is particularly preferable.
RF1が炭素原子数4〜9のエーテル性酸素原子を含むペルフルオロアルキル基である場合、前記Yとしては、−(CH2)h−、−CH2O(CH2)h−、−SO2NR2−(CH2)h−、−(C=O)−NR2−(CH2)h−で表される基が好ましい。ただし、hは1〜5の整数を示し、R2は水素原子、メチル基、またはエチル基を示す。Yは、hが2である−(CH2)2−が特に好ましい。なお、該基Yの結合の向きとしては、右側にSiが、左側にRF1が結合することを意味する。In the case where R F1 is a perfluoroalkyl group containing an etheric oxygen atom having 4 to 9 carbon atoms, the Y is — (CH 2 ) h —, —CH 2 O (CH 2 ) h —, —SO 2. NR 2 - (CH 2) h -, - (C = O) -NR 2 - (CH 2) h - group represented by are preferred. However, h is an integer of 1 to 5, R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group,. Y is particularly preferably — (CH 2 ) 2 — in which h is 2. The direction of bonding of the group Y means that Si is bonded to the right side and R F1 is bonded to the left side.
化合物(c−2)、化合物(c−3)、化合物(c−4)および化合物(c−5)が有する、RHとしては、それがQである場合を除き、炭素原子数1〜4のアルキル基、またはフェニル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
化合物(c−5)が有するQとしては、Q1−Z−で表される基が好ましい。ただし、Q1は(メタ)アクリロイルオキシ基を示す。Zは−(CH2)3−、−(CH2)4−、−(CH2)5−、または−(CH2)6−を示し、−(CH2)3−が好ましい。また、化合物(c−3)、化合物(c−4)が任意に有するアクリロイル基およびメタクリロイル基からなる群より選ばれる重合性官能基としても、同様の基が好ましい。 RH of the compound (c-2), the compound (c-3), the compound (c-4) and the compound (c-5) has 1 to 4 carbon atoms except when it is Q. Are preferably alkyl groups, or phenyl groups, more preferably methyl groups or ethyl groups, and particularly preferably methyl groups.
As Q which a compound (c-5) has, group represented by Q < 1 > -Z- is preferable. However, Q 1 represents a (meth) acryloyloxy group. Z represents — (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 5 —, or — (CH 2 ) 6 —, and — (CH 2 ) 3 — is preferred. Moreover, the same group is preferable as the polymerizable functional group selected from the group consisting of the acryloyl group and the methacryloyl group that the compound (c-3) and the compound (c-4) optionally have.
化合物(c−1)の具体例としては、以下の例が好ましい。
F(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3、
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2(CF3)CF2CH2CH2Si(OCH3)3、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2CH2CH2Si(OCH3)3−。As specific examples of the compound (c-1), the following examples are preferable.
F (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ,
F (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ,
F (CF 2 ) 8 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ,
CF 3 CF 2 CF 2 OCF ( CF 3)
化合物(c−2)の具体例としては、以下の例が好ましい。
Si(OCH3)4、Si(OCH2CH3)4、CH3Si(OCH3)3、
CH3Si(OCH2CH3)3、CH3CH2Si(OCH3)3、
CH3CH2Si(OCH2CH3)3、(CH3)2Si(OCH3)2、
(CH3)2Si(OCH2CH3)2、
また、化合物(c−2)の代わりに用いることのできる化合物(c−2)の部分加水分解縮合物の具体例としては、以下の例が好ましい。
Si(OCH3)4を加水分解縮合した化合物(例えば、コルコート社製のメチルシリケート51(商品名))、
Si(OCH2CH3)4を加水分解縮合した化合物(例えば、コルコート社製のエチルシリケート40、エチルシリケート48(いずれも商品名))。As specific examples of the compound (c-2), the following examples are preferable.
Si (OCH 3 ) 4 , Si (OCH 2 CH 3 ) 4 , CH 3 Si (OCH 3 ) 3 ,
CH 3 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 , CH 3 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ,
CH 3 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 , (CH 3 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 ,
(CH 3 ) 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 2 ,
Moreover, the following example is preferable as a specific example of the partial hydrolysis-condensation product of the compound (c-2) which can be used instead of a compound (c-2).
A compound obtained by hydrolytic condensation of Si (OCH 3 ) 4 (for example, methyl silicate 51 (trade name) manufactured by Colcoat Co.),
Compounds obtained by hydrolytic condensation of Si (OCH 2 CH 3 ) 4 (for example, ethyl silicate 40 and ethyl silicate 48 (both trade names) manufactured by Colcoat).
化合物(c−3)の具体例としては、以下の例が好ましい。
F(CF2)6CH2CH2(CH3)2Si(OCH3)、(CH3)3Si(OCH3)、[CH2=C(CH3)COO(CH2)3](CH3)2Si(OCH3)。
化合物(c−4)の具体例としては、以下の例が好ましい。
(CH3)3SiOSi(CH3)3。As specific examples of the compound (c-3), the following examples are preferable.
F (CF 2) 6 CH 2 CH 2 (CH 3) 2 Si (OCH 3), (CH 3) 3 Si (OCH 3), [
As specific examples of the compound (c-4), the following examples are preferable.
(CH 3 ) 3 SiOSi (CH 3 ) 3 .
化合物(c−5)の具体例としては、以下の例が好ましい。
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3、
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH2CH3)3、
CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3、
CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH2CH3)3、
[CH2=C(CH3)COO(CH2)3]CH3Si(OCH3)2、
[CH2=C(CH3)COO(CH2)3]CH3Si(OCH2CH3)2。As specific examples of the compound (c-5), the following examples are preferable.
CH 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3,
CH 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3 Si (
CH 2 = CHCOO (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3,
CH 2 = CHCOO (CH 2) 3 Si (
[CH 2 = C (CH 3 ) COO (CH 2) 3] CH 3 Si (OCH 3) 2,
[CH 2 = C (CH 3 ) COO (CH 2) 3] CH 3 Si (
撥インク剤(C)は、上記各化合物の混合物を反応させて得られる反応生成物である。この反応は、加水分解性基の加水分解反応によるシラノール基の生成とシラノール基同士の脱水縮合反応によるシロキサン結合の生成である。
化合物(c−1)、化合物(c−2)、化合物(c−5)の2〜4官能性(特に3または4官能性)の加水分解性シラン化合物やそれらの混合物の部分加水分解縮合物は通常シラノール基を有する。さらに、2〜4官能性の加水分解性シラン化合物を1官能性のシラン化合物(化合物(3)や化合物(4))とともに共縮合させて部分加水分解縮合物を製造すると、シラノール基が1官能性のシラン化合物と反応してシラノール基が失われるとともに、シラノール基同士の反応によるシロキサン鎖の延長反応が停止することより、ケイ素原子1個当たりのシラノール基数が少ない部分加水分解縮合物や分子量の低い部分加水分解縮合物が生成する。
撥インク剤(C)としてはケイ素原子1個当たりのシラノール基数が少ない部分加水分解縮合物であってもよく、ケイ素原子1個当たりのシラノール基数が相対的に多い部分加水分解縮合物であってもよい。後者の場合、ケイ素原子1個当たりのシラノール基数は平均0.2〜3.5個であることが好ましい。The ink repellent agent (C) is a reaction product obtained by reacting a mixture of the above compounds. This reaction is the production | generation of the silanol group by the hydrolysis reaction of a hydrolysable group, and the production | generation of the siloxane bond by the dehydration condensation reaction of silanol groups.
Compound (c-1), Compound (c-2), 2-4 functional (especially trifunctional or tetrafunctional) hydrolyzable silane compound of compound (c-5) or a partial hydrolysis condensate thereof Usually has a silanol group. Furthermore, when a partially hydrolyzed condensate is produced by co-condensing a 2- to 4-functional hydrolyzable silane compound together with a monofunctional silane compound (compound (3) or compound (4)), the silanol group is monofunctional. The silanol group is lost by reacting with the functional silane compound, and the extension reaction of the siloxane chain due to the reaction between the silanol groups is stopped, so that the partial hydrolysis-condensation product having a small number of silanol groups per silicon atom and the molecular weight A low partial hydrolysis condensate is formed.
The ink repellent agent (C) may be a partially hydrolyzed condensate having a small number of silanol groups per silicon atom, or a partially hydrolyzed condensate having a relatively large number of silanol groups per silicon atom. Also good. In the latter case, the average number of silanol groups per silicon atom is preferably 0.2 to 3.5.
撥インク剤(C)を、化合物(c−1)と化合物(c−2)とを用いて製造する場合、化合物(c−1)と化合物(c−2)との共縮合割合は、上記フッ素原子含有率が得られるものであれば、特に限定されるものではないが、化合物(c−1)の1モルに対して化合物(c−2)を0.1〜9モル用いることが好ましく、0.5〜9モル用いることが特に好ましい。
なお、化合物(c−1)、化合物(c−2)または化合物(c−5)の代わりにその部分加水分解縮合物を用いる場合には、部分加水分解縮合物をケイ素原子1個の化合物に換算して、かかる共縮合割合とするものとする。以下の共縮合割合についても同様とする。When the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-1) and the compound (c-2), the cocondensation ratio of the compound (c-1) and the compound (c-2) is as described above. Although it will not specifically limit if a fluorine atom content rate is obtained, It is preferable to use 0.1-9 mol of compounds (c-2) with respect to 1 mol of compounds (c-1). , 0.5-9 mol is particularly preferable.
In addition, when using the partial hydrolysis condensate instead of the compound (c-1), the compound (c-2) or the compound (c-5), the partial hydrolysis condensate is converted into a compound having one silicon atom. In conversion, the co-condensation ratio is assumed. The same applies to the following cocondensation ratios.
撥インク剤(C)を、化合物(c−1)および化合物(c−2)に加えて、化合物(c−3)および/または化合物(c−4)等の1官能性のシロキサン単位を生成しうるシラン化合物を用いて製造する場合、化合物(c−1)および化合物(c−2)の合計量に対する化合物(c−3)および化合物(c−4)の合計量の共縮合割合は、300モル%以下が好ましく、200モル%以下がより好ましく、100モル%以下が特に好ましい。ただし、化合物(c−4)1分子は2分子の化合物(c−3)に相当することより、上記共縮合割合の計算は化合物(c−3)を基準にし、化合物(c−4)のモル量は2倍して化合物(c−3)のモル量とみなすものとする。たとえば、化合物(c−4)のみを用いる場合は、化合物(c−4)の実際の使用量から計算される上記共重合割合は150モル%以下が好ましく、100モル%以下がより好ましく、50モル%以下が特に好ましい。 Ink repellent agent (C) is added to compound (c-1) and compound (c-2) to produce monofunctional siloxane units such as compound (c-3) and / or compound (c-4) In the case of producing using a silane compound that can be used, the co-condensation ratio of the total amount of the compound (c-3) and the compound (c-4) with respect to the total amount of the compound (c-1) and the compound (c-2) is 300 mol% or less is preferable, 200 mol% or less is more preferable, and 100 mol% or less is particularly preferable. However, since one molecule of the compound (c-4) corresponds to two molecules of the compound (c-3), the calculation of the cocondensation ratio is based on the compound (c-3), and the compound (c-4) The molar amount is doubled and regarded as the molar amount of compound (c-3). For example, when only the compound (c-4) is used, the copolymerization ratio calculated from the actual use amount of the compound (c-4) is preferably 150 mol% or less, more preferably 100 mol% or less, and 50 A mol% or less is particularly preferred.
撥インク剤(C)を、化合物(c−1)および化合物(c−2)に加えて、化合物(c−5)を用いて製造する場合、化合物(c−1)および化合物(c−2)の合計量に対する化合物(c−5)の共縮合割合は、500モル%以下が好ましく、特に400モル%以下が好ましい。 When the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-5) in addition to the compound (c-1) and the compound (c-2), the compound (c-1) and the compound (c-2) ) Is preferably 500 mol% or less, particularly preferably 400 mol% or less, with respect to the total amount of compound (c-5).
さらに、撥インク剤(C)を、化合物(c−1)および化合物(c−2)に加えて、化合物(c−3)および化合物(c−5)を用いて製造する場合には、化合物(c−1)および化合物(c−2)の合計量に対する化合物(c−3)の共縮合割合は300モル%以下が好ましく、化合物(c−5)の共縮合割合は500モル%以下が好ましい。特に好ましくは、化合物(c−1)および化合物(c−2)の合計量に対する化合物(c−3)の共縮合割合は200モル%以下であり、化合物(c−5)の共縮合割合は400モル%以下である。 Further, when the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-3) and the compound (c-5) in addition to the compound (c-1) and the compound (c-2), the compound The cocondensation ratio of the compound (c-3) with respect to the total amount of (c-1) and the compound (c-2) is preferably 300 mol% or less, and the cocondensation ratio of the compound (c-5) is 500 mol% or less. preferable. Particularly preferably, the cocondensation ratio of the compound (c-3) to the total amount of the compound (c-1) and the compound (c-2) is 200 mol% or less, and the cocondensation ratio of the compound (c-5) is It is 400 mol% or less.
本発明における撥インク剤(C)は、単一の化合物で構成されていてもよいが、通常、重合度等の異なる複数の化合物で構成される混合物である。すなわち、撥インク剤(C)は、化合物(c−1)および化合物(c−2)を必須成分として用い、任意に化合物(c−3)および/または化合物(c−4)を用いて製造した場合、下式(1)で表される平均組成式の構造を有する剤となる。ただし、m+nに対するkの割合が小さい場合には、実際は加水分解性基またはシラノール基が残存した生成物(部分加水分解縮合物)であるので、この生成物を化学式で表すことは困難であり、式(1)で表される平均組成式は、上記のように製造された部分加水分解縮合物において加水分解性基またはシラノール基の全てがシロキサン結合となったと仮定した場合の化学式である。 The ink repellent agent (C) in the present invention may be composed of a single compound, but is usually a mixture composed of a plurality of compounds having different degrees of polymerization. That is, the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-3) and / or the compound (c-4) arbitrarily using the compound (c-1) and the compound (c-2) as essential components. In this case, an agent having the structure of the average composition formula represented by the following formula (1) is obtained. However, when the ratio of k to m + n is small, it is actually a product (partially hydrolyzed condensate) in which a hydrolyzable group or silanol group remains, so that it is difficult to express this product by a chemical formula, The average composition formula represented by the formula (1) is a chemical formula when it is assumed that all of the hydrolyzable groups or silanol groups are siloxane bonds in the partially hydrolyzed condensate produced as described above.
式(1)中、RF、RH、W、およびpの好ましい範囲は上述と同様である。m、nはそれぞれ1以上の整数であり、kは0または1以上の整数である。
In formula (1), preferred ranges of R F , R H , W, and p are the same as described above. m and n are each an integer of 1 or more, and k is 0 or an integer of 1 or more.
式(1)で表される平均組成式の構造を有する部分加水分解縮合物においては、化合物(c−1)および化合物(c−2)、任意に配合される化合物(c−3)および/または化合物(c−4)にそれぞれ由来する単位は、ランダムに配列していると推測される。ただし、例えば化合物(c−2)の代わりに化合物(c−2)の部分加水分解縮合物を用いた場合は、化合物(c−2)に由来する単位は、ブロック状に配列していると推測される。なお、m、nの値は、撥インク剤(C)全体の平均値として、m:nが、それぞれ化合物(c−1)に対する化合物(c−2)の共縮合割合として上述した範囲内にあることが好ましい。また、kの値は、撥インク剤(C)全体の平均値として、(m+n):kが、上述の範囲、すなわち(m+n)の1に対してkが3以下にあることが好ましく、2以下にあることが特に好ましい。 In the partial hydrolysis-condensation product having the structure of the average composition formula represented by the formula (1), the compound (c-1) and the compound (c-2), the compound (c-3) and / or optionally blended Alternatively, it is presumed that the units derived from the compound (c-4) are randomly arranged. However, when the partial hydrolysis-condensation product of compound (c-2) is used instead of compound (c-2), for example, the units derived from compound (c-2) are arranged in blocks. Guessed. The values of m and n are the average values of the entire ink repellent agent (C), and m: n is within the above-described range as the co-condensation ratio of the compound (c-2) to the compound (c-1). Preferably there is. The value of k is preferably (m + n): k as an average value of the entire ink repellent agent (C), and k is preferably 3 or less with respect to 1 in the above range, that is, (m + n). It is particularly preferred that
撥インク剤(C)は、化合物(c−1)および化合物(c−2)を必須成分として用い、任意に化合物(c−5)を用いて製造された場合は、下式(2)で表される平均組成式の構造を有する剤となる。ただし、実際は加水分解性基またはシラノール基が残存した生成物(部分加水分解縮合物)であるので、この生成物を化学式で表すことは困難であり、式(2)で表される平均組成式は、上記のように製造された部分加水分解縮合物において加水分解性基またはシラノール基の全てがシロキサン結合となったと仮定した場合の化学式である。 When the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-1) and the compound (c-2) as essential components and arbitrarily using the compound (c-5), the following formula (2) It becomes an agent which has the structure of the average composition formula represented. However, since it is actually a product (partially hydrolyzed condensate) in which a hydrolyzable group or silanol group remains, it is difficult to express this product by a chemical formula, and the average composition formula represented by formula (2) Is a chemical formula assuming that all of the hydrolyzable groups or silanol groups are siloxane bonds in the partially hydrolyzed condensate produced as described above.
式(2)で表される平均組成式の構造を有する部分加水分解縮合物においては、式(1)で表される部分加水分解縮合物と同様、化合物(c−1)および化合物(c−2)、任意に配合される化合物(c−5)にそれぞれ由来する単位は、ランダムに配列していると推測される。ただし、例えば化合物(c−2)の代わりに化合物(c−2)の部分加水分解縮合物を用いた場合は、化合物(c−2)に由来する単位は、ブロック状に配列していると推測される。なお、s、tの値は、撥インク剤(C)全体の平均値として、s:tが、それぞれ化合物(c−1)に対する化合物(c−2)の共縮合割合として上述した範囲内にあることが好ましい。また、uの値は、撥インク剤(C)全体の平均値として、(s+t):uが、上述の範囲、すなわち(s+t)の1に対してuが5以下にあることが好ましく、4以下にあることが特に好ましい。 In the partial hydrolysis-condensation product having the structure of the average composition formula represented by the formula (2), the compound (c-1) and the compound (c--) are the same as the partial hydrolysis-condensation product represented by the formula (1). 2) It is estimated that the units derived from the compound (c-5) arbitrarily blended are randomly arranged. However, when the partial hydrolysis-condensation product of compound (c-2) is used instead of compound (c-2), for example, the units derived from compound (c-2) are arranged in blocks. Guessed. The values of s and t are the average values of the entire ink repellent agent (C), and s: t is within the above-described range as the co-condensation ratio of the compound (c-2) to the compound (c-1). Preferably there is. Further, the value of u is preferably (s + t): u as an average value of the entire ink repellent agent (C), and u is preferably 5 or less with respect to 1 in the above range, that is, (s + t). It is particularly preferred that
撥インク剤(C)は、化合物(c−1)および化合物(c−2)を必須成分として用い、化合物(c−3)および化合物(c−5)を用いて製造した場合には、式(1)に式(2)の化合物(c5)に由来する単位がさらに共縮合された平均組成式の構造を有するものとなる。各化合物の共縮合割合としては、上述の範囲が挙げられる。 When the ink repellent agent (C) is produced using the compound (c-3) and the compound (c-5) using the compound (c-1) and the compound (c-2) as essential components, the formula (1) has a structure of an average composition formula in which units derived from the compound (c5) of the formula (2) are further co-condensed. The above-mentioned range is mentioned as a cocondensation ratio of each compound.
本発明における撥インク剤(C)の数平均分子量(Mn)は、500以上が好ましく、1,000,000未満が好ましく、10,000未満がより好ましく、5,000未満が特に好ましい。数平均分子量(Mn)が下限値以上であると、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて隔壁を形成する際に、基材表面からの蒸発を防止できる利点があり、数平均分子量(Mn)が上限値未満であると、溶媒への溶解性が良好になるため、作業性が向上する利点がある。撥インク剤(C)の数平均分子量(Mn)は反応条件等を選択することにより調節できる。 The number average molecular weight (Mn) of the ink repellent agent (C) in the present invention is preferably 500 or more, preferably less than 1,000,000, more preferably less than 10,000, and particularly preferably less than 5,000. When the number average molecular weight (Mn) is not less than the lower limit, there is an advantage that evaporation from the substrate surface can be prevented when forming the partition using the negative photosensitive resin composition, and the number average molecular weight (Mn) Is less than the upper limit, the solubility in a solvent is improved, and there is an advantage that workability is improved. The number average molecular weight (Mn) of the ink repellent agent (C) can be adjusted by selecting reaction conditions and the like.
(撥インク剤(C)の製造)
含フッ素オルガノシロキサン化合物からなる撥インク剤(C)は、上述した加水分解性シラン化合物を含む混合物を加水分解および縮合反応させることで製造できる。該反応には、加水分解性シラン化合物を加水分解縮合させる反応に通常用いる反応条件を特に制限なく適用することができる。なお、該反応には、通常用いられる塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸等の有機酸を触媒として用いるのが好ましい。用いる触媒の量としては、加水分解性シラン化合物を含む混合物の全量に対して0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜1質量%が特に好ましい。(Manufacture of ink repellent agent (C))
The ink repellent agent (C) comprising a fluorine-containing organosiloxane compound can be produced by subjecting a mixture containing the hydrolyzable silane compound to hydrolysis and condensation reactions. The reaction conditions usually used for the reaction for hydrolyzing and condensing the hydrolyzable silane compound can be applied to the reaction without any particular limitation. In this reaction, it is preferable to use a commonly used inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid, oxalic acid or maleic acid as a catalyst. As a quantity of the catalyst to be used, 0.01-10 mass% is preferable with respect to the whole quantity of the mixture containing a hydrolysable silane compound, and 0.1-1 mass% is especially preferable.
上記反応には溶媒を用いてもよい。該溶媒としては、水;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、2−メチル−2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等のセルソルブ類;2−(2−メトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール等のカルビトール類;メチルアセテート、エチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、4−ブチロラクトン、ブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル類;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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールのモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールのジアルキルエーテル類が挙げられる。その他には、ベンジルアルコール、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。溶媒は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
溶媒は、撥インク剤溶液の形で本発明のネガ型用感光性樹脂組成物に配合される。A solvent may be used for the reaction. Examples of the solvent include water; alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, 2-methyl-2-propanol, ethylene glycol, glycerin, and propylene glycol; Ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Cellsolves such as 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol; 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2 Carbitols such as butoxyethoxy) ethanol; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 4-butyrolactone, butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate; Glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, monoalkyl ethers of glycols such as dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, dialkyl ethers glycol and dipropylene glycol dimethyl ether. Other examples include benzyl alcohol, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like. A solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
The solvent is blended in the negative photosensitive resin composition of the present invention in the form of an ink repellent solution.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物中の撥インク剤(C)の含有割合は、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜6質量%がより好ましく、0.5〜3質量%が特に好ましい。撥インク剤(C)の含有割合を上記範囲とすることにより、ネガ型感光性樹脂組成物の貯蔵安定性が良好になり、また該ネガ型感光性樹脂組成物から得られる光学素子の隔壁の撥インク性が良好となり、滑らかな表面を有する隔壁が得られる。 The content ratio of the ink repellent agent (C) in the negative photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.01 to 10% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition, 6 mass% is more preferable and 0.5-3 mass% is especially preferable. By setting the content ratio of the ink repellent agent (C) in the above range, the storage stability of the negative photosensitive resin composition is improved, and the partition wall of the optical element obtained from the negative photosensitive resin composition is improved. Ink repellency is improved, and a partition having a smooth surface is obtained.
[溶媒(D)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒(D)を含有する。また、溶媒(D)は、沸点が165〜210℃である溶媒(D1)を、溶媒(D)の全量に対して10〜100質量%の割合で含有する。
溶媒(D)は、ネガ型感光性樹脂組成物が含有する上記アルカリ可溶性樹脂(A)、光重合開始剤(B)、撥インク剤(C)および必要に応じて含有する任意成分と、反応性を有しないものであって、これらの各固形成分を均一に溶解または分散させて、隔壁が形成される基材へのネガ型感光性樹脂組成物の塗布を均一かつ簡便にする機能を有するとともに、該組成物の塗膜の乾燥工程において溶媒(D)が蒸発する過程で、該組成物中の撥インク剤(C)とその他の固形成分の間に充分な斥力が働くように作用して撥インク剤(C)の膜表面へ移行をしやすくする機能を有する。[Solvent (D)]
The negative photosensitive resin composition of the present invention contains a solvent (D). Moreover, a solvent (D) contains the solvent (D1) whose boiling point is 165-210 degreeC in the ratio of 10-100 mass% with respect to the whole quantity of a solvent (D).
The solvent (D) reacts with the alkali-soluble resin (A) contained in the negative photosensitive resin composition, the photopolymerization initiator (B), the ink repellent agent (C), and optional components contained as necessary. And has a function of uniformly and simply applying the negative photosensitive resin composition to the base material on which the partition walls are formed by uniformly dissolving or dispersing these solid components. In addition, in the process of evaporating the solvent (D) in the drying step of the coating film of the composition, it acts so that a sufficient repulsive force acts between the ink repellent agent (C) and other solid components in the composition. Thus, the ink repellent agent (C) has a function of facilitating transfer to the film surface.
なお、上記の通り撥インク剤(C)は、含フッ素オルガノシロキサン化合物からなることで表面自由エネルギーの小さく、高い表面移行能力を有するが、組み合わせる溶媒により、表面移行性に差異が生じるところ、沸点が165℃以上の溶媒(D1)を含む溶媒(D)を用いることで、高い表面移行性を発現している。すなわち、溶媒(D1)の沸点を165℃以上とすることにより、ネガ型感光性樹脂組成物の乾燥速度が充分遅くなるように調整して、撥インク剤(C)が膜の表面に移行する時間を確保できるようにした。また、溶媒(D1)の沸点を210℃以下とすることで生産性の低下と残留溶媒による信頼性の低下を防いでいる。 In addition, as described above, the ink repellent agent (C) has a small surface free energy and high surface migration ability due to the fluorine-containing organosiloxane compound, but the boiling point is different depending on the solvent to be combined. However, by using the solvent (D) containing the solvent (D1) at 165 ° C. or higher, high surface migration is expressed. That is, by adjusting the boiling point of the solvent (D1) to 165 ° C. or higher, the drying speed of the negative photosensitive resin composition is adjusted to be sufficiently slow, and the ink repellent agent (C) moves to the film surface. I was able to secure time. Moreover, the fall of productivity and the fall of the reliability by a residual solvent are prevented by making the boiling point of a solvent (D1) into 210 degrees C or less.
溶媒(D1)においては、上記観点から、その沸点は165〜210℃であり、170〜200℃が好ましい。溶媒(D1)の沸点が上記範囲の下限値以上であると、上記の通り撥インク剤(C)が表面移行する時間を充分に確保できるため、ネガ型感光性樹脂組成物の膜において撥インク剤層の厚さを厚くすることができ、隔壁表面の撥インク性が良好となる。国際公開第2010/013816号の実施例で用いられている溶媒(トルエン:沸点111℃、2−プロパノール:沸点82℃、ジエチレングリコールジメチルエーテル:沸点162℃、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:沸点146℃)では充分な撥インク剤層の膜厚を得ることができず、安定性した撥インク性が得られにくかった。 In the solvent (D1), from the above viewpoint, the boiling point is 165 to 210 ° C, preferably 170 to 200 ° C. When the boiling point of the solvent (D1) is not less than the lower limit of the above range, the ink repellent agent (C) can have sufficient time for surface migration as described above, so that the ink repellent layer in the film of the negative photosensitive resin composition can be secured. The thickness of the agent layer can be increased, and the ink repellency on the partition wall surface is improved. The solvents used in the examples of WO2010 / 013816 (toluene: boiling point 111 ° C., 2-propanol: boiling point 82 ° C., diethylene glycol dimethyl ether: boiling point 162 ° C., propylene glycol monomethyl ether acetate: boiling point 146 ° C.) are sufficient. Therefore, it was difficult to obtain a stable ink repellency because the film thickness of the ink repellent layer could not be obtained.
また、塗膜の乾燥速度が速いと、撥インク剤(C)が表面移行する際に撥インク剤(C)同士で凝集、析出して凝集物が発生するが、上記の通り撥インク剤(C)の表面移行時間を充分に確保できるため、この凝集物の発生を防ぐことができる。さらに、塗膜の乾燥速度が速すぎて充分なレベリング期間を取れずに乾燥が終了することで発生する、膜の外観のムラや、膜厚の不均一化の問題も防ぐこともできる。
一方、溶媒(D1)の沸点が上記範囲の上限値以下であると、スティッキングの発生や乾燥工程に要する時間が長くなることによる生産性の低下をきたすことがない。溶媒が残留することで発生する現像時の硬化膜の剥離や、隔壁形成後の再加熱によるアウトガス発生等によって信頼性が低下する等の影響を防ぐことができる。Moreover, when the drying speed of the coating film is high, the ink repellent agent (C) aggregates and precipitates when the ink repellent agent (C) moves to the surface, and an aggregate is generated. Since the surface transition time of C) can be sufficiently secured, the generation of this aggregate can be prevented. Furthermore, it is possible to prevent the problem of unevenness of the film appearance and non-uniformity of the film thickness that occurs when drying is completed without taking a sufficient leveling period because the drying speed of the coating film is too high.
On the other hand, when the boiling point of the solvent (D1) is less than or equal to the upper limit of the above range, productivity does not decrease due to the occurrence of sticking or an increase in the time required for the drying step. It is possible to prevent influences such as a decrease in reliability due to peeling of a cured film at the time of development that occurs due to the remaining solvent, generation of outgas due to reheating after the formation of partition walls, and the like.
溶媒(D1)の溶媒(D)中の含有量は10〜100質量%であり、20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%が特に好ましい。該含有量が上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物の基板表面への塗工および乾燥工程において、膜厚が均一でムラがなく、膜表面に凝集物が発生しない良好な膜が得られるとともに、撥インク剤(C)とその他固形成分との間に斥力が働いている状態が長い時間確保できるため、撥インク剤(C)が充分に表面移行できる結果、撥インク剤層の厚さを厚くすることができ、得られる隔壁の撥インク性が良好となる。 Content in the solvent (D) of a solvent (D1) is 10-100 mass%, 20-80 mass% is preferable and 30-70 mass% is especially preferable. When the content is in the above range, in the coating and drying process of the negative photosensitive resin composition on the substrate surface, the film thickness is uniform and uniform, and a good film that does not generate aggregates on the film surface is obtained. As a result, it is possible to ensure that the repulsive force is exerted between the ink repellent agent (C) and the other solid components for a long time, so that the surface of the ink repellent agent (C) can be sufficiently transferred. The thickness can be increased, and the ink repellency of the partition obtained is good.
溶媒(D1)の具体例としては、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EDM、沸点176℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(EDE、沸点:189℃)、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル(IPDM、沸点:179℃)、プロピレングリコールジアセテート(沸点:190℃)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル(沸点:170℃)、3−メトキシブチルアセテート(沸点:171℃)、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート(沸点:188℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点:175℃)、3−エトキシプロピオン酸エチル(沸点:170℃)、4−ブチロラクトン(沸点:204℃)、シクロヘキサノールアセテート(沸点:173℃)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the solvent (D1) include diethylene glycol ethyl methyl ether (EDM, boiling point 176 ° C.), diethylene glycol diethyl ether (EDE, boiling point: 189 ° C.), diethylene glycol isopropyl methyl ether (IPDM, boiling point: 179 ° C.), propylene glycol diester. Acetate (boiling point: 190 ° C.), propylene glycol n-butyl ether (boiling point: 170 ° C.), 3-methoxybutyl acetate (boiling point: 171 ° C.), 3-methoxy-3-methylbutyl acetate (boiling point: 188 ° C.), dipropylene Examples include glycol dimethyl ether (boiling point: 175 ° C.), ethyl 3-ethoxypropionate (boiling point: 170 ° C.), 4-butyrolactone (boiling point: 204 ° C.), cyclohexanol acetate (boiling point: 173 ° C.), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
溶媒(D1)としては、下式(3)で表される化合物が特に好ましい。化合物(3)は極性を有するエーテル性酸素を含むため、撥インク剤(C)を溶解する能力が高く、保存安定性に優れている。
R1O(C2H4O)yR2 (3)
式(3)中、R1は炭素原子数が1〜10のアルキル基、R2は炭素原子数が2〜10のアルキル基を示し、yは1〜10の整数を示す。As the solvent (D1), a compound represented by the following formula (3) is particularly preferable. Since the compound (3) contains polar etheric oxygen, it has a high ability to dissolve the ink repellent agent (C) and has excellent storage stability.
R 1 O (C 2 H 4 O) y R 2 (3)
In formula (3), R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and y represents an integer of 1 to 10.
化合物(3)において、R1は炭素原子数が1〜4のアルキル基が好ましく、炭素原子数1のアルキル基が特に好ましい。R2としては炭素原子数が2〜4のアルキル基が好ましく、2のアルキル基が特に好ましい。また、yは1〜3が好ましく、2が特に好ましい。In the compound (3), R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 carbon atom. R 2 is preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 2 carbon atoms. Further, y is preferably 1 to 3, and 2 is particularly preferable.
溶媒(D1)として好ましく用いられる化合物(3)の具体例を、その略称、沸点とともに以下に示す。
ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EDM、沸点:176℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(EDE、沸点:189℃)、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル(IPDM、沸点:179℃)等が挙げられる。これらは1種を用いても2種以上を併用してもよい。なかでも、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルが特に好ましい。Specific examples of the compound (3) preferably used as the solvent (D1) are shown below together with their abbreviations and boiling points.
Examples include diethylene glycol ethyl methyl ether (EDM, boiling point: 176 ° C.), diethylene glycol diethyl ether (EDE, boiling point: 189 ° C.), diethylene glycol isopropyl methyl ether (IPDM, boiling point: 179 ° C.), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, diethylene glycol ethyl methyl ether is particularly preferable.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒(D)として、溶媒(D1)と共に溶媒(D2)を併用することが好ましい。該溶媒(D2)は、分子中に水酸基を有し、沸点が165℃未満の化合物であり、好ましくは、25℃における粘度が2mPa・s以下である。 It is preferable that the negative photosensitive resin composition of this invention uses a solvent (D2) together with a solvent (D1) as a solvent (D). The solvent (D2) is a compound having a hydroxyl group in the molecule and having a boiling point of less than 165 ° C., and preferably has a viscosity at 25 ° C. of 2 mPa · s or less.
撥インク剤(C)は部分加水分解縮合物であるため、その生成物中にシラノール基が残る。したがって、該シラノール基と同様の水酸基構造を有する溶媒(D2)をネガ型感光性樹脂組成物に含有させることで、溶媒和により組成物中の撥インク剤(C)の分散状態がより安定化し、結果としてネガ型感光性樹脂組成物の保存安定性を向上させることができる。一方、溶媒(D2)は水酸基を有するため、分子間の水素結合により、水酸基を持たない同程度の分子量の化合物と比較して粘度が上昇しやすい。溶媒(D2)の沸点が上記上限未満であるとその粘度は概ね上記上限以下となり、塗工時に基板表面の濡れ広がりが良好となって、多くの液量を必要としたり、面内均一性が悪化したり、ムラが生じることがない。 Since the ink repellent agent (C) is a partially hydrolyzed condensate, silanol groups remain in the product. Therefore, by including the solvent (D2) having the same hydroxyl structure as the silanol group in the negative photosensitive resin composition, the dispersion state of the ink repellent agent (C) in the composition is further stabilized by solvation. As a result, the storage stability of the negative photosensitive resin composition can be improved. On the other hand, since the solvent (D2) has a hydroxyl group, the viscosity is likely to increase due to hydrogen bonding between molecules as compared with a compound having the same molecular weight without a hydroxyl group. If the boiling point of the solvent (D2) is less than the above upper limit, the viscosity will be generally below the above upper limit, the substrate surface will have good wetting and spreading during coating, a large amount of liquid is required, and in-plane uniformity is There is no deterioration or unevenness.
溶媒(D2)として、具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME、沸点:120℃、粘度:1.71mPa・s(25℃))、水(沸点:100℃、粘度:0.89mPa・s(25℃))、2−プロパノール(IPA、沸点:82℃、粘度:1.96mPa・s(25℃))等が挙げられる。
溶媒(D)の全量に対する溶媒(D2)の割合は、1〜50質量%が好ましく、5〜40質量%が特に好ましい。As the solvent (D2), specifically, propylene glycol monomethyl ether (PGME, boiling point: 120 ° C., viscosity: 1.71 mPa · s (25 ° C.)), water (boiling point: 100 ° C., viscosity: 0.89 mPa · s) (25 ° C.)), 2-propanol (IPA, boiling point: 82 ° C., viscosity: 1.96 mPa · s (25 ° C.)), and the like.
1-50 mass% is preferable and, as for the ratio of the solvent (D2) with respect to the whole quantity of a solvent (D), 5-40 mass% is especially preferable.
また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒(D)として、上述の溶媒(D1)および溶媒(D2)以外の溶媒(D3)を必要に応じて含有してもよい。溶媒(D3)としては、上記アルカリ可溶性樹脂(A)や撥インク剤(C)の合成に使用した溶媒等が、アルカリ可溶性樹脂(A)や撥インク剤(C)とともにネガ型感光性樹脂組成物に配合される場合の溶媒等が挙げられる。 Moreover, the negative photosensitive resin composition of this invention may contain solvent (D3) other than the above-mentioned solvent (D1) and solvent (D2) as needed as a solvent (D). As the solvent (D3), the solvent used in the synthesis of the alkali-soluble resin (A) or the ink repellent agent (C), or the like, together with the alkali-soluble resin (A) or the ink repellent agent (C), the negative photosensitive resin composition. Examples of the solvent used when blended with products.
なお、上記アルカリ可溶性樹脂(A)や撥インク剤(C)の合成に使用する溶媒としては、上記溶媒(D1)や溶媒(D2)を用いる場合もある。ネガ型感光性樹脂組成物がこれら配合成分由来の溶媒(D1)や溶媒(D2)を含有する場合には、それぞれについて、これらを含む溶媒(D1)および溶媒(D2)の各総量により算出される、溶媒(D)における溶媒(D1)および溶媒(D2)の含有量がそれぞれ上記範囲となるように調整すればよい。 In addition, as a solvent used for the synthesis | combination of the said alkali-soluble resin (A) or an ink repellent agent (C), the said solvent (D1) and a solvent (D2) may be used. When the negative photosensitive resin composition contains the solvent (D1) or the solvent (D2) derived from these compounding components, it is calculated by the total amount of the solvent (D1) and the solvent (D2) containing them. What is necessary is just to adjust so that content of the solvent (D1) and the solvent (D2) in a solvent (D) may become said range, respectively.
溶媒(D3)として具体的には、ジエチレングリコールジメチルエーテル(MDM、沸点:162℃)、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート(PGMEA、沸点:146℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC、沸点:217℃)、ブチルアセテート(沸点:126℃)、シクロヘキサノン(沸点:156℃)、ソルベントナフサ(沸点:150〜200℃)等が挙げられる。ソルベントナフサは、石油系化合物の混合溶媒であり、上記沸点が示す通り、その組成には溶媒(D1)に分類される化合物が含まれる。本明細書においては、このように混合溶媒であって沸点の範囲が、溶媒(D1)の沸点の範囲を超えている溶媒については、溶媒(D3)に分類した。 Specific examples of the solvent (D3) include diethylene glycol dimethyl ether (MDM, boiling point: 162 ° C.), propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate (PGMEA, boiling point: 146 ° C.), diethylene glycol monoethyl ether acetate (EDGAC, boiling point: 217). ° C), butyl acetate (boiling point: 126 ° C), cyclohexanone (boiling point: 156 ° C), solvent naphtha (boiling point: 150-200 ° C), and the like. Solvent naphtha is a mixed solvent of petroleum compounds, and as its boiling point indicates, the composition includes a compound classified as solvent (D1). In the present specification, the solvent having a boiling point exceeding the boiling point of the solvent (D1) is classified as the solvent (D3).
溶媒(D)における溶媒(D3)の含有量は、溶媒(D)の全量から溶媒(D1)および溶媒(D2)の量を引いた量であり、具体的には、溶媒(D)の全量に対して1〜50質量%が好ましく、5〜40質量%が特に好ましい。 The content of the solvent (D3) in the solvent (D) is an amount obtained by subtracting the amounts of the solvent (D1) and the solvent (D2) from the total amount of the solvent (D), specifically, the total amount of the solvent (D). The amount is preferably 1 to 50% by mass, particularly preferably 5 to 40% by mass.
なお、溶媒(D)の具体的な態様として、溶媒(D1)のみで構成される、溶媒(D1)と溶媒(D2)および/または溶媒(D3)で構成される態様が挙げられる。溶媒(D)が溶媒(D1)と溶媒(D2)で構成される場合の好ましい配合割合(質量比)として、溶媒(D1):溶媒(D2)=50〜90:10〜50が挙げられる。溶媒(D)が溶媒(D1)と溶媒(D3)で構成される場合の好ましい配合割合(質量比)として、溶媒(D1):溶媒(D3)=50〜90:10〜50が挙げられる。また、溶媒(D)が溶媒(D1)、溶媒(D2)、および溶媒(D3)で構成される場合の好ましい配合割合(質量比)として、溶媒(D1):溶媒(D2):溶媒(D3)=50〜90:5〜45:5〜45が挙げられる。 In addition, as a specific aspect of the solvent (D), an aspect composed of only the solvent (D1), the solvent (D1), the solvent (D2), and / or the solvent (D3) can be given. A preferable blending ratio (mass ratio) when the solvent (D) is composed of the solvent (D1) and the solvent (D2) includes solvent (D1): solvent (D2) = 50 to 90:10 to 50. As a preferable blending ratio (mass ratio) when the solvent (D) is composed of the solvent (D1) and the solvent (D3), solvent (D1): solvent (D3) = 50 to 90:10 to 50 can be mentioned. Moreover, as a preferable mixture ratio (mass ratio) when the solvent (D) is composed of the solvent (D1), the solvent (D2), and the solvent (D3), solvent (D1): solvent (D2): solvent (D3) ) = 50-90: 5-45: 5-45.
ネガ型感光性樹脂組成物における溶媒(D)の含有割合は、ネガ型感光性樹脂組成物の組成や用途等により異なるが、ネガ型感光性樹脂組成物中に50〜99質量%の割合で配合されるのが好ましく、60〜95質量%がより好ましく、65〜90質量%が特に好ましい。 Although the content rate of the solvent (D) in a negative photosensitive resin composition changes with compositions, uses, etc. of a negative photosensitive resin composition, it is a ratio of 50-99 mass% in a negative photosensitive resin composition. It is preferable to mix | blend, 60-95 mass% is more preferable, and 65-90 mass% is especially preferable.
[架橋剤(E)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、ラジカル硬化を促進する任意成分として、架橋剤(E)を含んでもよい。架橋剤(E)としては、1分子中に2つ以上のエチレン性二重結合を有し、酸性基を有しない化合物が好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物が架橋剤(E)を含むことにより、露光時におけるネガ型感光性樹脂組成物の硬化性が向上し、低い露光量でも隔壁を形成することができる。[Crosslinking agent (E)]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain a crosslinking agent (E) as an optional component that promotes radical curing. As the crosslinking agent (E), a compound having two or more ethylenic double bonds in one molecule and having no acidic group is preferable. When the negative photosensitive resin composition contains the crosslinking agent (E), the curability of the negative photosensitive resin composition at the time of exposure is improved, and the partition can be formed even with a low exposure amount.
架橋剤(E)としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、N,N’−m−キシリレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、ウレタンアクリレート等が挙げられる。光反応性の点から多数のエチレン性二重結合を有することが好ましい。例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ウレタンアクリレートが好ましい。なお、これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 As the crosslinking agent (E), diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di ( (Meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol Hexa (meth) acrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate, bi {4- (Allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximido) phenyl} methane, N, N′-m-xylylene-bis (allylbicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide), urethane acrylate and the like. It is preferable to have many ethylenic double bonds from the point of photoreactivity. For example, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, and urethane acrylate are preferable. In addition, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
架橋剤(E)としては、市販品を使用することができる。市販品としては、KAYARAD DPHA(商品名、日本化薬社製、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物)、NKエステル A−9530(商品名、新中村化学工業社製、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物))、NKエステル A−9300(商品名、新中村化学工業社製、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート)、NKエステル A−9300−1CL(商品名、新中村化学工業社製、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート)、BANI−M(商品名、丸善石油化学社製、ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタン)、BANI−X(商品名、丸善石油化学社製、N,N’−m−キシリレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド))等が挙げられる。ウレタンアクリレートとしては、日本化薬社製のKAYARAD UXシリーズが挙げられ、具体的商品名としては、UX−3204、UX−6101、UX−0937、DPHA−40H、UX−5000、UX−5002D−P20等が挙げられる。 A commercial item can be used as a crosslinking agent (E). Commercially available products include KAYARAD DPHA (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate), NK ester A-9530 (trade name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., dipenta Mixture of erythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate)), NK ester A-9300 (trade name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., ethoxylated isocyanuric acid triacrylate), NK ester A-9300-1CL (trade name, new Nakamura Chemical Co., Ltd., ε-caprolactone-modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate), BANI-M (trade name, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., bis {4- (allylbicyclo [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboxyl (Mid) phenyl} methane), BANI-X (trade name, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., N, N′-m-xylylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3- Dicarboximide)) and the like. Examples of the urethane acrylate include KAYARAD UX series manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., and specific product names include UX-3204, UX-6101, UX-0937, DPHA-40H, UX-5000, UX-5002D-P20. Etc.
中でも、KAYARAD DPHAおよびNKエステル A−9530はネガ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の感度を向上させる理由から好ましい。NKエステル A−9300、BANI−MおよびBANI−Xは硬化膜に硬さを付与し、熱垂れを抑制する点から好ましい。NKエステル A−9300−1CLは硬化膜に柔軟性を付与する点から好ましい。ウレタンアクリレートは、適度な現像時間が実現可能となり、現像性が良好になるので好ましい。 Among these, KAYARAD DPHA and NK ester A-9530 are preferable because they improve the sensitivity of the cured film obtained from the negative photosensitive resin composition. NK ester A-9300, BANI-M and BANI-X are preferable from the viewpoint of imparting hardness to the cured film and suppressing thermal sagging. NK ester A-9300-1CL is preferable from the viewpoint of imparting flexibility to the cured film. Urethane acrylate is preferable because an appropriate development time can be realized and developability is improved.
ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中の架橋剤(E)の含有割合は、10〜60質量%であることが好ましく、20〜55質量%が特に好ましい。上記範囲であると、ネガ型感光性樹脂組成物の貯蔵安定性が良好になり、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて得られるパターニング基板を形成させた際に、画素内のインクジェットインキの濡れ性が良好になる。 The content of the crosslinking agent (E) in the total solid content in the negative photosensitive resin composition is preferably 10 to 60% by mass, particularly preferably 20 to 55% by mass. When it is in the above range, the storage stability of the negative photosensitive resin composition becomes good, and when the patterned substrate obtained using the negative photosensitive resin composition is formed, the ink-jet ink in the pixel becomes wet. Property is improved.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(A)、光重合開始剤(B)、撥インク剤(C)および溶媒(D)を含有する。さらに、必要に応じて、架橋剤(E)を含有する。さらに、以下の熱架橋剤(F)、着色剤(G)、高分子分散剤(H)、分散助剤(I)、シランカップリング剤(J)、微粒子(K)、リン酸化合物(L)およびその他の添加剤を含有してもよい。 The negative photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble resin (A), a photopolymerization initiator (B), an ink repellent agent (C), and a solvent (D). Furthermore, a crosslinking agent (E) is contained as needed. Further, the following thermal crosslinking agent (F), colorant (G), polymer dispersant (H), dispersion aid (I), silane coupling agent (J), fine particles (K), phosphoric acid compound (L ) And other additives.
[熱架橋剤(F)]
本発明における熱架橋剤(F)は、カルボキシ基および/または水酸基と反応し得る基を2個以上有する化合物である。熱架橋剤(F)は、アルカリ可溶性樹脂(A)がカルボキシ基および/または水酸基を有する場合、アルカリ可溶性樹脂(A)と反応し、硬化膜の架橋密度を増大させ耐熱性を向上させるという作用を有する[Thermal crosslinking agent (F)]
The thermal crosslinking agent (F) in the present invention is a compound having two or more groups capable of reacting with a carboxy group and / or a hydroxyl group. When the alkali-soluble resin (A) has a carboxy group and / or a hydroxyl group, the thermal crosslinking agent (F) reacts with the alkali-soluble resin (A) to increase the crosslinking density of the cured film and improve the heat resistance. Have
熱架橋剤(F)としては、アミノ樹脂、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリカルボジイミド化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を好ましく挙げることができる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Preferred examples of the thermal crosslinking agent (F) include at least one selected from the group consisting of amino resins, epoxy compounds, oxazoline compounds, polyisocyanate compounds, and polycarbodiimide compounds. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中の熱架橋剤(F)の含有割合は、1〜50質量%が好ましく、5〜30質量%が特に好ましい。上記範囲であると得られるネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好となる。 1-50 mass% is preferable and, as for the content rate of the thermal crosslinking agent (F) in the total solid in the negative photosensitive resin composition of this invention, 5-30 mass% is especially preferable. The developability of the negative photosensitive resin composition obtained when it is in the above range becomes good.
[着色剤(G)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を液晶表示素子のカラーフィルタのR、G、Bの三色の画素を囲む格子状の黒色部分であるブラックマトリックス形成のために用いる場合、着色剤(G)を含むことが好ましい。着色剤(G)は、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的には、C.I.ピグメントブラック1、6、7、12、20、31等が挙げられる。着色剤(G)としては、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料等の有機顔料や無機顔料の混合物を用いることもできる。[Colorant (G)]
When the negative photosensitive resin composition of the present invention is used for forming a black matrix that is a grid-like black portion surrounding the three color pixels R, G, and B of a color filter of a liquid crystal display element, a colorant (G ) Is preferably included. Examples of the colorant (G) include carbon black, aniline black, anthraquinone black pigment, perylene black pigment, specifically, C.I. I. Pigment black 1, 6, 7, 12, 20, 31 etc. are mentioned. As the colorant (G), a mixture of organic pigments such as red pigments, blue pigments, green pigments, and inorganic pigments can also be used.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物に着色剤(G)を含有させブラックマトリックス形成等に用いる場合、該ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中の着色剤(G)の含有割合は、15〜65質量%が好ましく、20〜50質量%が特に好ましい。上記範囲であると得られるネガ型感光性樹脂組成物は感度が良好であり、また、形成される隔壁は遮光性に優れる。 When the negative photosensitive resin composition of the present invention contains a colorant (G) and is used for forming a black matrix or the like, the content of the colorant (G) in the total solid content in the negative photosensitive resin composition is 15-65 mass% is preferable, and 20-50 mass% is especially preferable. The negative photosensitive resin composition obtained when it is in the above range has good sensitivity, and the formed partition has excellent light shielding properties.
[高分子分散剤(H)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物が、上記着色剤(G)等の分散性材料を含有する場合、その分散性を向上させるために、高分子分散剤(H)を含有することが好ましい。高分子分散剤(H)としては、特に限定されず、ウレタン系、ポリイミド系、アルキッド系、エポキシ系、ポリエステル系、メラミン系、フェノール系、アクリル系、ポリエーテル系、塩化ビニル系、塩化ビニル酢酸ビニル系共重合体系、ポリアミド系、ポリカーボネート系等が挙げられるが、ウレタン系、またはポリエステル系が好ましい。また、高分子分散剤(H)は、エチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイド由来の構成単位を有していてもよい。[Polymer dispersant (H)]
When the negative photosensitive resin composition of the present invention contains a dispersible material such as the colorant (G), it preferably contains a polymer dispersant (H) in order to improve the dispersibility. . The polymer dispersant (H) is not particularly limited, and is urethane, polyimide, alkyd, epoxy, polyester, melamine, phenol, acrylic, polyether, vinyl chloride, vinyl chloride acetic acid. A vinyl copolymer system, a polyamide system, a polycarbonate system, and the like can be mentioned, and a urethane system or a polyester system is preferable. The polymer dispersant (H) may have a structural unit derived from ethylene oxide and / or propylene oxide.
高分子分散剤(H)を着色剤(G)の分散のために用いる場合には、着色剤(G)に対する親和性を考慮して塩基性基を有する高分子分散剤(H)を用いることが好ましい。塩基性基としては、特に限定されないが、1級、2級または3級のアミノ基が挙げられる。
高分子分散剤(H)としては市販品を用いてもよい。市販品としては、ディスパロンDA−7301(商品名、楠本化成社製)、BYK161、BYK162、BYK163、BYK182(以上全て商品名、BYK−Chemie社製)、ソルスパーズ5000、ソルスパーズ17000(以上全て商品名、ゼネカ社製)等が挙げられる。
高分子分散剤(H)の使用量は、着色剤(G)に対して、5〜30質量%であることが好ましく、10〜25質量%が特に好ましい。使用量が上記範囲の下限値以上であると、着色剤(G)の分散性が向上し、上記範囲の上限値以下であると、ネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好になる。When the polymer dispersant (H) is used for dispersing the colorant (G), the polymer dispersant (H) having a basic group should be used in consideration of the affinity for the colorant (G). Is preferred. Although it does not specifically limit as a basic group, A primary, secondary, or tertiary amino group is mentioned.
A commercially available product may be used as the polymer dispersant (H). As commercial products, Disparon DA-7301 (trade name, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.), BYK161, BYK162, BYK163, BYK182 (all trade names, manufactured by BYK-Chemie), Solspurs 5000, Solspers 17000 (all trade names, Zeneca).
The amount of the polymer dispersant (H) used is preferably 5 to 30% by mass, particularly preferably 10 to 25% by mass, based on the colorant (G). When the amount used is not less than the lower limit of the above range, the dispersibility of the colorant (G) is improved, and when it is not more than the upper limit of the above range, the developability of the negative photosensitive resin composition becomes good.
[分散助剤(I)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、分散助剤(I)として、フタロシアニン系顔料誘導体や金属フタロシアニンスルホンアミド化合物を含有してもよい。分散助剤(I)は、着色剤(G)等の分散性材料と高分子分散剤(H)に吸着して、分散安定性を向上させる機能を有すると考えられる。[Dispersion aid (I)]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain a phthalocyanine pigment derivative or a metal phthalocyanine sulfonamide compound as the dispersion aid (I). It is considered that the dispersion aid (I) has a function of improving the dispersion stability by being adsorbed on the dispersible material such as the colorant (G) and the polymer dispersant (H).
分散助剤(I)の使用量は、着色剤(G)に対して、1〜10質量%であることが好ましく、2〜8質量%が特に好ましい。使用量が上記範囲の下限値以上であると、着色剤(G)の分散安定性が向上し、上記範囲の上限値以下であると、ネガ型感光性樹脂組成物の現像性が良好になる。 The amount of the dispersion aid (I) used is preferably 1 to 10% by mass, particularly preferably 2 to 8% by mass, based on the colorant (G). When the amount used is not less than the lower limit of the above range, the dispersion stability of the colorant (G) is improved, and when it is not more than the upper limit of the above range, the developability of the negative photosensitive resin composition becomes good. .
[シランカップリング剤(J)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、シランカップリング剤(J)を使用すると、形成される硬化膜の基材密着性が向上する。
シランカップリング剤(J)の具体例としては、テトラエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、へプタデカフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、ポリオキシアルキレン鎖含有トリエトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。[Silane coupling agent (J)]
When the negative photosensitive resin composition of the present invention uses a silane coupling agent (J), the substrate adhesion of the formed cured film is improved.
Specific examples of the silane coupling agent (J) include tetraethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyl. Examples include trimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, heptadecafluorooctylethyltrimethoxysilane, polyoxyalkylene chain-containing triethoxysilane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中のシランカップリング剤(J)の含有割合は、0.1〜20質量%が好ましく、1〜10質量%が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、ネガ型感光性樹脂組成物から形成される硬化膜の基材密着性が向上し、上記範囲の上限値以下であると、撥インク性が良好である。 0.1-20 mass% is preferable, and, as for the content rate of the silane coupling agent (J) in the total solid in the negative photosensitive resin composition of this invention, 1-10 mass% is especially preferable. When it is at least the lower limit of the above range, the substrate adhesion of the cured film formed from the negative photosensitive resin composition is improved, and when it is at most the upper limit of the above range, the ink repellency is good.
[微粒子(K)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、必要に応じて、微粒子(K)を含んでいてもよい。微粒子(K)を配合することにより、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる隔壁の熱垂れを防止することが可能となる。[Fine particles (K)]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain fine particles (K) as necessary. By mix | blending microparticles | fine-particles (K), it becomes possible to prevent the heat dripping of the partition obtained from a negative photosensitive resin composition.
微粒子(K)は、特に限定されず、シリカ、ジルコニア、フッ化マグネシウム、スズドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等の無機系微粒子;ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の有機系微粒子が挙げられるが、耐熱性を考慮すると、無機系微粒子が好ましく、入手容易性や分散安定性を考慮すると、シリカ、またはジルコニアが特に好ましい。また、ネガ型感光性樹脂組成物が、着色剤(G)および高分子分散剤(H)を含有する場合には、該高分子分散剤(H)の吸着能を考慮すれば、微粒子(K)は、負に帯電していることが好ましい。さらに、ネガ型感光性樹脂組成物の露光感度を考慮すると、微粒子(K)は、露光時に照射される光を吸収しないことが好ましく、超高圧水銀灯の主発光波長であるi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)を吸収しないことが特に好ましい。 The fine particles (K) are not particularly limited, and inorganic fine particles such as silica, zirconia, magnesium fluoride, tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide (ATO); organic materials such as polyethylene and polymethyl methacrylate (PMMA) In view of heat resistance, inorganic fine particles are preferable, and in view of availability and dispersion stability, silica or zirconia is particularly preferable. In addition, when the negative photosensitive resin composition contains the colorant (G) and the polymer dispersant (H), the fine particles (K ) Is preferably negatively charged. Furthermore, considering the exposure sensitivity of the negative photosensitive resin composition, it is preferable that the fine particles (K) do not absorb the light irradiated at the time of exposure, i-line (365 nm) which is the main emission wavelength of the ultrahigh pressure mercury lamp, It is particularly preferable not to absorb h-line (405 nm) and g-line (436 nm).
微粒子(K)の粒子径は、隔壁の表面平滑性が良好となることから、平均粒子径が1μm以下であることが好ましく、200nm以下が特に好ましい。
ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中の微粒子(K)の含有割合は、5〜35質量%が好ましく、10〜30質量%が特に好ましい。含有割合が上記範囲の下限値以上であると、ポストベークによる撥インク性の低下抑制効果があり、上記範囲の上限値以下であると、ネガ型感光性樹脂組成物の貯蔵安定性が良好になる。The particle diameter of the fine particles (K) is preferably 1 μm or less, particularly preferably 200 nm or less, because the surface smoothness of the partition walls is good.
5-35 mass% is preferable and, as for the content rate of microparticles | fine-particles (K) in the total solid in a negative photosensitive resin composition, 10-30 mass% is especially preferable. When the content ratio is not less than the lower limit of the above range, there is an effect of suppressing the decrease in ink repellency due to post-baking, and when it is not more than the upper limit of the above range, the storage stability of the negative photosensitive resin composition is good. Become.
[リン酸化合物(L)]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、必要に応じて、リン酸化合物(L)を含んでいてもよい。ネガ型感光性樹脂組成物がリン酸化合物(L)を含むことで、基板との密着性を向上させることができる。リン酸化合物(L)しては、モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジ(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等が挙げられる。[Phosphate compound (L)]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain a phosphoric acid compound (L) as necessary. Adhesiveness with a board | substrate can be improved because a negative photosensitive resin composition contains a phosphoric acid compound (L). Examples of the phosphoric acid compound (L) include mono (meth) acryloyloxyethyl phosphate, di (meth) acryloyloxyethyl phosphate, tris (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and the like.
ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中のリン酸化合物(L)の含有割合は、0.1〜10質量%が好ましく、0.1〜1質量%が特に好ましい。上記範囲であると、得られるネガ型感光性樹脂組成物から形成される硬化膜の基材との密着性が良好となる。 0.1-10 mass% is preferable and, as for the content rate of the phosphoric acid compound (L) in the total solid in a negative photosensitive resin composition, 0.1-1 mass% is especially preferable. Adhesiveness with the base material of the cured film formed from the negative photosensitive resin composition obtained as it is the said range becomes favorable.
[その他の添加剤]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物においては、さらに必要に応じて硬化促進剤、増粘剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、ハジキ防止剤、紫外線吸収剤等を含有することができる。[Other additives]
The negative photosensitive resin composition of the present invention may further contain a curing accelerator, a thickener, a plasticizer, an antifoaming agent, a leveling agent, a repellency inhibitor, an ultraviolet absorber and the like as necessary. .
[ネガ型感光性樹脂組成物の好ましい組み合わせ]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、用途や要求特性に合わせて組成と配合比を適宜選択することが好ましい。
本発明のネガ型感光性樹脂組成物における各種配合成分の好ましい組成を以下に示す。[Preferred combination of negative photosensitive resin composition]
In the negative photosensitive resin composition of the present invention, it is preferable to appropriately select the composition and the mixing ratio in accordance with the application and required characteristics.
The preferable composition of the various compounding components in the negative photosensitive resin composition of the present invention is shown below.
<組み合わせ1−1>
アルカリ可溶性樹脂(A):ビスフェノールA型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、上記式(A1−2a)〜(A1−2c)で表されるエポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に5〜80質量%、<Combination 1-1>
Alkali-soluble resin (A): a resin in which acidic groups and ethylenic double bonds are introduced into bisphenol A type epoxy resin, a resin in which acidic groups and ethylenic double bonds are introduced into bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type Resin with an acidic group and ethylenic double bond introduced into an epoxy resin, a resin with an acidic group and ethylenic double bond introduced into a cresol novolac type epoxy resin, an acidic group and an ethylenic double group into a trisphenolmethane type epoxy resin A resin having a double bond introduced therein, or at least one resin selected from resins having an acidic group and an ethylenic double bond introduced into the epoxy resins represented by the above formulas (A1-2a) to (A1-2c). And 5 to 80% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
光重合開始剤(B):2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オンから選ばれる少なくとも1種と4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンとを組合せた光重合開始剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.1〜50質量%、
撥インク剤(C):化合物(c−1)、(c−2)および(c−3)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)、(c−3)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1つの撥インク剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.01〜10質量%、Photopolymerization initiator (B): 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane- A photopolymerization initiator in which at least one selected from 1-one and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone are combined, and 0.1 to 50 in the total solid content in the negative photosensitive resin composition mass%,
Ink repellent agent (C): partially hydrolyzed condensate of mixture of compounds (c-1), (c-2) and (c-3), compounds (c-1), (c-2) and (c- 5) a partial hydrolysis condensate of the mixture of compounds (c-1), (c-2), (c-3) and (c-5). An ink agent, 0.01 to 10% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
溶媒(D):該溶媒(D)の全量に対して、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、4−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテートから選ばれる溶媒(D1)を50〜90質量%、水、2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルから選ばれる溶媒(D2)を10〜50質量%それぞれ含有する、溶媒(D)をネガ型感光性樹脂組成物中に50〜99質量%。 Solvent (D): The total amount of the solvent (D) is diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, 3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, 4- A solvent (D) containing 50 to 90% by mass of a solvent (D1) selected from butyrolactone and cyclohexanol acetate and 10 to 50% by mass of a solvent (D2) selected from water, 2-propanol and propylene glycol monomethyl ether, respectively. In the negative photosensitive resin composition in an amount of 50 to 99% by mass.
<組み合わせ1−2>
アルカリ可溶性樹脂(A)、光重合開始剤(B)および撥インク剤(C)は組み合わせ1−1と同様であり、溶媒(D)が以下である。
溶媒(D):該溶媒(D)の全量に対して、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、4−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテートから選ばれる溶媒(D1)を50〜90質量%、水、2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルから選ばれる溶媒(D2)を5〜45質量%、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート、ブチルアセテート、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ソルベントナフサから選ばれる溶媒(D3)を5〜45質量%、それぞれ含有する、溶媒(D)をネガ型感光性樹脂組成物中に50〜99質量%。<Combination 1-2>
The alkali-soluble resin (A), the photopolymerization initiator (B), and the ink repellent agent (C) are the same as in the combination 1-1, and the solvent (D) is as follows.
Solvent (D): The total amount of the solvent (D) is diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, 3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, 4- 50 to 90% by mass of a solvent (D1) selected from butyrolactone and cyclohexanol acetate, 5 to 45% by mass of a solvent (D2) selected from water, 2-propanol and propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol 1-monomethyl ether 2 -A solvent (D3) selected from acetate, butyl acetate, cyclohexanone, diethylene glycol monoethyl ether acetate, solvent naphtha, 5 to 45 mass%, Respectively containing 50 to 99 wt% solvent (D) to the negative photosensitive resin composition.
<組み合わせ2>
アルカリ可溶性樹脂(A):ビスフェノールA型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂、上記式(A1−2a)〜(A1−2c)で表されるエポキシ樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に5〜80質量%、<
Alkali-soluble resin (A): a resin in which acidic groups and ethylenic double bonds are introduced into bisphenol A type epoxy resin, a resin in which acidic groups and ethylenic double bonds are introduced into bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type Resin with an acidic group and ethylenic double bond introduced into an epoxy resin, a resin with an acidic group and ethylenic double bond introduced into a cresol novolac type epoxy resin, an acidic group and an ethylenic double group into a trisphenolmethane type epoxy resin A resin having a double bond introduced therein, or at least one resin selected from resins having an acidic group and an ethylenic double bond introduced into the epoxy resins represented by the above formulas (A1-2a) to (A1-2c). And 5 to 80% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
光重合開始剤(B):2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オンから選ばれる少なくとも1種と4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンとを組合せた光重合開始剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.1〜50質量%、
撥インク剤(C):化合物(c−1)、(c−2)および(c−3)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)、(c−3)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1つの撥インク剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.01〜10質量%、Photopolymerization initiator (B): 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane- A photopolymerization initiator in which at least one selected from 1-one and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone are combined, and 0.1 to 50 in the total solid content in the negative photosensitive resin composition mass%,
Ink repellent agent (C): partially hydrolyzed condensate of mixture of compounds (c-1), (c-2) and (c-3), compounds (c-1), (c-2) and (c- 5) a partial hydrolysis condensate of the mixture of compounds (c-1), (c-2), (c-3) and (c-5). An ink agent, 0.01 to 10% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
溶媒(D):該溶媒(D)の全量に対して、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、4−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテートから選ばれる溶媒(D1)を50〜90質量%、水、2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルから選ばれる溶媒(D2)を5〜45質量%、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート、ブチルアセテート、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ソルベントナフサから選ばれる溶媒(D3)を5〜45質量%、それぞれ含有する、溶媒(D)をネガ型感光性樹脂組成物中に50〜99質量%。 Solvent (D): The total amount of the solvent (D) is diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, 3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, 4- 50 to 90% by mass of a solvent (D1) selected from butyrolactone and cyclohexanol acetate, 5 to 45% by mass of a solvent (D2) selected from water, 2-propanol and propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol 1-monomethyl ether 2 -A solvent (D3) selected from acetate, butyl acetate, cyclohexanone, diethylene glycol monoethyl ether acetate, solvent naphtha, 5 to 45 mass%, Respectively containing 50 to 99 wt% solvent (D) to the negative photosensitive resin composition.
架橋剤(E):ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ウレタンアクリレートから選ばれる少なくとも1つの架橋剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に10〜60質量%、 Cross-linking agent (E): pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, urethane acrylate At least one cross-linking agent selected from 10 to 60% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
<組み合わせ3>
アルカリ可溶性樹脂(A):上記式(A1−2a)で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、上記式(A1−2b)で表されるエポキシ樹脂、上記式(A1−2c)で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂に酸性基とエチレン性二重結合とを導入した樹脂であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に5〜80質量%、<Combination 3>
Alkali-soluble resin (A): an epoxy resin having a biphenyl skeleton represented by the above formula (A1-2a), an epoxy resin represented by the above formula (A1-2b), and the above formula (A1-2c) A resin in which an acidic group and an ethylenic double bond are introduced into at least one resin selected from epoxy resins having a biphenyl skeleton, and 5 to 80% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
光重合開始剤(B):1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,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)から選ばれる少なくとも1つの光重合開始剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.1〜50質量%、
撥インク剤(C):化合物(c−1)、(c−2)および(c−3)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物、化合物(c−1)、(c−2)、(c−3)および(c−5)の混合物の部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1つの撥インク剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に0.01〜10質量%、Photopolymerization initiator (B): 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime), ethanone 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), which is at least one photopolymerization initiator, 0.1 to 50 in the total solid content in the negative photosensitive resin composition mass%,
Ink repellent agent (C): partially hydrolyzed condensate of mixture of compounds (c-1), (c-2) and (c-3), compounds (c-1), (c-2) and (c- 5) a partial hydrolysis condensate of the mixture of compounds (c-1), (c-2), (c-3) and (c-5). An ink agent, 0.01 to 10% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
溶媒(D):該溶媒(D)の全量に対して、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、4−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテートから選ばれる溶媒(D1)を50〜90質量%、水、2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルから選ばれる溶媒(D2)を5〜45質量%、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート、ブチルアセテート、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ソルベントナフサから選ばれる溶媒(D3)を5〜45質量%、それぞれ含有する、溶媒(D)をネガ型感光性樹脂組成物中に50〜99質量%。 Solvent (D): The total amount of the solvent (D) is diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, 3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, 4- 50 to 90% by mass of a solvent (D1) selected from butyrolactone and cyclohexanol acetate, 5 to 45% by mass of a solvent (D2) selected from water, 2-propanol and propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol 1-monomethyl ether 2 -A solvent (D3) selected from acetate, butyl acetate, cyclohexanone, diethylene glycol monoethyl ether acetate, solvent naphtha, 5 to 45 mass%, Respectively containing 50 to 99 wt% solvent (D) to the negative photosensitive resin composition.
架橋剤(E):ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ウレタンアクリレートから選ばれる少なくとも1つの架橋剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に10〜60質量%、
着色剤(G):カーボンブラック、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料等の有機顔料の混合物から選ばれる少なくとも1つの着色剤であって、ネガ型感光性樹脂組成物における全固形分中に15〜65質量%。Cross-linking agent (E): pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, urethane acrylate At least one cross-linking agent selected from 10 to 60% by mass in the total solid content in the negative photosensitive resin composition,
Colorant (G): at least one colorant selected from a mixture of organic pigments such as carbon black, red pigment, blue pigment, and green pigment, and 15 to 15 in the total solid content in the negative photosensitive resin composition 65% by weight.
[ネガ型感光性樹脂組成物の製造方法]
ネガ型感光性樹脂組成物を製造する方法として、アルカリ可溶性樹脂(A)、光重合開始剤(B)、撥インク剤(C)、溶媒(D)必要に応じて架橋剤(E)、熱架橋剤(F)、着色剤(G)、高分子分散剤(H)、分散助剤(I)、シランカップリング剤(J)、微粒子(K)、リン酸化合物(L)およびその他の添加剤と混合する方法が好ましい。[Method for producing negative photosensitive resin composition]
As a method for producing a negative photosensitive resin composition, an alkali-soluble resin (A), a photopolymerization initiator (B), an ink repellent agent (C), a solvent (D), if necessary, a crosslinking agent (E), heat Crosslinking agent (F), colorant (G), polymer dispersant (H), dispersion aid (I), silane coupling agent (J), fine particles (K), phosphate compound (L) and other additions A method of mixing with an agent is preferred.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、通常のネガ型感光性樹脂組成物と同様にフォトリソグラフィ等の材料として用いられ、得られた硬化膜は、通常のネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜が用いられる光学素子の部材として、使用することが可能である。特に、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を、基板上に複数の画素と隣接する画素間に位置する隔壁とを有する光学素子用の隔壁の形成に用いると、紫外線/オゾン洗浄処理等の親インク化処理後も充分に撥インク性を有する隔壁を得ることができ、好ましい。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物においては、隔壁の製造に際して、これを用いて塗膜を形成し乾燥させた膜において、膜厚が均一でムラがなく、膜表面に凝集物が発生しない良好な塗工性を有する。 The negative photosensitive resin composition of the present invention is used as a material such as photolithography in the same manner as an ordinary negative photosensitive resin composition, and the obtained cured film is an ordinary negative photosensitive resin composition. It can be used as a member of an optical element in which a cured film is used. In particular, when the negative photosensitive resin composition of the present invention is used for forming a partition for an optical element having a plurality of pixels and a partition located between adjacent pixels on a substrate, such as ultraviolet / ozone cleaning treatment A partition wall having sufficient ink repellency can be obtained even after the lyophilic treatment, which is preferable. Further, in the negative photosensitive resin composition of the present invention, in the production of the partition wall, in the film formed using this and dried, the film thickness is uniform and there is no unevenness, and aggregates are formed on the film surface. Good coatability that does not occur.
[隔壁およびその製造方法]
本発明の隔壁は、基板上に区画を設けるために形成される隔壁であって、上記本発明のネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜からなる。本発明の隔壁は、光学素子の用途に好適に用いられ、上記ネガ型感光性樹脂組成物が着色剤(G)を含有する場合には、得られる隔壁はブラックマトリックスとしての適用が可能である。本発明の隔壁は、例えば、基板上に複数の画素と隣接する画素間に位置する隔壁とを有する光学素子用の隔壁に適用される。[Partition and manufacturing method thereof]
The partition of this invention is a partition formed in order to provide a division on a board | substrate, Comprising: It consists of a cured film of the said negative photosensitive resin composition of this invention. The partition of this invention is used suitably for the use of an optical element, and when the said negative photosensitive resin composition contains a coloring agent (G), the partition obtained can be applied as a black matrix. . The partition of the present invention is applied to a partition for an optical element having a plurality of pixels and a partition located between adjacent pixels on a substrate, for example.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて本発明の光学素子用の隔壁を製造する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。 Examples of the method for producing the partition for the optical element of the present invention using the negative photosensitive resin composition of the present invention include the following methods.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を上記基板上に塗布して塗膜を形成し(塗膜形成工程)、次いで、上記塗膜を乾燥して膜とし(乾燥工程)、次いで、上記膜の隔壁となる部分のみを露光して光硬化させ(露光工程)、次いで、上記光硬化した部分以外の塗膜を除去して上記塗膜の光硬化部分からなる隔壁を形成させ(現像工程)、次いで、必要に応じて上記形成された隔壁等をさらに熱硬化させる(ポストベーク工程)ことにより、本発明の光学素子用の隔壁が製造できる。また、現像工程とポストベーク工程の間に、上記形成された隔壁等をさらに光硬化させる(ポスト露光工程)を入れてもよい。 The negative photosensitive resin composition of the present invention is applied on the substrate to form a coating film (coating film forming process), and then the coating film is dried to form a film (drying process). Only the part to be the partition wall is exposed and photocured (exposure process), and then the coating film other than the photocured part is removed to form the partition wall comprising the photocured part of the coating film (development process) Then, the partition walls for the optical element of the present invention can be manufactured by further thermally curing the formed partition walls and the like as necessary (post-baking step). Moreover, you may put further the photocuring (post exposure process) of the said formed partition etc. between a image development process and a post-baking process.
基板の材質は特に限定されるものではないが、各種ガラス板;ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリ(メタ)アクリル樹脂等の熱可塑性プラスチックシート;エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂の硬化シート等を使用できる。特に、耐熱性の点からガラス板、ポリイミド等の耐熱性プラスチックが好ましい。また、ポスト露光を、隔壁が形成されていない裏面(基板側)から行うこともあるため、透明基板であることが好ましい。
基板のネガ型感光性樹脂組成物の塗布面は、塗布前に予めアルコール洗浄、紫外線/オゾン洗浄等で洗浄することが好ましい。The material of the substrate is not particularly limited, but various glass plates; polyester (polyethylene terephthalate, etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polycarbonate, polymethyl methacrylate, polysulfone, polyimide, poly (meth) acrylic resin, etc. Thermoplastic plastic sheet; Cured sheet of thermosetting resin such as epoxy resin and unsaturated polyester can be used. In particular, a heat resistant plastic such as a glass plate or polyimide is preferable from the viewpoint of heat resistance. Moreover, since a post exposure may be performed from the back surface (board | substrate side) in which the partition is not formed, it is preferable that it is a transparent substrate.
It is preferable to clean the application surface of the negative photosensitive resin composition on the substrate by alcohol cleaning, ultraviolet / ozone cleaning or the like before application.
図1は、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた光学素子用隔壁の製造例を模式的に示す断面図である。図1(I)は、基板1上に本発明のネガ型感光性樹脂組成物からなる塗膜2が形成された状態の断面を示す図である。(II)は露光工程を模式的に示す図である。(III)は、現像工程後の基板1と基板上に形成された隔壁6を示す断面図である。
以下、図1を用いて本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた光学素子用隔壁の製造方法を具体的に説明する。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a production example of an optical element partition using the negative photosensitive resin composition of the present invention. FIG. 1 (I) is a view showing a cross section in a state where a
Hereinafter, the manufacturing method of the partition for optical elements using the negative photosensitive resin composition of this invention is demonstrated concretely using FIG.
(塗膜形成工程)
図1(I)に断面を示すように、基板1上に上記本発明のネガ型感光性樹脂組成物を塗布してネガ型感光性樹脂組成物からなる塗膜2を形成する。なお、基板1上にネガ型感光性樹脂組成物の塗膜2を形成させる前に、基板1のネガ型感光性樹脂組成物の塗布面をアルコール洗浄、紫外線/オゾン洗浄等で洗浄することが好ましい。(Coating film formation process)
As shown in a cross section in FIG. 1 (I), the negative photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a
ネガ型感光性樹脂組成物の塗布方法としては、膜厚が均一な塗膜が形成される方法であれば特に制限されず、スピンコート法、スプレー法、スリットコート法、ロールコート法、回転塗布法、バー塗布法等、通常の塗膜形成に用いられる方法が挙げられる。特に大面積に一度に塗布できるスリットコート法であることが好ましい。本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、上記の通り、ネガ型感光性樹脂組成物の基板上への塗工および、以下のプリベーク工程等の乾燥工程において、撥インク剤(C)の表面移行時間を充分に確保できるため、膜表面における凝集物の発生を防ぐことができ、さらに、充分なレベリング期間が取れるため、膜厚が均一でムラのない良好な膜が得られる。このような観点から、本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、特にスリットコート法において有利に使用できる。
塗膜2の膜厚は最終的に得られる隔壁の高さを勘案して決められる。塗膜2の膜厚は、最終的に得られる隔壁の高さの100〜200%が好ましく、100〜130%が特に好ましい。塗膜2の膜厚は0.3〜325μmが好ましく、1.3〜65μmが特に好ましい。The coating method of the negative photosensitive resin composition is not particularly limited as long as a coating film having a uniform film thickness is formed. Spin coating, spraying, slit coating, roll coating, spin coating The method used for normal coating-film formation, such as a method and a bar coating method, is mentioned. In particular, a slit coating method that can be applied to a large area at once is preferable. As described above, the negative photosensitive resin composition of the present invention is a surface of the ink repellent agent (C) in the coating of the negative photosensitive resin composition on the substrate and the drying step such as the following prebaking step. Since a sufficient transition time can be secured, generation of aggregates on the film surface can be prevented, and a sufficient leveling period can be taken, so that a good film having a uniform film thickness and no unevenness can be obtained. From such a viewpoint, the negative photosensitive resin composition of the present invention can be advantageously used particularly in the slit coating method.
The film thickness of the
(プリベーク工程)
上記塗膜形成工程で基板1上に形成された塗膜2を加熱し、膜2を得る。加熱によって、塗膜を構成するネガ型感光性樹脂組成物に含まれる溶媒を含む揮発成分が揮発、除去され、粘着性のない膜が得られる。また、撥インク剤(A)が塗膜表面近傍に移行する。加熱の方法としては、基板1とともに塗膜2をホットプレート、オーブン等の加熱装置により、50〜120℃で10〜2,000秒間程度加熱処理する方法が挙げられる。(Pre-baking process)
The
なお、上記のようにプリベーク工程での加熱によって溶媒等の揮発成分を除去することも可能であるが、溶媒等の揮発成分を除去するために加熱(乾燥)以外の真空乾燥等の乾燥工程をプリベーク工程の前に別に設けてもよい。また、膜外観のムラを発生させず、効率よく乾燥させるために、上記プリベーク工程による乾燥を兼ねた加熱と真空乾燥を併用することがより好ましい。真空乾燥の条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、好ましくは500〜10Paで10〜300秒間程度の幅広い範囲で行うことができる。 In addition, although it is possible to remove volatile components such as a solvent by heating in the pre-baking step as described above, a drying step such as vacuum drying other than heating (drying) is performed in order to remove volatile components such as a solvent. You may provide separately before a prebaking process. Further, in order to efficiently dry the film without causing unevenness of the film appearance, it is more preferable to use heating and vacuum drying in combination with the drying by the pre-baking process. The vacuum drying conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, and the like, but can be preferably performed at 500 to 10 Pa in a wide range of about 10 to 300 seconds.
(露光工程)
図1(II)に示すように、膜2に所定パターンのマスク4を介して光5を照射する。上記マスク4に切られた所定パターン部分のみを光5が透過し基板1上の膜に到達しその部分のみが光硬化する。したがって、隔壁の形成を行う場合、上記所定パターンは隔壁の形状に適合する形に設けられる。
例えば、ポストベーク工程後に隔壁の幅の平均が、100μm以下であるのが好ましく、20μm以下が特に好ましい。また、隣接する隔壁間の距離の平均が、300μm以下であるのが好ましく、100μm以下が特に好ましい。該範囲となるようにパターンを形成したマスクを用いることが好ましい。(Exposure process)
As shown in FIG. 1 (II), the
For example, the average partition wall width after the post-baking step is preferably 100 μm or less, and particularly preferably 20 μm or less. Further, the average distance between adjacent partition walls is preferably 300 μm or less, and particularly preferably 100 μm or less. It is preferable to use a mask in which a pattern is formed so as to be in this range.
図1(II)において、光が照射された膜の露光部分3はネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜からなり、一方、未露光部分は未硬化のネガ型感光性樹脂組成物の膜2そのものが残存する状態である。
In FIG. 1 (II), the exposed portion 3 of the film irradiated with light is composed of a cured film of a negative photosensitive resin composition, while the unexposed portion is a
照射する光5としては、可視光;紫外線;遠紫外線;KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、Kr2エキシマレーザー、KrArエキシマレーザー、Ar2エキシマレーザー等のエキシマレーザー;X線;電子線等が挙げられる。また、照射光5としては、波長100〜600nmの電磁波が好ましく、300〜500nmの範囲に分布を有する光線がより好ましく、i線(365nm)、h線(405nm)およびg線(436nm)が特に好ましい。The irradiation light 5 is visible light; ultraviolet light; far ultraviolet light; excimer laser such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, Kr 2 excimer laser, KrAr excimer laser, Ar 2 excimer laser; X-ray; Examples include lines. The irradiation light 5 is preferably an electromagnetic wave having a wavelength of 100 to 600 nm, more preferably a light ray having a distribution in the range of 300 to 500 nm, particularly i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm). preferable.
照射装置(図示されていない)として、公知の超高圧水銀灯やディープUVランプ等を用いることができる。露光量は、5〜1,000mJ/cm2が好ましく、50〜400mJ/cm2が特に好ましい。露光量が上記範囲の下限値以上であると、隔壁となるネガ型感光性樹脂組成物の硬化が充分であり、その後の現像で溶解や基板1からの剥離が生じにくくなる。上記範囲の上限値以下であると、高い解像度が得られる。露光時間としては、露光量、感光組成物の組成、塗膜の厚さ等にもよるが、1〜60秒間が好ましく、5〜20秒間が特に好ましい。As the irradiation device (not shown), a known ultra-high pressure mercury lamp, deep UV lamp, or the like can be used. Exposure is preferably 5~1,000mJ / cm 2, 50~400mJ / cm 2 is particularly preferred. When the exposure amount is at least the lower limit of the above range, the negative photosensitive resin composition serving as a partition is sufficiently cured, and subsequent development does not easily cause dissolution or peeling from the
(現像工程)
現像液を用いて現像を行い、図1(II)に示される基板1上の未露光部分2を除去する。これにより、図1(III)に断面図が示されるような、基板1と上記基板上にネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜により形成された隔壁6の構成が得られる。また、隔壁6と基板1で囲まれた部分は、インク注入等により画素が形成されるドット7と呼ばれる部分である。得られた基板10は、後述のポストベーク工程を経て、インクジェット方式での光学素子作製に用いることが可能な基板となる。(Development process)
Development is performed using a developer, and the
現像液としては、無機アルカリ類、アミン類、アルカノールアミン類、第4級アンモニウム塩等のアルカリ類を含むアルカリ水溶液を用いることができる。また現像液には、溶解性の向上や残渣除去のために、界面活性剤やアルコール等の有機溶媒を添加することができる。 As the developer, an aqueous alkali solution containing alkalis such as inorganic alkalis, amines, alkanolamines, and quaternary ammonium salts can be used. Further, an organic solvent such as a surfactant or alcohol can be added to the developer in order to improve solubility and remove residues.
現像時間(現像液に接触させる時間)は、5〜180秒間が好ましい。また現像方法は液盛り法、ディッピング法、シャワー法等が挙げられる。現像後、高圧水洗や流水洗浄を行い、圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、基板1および隔壁6上の水分を除去できる。
The development time (time for contacting with the developer) is preferably 5 to 180 seconds. Examples of the developing method include a liquid piling method, a dipping method, and a shower method. After the development, water on the
(ポストベーク工程)
基板1上の隔壁6を加熱する。加熱の方法としては、基板1とともに隔壁6をホットプレート、オーブン等の加熱装置により、150〜250℃で、5〜90分間加熱処理をする方法が挙げられる。加熱処理により、基板1上のネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜からなる隔壁6がさらに硬化し、隔壁6と基板1で囲まれるドット7の形状もより固定化される。なお、上記加熱温度は180℃以上であることが特に好ましい。加熱温度が低すぎると隔壁6の硬化が不充分であるために、充分な耐薬品性が得られず、その後のインクジェット塗布工程でドット7にインクを注入した場合に、そのインクに含まれる溶媒により隔壁6が膨潤したり、インクが滲んでしまうおそれがある。一方、加熱温度が高すぎると、隔壁6の熱分解が起こるおそれがある。(Post bake process)
The
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、隔壁の幅の平均が、100μm以下が好ましく、20μm以下が特に好ましい。また、隣接する隔壁間の距離(ドットの幅)の平均が、300μm以下が好ましく、100μm以下が特に好ましい。また、隔壁の高さの平均が、0.05〜50μmが好ましく、0.2〜10μmが特に好ましい。 In the negative photosensitive resin composition of the present invention, the average width of the partition walls is preferably 100 μm or less, and particularly preferably 20 μm or less. In addition, the average distance between adjacent partition walls (dot width) is preferably 300 μm or less, and particularly preferably 100 μm or less. Moreover, 0.05-50 micrometers is preferable and, as for the average of the height of a partition, 0.2-10 micrometers is especially preferable.
[光学素子の製造方法]
上記製造方法によって基板上に隔壁を形成した後、例えば、上記基板と上記隔壁で囲まれた領域内に露出した基板表面に親インク化処理をし(親インク化処理工程)、次いで、上記領域にインクジェット法によりインクを注入して上記画素を形成する(インク注入工程)ことで光学素子が得られる。[Method for Manufacturing Optical Element]
After the partition wall is formed on the substrate by the above manufacturing method, for example, the substrate surface exposed in the region surrounded by the substrate and the partition wall is subjected to an ink affinity treatment (ink affinity treatment process), and then the region An optical element can be obtained by injecting ink into the ink jet method to form the pixel (ink injection step).
(親インク化処理工程)
親インク化処理の方法としては、アルカリ水溶液による洗浄処理、紫外線洗浄処理、紫外線/オゾン洗浄処理、エキシマ洗浄処理、コロナ放電処理、酸素プラズマ処理等の方法が挙げられる。
アルカリ水溶液による洗浄処理は、アルカリ水溶液(水酸化カリウム、テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等)を用いて基板表面を洗浄する湿式処理である。
紫外線洗浄処理は、紫外線を用いて基板表面を洗浄する乾式処理である。
紫外線/オゾン洗浄処理は、185nmと254nmを発光する低圧水銀ランプを用いて基板表面を洗浄する乾式処理である。
エキシマ洗浄処理は、172nmを発光するキセノンエキシマランプを用いて基板表面を洗浄する乾式処理である。
コロナ放電処理は、高周波高電圧を利用し、空気中にコロナ放電を発生させ、基板表面を洗浄する乾式処理である。
酸素プラズマ処理は、主に真空中で高周波電源等をトリガーとして酸素を励起させ、反応性の高い「プラズマ状態」にしたものを用いて基板表面を洗浄する乾式処理である。(Ink affinity process)
Examples of the lyophilic process include a cleaning process using an alkaline aqueous solution, an ultraviolet cleaning process, an ultraviolet / ozone cleaning process, an excimer cleaning process, a corona discharge process, and an oxygen plasma process.
The cleaning process with an alkaline aqueous solution is a wet process in which the substrate surface is cleaned with an alkaline aqueous solution (potassium hydroxide, tetramethyl ammonium hydroxide aqueous solution, or the like).
The ultraviolet cleaning process is a dry process for cleaning the substrate surface using ultraviolet rays.
The ultraviolet / ozone cleaning process is a dry process that cleans the substrate surface using a low-pressure mercury lamp that emits light of 185 nm and 254 nm.
The excimer cleaning process is a dry process for cleaning the substrate surface using a xenon excimer lamp that emits light at 172 nm.
The corona discharge treatment is a dry treatment that uses a high-frequency high voltage to generate corona discharge in the air and cleans the substrate surface.
The oxygen plasma treatment is a dry treatment in which oxygen is excited in a vacuum mainly using a high frequency power source as a trigger to clean the substrate surface using a highly reactive “plasma state”.
親インク化処理の方法としては、簡便である点で、紫外線/オゾン洗浄処理等の乾式処理法が好ましい。紫外線/オゾンは市販の装置を用いて発生させることができる。紫外線/オゾン装置内部に隔壁が形成された基板をおき、空気中、室温で、1〜10分程度、隔壁の撥油性を損なわない範囲で処理をおこなうことにより、親インク化処理を行うことができる。なお、処理時間については、個々の紫外線/オゾン装置にあわせて、隔壁の撥油性を損なわない範囲となる時間に調整すればよい。 As a method for the ink-philic treatment, a dry treatment method such as an ultraviolet / ozone cleaning treatment is preferable because it is simple. UV / ozone can be generated using commercially available equipment. An ink-repellent treatment can be performed by placing a substrate on which a partition wall is formed inside an ultraviolet / ozone device and performing the treatment in air at room temperature for about 1 to 10 minutes within a range that does not impair the oil repellency of the partition wall. it can. In addition, about processing time, what is necessary is just to adjust to the time used as the range which does not impair the oil repellency of a partition according to each ultraviolet-ray / ozone apparatus.
この親インク化処理により、上記隔壁の形成後にドットに残る不純物の除去等を充分に行うことでドットの親インク化を充分に計ることができ、得られる光学素子を用いたカラー表示装置等の白抜け現象を防止することが可能となる。また、本発明のネガ型感光性樹脂組成物から得られる隔壁を用いれば、上記紫外線洗浄処理等で、隔壁の撥インク性を低下させることなく親インク化を行うことが可能である。 By this ink repellency treatment, the removal of impurities remaining on the dots after the formation of the partition walls can be sufficiently performed to sufficiently measure the dot ink fondness, such as a color display device using an optical element obtained. It is possible to prevent white spots. In addition, when the partition obtained from the negative photosensitive resin composition of the present invention is used, it is possible to make the ink affinity by the ultraviolet cleaning treatment or the like without reducing the ink repellency of the partition.
ここで、ネガ型感光性樹脂組成物から形成される硬化膜の撥インク性(撥水撥油性)は、水およびPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:インクの溶媒として多く使用されている有機溶媒。)の接触角で見積もることができる。上記本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された隔壁を有する基板を用いて光学素子を製造する場合、隔壁は上記親インク化処理後も充分な撥インク性を有することが求められる。そこで、隔壁の水の接触角は90度以上が好ましく、95度以上が特に好ましい。また、同様に隔壁のPGMEAの接触角は30度以上が好ましく、35度以上が特に好ましい。一方、上記本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された隔壁を有する基板を用いて光学素子を製造する場合、ドットについては、親インク性であることが求められ、その水の接触角は20度以下が好ましく、10度以下が特に好ましい。 Here, the ink repellency (water / oil repellency) of the cured film formed from the negative photosensitive resin composition is water and PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate: an organic solvent often used as a solvent for the ink. ) And the contact angle can be estimated. When an optical element is produced using a substrate having a partition formed using the negative photosensitive resin composition of the present invention, the partition is required to have sufficient ink repellency even after the ink-philic treatment. It is done. Therefore, the water contact angle of the partition walls is preferably 90 ° or more, and particularly preferably 95 ° or more. Similarly, the contact angle of PGMEA of the partition wall is preferably 30 degrees or more, particularly preferably 35 degrees or more. On the other hand, when an optical element is produced using a substrate having a partition wall formed using the negative photosensitive resin composition of the present invention, the dots are required to be ink-philic, and the water The contact angle is preferably 20 degrees or less, and particularly preferably 10 degrees or less.
(インク注入工程)
親インク化処理工程後のドットにインクジェット法によりインクを注入して画素を形成する工程である。この工程は、インクジェット法に一般的に用いられるインクジェット装置を用いて通常の方法と同様に行うことができる。このような画素の形成に用いられるインクジェット装置としては、特に限定されるものではないが、帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることができる。(Ink injection process)
This is a step of forming pixels by injecting ink into the dots after the ink affinity treatment step by an ink jet method. This step can be performed in the same manner as a normal method using an ink jet apparatus generally used in the ink jet method. The ink jet device used for forming such pixels is not particularly limited, but a method in which charged ink is continuously ejected and controlled by a magnetic field, and ink is ejected intermittently using a piezoelectric element. An ink jet apparatus using various methods such as a method, a method of heating ink, and intermittently ejecting the ink using the foaming can be used.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて製造する光学素子としては、カラーフィルタ、有機EL素子、有機TFTアレイ等が挙げられる。 Examples of the optical element produced using the negative photosensitive resin composition of the present invention include a color filter, an organic EL element, and an organic TFT array.
[カラーフィルタの製造]
隔壁の形成、ドットの親インク化処理、インクジェット法によるインク注入は上述の通りである。カラーフィルタにおいて、形成される画素の形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の公知のいずれの配列とすることも可能である。[Manufacture of color filters]
The formation of partition walls, the process of making dots ink-philic, and ink injection by the inkjet method are as described above. In the color filter, the shape of the pixel to be formed can be any known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type.
画素の形成に用いられるインクは、主に着色成分とバインダー樹脂成分と溶媒とを含む。着色成分としては、耐熱性、耐光性等に優れた顔料および染料を用いることが好ましい。バインダー樹脂成分としては、透明で耐熱性に優れた樹脂が好ましく、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。水性のインクは、溶媒として水および必要に応じて水溶性有機溶媒を含み、バインダー樹脂成分として水溶性樹脂または水分散性樹脂を含み、必要に応じて各種助剤を含む。また、油性のインクは、溶媒として有機溶媒を含み、バインダー樹脂成分として有機溶媒に可溶な樹脂を含み、必要に応じて各種助剤を含む。
またインクジェット法によりインクを注入した後、必要により、乾燥、加熱硬化、紫外線硬化を行うことが好ましい。The ink used for forming the pixel mainly includes a coloring component, a binder resin component, and a solvent. As the coloring component, it is preferable to use pigments and dyes excellent in heat resistance, light resistance and the like. As the binder resin component, a resin that is transparent and excellent in heat resistance is preferable, and examples thereof include an acrylic resin, a melamine resin, and a urethane resin. The water-based ink contains water and, if necessary, a water-soluble organic solvent, contains a water-soluble resin or a water-dispersible resin as a binder resin component, and contains various auxiliary agents as necessary. The oil-based ink contains an organic solvent as a solvent, a resin soluble in an organic solvent as a binder resin component, and various auxiliary agents as necessary.
Moreover, after injecting ink by the inkjet method, it is preferable to perform drying, heat curing, and ultraviolet curing as necessary.
画素形成後、必要に応じて、保護膜層を形成する。保護膜層は表面平坦性を上げる目的と隔壁や画素部のインクからの溶出物が液晶層に到達するのを遮断する目的で形成することが好ましい。保護膜層を形成する場合は、事前に隔壁の撥インク性を除去することが好ましい。撥インク性を除去しない場合、オーバーコート用塗布液をはじき、均一な膜厚が得られないため好ましくない。隔壁の撥インク性を除去する方法としては、プラズマアッシング処理や光アッシング処理等が挙げられる。
さらに必要に応じて、カラーフィルタを用いて製造される液晶パネルの高品位化のためにフォトスペーサーを隔壁で構成されるブラックマトリックス上に形成することが好ましい。After the pixel formation, a protective film layer is formed as necessary. The protective film layer is preferably formed for the purpose of increasing the surface flatness and for blocking the eluate from the ink in the partition walls and the pixel portion from reaching the liquid crystal layer. When forming the protective film layer, it is preferable to remove the ink repellency of the partition wall in advance. If the ink repellency is not removed, the overcoat coating solution is repelled, and a uniform film thickness cannot be obtained. Examples of the method for removing the ink repellency of the partition include plasma ashing and optical ashing.
Further, if necessary, it is preferable to form a photo spacer on a black matrix composed of partition walls in order to improve the quality of a liquid crystal panel manufactured using a color filter.
[有機EL素子の製造]
隔壁を形成する前に、ガラス等の透明基材にスズドープ酸化インジウム(ITO)等の透明電極をスパッタ法等によって製膜し、必要に応じて所望のパターンに透明電極をエッチングする。次に、本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて隔壁を形成し、ドットの親インク化処理後、インクジェット法を用いてドットに正孔輸送材料、発光材料の溶液を順次塗布、乾燥して、正孔輸送層、発光層を形成する。その後アルミニウム等の電極を蒸着法等によって形成することによって、有機EL素子の画素が得られる。[Manufacture of organic EL elements]
Before forming the partition walls, a transparent electrode such as tin-doped indium oxide (ITO) is formed on a transparent substrate such as glass by sputtering or the like, and the transparent electrode is etched into a desired pattern as necessary. Next, a barrier rib is formed using the negative photosensitive resin composition of the present invention, and after the dot is made into an ink-inking treatment, a solution of a hole transport material and a light emitting material is sequentially applied to the dot using an ink jet method and dried. Thus, a hole transport layer and a light emitting layer are formed. Thereafter, an electrode of aluminum or the like is formed by a vapor deposition method or the like, thereby obtaining a pixel of the organic EL element.
[有機TFTアレイの製造]
以下の(1)〜(3)の工程を経て、有機TFTアレイを製造することができる。
(1)ガラス等の透明基材に本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて隔壁を形成する。ドットの親インク化処理後、インクジェット法を用いてドットにゲート電極材料の溶液を塗布しゲート電極を形成する。
(2)ゲート電極を形成させた後、その上にゲート絶縁膜を形成させる。ゲート絶縁膜上に本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて隔壁を形成し、ドットの親インク化処理後、インクジェット法を用いてドットにソース・ドレイン電極材料の溶液を塗布しソース・ドレイン電極を形成する。
(3)ソース・ドレイン電極を形成させた後、一対のソース・ドレイン電極を含む領域を囲むように本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いて隔壁を形成し、ドットの親インク化処理後、インクジェット法を用いてドットに有機半導体の溶液を塗布し有機半導体層をソース・ドレイン電極間に形成させる。
なお、(1)〜(3)は、それぞれ1工程のみにおいて本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた隔壁を利用してもよいし、2つ以上の工程において本発明のネガ型感光性樹脂組成物を用いた隔壁を利用してもよい。[Manufacture of organic TFT array]
An organic TFT array can be manufactured through the following steps (1) to (3).
(1) A partition wall is formed on a transparent substrate such as glass using the negative photosensitive resin composition of the present invention. After the dot is made into an ink-philic process, a gate electrode material solution is applied to the dots using an inkjet method to form a gate electrode.
(2) After forming the gate electrode, a gate insulating film is formed thereon. A barrier rib is formed on the gate insulating film using the negative photosensitive resin composition of the present invention, and after the dot is made into an ink-philic process, a solution of a source / drain electrode material is applied to the dot using an ink jet method. A drain electrode is formed.
(3) After forming the source / drain electrodes, a partition is formed using the negative photosensitive resin composition of the present invention so as to surround a region including the pair of source / drain electrodes, and the ink is made to be an ink-insensitive dot. Thereafter, an organic semiconductor solution is applied to the dots using an ink jet method to form an organic semiconductor layer between the source and drain electrodes.
In (1) to (3), the partition using the negative photosensitive resin composition of the present invention may be used in only one step, or the negative photosensitive resin of the present invention in two or more steps. You may utilize the partition using a conductive resin composition.
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、例1〜5、8〜10は実施例、例6、7、11が比較例である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1 to 5 and 8 to 10 are Examples, and Examples 6, 7, and 11 are comparative examples.
各測定は以下の方法で行った。
[数平均分子量(Mn)]
分子量測定用の標準試料として市販されている重合度の異なる数種の単分散ポリスチレン重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を、市販のGPC測定装置(東ソー社製、装置名:HLC−8320GPC)を用いて測定し、ポリスチレンの分子量と保持時間(リテンションタイム)との関係をもとに検量線を作成した。
試料をテトラヒドロフランで1.0質量%に希釈し、0.5μmのフィルターに通過させた後、該試料についてのGPCを、前記GPC測定装置を用いて測定した。
前記検量線を用いて、試料のGPCスペクトルをコンピュータ解析することにより、該試料の数平均分子量(Mn)を求めた。Each measurement was performed by the following method.
[Number average molecular weight (Mn)]
Gel permeation chromatography (GPC) of several types of monodisperse polystyrene polymers with different degrees of polymerization, which are commercially available as standard samples for molecular weight measurement, were prepared using a commercially available GPC measuring device (manufactured by Tosoh Corporation, device name: HLC-8320GPC). ) And a calibration curve was created based on the relationship between the molecular weight of polystyrene and the retention time (retention time).
The sample was diluted to 1.0% by mass with tetrahydrofuran and passed through a 0.5 μm filter, and then the GPC of the sample was measured using the GPC measurement apparatus.
The number average molecular weight (Mn) of the sample was determined by computer analysis of the GPC spectrum of the sample using the calibration curve.
[水接触角]
静滴法により、JIS R3257「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に準拠して、基材上の測定表面の3ヶ所に水滴を載せ、各水滴について測定した。液滴は2μL/滴であり、測定は20℃で行った。接触角は、3測定値の平均値(n=3)で示す。[Water contact angle]
In accordance with JIS R3257 “Testing method for wettability of substrate glass surface”, water droplets were placed on three measurement surfaces on the substrate by the sessile drop method, and each water droplet was measured. The droplet was 2 μL / droplet, and the measurement was performed at 20 ° C. The contact angle is indicated by an average value of three measured values (n = 3).
[PGMEA接触角]
静滴法により、JIS R3257「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に準拠して、基材上の測定表面の3ヶ所にPGMEA滴を載せ、各PGMEA滴について測定した。液滴は2μL/滴であり、測定は20℃で行った。接触角は、3測定値の平均値(n=3)で示す。[PGMEA contact angle]
In accordance with JIS R3257 “Testing method for wettability of substrate glass surface”, PGMEA droplets were placed at three locations on the measurement surface of the substrate by the sessile drop method, and each PGMEA droplet was measured. The droplet was 2 μL / droplet, and the measurement was performed at 20 ° C. The contact angle is indicated by an average value of three measured values (n = 3).
合成例および実施例で用いた化合物の略語は以下の通りである。
(アルカリ可溶性樹脂(A))
CCR1235:商品名;KAYARAD CCR−1235、日本化薬社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂にカルボキシ基とエチレン性二重結合を導入した樹脂、酸価60mgKOH/g、固形分60質量%、溶媒として、EDGAC:27質量%、ソルベントナフサ:13質量%を含有。)。
ZAR2002:商品名;KAYARAD ZAR−2002H、日本化薬社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂にカルボキシ基とエチレン性二重結合を導入した樹脂、酸価60mgKOH/g、固形分70質量%、溶媒として、PGMEA:30質量%)。
(光重合開始剤(B))
IR907:商品名;IRGACURE 907、BASF社製、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン。
EAB:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(東京化成工業社製)。
OXE02:商品名;IRGACURE OXE02、BASF社製、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−(0−アセチルオキシム。Abbreviations of the compounds used in Synthesis Examples and Examples are as follows.
(Alkali-soluble resin (A))
CCR1235: trade name: KAYARAD CCR-1235, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., a resin obtained by introducing a carboxy group and an ethylenic double bond into a cresol novolac type epoxy resin, an acid value of 60 mgKOH / g, a solid content of 60% by mass, a solvent, EDGAC: 27% by mass, solvent naphtha: 13% by mass ).
ZAR2002: Trade name; KAYARAD ZAR-2002H, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., a resin in which a carboxy group and an ethylenic double bond are introduced into a bisphenol A type epoxy resin, an acid value of 60 mgKOH / g, a solid content of 70% by mass, PGMEA: 30% by mass).
(Photopolymerization initiator (B))
IR907: Trade name: IRGACURE 907, manufactured by BASF, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone.
EAB: 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.).
OXE02: Trade name; IRGACURE OXE02, manufactured by BASF, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime).
(溶媒(D))
(i)溶媒(D1)
EDM:ジエチレングリコールエチルメチルエーテル。
メトアセ:3−メトキシブチルアセテート。
EEP:3−エトキシプロピオン酸エチル。
(ii)溶媒(D2)
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル。
(iii)溶媒(D3)
MDM:ジエチレングリコールジメチルエーテル。
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
EDGAC:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート。
ソルベントナフサ:石油系化合物の混合溶媒である。沸点が150〜200℃の範囲にあり、溶媒(D1)に分類される化合物を含有するが、組成が不明のため表1においては、含有量の全量を(D3)として記載した。
(架橋剤(E))
A9530:商品名;NKエステル A−9530、新中村化学工業社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合品。(Solvent (D))
(I) Solvent (D1)
EDM: Diethylene glycol ethyl methyl ether.
Metoace: 3-methoxybutyl acetate.
EEP: ethyl 3-ethoxypropionate.
(ii) Solvent (D2)
PGME: Propylene glycol monomethyl ether.
(iii) Solvent (D3)
MDM: Diethylene glycol dimethyl ether.
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate.
EDGAC: Diethylene glycol monoethyl ether acetate.
Solvent naphtha: A mixed solvent of petroleum compounds. Although the boiling point is in the range of 150 to 200 ° C. and contains a compound classified as the solvent (D1), since the composition is unknown, in Table 1, the total content is described as (D3).
(Crosslinking agent (E))
A9530: trade name; NK ester A-9530, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., a mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate.
[合成例1:撥インク剤(C1)の合成および(C1−1)液の調整]
撹拌機を備えた50cm3の三口フラスコに、上記化合物(c−1)であるCF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3(旭硝子社製)の0.5g、上記化合物(c−2)であるSi(OC2H5)4(コルコート社製)の1.11g、上記化合物(c−5)であるCH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3(東京化成工業社製)の0.63g、上記化合物(c−3)である(CH3)3SiOCH3(東京化成工業社製)の0.28gを入れた。次いで、PGMEの10.26gを入れて、混合物を得た。
該混合物を、室温で、撹拌しながら、1.0%硝酸水溶液を1.27g滴下した。滴下終了後、さらに、5時間撹拌した。該液を、撥インク剤(C1)を10質量%で含有するPGME溶液を(C1−1)液とする。得られた(C1−1)液の溶媒を除いた組成物の含フッ素含有率(フッ素原子の質量%)は、18.8質量%である。また、(C1−1)液の溶媒を除いた組成物の数平均分子量(Mn)は740であった。[Synthesis Example 1: Synthesis of ink repellent agent (C1) and adjustment of (C1-1) liquid]
In a 50 cm 3 three-necked flask equipped with a stirrer, 0.5 g of the above compound (c-1) CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 (Asahi Glass Co., Ltd.), the above compound 1.11 g of Si (OC 2 H 5 ) 4 (manufactured by Colcoat Co.) which is (c-2), CH 2 ═CHCOO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 (which is the above compound (c-5)) 0.63 g of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and 0.28 g of (CH 3 ) 3 SiOCH 3 (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), which is the above compound (c-3), were added. Next, 10.26 g of PGME was added to obtain a mixture.
While stirring the mixture at room temperature, 1.27 g of a 1.0% aqueous nitric acid solution was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 5 hours. A PGME solution containing the ink repellent (C1) at 10% by mass is referred to as a (C1-1) liquid. The fluorine-containing content (mass% of fluorine atoms) of the composition excluding the solvent of the obtained (C1-1) liquid is 18.8 mass%. The number average molecular weight (Mn) of the composition excluding the solvent of the (C1-1) solution was 740.
[合成例2:撥インク剤(C2)の合成および(C2−1)液の調整]
上記化合物(c−2)の代わりにエチルシリケート48(コルコート社製:Si(OC2H5)4の部分加水分解縮合物)の0.76g、PGMEの10.26gを用いる以外は、合成例1と同様に混合物を作成した。
該混合物を、室温で、撹拌しながら、1.0%硝酸水溶液を0.93g滴下した。滴下終了後、さらに、5時間撹拌した。該液を、撥インク剤(C2)を10質量%で含有するPGME溶液を(C2−1)液とする。得られた(C2−1)液の溶媒を除いた組成物の含フッ素含有率(フッ素原子の質量%)、18.8質量%である。また、(C2−1)液の溶媒を除いた組成物の数平均分子量(Mn)は866であった。[Synthesis Example 2: Synthesis of ink repellent agent (C2) and preparation of (C2-1) liquid]
A synthesis example except that 0.76 g of ethyl silicate 48 (manufactured by Colcoat: partial hydrolysis-condensation product of Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and 10.26 g of PGME are used instead of the compound (c-2). A mixture was prepared as in 1.
While stirring the mixture at room temperature, 0.93 g of a 1.0% nitric acid aqueous solution was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 5 hours. A PGME solution containing the ink repellent (C2) at 10% by mass is referred to as a (C2-1) liquid. The fluorine-containing content (mass% of fluorine atoms) of the composition excluding the solvent of the obtained (C2-1) liquid is 18.8 mass%. The number average molecular weight (Mn) of the composition excluding the solvent of the (C2-1) solution was 866.
[合成例3:撥インク剤(C3)の合成および(C3−1)液の調整]
撹拌機を備えた50cm3の三口フラスコに、上記化合物(c−1)であるCF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3(旭硝子社製)の0.5g、上記化合物(c−2)であるSi(OC2H5)4(コルコート社製)の0.83g、上記化合物(c−5)であるCH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3(東京化成工業社製)の0.94gを入れた。次いで、PGMEの9.89gを入れて、混合物を得た。
上記混合物を、室温で、撹拌しながら、1.0%硝酸水溶液を1.12g滴下した。滴下終了後、さらに、5時間撹拌した。該液を、撥インク剤(C3)を10質量%で含有するPGME溶液を(C3−1)液とする。得られた(C3−1)液の溶媒を除いた組成物の含フッ素含有率(フッ素原子の質量%)は、18.8質量%である。また、(C3−1)液の溶媒を除いた組成物の数平均分子量(Mn)は768であった。[Synthesis Example 3: Synthesis of ink repellent agent (C3) and preparation of (C3-1) liquid]
In a 50 cm 3 three-necked flask equipped with a stirrer, 0.5 g of the above compound (c-1) CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 (Asahi Glass Co., Ltd.), the above compound 0.83 g of Si (OC 2 H 5 ) 4 (manufactured by Colcoat Co.) which is (c-2), CH 2 ═CHCOO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 ( 0.94 g of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was added. Next, 9.89 g of PGME was added to obtain a mixture.
While stirring the above mixture at room temperature, 1.12 g of a 1.0% nitric acid aqueous solution was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 5 hours. A PGME solution containing the ink repellent agent (C3) at 10% by mass is referred to as a (C3-1) liquid. The fluorine-containing content (mass% of fluorine atoms) of the composition excluding the solvent of the obtained (C3-1) liquid is 18.8 mass%. The number average molecular weight (Mn) of the composition excluding the solvent of the (C3-1) solution was 768.
[例1]
(ネガ型感光性樹脂組成物の調製)
(C1−1)液の10g(固形分は1.0g、残りは溶媒のPGME)、CCR-1235の75g(固形分は45g、残りは溶媒のEDGAC:20g、ソルベントナフサ:10g)、IR907の6g、EABの3g、A9530の45gおよびEDM180gおよびPGMEの81gを1,000cm3の撹拌用容器に入れ、30分間撹拌して、ネガ型感光性樹脂組成物1を調製した。表1には、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分中の組成と溶媒成分中の組成と該組成物中の溶剤(D)成分の含有量を記載した。[Example 1]
(Preparation of negative photosensitive resin composition)
(C1-1) 10 g of liquid (solid content is 1.0 g, the rest is PGME of the solvent), 75 g of CCR-1235 (solid content is 45 g, the rest is EDGAC of the solvent: 20 g, solvent naphtha: 10 g), IR907 6 g, 3 g of EAB, 45 g of A9530, 180 g of EDM, and 81 g of PGME were placed in a stirring vessel of 1,000 cm 3 and stirred for 30 minutes to prepare a negative
(硬化膜の製造1)
10cm四方のガラス基板をエタノールで30秒間超音波洗浄し、次いで、5分間の紫外線/オゾン洗浄を行った。紫外線/オゾン洗浄には、紫外線/オゾン発生装置としてPL7−200(センエジニアリング社製)を使用した。なお、以下の全ての紫外線/オゾン処理についても、紫外線/オゾン発生装置として本装置を使用した。(Manufacture of cured film 1)
A 10 cm square glass substrate was ultrasonically cleaned with ethanol for 30 seconds, and then subjected to ultraviolet / ozone cleaning for 5 minutes. For UV / ozone cleaning, PL7-200 (manufactured by Sen Engineering) was used as an UV / ozone generator. In addition, this apparatus was used as an ultraviolet / ozone generator for all the following ultraviolet / ozone treatments.
上記洗浄後のガラス基板表面に、スピンナーを用いて、ネガ型感光性樹脂組成物1を塗布した後、100℃で2分間ホットプレート上で乾燥させ、膜厚1.3μmの膜を形成した。得られた膜の表面に、膜側から、開孔パターン(2.5cm×5cm)を有するフォトマスク(該パターン部以外の領域に光照射がされるフォトマスク)を介して50μmの間隙をあけ、高圧水銀ランプの紫外線を25mW/cm2で10秒間照射し、硬化膜を得た。The negative
次いで、露光処理がされたガラス基板を0.4%テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に40秒間浸漬して現像し、未露光部分の塗膜を水により洗い流し、乾燥させた。次いで、これをホットプレート上、230℃で20分間加熱することにより、上記開孔パターン部を除く領域にネガ型感光性樹脂組成物1の硬化膜が形成されたガラス基板(1)を得た。
Next, the exposed glass substrate was developed by immersing it in a 0.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 40 seconds, and the coating film of the unexposed part was washed away with water and dried. Next, this was heated on a hot plate at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a glass substrate (1) in which a cured film of the negative
(硬化膜の製造2)
硬化膜の製造1と同様ガラス基板を洗浄して、そのガラス基板表面に、スピンナーを用いて、ネガ型感光性樹脂組成物1を塗布した後、100℃で2分間ホットプレート上で乾燥させ、膜厚1.3μmの膜を形成した。得られた膜の表面に、膜側から高圧水銀ランプの紫外線を25mW/cm2で10秒間照射し、ネガ型感光性樹脂組成物1の硬化膜が基板全面に形成されたガラス基板(2)を得た。
(硬化膜の製造3)
硬化膜の製造2で、ガラス基板をクロム金属蒸着基板に変更した以外は同様の操作を行い、ネガ型感光性樹脂組成物1の硬化膜が形成されたクロム金属蒸着基板(3)を得た。(Manufacture of cured film 2)
The glass substrate was washed in the same manner as in the production of the cured
(Manufacture of cured film 3)
The same operation was performed except that the glass substrate was changed to a chromium metal vapor deposition substrate in the production of the cured
(評価)
<撥インク性(隔壁)・親インク性(ドット)>
得られたガラス基板(1)の硬化膜すなわち隔壁表面(露光部分)のPGMEAに対する接触角と、現像により塗膜が除去された部分すなわちドット部分(ガラス基板表面)の水に対する接触角を測定した。その後、ガラス基板(1)の硬化膜が形成された側の表面全体に、紫外線/オゾン照射を2分間行った。2分照射後の硬化膜表面のPGMEAに対する接触角およびガラス基板表面の水に対する接触角を測定した。測定方法は上述の通りである。評価結果を表1に示す。(Evaluation)
<Ink repellency (partition wall) / ink affinity (dot)>
The contact angle with respect to PGMEA of the cured film of the obtained glass substrate (1), that is, the partition wall surface (exposed part), and the contact angle with water of the part where the coating film was removed by development, that is, the dot part (glass substrate surface) were measured. . Thereafter, the entire surface of the glass substrate (1) on which the cured film was formed was irradiated with ultraviolet rays / ozone for 2 minutes. The contact angle with respect to PGMEA on the surface of the cured film after irradiation for 2 minutes and the contact angle with water on the surface of the glass substrate were measured. The measuring method is as described above. The evaluation results are shown in Table 1.
<凝集物の有無>
次に上記の硬化膜の製造2で作製したガラス基板(2)における硬化膜の外観を目視で確認し凝集物の有無を確認した。この時の評価基準としては、下記のとおりである。評価結果を表1に示す。
○(優良):試料中に確認された凝集物が5個以下である。
△(良好):試料中に6〜20個の凝集物が確認された。
×(不良):試料中に21個以上の凝集物が確認された。 <Presence of aggregates>
Next, the appearance of the cured film in the glass substrate (2) produced in
○ (excellent): There are 5 or less aggregates confirmed in the sample.
Δ (good): 6 to 20 aggregates were confirmed in the sample.
X (defect): 21 or more aggregates were confirmed in the sample.
<硬化膜の撥インク性のばらつき>
次に撥インク性の面内バラツキの評価を行った。上記PGMEA接触角の測定において測定値からのバラツキについて下記基準にて評価した。
○(良好):(最大接触角)−(最少接触角)が2°以内である
×(不良):(最大接触角)−(最少接触角)が2°を超える。<Variation in ink repellency of cured film>
Next, in-plane variation of ink repellency was evaluated. In the measurement of the PGMEA contact angle, the variation from the measured value was evaluated according to the following criteria.
○ (Good): (Maximum contact angle)-(Minimum contact angle) is within 2 ° x (Bad): (Maximum contact angle)-(Minimum contact angle) exceeds 2 °.
<硬化膜の平均膜厚・面内均一性>
次に膜厚の面内均一性の評価を行った。上記の硬化膜の製造2で作製したガラス基板(2)を使用して、図2に示す測定箇所P1〜P10の10点の膜厚を測定した。すなわち、ガラス基板(2)20の一つの頂点21から基板中心部Cへ、頂点21から中心部Cに向かって20mmの位置P1から10mm間隔で中心部C(P6)までの6点(P1〜P6)で膜厚を測定した。さらに中心部Cから前述の測定点をつなげた線に対して45°の角度傾け、ガラス基板(2)20の一辺へ垂直に引いた線上を10mm間隔で該辺から中心部Cに向かって10mmの位置P10まで4点(P7〜P10)で膜厚を測定した。10点での膜厚の測定値を用いて、下記計算式により面内均一性を求めた。
(面内均一性)=(最大膜厚-最少膜厚)/(2×平均膜厚)×100
その結果を以下のように評価した。なお表1の膜厚はこの時測定した膜厚の平均値である。評価結果を表1に示す。
○(良好):5%以下である。
×(不良):5%を超える。<Average thickness and in-plane uniformity of cured film>
Next, the in-plane uniformity of the film thickness was evaluated. Using the glass substrate (2) produced in
(In-plane uniformity) = (maximum film thickness-minimum film thickness) / (2 × average film thickness) × 100
The results were evaluated as follows. In addition, the film thickness of Table 1 is an average value of the film thickness measured at this time. The evaluation results are shown in Table 1.
○ (Good): 5% or less.
X (defect): It exceeds 5%.
<硬化膜の外観(ムラ)>
上記の硬化膜の製造3で作製したクロム金属蒸着基板(3)における硬化膜の外観をナトリウムランプ下で目視にて観察し、ムラを以下のように評価した。
○(良好):円形のムラや、チャック跡等のムラが見えない。
×(不良):円形のムラや、チャック跡等のムラが見える。<Appearance of cured film (unevenness)>
The appearance of the cured film in the chromium metal vapor deposition substrate (3) produced in Production 3 of the cured film was visually observed under a sodium lamp, and unevenness was evaluated as follows.
○ (Good): Circular unevenness and unevenness such as chuck marks are not visible.
X (defect): Circular irregularities and irregularities such as chuck marks are visible.
<貯蔵安定性>
ネガ型用感光性組成物をガラス製スクリュー瓶にて23℃(室温)で2週間保存した。2週間保存後、上記の硬化膜の製造1と同様の方法で洗浄した10cm×10cmのガラス基板表面に、スピンナーを用いて、ネガ型用感光性組成物を塗布し、塗膜を形成した。さらに、100℃で2分間ホットプレート上で乾燥させ、膜厚1μmの膜を形成した。膜の外観を目視にて観察し、以下のように評価した。
◎(優良):膜上の異物が5個以下である。
○(良好):膜上の異物が6〜20個である。
×(不良):膜上の異物が21個以上で、ガラス基板の中心部から放射状の筋模様が観察された。<Storage stability>
The negative photosensitive composition was stored in a glass screw bottle at 23 ° C. (room temperature) for 2 weeks. After storage for 2 weeks, the negative photosensitive composition was applied to the surface of a 10 cm × 10 cm glass substrate washed in the same manner as in the
(Excellent): There are 5 or less foreign matters on the film.
○ (good): There are 6 to 20 foreign substances on the film.
X (defect): There were 21 or more foreign substances on the film, and radial streaks were observed from the center of the glass substrate.
[例2〜11]
配合を表1に示すように変更した以外は、例1と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調製し、ネガ型感光性樹脂組成物の膜、硬化膜をガラス基板(1)、ガラス基板(2)、クロム金属蒸着膜基板(3)として得た。それらについて例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。[Examples 2 to 11]
A negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed as shown in Table 1, and the negative photosensitive resin composition film and cured film were formed as a glass substrate (1), glass A substrate (2) and a chromium metal vapor deposition film substrate (3) were obtained. These were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
表1からわかるように、溶媒(D1)の沸点が165〜210℃であるジエチレングリコールエチルメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチルを使用した例1〜5および例8〜10のネガ型感光性樹脂組成物は、膜にムラ、凝集物がなく外観が良好であった。さらに面内の均一性も良好であった。また、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜は、良好な撥インク性を示し、かつ紫外線/オゾン照射後も高い撥インク性を維持し、かつガラス基板表面は良好な親水性を有することがわかる。一方、例6、7は充分な撥インク性が得られるものの、外観上のムラや凝集物が発生したり、面内の均一性が低かった。また、例11は充分な撥インク性が得られるものの、外観上のムラが発生したり、面内の均一性が低かった。 As can be seen from Table 1, Examples 1-5 and Examples 8-10 using diethylene glycol ethyl methyl ether, 3-methoxybutyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate having a boiling point of the solvent (D1) of 165 to 210 ° C. The negative photosensitive resin composition had good appearance with no unevenness or aggregates in the film. Furthermore, the in-plane uniformity was also good. Further, the cured film obtained from the negative photosensitive resin composition exhibits good ink repellency, maintains high ink repellency even after irradiation with ultraviolet rays / ozone, and the glass substrate surface has good hydrophilicity. I understand that. On the other hand, in Examples 6 and 7, sufficient ink repellency was obtained, but unevenness in appearance and aggregates were generated, and in-plane uniformity was low. In Example 11, although sufficient ink repellency was obtained, the appearance was uneven and the in-plane uniformity was low.
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、撥インク性が良好で、かつ、紫外線/オゾン照射をしても撥インク性の保持が可能な隔壁を製造できるネガ型感光性樹脂組成物であって、隔壁の製造に際して、これを用いて塗膜を形成し乾燥させた膜において、膜厚が均一でムラがなく、膜表面に凝集物が発生しない良好な塗工性を併せ持つ。そのため、得られる隔壁においても外観が良好であり、膜厚が均一であって、例えば、インクジェット記録技術法を利用したカラーフィルタ製造用、有機EL素子製造用、有機TFTアレイ製造用として隔壁の形成に好適に用いることができ、特に大面積の基板の隔壁の形成に好適に用いられる。
なお、2011年8月30日に出願された日本特許出願2011−187764号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。The negative photosensitive resin composition of the present invention is a negative photosensitive resin composition capable of producing a partition having good ink repellency and capable of retaining ink repellency even when irradiated with ultraviolet rays / ozone. Thus, in the production of the partition walls, a film obtained by using this to form a coating film and dried has a uniform film thickness, no unevenness, and good coating properties in which no aggregate is generated on the film surface. Therefore, the obtained partition walls also have good appearance and uniform film thickness. For example, the partition walls are formed for color filter manufacturing, organic EL element manufacturing, and organic TFT array manufacturing using the inkjet recording technology method. In particular, it is preferably used for forming a partition wall of a large-area substrate.
It should be noted that the entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2011-187864 filed on August 30, 2011 are cited herein as disclosure of the specification of the present invention. Incorporated.
1…基板、2…ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜、3…塗膜露光部分、4…マスク、5…光、6…隔壁、7…ドット、10…インクジェット方式に用いる光学素子用基板
20…ガラス基板(2)、21…頂点、C…中心部、P1〜P10…膜厚測定点DESCRIPTION OF
Claims (10)
RF:炭素原子数3〜10のエーテル性酸素原子を含んでいてもよいペルフルオロアルキル基を有する有機基、
RH:ペルフルオロアルキル基を有しない有機基、
X:加水分解性基、
p:0、1または2である。
ただし、RHおよびXが、化合物内に複数個存在する場合は、これらは互いに異なっていても、同一であってもよい。 A negative photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin (A), a photopolymerization initiator (B), an ink repellent agent (C) and a solvent (D), wherein the ink repellent agent (C) is a fluorine-containing organo consists siloxane compound, the solvent (D) is seen containing a solvent (D1) having a boiling point of 165-210 ° C. at a rate of 10 to 100% by weight relative to the total amount of the solvent (D), the fluorine-containing organo The siloxane compound is composed of a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-1) and a partial hydrolysis condensate of a mixture containing the hydrolyzable silane compound represented by the following formula (c-2). Negative photosensitive resin composition characterized by the above.
R F : an organic group having a perfluoroalkyl group which may contain an etheric oxygen atom having 3 to 10 carbon atoms,
R H : an organic group having no perfluoroalkyl group,
X: hydrolyzable group,
p: 0, 1 or 2.
However, when two or more RH and X exist in a compound, these may mutually differ or may be the same.
R1O(C2H4O)yR2 (3)
式(3)中、R1は炭素原子数が1〜10のアルキル基、R2は炭素原子数が2〜10のアルキル基を示し、yは1〜10の整数を示す。 The negative photosensitive resin composition of Claim 1 or 2 whose said solvent (D1) is a compound represented by the following Formula (3).
R 1 O (C 2 H 4 O) y R 2 (3)
In formula (3), R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and y represents an integer of 1 to 10.
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