JP6453186B2 - Photosensitive resin composition, method for producing cured film, cured film, liquid crystal display device, organic electroluminescence display device, and touch panel - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびタッチパネルに関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a method for producing a cured film, a cured film, a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and a touch panel.
液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの画像表示装置や、タッチパネルなどの入力装置には、一般的に、パターン形成された層間絶縁膜が設けられている。
この層間絶縁膜の形成には、必要とするパターン形状を得るための工程数が少なく、しかも十分な平坦性が得られるという理由から、感光性樹脂組成物が広く使用されている。
Image display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence display devices, and input devices such as touch panels are generally provided with a patterned interlayer insulating film.
For the formation of this interlayer insulating film, photosensitive resin compositions are widely used because the number of steps for obtaining a required pattern shape is small and sufficient flatness is obtained.
例えば、特許文献1には、酸分解性基を有する所定のポリベンゾオキサゾール前駆体、発生する酸のpKaが4以下である光酸発生剤、溶剤、ならびに、ベンゼン環および/またはフェノール性水酸基と反応する架橋性基を2つ以上有する架橋剤を含有する感光性樹脂組成物が記載されている([請求項1])。 For example, Patent Document 1 discloses a predetermined polybenzoxazole precursor having an acid-decomposable group, a photoacid generator having a pKa of 4 or less, a solvent, and a benzene ring and / or a phenolic hydroxyl group. A photosensitive resin composition containing a crosslinking agent having two or more reactive crosslinking groups is described ([Claim 1]).
近年、画像表示装置の高性能化のために、従来よりも高い温度(例えば300℃より高い温度)での熱処理や製膜を行う試みがなされている。
そこで、本発明者らは、特許文献1に記載された感光性樹脂組成物を用いて高温で製膜したところ、パターニング性および耐薬品性は良好であったが、酸分解性基として、酸の作用により脱離する基であるアセタールを構成する基を採用した場合には、透明性(以下、「耐熱透明性」という。)に劣る場合があることを明らかとした。
In recent years, attempts have been made to perform heat treatment or film formation at a higher temperature than conventional (for example, a temperature higher than 300 ° C.) in order to improve the performance of the image display device.
Therefore, the inventors of the present invention formed a film at a high temperature using the photosensitive resin composition described in Patent Document 1, and the patterning property and chemical resistance were good. It has been clarified that when a group constituting acetal, which is a group capable of leaving by the action of, is employed, transparency (hereinafter referred to as “heat-resistant transparency”) may be inferior.
そこで、本発明は、耐熱透明性、パターニング性および耐薬品性のいずれにも優れた感光性樹脂組成物、ならびに、それを用いた硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびタッチパネルを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a photosensitive resin composition excellent in all of heat-resistant transparency, patterning property and chemical resistance, and a method for producing a cured film, a cured film, a liquid crystal display device, and organic electroluminescence using the same. It is an object to provide a display device and a touch panel.
本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、所定のポリベンゾオキサゾール前駆体と、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤と、特定の構造を有する溶剤(アルコール)とを有する感光性樹脂組成物を用いると、得られる硬化膜の耐熱透明性、パターニング性および耐薬品性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor has obtained a predetermined polybenzoxazole precursor, a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and a solvent (alcohol) having a specific structure. It was found that the use of a photosensitive resin composition having a good heat-resistant transparency, patterning property and chemical resistance of the resulting cured film resulted in the completion of the present invention.
That is, it has been found that the above object can be achieved by the following configuration.
[1] ポリベンゾオキサゾール前駆体と、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤と、溶剤とを含有し、
ポリベンゾオキサゾール前駆体が、フェノール性水酸基の少なくとも一部をアセタールの形で保護したポリベンゾオキサゾール前駆体であり、
溶剤が、炭化水素基および水酸基からなる下記式(I)で表されるアルコールを含む、感光性樹脂組成物。
R1(−OH)m ・・・(I)
ここで、式(I)中、R1は炭素数6〜15の炭化水素基を表し、mは1〜3の整数を表す。また、mが2または3である場合、複数の水酸基は、R1を構成する炭化水素基における同一炭素原子に結合してもよく、異なる炭素原子に結合していてもよい。
[2] ポリベンゾオキサゾール前駆体が、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
ここで、式(1)中、Xは芳香環を含む4価の有機基を表し、Yは2価の有機基を表し、Rはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、下記式(2)で表される構造または−CORcで表される基を表し、少なくとも1つのRは、下記式(2)で表される構造を表す。Rcはアルキル基またはアリール基を表す。
ここで、式(2)中、*は酸素原子との結合位置を表し、R101およびR102はそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、R103はアルキル基を表す。ただし、R101およびR102がいずれも水素原子である場合を除き、また、R101またはR102とR103とが連結して環状エーテルを形成してもよい。
[3] アルコールの含有量が、ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して0.1〜1000質量部である、[1]または[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] アルコールが、式(I)中のR1が脂環式炭化水素基で表されるアルコールである、[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[5] 更に、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物を含有する、[1]〜[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6] ポリベンゾオキサゾール前駆体が、下記式(3)で表される部分構造を有するポリベンゾオキサゾール前駆体を含む[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
ここで、式(3)中、*は結合位置を表し、Zは単結合、炭素原子または硫黄原子を表し、R30は1価の有機基を表し、nは0または1を表し、Zが単結合の場合、aは0であり、Zが炭素原子の場合、aは1であり、Zが硫黄原子の場合、aは2であり、nが0の場合、2つのR30は、互いに結合し環を形成していてもよい。
[7] 溶媒が、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類またはジエチレングリコールジアルキルエーテル類を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] アルコールが、シクロヘキサノール、シクロヘキサンジオール、ターピネオールおよびジヒドロターピネオールからなる群から選択される少なくとも1種である[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[9] ポリベンゾオキサゾール前駆体が、ポリベンゾオキサゾール前駆体の全繰り返し単位が有するフェノール性水酸基の10〜60%が、アセタールの形で保護されている、[1]〜[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[1] A polybenzoxazole precursor, a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and a solvent,
The polybenzoxazole precursor is a polybenzoxazole precursor in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected in the form of an acetal,
The photosensitive resin composition in which a solvent contains the alcohol represented by the following formula (I) which consists of a hydrocarbon group and a hydroxyl group.
R 1 (—OH) m (I)
Here, in formula (I), R 1 represents a hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 3. When m is 2 or 3, the plurality of hydroxyl groups may be bonded to the same carbon atom in the hydrocarbon group constituting R 1 or may be bonded to different carbon atoms.
[2] The photosensitive resin composition according to [1], wherein the polybenzoxazole precursor has a repeating unit represented by the following formula (1).
Here, in formula (1), X represents a tetravalent organic group containing an aromatic ring, Y represents a divalent organic group, R is independently a hydrogen atom, an alkyl group, and the following formula (2) Or a group represented by —CORc, and at least one R represents a structure represented by the following formula (2). Rc represents an alkyl group or an aryl group.
Here, in formula (2), * represents a bonding position with an oxygen atom, R 101 and R 102 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 103 represents an alkyl group. However, except when R 101 and R 102 are both hydrogen atoms, R 101 or R 102 and R 103 may be linked to form a cyclic ether.
[3] The photosensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the alcohol content is 0.1 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor.
[4] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the alcohol is an alcohol in which R 1 in formula (I) is an alicyclic hydrocarbon group.
[5] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [4], further comprising an alkoxysilane compound having an epoxy group.
[6] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the polybenzoxazole precursor includes a polybenzoxazole precursor having a partial structure represented by the following formula (3).
Here, in formula (3), * represents a bonding position, Z represents a single bond, a carbon atom or a sulfur atom, R 30 represents a monovalent organic group, n represents 0 or 1, and Z represents In the case of a single bond, a is 0, when Z is a carbon atom, a is 1, when Z is a sulfur atom, a is 2, and when n is 0, two R 30 are It may be bonded to form a ring.
[7] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the solvent contains propylene glycol monoalkyl ether acetates or diethylene glycol dialkyl ethers.
[8] The photosensitive resin composition according to any one of [1] to [7], wherein the alcohol is at least one selected from the group consisting of cyclohexanol, cyclohexanediol, terpineol, and dihydroterpineol.
[9] Any of [1] to [8], wherein the polybenzoxazole precursor has 10 to 60% of the phenolic hydroxyl group of all the repeating units of the polybenzoxazole precursor protected in the form of an acetal. The photosensitive resin composition as described in 2.
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板に塗布する工程と、
塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を一部除去する工程と、
溶剤が一部除去された感光性樹脂組成物を活性放射線で露光する工程と、
露光された感光性樹脂組成物を現像液により現像する工程と、
現像された感光性樹脂組成物を熱硬化して硬化膜を得る工程とを含む硬化膜の製造方法。
[11] 現像する工程の後、かつ熱硬化する工程の前に、現像された感光性樹脂組成物を露光する工程を含む、[10]に記載の硬化膜の製造方法。
[12] [1]〜[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜。
[13] 層間絶縁膜である、[12]に記載の硬化膜。
[14] [12]または[13]に記載の硬化膜を有する、液晶表示装置。
[15] [12]または[13]に記載の硬化膜を有する、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
[16] [12]または[13]に記載の硬化膜を有する、タッチパネル。
[10] A step of applying the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [9] to a substrate;
Removing a part of the solvent from the applied photosensitive resin composition;
Exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been partially removed with actinic radiation;
Developing the exposed photosensitive resin composition with a developer;
A method for producing a cured film, comprising: thermally curing the developed photosensitive resin composition to obtain a cured film.
[11] The method for producing a cured film according to [10], including a step of exposing the developed photosensitive resin composition after the step of developing and before the step of thermosetting.
[12] A cured film obtained by curing the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [9].
[13] The cured film according to [12], which is an interlayer insulating film.
[14] A liquid crystal display device having the cured film according to [12] or [13].
[15] An organic electroluminescence display device having the cured film according to [12] or [13].
[16] A touch panel having the cured film according to [12] or [13].
本発明によれば、耐熱透明性、パターニング性および耐薬品性のいずれにも優れた感光性樹脂組成物、ならびに、それを用いた硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびタッチパネルを提供することができる。 According to the present invention, a photosensitive resin composition excellent in all of heat-resistant transparency, patterning property, and chemical resistance, and a method for producing a cured film, a cured film, a liquid crystal display device, and organic electroluminescence using the same. A display device and a touch panel can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書において、固形分は、25℃における固形分である。
本明細書において、ポリマーの重量平均分子量および数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)測定によるポリスチレン換算値として定義される。ポリマーの重量平均分子量および数平均分子量は、例えば、HLC−8120(東ソー製)を用い、カラムとしてTSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、7.8mmID×30.0cmを、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いることによって求めることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
In the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
In this specification, solid content is solid content in 25 degreeC.
In this specification, the weight average molecular weight and number average molecular weight of a polymer are defined as polystyrene conversion values by GPC (gel permeation chromatography) measurement. The weight average molecular weight and number average molecular weight of the polymer are, for example, HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), TSK gel Multipore HXL-M (Tosoh Corporation, 7.8 mm ID × 30.0 cm) as a column, and THF (tetrahydrofuran as eluent). ) Can be used.
[感光性樹脂組成物]
本発明の感光性樹脂組成物は、ポリベンゾオキサゾール前駆体と、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤と、溶剤とを含有する。
また、ポリベンゾオキサゾール前駆体は、フェノール性水酸基の少なくとも一部をアセタールの形で保護したポリベンゾオキサゾール前駆体である。
また、溶剤は、炭化水素基および水酸基からなる下記式(I)で表されるアルコールを含む。
R1(−OH)m ・・・(I)
ここで、式(I)中、R1は炭素数6〜15の炭化水素基を表し、mは1〜3の整数を表す。また、mが2または3である場合、複数の水酸基は、R1を構成する炭化水素基における同一炭素原子に結合してもよく、異なる炭素原子に結合していてもよい。
[Photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of the present invention contains a polybenzoxazole precursor, a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and a solvent.
The polybenzoxazole precursor is a polybenzoxazole precursor in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected in the form of an acetal.
Moreover, a solvent contains the alcohol represented by the following formula (I) which consists of a hydrocarbon group and a hydroxyl group.
R 1 (—OH) m (I)
Here, in formula (I), R 1 represents a hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 3. When m is 2 or 3, the plurality of hydroxyl groups may be bonded to the same carbon atom in the hydrocarbon group constituting R 1 or may be bonded to different carbon atoms.
本発明の感光性樹脂組成物は、上述したように、所定のポリベンゾオキサゾール前駆体およびpKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤とともに、上記式(I)で表されるアルコールを溶剤として含有することにより、得られる硬化膜の耐熱透明性、パターニング性および耐薬品性が良好となる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
まず、ポリベンゾオキサゾール前駆体は、高温で焼成されることにより環化(ベンゾオキサゾール環を形成)し、優れた耐熱性および絶縁性を示すポリベンゾオキサゾールとなる。
また、この焼成過程において、膜中に酸が存在していると、脱保護で生じる保護基に由来する成分の副反応が進行し、その結果、得られる硬化膜の透明性が低下することになる。
そのため、本発明においては、上記式(I)で表されるアルコールを溶剤として含有することにより、パターニング性および耐薬品性を低下させることなく、焼成過程における副反応の進行を抑制し、ベンゾオキサゾール前駆体の閉環反応を進行させることができたため、耐熱透明性が改善されたと考えられる。具体的には、上記式(I)で表されるアルコールは、炭素数が6〜12の炭化水素基および水酸基からなるため、特許文献1(国際公開第2015/087831号)の実施例で用いられているプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)などの溶剤とは異なり、溶剤除去工程においては一部が残存し、焼成工程における望まない副反応を抑制する効果が得られていると考えられる。これらのアルコールは水酸基を有するため親水的であり、乾燥工程後に一部が残存していてもパターニング性の低下を引き起こすことはない。一方、焼成工程において上記式(I)で表されるアルコールは、最終的には系外に揮発するため、焼成後の膜中にアルコールが残存することは無く、耐薬品性を低下させることはないと考えられる。
As described above, the photosensitive resin composition of the present invention comprises a predetermined polybenzoxazole precursor and a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and an alcohol represented by the above formula (I) as a solvent. As a result, the resulting cured film has good heat-resistant transparency, patterning properties, and chemical resistance.
Although this is not clear in detail, the present inventors presume as follows.
First, the polybenzoxazole precursor is cyclized (forms a benzoxazole ring) by firing at a high temperature to become a polybenzoxazole exhibiting excellent heat resistance and insulation.
Further, in this firing process, if an acid is present in the film, side reaction of components derived from the protective group generated by deprotection proceeds, and as a result, the transparency of the resulting cured film is reduced. Become.
Therefore, in the present invention, by containing the alcohol represented by the above formula (I) as a solvent, the progress of side reactions in the firing process is suppressed without degrading the patterning property and chemical resistance, and benzoxazole It was considered that the heat-resistant transparency was improved because the ring-closing reaction of the precursor could be advanced. Specifically, since the alcohol represented by the above formula (I) is composed of a hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms and a hydroxyl group, it is used in the examples of Patent Document 1 (International Publication No. 2015/088781). Unlike a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), which is partly left in the solvent removal step, it is considered that the effect of suppressing unwanted side reactions in the firing step is obtained. Since these alcohols have a hydroxyl group, they are hydrophilic, and even if part of them remain after the drying step, patterning properties are not deteriorated. On the other hand, the alcohol represented by the above formula (I) in the baking step eventually volatilizes out of the system, so that the alcohol does not remain in the film after baking, and the chemical resistance is reduced. It is not considered.
本発明の感光性樹脂組成物は、ポジ型感光性樹脂組成物として好ましく用いることができ、特に化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物として好ましく用いることができる。
以下に、本発明の感光性樹脂組成物が含有するポリベンゾオキサゾール前駆体、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤および溶剤、ならびに、任意に含有する添加剤について詳述する。
The photosensitive resin composition of the present invention can be preferably used as a positive photosensitive resin composition, and can be particularly preferably used as a chemically amplified positive photosensitive resin composition.
Below, the polybenzoxazole precursor which the photosensitive resin composition of this invention contains, the photo-acid generator and solvent which generate | occur | produce the acid whose pKa is 3 or less, and the additive which contains arbitrarily are explained in full detail.
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体〕
本発明の感光性樹脂組成物が含有するポリベンゾオキサゾール前駆体は、フェノール性水酸基の少なくとも一部をアセタールの形で保護したポリベンゾオキサゾール前駆体である。
ここで、「フェノール性水酸基」とは、芳香環の水素原子をヒドロキシ基で置換してなる基である。また、「芳香環」は、単環および多環のいずれであってもよく、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環等が挙げられる。
また、「アセタールの形で保護した」とは、フェノール性水酸基の一部を構成している酸素原子(例えば、後述する式(1)で表される繰り返し単位においては、式(1)中のRと結合している酸素原子)を含めた保護基(酸分解性基)がアセタール基となるように保護することをいう。
[Polybenzoxazole precursor]
The polybenzoxazole precursor contained in the photosensitive resin composition of the present invention is a polybenzoxazole precursor in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected in the form of an acetal.
Here, the “phenolic hydroxyl group” is a group formed by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring with a hydroxy group. The “aromatic ring” may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring, and examples thereof include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, and the like.
Further, “protected in the form of acetal” means an oxygen atom constituting a part of the phenolic hydroxyl group (for example, in the repeating unit represented by the formula (1) described later, in the formula (1) It means protecting so that a protecting group (acid-decomposable group) including an oxygen atom bonded to R becomes an acetal group.
本発明においては、耐熱性、絶縁性、膜強度等の観点から、ポリベンゾオキサゾール前駆体が、下記式(1)で表される繰り返し単位を有しているのが好ましい。
ここで、式(1)中、Xは芳香環を含む4価の有機基を表し、Yは2価の有機基を表し、Rはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、下記式(2)で表される構造または−CORcで表される基を表し、少なくとも1つのRは、下記式(2)で表される構造を表す。Rcはアルキル基またはアリール基を表す。
ここで、式(2)中、*は酸素原子との結合位置を表し、R101およびR102はそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、R103はアルキル基を表す。ただし、R101およびR102がいずれも水素原子である場合を除き、また、R101またはR102とR103とが連結して環状エーテルを形成してもよい。
In the present invention, it is preferable that the polybenzoxazole precursor has a repeating unit represented by the following formula (1) from the viewpoints of heat resistance, insulation, film strength and the like.
Here, in formula (1), X represents a tetravalent organic group containing an aromatic ring, Y represents a divalent organic group, R is independently a hydrogen atom, an alkyl group, and the following formula (2) Or a group represented by —CORc, and at least one R represents a structure represented by the following formula (2). Rc represents an alkyl group or an aryl group.
Here, in formula (2), * represents a bonding position with an oxygen atom, R 101 and R 102 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 103 represents an alkyl group. However, except when R 101 and R 102 are both hydrogen atoms, R 101 or R 102 and R 103 may be linked to form a cyclic ether.
上記式(1)中、Xが示す芳香環を含む4価の有機基としては、具体的には、例えば、以下に示す有機基が好適に挙げられる。
なお、以下に示す4価の有機基において、「*1」および「*2」は、いずれか一方が上記式(1)における−ORとの連結部分を表し、他方が上記式(1)における−NH−との連結部分を表す。同様に、「*3」および「*4」は、いずれか一方が上記式(1)における−ORとの連結部分を表し、他方が上記式(1)における−NH−との連結部分を表す。
In the tetravalent organic group shown below, either “* 1” or “* 2” represents a connecting portion with —OR in the above formula (1), and the other in the above formula (1). Represents a linking moiety to —NH—. Similarly, either “* 3” or “* 4” represents a connecting portion with —OR in the above formula (1), and the other represents a connecting portion with —NH— in the above formula (1). .
また、上記式(1)中、Yが示す2価の有機基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基が挙げられ、具体的には、炭素数3〜15の環状の脂肪族基、炭素数4〜20の直鎖状または分岐状の脂肪族基等が挙げられる。 In the above formula (1), examples of the divalent organic group represented by Y include a divalent aliphatic hydrocarbon group, specifically, a cyclic aliphatic group having 3 to 15 carbon atoms. And a linear or branched aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms.
ここで、炭素数3〜15の環状の脂肪族基としては、環状アルキレン基、環状アルケニレン基、環状アルキニレン基などが挙げられ、環状アルキレン基が好ましい。環状アルキレン基であると、耐光性に優れ、耐薬品性により優れた硬化膜を得ることができる。
環状の脂肪族基の炭素数は、3〜15であり、6〜12が好ましい。炭素数が上記範囲であると、耐光性に優れ、耐薬品性により優れた硬化膜を得ることができる。環状の脂肪族基は、6員環が好ましい。炭素数3〜15の環状の脂肪族基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。無置換が好ましい。
置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
なお、環状の脂肪族基が置換基を有する場合、環状の脂肪族基の炭素数は、置換基の炭素数を除いた数とする。
炭素数3〜15の環状の脂肪族基の具体例としては、環状脂肪族ジカルボン酸のカルボキシル基の除去後に残存する残基(環状の脂肪族基)が挙げられる。具体的には、以下に示す基が挙げられ、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ビスシクロヘキシレン基、アダマンチレン基が好ましく、シクロヘキシレン基またはビスシクロヘキシレン基がより好ましい。
Here, examples of the cyclic aliphatic group having 3 to 15 carbon atoms include a cyclic alkylene group, a cyclic alkenylene group, and a cyclic alkynylene group, and a cyclic alkylene group is preferable. When it is a cyclic alkylene group, a cured film having excellent light resistance and chemical resistance can be obtained.
Carbon number of a cyclic aliphatic group is 3-15, and 6-12 are preferable. When the carbon number is in the above range, a cured film having excellent light resistance and excellent chemical resistance can be obtained. The cyclic aliphatic group is preferably a 6-membered ring. The cyclic aliphatic group having 3 to 15 carbon atoms may have a substituent or may be unsubstituted. Unsubstituted is preferred.
Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and a halogen atom.
When the cyclic aliphatic group has a substituent, the carbon number of the cyclic aliphatic group is the number excluding the carbon number of the substituent.
Specific examples of the cyclic aliphatic group having 3 to 15 carbon atoms include a residue (cyclic aliphatic group) remaining after removal of the carboxyl group of the cyclic aliphatic dicarboxylic acid. Specific examples include the following groups: a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a biscyclohexylene group, and an adamantylene group, and a cyclohexylene group or a biscyclohexylene group is preferable. More preferred.
また、炭素数4〜20の直鎖または分岐の脂肪族基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、ポリオキシアルキレン基などが挙げられ、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。
直鎖または分岐の脂肪族基の炭素数は、4〜20であり、4〜15が好ましく、4〜12が更に好ましい。炭素数が上記範囲であると、溶剤溶解性が良好である。
炭素数4〜20の直鎖または分岐の脂肪族基の具体例としては、直鎖の脂肪族ジカルボン酸、または、分岐の脂肪族ジカルボン酸のカルボキシル基の除去後に残存する残基(脂肪族基)が挙げられる。
直鎖の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸などが挙げられる。
分岐の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、3−メチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、2−メチルアジピン酸、2−エチルアジピン酸、2−プロピルアジピン酸、2−ブチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−tert−ブチルアジピン酸、2,3−ジメチルアジピン酸、2,4−ジメチルアジピン酸、3,3−ジメチルアジピン酸、3,4−ジメチルアジピン酸、2,4,4−トリメチルアジピン酸、2,2,5,5−テトラメチルアジピン酸、2−メチルピメリン酸、3−メチルピメリン酸、3−メチルスベリン酸、2−メチルセバシン酸、ノナン−2,5−ジカルボン酸などが挙げられる。
Examples of the linear or branched aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms include an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, and a polyoxyalkylene group. An alkylene group, an alkenylene group, and an alkynylene group are preferable, and an alkylene group Is more preferable.
Carbon number of a linear or branched aliphatic group is 4-20, 4-15 are preferable and 4-12 are still more preferable. When the carbon number is in the above range, the solvent solubility is good.
Specific examples of the linear or branched aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms include a linear aliphatic dicarboxylic acid or a residue (aliphatic group) remaining after removal of the carboxyl group of the branched aliphatic dicarboxylic acid. ).
Examples of linear aliphatic dicarboxylic acids include adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, and hexadecanedioic acid. , Heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosanedioic acid, docosanedioic acid and the like.
Examples of branched aliphatic dicarboxylic acids include 3-methylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 2-methyladipic acid, 2-ethyladipic acid, 2-propyladipic acid, 2-butyladipic acid, 3 -Methyladipic acid, 3-tert-butyladipic acid, 2,3-dimethyladipic acid, 2,4-dimethyladipic acid, 3,3-dimethyladipic acid, 3,4-dimethyladipic acid, 2,4,4 -Trimethyladipic acid, 2,2,5,5-tetramethyladipic acid, 2-methylpimelic acid, 3-methylpimelic acid, 3-methylsuberic acid, 2-methylsebacic acid, nonane-2,5-dicarboxylic acid, etc. Can be mentioned.
また、上記式(1)中、Rが表すアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。直鎖アルキル基の場合、炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。分岐アルキル基の場合、炭素数は、3〜20が好ましく、3〜15がより好ましく、3〜10がさらに好ましい。環状アルキル基の場合、炭素数は、3〜15が好ましく、5〜15がより好ましく、5〜10がより好ましい。具体的なアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などが挙げられる。アルキル基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。
置換基の例としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子、シアノ基、アミド基、スルホニルアミド基が挙げられる。
In the above formula (1), the alkyl group represented by R may be linear, branched or cyclic. In the case of a linear alkyl group, 1-20 are preferable, 1-15 are more preferable, and 1-10 are more preferable. In the case of a branched alkyl group, the carbon number is preferably 3-20, more preferably 3-15, and still more preferably 3-10. In the case of a cyclic alkyl group, the carbon number is preferably from 3 to 15, more preferably from 5 to 15, and more preferably from 5 to 10. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, an octyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group. The alkyl group may have a substituent or may be unsubstituted.
Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, cyano group, amide group and sulfonylamide group.
また、上記式(1)中、Rが表す上記式(2)で表される構造は、アセタールの形で保護されたフェノール性水酸基の保護基に相当する構造である。
上記式(2)中のR101、R102およびR103が表すアルキル基は、Rで説明したアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同様である。アルキル基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
また、上記式(2)中のR101またはR102とR103とが連結して形成される環状エーテルとしては、例えば、以下に示す構造が挙げられる。なお、以下に示す構造において、*は酸素原子との結合位置を表す。また、以下に示す構造は、*の位置で結合している酸素原子を含めるとアセタール基ともいう。
The alkyl group represented by R 101 , R 102 and R 103 in the above formula (2) has the same meaning as the alkyl group described for R, and the preferred range is also the same. The alkyl group may have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the substituent include those described above.
Examples of the cyclic ether formed by linking R 101 or R 102 and R 103 in the above formula (2) include the structures shown below. In the structure shown below, * represents a bonding position with an oxygen atom. The structure shown below is also called an acetal group when an oxygen atom bonded at the position of * is included.
Rcは、アルキル基またはアリール基を表す。
Rcが表すアルキル基は、Rで説明したアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同様である。アルキル基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rcが表すアリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、炭素数6〜14のアリール基がより好ましく、炭素数6〜10のアリール基がさらに好ましい。具体的にアリール基としては、フェニル基、トルイル基、メシチル基、ナフチル基などが挙げられる。アリール基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
Rc represents an alkyl group or an aryl group.
The alkyl group represented by Rc has the same meaning as the alkyl group described for R, and the preferred range is also the same. The alkyl group may have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the substituent include those described above.
The aryl group represented by Rc is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and further preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a toluyl group, a mesityl group, and a naphthyl group. The aryl group may have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the substituent include those described above.
本発明においては、感度の観点から、ポリベンゾオキサゾール前駆体が、ポリベンゾオキサゾール前駆体の全繰り返し単位が有するフェノール性水酸基の10〜60%がアセタールの形(特に、上記式(2)で表される構造)で保護されているのが好ましく、15〜50%が保護されているのがより好ましい。
なお、ここでいうポリベンゾオキサゾール前駆体の全繰り返し単位が有するフェノール性水酸基とは、アセタールの形で保護を行う前の状態のポリベンゾオキサゾール前駆体の全繰り返し単位が有するフェノール性水酸基を意味する。
In the present invention, from the viewpoint of sensitivity, the polybenzoxazole precursor is an acetal in which 10 to 60% of the phenolic hydroxyl groups of all the repeating units of the polybenzoxazole precursor are represented by the above formula (2). The structure is preferably protected by 15 to 50%.
In addition, the phenolic hydroxyl group which all the repeating units of a polybenzoxazole precursor mentioned here mean the phenolic hydroxyl group which all the repeating units of the polybenzoxazole precursor of the state before protecting in the form of an acetal have. .
本発明においては、耐光性の観点から、ポリベンゾオキサゾール前駆体が、上記式(1)中のYが炭素数3〜15の環状の脂肪族基で表される繰り返し単位Aと、上記式(1)中のYが炭素数4〜20の直鎖状または分岐状の脂肪族基で表される繰り返し単位Bと、含有しているのが好ましい。
ここで、炭素数3〜15の環状の脂肪族基および炭素数4〜20の直鎖状または分岐状の脂肪族基は、上記式(1)中のYで説明した各脂肪族基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
In the present invention, from the viewpoint of light resistance, the polybenzoxazole precursor comprises a repeating unit A in which Y in the above formula (1) is represented by a cyclic aliphatic group having 3 to 15 carbon atoms, and the above formula ( It is preferable that Y in 1) contains a repeating unit B represented by a linear or branched aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms.
Here, a C3-C15 cyclic | annular aliphatic group and a C4-C20 linear or branched aliphatic group are synonymous with each aliphatic group demonstrated by Y in the said Formula (1). The preferred range is also the same.
また、本発明においては、耐光性の観点から、ポリベンゾオキサゾール前駆体が、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bを合計で、ポリベンゾオキサゾール前駆体中の全繰り返し単位の70mol%以上の割合で含有しているのが好ましく、70〜100mol%の割合で含有しているのがより好ましく、80〜100mol%の割合で含有しているのが更に好ましく、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bのみで実質的に構成されていることが特に好ましい。この態様によれば、耐光性に優れた硬化膜が得られ易い。
なお、本発明において、「繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bのみで実質的に構成されている」とは、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位B以外の繰り返し単位の含有量が、例えば、5mol%以下であることが好ましく、1mol%以下であることがより好ましく、含有しないことが一層好ましい。
In the present invention, from the viewpoint of light resistance, the polybenzoxazole precursor contains the repeating unit A and the repeating unit B in a total amount of 70 mol% or more of all repeating units in the polybenzoxazole precursor. It is preferable that it is contained in a proportion of 70 to 100 mol%, more preferably it is contained in a proportion of 80 to 100 mol%, and substantially only in the repeating unit A and the repeating unit B. It is particularly preferable that it is configured. According to this aspect, a cured film excellent in light resistance is easily obtained.
In the present invention, “substantially composed only of repeating unit A and repeating unit B” means that the content of repeating units other than repeating unit A and repeating unit B is, for example, 5 mol% or less. It is preferably 1 mol% or less, and more preferably not contained.
また、本発明においては、耐光性の観点から、ポリベンゾオキサゾール前駆体が、繰り返し単位Aと繰り返し単位Bとの含有量の比率がモル比で9:1〜3:7が好ましく、8.5:1.5〜3.5:6.5がより好ましく、8:2〜4:6が更に好ましい。
また、例えば、繰り返し単位Aとして、上記式(1)中のYがシクロヘキシレン基またはビスシクロヘキシレン基で表される繰り返し単位を有し、繰り返し単位Bとして、上記式(1)中のYが炭素数4〜20の直鎖または分岐の脂肪族基で表される繰り返し単位を有する場合、繰り返し単位Aと繰り返し単位Bとの含有量の比率は、モル比で8.5:1.5〜4:6が好ましく、7.5:2.5〜4:6がより好ましく、7.5:2.5〜5:5が更に好ましく、7.5:2.5〜5.5:4.5が一層好ましく、7.5:2.5〜6:4が特に好ましい。
また、例えば、繰り返し単位Aとして、上記式(1)中のYがアダマンチレン基で表される繰り返し単位を有し、繰り返し単位Bとして、上記式(1)中のYが炭素数4〜20の直鎖または分岐の脂肪族基で表される繰り返し単位を有する場合、繰り返し単位Aと繰り返し単位Bとの含有量の比率は、モル比で6.5:3.5〜4:6が好ましく、6:4〜5:5がより好ましい。
In the present invention, from the viewpoint of light resistance, the polybenzoxazole precursor preferably has a content ratio of the repeating unit A to the repeating unit B of 9: 1 to 3: 7 in terms of molar ratio, and 8.5. : 1.5 to 3.5: 6.5 is more preferable, and 8: 2 to 4: 6 is still more preferable.
For example, as repeating unit A, Y in the above formula (1) has a repeating unit represented by a cyclohexylene group or biscyclohexylene group, and as repeating unit B, Y in the above formula (1) is When it has a repeating unit represented by a linear or branched aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms, the ratio of the content of the repeating unit A and the repeating unit B is 8.5: 1.5 to a molar ratio. 4: 6 is preferable, 7.5: 2.5 to 4: 6 is more preferable, 7.5: 2.5 to 5: 5 is still more preferable, and 7.5: 2.5 to 5.5: 4. 5 is more preferable, and 7.5: 2.5 to 6: 4 is particularly preferable.
Further, for example, as repeating unit A, Y in the above formula (1) has a repeating unit represented by an adamantylene group, and as repeating unit B, Y in the above formula (1) has 4 to 20 carbon atoms. When the repeating unit is represented by a linear or branched aliphatic group, the content ratio of the repeating unit A and the repeating unit B is preferably 6.5: 3.5 to 4: 6 in molar ratio. 6: 4 to 5: 5 are more preferable.
本発明においては、ポリベンゾオキサゾール前駆体は、上述した繰り返し単位Aおよび繰り返し単位B以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ともいう。)を含んでいてもよい。
他の繰り返し単位としては、例えば、一般式(a1)で表される繰り返し単位、一般式(a2)で表される繰り返し単位、一般式(a3)で表される繰り返し単位などが例示される。
Examples of the other repeating unit include a repeating unit represented by the general formula (a1), a repeating unit represented by the general formula (a2), and a repeating unit represented by the general formula (a3).
一般式(a1)中、X10は芳香環を含む4価の有機基を表し、Y10は芳香族環基を表し、R11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、酸分解性基または−CORcを表す。
一般式(a1)中、X10は、上記式(1)で説明したXと同様の範囲であり、好ましい範囲も同様である。また、一般式(a1)中、R11およびR12は、上記式(1)で説明したRと同様の範囲であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(a1)中、Y10は芳香族環基を表す。芳香族環基としては、単環であってもよく、多環であってもよい。芳香族環基は、ヘテロ原子を含むヘテロ芳香族環基であってもよい。芳香族環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、および、フェナジン環が挙げられる。
In general formula (a1), X 10 represents a tetravalent organic group containing an aromatic ring, Y 10 represents an aromatic ring group, and R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an acid It represents a decomposable group or -CORc.
In the general formula (a1), X 10 is in the same range as X described in the above formula (1), and the preferred range is also the same. In the general formula (a1), R 11 and R 12 are in the same range as R described in the above formula (1), and the preferred range is also the same.
In general formula (a1), Y 10 represents an aromatic ring group. The aromatic ring group may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring group may be a heteroaromatic ring group containing a hetero atom. Specific examples of the aromatic ring include benzene ring, naphthalene ring, pentalene ring, indene ring, azulene ring, heptalene ring, indecene ring, perylene ring, pentacene ring, acenaphthalene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, naphthacene ring, chrysene Ring, triphenylene ring, fluorene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring Benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, Ntoren ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, a phenothiazine ring, and a phenazine ring.
一般式(a2)中、Y11は、芳香族環基、環状の脂肪族基、直鎖の脂肪族基、分岐の脂肪族基、または、これらと、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、および−C(CF3)2−の少なくとも1種との組み合わせからなる基を表し、X11は、芳香族環基、環状の脂肪族基、または、これらと、−CH2−、−O−、−S−、
−SO2−、−CO−、−NHCO−、および−C(CF3)2−との組み合わせからなる基を表す。
芳香族環基、環状の脂肪族基、直鎖の脂肪族基、分岐の脂肪族基は、上述したものが挙げられ、好ましい範囲も同様である。
In general formula (a2), Y 11 represents an aromatic ring group, a cyclic aliphatic group, a linear aliphatic group, a branched aliphatic group, or these, —CH 2 —, —O—, — S -, - SO 2 -, - CO -, - NHCO-, and -C (CF 3) 2 - of a group consisting of a combination of at least one, X 11 is an aromatic ring group, cyclic aliphatic Group, or these, and —CH 2 —, —O—, —S—,
A group consisting of a combination with —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, and —C (CF 3 ) 2 — is represented.
Examples of the aromatic ring group, the cyclic aliphatic group, the linear aliphatic group, and the branched aliphatic group include those described above, and preferred ranges thereof are also the same.
一般式(a3)、Y12は、芳香族環基、環状の脂肪族基、直鎖の脂肪族基、分岐の脂肪族基、または、これらと、−CH2−、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−NHCO−、および−C(CF3)2−の少なくとも1種との組み合わせからなる基を表し、X12は、ケイ素原子を含む基を表す。
芳香族環基、環状の脂肪族基、直鎖の脂肪族基、分岐の脂肪族基は、上述したものが挙げられ、好ましい範囲も同様である。
X12が表す、ケイ素原子を含む基は、下記で表される基であることが好ましい。
R20およびR21はそれぞれ独立に2価の有機基を表し、R22およびR23はそれぞれ独立に1価の有機基を表す。
In general formula (a3), Y 12 represents an aromatic ring group, a cyclic aliphatic group, a linear aliphatic group, a branched aliphatic group, or these, —CH 2 —, —O—, —S —, —SO 2 —, —CO—, —NHCO—, and —C (CF 3 ) 2 — represent a group consisting of a combination of — and X 12 represents a group containing a silicon atom.
Examples of the aromatic ring group, the cyclic aliphatic group, the linear aliphatic group, and the branched aliphatic group include those described above, and preferred ranges thereof are also the same.
The group containing a silicon atom represented by X 12 is preferably a group represented by the following.
R 20 and R 21 each independently represent a divalent organic group, and R 22 and R 23 each independently represent a monovalent organic group.
R20およびR21で表される2価の有機基としては特に制限はないが、具体的に炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、炭素数3〜20の2価の環状脂肪族基、またはこれらを組み合わせてなる基が挙げられる。
直鎖または分岐のアルキレン基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましく、1〜6がさらに好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、t−ブチレン基などが挙げられる。
アリーレン基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。具体的なアリーレン基としては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などが挙げられる。
2価の環状脂肪族基の炭素数は、3〜20が好ましく、3〜10がより好ましく、5〜6がさらに好ましい。2価の環状脂肪族基としては、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,2−シクロヘキシレン基などが挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、および炭素数3〜20の2価の環状脂肪族基は置換基を有していてもよい。置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、アミド基、スルホニルアミド基などを挙げることができる。
炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、または炭素数3〜20の2価の環状脂肪族基を組み合わせてなる基としては、特に制限はないが、炭素数3〜20の2価の環状脂肪族基を組み合わせてなる基を組み合わせた基であることが好ましい。以下、炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、または炭素数3〜20の2価の環状脂肪族基を組み合わせてなる基の具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
1-20 are preferable, as for carbon number of a linear or branched alkylene group, 1-10 are more preferable, and 1-6 are more preferable. Specific examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, and a t-butylene group.
6-20 are preferable, as for carbon number of an arylene group, 6-14 are more preferable, and 6-10 are more preferable. Specific examples of the arylene group include a 1,4-phenylene group, a 1,3-phenylene group, a 1,2-phenylene group, a naphthylene group, and an anthracenylene group.
3-20 are preferable, as for carbon number of a bivalent cycloaliphatic group, 3-10 are more preferable, and 5-6 are more preferable. Examples of the divalent cycloaliphatic group include a 1,4-cyclohexylene group, a 1,3-cyclohexylene group, and a 1,2-cyclohexylene group.
The linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, the arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and the divalent cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, an amide group, and a sulfonylamide group.
The group formed by combining a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited. And a group formed by combining groups formed by combining divalent cycloaliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms. Hereinafter, as specific examples of the group formed by combining a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, Although the following are mentioned, it is not limited to these.
R22およびR23で表される1価の有機基としては、炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキル基もしくは炭素数6〜20のアリール基が挙げられる。
直鎖もしくは分岐のアルキル基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましく、1〜6が更に好ましい。具体的には、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などが挙げられる。
アリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、炭素数6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。具体的にアリール基としては、フェニル基、トルイル基、メシチル基、ナフチル基などが挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アリール基は置換基を有していてもよい。置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、アミド基、スルホニルアミド基などを挙げることができる。
Examples of the monovalent organic group represented by R 22 and R 23 include a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
1-20 are preferable, as for carbon number of a linear or branched alkyl group, 1-10 are more preferable, and 1-6 are still more preferable. Specifically, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and a t-butyl group.
6-20 are preferable, as for carbon number of an aryl group, C6-C14 is more preferable, and 6-10 are more preferable. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a toluyl group, a mesityl group, and a naphthyl group.
The linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, an amide group, and a sulfonylamide group.
本発明におけるポリベンゾオキサゾール前駆体は、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となる理由から、片末端または両末端に、下記式(3)で表される部分構造を有しているのが好ましい。
上記式(3)中、*は結合位置を表し、Zは単結合、炭素原子または硫黄原子を表し、R30は1価の有機基を表し、nは0または1を表し、Zが単結合の場合、aは0であり、Zが炭素原子の場合、aは1であり、Zが硫黄原子の場合、aは2であり、nが0の場合、2つのR30は、互いに結合し環を形成していてもよい。
The polybenzoxazole precursor in the present invention has a partial structure represented by the following formula (3) at one end or both ends because the heat-resistant transparency of the resulting cured film is better. Is preferred.
In the above formula (3), * represents a bonding position, Z represents a single bond, a carbon atom or a sulfur atom, R 30 represents a monovalent organic group, n represents 0 or 1, and Z represents a single bond. A is 0, when Z is a carbon atom, a is 1, when Z is a sulfur atom, a is 2, and when n is 0, two R 30 are bonded to each other. A ring may be formed.
Zは、単結合、炭素原子または硫黄原子を表し、単結合、または、炭素原子が好ましい。
R30は1価の有機基を表す。1価の有機基としては特に制限はないが、一分子あたりの式量が10〜500のものが例示される。また、1価の有機基を構成する原子は、炭素原子、酸素原子、窒素原子、水素原子、硫黄原子から選択されることが好ましく、炭素原子、酸素原子、窒素原子、水素原子から選択されることがより好ましい。
具体的には、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6)、アリール基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6)、カルボキシル基、架橋性基、ならびに、酸素原子、カルボニル基、スルホニル基、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10)、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6)、およびアルキニレン基(好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6)と、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、酸素原子、アルキレン基、アルキニレン基またはアリーレン基との組み合わせからなる基であることがより好ましい。
これらの基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、水酸基、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、アミド基、スルホニルアミド基などを挙げることができる。
Z represents a single bond, a carbon atom or a sulfur atom, and preferably a single bond or a carbon atom.
R 30 represents a monovalent organic group. Although there is no restriction | limiting in particular as a monovalent organic group, The thing of the formula weight per molecule 10-500 is illustrated. Further, the atoms constituting the monovalent organic group are preferably selected from carbon atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, hydrogen atoms, and sulfur atoms, and are selected from carbon atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms. It is more preferable.
Specifically, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), an alkynyl group ( Preferably it has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, an aryl group (preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 10 carbon atoms, More preferably 1 to 6 carbon atoms, carboxyl group, crosslinkable group, oxygen atom, carbonyl group, sulfonyl group, arylene group (preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms), alkylene Group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms), alkenylene group (preferably having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), and alkynylene. (Preferably having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms) and a combination of alkenyl group, alkynyl group, aryl group, carbonyl group, carboxyl group, oxygen atom, alkylene group, alkynylene group or arylene group It is more preferable that
These groups may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, an alkyl group, a halogen atom, a cyano group, an amide group, and a sulfonylamide group.
上記式(3)で表される基の具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。式中、Phはフェニル基を表し、n−Prは、n−プロピレン基を表す。
ポリベンゾオキサゾール前駆体は、重量平均分子量(Mw)が3,000〜200,000が好ましい。下限は、4,000以上がより好ましく、5,000以上が更に好ましい。上限は、100,000以下がより好ましく、50,000以下が更に好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、1,000〜50,000が好ましい。下限は、2,000以上がより好ましく、3,000以上が更に好ましい。上限は、40,000以下がより好ましく、30,000以下が更に好ましい。この範囲とすることでパターニング性がより良好となり、硬化膜物性も良好となる。 The polybenzoxazole precursor preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 3,000 to 200,000. The lower limit is more preferably 4,000 or more, and still more preferably 5,000 or more. The upper limit is more preferably 100,000 or less, and even more preferably 50,000 or less. The number average molecular weight (Mn) is preferably 1,000 to 50,000. The lower limit is more preferably 2,000 or more, and still more preferably 3,000 or more. The upper limit is more preferably 40,000 or less, and still more preferably 30,000 or less. By setting it as this range, patterning property will become more favorable and cured film physical property will also become favorable.
本発明においては、感光性樹脂組成物におけるポリベンゾオキサゾール前駆体の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、20質量部以上が好ましく、30質量部以上がより好ましく、40質量部以上が特に好ましい。上限は、例えは、99質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましく、70質量部以下が特に好ましい。2種以上のポリベンゾオキサゾール前駆体を用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。 In the present invention, the content of the polybenzoxazole precursor in the photosensitive resin composition is preferably 20 parts by mass or more and more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the photosensitive resin composition. Preferably, 40 parts by mass or more is particularly preferable. For example, the upper limit is preferably 99 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less, and particularly preferably 70 parts by mass or less. When using 2 or more types of polybenzoxazole precursor, it is preferable that the total amount becomes the said range.
本発明で用いるポリベンゾオキサゾール前駆体は、特開2008−224970号公報の記載を参酌して合成することができる。また、単官能酸クロリドによる末端の封止は、例えば、重合反応の際に単官能酸クロリドを混ぜておくことにより一度に合成することができる。 The polybenzoxazole precursor used in the present invention can be synthesized in consideration of the description in JP-A-2008-224970. Further, the end-capping with a monofunctional acid chloride can be synthesized at a time, for example, by mixing the monofunctional acid chloride during the polymerization reaction.
〔光酸発生剤〕
本発明の感光性樹脂組成物が有する光酸発生剤は、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤である。
ここで、pKaは、基本的に25℃の水中におけるpKaを指す。水中で測定できないものは、測定に適する溶剤に変更し測定したものを指す。具体的には、化学便覧等に記載のpKaが参考にできる。
また、pKaが3以下の酸としては、スルホン酸またはホスホン酸であることが好ましく、スルホン酸であることがより好ましい。
また、光酸発生剤は、pKaが2以下の酸を発生するものが好ましい。
[Photoacid generator]
The photo-acid generator which the photosensitive resin composition of this invention has is a photo-acid generator which generate | occur | produces the acid whose pKa is 3 or less.
Here, pKa basically refers to pKa in water at 25 ° C. Those that cannot be measured in water refer to those measured after changing to a solvent suitable for measurement. Specifically, the pKa described in the chemical handbook can be referred to.
The acid having a pKa of 3 or less is preferably sulfonic acid or phosphonic acid, and more preferably sulfonic acid.
The photoacid generator is preferably one that generates an acid having a pKa of 2 or less.
光酸発生剤は、波長300nm以上、好ましくは波長300〜450nmの活性光線に感応し、酸を発生する化合物が好ましいが、その化学構造に制限されるものではない。また、波長300nm以上の活性光線に直接感応しない光酸発生剤についても、増感剤と併用することによって波長300nm以上の活性光線に感応し、酸を発生する化合物であれば、増感剤と組み合わせて好ましく用いることができる。 The photoacid generator is preferably a compound that reacts with an actinic ray having a wavelength of 300 nm or more, preferably 300 to 450 nm and generates an acid, but is not limited to its chemical structure. Further, a photoacid generator that is not directly sensitive to an actinic ray having a wavelength of 300 nm or more can also be used as a sensitizer if it is a compound that reacts with an actinic ray having a wavelength of 300 nm or more and generates an acid when used in combination with a sensitizer. It can be preferably used in combination.
光酸発生剤の例として、オニウム塩化合物、トリクロロメチル−s−トリアジン類、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、第四級アンモニウム塩類、ジアゾメタン化合物、イミドスルホネート化合物、および、オキシムスルホネート化合物などを挙げることができる。これらの中でも、オニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート化合物が好ましく、オニウム塩化合物、オキシムスルホネート化合物が特に好ましい。光酸発生剤は、1種単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of photoacid generators include onium salt compounds, trichloromethyl-s-triazines, sulfonium salts, iodonium salts, quaternary ammonium salts, diazomethane compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds. . Among these, onium salt compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds are preferable, and onium salt compounds and oxime sulfonate compounds are particularly preferable. A photo-acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
トリクロロメチル−s−トリアジン類、ジアリールヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類、第四級アンモニウム塩類、およびジアゾメタン化合物の具体例としては、特開2011−221494号公報の段落番号0083〜0088に記載の化合物や、特開2011−105645号公報の段落番号0013〜0049に記載の化合物が例示でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
イミドスルホネート化合物の具体例としてはWO2011/087011号公報の段落番号0065〜0075に記載の化合物が例示でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
Specific examples of trichloromethyl-s-triazines, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, quaternary ammonium salts, and diazomethane compounds include the compounds described in paragraph numbers 0083 to 0088 of JP2011-221494A; And compounds described in paragraph numbers 0013 to 0049 of JP-A-2011-105645, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
Specific examples of the imide sulfonate compound include the compounds described in paragraphs 0065 to 0075 of WO2011 / 087011, and the contents thereof are incorporated herein.
また、下記構造のトリアリールスルホニウム塩類を使用することも好ましい。
オキシムスルホネート化合物、すなわち、オキシムスルホネート構造を有する化合物としては、下記一般式(B1−1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物が好ましく例示できる。 Preferred examples of the oxime sulfonate compound, that is, a compound having an oxime sulfonate structure include compounds having an oxime sulfonate structure represented by the following general formula (B1-1).
一般式(B1−1)
一般式(B1−1)中、R21は、アルキル基またはアリール基を表す。波線は他の基との結合を表す。
General formula (B1-1)
In General Formula (B1-1), R 21 represents an alkyl group or an aryl group. Wavy lines represent bonds with other groups.
一般式(B1−1)中、いずれの基も置換されてもよく、R21におけるアルキル基は直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。許容される置換基は以下に説明する。
R21のアルキル基としては、炭素数1〜10の、直鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。R21のアルキル基は、ハロゲン原子、炭素数6〜11のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、または、シクロアルキル基(7,7−ジメチル−2−オキソノルボルニル基などの有橋式脂環基を含む、好ましくはビシクロアルキル基等)で置換されてもよい。
R21のアリール基としては、炭素数6〜11のアリール基が好ましく、フェニル基またはナフチル基がより好ましい。R21のアリール基は、低級アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン原子で置換されてもよい。
In general formula (B1-1), any group may be substituted, and the alkyl group in R 21 may be linear, branched or cyclic. Acceptable substituents are described below.
As the alkyl group for R 21, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. The alkyl group for R 21 is a halogen atom, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group (7,7-dimethyl-2-oxonorbornyl group, etc.). It may be substituted with a bridged alicyclic group, preferably a bicycloalkyl group or the like.
As the aryl group for R 21, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms is preferable, and a phenyl group or a naphthyl group is more preferable. The aryl group of R 21 may be substituted with a lower alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
上記一般式(B1−1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する上記化合物は、特開2014−238438号公報の段落番号0108〜0133に記載のオキシムスルホネート化合物であることも好ましい。 The compound containing an oxime sulfonate structure represented by the general formula (B1-1) is also preferably an oxime sulfonate compound described in paragraph numbers 0108 to 0133 of JP 2014-238438 A.
イミドスルホネート系化合物としては、ナフタレンイミド系化合物が好ましく、国際公開WO11/087011号パンフレットの記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。 As an imide sulfonate type compound, a naphthalene imide type compound is preferable, the description of international publication WO11 / 087011 pamphlet can be referred to, These content is integrated in this-application specification.
本発明においては、光酸発生剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。下限は、例えば、0.2質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、10質量部以下がより好ましく、5質量部以下がさらに好ましい。
また、光酸発生剤の含有量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましく、0.1〜8質量部であることが更に好ましい。
なお、光酸発生剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。2種類以上の光酸発生剤を用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
In the present invention, the content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the photosensitive resin composition. For example, the lower limit is more preferably 0.2 parts by mass or more, and further preferably 0.5 parts by mass or more. For example, the upper limit is more preferably 10 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass or less.
Further, the content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor. More preferably, it is 0.1-8 mass parts.
In addition, only 1 type may be used for a photo-acid generator, and it can also use 2 or more types together. When using 2 or more types of photo-acid generators, it is preferable that the total amount becomes the said range.
〔溶剤〕
<アルコール>
本発明の感光性樹脂組成物が含有する溶剤は、少なくとも、炭化水素基および水酸基からなる下記式(I)で表されるアルコールを含むものである。
R1(−OH)m ・・・(I)
ここで、式(I)中、R1は炭素数6〜15の炭化水素基を表し、mは1〜3の整数を表す。また、mが2または3である場合、複数の水酸基は、R1を構成する炭化水素基における同一炭素原子に結合してもよく、異なる炭素原子に結合していてもよい。
〔solvent〕
<Alcohol>
The solvent contained in the photosensitive resin composition of the present invention contains at least an alcohol represented by the following formula (I) composed of a hydrocarbon group and a hydroxyl group.
R 1 (—OH) m (I)
Here, in formula (I), R 1 represents a hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 3. When m is 2 or 3, the plurality of hydroxyl groups may be bonded to the same carbon atom in the hydrocarbon group constituting R 1 or may be bonded to different carbon atoms.
上記式(I)中、R1が表す炭素数6〜15の炭化水素基としては、具体的には、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、2−エチルヘキサン等の直鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、t−ブチルシクロヘキサン、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン、イソボルニル、アダマンタン、2−メチル−2−アダマンタンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、ナフタレンなどの芳香族炭化水素;等からm個の水素原子を除いた炭化水素基が挙げられる。 Specific examples of the hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms represented by R 1 in the above formula (I) include linear chains such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, and 2-ethylhexane. Or branched aliphatic hydrocarbons; cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, t-butylcyclohexane, dicyclopentadiene, tricyclodecane, isobornyl, adamantane, 2-methyl-2-adamantane; benzene, toluene, naphthalene, etc. And a hydrocarbon group obtained by removing m hydrogen atoms from the above.
本発明においては、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となる理由から、上記式(I)で表されるアルコールが、上記式(I)中のR1が脂環式炭化水素基で表されるアルコールであるのが好ましい。
脂環式炭化水素基としては、具体的には、例えば、シクロヘキサン環基、シクロへプタン環基、シクロオクタン環基などの単環式炭化水素基;ノルボルナン環基、アダマンタン環基、ビシクロオクタン環基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環基などの架橋環式炭化水素環基;パーヒドロナフタレン(デカリン)環基、パーヒドロアントラセン環基、パーヒドロフェナントレン環基、パーヒドロアセナフテン環基、パーヒドロフルオレン環基、パーヒドロインデン環基、パーヒドロフェナレン環基などの5〜8員シクロアルカン環基が複数個縮合した縮合環基;等からm個の水素原子を除いた炭化水素基が挙げられる。
In the present invention, because the heat transparency of the cured film obtained becomes better, alcohol represented by the formula (I), R 1 in the formula (I) is an alicyclic hydrocarbon group The alcohol represented is preferred.
Specific examples of the alicyclic hydrocarbon group include monocyclic hydrocarbon groups such as a cyclohexane ring group, a cycloheptane ring group, and a cyclooctane ring group; a norbornane ring group, an adamantane ring group, and a bicyclooctane ring. Group, a bridged cyclic hydrocarbon ring group such as tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring group; perhydronaphthalene (decalin) ring group, perhydroanthracene ring group, perhydrophenanthrene ring group, Condensed hydrogen group in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane ring groups such as hydroacenaphthene ring group, perhydrofluorene ring group, perhydroindene ring group, perhydrophenalene ring group are condensed; And hydrocarbon groups except for.
本発明においては、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となる理由から、上記式(I)で表されるアルコールが、シクロヘキサノール、シクロヘキサンジオール、ターピネオールおよびジヒドロターピネオールからなる群から選択される少なくとも1種であるのが好ましい。
ここで、ターピネオールとしては、下記式(4)で表される化合物(α−ターピネオール)、下記式(5)で表される化合物(β−ターピネオール)、または、下記式(6)で表される化合物(γ−ターピネオール)が挙げられ、ジヒドロターピネオールとしては、下記式(7)で表される化合物、または、下記式(8)で表される化合物が挙げられる。
Here, as terpineol, the compound represented by the following formula (4) (α-terpineol), the compound represented by the following formula (5) (β-terpineol), or the following formula (6) is represented. A compound (γ-terpineol) is exemplified, and examples of dihydroterpineol include a compound represented by the following formula (7) or a compound represented by the following formula (8).
本発明においては、得られる硬化膜のパターニング性および耐熱透明性がいずれもより良好となる理由から、上記式(I)で表されるアルコールの含有量が、ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して0.1〜1000質量部であるのが好ましく、50〜500質量部であるのがより好ましい。 In the present invention, the content of the alcohol represented by the above formula (I) is 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor because the patterning property and heat-resistant transparency of the cured film obtained are both better. It is preferable that it is 0.1-1000 mass parts with respect to it, and it is more preferable that it is 50-500 mass parts.
<他の溶剤>
本発明の感光性樹脂組成物は、上記式(I)で表されるアルコール以外に、他の溶剤を含有していてもよい。
ここで、他の溶剤としては、必須成分および任意成分を溶解し、各成分と反応しないものが好ましい。
他の溶剤としては、具体的には、例えば、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エステル類、ケトン類、アミド類、ラクトン類等が例示できる。また、特開2011−221494号公報の段落番号0174〜0178に記載の溶剤、特開2012−194290号公報の段落番号0167〜0168に記載の溶剤も挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
これらの他の溶剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
<Other solvents>
The photosensitive resin composition of the present invention may contain other solvents in addition to the alcohol represented by the above formula (I).
Here, the other solvent is preferably a solvent that dissolves essential components and optional components and does not react with each component.
Specific examples of other solvents include ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers. Alkyl ether acetates, diethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, dipropylene glycol monoalkyl ethers, dipropylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol monoalkyl ether acetates, esters, ketones, amides, Examples include lactones. In addition, the solvent described in paragraph Nos. 0174 to 0178 of JP2011-221494A and the solvent described in paragraph numbers 0167 to 0168 of JP2012-194290A are also included, the contents of which are incorporated herein. It is.
These other solvents can be used singly or in combination of two or more.
本発明においては、スリット塗布性の観点から、他の溶剤として、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類またはジエチレングリコールジアルキルエーテル類を含むことが好ましい。
ここで、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類としては、具体的には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。
また、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類としては、具体的には、例えば、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等が挙げられる。
In the present invention, from the viewpoint of slit coatability, it is preferable to include propylene glycol monoalkyl ether acetates or diethylene glycol dialkyl ethers as other solvents.
Specific examples of the propylene glycol monoalkyl ether acetates include propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate.
Specific examples of diethylene glycol dialkyl ethers include diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol methyl ethyl ether.
本発明においては、他の溶剤を含有する場合の含有量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して、500〜2000質量部であるのが好ましく、700〜1800質量部であるのがより好ましい。 In the present invention, the content in the case of containing another solvent is preferably 500 to 2000 parts by mass, more preferably 700 to 1800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor. preferable.
〔密着改良剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、密着改良剤を含有してもよい。密着改良剤としてはアルコキシシラン化合物などが挙げられる。
アルコキシシラン化合物は、基材となる無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と絶縁膜との密着性を向上させる化合物であることが好ましい。
密着改良剤の具体例としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのγ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジアルコキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのγ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルジアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシランが挙げられる。これらのうち、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランやγ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランが好ましく、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランがより好ましく、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがさらに好ましい。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Adhesion improver]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain an adhesion improving agent. Examples of the adhesion improving agent include alkoxysilane compounds.
The alkoxysilane compound is a compound that improves the adhesion between an insulating material and an inorganic material serving as a base material, for example, a silicon compound such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride, or a metal such as gold, copper, molybdenum, titanium, or aluminum. It is preferable.
Specific examples of the adhesion improving agent include, for example, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and the like. Γ-methacryloxypropyltrialkoxysilane such as glycidoxypropyltrialkoxysilane, γ-glycidoxypropyl dialkoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl dialkoxysilane, γ-chloropropyl Examples include trialkoxysilane, γ-mercaptopropyltrialkoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrialkoxysilane, and vinyltrialkoxysilane. Among these, γ-glycidoxypropyltrialkoxysilane and γ-methacryloxypropyltrialkoxysilane are preferable, γ-glycidoxypropyltrialkoxysilane is more preferable, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycol. Sidoxypropyltrimethoxysilane is more preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、得られる硬化膜のパターニング性および耐薬品性がより良好となる理由から、上記アルコキシシラン化合物のうち、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物を含有するのが好ましい。 In this invention, it is preferable to contain the alkoxysilane compound which has an epoxy group among the said alkoxysilane compounds from the reason that the patternability and chemical resistance of the cured film obtained become more favorable.
密着改良剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形成分100質量部に対し、0.001〜15質量部であることが好ましく、0.005〜10質量部であることがより好ましい。密着改良剤は、1種類のみ用いてもよいし、2種類以上用いてもよい。2種類以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。 The content of the adhesion improving agent is preferably 0.001 to 15 parts by mass, and more preferably 0.005 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components of the photosensitive resin composition. Only one type of adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When using 2 or more types, it is preferable that a total amount becomes the said range.
〔増感剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、増感剤を含有してもよい。増感剤は、活性光線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感剤は、光酸発生剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより光酸発生剤は化学変化を起こして分解し、酸を生成する。このため、増感剤を含有させることで、光酸発生剤の分解を促進させることができる。好ましい増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350〜450nmの波長域に吸収波長を有する化合物を挙げることができる。
[Sensitizer]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a sensitizer. The sensitizer absorbs actinic rays and enters an electronically excited state. The sensitizer in an electronically excited state comes into contact with the photoacid generator, and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur. Thereby, a photo-acid generator raise | generates a chemical change and decomposes | disassembles and produces | generates an acid. For this reason, decomposition | disassembly of a photo-acid generator can be accelerated | stimulated by containing a sensitizer. Examples of preferred sensitizers include compounds that belong to the following compounds and have an absorption wavelength in the wavelength range of 350 to 450 nm.
多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン,3,7−ジメトキシアントラセン、9,10−ジプロピルオキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、キサントン類(例えば、キサントン、チオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、ローダシアニン類、オキソノール類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アクリドン類(例えば、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、スチリル類、ベーススチリル類(例えば、2−[2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]ベンゾオキサゾール)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ4−メチルクマリン、7−ヒドロキシ4−メチルクマリン、2,3,6,7−テトラヒドロ−9−メチル−1H,5H,11H[1]ベンゾピラノ[6,7,8−ij]キノリジン−11−ノン)。
これら増感剤の中でも、多核芳香族類、アクリドン類、スチリル類、ベーススチリル類、クマリン類が好ましく、多核芳香族類がより好ましい。多核芳香族類の中でもアントラセン誘導体が最も好ましい。
Polynuclear aromatics (eg, pyrene, perylene, triphenylene, anthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 3,7-dimethoxyanthracene, 9,10-dipropyloxyanthracene), xanthenes (Eg, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), xanthones (eg, xanthone, thioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone), cyanines (eg, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines ( For example, merocyanine, carbomerocyanine), rhodocyanines, oxonols, thiazines (eg, thionine, methylene blue, toluidine blue), acridines (eg, acridine oleoresin) Di, chloroflavin, acriflavine), acridones (eg, acridone, 10-butyl-2-chloroacridone), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg, squalium), styryls, base styryls ( For example, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] benzoxazole), coumarins (for example, 7-diethylamino 4-methylcoumarin, 7-hydroxy-4-methylcoumarin, 2,3,6,7 -Tetrahydro-9-methyl-1H, 5H, 11H [1] benzopyrano [6,7,8-ij] quinolizine-11-non).
Among these sensitizers, polynuclear aromatics, acridones, styryls, base styryls, and coumarins are preferable, and polynuclear aromatics are more preferable. Of the polynuclear aromatics, anthracene derivatives are most preferred.
本発明の感光性樹脂組成物が増感剤を含有する場合、増感剤の含有量は、感光性樹脂組成物中の全固形分100質量部に対し、0.001〜100質量部であることが好ましい。下限は、例えば、0.1質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。下限は、例えば、50質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。増感剤は、2種以上を併用することもできる。増感剤を2種以上併用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。 When the photosensitive resin composition of the present invention contains a sensitizer, the content of the sensitizer is 0.001 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive resin composition. It is preferable. For example, the lower limit is more preferably 0.1 parts by mass or more, and still more preferably 0.5 parts by mass or more. For example, the lower limit is more preferably 50 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less. Two or more sensitizers can be used in combination. When two or more sensitizers are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
〔架橋剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、架橋剤を含有してもよい。架橋剤を含有することにより、より強硬な硬化膜を得ることができる。
架橋剤としては、熱によって架橋反応が起こるものであれば制限は無い。例えば、分子内に2個以上のエポキシ基またはオキセタニル基を有する化合物、ブロックイソシアネート化合物、アルコキシメチル基含有架橋剤、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物等が挙げられる。具体的には、国際公開公報第2014/050730号公報の段落番号0153〜0163に記載の化合物を使用することが好ましい。
[Crosslinking agent]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a crosslinking agent. By containing a crosslinking agent, a harder cured film can be obtained.
The crosslinking agent is not limited as long as a crosslinking reaction is caused by heat. Examples thereof include compounds having two or more epoxy groups or oxetanyl groups in the molecule, blocked isocyanate compounds, alkoxymethyl group-containing crosslinking agents, compounds having ethylenically unsaturated double bonds, and the like. Specifically, it is preferable to use the compounds described in paragraph numbers 0153 to 0163 of International Publication No. 2014/050730.
<その他の架橋剤>
その他の架橋剤としては、特開2012−8223号公報の段落番号0107〜0108に記載のアルコキシメチル基含有架橋剤、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物なども好ましく用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。アルコキシメチル基含有架橋剤としては、アルコキシメチル化グリコールウリルが好ましい。
<Other cross-linking agents>
As other crosslinking agents, alkoxymethyl group-containing crosslinking agents described in paragraphs 0107 to 0108 of JP2012-8223A, compounds having an ethylenically unsaturated double bond, and the like can also be preferably used. The contents are incorporated herein. As the alkoxymethyl group-containing crosslinking agent, alkoxymethylated glycoluril is preferable.
本発明の感光性樹脂組成物が架橋剤を有する場合、架橋剤の含有量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対し、0.01〜50質量部であることが好ましい。下限は、例えば、0.1質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。この範囲であれば、機械的強度および耐溶剤性に優れた硬化膜が得られる。架橋剤は1種類のみ用いてもよいし、2種類以上用いてもよい。2種類以上用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。 When the photosensitive resin composition of this invention has a crosslinking agent, it is preferable that content of a crosslinking agent is 0.01-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polybenzoxazole precursors. For example, the lower limit is more preferably 0.1 parts by mass or more, and still more preferably 0.5 parts by mass or more. For example, the upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less. If it is this range, the cured film excellent in mechanical strength and solvent resistance will be obtained. Only one type of crosslinking agent may be used, or two or more types may be used. When using 2 or more types, it is preferable that the total amount becomes the said range.
〔塩基性化合物〕
本発明の感光性樹脂組成物は、塩基性化合物を含有してもよい。塩基性化合物としては、化学増幅型ポジ型レジストで用いられるものの中から任意に選択して使用することができる。例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン、第四級アンモニウムヒドロキシド、カルボン酸の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの具体例としては、特開2011−221494号公報の段落番号0204〜0207に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
[Basic compounds]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a basic compound. The basic compound can be arbitrarily selected from those used in chemically amplified positive resists. Examples include aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, quaternary ammonium hydroxides, quaternary ammonium salts of carboxylic acids, and the like. Specific examples thereof include the compounds described in JP-A-2011-221494, paragraphs 0204 to 0207, the contents of which are incorporated herein.
具体的には、脂肪族アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミンなどが挙げられる。
芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、ベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミンなどが挙げられる。
複素環式アミンとしては、例えば、ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、N−メチル−4−フェニルピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、N−シクロヘキシル−N’−[2−(4−モルホリニル)エチル]チオ尿素、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.3.0]−7−ウンデセンなどが挙げられる。
第四級アンモニウムヒドロキシドとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ヘキシルアンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。
カルボン酸の第四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラ−n−ブチルアンモニウムアセテート、テトラ−n−ブチルアンモニウムベンゾエートなどが挙げられる。
Specific examples of the aliphatic amine include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, di-n-pentylamine, tri-n-pentylamine, diethanolamine, triethanolamine, and the like. Examples include ethanolamine, dicyclohexylamine, and dicyclohexylmethylamine.
Examples of the aromatic amine include aniline, benzylamine, N, N-dimethylaniline, diphenylamine and the like.
Examples of the heterocyclic amine include pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, N-methyl-4-phenylpyridine, 4-dimethylaminopyridine, imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, pyrazine, Pyrazole, pyridazine, purine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, 4-methylmorpholine, N-cyclohexyl-N ′-[2- (4-morpholinyl) ethyl] thiourea, 1,5-diazabicyclo [4.3.0 ] -5-Nonene, 1,8-di And azabicyclo [5.3.0] -7-undecene.
Examples of the quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, and tetra-n-hexylammonium hydroxide. And so on.
Examples of the quaternary ammonium salt of carboxylic acid include tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium benzoate, tetra-n-butylammonium acetate, and tetra-n-butylammonium benzoate.
本発明の感光性樹脂組成物が塩基性化合物を有する場合、塩基性化合物の含有量は、感光性樹脂組成物中の全固形成分100質量部に対し、0.001〜3質量部であることが好ましく、0.005〜1質量部であることがより好ましい。塩基性化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。2種類以上用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。 When the photosensitive resin composition of the present invention has a basic compound, the content of the basic compound is 0.001 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid component in the photosensitive resin composition. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.005-1 mass part. A basic compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. When using 2 or more types, it is preferable that the total amount becomes the said range.
〔界面活性剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、または、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン界面活性剤である。界面活性剤は、例えば、特開2012−88459号公報の段落番号0201〜0205に記載のものや、特開2011−215580号公報の段落番号0185〜0188に記載のものを用いることができ、これらの記載は本願明細書に組み込まれる。
ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類、シリコーン系、フッ素系界面活性剤を挙げることができる。また、以下商品名で、KP−341、X−22−822(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.99C(共栄社化学(株)製)、エフトップ(三菱マテリアル電子化成(株)製)、メガファック(DIC(株)製)、F−554(DIC(株)製)、フロラードノベックFC−4430(住友スリーエム製)、サーフロンS−242(AGCセイミケミカル(株)製)、PolyFoxPF−6320(OMNOVA製)、SH−8400(東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製)、フタージェントFTX−218G(ネオス(株)製)等を挙げることができる。
また、界面活性剤として、特開2014−238438号公報の段落番号0151〜0155に記載の化合物も好ましく用いられる。
[Surfactant]
The photosensitive resin composition of the present invention may contain a surfactant. As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic, or amphoteric can be used, but a preferred surfactant is a nonionic surfactant. As the surfactant, for example, those described in paragraph Nos. 0201 to 0205 of JP2012-88459A and those described in paragraph Nos. 0185 to 0188 of JP2011-215580A can be used. Is incorporated herein by reference.
Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, higher fatty acid diesters of polyoxyethylene glycol, silicone-based and fluorine-based surfactants. . The following trade names are KP-341, X-22-822 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 99C (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top (manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.), MegaFac (manufactured by DIC Corporation), F-554 (manufactured by DIC Corporation), Florard Novec FC- 4430 (manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-242 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), PolyFoxPF-6320 (manufactured by OMNOVA), SH-8400 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), and footent FTX-218G (manufactured by Neos Co., Ltd.).
As the surfactant, compounds described in paragraph numbers 0151 to 0155 of JP-A No. 2014-238438 are also preferably used.
界面活性剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明の感光性樹脂組成物が界面活性剤を有する場合、界面活性剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形成分100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましく、0.001〜10質量部がより好ましく、0.01〜3質量部がさらに好ましい。
Surfactant can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
When the photosensitive resin composition of the present invention has a surfactant, the content of the surfactant is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total solid components of the photosensitive resin composition. 0.001-10 mass parts is more preferable, and 0.01-3 mass parts is still more preferable.
〔酸化防止剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止できる。更には、分解による膜厚減少を低減でき、また、耐熱透明性に優れるという利点がある。
酸化防止剤としては、例えば、リン系酸化防止剤、アミド類、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。これらの中では、硬化膜の着色、膜厚減少の観点からフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミド系酸化防止剤、ヒドラジド系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤が好ましく、フェノール系酸化防止剤が最も好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。
具体例としては、特開2005−29515号公報の段落番号0026〜0031に記載の化合物、特開2011-227106号公報の段落番号0106〜0116に記載の化合物を挙げる事ができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
好ましい市販品として、アデカスタブAO−20、アデカスタブAO−60、アデカスタブAO−80、アデカスタブLA−52、アデカスタブLA−81、アデカスタブAO−412S、アデカスタブPEP−36、イルガノックス1035、イルガノックス1098、チヌビン144を挙げる事ができる。
〔Antioxidant〕
The photosensitive resin composition of the present invention may contain an antioxidant. As an antioxidant, a well-known antioxidant can be contained. By adding an antioxidant, coloring of the cured film can be prevented. Furthermore, there is an advantage that a reduction in film thickness due to decomposition can be reduced and heat-resistant transparency is excellent.
Examples of antioxidants include phosphorus antioxidants, amides, hydrazides, hindered amine antioxidants, sulfur antioxidants, phenol antioxidants, ascorbic acids, zinc sulfate, sugars, nitrites, sulfites. Examples thereof include salts, thiosulfates, and hydroxylamine derivatives. Among these, phenolic antioxidants, hindered amine antioxidants, phosphorus antioxidants, amide antioxidants, hydrazide antioxidants, sulfur antioxidants from the viewpoint of coloring the cured film and reducing film thickness A phenolic antioxidant is most preferred. These may be used individually by 1 type and may mix 2 or more types.
Specific examples include the compounds described in paragraph Nos. 0026 to 0031 of JP-A-2005-29515 and the compounds described in paragraph Nos. 0106 to 0116 of JP-A-2011-227106. It is incorporated herein.
Preferred commercially available products include ADK STAB AO-20, ADK STAB AO-60, ADK STAB AO-80, ADK STAB LA-52, ADK STAB LA-81, ADK STAB AO-412S, ADK STAB PEP-36, IRGANOX 1035, IRGANOX 1098, and Tinuvin 144. Can be mentioned.
本発明の感光性樹脂組成物が酸化防止剤を有する場合、酸化防止剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形成分100質量部に対し、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜5質量部であることがより好ましく、0.5〜4質量部であることが特に好ましい。この範囲にすることで、形成された膜の十分な透明性が得られ、且つ、パターン形成時の感度も良好となる。 When the photosensitive resin composition of this invention has antioxidant, content of antioxidant is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of all the solid components of the photosensitive resin composition. Preferably, it is 0.2-5 mass parts, and it is especially preferable that it is 0.5-4 mass parts. By setting it within this range, sufficient transparency of the formed film can be obtained, and the sensitivity at the time of pattern formation becomes good.
〔酸増殖剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、感度向上を目的に、酸増殖剤を用いることができる。
酸増殖剤は、酸触媒反応によってさらに酸を発生して反応系内の酸濃度を上昇させることができる化合物であり、酸が存在しない状態では安定に存在する化合物である。
酸増殖剤の具体例としては、特開2011−221494号公報の段落番号0226〜0228に記載の酸増殖剤が挙げられ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明の感光性樹脂組成物が酸増殖剤を含有する場合、酸増殖剤の含有量は、光酸発生剤100質量部に対して、10〜1000質量部とするのが、露光部と未露光部との溶解コントラストの観点から好ましく、20〜500質量部がさらに好ましい。酸増殖剤は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。2種類以上の酸増殖剤を用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
[Acid multiplication agent]
In the photosensitive resin composition of the present invention, an acid proliferating agent can be used for the purpose of improving sensitivity.
The acid proliferating agent is a compound that can further generate an acid by an acid-catalyzed reaction to increase the acid concentration in the reaction system, and is a compound that exists stably in the absence of an acid.
Specific examples of the acid proliferating agent include the acid proliferating agents described in paragraph numbers 0226 to 0228 of JP2011-221494A, the contents of which are incorporated herein.
When the photosensitive resin composition of the present invention contains an acid proliferation agent, the content of the acid proliferation agent is 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photoacid generator. From the viewpoint of dissolution contrast with the exposed portion, it is preferably 20 to 500 parts by mass. The acid proliferating agent may be used alone or in combination of two or more. When two or more types of acid proliferating agents are used, the total amount is preferably within the above range.
〔現像促進剤〕
本発明の感光性樹脂組成物は、現像促進剤を含有することができる。
現像促進剤としては、特開2012−042837号公報の段落番号0171〜0172に記載されているものを参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
現像促進剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用することも可能である。
本発明の感光性樹脂組成物が現像促進剤を有する場合、現像促進剤の添加量は、感度と残膜率の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0〜30質量部が好ましく、0.1〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部であることが最も好ましい。
[Development accelerator]
The photosensitive resin composition of the present invention can contain a development accelerator.
As the development accelerator, those described in paragraph Nos. 0171 to 0172 of JP2012-042837A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
A development accelerator may be used individually by 1 type, and can also use 2 or more types together.
When the photosensitive resin composition of the present invention has a development accelerator, the addition amount of the development accelerator is 0 to 100 parts by mass of the total solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoints of sensitivity and residual film ratio. 30 mass parts is preferable, 0.1-20 mass parts is more preferable, and it is most preferable that it is 0.5-10 mass parts.
〔その他の成分〕
本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、熱ラジカル発生剤、熱酸発生剤、紫外線吸収剤、増粘剤、有機または無機の沈殿防止剤などの公知の添加剤を、それぞれ独立に1種または2種以上、加えることができる。
これらの化合物としては、例えば特開2012−88459号公報の段落番号0201〜0224の記載の化合物を使用することができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
また、特開2012−8223号公報の段落番号0120〜0121に記載の熱ラジカル発生剤、WO2011/136074A1に記載の窒素含有化合物および熱酸発生剤も用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
[Other ingredients]
In the photosensitive resin composition of the present invention, known additives such as a thermal radical generator, a thermal acid generator, an ultraviolet absorber, a thickener, and an organic or inorganic suspending agent are independently added as necessary. 1 type, or 2 or more types can be added.
As these compounds, for example, compounds described in paragraph Nos. 0201 to 0224 of JP2012-8859A can be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
Further, a thermal radical generator described in paragraphs 0120 to 0121 of JP2012-8223A, a nitrogen-containing compound and a thermal acid generator described in WO2011 / 136604A1, can be used, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated into.
<不純物>
本発明の感光性樹脂組成物は、組成物の保存安定性の悪化や装置汚染につながる可能性があるため、不純物の含有量は少ないほうが好ましい。
不純物の具体例としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、銅、アルミニウム、チタン、クロム、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、またはこれらのイオン、遊離ハロゲンやハロゲン化物イオンなどが挙げられる。
これら不純物の含有量は、本発明の感光性樹脂組成物中に、1000ppb以下が好ましく、500ppb以下がより好ましく、100ppb以下がさらに好ましい。特に金属不純物については、20ppb以下が特に好ましい。下限は特に定めるものではないが、現実的に減らせる限界や、測定限界の観点から、10ppt以上又は100ppt以上とすることができる。
不純物をこのように減らす方法としては、樹脂や添加剤の原料にこれら不純物を含まないものを使用すること、組成物調合時にこれら不純物が混入しないようにすること、および混入した場合には洗浄することなどにより、不純物量を上記範囲内とすることができる。これら不純物は、例えば、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法、原子吸光分光法などの公知の方法で定量することができる。
<Impurity>
Since the photosensitive resin composition of the present invention may lead to deterioration of the storage stability of the composition and device contamination, it is preferable that the content of impurities is small.
Specific examples of the impurities include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, manganese, copper, aluminum, titanium, chromium, cobalt, nickel, zinc, tin, or ions thereof, free halogen, halide ions, and the like. .
The content of these impurities is preferably 1000 ppb or less, more preferably 500 ppb or less, and even more preferably 100 ppb or less in the photosensitive resin composition of the present invention. Particularly for metal impurities, 20 ppb or less is particularly preferable. The lower limit is not particularly defined, but can be set to 10 ppt or more or 100 ppt or more from the viewpoint of practically reducing the limit or measurement limit.
As a method for reducing impurities in this way, use materials that do not contain these impurities in the raw materials of resins and additives, prevent contamination of these impurities when preparing the composition, and wash them when they are mixed. As a result, the amount of impurities can be within the above range. These impurities can be quantified by a known method such as ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy or atomic absorption spectroscopy.
また、本発明の感光性樹脂組成物は、ベンゼン、ホルムアルデヒド、トリクロロエチレン、1,3−ブタジエン、四塩化炭素、クロロホルム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサン、などの化合物を含まないことが好ましい。
これら化合物の含有量は、本発明の感光性樹脂組成物中に、500ppm以下が好ましく、10ppm以下がより好ましく、1ppm以下がさらに好ましい。下限は特に定めるものではないが、現実的に減らせる限界や、測定限界の観点から、0.1ppb以上又は1ppb以上とすることができる。
これら不純物は、金属の不純物と同様の方法で含有量を抑制することができ、また、公知の測定法により定量することができる。
In addition, the photosensitive resin composition of the present invention includes compounds such as benzene, formaldehyde, trichloroethylene, 1,3-butadiene, carbon tetrachloride, chloroform, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, hexane, and the like. It is preferably not included.
The content of these compounds is preferably 500 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and even more preferably 1 ppm or less in the photosensitive resin composition of the present invention. The lower limit is not particularly defined, but can be set to 0.1 ppb or more or 1 ppb or more from the viewpoint of practically reducing the limit or measuring limit.
The content of these impurities can be suppressed by the same method as that for metal impurities, and can be quantified by a known measurement method.
〔感光性樹脂組成物の調製方法〕
本発明の感光性樹脂組成物は、各成分を所定の割合でかつ任意の方法で混合し、撹拌溶解して調製することができる。例えば、各成分を、それぞれ予め溶剤に溶解させた溶液とした後、これらを所定の割合で混合して本発明の感光性樹脂組成物を調製することもできる。以上のように調製した組成物溶液は、例えば孔径0.2μmのフィルター等を用いてろ過した後に、使用することもできる。
[Method for preparing photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of the present invention can be prepared by mixing each component at a predetermined ratio and by any method, stirring and dissolving. For example, the photosensitive resin composition of the present invention can also be prepared by mixing each component with a predetermined ratio after preparing each solution in advance in a solvent. The composition solution prepared as described above can be used after being filtered using, for example, a filter having a pore diameter of 0.2 μm.
[硬化膜の製造方法]
本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)〜(5)の工程を含むことが好ましい。
(1)本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程(塗布工程)
(2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を一部除去する工程(溶剤除去工程)
(3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程(露光工程)
(4)露光された感光性樹脂組成物を現像液により現像する工程(現像工程)
(5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化して硬化膜を得る工程(ポストベーク工程)
以下に各工程を順に説明する。
[Method for producing cured film]
The method for producing a cured film of the present invention preferably includes the following steps (1) to (5).
(1) The process of apply | coating the photosensitive resin composition of this invention on a board | substrate (application | coating process)
(2) Step of removing part of the solvent from the applied photosensitive resin composition (solvent removal step)
(3) Step of exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been removed with actinic rays (exposure step)
(4) Step of developing the exposed photosensitive resin composition with a developer (development step)
(5) Step of obtaining a cured film by thermosetting the developed photosensitive resin composition (post-baking step)
Each step will be described below in order.
(1)の塗布工程では、本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して溶剤を含む湿潤膜とすることが好ましい。 In the application step (1), the photosensitive resin composition of the present invention is preferably applied onto a substrate to form a wet film containing a solvent.
(1)の塗布工程を行う前に、基板に対してアルカリ洗浄やプラズマ洗浄などの洗浄を行ってもよい。また、洗浄後の基板に対してヘキサメチルジシラザンなどで基板表面を処理してもよい。ヘキサメチルジシラザンで基板表面を処理する方法としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメチルジシラザン蒸気中に基板を晒しておく方法等が挙げられる。
基板としては、無機基板、樹脂、樹脂複合材料などが挙げられる。
無機基板としては、例えばガラス、石英、シリコーン、シリコンナイトライド、および、それらのような基板上にモリブデン、チタン、アルミ、銅などを蒸着した複合基板が挙げられる。
樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル、マレイミドーオレフィン、セルロース、エピスルフィド化合物等の合成樹脂からなる基板が挙げられる。
これらの基板は、最終製品の形態によって、例えば薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)素子のような多層積層構造が形成されていてもよい。
基板への感光性樹脂組成物の塗布方法は特に限定されず、例えば、スリットコート法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法等の方法を用いることができる。
スリットコート法の場合には基板とスリットダイとの相対移動速度を50〜120mm/secとすることが好ましい。
感光性樹脂組成物を塗布したときの湿潤膜厚は特に限定されるものではなく、用途に応じた膜厚で塗布することができる。例えば、0.5〜10μmが好ましい。
基板に本発明の感光性樹脂組成物を塗布する前に、特開2009−145395号公報に記載されているような、所謂プリウェット法を適用することも可能である。
Before performing the coating step (1), the substrate may be cleaned by alkali cleaning or plasma cleaning. Further, the substrate surface may be treated with hexamethyldisilazane or the like with respect to the cleaned substrate. The method of treating the substrate surface with hexamethyldisilazane is not particularly limited, and examples thereof include a method of exposing the substrate to hexamethyldisilazane vapor.
Examples of the substrate include inorganic substrates, resins, and resin composite materials.
Examples of the inorganic substrate include glass, quartz, silicone, silicon nitride, and a composite substrate in which molybdenum, titanium, aluminum, copper, or the like is vapor-deposited on such a substrate.
The resins include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, allyl diglycol carbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, poly Fluorine resins such as benzazole, polyphenylene sulfide, polycycloolefin, norbornene resin, polychlorotrifluoroethylene, liquid crystal polymer, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, ionomer resin, cyanate resin, crosslinked fumaric acid diester, cyclic polyolefin, aromatic Made of synthetic resin such as aromatic ether, maleimide-olefin, cellulose, episulfide compound And the like.
These substrates may have a multi-layered structure such as a thin film transistor (TFT) element depending on the form of the final product.
The method for applying the photosensitive resin composition to the substrate is not particularly limited, and for example, a slit coating method, a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a casting coating method, a slit and spin method, or the like may be used. it can.
In the case of the slit coating method, the relative moving speed between the substrate and the slit die is preferably 50 to 120 mm / sec.
The wet film thickness when the photosensitive resin composition is applied is not particularly limited, and can be applied with a film thickness according to the application. For example, 0.5-10 micrometers is preferable.
Before applying the photosensitive resin composition of the present invention to the substrate, it is also possible to apply a so-called prewetting method as described in JP-A-2009-145395.
(2)の溶剤除去工程では、感光性樹脂組成物を塗布して形成した上記の湿潤膜から、減圧(バキューム)および/または加熱等により、溶剤を一部除去して基板上に乾燥膜を形成させる。溶剤除去工程の加熱条件は、好ましくは70〜130℃で30〜300秒間程度である。温度と時間が上記範囲である場合、後述する(4)の工程を行う際にパターンの密着性がより良好で、且つ残渣もより低減できる傾向にある。
ここで、(2)の溶剤除去工程は、上述したように、上記式(I)で表されるアルコールがポストベーク工程の初期においては残存していると考えられることから、上述した他の溶剤や、上記式(I)で表されるアルコールの一部を除去する工程である。
In the solvent removal step (2), a part of the solvent is removed from the wet film formed by applying the photosensitive resin composition by vacuum (vacuum) and / or heating to form a dry film on the substrate. Let it form. The heating conditions for the solvent removal step are preferably 70 to 130 ° C. and about 30 to 300 seconds. When the temperature and time are within the above ranges, the pattern adherence is better when the step (4) described later is performed, and the residue tends to be further reduced.
Here, in the solvent removal step (2), as described above, the alcohol represented by the formula (I) is considered to remain in the initial stage of the post-baking step. Or a step of removing a part of the alcohol represented by the above formula (I).
(3)の露光工程では、乾燥膜を設けた基板に所定のパターンの活性光線を照射する。この工程では、露光部において、フェノール性水酸基が生成され、露光部における現像液への溶解性が向上する。すなわち、フェノール性水酸基をアセタールの形で保護した基を有するポリベンゾオキサゾール前駆体と、光酸発生剤とを含む態様においては、活性光線の照射によって、光酸発生剤が分解して酸が発生する。そして、発生した酸の触媒作用により、上記のアセタールが加水分解されて、フェノール性水酸基が生成する。
活性光線の光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、発光ダイオード(LED)光源、エキシマレーザー発生装置などを用いることができ、i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)などの波長300nm以上450nm以下の波長を有する活性光線が好ましく使用できる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター、バンドパスフィルターのような分光フィルターを通して照射光を調整することもできる。露光量は好ましくは1〜500mJ/cm2である。
露光装置としては、ミラープロジェクションアライナー、ステッパー、スキャナー、プロキシミティ、コンタクト、マイクロレンズアレイ、レンズスキャナ、レーザー露光、など各種方式の露光機を用いることができる。また、いわゆる超解像技術を用いた露光をすることもできる。超解像技術としては、複数回露光する多重露光や、位相シフトマスクを用いる方法、輪帯照明法などが挙げられる。これら超解像技術を用いることでより高精細なパターン形成が可能となり、好ましい。
In the exposure step (3), the substrate provided with the dry film is irradiated with an actinic ray having a predetermined pattern. In this step, a phenolic hydroxyl group is generated in the exposed area, and the solubility in the developer in the exposed area is improved. That is, in an embodiment containing a polybenzoxazole precursor having a group in which a phenolic hydroxyl group is protected in the form of an acetal and a photoacid generator, the photoacid generator is decomposed by generation of actinic rays to generate an acid. To do. Then, by the catalytic action of the generated acid, the acetal is hydrolyzed to produce a phenolic hydroxyl group.
As a light source of actinic light, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a chemical lamp, a light emitting diode (LED) light source, an excimer laser generator, etc. can be used, i-line (365 nm), h-line (405 nm), Actinic rays having a wavelength of 300 nm or more and 450 nm or less, such as g-line (436 nm), can be preferably used. Moreover, irradiation light can also be adjusted through spectral filters, such as a long wavelength cut filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter, as needed. The exposure amount is preferably 1 to 500 mJ / cm 2 .
As the exposure apparatus, various types of exposure machines such as a mirror projection aligner, a stepper, a scanner, a proximity, a contact, a microlens array, a lens scanner, and a laser exposure can be used. In addition, exposure using a so-called super-resolution technique can be performed. Examples of the super-resolution technique include multiple exposure in which exposure is performed a plurality of times, a method using a phase shift mask, and an annular illumination method. By using these super-resolution techniques, it is possible to form a higher definition pattern, which is preferable.
(4)の現像工程では、ポリベンゾオキサゾール前駆体を、現像液を用いて現像する。現像液に溶解しやすいフェノール性水酸基を有する露光部領域を除去することにより、ポジ画像が形成する。
現像工程で使用する現像液には、塩基性化合物の水溶液が含まれることが好ましい。塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどのアルカリ金属炭酸塩類;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類:コリン等の(ヒドロキシアルキル)トリアルキルアンモニウムヒドロキシド類;ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩類;エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の脂環式アミン類を使用することができる。
これらのうち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、コリン(2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)が好ましい。
また、上記アルカリ類の水溶液にメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
現像液のpHは、好ましくは10.0〜14.0である。
現像時間は、好ましくは30〜500秒間であり、また、現像の手法は液盛り法(パドル法)、シャワー法、ディップ法等の何れでもよい。
現像の後に、リンス工程を行うこともできる。リンス工程では、現像後の基板を純水などで洗うことで、付着している現像液除去、現像残渣除去を行う。リンス方法は公知の方法を用いることができる。例えばシャワーリンスやディップリンスなどを挙げる事ができる。
In the developing step (4), the polybenzoxazole precursor is developed using a developer. By removing the exposed area having a phenolic hydroxyl group that is easily dissolved in the developer, a positive image is formed.
The developer used in the development step preferably contains an aqueous solution of a basic compound. Examples of basic compounds include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and cesium carbonate; sodium bicarbonate, potassium bicarbonate Alkali metal bicarbonates such as: tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, diethyldimethylammonium hydroxide, and other tetraalkylammonium hydroxides: Alkyl) trialkylammonium hydroxides; silicates such as sodium silicate and sodium metasilicate; ethylamine, propylamine, diethylamine, triethylammonium Alkyl amines such as dimethyl alcohol; alcohol amines such as dimethyl ethanol amine and triethanol amine; 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0 ] Cycloaliphatic amines such as -5-nonene can be used.
Of these, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, and choline (2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide) are preferable.
An aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to the alkaline aqueous solution can also be used as a developer.
The pH of the developer is preferably 10.0 to 14.0.
The development time is preferably 30 to 500 seconds, and the development method may be any of a liquid piling method (paddle method), a shower method, a dipping method, and the like.
A rinsing step can also be performed after development. In the rinsing step, the developed substrate and the development residue are removed by washing the developed substrate with pure water or the like. A known method can be used as the rinsing method. For example, shower rinse and dip rinse can be mentioned.
(5)のポストベーク工程では、得られたポジ画像を加熱することにより、アセタールの形で保護した基を熱分解してフェノール性水酸基を生成させ、環化(ベンゾオキサゾール環を形成)させることにより、硬化膜を形成することができる。また、フェノール性水酸基を架橋剤等と架橋させることにより、硬化膜を形成することもできる。この加熱は、ホットプレートやオーブン等の加熱装置を用いて行うことが好ましい。加熱温度は200℃〜350℃が好ましく、250℃〜350℃がより好ましい。加熱時間は、ホットプレート上なら5〜90分間、オーブンなら30〜120分間が好ましい。加熱によって環化反応または架橋反応を進行させることにより、耐熱性、硬度等により優れた硬化膜を形成することができる。また、加熱処理を行う際は窒素雰囲気下で行うことにより、透明性をより向上させることもできる。
ポストベークの前に、比較的低温でベークを行った後にポストベークすることもできる(ミドルベーク工程の追加)。ミドルベークを行う場合は、90〜150℃で1〜60分加熱した後に、200℃以上の高温でポストベークすることが好ましい。また、ミドルベーク、ポストベークを3段階以上の多段階に分けて加熱する事もできる。このようなミドルベーク、ポストベークの工夫により、パターンのテーパー角を調整することができる。これらの加熱は、ホットプレート、オーブン、赤外線ヒーターなど、公知の加熱方法を使用することができる。
なお、ポストベークに先立ち、パターンを形成した基板に活性光線により全面再露光(ポスト露光)した後、ポストベークすることにより未露光部分に存在する光酸発生剤から酸を発生させ、架橋工程を促進する触媒として機能させることができ、膜の硬化反応を促進することができる。ポスト露光工程を含む場合の好ましい露光量としては、100〜3,000mJ/cm2が好ましく、100〜500mJ/cm2が特に好ましい。
In the post-baking step of (5), the obtained positive image is heated to thermally decompose the group protected in the form of acetal to form a phenolic hydroxyl group, and cyclize (form a benzoxazole ring). Thus, a cured film can be formed. Moreover, a cured film can also be formed by crosslinking a phenolic hydroxyl group with a crosslinking agent or the like. This heating is preferably performed using a heating device such as a hot plate or an oven. The heating temperature is preferably 200 ° C to 350 ° C, more preferably 250 ° C to 350 ° C. The heating time is preferably 5 to 90 minutes on a hot plate and 30 to 120 minutes for an oven. By proceeding with a cyclization reaction or a crosslinking reaction by heating, a cured film excellent in heat resistance, hardness and the like can be formed. In addition, when the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, the transparency can be further improved.
Prior to post-baking, post-baking can be performed after baking at a relatively low temperature (addition of a middle baking process). When performing middle baking, it is preferable to post-bake at a high temperature of 200 ° C. or higher after heating at 90 to 150 ° C. for 1 to 60 minutes. Moreover, middle baking and post-baking can be heated in three or more stages. The taper angle of the pattern can be adjusted by devising such middle baking and post baking. These heating methods can use well-known heating methods, such as a hotplate, oven, and an infrared heater.
Prior to post-baking, the entire surface of the patterned substrate was re-exposed with actinic rays (post-exposure), and then post-baked to generate an acid from the photoacid generator present in the unexposed portion, thereby performing a crosslinking step. It can function as a catalyst to promote, and can accelerate the curing reaction of the film. As a preferable exposure amount when the post-exposure step is included, 100 to 3,000 mJ / cm 2 is preferable, and 100 to 500 mJ / cm 2 is particularly preferable.
本発明の感光性樹脂組成物より得られた硬化膜は、ドライエッチングレジストとして使用することもできる。ポストベーク工程により熱硬化して得られた硬化膜をドライエッチングレジストとして使用する場合、エッチング処理としてはアッシング、プラズマエッチング、オゾンエッチングなどのドライエッチング処理を行うことができる。 The cured film obtained from the photosensitive resin composition of the present invention can also be used as a dry etching resist. In the case where a cured film obtained by thermal curing in a post-baking process is used as a dry etching resist, dry etching processes such as ashing, plasma etching, and ozone etching can be performed as the etching process.
[硬化膜]
本発明の硬化膜は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を硬化して得られた硬化膜である。また、本発明の硬化膜は、上述した本発明の硬化膜の形成方法により得られた硬化膜であることが好ましい。
本発明の硬化膜は、層間絶縁膜および保護膜として好適に用いることができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、高温でベークされた場合においても高い透明性を有する層間絶縁膜が得られる。本発明の感光性樹脂組成物を用いてなる層間絶縁膜は、高い透明性を有し、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、タッチパネル等の用途に有用である。
[Curing film]
The cured film of the present invention is a cured film obtained by curing the above-described photosensitive resin composition of the present invention. Moreover, it is preferable that the cured film of this invention is a cured film obtained by the formation method of the cured film of this invention mentioned above.
The cured film of the present invention can be suitably used as an interlayer insulating film and a protective film.
The photosensitive resin composition of the present invention can provide an interlayer insulating film having high transparency even when baked at a high temperature. The interlayer insulation film formed using the photosensitive resin composition of the present invention has high transparency and is useful for applications such as a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and a touch panel.
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、本発明の硬化膜を有する。
本発明の液晶表示装置としては、本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の液晶表示装置を挙げることができる。
例えば、本発明の液晶表示装置が具備するTFTの具体例としては、アモルファスシリコン−TFT、低温ポリシリコンーTFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶駆動方式としてはTN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)方式、IPS(In−Plane−Switching)方式、FFS(Fringe Field Switching)方式、OCB(Optically Compensated Bend)方式などが挙げられる。
パネル構成においては、COA(Color Filter on Allay)方式の液晶表示装置でも本発明の硬化膜を用いることができ、例えば、特開2005−284291号公報の有機絶縁膜(115)や、特開2005−346054号公報の有機絶縁膜(212)として用いることができる。また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶配向膜の具体的な配向方式としてはラビング配向法、光配向方などが挙げられる。また、特開2003−149647号公報や特開2011−257734号公報に記載のPSA(Polymer Sustained Alignment)技術によってポリマー配向支持されていてもよい。
また、本発明の感光性樹脂組成物および本発明の硬化膜は、上記用途に限定されず種々の用途に使用することができる。例えば、平坦化膜や層間絶縁膜以外にも、カラーフィルターの保護膜や、液晶表示装置における液晶層の厚みを一定に保持するためのスペーサーや固体撮像素子においてカラーフィルター上に設けられるマイクロレンズ等に好適に用いることができる。
液晶表示装置の詳細については、特開2007−328210号公報および特開2014−238438号公報の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれることとする。
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention has the cured film of the present invention.
The liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited except that it has a planarizing film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition of the present invention, and known liquid crystal display devices having various structures. Can be mentioned.
For example, specific examples of TFTs included in the liquid crystal display device of the present invention include amorphous silicon TFTs, low-temperature polysilicon TFTs, oxide semiconductor TFTs, and the like. Since the cured film of the present invention is excellent in electrical characteristics, it can be preferably used in combination with these TFTs.
In addition, as a liquid crystal driving method that can be adopted by the liquid crystal display device of the present invention, a TN (Twisted Nematic) method, a VA (Vertical Alignment) method, an IPS (In-Plane-Switching) method, an FFS (Fringe Field Switching) method, an OCB (OCB) (Optically Compensated Bend) method.
In the panel configuration, the cured film of the present invention can also be used in a COA (Color Filter on Array) type liquid crystal display device. For example, the organic insulating film (115) of JP-A-2005-284291, or JP-A-2005 -346054 can be used as the organic insulating film (212). Specific examples of the alignment method of the liquid crystal alignment film that the liquid crystal display device of the present invention can take include a rubbing alignment method and a photo alignment method. Further, the polymer orientation may be supported by a PSA (Polymer Sustained Alignment) technique described in JP-A Nos. 2003-149647 and 2011-257734.
Moreover, the photosensitive resin composition of this invention and the cured film of this invention are not limited to the said use, It can be used for various uses. For example, in addition to the planarization film and interlayer insulating film, a protective film for the color filter, a spacer for keeping the thickness of the liquid crystal layer in the liquid crystal display device constant, a microlens provided on the color filter in the solid-state imaging device, etc. Can be suitably used.
For details of the liquid crystal display device, the descriptions in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2007-328210 and 2014-238438 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
[有機エレクトロルミネッセンス表示装置]
本発明の有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置は、本発明の硬化膜を有する。
本発明の有機EL表示装置としては、本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の各種有機EL表示装置や液晶表示装置を挙げることができる。
例えば、本発明の有機EL表示装置が具備するTFTの具体例としては、アモルファスシリコン−TFT、低温ポリシリコンーTFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
液晶表示装置の詳細については、特開2014−238438号公報の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれることとする。
[Organic electroluminescence display]
The organic electroluminescence (organic EL) display device of the present invention has the cured film of the present invention.
The organic EL display device of the present invention is not particularly limited except that it has a flattening film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition of the present invention, and various known organic materials having various structures. An EL display device and a liquid crystal display device can be given.
For example, specific examples of TFTs included in the organic EL display device of the present invention include amorphous silicon-TFT, low-temperature polysilicon-TFT, oxide semiconductor TFT, and the like. Since the cured film of the present invention is excellent in electrical characteristics, it can be preferably used in combination with these TFTs.
The details of the liquid crystal display device can be referred to the description in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-238438, and the contents thereof are incorporated in this specification.
[タッチパネル及びタッチパネル表示装置]
本発明のタッチパネルは、絶縁層及び/又は保護層の、全部又は一部が本発明の感光性組成物の硬化物からなるタッチパネルである。また、本発明のタッチパネルは、透明基板、電極及び絶縁層及び/又は保護層を少なくとも有することが好ましい。
本発明のタッチパネル表示装置は、本発明のタッチパネルを有するタッチパネル表示装置であることが好ましい。本発明のタッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、電磁誘導方式など公知の方式いずれでもよい。中でも、静電容量方式が好ましい。
静電容量方式のタッチパネルとしては、特開2010−28115号公報に開示されるものや、国際公開第2012/057165号に開示されるものが挙げられる。
タッチパネル表示装置としては、いわゆる、インセル型(例えば、特表2012−517051号公報の図5、図6、図7、図8)、いわゆる、オンセル型(例えば、特開2012−43394号公報の図14、国際公開第2012/141148号の図2(b))、OGS型、TOL型、その他の構成(例えば、特開2013−164871号公報の図6)を挙げることができる。
静電容量方式のタッチパネルは、前面板と、前面板の非接触側に、少なくとも下記(1)〜(5)の要素を有し、(4)の絶縁層が本発明の感光性樹脂組成物を用いた硬化膜であることが好ましい。
(1)額縁層
(2)複数のパッド部分が接続部分を介して第一の方向に延在して形成された複数の第一の透明電極パターン
(3)第一の透明電極パターンと電気的に絶縁され、第一の方向に交差する方向に延在して形成された複数のパッド部分からなる複数の第二の透明電極パターン
(4)第一の透明電極パターンと第二の透明電極パターンとを電気的に絶縁する絶縁層
(5)第一の透明電極パターンおよび第二の透明電極パターンの少なくとも一方に電気的に接続され、第一の透明電極パターンおよび第二の透明電極パターンとは別の導電性要素
本発明の静電容量型入力装置は、さらに上記(1)〜(5)の要素の全てまたは一部を覆うように透明保護層を設置することが好ましく、透明保護層が本発明の硬化膜であることがより好ましい。
[Touch panel and touch panel display]
The touch panel of the present invention is a touch panel in which all or part of the insulating layer and / or protective layer is made of a cured product of the photosensitive composition of the present invention. Moreover, it is preferable that the touch panel of this invention has a transparent substrate, an electrode, an insulating layer, and / or a protective layer at least.
The touch panel display device of the present invention is preferably a touch panel display device having the touch panel of the present invention. As the touch panel of the present invention, any of known methods such as a resistive film method, a capacitance method, an ultrasonic method, and an electromagnetic induction method may be used. Among these, the electrostatic capacity method is preferable.
Examples of the capacitive touch panel include those disclosed in JP 2010-28115 A and those disclosed in International Publication No. 2012/057165.
As a touch panel display device, a so-called in-cell type (for example, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 of Japanese Patent Publication No. 2012-517051), a so-called on-cell type (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-43394). 14, International Publication No. 2012/141148, FIG. 2 (b)), OGS type, TOL type, and other configurations (for example, FIG. 6 of JP2013-164871A).
The capacitive touch panel has at least the following elements (1) to (5) on the front plate and the non-contact side of the front plate, and the insulating layer (4) is the photosensitive resin composition of the present invention. It is preferable that it is a cured film using.
(1) Frame layer (2) A plurality of first transparent electrode patterns formed by extending a plurality of pad portions in a first direction via connection portions (3) First transparent electrode pattern and electrical And a plurality of second transparent electrode patterns comprising a plurality of pad portions formed extending in a direction crossing the first direction. (4) First transparent electrode pattern and second transparent electrode pattern (5) The first transparent electrode pattern and the second transparent electrode pattern are electrically connected to at least one of the first transparent electrode pattern and the second transparent electrode pattern. Another conductive element In the capacitive input device of the present invention, it is preferable that a transparent protective layer is further provided so as to cover all or a part of the elements (1) to (5). The cured film of the present invention is more preferable. There.
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the following examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−1の合成〕
温度計、攪拌器、窒素導入管を備えた3つ口フラスコに、73.25g(0.200mol)のヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(Bis−AP−AF、セントラル硝子(株)製)、30.20g(0.382mol)のピリジンおよび330gのN−メチルピロリドン(NMP)を添加した。これを室温で撹拌、次いでドライアイス/メタノールバスで−15℃まで冷却した。この溶液に、反応温度を−5℃〜−15℃で維持しながら、27.51g(0.132mol)の1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリド(商品名14−CHDC、日本軽金属(株)製)、13.49g(0.056mol)のセバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)、0.45g(0.006mol)のアセチルクロリド(東京化成工業(株)製)および260.5gのNMPの混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下が完了した後、得られた混合物を室温で1時間撹拌した。
次に、この反応液を氷/メタノールバスで−5℃以下まで冷却し、反応温度を−0℃以下で維持しながらアセチルクロリド(東京化成工業(株)製)1.80g(0.023mol)を滴下した。滴下が完了した後、さらに1時間撹拌した。
この反応液をNMP550gで希釈し、激しく攪拌した4Lの脱イオン/メタノール(80/20体積比)混合物中に投入し、析出した白色粉体を濾過によって回収し、そして脱イオン水によって洗浄した。真空下でポリマーを50℃で2日間乾燥させ、樹脂A−1aを得た。
500mLナスフラスコに25.00gの樹脂A−1a、125gのNMP、0.43g(1.85mmol)のカンファースルホン酸(東京化成工業(株)製)と、5.12g(0.065mol)の2,3−ジヒドロフラン(和光純薬工業(株)製)を添加し、室温で1.5時間撹拌した。得られた溶液にトリエチルアミン0.37gとNMP150gを加えて希釈した。
得られた溶液を激しく攪拌した2Lの脱イオン水/メタノール(80/20体積比)混合物中に投入し、析出した白色粉体を濾過によって回収し、そして脱イオン水によって洗浄した。真空下でポリマーを50℃において2日間乾燥させ、ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体A−1を得た。得られたPBO前駆体A−1の重量平均分子量は2.9万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−1のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−1aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、30%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−1の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−1>
A three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 73.25 g (0.200 mol) of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (Bis-AP). -AF, Central Glass Co., Ltd.), 30.20 g (0.382 mol) of pyridine and 330 g of N-methylpyrrolidone (NMP) were added. This was stirred at room temperature and then cooled to −15 ° C. with a dry ice / methanol bath. In this solution, 27.51 g (0.132 mol) of 1,4-cyclohexyldicarbonyl chloride (trade name 14-CHDC, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was maintained while maintaining the reaction temperature at −5 ° C. to −15 ° C. 13.49 g (0.056 mol) of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.45 g (0.006 mol) of acetyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 260.5 g of NMP The mixed solution was added dropwise over 2 hours. After the addition was complete, the resulting mixture was stirred at room temperature for 1 hour.
Next, this reaction liquid was cooled to −5 ° C. or lower with an ice / methanol bath, and 1.80 g (0.023 mol) of acetyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was maintained at a reaction temperature of −0 ° C. or lower. Was dripped. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 1 hour.
The reaction was diluted with 550 g of NMP and poured into a vigorously stirred 4 L deionized / methanol (80/20 volume ratio) mixture, the precipitated white powder was collected by filtration and washed with deionized water. The polymer was dried at 50 ° C. for 2 days under vacuum to obtain Resin A-1a.
In a 500 mL eggplant flask, 25.00 g of resin A-1a, 125 g of NMP, 0.43 g (1.85 mmol) of camphorsulfonic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 5.12 g (0.065 mol) of 2 , 3-Dihydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred at room temperature for 1.5 hours. The resulting solution was diluted by adding 0.37 g of triethylamine and 150 g of NMP.
The resulting solution was poured into a vigorously stirred 2 L deionized water / methanol (80/20 volume ratio) mixture, the precipitated white powder was collected by filtration and washed with deionized water. The polymer was dried at 50 ° C. for 2 days under vacuum to obtain polybenzoxazole (PBO) precursor A-1. The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-1 was 29,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-1 was 30% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-1a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-1 is shown below.
<PBO precursor A-1>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−2の合成〕
PBO前駆体A−1の合成において調製した樹脂A−1aをポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体A−2として用いた。
用いたPBO前駆体A−2の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。用いたPBO前駆体A−2は、フェノール性水酸基を保護していないため保護率0%である。PBO前駆体A−2の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−2>
Resin A-1a prepared in the synthesis of PBO precursor A-1 was used as polybenzoxazole (PBO) precursor A-2.
The weight average molecular weight of the used PBO precursor A-2 was 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). Since the used PBO precursor A-2 does not protect the phenolic hydroxyl group, the protection rate is 0%. The structure of PBO precursor A-2 is shown below.
<PBO precursor A-2>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−3の合成〕
樹脂A−1aの合成において、アセチルクロリドに代えて、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(東京化成工業(株)製)を用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−3aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−3aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−3を得た。
得られたPBO前駆体A−3の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−3のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−3aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、30%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−3の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−3>
In the synthesis of Resin A-1a, the same method as Resin A-1a was used except that 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of acetyl chloride. Resin A-3a was synthesized.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-3a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-3.
The obtained PBO precursor A-3 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene converted value by gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-3 was 30% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-3a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-3 is shown below.
<PBO precursor A-3>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−4の合成〕
樹脂A−1aの合成において、1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリドを用いず、セバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)を0.188mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−4aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−4aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−4を得た。
得られたPBO前駆体A−4の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−4のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−4aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、30%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−4の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−4>
In the synthesis of Resin A-1a, the same method as Resin A-1a was used, except that 0.188 mol of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used without using 1,4-cyclohexyldicarbonyl chloride. Resin A-4a was synthesized.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-4a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-4.
The obtained PBO precursor A-4 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-4 was 30% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-4a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-4 is shown below.
<PBO precursor A-4>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−5の合成〕
樹脂A−1aの合成において、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(Bis−AP−AF、セントラル硝子(株)製)に代えて、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン(東京化成工業(株)製)を0.132mmol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−5aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−5aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−5を得た。
得られたPBO前駆体A−5の重量平均分子量は2.5万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−5のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−5aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、28%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−5の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−5>
In the synthesis of Resin A-1a, bis (3-amino) was used instead of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (Bis-AP-AF, manufactured by Central Glass Co., Ltd.). Resin A-5a was synthesized in the same manner as Resin A-1a except that 0.132 mmol of -4-hydroxyphenyl) sulfone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-5a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-5.
The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-5 was 25,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-5 was 28% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-5a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-5 is shown below.
<PBO precursor A-5>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−6の合成〕
樹脂A−1aの合成において、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(Bis−AP−AF、セントラル硝子(株)製)に代えて、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(東京化成工業(株)製)を0.132mmol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−6aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−6aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−6を得た。
得られたPBO前駆体A−6の重量平均分子量は2.4万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−6のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−6aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、26%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−6の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−6>
In the synthesis of Resin A-1a, instead of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (Bis-AP-AF, manufactured by Central Glass Co., Ltd.), 9,9-bis Resin A-6a was synthesized in the same manner as Resin A-1a except that 0.132 mmol of (3-amino-4-hydroxyphenyl) fluorene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-6a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-6.
The obtained PBO precursor A-6 had a weight average molecular weight of 24,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-6 was 26% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-6a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-6 is shown below.
<PBO precursor A-6>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−7の合成〕
樹脂A−1aの合成において、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(Bis−AP−AF、セントラル硝子(株)製)に代えて、3,3´−ジヒドロキシベンジジン(東京化成工業(株)製)を0.132mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−7aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−7aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−7を得た。
得られたPBO前駆体A−7の重量平均分子量は2.3万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−7のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−7aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、27%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−7の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−7>
In the synthesis of Resin A-1a, 3,3′- was used instead of hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (Bis-AP-AF, manufactured by Central Glass Co., Ltd.). Resin A-7a was synthesized in the same manner as Resin A-1a except that 0.132 mol of dihydroxybenzidine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-7a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-7.
The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-7 was 23,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-7 was 27% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-7a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-7 is shown below.
<PBO precursor A-7>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−8の合成〕
樹脂A−1aの合成において、1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリド(商品名14−CHDC、日本軽金属製)を0.094mol用い、セバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)を0.094mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−8aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−8aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−8を得た。
得られたPBO前駆体A−8の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−8のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−8aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、25%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−8の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−8>
In the synthesis of Resin A-1a, 0.094 mol of 1,4-cyclohexyldicarbonyl chloride (trade name 14-CHDC, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was used, and 0.094 mol of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used. Resin A-8a was synthesized by the same method as that for Resin A-1a except that.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-8a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-8.
The obtained PBO precursor A-8 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene converted value by gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-8 was 25% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-8a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-8 is shown below.
<PBO precursor A-8>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−9の合成〕
樹脂A−8aの合成において、セバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)に代えて、スベロイルクロリド(東京化成工業(株)製)を0.094mol用いた以外は、樹脂A−8aと同様の方法により、樹脂A−9aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−9aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−9を得た。
得られたPBO前駆体A−9の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−9のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−9aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、31%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−9の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−9>
Resin A-8a was synthesized in the same manner as in the synthesis of Resin A-8a except that 0.094 mol of suberoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Resin A-9a was synthesized by the same method.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-9a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-9.
The obtained PBO precursor A-9 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-9 was 31% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-9a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-9 is shown below.
<PBO precursor A-9>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−10の合成〕
樹脂A−1aの合成において、セバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)に代えて、スベロイルクロリド(東京化成工業(株)製)を0.056mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−10aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−10aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−10を得た。
得られたPBO前駆体A−10の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−10のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−10aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、29%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−10の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−10>
Resin A-1a was synthesized except that 0.056 mol of suberoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in the synthesis of resin A-1a. Resin A-10a was synthesized by the same method.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-10a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-10.
The obtained PBO precursor A-10 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-10 was 29% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-10a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-10 is shown below.
<PBO precursor A-10>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−11の合成〕
樹脂A−1aの合成において、セバコイルクロリド(東京化成工業(株)製)に代えて、アジポイルクロリド(東京化成工業(株)製)を0.0560mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−11aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−11aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−11を得た。
得られたPBO前駆体A−11の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−11のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−11aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、30%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−11の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−11>
Resin A-1a was synthesized except that 0.0560 mol of adipoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of sebacoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in the synthesis of resin A-1a. Resin A-11a was synthesized by the same method.
Subsequently, except that resin A-11a was used in place of resin A-1a, the phenolic hydroxyl group was protected in the same manner as PBO precursor A-1, and PBO precursor A-11 was obtained.
The obtained PBO precursor A-11 had a weight average molecular weight of 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-11 was 30% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-11a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-11 is shown below.
<PBO precursor A-11>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−12の合成〕
樹脂A−1aの合成において、セバコイルクロリドを用いず、1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリド(商品名14−CHDC、日本軽金属製)を0.188mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−12aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−12aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−12を得た。
得られたPBO前駆体A−12の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−12のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−12aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、27%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−12の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−12>
In the synthesis of Resin A-1a, the same as Resin A-1a except that Sebacoyl chloride is not used and 0.188 mol of 1,4-cyclohexyldicarbonyl chloride (trade name 14-CHDC, Nippon Light Metal Co., Ltd.) is used. Resin A-12a was synthesized by the method.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-12a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-12.
The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-12 was 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-12 was 27% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-12a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-12 is shown below.
<PBO precursor A-12>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−13の合成〕
PBO前駆体A−9の合成で得られた樹脂A−9aの124gと、125gのNMP、0.43g(1.85mmol)のカンファースルホン酸(東京化成工業(株)製)と、5.47g(0.065mol)の3,4−ジヒドロ-2H-ピラン(和光純薬工業(株)製)を添加し、室温で1.5時間撹拌した。得られた溶液にトリエチルアミン0.37gとNMP150gを加えて希釈した。
得られた溶液を激しく攪拌した2Lの脱イオン水/メタノール(80/20体積比)混合物中に投入し、析出した白色粉体を濾過によって回収し、そして脱イオン水によって洗浄した。真空下でポリマーを50℃において2日間乾燥させ、ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体A−13を得た。
得られたPBO前駆体A−13の重量平均分子量は2.8万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−13のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−1aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、27%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−13の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−13>
124 g of resin A-9a obtained by synthesis of PBO precursor A-9, 125 g of NMP, 0.43 g (1.85 mmol) of camphor sulfonic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 5.47 g (0.065 mol) of 3,4-dihydro-2H-pyran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred at room temperature for 1.5 hours. The resulting solution was diluted by adding 0.37 g of triethylamine and 150 g of NMP.
The resulting solution was poured into a vigorously stirred 2 L deionized water / methanol (80/20 volume ratio) mixture, the precipitated white powder was collected by filtration and washed with deionized water. The polymer was dried under vacuum at 50 ° C. for 2 days to obtain polybenzoxazole (PBO) precursor A-13.
The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-13 was 28,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-13 was 27% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-1a (1H-NMR). The structure of PBO precursor A-13 is shown below.
<PBO precursor A-13>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−14の合成〕
樹脂A−1aの合成において、1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリドおよびセバコイルクロリドを用いず、イソフタロイルクロリドおよび4,4’−オキシビス(ベンゾイルクロリド)をそれぞれ0.094mol用いた以外は、樹脂A−1aと同様の方法により、樹脂A−14aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−14aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−14を得た。
得られたPBO前駆体A−14の重量平均分子量は2.5万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−14のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−14aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、29%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−14の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−14>
In the synthesis of Resin A-1a, except that 1,4-cyclohexyldicarbonyl chloride and sebacoyl chloride were not used, but 0.094 mol of isophthaloyl chloride and 4,4′-oxybis (benzoyl chloride) were used respectively. Resin A-14a was synthesized by the same method as A-1a.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-14a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-14.
The weight average molecular weight of the obtained PBO precursor A-14 was 25,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-14 was 29% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-14a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-14 is shown below.
<PBO precursor A-14>
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体A−15の合成〕
樹脂A−3aの合成において、1,4−シクロヘキシルジカルボニルクロリドおよびセバコイルクロリドを用いず、イソフタロイルクロリドおよび4,4’−オキシビス(ベンゾイルクロリド)をそれぞれ0.094mol用いた以外は、樹脂A−3aと同様の方法により、樹脂A−15aを合成した。
次いで、樹脂A−1aに代えて、樹脂A−15aを用いた以外は、PBO前駆体A−1と同様の方法でフェノール性水酸基を保護し、PBO前駆体A−15を得た。
得られたPBO前駆体A−15の重量平均分子量は2.1万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値)であった。得られたPBO前駆体A−15のフェノール性水酸基の保護率は、樹脂A−15aの全フェノール性水酸基量(モル量)に対して、30%であった(1H−NMR)。PBO前駆体A−15の構造を以下に示す。
<PBO前駆体A−15>
Resin A-3a was synthesized except that 1,4-cyclohexyl dicarbonyl chloride and sebacoyl chloride were not used, but 0.094 mol of isophthaloyl chloride and 4,4′-oxybis (benzoyl chloride) were used respectively. Resin A-15a was synthesized by the same method as A-3a.
Subsequently, the phenolic hydroxyl group was protected by the same method as PBO precursor A-1 except that resin A-15a was used in place of resin A-1a to obtain PBO precursor A-15.
The obtained PBO precursor A-15 had a weight average molecular weight of 21,000 (polystyrene conversion value of gel permeation chromatography). The protection rate of the phenolic hydroxyl group of the obtained PBO precursor A-15 was 30% with respect to the total phenolic hydroxyl group amount (molar amount) of the resin A-15a ( 1 H-NMR). The structure of PBO precursor A-15 is shown below.
<PBO precursor A-15>
〔光酸発生剤〕
光酸発生剤としては、以下に示す化合物を用いた。
[Photoacid generator]
As the photoacid generator, the following compounds were used.
<B−1>
下記に示す構造(PAG−103、BASF製、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤)
Structure shown below (PAG-103, manufactured by BASF, photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less)
<B−2>
下記に示す構造(PAI−101、みどり化学製、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤)、Meはメチル基を表す。
The structure shown below (PAI-101, manufactured by Midori Kagaku, a photoacid generator that generates an acid with a pKa of 3 or less), Me represents a methyl group.
<B−3>
下記に示す構造(pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤、合成例を後述する。)
The structure shown below (a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and a synthesis example will be described later).
<B−4>
下記に示す構造(pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤、合成例を後述する)、Tsはトシル基を表す。
The structure shown below (a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, a synthesis example will be described later), and Ts represents a tosyl group.
<B−5>
下記に示す構造(pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤、合成例を後述する)
Structure shown below (a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, a synthesis example will be described later)
<B−6>
下記に示す構造(GSID−26−1、トリアリールスルホニウム塩(BASF製)、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤)
Structure shown below (GSID-26-1, triarylsulfonium salt (manufactured by BASF), photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less)
<B−7>
TAS−200(ナフトキノンジアジド、東洋合成工業(株)製)
<B-7>
TAS-200 (naphthoquinone diazide, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.)
〔溶剤〕
<他の溶媒>
C−1:ハイソルブEDM(東邦化学工業(株)製)
C−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA、(株)ダイセル製)
C−3:γ-ブチロラクトン(三菱化学(株)製)
〔solvent〕
<Other solvents>
C-1: High Solve EDM (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
C-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, manufactured by Daicel Corporation)
C-3: γ-butyrolactone (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
<アルコール>
D−1:ジヒドロターピネオール(日本テルペン化学(株)製)
D−2:n‐ヘキサノール
D−3:シクロヘキサノール
D−4:1,2−シクロヘキサンジオール
D−5:1,2,6−ヘキサントリオール
D−6:1−アダマンタノール
D−7:1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−イル)−2−ペンタノール
D−8:メントール(和光純薬工業(株)製)
D−9:α−ターピネオール、β−ターピネオールおよびγ−ターピネオールの混合物(ターピネオールC、日本テルペン化学(株)製)
D−10:α−ターピネオール(日本テルペン化学(株)製)
D−11:トリプロピレングリコール
D−12:ステアリルアルコール
<Alcohol>
D-1: Dihydroterpineol (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.)
D-2: n-hexanol D-3: cyclohexanol D-4: 1,2-cyclohexanediol D-5: 1,2,6-hexanetriol D-6: 1-adamantanol D-7: 1- ( Bicyclo [2.2.1] heptan-1-yl) -2-pentanol D-8: Menthol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
D-9: Mixture of α-terpineol, β-terpineol and γ-terpineol (Turpineol C, manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.)
D-10: α-Terpineol (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.)
D-11: Tripropylene glycol D-12: Stearyl alcohol
〔その他の成分〕
<アルコキシシラン化合物>
J−1:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−403、信越化学工業(株)製)
J−2:1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(KBE−3026、信越化学工業(株)
製)
<界面活性剤>
W−1:下記構造式で示されるパーフルオロアルキル基含有ノニオン界面活性剤(F−554,DIC(株)製)
W−2:フッ素系界面活性剤(FTX−218、(株)ネオス製)
[Other ingredients]
<Alkoxysilane compound>
J-1: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
J-2: 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (KBE-3026, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Made)
<Surfactant>
W-1: Perfluoroalkyl group-containing nonionic surfactant represented by the following structural formula (F-554, manufactured by DIC Corporation)
W-2: Fluorosurfactant (FTX-218, manufactured by Neos Co., Ltd.)
<B−3の合成方法>
2−ナフトール(10g)、クロロベンゼン(30mL)の懸濁溶液に塩化アルミニウム(10.6g)、2−クロロプロピオニルクロリド(10.1g)を添加し、混合液を40℃に加熱して2時間反応させた。氷冷下、反応液に4NHCl水溶液(60mL)を滴下し、酢酸エチル(50mL)を添加して分液した。有機層に炭酸カリウム(19.2g)を加え、40℃で1時間反応させた後、2NHCl水溶液(60mL)を添加して分液し、有機層を濃縮後、結晶をジイソプロピルエーテル(10mL)でリスラリーし、ろ過、乾燥してケトン化合物(6.5g)を得た。
得られたケトン化合物(3.0g)、メタノール(30mL)の懸濁溶液に酢酸(7.3g)、50質量%ヒドロキシルアミン水溶液(8.0g)を添加し、加熱還流した。放冷後、水(50mL)を加え、析出した結晶をろ過、冷メタノール洗浄後、乾燥してオキシム化合物(2.4g)を得た。
得られたオキシム化合物(1.8g)をアセトン(20mL)に溶解させ、氷冷下トリエチルアミン(1.5g)、p−トルエンスルホニルクロリド(2.4g)を添加し、室温に昇温して1時間反応させた。反応液に水(50mL)を添加し、析出した結晶をろ過後、メタノール(20mL)でリスラリーし、ろ過、乾燥してB−3の化合物(上述の構造)(2.3g)を得た。
なお、B−3の1H−NMRスペクトル(300MHz、CDCl3)は、δ=8.3(d,1H),8.0(d,2H),7.9(d,1H),7.8(d,1H),7.6(dd,1H),7.4(dd,1H)7.3(d,2H),7.1(d.1H),5.6(q,1H),2.4(s,3H),1.7(d,3H)であった。
<Synthesis Method of B-3>
Aluminum chloride (10.6 g) and 2-chloropropionyl chloride (10.1 g) were added to a suspension of 2-naphthol (10 g) and chlorobenzene (30 mL), and the mixture was heated to 40 ° C. for 2 hours. I let you. Under ice-cooling, 4N HCl aqueous solution (60 mL) was added dropwise to the reaction solution, and ethyl acetate (50 mL) was added for liquid separation. Potassium carbonate (19.2 g) was added to the organic layer, reacted at 40 ° C. for 1 hour, 2N HCl aqueous solution (60 mL) was added and separated, and the organic layer was concentrated, and the crystals were diluted with diisopropyl ether (10 mL). The slurry was reslurried, filtered and dried to obtain a ketone compound (6.5 g).
Acetic acid (7.3 g) and a 50 mass% aqueous hydroxylamine solution (8.0 g) were added to a suspension of the obtained ketone compound (3.0 g) and methanol (30 mL), and the mixture was heated to reflux. After allowing to cool, water (50 mL) was added, and the precipitated crystals were filtered, washed with cold methanol, and dried to obtain an oxime compound (2.4 g).
The obtained oxime compound (1.8 g) was dissolved in acetone (20 mL), triethylamine (1.5 g) and p-toluenesulfonyl chloride (2.4 g) were added under ice cooling, and the temperature was raised to room temperature. Reacted for hours. Water (50 mL) was added to the reaction solution, and the precipitated crystals were filtered, then reslurried with methanol (20 mL), filtered and dried to obtain the compound B-3 (the above structure) (2.3 g).
In addition, the 1 H-NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) of B-3 is δ = 8.3 (d, 1H), 8.0 (d, 2H), 7.9 (d, 1H), 7. 8 (d, 1H), 7.6 (dd, 1H), 7.4 (dd, 1H) 7.3 (d, 2H), 7.1 (d.1H), 5.6 (q, 1H) , 2.4 (s, 3H), 1.7 (d, 3H).
<B−4の合成方法>
1−アミノ−2−ナフトール塩酸塩4.0gをN−メチルピロリドン16gに懸濁させ、炭酸水素ナトリウム3.4gを添加後、4,4−ジメチル−3−オキソ吉草酸メチル4.9gを滴下し、窒素雰囲気下120℃で2時間加熱した。放冷後、反応混合液に水、酢酸エチルを添加して分液し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮して粗B−2Aを得た。粗B−2Aをシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製して、中間体B−2Aを1.7g得た。
B−2A(1.7g)とp−キシレン(6mL)を混合し、p−トルエンスルホン酸一水和物0.23gを添加して140℃で2時間加熱した。放冷後、反応混合液に水、酢酸エチルを添加して分液し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮して粗B−2Bを得た。
THF(2mL)と粗B−2B全量を混合し、氷冷下2M塩酸/THF溶液6.0mL、次いで亜硝酸イソペンチル(0.84g)を滴下し、室温(25℃)まで昇温後2時間撹拌した。得られた反応混合物に水、酢酸エチルを添加して分液し、有機層を水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮して中間体粗B−2Cを得た。
中間体粗B−2C全量をアセトン(10mL)と混合し、氷冷下でトリエチルアミン(1.2g)、p−トルエンスルホニルクロリド(1.4g)を添加後、室温まで昇温して1時間撹拌した。得られた反応混合液に水、酢酸エチルを添加して分液し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮して粗B−2を得た。粗B−2を冷メタノールでリスラリー後、ろ過、乾燥してB−4(1.2g)を得た。
なお、B−4の1H−NMRスペクトル(300MHz、CDCl3)は、δ=8.5−8.4(m,1H),8.0−7.9(m,4H),7.7−7.6(m,2H),7.6−7.5(m,1H),7.4(d.2H),2.4(s,3H),1.4(s,9H)であった。
<Method for synthesizing B-4>
4.0 g of 1-amino-2-naphthol hydrochloride is suspended in 16 g of N-methylpyrrolidone, 3.4 g of sodium bicarbonate is added, and then 4.9 g of methyl 4,4-dimethyl-3-oxovalerate is added dropwise. And heated at 120 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. After allowing to cool, water and ethyl acetate were added to the reaction mixture and the phases were separated, and the organic phase was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to obtain crude B-2A. Crude B-2A was purified by silica gel column chromatography to obtain 1.7 g of intermediate B-2A.
B-2A (1.7 g) and p-xylene (6 mL) were mixed, 0.23 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate was added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 2 hours. After allowing to cool, water and ethyl acetate were added to the reaction mixture and the phases were separated. The organic phase was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to obtain crude B-2B.
THF (2 mL) and the whole amount of crude B-2B were mixed, 2 mL hydrochloric acid / THF solution 6.0 mL was added dropwise under ice cooling, then isopentyl nitrite (0.84 g) was added dropwise, and the temperature was raised to room temperature (25 ° C.) for 2 hours. Stir. Water and ethyl acetate were added to the obtained reaction mixture for liquid separation, and the organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to obtain Intermediate Intermediate B-2C.
The total amount of intermediate crude B-2C was mixed with acetone (10 mL), triethylamine (1.2 g) and p-toluenesulfonyl chloride (1.4 g) were added under ice cooling, and the mixture was warmed to room temperature and stirred for 1 hour. did. Water and ethyl acetate were added to the obtained reaction mixture for liquid separation, and the organic phase was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to obtain crude B-2. Crude B-2 was reslurried with cold methanol, filtered and dried to obtain B-4 (1.2 g).
In addition, the 1 H-NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) of B-4 is δ = 8.5-8.4 (m, 1H), 8.0-7.9 (m, 4H), 7.7. -7.6 (m, 2H), 7.6-7.5 (m, 1H), 7.4 (d.2H), 2.4 (s, 3H), 1.4 (s, 9H) there were.
<B−5の合成方法>
攪拌器および温度計を装着したセパラブルフラスコにN―ヒドロキシナフタルイミドナトリウム塩 33.6g、4―ジメチルアミノピリジン 0.72g、テトラヒドロフラン 300ミリリットルを仕込み、室温25℃下で攪拌し溶解させた。次いで、(+)10―カンファースルホニルクリライド 42gを加えて3時間攪拌した後、トリエチルアミン 15gを加えた後、室温下で10時間攪拌した。次いで、蒸留水 300ミリリットル中に反応溶液を入れ、析出した沈殿をろ別した。この沈殿をアセトンとヘキサンを用いて再沈殿処理を数回繰り返し、N―カンファースルホニルオキシ−1,8−ナフタルイミドを12g得た。
<Method for synthesizing B-5>
A separable flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 33.6 g of N-hydroxynaphthalimide sodium salt, 0.72 g of 4-dimethylaminopyridine, and 300 ml of tetrahydrofuran, and dissolved by stirring at room temperature of 25 ° C. Next, 42 g of (+) 10-camphorsulfonyl chloride was added and stirred for 3 hours, and then 15 g of triethylamine was added, followed by stirring at room temperature for 10 hours. Subsequently, the reaction solution was put into 300 ml of distilled water, and the deposited precipitate was separated by filtration. This precipitation was repeated several times using acetone and hexane to obtain 12 g of N-camphorsulfonyloxy-1,8-naphthalimide.
〔実施例1〜26、参考例27、実施例28〜41および比較例1〜4〕
上述した各成分を下記表に示す種類および添加量で混合し、孔径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過して、各感光性樹脂組成物を得た。
また、以下の説明において、参考例27は、実施例27と表記する。
[Examples 1 to 26, Reference Example 27, Examples 28 to 41, and Comparative Examples 1 to 4]
Each component mentioned above was mixed by the kind and addition amount which are shown in the following table | surface, and it filtered with the filter made from polytetrafluoroethylene with a hole diameter of 0.2 micrometer, and obtained each photosensitive resin composition.
In the following description, Reference Example 27 is referred to as Example 27.
〔評価〕
調製した各感光性樹脂組成物について、以下に示す方法および基準により、耐熱透明性、パターニング性およびパターン形状について評価した。これらの結果を下記表1に示す。
[Evaluation]
About each prepared photosensitive resin composition, the heat resistant transparency, patterning property, and pattern shape were evaluated by the method and reference | standard shown below. These results are shown in Table 1 below.
<耐熱透明性>
ガラス基板(コーニング1737、0.7mm厚(コーニング製))上に、各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃/120秒ホットプレート上で加熱して溶剤を除去し、膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。
その後、この基板をオーブンにて350℃/60分窒素下で加熱して硬化膜を得た。
この硬化膜をさらにオーブンにて350℃/60分窒素下で加熱した後、透過率測定器(大塚電子製MCPD−3000)を用いて、波長400nmで透過率を計測し、以下に示す基準で評価した。透過率が大きいほど耐熱透明性が高く、評価1〜3が実用範囲である。
1:90%以上
2:87%以上90%未満
3:85%以上87%未満
4:80%以上85%未満
5:80%未満
<Heat resistant transparency>
Each photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate (Corning 1737, 0.7 mm thick (manufactured by Corning)), and then heated on a hot plate at 90 ° C. for 120 seconds to remove the solvent, and the film thickness 4 A photosensitive resin composition layer having a thickness of 0.0 μm was formed.
Thereafter, this substrate was heated in an oven at 350 ° C./60 minutes under nitrogen to obtain a cured film.
After further heating this cured film in an oven at 350 ° C./60 minutes under nitrogen, the transmittance was measured at a wavelength of 400 nm using a transmittance meter (MCPD-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). evaluated. The greater the transmittance, the higher the heat-resistant transparency, and the evaluations 1 to 3 are in the practical range.
1: 90% or more 2: 87% or more and less than 90% 3: 85% or more and less than 87% 4: 80% or more and less than 85% 5: less than 80%
<パターニング性>
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝したガラス基板(EAGLE XG、0.7mm厚(コーニング社製))上に、各感光性樹脂組成物をスピンコート塗布した後、90℃/120秒ホットプレート上で加熱して溶剤を除去し、膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物層からなる膜を形成した。
次いで、形成した膜に対して、キヤノン(株)製のMPA 5500CF(高圧水銀灯)を用いて、6μmのホールパターンが形成されたマスクを介して露光した。そして、露光後の膜を、アルカリ現像液(2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)で23℃/60秒間現像した後、超純水で20秒リンスした。上記のホールパターンが形成された基板をオーブンにて350℃/60分窒素下で加熱した。
加熱後の基板を割断し、走査型電子顕微鏡にて水平方向からホールパターンの断面形状の観察を行った。ホールパターンのボトム(底面)とトップ(上部)の角度(テーパー角度)を計測した。
計測した角度を以下に示す基準で評価した。テーパー角度が高いほど、高精細なパネル設計が容易となり、評価1〜3が実用範囲である。
1:75度以上85度未満
2:65度以上75度未満
3:55度以上65度未満
4:45度以上55度未満
5:45度未満
<Patternability>
After each photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate (EAGLE XG, 0.7 mm thickness (Corning)) exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds, 90 ° C./120 The mixture was heated on a second hot plate to remove the solvent, thereby forming a film made of a photosensitive resin composition layer having a thickness of 4.0 μm.
Next, the formed film was exposed using a MPA 5500CF (high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. through a mask on which a 6 μm hole pattern was formed. The exposed film was developed with an alkali developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) at 23 ° C./60 seconds, and then rinsed with ultrapure water for 20 seconds. The substrate on which the hole pattern was formed was heated in an oven at 350 ° C./60 minutes under nitrogen.
The heated substrate was cleaved, and the cross-sectional shape of the hole pattern was observed from the horizontal direction with a scanning electron microscope. The angle (taper angle) between the bottom (bottom) and top (top) of the hole pattern was measured.
The measured angle was evaluated according to the following criteria. The higher the taper angle, the easier the high-definition panel design becomes, and evaluations 1 to 3 are in the practical range.
1: 75 degree or more and less than 85 degree 2: 65 degree or more and less than 75 degree 3: 55 degree or more and less than 65 degree 4: 45 degree or more and less than 55 degree 5: Less than 45 degree
<耐薬品性>
ガラス基板(コーニング1737、0.7mm厚(コーニング社製))上に、各感光性樹脂組成物をスピンコート塗布した後、90℃/120秒ホットプレート上で加熱して溶剤を除去し、膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物層からなる膜を形成した。
その後、この基板をオーブンにて350℃/60分窒素下で加熱して硬化膜を得た。
その硬化膜の膜厚測定後、NMPに80℃で10分浸漬させ、その膜を引き上げて表面の液を除去し、すぐに膜厚を測定した。浸漬前の膜厚と、浸漬後の膜厚を比較して、増加した割合をパーセントで表記した。数値が小さいほど硬化膜のNMP耐性は良好であり、評価1〜3が実用範囲である。
膨潤率(%)=浸漬後の膜厚(μm)/浸漬前の膜厚(μm)×100
1:100%以上103%未満
2:103%以上105%未満
3:103%以上108%未満
4:108%以上110%未満
5:110%以上または溶解により減膜
<Chemical resistance>
Each photosensitive resin composition was spin-coated on a glass substrate (Corning 1737, 0.7 mm thick (manufactured by Corning)), and then the solvent was removed by heating on a hot plate at 90 ° C./120 seconds to form a film. A film composed of a photosensitive resin composition layer having a thickness of 4.0 μm was formed.
Thereafter, this substrate was heated in an oven at 350 ° C./60 minutes under nitrogen to obtain a cured film.
After measuring the film thickness of the cured film, the film was immersed in NMP at 80 ° C. for 10 minutes, the film was pulled up to remove the surface liquid, and the film thickness was measured immediately. The film thickness before immersion was compared with the film thickness after immersion, and the increased ratio was expressed in percent. The smaller the numerical value, the better the NMP resistance of the cured film, and the evaluations 1 to 3 are in the practical range.
Swell ratio (%) = film thickness after immersion (μm) / film thickness before immersion (μm) × 100
1: 100% or more and less than 103% 2: 103% or more and less than 105% 3: 103% or more and less than 108% 4: 108% or more and less than 110% 5: 110% or more or film reduction by dissolution
上記表1に示す結果からも明らかな通り、酸基が保護されていないPBO前駆体A−2を用い、pKaが3より大きい光酸発生剤(B−7:ナフトキノンジアジド)を用いた場合は、耐熱透明性が劣ることが分かった(比較例1)。
また、溶剤として、アルコールを用いなかった場合は、耐熱透明性が劣ることが分かった(比較例2)。
また、溶剤として、トリプロピレングリコールを用い、炭素数6〜15の炭化水素基および水酸基からなる所定のアルコールを用いなかった場合は、耐熱透明性は良好となったが、パターニング性が劣ることが分かった(比較例3)。
また、溶剤として、ステアリルアルコールを用い、炭素数6〜15の炭化水素基および水酸基からなる所定のアルコールを用いなかった場合は、耐熱透明性は良好となったが、パターニング性および耐薬品性が劣ることが分かった(比較例4)。
As is clear from the results shown in Table 1 above, when the PBO precursor A-2 in which the acid group is not protected is used and a photoacid generator (B-7: naphthoquinonediazide) having a pKa greater than 3 is used. It was found that the heat-resistant transparency was inferior (Comparative Example 1).
Moreover, when alcohol was not used as a solvent, it turned out that heat-resistant transparency is inferior (comparative example 2).
Further, when tripropylene glycol is used as a solvent and a predetermined alcohol composed of a hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms and a hydroxyl group is not used, the heat-resistant transparency is good, but the patterning property may be inferior. Okay (Comparative Example 3).
Further, when stearyl alcohol was used as a solvent and a predetermined alcohol consisting of a hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms and a hydroxyl group was not used, the heat-resistant transparency was good, but the patterning property and chemical resistance were good. It was found to be inferior (Comparative Example 4).
これに対し、所定のポリベンゾオキサゾール前駆体と、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤と、特定の構造を有するアルコールを用いた場合は、得られる硬化膜の耐熱透明性、パターニング性および耐薬品性がいずれも良好となることが分かった(実施例1〜41)。
また、実施例1と実施例2との対比から、ポリベンゾオキサゾール前駆体の末端に上記式(3)で表される部分構造(アセチル基)を有していると、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となることが分かった。
また、実施例1、25および26の対比から、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物を用いると、得られる硬化膜のパターニング性および耐薬品性がより良好となることが分かった。
また、実施例1および27〜29の対比から、アルコールの含有量がポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して50〜500質量部であると、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となることが分かった。
また、実施例1および30〜37の対比から、上記式(I)中のR1が脂環式炭化水素基で表されるアルコールを用いると、得られる硬化膜の耐熱透明性がより良好となることが分かった。
On the other hand, when a predetermined polybenzoxazole precursor, a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and an alcohol having a specific structure are used, heat-resistant transparency and patterning of the resulting cured film It turned out that both property and chemical resistance become favorable (Examples 1-41).
Further, from the comparison between Example 1 and Example 2, when the polybenzoxazole precursor has a partial structure (acetyl group) represented by the above formula (3) at the terminal, the heat resistance of the resulting cured film It was found that the transparency was better.
Moreover, it turned out that the patternability and chemical resistance of the cured film obtained become more favorable when the alkoxysilane compound which has an epoxy group is used from contrast of Example 1, 25, and 26. FIG.
Further, from the comparison between Examples 1 and 27 to 29, when the alcohol content is 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor, the heat-resistant transparency of the cured film obtained is better. I found out that
Moreover, from the comparison of Example 1 and 30 to 37, when R 1 in the above formula (I) is an alcohol represented by an alicyclic hydrocarbon group, the resulting cured film has better heat-resistant transparency. I found out that
Claims (15)
前記ポリベンゾオキサゾール前駆体が、フェノール性水酸基の少なくとも一部をアセタールの形で保護したポリベンゾオキサゾール前駆体であり、
前記溶剤が、炭化水素基および水酸基からなる下記式(I)で表されるアルコールを含み、
前記アルコールの含有量が、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対して50〜500質量部である、感光性樹脂組成物。
R1(−OH)m ・・・(I)
ここで、前記式(I)中、R1は炭素数6〜15の炭化水素基を表し、mは1〜3の整数を表す。また、mが2または3である場合、複数の水酸基は、R1を構成する炭化水素基における同一炭素原子に結合してもよく、異なる炭素原子に結合していてもよい。 A polybenzoxazole precursor, a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and a solvent,
The polybenzoxazole precursor is a polybenzoxazole precursor in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected in the form of an acetal,
The solvent is seen containing an alcohol represented by the following formula consisting of a hydrocarbon group and a hydroxyl group (I),
The photosensitive resin composition whose content of the said alcohol is 50-500 mass parts with respect to 100 mass parts of said polybenzoxazole precursors .
R 1 (—OH) m (I)
Here, in said formula (I), R < 1 > represents a C6-C15 hydrocarbon group, m represents the integer of 1-3. When m is 2 or 3, the plurality of hydroxyl groups may be bonded to the same carbon atom in the hydrocarbon group constituting R 1 or may be bonded to different carbon atoms.
ここで、前記式(1)中、Xは芳香環を含む4価の有機基を表し、Yは2価の有機基を表し、Rはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、下記式(2)で表される構造または−CORcで表される基を表し、少なくとも1つのRは、下記式(2)で表される構造を表す。Rcはアルキル基またはアリール基を表す。
Here, in the formula (1), X represents a tetravalent organic group containing an aromatic ring, Y represents a divalent organic group, R represents a hydrogen atom, an alkyl group, and the following formula (2) ) Or a group represented by —CORc, and at least one R represents a structure represented by the following formula (2). Rc represents an alkyl group or an aryl group.
ここで、前記式(3)中、*は結合位置を表し、Zは単結合、炭素原子または硫黄原子を表し、R30は1価の有機基を表し、nは0または1を表し、Zが単結合の場合、aは0であり、Zが炭素原子の場合、aは1であり、Zが硫黄原子の場合、aは2であり、nが0の場合、2つのR30は、互いに結合し環を形成していてもよい。 The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-4 in which the said polybenzoxazole precursor contains the polybenzoxazole precursor which has a partial structure represented by following formula (3).
In the formula (3), * represents a bonding position, Z represents a single bond, a carbon atom or a sulfur atom, R 30 represents a monovalent organic group, n represents 0 or 1, Z Is a single bond, a is 0, when Z is a carbon atom, a is 1, when Z is a sulfur atom, a is 2, and when n is 0, two R 30 are They may be bonded to each other to form a ring.
塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を一部除去する工程と、
溶剤が一部除去された感光性樹脂組成物を活性放射線で露光する工程と、
露光された感光性樹脂組成物を現像液により現像する工程と、
現像された感光性樹脂組成物を熱硬化して硬化膜を得る工程とを含む硬化膜の製造方法。 Applying the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8 to a substrate;
Removing a part of the solvent from the applied photosensitive resin composition;
Exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been partially removed with actinic radiation;
Developing the exposed photosensitive resin composition with a developer;
A method for producing a cured film, comprising: thermally curing the developed photosensitive resin composition to obtain a cured film.
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