JP6569211B2 - Photosensitive resin composition, cured film obtained by curing the same, and light emitting device and solid-state imaging device comprising the same - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物、それを硬化させてなる硬化膜ならびにそれを具備する発光素子および固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a cured film obtained by curing the photosensitive resin composition, and a light emitting device and a solid-state imaging device including the cured film.
有機EL(Electro Luminescence)素子は、有機材料からなる発光層を陰極と陽極の一対の電極で挟んだ構成を有しており、電圧を印加すると、陽極から正孔、陰極から電子が発光層へ注入され、有機発光層において正孔と電子が再結合することにより得られたエネルギーを光として取り出す素子である。 An organic EL (Electro Luminescence) element has a structure in which a light emitting layer made of an organic material is sandwiched between a pair of electrodes of a cathode and an anode, and when voltage is applied, holes from the anode and electrons from the cathode to the light emitting layer. It is an element that takes out the energy obtained by being injected and recombining holes and electrons in the organic light emitting layer as light.
しかしながら、有機発光層に用いられる材料の屈折率は比較的高く、隣接する層との屈折率差が大きいため、発生した光は基板との界面で全反射を起こし発光層内にトラップされ、発光効率が低下するという問題がある。特許文献1によれば通常の有機電界発光素子では、発光層内で発生した光のうち、素子外部に取り出すことができる光は約20%、基板には到達するが基板から取り出すことができない光は約30%、基板に到達できず発光層や電極に閉じ込められる光は約50%である。 However, since the refractive index of the material used for the organic light emitting layer is relatively high and the difference in refractive index between adjacent layers is large, the generated light is totally reflected at the interface with the substrate and trapped in the light emitting layer. There is a problem that efficiency decreases. According to Patent Document 1, in a normal organic electroluminescent device, about 20% of the light generated in the light emitting layer can be extracted outside the device, and the light reaches the substrate but cannot be extracted from the substrate. Is about 30%, and the light that cannot reach the substrate and is confined in the light emitting layer or electrode is about 50%.
有機EL素子の発光効率を向上させるために、基板表面に電極と異なる屈折率の層を設ける(例えば、特許文献2参照)、あるいは発光層の上部にレンズ形状を形成する(例えば、特許文献3参照)ことで、光を散乱させ光の取り出し効率を向上させる手法がある。 In order to improve the light emission efficiency of the organic EL element, a layer having a refractive index different from that of the electrode is provided on the substrate surface (for example, refer to Patent Document 2), or a lens shape is formed on the light emitting layer (for example, Patent Document 3). Thus, there is a technique for scattering light and improving light extraction efficiency.
レンズの一般的な作製方法としては、CVD法などにより形成した無機膜をドライエッチングで加工する方法や、樹脂を塗布し加工する方法が挙げられる。前者の方法は、レンズ、あるいは光導波路に最適な1.65〜2.00の屈折率を得ることが難しいことから、現在後者の方法が注目されている。 Examples of a general method for manufacturing a lens include a method of processing an inorganic film formed by a CVD method or the like by dry etching, and a method of applying and processing a resin. The former method is currently attracting attention because it is difficult to obtain a refractive index of 1.65 to 2.00 optimum for a lens or an optical waveguide.
これまでに、例えば、ポリシロキサン、キノンジアジド化合物、溶剤および熱架橋性化合物を含有する感光性シロキサン組成物(例えば、特許文献4参照)や、芳香族炭化水素基を有するシロキサン化合物を含む高屈折率材料(例えば、特許文献5参照)が提案されている)。しかしながら、これらの材料はレンズ材料等に求められる高い屈折率を有する硬化膜を得ることは困難であった。 So far, for example, a high refractive index including a photosensitive siloxane composition containing a polysiloxane, a quinonediazide compound, a solvent and a thermally crosslinkable compound (see, for example, Patent Document 4) and a siloxane compound having an aromatic hydrocarbon group. Materials (for example, see Patent Document 5) have been proposed). However, it has been difficult for these materials to obtain a cured film having a high refractive index required for lens materials and the like.
また、ポリアミド酸、フェノール性水酸基を持つ化合物、キノンジアジド化合物および無機粒子を含有するポジ型感光性樹脂組成物(例えば、特許文献6参照)や、フェノール単位を有するシルセスキオキサンと縮合多環式炭化水素基を有するシリコーン共重合体(例えば、特許文献7参照)が提案されている。しかしながら、硬化時にポリアミド酸、あるいはフェノール性水酸基が着色するため、透明性が低下するという課題があった。 Further, a positive photosensitive resin composition containing a polyamic acid, a compound having a phenolic hydroxyl group, a quinonediazide compound and inorganic particles (see, for example, Patent Document 6), a silsesquioxane having a phenol unit and a condensed polycyclic type. A silicone copolymer having a hydrocarbon group (see, for example, Patent Document 7) has been proposed. However, since the polyamic acid or the phenolic hydroxyl group is colored at the time of curing, there is a problem that transparency is lowered.
高い屈折率と透明性を有する材料としては、オルガノシラン、シロキサンオリゴマーおよび金属酸化物の微粒子および/またはゾルを含有するコーティング組成物(例えば、特許文献8参照)や、金属酸化物粒子とアルコキシシランとを共重合したシロキサン系樹脂組成物(例えば、特許文献9参照)が開示されている。これらの材料は非感光性であるものが主のため、パターンを形成する際には、通常、薬液を用いたウェットエッチング法、あるいはプラズマを用いるドライエッチング法により加工される。 Examples of the material having a high refractive index and transparency include coating compositions containing organosilane, siloxane oligomer and metal oxide fine particles and / or sol (see, for example, Patent Document 8), metal oxide particles and alkoxysilane. A siloxane-based resin composition (for example, see Patent Document 9) is disclosed. Since these materials are mainly non-photosensitive, patterns are usually processed by a wet etching method using a chemical solution or a dry etching method using plasma.
またポジ型感光性による高い屈折率と透明性を有するシロキサン系樹脂組成物(例えば、特許文献10参照)が提案されている。しかしながら、200〜220℃の低温キュアでは硬化膜の耐溶剤性が無く、高いキュア温度が必須であった。 Further, a siloxane-based resin composition having a high refractive index and transparency due to positive photosensitivity (for example, see Patent Document 10) has been proposed. However, low-temperature curing at 200 to 220 ° C. has no solvent resistance of the cured film, and a high curing temperature is essential.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は有機EL素子及び表示素子等の発光素子における光取り出し効率を向上させることができる高屈折率レンズを形成可能な材料を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a material capable of forming a high refractive index lens capable of improving light extraction efficiency in light emitting elements such as organic EL elements and display elements. There is.
従来の高屈折率と高透明性を両立した材料は、非感光性の場合はエッチング法によるパターン形成が必須であるため、作業工程が煩雑である上、エッチング時の薬液やプラズマにより配線部が劣化するという課題があった。また感光性のものについては、室温における長期保管後にも露光における感度、解像度を高く保つことはできなく、生産性に課題があった。本発明の目的は、高屈折率、高透明性の特性を損なうことなく、室温における長期保管後も露光において高い感度を有し、パターン形成後の解像性、耐溶剤性に優れ、さらにキュアの工程によりリフローし、レンズ形状を形成することができる感光性樹脂組成物を開発することである。 Conventional materials that have both high refractive index and high transparency require non-photosensitive pattern formation by the etching method, so the work process is complicated and the wiring part is formed by chemicals or plasma during etching. There was a problem of deterioration. For photosensitive materials, the sensitivity and resolution in exposure cannot be kept high even after long-term storage at room temperature, and there is a problem in productivity. The object of the present invention is to have high sensitivity in exposure even after long-term storage at room temperature without impairing the properties of high refractive index and high transparency, excellent resolution and solvent resistance after pattern formation, and curing. This is to develop a photosensitive resin composition that can be reflowed and formed into a lens shape.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、(a)アルミニウム化合物粒子、スズ化合物粒子、チタン化合物粒子およびジルコニウム化合物粒子から選ばれる1以上の金属化合物粒子またはアルミニウム化合物、スズ化合物、チタン化合物およびジルコニウム化合物から選ばれる1以上の金属化合物とケイ素化合物との複合粒子、(b)下記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成されるポリシロキサンであって、(a)成分の存在下で前記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成される粒子含有ポリシロキサン、(c)感光剤、(d)下記一般式(2)および/または下記一般式(3)で表されるシラン化合物ならびに(e)溶剤を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. (A) one or more metal compound particles selected from aluminum compound particles, tin compound particles, titanium compound particles and zirconium compound particles, or one or more metal compounds selected from aluminum compounds, tin compounds, titanium compounds and zirconium compounds; Composite particles with a silicon compound, (b) Polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more types of organosilane represented by the following general formula (1), and the presence of component (a) Particle-containing polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more organosilanes represented by the general formula (1 ) below, (c) a photosensitizer, (d) the following general formula (2) And / or a silane compound represented by the following general formula (3) and (e) a solvent. Photosensitive resin composition.
(上記一般式(1)中、R1は水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表し、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有していてもよい。R2は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。nは0〜3の整数を表す。nが2以上の場合、複数のR1はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、nが2以下の場合、複数のR2はそれぞれ同じでも異なってもよい。) (In the general formula (1), R 1 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or an aryl group having a carbon number of 6 to 16 from 2 to 10 carbon atoms and tables, a carboxyl group and / or dicarboxylic good .R 2 may have an acid anhydride structure is a hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, .n representing the acyl group or an aryl group having a carbon number of 6 to 16 of 2 to 6 carbon atoms 0 And represents an integer of 3. When n is 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different, and when n is 2 or less, the plurality of R 2 may be the same or different.
(上記一般式(2)中、R3は芳香族基を有する炭素数6〜20の炭化水素基を表す。
R4は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R4におけるアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも置換されていてもよく、R4のアルキル基およびその置換体としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、3−グリシドキシプロピル基、3−グリシドキシオクチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシオクチル基を表し、アルケニル基およびその置換体としては、ビニル基を表し、アリール基およびその置換体としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、インデニル基、アセナフテニル基を表す。
R5は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
mは0〜3の整数、oは0〜2の整数を表し、m+oは0〜3の整数である。m、oが2以上の場合、複数のR3、R4はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、m+oが2以下の場合、複数のR5はそれぞれ同じでも異なってもよい。
上記一般式(3)中、R6は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
R7は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
pは0〜3の整数を表す。pが2以上の場合、複数のR6はそれぞれ同じでも異なってもよい。またpが2以下の場合、複数のR7はそれぞれ同じでも異なってもよい。
(In the general formula (2), R 3 represents a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having an aromatic group.
R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. Any of the alkyl group, alkenyl group, and aryl group in R 4 may be substituted. Examples of the alkyl group of R 4 and its substituent include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, and n-butyl. Group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, 3-glycidoxypropyl group, 3-glycidoxyoctyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-acryloxy It represents a propyl group, 3-methacryloxypropyl group, 3-methacryloxy-octyl group, in the alkenyl group and its substitution product, represents a vinyl group, in the aryl group and substituents thereof, phenyl group, tolyl It represents groups, p- hydroxyphenyl group, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a pyrenyl group, an indenyl group, an acenaphthenyl group
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
m represents an integer of 0 to 3, o represents an integer of 0 to 2, and m + o represents an integer of 0 to 3. When m and o are 2 or more, the plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. When m + o is 2 or less, the plurality of R 5 may be the same or different.
In the general formula (3), R 6 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
R 7 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
p represents an integer of 0 to 3. When p is 2 or more, the plurality of R 6 may be the same or different. When p is 2 or less, the plurality of R 7 may be the same or different.
本発明の感光性組成物によれば、高屈折率、高透明性の特性を損なうことなく、室温における長期保管後も露光において高い感度を有し、かつパターン形成後の解像性、耐溶剤性に優れた硬化膜を得ることが可能な感光性組成物を提供することができる。また本発明によれば、キュア工程でリフローしレンズ形状を形成可能なため、エッチングによる加工が不要となり、作業工程の簡素化が可能であり、かつエッチング時の薬液やプラズマによる配線部の劣化を回避することができる。 According to the photosensitive composition of the present invention, it has high sensitivity in exposure even after long-term storage at room temperature without impairing properties of high refractive index and high transparency, and resolution and solvent resistance after pattern formation. The photosensitive composition which can obtain the cured film excellent in the property can be provided. Further, according to the present invention, since the lens shape can be formed by reflowing in the curing process, processing by etching becomes unnecessary, the work process can be simplified, and deterioration of the wiring portion due to chemicals or plasma at the time of etching is possible. It can be avoided.
本発明の感光性組成物は、(a)アルミニウム化合物粒子、スズ化合物粒子、チタン化合物粒子およびジルコニウム化合物粒子から選ばれる1以上の金属化合物粒子またはアルミニウム化合物、スズ化合物、チタン化合物およびジルコニウム化合物から選ばれる1以上の金属化合物とケイ素化合物との複合粒子、(b)下記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成されるポリシロキサンであって、(a)成分の存在下で前記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成される粒子含有ポリシロキサン、(c)感光剤、(d)下記一般式(2)および/または下記一般式(3)で表されるシラン化合物ならびに(e)溶剤を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。 The photosensitive composition of the present invention is selected from (a) one or more metal compound particles selected from aluminum compound particles, tin compound particles, titanium compound particles and zirconium compound particles, or aluminum compounds, tin compounds, titanium compounds and zirconium compounds. one or more metal compounds and composite particles of silicon compound, (b) the following general formula organosilanes 1 or more represented by (1) hydrolyzing, polysiloxanes synthesized by partial condensation (A) Particle-containing polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more organosilanes represented by the general formula (1) in the presence of the component , (c) a photosensitizer, (d) A silane compound represented by the following general formula (2) and / or the following general formula (3) and (e) a solvent. And a photosensitive resin composition.
(上記一般式(1)中、R1は水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表し、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有していてもよい。R2は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。nは0〜3の整数を表す。nが2以上の場合、複数のR1はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、nが2以下の場合、複数のR2はそれぞれ同じでも異なってもよい。) (In the general formula (1), R 1 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or an aryl group having a carbon number of 6 to 16 from 2 to 10 carbon atoms and tables, a carboxyl group and / or dicarboxylic good .R 2 may have an acid anhydride structure is a hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, .n representing the acyl group or an aryl group having a carbon number of 6 to 16 of 2 to 6 carbon atoms 0 And represents an integer of 3. When n is 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different, and when n is 2 or less, the plurality of R 2 may be the same or different.
(上記一般式(2)中、R3は芳香族基を有する炭素数6〜20の炭化水素基を表す。R4は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R 4 におけるアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも置換されていてもよく、R 4 のアルキル基およびその置換体としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、3−グリシドキシプロピル基、3−グリシドキシオクチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシオクチル基が挙げられ、アルケニル基およびその置換体の具体例としては、ビニル基が挙げられ、アリール基およびその置換体の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、インデニル基、アセナフテニル基が挙げられる。R5は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。mは0〜3の整数、oは0〜2の整数を表し、m+oは0〜3の整数である。m、oが2以上の場合、複数のR3、R4はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、m+oが2以下の場合、複数のR5はそれぞれ同じでも異なってもよい。上記一般式(3)中、R6は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R7は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。pは0〜3の整数を表す。pが2以上の場合、複数のR6はそれぞれ同じでも異なってもよい。またpが2以下の場合、複数のR7はそれぞれ同じでも異なってもよい。) (In the general formula (2), R 3 represents a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having an aromatic group. R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or Represents an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, any of an alkyl group, an alkenyl group and an aryl group in R 4 may be substituted, and examples of the alkyl group of R 4 and its substituent include a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, 3-glycidoxypropyl group, 3-glycidoxyoctyl group, 2- (3,4 -Epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-acryloxypropyl group, 3-methacryloxypropyl group, and 3-methacryloxyoctyl group. Specific examples of the alkenyl group and its substituent include Specific examples of aryl groups and substituted products thereof include phenyl group, tolyl group, p-hydroxyphenyl group, naphthyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group, pyrenyl group, indenyl group, and acenaphthenyl group. . R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an integer of .m is 0 to 3 represents an aryl group an acyl group or a 6 to 16 carbon atoms having 2 to 6 carbon atoms, o is from 0 to 2 M + o is an integer of 0 to 3. When m and o are 2 or more, a plurality of R 3 and R 4 may be the same or different, and when m + o is 2 or less, a plurality of R 5 may be the same or different, and in the general formula (3), R 6 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. .R 7 water , Alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, .p representing an aryl group an acyl group or a 6 to 16 carbon atoms having 2 to 6 carbon atoms in the case of .p is 2 or more represents an integer of 0 to 3, a plurality of R 6 may be the same or different, and when p is 2 or less, a plurality of R 7 may be the same or different.
金属化合物粒子の例としては、市販されている無機粒子としては、酸化スズ−酸化チタン複合粒子の”オプトレイクTR−502”、”オプトレイクTR−504”、酸化ケイ素−酸化チタン複合粒子の”オプトレイクTR−503” 、”オプトレイクTR−513” 、”オプトレイクTR−520”、”オプトレイクTR−527”、”オプトレイクTR−528”、”オプトレイクTR−529”、”オプトレイクTR−543”、”オプトレイクTR−544”、”オプトレイクTR−550”、酸化チタン粒子の”オプトレイクTR−505”(以上、商品名、触媒化成工業(株)製)、酸化ジルコニウム粒子((株)高純度化学研究所製)、酸化スズ−酸化ジルコニウム複合粒子(触媒化成工業(株)製)、酸化スズ粒子((株)高純度化学研究所製)等が挙げられる。 Examples of the metal compound particles include commercially available inorganic particles such as “Op-trake TR-502”, “Op-trake TR-504” of tin oxide-titanium oxide composite particles, and “of silicon oxide-titanium oxide composite particles”. OPTRAKE TR-503 ”,“ OPTRAKE TR-513 ”,“ OPTRAKE TR-520 ”,“ OPTRAKE TR-527 ”,“ OPTRAKE TR-528 ”,“ OPTRAKE TR-529 ”,“ OPTRAIK “TR-543”, “OPTRAIK TR-544”, “OPTRAIK TR-550”, “OPTRAIK TR-505” of titanium oxide particles (trade name, manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.), zirconium oxide particles (Manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.), tin oxide-zirconium oxide composite particles (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.), tin oxide particles ((Co., Ltd.) And high purity chemical research laboratory).
金属化合物粒子の数平均粒子径は、厚膜形成時のクラック発生を抑制する観点から1nm以上が好ましい。また、硬化膜の可視光に対する透明性をより向上させる観点から200nm以下が好ましく、70nm以下がより好ましい。ここで、金属化合物粒子の数平均粒子径は、ガス吸着法や動的光散乱法、X線小角散乱法、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡により粒子径を直接測定する方法等により測定することができる。本発明においては、動的光散乱法により測定した値を指す。用いる機器は特に限定されないが、ダイナミック光散乱高度計DLS−8000(大塚電子(株)製)などを挙げることができる。 The number average particle diameter of the metal compound particles is preferably 1 nm or more from the viewpoint of suppressing the occurrence of cracks during the formation of a thick film. Moreover, from a viewpoint of improving the transparency with respect to visible light of a cured film, 200 nm or less is preferable and 70 nm or less is more preferable. Here, the number average particle size of the metal compound particles is measured by a gas adsorption method, a dynamic light scattering method, an X-ray small angle scattering method, a method of directly measuring the particle size using a transmission electron microscope or a scanning electron microscope, or the like. be able to. In the present invention, it refers to a value measured by a dynamic light scattering method. Although the apparatus to be used is not specifically limited, Dynamic light scattering altimeter DLS-8000 (made by Otsuka Electronics Co., Ltd.) etc. can be mentioned.
本発明の感光性組成物においては、金属化合物粒子が、前記一般式(1)で表されるオルガノシランとカルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシランの合計量100重量部に対して、10重量部以上500重量部以下であることが好ましい。これにより感光性樹脂組成物の高い感度、解像度を維持しながら、硬化膜の透過率、屈折率をより向上させることができる。 In the photosensitive composition of the present invention, the metal compound particles are based on 100 parts by weight of the total amount of the organosilane represented by the general formula (1) and the organosilane having a carboxyl group and / or dicarboxylic anhydride structure. The amount is preferably 10 parts by weight or more and 500 parts by weight or less. Thereby, the transmittance | permeability and refractive index of a cured film can be improved more, maintaining the high sensitivity and resolution of the photosensitive resin composition.
本発明の感光性組成物は、(b)下記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成されるポリシロキサンを含有する。 The photosensitive composition of the present invention contains (b) a polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more types of organosilane represented by the following general formula (1).
上記一般式(1)中、R1は水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表し、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有していてもよい。R2は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。nは0〜3の整数を表す。nが2以上の場合、複数のR1はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、nが2以下の場合、複数のR2はそれぞれ同じでも異なってもよい。 In the general formula (1), R 1 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or an aryl group having a carbon number of 6 to 16 from 2 to 10 carbon atoms and tables, a carboxyl group and / or dicarboxylic acid It may have an anhydride structure . R 2 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3. When n is 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different from each other. When n is 2 or less, the plurality of R 2 may be the same or different.
アルキル基、アルケニル基、アリール基、アシル基はいずれも置換されていてもよく、置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エポキシ基、オキセタニル基、フルオロ基、アミノ基、メルカプト基、イソシアネート基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、カルボキシ基等が挙げられる。なお、前記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アシル基の炭素数には、置換基に含まれる炭素数は含まないものとする。アルキル基およびその置換体の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシオクチル基、3−コハク酸無水物プロピル基、等が挙げられる。アルケニル基およびその置換体の具体例としては、ビニル基等が挙げられる。アリール基およびその置換体の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、縮合多環式芳香族炭化水素基であるナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、インデニル基、アセナフテニル基等が挙げられる。アシル基およびその置換体の具体例としては、アセチル基等が挙げられる。 Any of the alkyl group, alkenyl group, aryl group, and acyl group may be substituted. Specific examples of the substituent include a hydroxy group, an alkoxy group, an epoxy group, an oxetanyl group, a fluoro group, an amino group, a mercapto group, Examples thereof include an isocyanate group, an acryloxy group, a methacryloxy group, and a carboxy group. The carbon number of the alkyl group, alkenyl group, aryl group, and acyl group does not include the carbon number contained in the substituent. Specific examples of the alkyl group and substituted products thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, and trifluoromethyl group. 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-glycidoxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl group, 3- Examples include aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group, 3-isocyanatopropyl group, 3-acryloxypropyl group, 3-methacryloxypropyl group, 3-methacryloxyoctyl group, 3-succinic anhydride propyl group, and the like. . Specific examples of the alkenyl group and substituted products thereof include a vinyl group. Specific examples of the aryl group and a substituted product thereof include a phenyl group, a tolyl group, a p-hydroxyphenyl group, a naphthyl group which is a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a pyrenyl group, an indenyl group, An acenaphthenyl group etc. are mentioned. Specific examples of the acyl group and substituted products thereof include an acetyl group.
本発明の感光性組成物においては、(b)成分が、(a)成分の存在下で前記一般式(1)で表されるオルガノシラン1種類以上を加水分解し、部分縮合させることによって合成される粒子含有ポリシロキサンであることが好ましい。粒子含有ポリシロキサンを用いることにより、分散安定性に非常に優れた感光性樹脂組成物を得ることができる。これは、マトリックスのポリシロキサンと金属化合物粒子が結合しているためと考えられる。この結合した状態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡で金属化合物粒子とポリシロキサンとの境界部分を観察することによって知ることができる。両者が結合している場合には両者界面が不明瞭である。 In the photosensitive composition of the present invention, the component (b) is synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more organosilanes represented by the general formula (1) in the presence of the component (a). It is preferable that the particle-containing polysiloxane. By using the particle-containing polysiloxane, a photosensitive resin composition having very excellent dispersion stability can be obtained. This is presumably because the matrix polysiloxane and the metal compound particles are bonded. This bonded state can be known by observing the boundary portion between the metal compound particles and the polysiloxane with a scanning electron microscope or a transmission electron microscope. When both are bonded, the interface between them is unclear.
本発明の感光性樹脂組成物は、(b)一般式(1)におけるR1に、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有することが好ましい。カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造は、加水分解し、部分縮合反応を経てポリシロキサン中にカルボキシル基を付与することができる。これより、アルカリ溶解性(現像性)を向上させ、現像後の残さを抑制して、室温における長期保管後にも露光における感度、解像度を高く保つことが可能になる。 The photosensitive resin composition of the present invention preferably has a carboxyl group and / or a dicarboxylic anhydride structure in R 1 in the general formula (1) (b). The carboxyl group and / or dicarboxylic anhydride structure can be hydrolyzed to give a carboxyl group in the polysiloxane via a partial condensation reaction. As a result, alkali solubility (developability) is improved, the residue after development is suppressed, and the sensitivity and resolution in exposure can be kept high even after long-term storage at room temperature.
本発明の感光性樹脂組成物においては、前記カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシランの含有比が、オルガノシランに由来するポリシロキサン全体のSi原子モル数に対するSi原子モル比で、5モル%以上30モル%以下であることが好ましい。この範囲内であれば、耐溶剤性良好であり、かつ室温における長期保管後にも高感度、高解像度を有する膜を得ることができる。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the content ratio of the organosilane having the carboxyl group and / or dicarboxylic acid anhydride structure is a Si atom molar ratio relative to the number of Si atoms in the entire polysiloxane derived from the organosilane. It is preferable that they are 5 mol% or more and 30 mol% or less. Within this range, it is possible to obtain a film having good solvent resistance and high sensitivity and high resolution even after long-term storage at room temperature.
ポリシロキサン中のカルボキシル基の含有量は、例えば、ポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトルを測定し、カルボキシル基が結合したSiのピーク面積とカルボキシル基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。また、Siとカルボキシル基が直接結合していない場合、1H−核磁気共鳴スペクトルよりカルボキシル基由来のピークと、シラノール基を除くその他のピークとの積分比からポリシロキサン全体のカルボキシル基含有量を算出し、前述の29Si−核磁気共鳴スペクトルの結果と合わせて間接的に結合しているカルボキシル基の含有量を算出する。その他、1H−核磁気共鳴スペクトルよりカルボキシル基とシラノール基の比率を算出したのち、酸価を測定することによってもカルボキシル基の含有量を算出する事が出来る。 The content of the carboxyl group in the polysiloxane is determined, for example, by measuring the 29Si-nuclear magnetic resonance spectrum of the polysiloxane, and from the ratio of the peak area of Si to which the carboxyl group is bonded to the peak area of Si to which the carboxyl group is not bonded. Can be sought. When Si and carboxyl groups are not directly bonded, the carboxyl group content of the entire polysiloxane is calculated from the integration ratio between the peak derived from the carboxyl group and the other peaks excluding silanol groups from the 1H-nuclear magnetic resonance spectrum. Then, the content of the carboxyl group indirectly bonded is calculated together with the result of the 29Si-nuclear magnetic resonance spectrum. In addition, the content of the carboxyl group can also be calculated by measuring the acid value after calculating the ratio of the carboxyl group and the silanol group from the 1H-nuclear magnetic resonance spectrum.
(a)ポリシロキサンを構成する、カルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシラン化合物について、具体的に説明する。 (A) The organosilane compound having a carboxyl group and / or a dicarboxylic anhydride structure constituting the polysiloxane will be specifically described.
カルボキシル基を有するオルガノシラン化合物としては、例えば、下記一般式(7)で表されるウレア基含有オルガノシラン化合物または下記一般式(8)で表されるウレタン基含有オルガノシラン化合物が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Examples of the organosilane compound having a carboxyl group include a urea group-containing organosilane compound represented by the following general formula (7) or a urethane group-containing organosilane compound represented by the following general formula (8). Two or more of these may be used.
上記式中、R20、R22およびR26は、炭素数1〜20の2価の有機基を表す。R21は、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表す。R23〜R25は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、R23〜R25のうち、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアセトキシ基である。 In the above formulas, R 20, R 22 and R 26 represents a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 21 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 23 to R 25 may be the same as or different from each other, and are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, or an alkyl having 2 to 6 carbon atoms. A carbonyloxy group or a substituted product thereof is represented. However, at least one of R 23 to R 25 is an alkoxy group, a phenoxy group, or an acetoxy group.
上記一般式(7)、(8)におけるR20およびR26の好ましい例としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、フェニレン基、−CH2−C6H4−CH2−、−CH2−C6H4−などの炭化水素基が挙げられる。これらの中でも、耐熱性の観点から、フェニレン基、−CH2−C6H4−CH2−、−CH2−C6H4−などの芳香族環を有する炭化水素基が好ましい。 Preferable examples of R 20 and R 26 in the general formulas (7) and (8) include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, a phenylene group, —CH 2 —C 6 H 4 —. CH 2 -, - CH 2 -C 6 H 4 - and hydrocarbon groups such. Among these, from the viewpoint of heat resistance, a hydrocarbon group having an aromatic ring such as a phenylene group, —CH 2 —C 6 H 4 —CH 2 —, and —CH 2 —C 6 H 4 — is preferable.
上記一般式(7)におけるR21は、反応性の観点から、水素またはメチル基が好ましい。 R 21 in the general formula (7) is preferably hydrogen or a methyl group from the viewpoint of reactivity.
上記一般式(7)、(8)におけるR22の具体例としては、メチレン基、エチレン基、
n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基などの炭化水素基や、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシn−ブチレン基、オキシn−ペンチレン基などが挙げられる。これらの中でも、合成の容易性の観点から、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシn−ブチレン基が好ましい。
Specific examples of R 22 in the general formulas (7) and (8) include a methylene group, an ethylene group,
Examples thereof include hydrocarbon groups such as n-propylene group, n-butylene group and n-pentylene group, oxymethylene group, oxyethylene group, oxy n-propylene group, oxy n-butylene group and oxy n-pentylene group. . Among these, methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, oxymethylene group, oxyethylene group, oxy n-propylene group, and oxy n-butylene group are preferable from the viewpoint of easy synthesis.
上記一般式(7)、(8)におけるR23〜R25のうち、アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基などが挙げられる。合成の容易性の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。また、アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。合成の容易性の観点から、メトキシ基またはエトキシ基が好ましい。また、置換体の置換基としては、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。具体的には、1−メトキシプロピル基、メトキシエトキシ基などが挙げられる。 Of R 23 to R 25 in the general formulas (7) and (8), specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. From the viewpoint of ease of synthesis, a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, and an isopropoxy group. From the viewpoint of ease of synthesis, a methoxy group or an ethoxy group is preferable. In addition, examples of the substituent of the substituent include a methoxy group and an ethoxy group. Specific examples include a 1-methoxypropyl group and a methoxyethoxy group.
上記一般式(7)で表されるウレア基含有オルガノシラン化合物は、下記一般式(9)で表されるアミノカルボン酸化合物と、下記一般式(11)で表されるイソシアネート基含有オルガノシラン化合物から、公知のウレア化反応により得ることができる。また、上記一般式(8)で表されるウレタン基含有オルガノシラン化合物は、下記一般式(10)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物と、下記一般式(11)で表されるイソシアネート基を有するオルガノシラン化合物から、公知のウレタン化反応により得ることができる。 The urea group-containing organosilane compound represented by the general formula (7) includes an aminocarboxylic acid compound represented by the following general formula (9) and an isocyanate group-containing organosilane compound represented by the following general formula (11). From the above, it can be obtained by a known urea reaction. The urethane group-containing organosilane compound represented by the general formula (8) has a hydroxycarboxylic acid compound represented by the following general formula (10) and an isocyanate group represented by the following general formula (11). It can be obtained from an organosilane compound by a known urethanization reaction.
上記式中、R20、R22およびR26は、炭素数1〜20の2価の有機基を表す。R21は、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表す。R23〜R25は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、R23〜R25のうち、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアセトキシ基である。R20〜R26の好ましい例は、一般式(7)〜(8)におけるR20〜R26について先に説明したとおりである。 In the above formulas, R 20, R 22 and R 26 represents a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 21 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 23 to R 25 represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, or a substituted product thereof. However, at least one of R 23 to R 25 is an alkoxy group, a phenoxy group, or an acetoxy group. Preferred examples of R 20 to R 26 are as described above for R 20 to R 26 in the general formula (7) - (8).
カルボキシル基を有するオルガノシラン化合物のその他の具体例としては、一般式(12)に表される化合物が挙げられる。 Other specific examples of the organosilane compound having a carboxyl group include compounds represented by the general formula (12).
上記式中、R27は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基またはそれらの置換体を表す。ただし、複数のR27は同じでも異なっていてもよく、少なくとも一つはアルコキシ基、フェノキシ基またはアセトキシ基である。qは1〜3の整数を表す。rは2〜20の整数を表す。 In the above formula, R 27 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, or a substituted product thereof. However, several R <27> may be the same or different and at least one is an alkoxy group, a phenoxy group, or an acetoxy group. q represents an integer of 1 to 3. r represents an integer of 2 to 20.
ジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシラン化合物の具体例としては、下記一般式(4)〜(6)のいずれかで表されるオルガノシラン化合物が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 Specific examples of the organosilane compound having a dicarboxylic acid anhydride structure include organosilane compounds represented by any one of the following general formulas (4) to (6). Two or more of these may be used.
上記一般式(4)〜(6)中、R8〜R10、R12〜R14およびR16〜R18は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基または炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基を表す。R11、R15およびR19は、単結合、または炭素数1〜10の鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜16の環状脂肪族炭化水素基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基、カルボニル基、エーテル基、エステル基、アミド基、炭素数6〜16の芳香族基、もしくはこれらのいずれかを有する2価の基を表す。これらの基の水素原子が炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜16のアリール基、炭素数2〜6のアルキルカルボニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基またはチオール基で置換されていてもよい。h,j,kおよびlは0〜3の整数を表す。 In the general formulas (4) to (6), R 8 to R 10 , R 12 to R 14, and R 16 to R 18 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, phenyl Group, a phenoxy group or an alkylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms. R 11 , R 15 and R 19 are each a single bond or a chain aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or an alkylcarbonyloxy having 2 to 6 carbon atoms. Represents a group, a carbonyl group, an ether group, an ester group, an amide group, an aromatic group having 6 to 16 carbon atoms, or a divalent group having any of these. The hydrogen atom of these groups is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, or an amino group. , May be substituted with a carboxyl group or a thiol group. h, j, k, and l represent an integer of 0-3.
R11、R15およびR19の具体例としては、−C2H4−、−C3H6−、−C4H8−、−O−、−C3H6OCH2CH(OH)CH2O2C−、−CO−、−CO2−、−CONH−、以下にあげる有機基などが挙げられる。 Specific examples of R 11 , R 15 and R 19 include —C 2 H 4 —, —C 3 H 6 —, —C 4 H 8 —, —O—, —C 3 H 6 OCH 2 CH (OH). Examples thereof include CH 2 O 2 C—, —CO—, —CO 2 —, —CONH—, and organic groups listed below.
上記一般式(4)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリエトキシシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリフェノキシシリルプロピルコハク酸無水物などが挙げられる。上記一般式(5)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物などが挙げられる。上記一般式(6)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3−トリメトキシシシリルプロピルフタル酸無水物などが挙げられる。 本発明の感光性樹脂組成物は、後述する(c)感光剤の一つであるナフトキノンジアジド化合物との相溶性をより向上させる観点から、一般式(1)におけるR1に炭素数6〜16のアリール基を含有することが好ましい。さらに、(b)のポリシロキサンにおいてアリール基であるR1に結合するSi原子含有量が、オルガノシランに由来するSi原子総含有量中30モル%以上であることが好ましく、さらに好ましくは40モル%以上である。30モル%以上含有することにより、硬化膜作製時の塗布、乾燥、熱硬化工程等における(b)ポリシロキサンと(c)感光剤であるナフトキノンジアジド化合物との相分離を抑制し、均一な硬化膜を容易に形成することができる。 Specific examples of the organosilane compound represented by the general formula (4) include 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride, 3-triethoxysilylsilylpropyl succinic anhydride, and 3-triphenoxysilylpropyl succinic acid. An anhydride etc. are mentioned. Specific examples of the organosilane compound represented by the general formula (5) include 3-trimethoxysilylsilylpropylcyclohexyl dicarboxylic acid anhydride. Specific examples of the organosilane compound represented by the general formula (6) include 3-trimethoxysilylsilylpropylphthalic anhydride. The photosensitive resin composition of the present invention has 6 to 16 carbon atoms in R 1 in the general formula (1) from the viewpoint of further improving the compatibility with a naphthoquinonediazide compound which is one of the photosensitizers (c) described later. It is preferable that the aryl group is contained. Further, the content of Si atoms bonded to R 1 which is an aryl group in the polysiloxane (b) is preferably 30 mol% or more, more preferably 40 mol, based on the total content of Si atoms derived from organosilane. % Or more. Containing 30 mol% or more suppresses phase separation between (b) polysiloxane and (c) naphthoquinonediazide compound, which is a photosensitizing agent, in coating, drying, thermosetting processes, etc. during the preparation of a cured film, and uniform curing A film can be easily formed.
硬化膜の屈折率や感度・解像度をより向上させる観点から、一般式(1)で表されるオルガノシランのR1が、縮合多環式芳香族基であることが好ましい。高いπ電子密度をもつ縮合多環式芳香族炭化水素基を含有することにより硬化膜に高い屈折率をもたらすことができる。また、ナフトキノンジアジドとの相互作用により現像時に未露光部の溶解抑止効果を発現するため、露光部/未露光部のコントラストが大きくなる。それにより、感度をより向上させることができ、さらに微小な溶け残りによる解像度低下を抑制することができる。縮合多環式芳香族炭化水素基としてはナフチル基が好ましい。 From the viewpoint of further improving the refractive index, sensitivity, and resolution of the cured film, it is preferable that R 1 of the organosilane represented by the general formula (1) is a condensed polycyclic aromatic group. By containing a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group having a high π electron density, a cured film can have a high refractive index. In addition, since the effect of inhibiting dissolution of the unexposed portion is developed during development due to the interaction with naphthoquinonediazide, the contrast between the exposed portion and the unexposed portion is increased. As a result, the sensitivity can be further improved, and further, a reduction in resolution due to a minute undissolved residue can be suppressed. As the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group, a naphthyl group is preferable.
(b)金属化合物粒子含有ポリシロキサンにおいて、前記一般式(1)で表されるオルガノシランのうち、R1が縮合多環式芳香族基であるオルガノシランが、オルガノシランに由来するSi原子モル数に対するSi原子モル比で、10モル%以上であることが好ましい。10モル%以上含有することにより、感光性樹脂組成物の感度・解像度をより向上させることができ、硬化膜の屈折率をより向上させることができる。一方、現像時の微小な溶け残りを抑制し、感光性樹脂組成物の解像度をより向上させる観点から、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。
(B) In the metal compound particle-containing polysiloxane, among the organosilanes represented by the general formula (1), an organosilane in which R 1 is a condensed polycyclic aromatic group is an Si atom mole derived from the organosilane. The molar ratio of Si atoms to the number is preferably 10 mol% or more. By containing 10 mol% or more, the sensitivity and resolution of the photosensitive resin composition can be further improved, and the refractive index of the cured film can be further improved. On the other hand, 60 mol% or less is preferable and 50 mol% or less is more preferable from the viewpoint of suppressing minute dissolution residue during development and further improving the resolution of the photosensitive resin composition.
縮合多環式芳香族炭化水素基であるR1に結合するSi原子含有量は、ポリシロキサンの29Si−NMRスペクトルを測定し、縮合多環式芳香族炭化水素基が結合したSiのピーク面積と縮合多環式芳香族炭化水素基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。 The content of Si atom bonded to R 1 which is a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group is determined by measuring the 29Si-NMR spectrum of polysiloxane, and the peak area of Si bonded to the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group. It can be determined from the ratio of the peak areas of Si to which no condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group is bonded.
一般式(1)のnは0から3の整数を表す。n=0の場合は4官能性シラン、n=1の場合は3官能性シラン、n=2の場合は2官能性シラン、n=3の場合は1官能性シランである。 N in the general formula (1) represents an integer of 0 to 3. A tetrafunctional silane when n = 0, a trifunctional silane when n = 1, a bifunctional silane when n = 2, and a monofunctional silane when n = 3.
一般式(1)で表されるオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシラン等の4官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、1−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、1−ナフチルトリ−n−プロポキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、1−アントラセニルトリメトキシシラン、9−アントラセニルトリメトキシシラン、9−フェナントレニルトリメトキシシラン、9−フルオレニルトリメトキシシラン、2−フルオレニルトリメトキシシラン、1−ピレニルトリメトキシシラン、2−インデニルトリメトキシシラン、5−アセナフテニルトリメトキシシラン等の3官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシラン、ジ(1−ナフチル)ジメトキシシラン、ジ(1−ナフチル)ジエトキシシラン等の2官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリn−ブチルエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルエトキシシラン等の1官能性シランが挙げられる。これらのオルガノシランを2種以上用いてもよい。これらのオルガノシランの中でも、ポリシロキサン合成時の加水分解性・縮合反応性を向上させ、硬化膜の耐クラック性や硬度をより向上させる観点から、3官能性シランが好ましく用いられる。さらに、R1が縮合多環式芳香族炭化水素基である1−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、1−ナフチルトリ−n−プロポキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、1−アントラセニルトリメトキシシラン、9−アントラセニルトリメトキシシラン、9−フェナントレニルトリメトキシシラン、9−フルオレニルトリメトキシシラン、2−フルオレニルトリメトキシシラン、2−フルオレノンイルトリメトシキシラン、1−ピレニルトリメトキシシラン、2−インデニルトリメトキシシラン、5−アセナフテニルトリメトキシシラン等が好ましい。 Specific examples of the organosilane represented by the general formula (1) include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraacetoxysilane, and tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and methyl. Triisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltrin-butoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyl Trimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-meta Liloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- (p-hydroxyphenyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxy Silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxy Silane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, [(3-ethyl-3- Oxetanyl) methoxy] propyltrimethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic acid, 1-naphthyltrimethoxysilane, 1-naphthyltriethoxysilane, 1-naphthyltri-n-propoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane, 1-anthracenyltrimethoxysilane, 9-anthracenyltrimethoxysilane, 9-phenanthrenyltrimethoxysilane, 9- full Trifunctional silanes such as oleenyltrimethoxysilane, 2-fluorenyltrimethoxysilane, 1-pyrenyltrimethoxysilane, 2-indenyltrimethoxysilane, 5-acenaphthenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyl Diethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane, di (1-naphthyl) ) Bifunctional silanes such as dimethoxysilane, di (1-naphthyl) diethoxysilane, trimethylmethoxysilane, tri-n-butylethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylmethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) ) Dimethyl et 1 functional silanes such Shishiran like. Two or more of these organosilanes may be used. Among these organosilanes, trifunctional silanes are preferably used from the viewpoint of improving the hydrolyzability / condensation reactivity at the time of polysiloxane synthesis and further improving the crack resistance and hardness of the cured film. Further, 1 -naphthyltrimethoxysilane, 1-naphthyltriethoxysilane, 1-naphthyltri-n-propoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane, 1-anthracenyl, wherein R 1 is a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group Rutrimethoxysilane, 9-anthracenyltrimethoxysilane, 9-phenanthrenyltrimethoxysilane, 9-fluorenyltrimethoxysilane, 2-fluorenyltrimethoxysilane, 2-fluorenonyltrimethoxysilane, 1-pyre Nyltrimethoxysilane, 2-indenyltrimethoxysilane, 5-acenaphthenyltrimethoxysilane and the like are preferable.
本発明における(b)ポリシロキサンは、一般式(1)で表されるオルガノシランなどのモノマーを加水分解および部分縮合させることにより合成される。ここで、部分縮合とは、加水分解物のSi−OHを全て縮合させるのではなく、得られるポリシロキサンに一部Si−OHを残存させることを指す。後述する一般的な縮合条件であればSi−OHが部分的に残存することが一般的であり、本発明において、残存させるSi−OH量は制限されない。一般式(1)のオルガノシランに加えて、さらに他のオルガノシランを使用してもよい。加水分解および部分縮合には一般的な方法を用いることができる。例えば、オルガノシラン混合物に溶剤、水、必要に応じて触媒を添加し、50〜150℃で0.5〜100時間程度加熱撹拌する方法等が挙げられる。撹拌中、必要に応じて、加水分解副生物(メタノール等のアルコール)や縮合副生物(水)を蒸留により留去してもよい。 In the present invention, (b) polysiloxane is synthesized by hydrolysis and partial condensation of a monomer such as organosilane represented by the general formula (1). Here, partial condensation refers to not allowing all of the hydrolyzed Si—OH to condense, but partially leaving Si—OH in the resulting polysiloxane. In general condensation conditions described later, Si—OH is generally partially left, and the amount of Si—OH to be left is not limited in the present invention. In addition to the organosilane of the general formula (1), other organosilanes may be used. A general method can be used for hydrolysis and partial condensation. For example, a method of adding a solvent, water and, if necessary, a catalyst to the organosilane mixture and heating and stirring at 50 to 150 ° C. for about 0.5 to 100 hours may be mentioned. During the stirring, if necessary, hydrolysis by-products (alcohols such as methanol) and condensation by-products (water) may be distilled off by distillation.
上記の反応溶媒としては特に制限は無いが、通常は後述の(e)溶剤と同様のものが用いられる。溶媒の添加量はオルガノシランなどのモノマー100重量部に対して10〜1500重量部が好ましい。また加水分解反応に用いる水の添加量は、加水分解性基1モルに対して0.5〜5モルが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular as said reaction solvent, Usually, the thing similar to the below-mentioned (e) solvent is used. The addition amount of the solvent is preferably 10 to 1500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer such as organosilane. The amount of water used for the hydrolysis reaction is preferably 0.5 to 5 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group.
必要に応じて添加される触媒に特に制限はないが、酸触媒、塩基触媒が好ましく用いられる。酸触媒の具体例としては塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂が挙げられる。塩基触媒の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシラン、イオン交換樹脂が挙げられる。触媒の添加量はオルガノシランなどのモノマー100重量部に対して0.01〜10重量部が好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the catalyst added as needed, An acid catalyst and a base catalyst are used preferably. Specific examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, polyvalent carboxylic acid or anhydride thereof, and ion exchange resin. Specific examples of the base catalyst include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, amino Examples include alkoxysilanes having groups and ion exchange resins. The addition amount of the catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer such as organosilane.
また、組成物の貯蔵安定性の観点から、加水分解、部分縮合後のポリシロキサン溶液には上記触媒が含まれないことが好ましく、必要に応じて触媒の除去を行うことができる。除去方法に特に制限は無いが、操作の簡便さと除去性の点で、水洗浄、および/またはイオン交換樹脂の処理が好ましい。水洗浄とは、ポリシロキサン溶液を適当な疎水性溶剤で希釈した後、水で数回洗浄して得られた有機層をエバポレーター等で濃縮する方法である。イオン交換樹脂での処理とは、ポリシロキサン溶液を適当なイオン交換樹脂に接触させる方法である。 Further, from the viewpoint of the storage stability of the composition, the polysiloxane solution after hydrolysis and partial condensation preferably does not contain the catalyst, and the catalyst can be removed as necessary. The removal method is not particularly limited, but water washing and / or ion exchange resin treatment is preferable from the viewpoint of easy operation and removability. Water washing is a method of concentrating an organic layer obtained by diluting a polysiloxane solution with an appropriate hydrophobic solvent and then washing several times with water with an evaporator or the like. The treatment with an ion exchange resin is a method of bringing a polysiloxane solution into contact with an appropriate ion exchange resin.
本発明の感光性樹脂組成物は、(c)感光剤としてナフトキノンジアジド化合物を含有することが好ましい。ナフトキノンジアジド化合物を含有することにより、露光部が現像液で除去されるポジ型の感光性を示す。ナフトキノンジアジド化合物としては、フェノール性水酸基を有する化合物にナフトキノンジアジドスルホン酸がエステル結合した化合物が好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention preferably contains a naphthoquinonediazide compound as (c) a photosensitizer. By containing a naphthoquinonediazide compound, the photosensitivity in which the exposed portion is removed with a developer is exhibited. As the naphthoquinone diazide compound, a compound in which naphthoquinone diazide sulfonic acid is ester-bonded to a compound having a phenolic hydroxyl group is preferable.
フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、以下の化合物(いずれも本州化学工業(株)製を入手可能)が挙げられる。 Specific examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include the following compounds (all available from Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).
ナフトキノンジアジド化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとの公知のエステル化反応により合成することができる。原料となるナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとしては、4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドあるいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドを用いることができる。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物はi線(波長365nm)領域に吸収を持つため、i線露光に適している。また、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物は広範囲の波長領域に吸収が存在するため、広範囲の波長での露光に適している。露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を選択することが好ましい。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を組み合わせて用いることもできる。 The naphthoquinone diazide compound can be synthesized by a known esterification reaction between a compound having a phenolic hydroxyl group and naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride. As the naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride as a raw material, 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride or 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride can be used. Since 4-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound has absorption in the i-line (wavelength 365 nm) region, it is suitable for i-line exposure. Moreover, since 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound has absorption in a wide range of wavelengths, it is suitable for exposure in a wide range of wavelengths. It is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound depending on the wavelength to be exposed. A 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound and a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound may be used in combination.
本発明の感光性樹脂組成物における(c)感光剤の含有量は特に制限されないが、(a)金属化合物粒子、(b)ポリシロキサンの合計100重量部に対して1重量部以上が好ましく、3重量部以上がより好ましい。また、ポリシロキサンとの相溶性低下や、熱硬化時の分解による着色を抑制し、感光性樹脂組成物や硬化膜の透明性をより向上させる観点から、30重量部以下が好ましく、20重量部以下がより好ましい。 The content of the photosensitizer (c) in the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight or more based on a total of 100 parts by weight of (a) metal compound particles and (b) polysiloxane. 3 parts by weight or more is more preferable. Further, from the viewpoint of suppressing the coloration due to the degradation of the compatibility with polysiloxane and the decomposition at the time of thermosetting, and further improving the transparency of the photosensitive resin composition and the cured film, it is preferably 30 parts by weight or less, and 20 parts by weight. The following is more preferable.
本発明の感光性樹脂組成物は、(d)下記一般式(2)および/または下記一般式(3)で表されるシラン化合物を含有する。 The photosensitive resin composition of the present invention contains (d) a silane compound represented by the following general formula (2) and / or the following general formula (3).
上記一般式(2)中、R3は芳香族基を有する炭素数6〜20の炭化水素基を表す。R4は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R5は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。mは0〜3の整数、oは0〜2の整数を表し、m+oは0〜4の整数である。m、oが2以上の場合、複数のR3、R4はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、m+oが2以下の場合、複数のR5はそれぞれ同じでも異なってもよい。 In the general formula (2), R 3 represents a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having an aromatic group. R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. m represents an integer of 0 to 3, o represents an integer of 0 to 2, and m + o represents an integer of 0 to 4. When m and o are 2 or more, the plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. When m + o is 2 or less, the plurality of R 5 may be the same or different.
R4におけるアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも置換されていてもよく、置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、エポキシ基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基等が挙げられる。なお、前記アルキル基、アルケニル基、アリール基の炭素数には、置換基に含まれる炭素数は含まないものとする。アルキル基およびその置換体の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、3−グリシドキシプロピル基、3−グリシドキシオクチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシオクチル基等が挙げられる。アルケニル基およびその置換体の具体例としては、ビニル基等が挙げられる。アリール基およびその置換体の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、縮合多環式芳香族炭化水素基であるナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、インデニル基、アセナフテニル基等が挙げられる。 Any of the alkyl group, alkenyl group, and aryl group in R 4 may be substituted, and specific examples of the substituent include a hydroxy group, an epoxy group, an acryloxy group, and a methacryloxy group. The carbon number of the alkyl group, alkenyl group, and aryl group does not include the carbon number contained in the substituent. Specific examples of the alkyl group and substituted products thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, and 3-glycid. A xylpropyl group, 3-glycidoxyoctyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-acryloxypropyl group, 3-methacryloxypropyl group, 3-methacryloxyoctyl group and the like can be mentioned. Specific examples of the alkenyl group and substituted products thereof include a vinyl group. Specific examples of the aryl group and a substituted product thereof include a phenyl group, a tolyl group, a p-hydroxyphenyl group, a naphthyl group which is a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a pyrenyl group, an indenyl group, An acenaphthenyl group etc. are mentioned.
上記一般式(3)中、R6は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R7は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。pは0〜3の整数を表す。pが2以上の場合、複数のR6はそれぞれ同じでも異なってもよい。またpが2以下の場合、複数のR7はそれぞれ同じでも異なってもよい。 In the general formula (3), R 6 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. R 7 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. p represents an integer of 0 to 3. When p is 2 or more, the plurality of R 6 may be the same or different. When p is 2 or less, the plurality of R 7 may be the same or different.
なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種類以上組み合わせて使用してもよい。 In addition, these compounds may be used individually or may be used in combination of 2 or more types.
本発明の感光性樹脂組成物において、一般式(2)および一般式(3)で表されるシラン化合物の含有量が、(a)金属化合物粒子、(b)ポリシロキサンの合計100重量部に対して、1重量部以上20重量部以下であることが好ましい。1重量部以上であることにより、本発明の感光性樹脂組成物のキュア工程時のリフロー性に寄与し、レンズ形状を形成することに効果がある。さらに、3重量部以上であることがより好ましく、リフロー性の向上に効果があり、より低い温度でのキュアでのレンズ形成が可能になる。また、感度や解像度の低下、現像時の微細パターンの剥がれを抑制する観点から、20重量部以下であること好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the content of the silane compound represented by general formula (2) and general formula (3) is 100 parts by weight in total of (a) metal compound particles and (b) polysiloxane. On the other hand, the amount is preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less. By being 1 part by weight or more, it contributes to the reflow property at the time of the curing process of the photosensitive resin composition of the present invention, and is effective in forming a lens shape. Further, it is more preferably 3 parts by weight or more, which is effective for improving the reflow property, and enables lens formation by curing at a lower temperature. Moreover, it is preferable that it is 20 weight part or less from a viewpoint of suppressing the fall of a sensitivity and the resolution, and the peeling of the fine pattern at the time of image development.
一般式(2)のmは0〜3の整数、oは0〜2の整数を表し、m+o=0〜3の整数である。m+o=0の場合は4官能シラン、m+o=1の場合は3官能シラン、m+o=2の場合は2官能シラン、m+o=3の場合は1官能シランである。 In the general formula (2), m represents an integer of 0 to 3, o represents an integer of 0 to 2, and m + o = 0 to 3 is an integer. When m + o = 0, tetrafunctional silane, when m + o = 1, trifunctional silane, when m + o = 2, bifunctional silane, and when m + o = 3, monofunctional silane.
一般式(2)で表されるシラン化合物の具体例としては、テトラメトキシシランテトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシラン等の4官能シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3‐メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、1−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、1−ナフチルトリ−n−プロポキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、1−アントラセニルトリメトキシシラン、9−アントラセニルトリメトキシシラン、9−フェナントレニルトリメトキシシラン、9−フルオレニルトリメトキシシラン、2−フルオレニルトリメトキシシラン、1−ピレニルトリメトキシシラン、2−インデニルトリメトキシシラン、5−アセナフテニルトリメトキシシラン等の3官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、(3−メタクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシラン、ジ(1−ナフチル)ジメトキシシラン、ジ(1−ナフチル)ジエトキシシラン等の2官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリn−ブチルエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルエトキシシラン等の1官能性シランが挙げられる。 Specific examples of the silane compound represented by the general formula (2) include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraacetoxysilane, and tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, and methyltriethoxysilane. , Methyltriisopropoxysilane, methyltrin-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltrin-butoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n -Butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxyoctyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p- Hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane , Trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-amino Propyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) Ethyltriethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltrimethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-tri Methoxysilylpropyl succinic acid, 1-naphthyltrimethoxysilane, 1-naphthyltriethoxysilane, 1-naphthyltri-n-propoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane, 1-anthracenyltrimethoxysilane, 9-anthracenyltri Methoxysilane, 9-phenanthrenyltrimethoxysilane, 9-fluorenyltrimethoxysilane, 2-fluorenyltrimethoxysilane, 1-pyrenyltrimethoxysilane, 2-indenyltrimethoxysilane, 5-acenaphthene Trifunctional silanes such as rutrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, (3-methacryloxypropyl) methyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycol Bifunctional silanes such as (sidoxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane, di (1-naphthyl) dimethoxysilane, di (1-naphthyl) diethoxysilane, trimethylmethoxysilane, bird - butyl triethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethyl silane include monofunctional silanes such as (3-glycidoxypropyl) dimethylethoxysilane.
一般式(3)のp=0〜3の整数を表す。p=0の場合4官能シラン、p=1の場合3官能シラン、p=2の場合2官能シラン、p=3の場合1官能シランである。 The integer of p = 0-3 of General formula (3) is represented. A tetrafunctional silane when p = 0, a trifunctional silane when p = 1, a bifunctional silane when p = 2, and a monofunctional silane when p = 3.
一般式(3)で表されるシラン化合物の具体例としては、テトラ(2−メトキシエトキシ)シラン、テトラ(2−エトキシエトキシ)シラン等の4官能シラン、メチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、メチルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、エチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、エチルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、n−プロピルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、n−プロピルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、イソプロピルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、イソプロピルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、3−アクリロキシトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、3−アクリロキシトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、フェニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、フェニルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、1−ナフチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、1−ナフチルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン、2−ナフチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、2−ナフチルトリ(2−エトキシエトキシ)シラン等の3官能シラン、ジメチルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、ジメチルジ(2−エトキシエトキシ)シラン、ジエチルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、ジエチルジ(2−エトキシエトキシ)シラン、エチルメチルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、メチルビニルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、メチルビニルジ(2−エトキシエトキシ)シラン、メチル(3−メタクリロキシ)ジ(2−メトキシエトキシ)シラン、メチル(3−アクリロキシ)ジ(2−メトキシエトキシ)シラン等の2官能シラン、トリメチル(2−メトキシエトキシ)シラン、トリメチル(2−エトキシエトキシ)シラン、トリエチル(2−メトキシエトキシ)シラン、トリエチル(2−エトキシエトキシ)シラン等の1官能シランが挙げられる。 Specific examples of the silane compound represented by the general formula (3) include tetrafunctional silanes such as tetra (2-methoxyethoxy) silane and tetra (2-ethoxyethoxy) silane, methyltri (2-methoxyethoxy) silane, and methyltri (2-ethoxyethoxy) silane, ethyltri (2-methoxyethoxy) silane, ethyltri (2-ethoxyethoxy) silane, n-propyltri (2-methoxyethoxy) silane, n-propyltri (2-ethoxyethoxy) silane, Isopropyltri (2-methoxyethoxy) silane, isopropyltri (2-ethoxyethoxy) silane, vinyltri (2-methoxyethoxy) silane, vinyltri (2-ethoxyethoxy) silane, 3-methacryloxytri (2-methoxyethoxy) silane , 3-methacryloxytri ( -Ethoxyethoxy) silane, 3-acryloxytri (2-methoxyethoxy) silane, 3-acryloxytri (2-ethoxyethoxy) silane, phenyltri (2-methoxyethoxy) silane, phenyltri (2-ethoxyethoxy) Trifunctional silanes such as silane, 1-naphthyltri (2-methoxyethoxy) silane, 1-naphthyltri (2-ethoxyethoxy) silane, 2-naphthyltri (2-methoxyethoxy) silane, 2-naphthyltri (2-ethoxyethoxy) silane , Dimethyldi (2-methoxyethoxy) silane, dimethyldi (2-ethoxyethoxy) silane, diethyldi (2-methoxyethoxy) silane, diethyldi (2-ethoxyethoxy) silane, ethylmethyldi (2-methoxyethoxy) silane, methylvinyldi (2- Me Xyloxy) silane, methylvinyldi (2-ethoxyethoxy) silane, methyl (3-methacryloxy) di (2-methoxyethoxy) silane, bifunctional silane such as methyl (3-acryloxy) di (2-methoxyethoxy) silane, trimethyl ( And monofunctional silanes such as 2-methoxyethoxy) silane, trimethyl (2-ethoxyethoxy) silane, triethyl (2-methoxyethoxy) silane, and triethyl (2-ethoxyethoxy) silane.
これらのシラン化合物を2種以上用いてもよい。これらのシラン化合物の中でも、本発明の感光性樹脂組成物のキュア時の架橋密度を下げる、あるいはTgを下げることで、キュア工程でのリフローを促進しレンズ形状を形成する観点から、立体的に大きな置換基をもつシラン化合物が好ましく用いられる。即ち、4官能シランであるテトラプロポキシシラン、テトラフェノキシシラン等や、芳香族炭化水素を有する1−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、1−ナフチルトリ−n−プロポキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、1−アントラセニルトリメトキシシラン、9−アントラセニルトリメトキシシラン、9−フルオレニルトリメトキシシラン、2−インデニルトリメトキシシラン等、および/またはテトラ(2−メトキシエトキシ)シラン、エチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、フェニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、1−ナフチルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン等が好ましい。 Two or more of these silane compounds may be used. Among these silane compounds, from the viewpoint of reducing the crosslinking density during curing of the photosensitive resin composition of the present invention or lowering the Tg, from the viewpoint of promoting reflow in the curing process and forming a lens shape, three-dimensionally. A silane compound having a large substituent is preferably used. That is, tetrafunctional silanes such as tetrapropoxysilane, tetraphenoxysilane, and the like, 1-naphthyltrimethoxysilane, 1-naphthyltriethoxysilane, 1-naphthyltri-n-propoxysilane, 2-naphthyltri having aromatic hydrocarbons. Methoxysilane, 1-anthracenyltrimethoxysilane, 9-anthracenyltrimethoxysilane, 9-fluorenyltrimethoxysilane, 2-indenyltrimethoxysilane, and / or tetra (2-methoxyethoxy) silane, ethyltri (2-methoxyethoxy) silane, vinyltri (2-methoxyethoxy) silane, phenyltri (2-methoxyethoxy) silane, 1-naphthyltri (2-methoxyethoxy) silane and the like are preferable.
本発明の感光性樹脂組成物は、(e)溶剤を含有する。溶剤は特に制限はないが、アルコール性水酸基を有する化合物が好ましい。アルコール性水酸基を有する溶剤を用いると、(a)金属化合物粒子、(b)ポリシロキサン、(c)感光剤の溶解性を向上させ、感光性樹脂組成物から得られる塗布膜の透明性をより向上させることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention contains (e) a solvent. Although there is no restriction | limiting in particular in a solvent, The compound which has alcoholic hydroxyl group is preferable. When a solvent having an alcoholic hydroxyl group is used, the solubility of (a) metal compound particles, (b) polysiloxane, and (c) photosensitive agent is improved, and the transparency of the coating film obtained from the photosensitive resin composition is further improved. Can be improved.
アルコール性水酸基を有する溶剤は特に制限されないが、大気圧下の沸点が110〜250℃である化合物が好ましい。沸点が110℃以上であれば、塗布膜形成時の乾燥が適度に進み、表面外観の良好な塗布膜を容易に得ることができる。一方、沸点が250℃以下であれば、溶剤の除去が容易である。 The solvent having an alcoholic hydroxyl group is not particularly limited, but a compound having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure is preferable. When the boiling point is 110 ° C. or higher, drying during the formation of the coating film proceeds moderately, and a coating film with a good surface appearance can be easily obtained. On the other hand, if the boiling point is 250 ° C. or lower, the solvent can be easily removed.
アルコール性水酸基を有する溶剤の具体例としては、アセトール(沸点:147℃)、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン(沸点:140℃)、4−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン(沸点:73℃)、5−ヒドロキシ−2−ペンタノン(沸点:144℃)、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)(沸点:166℃)、乳酸エチル(沸点:151℃)、乳酸ブチル(沸点:186℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点:118℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点:132℃)、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル(沸点:約150℃)、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル(沸点:170℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:194℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(沸点:202℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点:約190℃)、3−メトキシ−1−ブタノール(沸点:161℃)、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール(沸点:174℃)等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Specific examples of the solvent having an alcoholic hydroxyl group include acetol (boiling point: 147 ° C.), 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone (boiling point: 140 ° C.), 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone ( Boiling point: 73 ° C), 5-hydroxy-2-pentanone (boiling point: 144 ° C), 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol) (boiling point: 166 ° C), ethyl lactate (boiling point: 151 ° C) ), Butyl lactate (boiling point: 186 ° C.), propylene glycol monomethyl ether (boiling point: 118 ° C.), propylene glycol monoethyl ether (boiling point: 132 ° C.), propylene glycol mono n-propyl ether (boiling point: about 150 ° C.), propylene Glycol mono n-butyl ether (boiling point: 170 ° C.), diethylene glycol monomethyl Ether (boiling point: 194 ° C.), diethylene glycol monoethyl ether (boiling point: 202 ° C.), dipropylene glycol monomethyl ether (boiling point: about 190 ° C.), 3-methoxy-1-butanol (boiling point: 161 ° C.), 3-methyl- Examples include 3-methoxy-1-butanol (boiling point: 174 ° C.). Two or more of these may be contained.
また、上記溶剤とともに、または上記溶剤にかえて、その他の溶剤を含有してもよい。その他の溶剤としては、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテート、アセト酢酸エチル等のエステル類、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、炭酸プロピレン、N−メチルピロリドン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等が挙げられる。 Moreover, you may contain another solvent with the said solvent instead of the said solvent. Other solvents include ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-1-butyl acetate, 3-methyl-3-methoxy-1- Esters such as butyl acetate and ethyl acetoacetate, ketones such as methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone and acetylacetone, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether and diethylene glycol dimethyl ether , Γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclopentanone, cyclohex Non, cycloheptanone, and the like.
本発明の感光性樹脂組成物における(e)溶剤の含有量に特に制限はないが、好ましくは(a)金属化合物粒子、(b)ポリシロキサンの合計100重量部に対して100〜2,000重量部の範囲である。 Although there is no restriction | limiting in particular in content of (e) solvent in the photosensitive resin composition of this invention, Preferably it is 100-2,000 with respect to a total of 100 weight part of (a) metal compound particle | grains and (b) polysiloxane. The range is parts by weight.
本発明の感光性樹脂組成物は、塗布時のフロー性向上のために、各種のフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤の種類に特に制限はなく、例えば、“メガファック(登録商標)”F142D、同F172、同F173、同F183、同F445、同F470、同F475、同F477(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、NBX−15、FTX−218、DFX−18((株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤、BYK−333、BYK−301、BYK−331、BYK−345、BYK−307(ビックケミージャパン(株)製)などのシリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、ポリ(メタ)アクリレート系界面活性剤などを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。 The photosensitive resin composition of the present invention may contain various surfactants such as various fluorine-based surfactants and silicone-based surfactants in order to improve the flowability during coating. There is no particular limitation on the type of surfactant, for example, “Megafac (registered trademark)” F142D, F172, F173, F183, F445, F470, F475, F477 (above, Dainippon Ink Chemicals, Inc.) Kogyo Co., Ltd.), NBX-15, FTX-218, DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) and other fluorosurfactants, BYK-333, BYK-301, BYK-331, BYK-345, BYK Silicone surfactants such as -307 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), polyalkylene oxide surfactants, poly (meth) acrylate surfactants, and the like can be used. Two or more of these may be used.
さらに、本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤架橋剤、架橋促進剤、増感剤、熱ラジカル発生剤、溶解促進剤、溶解抑止剤、安定剤、消泡剤等の添加剤を含有することもできる。 Furthermore, the photosensitive resin composition of the present invention is optionally provided with a silane coupling agent crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a sensitizer, a thermal radical generator, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, a stabilizer, an antifoaming agent. An additive such as an agent can also be contained.
ここで、本発明の感光性樹脂組成物における、一般的感光性材料としての性能評価方法について述べる。 Here, the performance evaluation method as a general photosensitive material in the photosensitive resin composition of the present invention will be described.
本発明の感光性樹脂組成物を、スピン塗布やスリット塗布等の公知の方法によって基板上に塗布し、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いて加熱(プリベーク)する。プリベークは、50〜150℃の温度範囲で30秒〜30分間行うことが好ましい。プリベーク後の膜厚は1〜20μmが好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a substrate by a known method such as spin coating or slit coating, and heated (prebaked) using a heating device such as a hot plate or oven. Pre-baking is preferably performed at a temperature range of 50 to 150 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. The film thickness after pre-baking is preferably 1 to 20 μm.
プリベーク後、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、パラレルライトマスクアライナー(PLA)等の紫外可視露光機を用い、所望のマスクを介して10〜4000J/m2程度(波長365nm露光量換算)パターン露光する。 After pre-baking, use a UV-visible exposure machine such as a stepper, mirror projection mask aligner (MPA), parallel light mask aligner (PLA), etc., and a pattern of about 10 to 4000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) through a desired mask. Exposure.
露光後、現像により露光部を溶解除去し、ポジパターンを得る。パターンの解像度は、
好ましくは10μm以下である。現像方法としては、シャワー、ディップ、パドル等の方法で現像液に5秒〜10分間浸漬することが好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液を用いることができ、例えば、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩等の無機アルカリ、2−ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、コリン等の4級アンモニウム塩の水溶液等が挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。また、現像後は水でリンスすることが好ましく、必要であればホットプレート、オーブン等の加熱装置で50〜150℃の温度範囲で脱水乾燥ベークを行ってもよい。
After exposure, the exposed portion is dissolved and removed by development to obtain a positive pattern. The resolution of the pattern is
Preferably it is 10 micrometers or less. As a developing method, it is preferable to immerse in a developing solution for 5 seconds to 10 minutes by a method such as showering, dipping, or paddle. As the developer, a known alkali developer can be used. For example, an alkali metal hydroxide, carbonate, phosphate, silicate, borate, or other inorganic alkali, 2-diethylaminoethanol, mono Examples include amines such as ethanolamine and diethanolamine, and aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and choline. Two or more of these may be used. Moreover, it is preferable to rinse with water after development, and if necessary, dehydration drying baking may be performed in a temperature range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven.
その後、PLA等の紫外可視露光機を用いて、全面に100〜20,000J/m2程度(波長365nm露光量換算)露光(ブリーチング露光)することが好ましい。ブリーチング露光を行うことによって、現像膜中に残存する未反応のナフトキノンジアジド化合物を光分解して、得られるレンズの透明性をより向上させることができる。 Then, it is preferable to expose (bleaching exposure) about 100-20,000 J / m < 2 > (wavelength 365nm exposure amount conversion) on the whole surface using ultraviolet visible exposure machines, such as PLA. By performing bleaching exposure, the unreacted naphthoquinonediazide compound remaining in the developing film can be photodecomposed, and the transparency of the resulting lens can be further improved.
ブリーチング露光した膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装置で150〜450℃の温度範囲で30秒〜2時間程度加熱(キュア)することで、レンズを得る。 The film subjected to bleaching exposure is heated (cured) for 30 seconds to 2 hours in a temperature range of 150 to 450 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven to obtain a lens.
本発明の感光性樹脂組成物は、パターン形成における生産性の観点から、露光時の感度が1500J/m2以下であることが好ましく、1000J/m2以下であることがより好ましい。このような高い感度は、例えばカルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシランを用いたポリシロキサンを含有する感光性樹脂組成物により容易に得ることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention, from the viewpoint of productivity in the pattern formation, it is preferable that the sensitivity at the time of exposure is 1500 J / m 2 or less, more preferably 1000 J / m 2 or less. Such high sensitivity can be easily obtained by a photosensitive resin composition containing polysiloxane using, for example, an organosilane having a carboxyl group and / or a dicarboxylic anhydride structure.
露光時の感度は、以下の方法により求められる。感光性樹脂組成物を、Mark−7(東京エレクトロン(株)製)を用いてシリコンウェハー上に任意の回転数でスピン塗布、100℃で3分間のベークを行い、膜厚4μmのプリベーク膜を作製する。このプリベーク膜をi線ステッパー((株)ニコン社製NSR−2009i9C)を用いて、ライン・アンド・スペース(以下L/Sと表記)パターンを有するレチクルを介して露光した後、Mark−7を用いて2.38重量%TMAH水溶液で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスする。形成されたパターンにおいて、10μmのL/Sパターンを1対1の幅で解像する露光量を感度として求める。 The sensitivity at the time of exposure is determined by the following method. The photosensitive resin composition is spin-coated on a silicon wafer at an arbitrary rotation number using Mark-7 (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) and baked at 100 ° C. for 3 minutes to form a pre-baked film having a thickness of 4 μm. Make it. After this pre-baked film was exposed through a reticle having a line and space (hereinafter referred to as L / S) pattern using an i-line stepper (NSR-2009i9C manufactured by Nikon Corporation), Mark-7 was Shower develop with 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 60 seconds, then rinse with water for 30 seconds. In the formed pattern, an exposure amount for resolving a 10 μm L / S pattern with a one-to-one width is obtained as sensitivity.
また、本発明の感光性樹脂組成物は、微細なレンズを形成するために、キュア後の解像度が10μm以下であることが好ましい。このような解像度は、例えばカルボキシル基および/またはジカルボン酸無水物構造を有するオルガノシランを用いたポリシロキサンを含有する感光性樹脂組成物により容易に得ることができる。 Moreover, in order that the photosensitive resin composition of this invention may form a fine lens, it is preferable that the resolution after a cure is 10 micrometers or less. Such resolution can be easily obtained by a photosensitive resin composition containing polysiloxane using, for example, an organosilane having a carboxyl group and / or a dicarboxylic anhydride structure.
キュア後の解像度は、以下の方法により求められる。上述の露光時の感度を求める方法と同様にして、10μmのL/Sパターンを1対1の幅で解像する露光量を感度として求める。その後、オーブンを用いて250℃で30分間キュアして硬化膜を作製し、感度における最小パターン寸法をキュア後解像度として求める。 The resolution after curing is determined by the following method. Similar to the above-described method for obtaining the sensitivity at the time of exposure, the exposure amount for resolving the 10 μm L / S pattern with a one-to-one width is obtained as the sensitivity. Then, a cured film is produced by curing at 250 ° C. for 30 minutes using an oven, and the minimum pattern dimension in sensitivity is obtained as the post-cure resolution.
本発明の感光性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜は、波長400nmにおける膜厚1μmあたりの光透過率が90%以上であることが好ましく、さらに好ましくは92%以上である。このような高い透過率は、例えば透明性の高いポリシロキサンを樹脂成分として用いた感光性樹脂組成物により容易に得ることができる。 The cured film obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention preferably has a light transmittance of 90% or more per film thickness of 1 μm at a wavelength of 400 nm, more preferably 92% or more. Such a high transmittance can be easily obtained by a photosensitive resin composition using, for example, highly transparent polysiloxane as a resin component.
硬化膜の波長400nmにおける膜厚1μmあたりの透過率は、以下の方法により求められる。感光性樹脂組成物をテンパックスガラス板にスピンコーターを用いて任意の回転数でスピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で3分間プリベークする。その後、ブリーチング露光として、PLAを用いて、膜全面に超高圧水銀灯を5000J/m2(波長365nm露光量換算)露光し、ホットプレートを用いて大気中220℃で5分間熱硬化して膜厚1μmの硬化膜を作製する。得られた硬化膜の紫外可視吸収スペクトルを(株)島津製作所製MultiSpec−1500を用いて測定し、波長400nmでの透過率を求める。別の方法としては、対象硬化膜の各波長による消衰係数、膜厚を大塚電子(株)製分光エリプソメータFE5000により測定し、下記式により求めることができる。
透過率=exp(−4πkt/λ)
ただし、kは消衰係数、tは膜厚、λは測定波長を表す。
The transmittance per 1 μm of film thickness at a wavelength of 400 nm of the cured film is determined by the following method. The photosensitive resin composition is spin-coated on a Tempax glass plate at an arbitrary rotation number using a spin coater, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes using a hot plate. Then, as bleaching exposure, using PLA, the entire surface of the film was exposed to an ultrahigh pressure mercury lamp at 5000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion), and thermally cured at 220 ° C. in the atmosphere for 5 minutes using a hot plate. A cured film having a thickness of 1 μm is prepared. The ultraviolet-visible absorption spectrum of the obtained cured film is measured using MultiSpec-1500 manufactured by Shimadzu Corporation, and the transmittance at a wavelength of 400 nm is determined. As another method, the extinction coefficient and the film thickness of each target cured film can be measured by a spectroscopic ellipsometer FE5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and obtained by the following formula.
Transmittance = exp (−4πkt / λ)
However, k represents an extinction coefficient, t represents a film thickness, and λ represents a measurement wavelength.
本発明の感光性樹脂組成物および硬化膜は、有機EL発光素子及び表示素子等の発光素子に好適に用いられる。より具体的には、有機EL素子に、光の取り出し効率向上を目的として形成される硬化膜およびレンズ等が挙げられる。 The photosensitive resin composition and cured film of the present invention are suitably used for light-emitting elements such as organic EL light-emitting elements and display elements. More specifically, the organic EL element includes a cured film and a lens formed for the purpose of improving the light extraction efficiency.
本発明の感光性樹脂組成物および硬化膜は、固体撮像素子に好適に用いられる。より具体的には、固体撮像素子等に形成される集光用マイクロレンズ、白色(透明)カラーフィルターや光導波路、光学フィルターとして設置される反射防止膜等が挙げられる。これらの中でも、高い透明性と高い屈折率を両立できることから、固体撮像素子上に形成される集光用マイクロレンズして特に好適に用いられる。 The photosensitive resin composition and the cured film of the present invention are suitably used for a solid-state imaging device. More specifically, a condensing microlens formed on a solid-state imaging device or the like, a white (transparent) color filter or an optical waveguide, an antireflection film installed as an optical filter, or the like. Among these, since both high transparency and a high refractive index can be achieved, it is particularly preferably used as a condensing microlens formed on a solid-state image sensor.
本発明の感光性樹脂組成物は、エッチング法を経てキュア処理によりレンズ形状の形成が可能であるため、エッチングが不要であり作業の簡略化が可能なことから、エッチング薬液やプラズマによる配線部の劣化を回避することができる。 Since the photosensitive resin composition of the present invention can be formed into a lens shape by a curing process through an etching method, etching is unnecessary and the work can be simplified. Degradation can be avoided.
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。合成例および実施例に用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
DAA:ジアセトンアルコール
ポリシロキサン溶液の固形分濃度は、以下の方法により求めた。アルミカップにポリシロキサン溶液を1.5g秤取し、ホットプレートを用いて250℃で30分間加熱して液分を蒸発させた。加熱後のアルミカップに残った固形分を秤量して、ポリシロキサン溶液の固形分濃度を求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples. Of the compounds used in the synthesis examples and examples, those using abbreviations are shown below.
PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate DAA: diacetone alcohol The solid content concentration of the polysiloxane solution was determined by the following method. 1.5 g of the polysiloxane solution was weighed in an aluminum cup and heated at 250 ° C. for 30 minutes using a hot plate to evaporate the liquid. The solid content remaining in the heated aluminum cup was weighed to determine the solid content concentration of the polysiloxane solution.
合成例1 金属化合物粒子含有ポリシロキサン溶液(PS−1)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを16.97g(0.125mol)、ナフチルトリメトキシシランを38.68g(0.156mol)、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸を8.17g(0.031mol)、20.5重量%の酸化チタン−酸化ケイ素複合粒子メタノール分散液である“オプトレイク”TR−550(商品名、日揮触媒化成(株)製、数平均粒子径は15nm)を209.20g(オルガノシランが完全縮合した場合の重量(42.89g)100重量部に対して、粒子含有量100重量部)、DAAを159.29g仕込み、室温で撹拌しながら水17.38gにリン酸0.319g(仕込みモノマーに対して0.50重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分間かけて添加した。なお数平均粒子径はダイナミック光散乱高度計DLS−8000(大塚電子(株)製)を用いて、動的光散乱法により測定した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて60分間撹拌した後、オイルバスを30分間かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱撹拌し(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(PS−1)を得た。なお、昇温および加熱撹拌中、窒素を0.05l(リットル)/分流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計197.61g留出した。得られた金属化合物粒子含有ポリシロキサン溶液(PS−1)の固形分濃度は34重量%であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of metal compound particle-containing polysiloxane solution (PS-1) In a 500 ml three-necked flask, 16.97 g (0.125 mol) of methyltrimethoxysilane, 38.68 g (0.156 mol) of naphthyltrimethoxysilane, 8.17 g (0.031 mol) of 3-trimethoxysilylpropyl succinic acid, “OPTRAIK” TR-550 (trade name, JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.), a methanol dispersion of 20.5 wt% titanium oxide-silicon oxide composite particles 209.20 g (manufactured by Co., Ltd., number average particle size is 15 nm) (particle content 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight when organosilane is completely condensed (42.89 g)), DAA 159.20 g. Charged 29 g, stirred at room temperature, 17.38 g of water with 0.319 g of phosphoric acid (0.1% relative to charged monomer). Phosphoric acid aqueous solution prepared by dissolving 0 wt%) was added over 10 minutes. The number average particle diameter was measured by a dynamic light scattering method using a dynamic light scattering altimeter DLS-8000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 60 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (PS-1). During the temperature rise and heating and stirring, nitrogen was flowed at 0.05 l (liter) / min. During the reaction, a total of 197.61 g of methanol and water as by-products were distilled out. The solid content concentration of the obtained metal compound particle-containing polysiloxane solution (PS-1) was 34% by weight.
合成例2〜10 金属化合物粒子含有ポリシロキサン溶液(PS−2〜PS−10)の合成
オルガノシランおよび金属化合物粒子の種類および仕込み量を表1のとおりとした以外は合成例1と同様にして、ポリシロキサン溶液(PS−2〜PS−10)を得た。なお、反応中に流出した副生成物(メタノール、水)の流出量、および得られたポリシロキサン溶液の固形分濃度も表1に示した。
Synthesis Examples 2 to 10 Synthesis of metal compound particle-containing polysiloxane solution (PS-2 to PS-10) Same as Synthesis Example 1 except that the types and amounts of organosilane and metal compound particles were as shown in Table 1. Polysiloxane solutions (PS-2 to PS-10) were obtained. In addition, Table 1 also shows the outflow amount of by-products (methanol and water) that flowed out during the reaction, and the solid content concentration of the obtained polysiloxane solution.
合成例11 ナフトキノンジアジド化合物(QD−1)の合成
乾燥窒素気流下、Ph−cc−AP−MF(商品名、本州化学工業(株)製)15.32g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド37.62g(0.14mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.58g(0.154mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間撹拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(QD−1)を得た。
Synthesis Example 11 Synthesis of naphthoquinone diazide compound (QD-1) Under dry nitrogen stream, Ph-cc-AP-MF (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 15.32 g (0.05 mol) and 5-naphthoquinone diazide 37.62 g (0.14 mol) of sulfonyl chloride was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, 15.58 g (0.154 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system would not be 35 ° C. or higher. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (QD-1) having the following structure.
合成例12 ナフトキノンジアジド化合物(QD−2)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−HAP(商品名、本州化学工業(株)製)15.32 g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド22.84g(0.085mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン9.46g(0.0935mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(QD−2)を得た。
Synthesis Example 12 Synthesis of naphthoquinonediazide compound (QD-2) TrisP-HAP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 15.32 g (0.05 mol) and 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride under a dry nitrogen stream 22.84 g (0.085 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. To this, 9.46 g (0.0935 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system would not exceed 35 ° C. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (QD-2) having the following structure.
また各実施例・比較例で使用したシラン化合物は下記のとおりである。
KBM−202SS(信越シリコーン(株)製ジフェニルジメトキシシラン)
N−POS(扶桑化学工業(株)製テトラプロポキシシラン)
KBC−1003(信越シリコーン(株)製ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン)
KBM−503(信越シリコーン(株)製3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)
KBM−5803(信越シリコーン(株)製3-メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン)
KBM−502(信越シリコーン(株)製(3-メタクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン)。
The silane compounds used in the examples and comparative examples are as follows.
KBM-202SS (Diphenyldimethoxysilane manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
N-POS (Tetrapropoxysilane manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.)
KBC-1003 (Vinyltris (2-methoxyethoxy) silane manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
KBM-503 (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
KBM-5803 (3-Methacryloxyoctyltrimethoxysilane manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
KBM-502 (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. (3-methacryloxypropyl) methyldimethoxysilane).
各実施例、比較例における組成物の感光特性と硬化膜特性の評価は、以下の方法により行った。 The photosensitive properties and cured film properties of the compositions in the examples and comparative examples were evaluated by the following methods.
(1)膜厚測定
ラムダエースSTM−602(商品名、大日本スクリーン製)を用いて、屈折率1.70で、各プリベーク膜、現像後膜、硬化膜の膜厚を測定した。
(1) Film thickness measurement Using Lambda Ace STM-602 (trade name, manufactured by Dainippon Screen), the film thickness of each pre-baked film, post-development film, and cured film was measured at a refractive index of 1.70.
(2)感光感度の算出
各現像後膜について、10μmのL/Sパターンを1対1の幅に形成する露光量(以下、これを最適露光量という)を、感光感度として算出した。
(2) Calculation of Photosensitivity For each post-development film, the exposure amount (hereinafter referred to as the optimal exposure amount) for forming a 10 μm L / S pattern with a one-to-one width was calculated as the photosensitivity.
(3)解像度の算出
最適露光量における現像後の最小パターン寸法を現像後解像度、キュア後の最小パターン寸法をキュア後解像度とし、各現像後膜および硬化膜について算出した。
(3) Calculation of resolution The minimum pattern size after development at the optimum exposure amount was taken as the post-development resolution, and the minimum pattern size after curing was taken as the post-cure resolution.
(4)屈折率の算出
各硬化膜(8インチシリコンウェハー上)について、大塚電子(株)製分光エリプソメータFE5000を用いて、22℃での550nmにおける屈折率を測定した。
(4) Calculation of refractive index The refractive index at 550 nm at 22 ° C was measured for each cured film (on an 8-inch silicon wafer) using a spectroscopic ellipsometer FE5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
(5)光透過率の測定
MultiSpec−1500(商品名、(株)島津製作所製)を用いて、まずテンパックスガラス基板のみを測定し、その紫外可視吸収スペクトルをリファレンスとした。
次に各硬化膜(テンパックスガラス基板上)をシングルビームで測定し、1μmあたりの波長400nmでの光透過率を求め、リファレンスとの差異を硬化膜の光透過率とした。
(5) Measurement of light transmittance Using MultiSpec-1500 (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation), only the Tempax glass substrate was first measured, and its ultraviolet-visible absorption spectrum was used as a reference.
Next, each cured film (on a Tempax glass substrate) was measured with a single beam, the light transmittance at a wavelength of 400 nm per 1 μm was determined, and the difference from the reference was taken as the light transmittance of the cured film.
(6)レンズ形状評価
各硬化膜(8インチシリコンウェハー上)について、FE−SEM(日立(株)製S−4800)を用いて断面を観察し、形状およびパターンのサイズを確認した。パターンの形状については、図1のようにレンズの形状を成しているものを「○」、図2のようにレンズの形状を成していないものを「×」と表記し、サイズについては、パターンの高さ、底面の直径を測長した。
(6) Lens shape evaluation About each cured film (8 inch silicon wafer), the cross section was observed using FE-SEM (Hitachi Co., Ltd. S-4800), and the shape and the size of the pattern were confirmed. As for the shape of the pattern, “○” indicates the shape of the lens as shown in FIG. 1, and “X” indicates that the shape of the lens is not as shown in FIG. The height of the pattern and the diameter of the bottom were measured.
実施例1
<組成物の作製>
合成例1で得られたポリシロキサン溶液(PS−1)38.92g、合成例11で得られたキノンジアジド化合物(QD−1)1.18g、KBM−202SS(信越シリコーン(株)製)を0.66g、BYK−333(シリコーン系界面活性剤、(株)ビックケミー社製)を100ppm、DAA5.74g、PGMEA3.01gを黄色灯下で混合、撹拌して均一溶液とした後、0.20μmのフィルターで濾過して組成物1を調製した。
Example 1
<Production of composition>
38.92 g of the polysiloxane solution (PS-1) obtained in Synthesis Example 1; 1.18 g of the quinonediazide compound (QD-1) obtained in Synthesis Example 11; and KBM-202SS (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) 0 .66 g, BYK-333 (silicone surfactant, manufactured by Big Chemie Co., Ltd.) 100 ppm, DAA 5.74 g, PGMEA 3.01 g were mixed and stirred under a yellow light to obtain a uniform solution. The composition 1 was prepared by filtering with a filter.
<硬化膜(8インチシリコンウェハー上)の作製>
組成物1を調製直後に8インチシリコンウェハーにMark−7(東京エレクトロン(株)製)を用いて、スピン塗布と100℃で3分間のベークを行い、膜厚約4.0μmのプリベーク膜1を作製した。i線ステッパー((株)ニコン社製NSR−2009i9C)を用いて、10μm L/Sおよび8μmスクエア/スペースを有するレチクルを介してプリベーク膜をパターン露光した後、Mark−7(東京エレクトロン(株)製)を用いて2.38重量%TMAH水溶液で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスし現像後膜1を作製した。その後、ブリーチング露光として、PLA(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、膜全面に超高圧水銀灯を5000J/m2(波長365nm露光量換算)露光した。その後、オーブンを用いて250℃で30分間キュアして硬化膜1を作製した。
<Production of cured film (on 8-inch silicon wafer)>
Immediately after preparation of composition 1, spin coating and baking at 100 ° C. for 3 minutes using Mark-7 (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) on an 8-inch silicon wafer, a pre-baked film 1 having a film thickness of about 4.0 μm. Was made. After pattern exposure of the prebaked film through a reticle having 10 μm L / S and 8 μm square / space using an i-line stepper (NSR-2009i9C manufactured by Nikon Corporation), Mark-7 (Tokyo Electron Ltd.) The film 1 was developed by shower development with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 60 seconds and then rinsing with water for 30 seconds. Then, as bleaching exposure, using PLA (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), the entire surface of the film was exposed to 5000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) with an ultrahigh pressure mercury lamp. Then, the cured film 1 was produced by curing at 250 ° C. for 30 minutes using an oven.
得られたプリベーク膜1を用いて、上記(1)膜厚測定を行った。また得られた現像後膜1を用いて、上記(1)膜厚測定、(2)感光感度の算出、(3)解像度の算出を行った。また得られた硬化膜1を用いて、上記(1)膜厚測定、(3)解像度の算出、(4)屈折率の算出、(6)レンズ形状評価を行った。結果を表3に示す。 Using the obtained pre-baked film 1, the above (1) film thickness measurement was performed. Further, using the obtained post-development film 1, (1) film thickness measurement, (2) photosensitivity calculation, and (3) resolution calculation were performed. The obtained cured film 1 was used to perform the above (1) film thickness measurement, (3) resolution calculation, (4) refractive index calculation, and (6) lens shape evaluation. The results are shown in Table 3.
<現像後膜(8インチシリコンウェハー上、組成物長期保存後)の作製>
組成物1を室温下で1ヶ月保管した後のものを用いた以外は、上記硬化膜(8インチシリコンウェハー上)の作製と同様にして、現像後膜1’を作製した。
<Preparation of a film after development (on an 8-inch silicon wafer, after long-term storage of the composition)>
A post-development film 1 ′ was prepared in the same manner as the cured film (on an 8-inch silicon wafer) except that the composition 1 was stored for 1 month at room temperature.
得られた現像後膜1’を用いて、上記(2)感光感度の算出、(3)解像度の算出を行った。結果を表3に示す。 Using the obtained post-development film 1 ', (2) calculation of photosensitivity and (3) calculation of resolution were performed. The results are shown in Table 3.
<硬化膜(テンパックスガラス基板上)の作製>
組成物1を、テンパックスガラス基板にスピンコーター(ミカサ(株)製1H−360S)を用いてスピン塗布した後、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で3分間加熱し、膜厚1.0μmのプリベーク膜1’ ’を作製した。このプリベーク膜1’ ’を自動現像機(ミカサ(株)製AD−2000)を用いて2.38重量%TMAH水溶液で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスし現像後膜1’ ’を作製した。その後、ブリーチング露光として、PLA(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、膜全面に超高圧水銀灯を5000J/m2(波長365nm露光量換算)露光した。その後、オーブンを用いて250℃で30分間キュアして硬化膜1’ ’を作製した。
<Production of cured film (Tempax glass substrate)>
The composition 1 was spin-coated on a Tempax glass substrate using a spin coater (1H-360S manufactured by Mikasa Co., Ltd.), and then heated at 100 ° C. using a hot plate (SCW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg Co., Ltd.). For 3 minutes to prepare a pre-baked film 1 ′ ′ having a thickness of 1.0 μm. This pre-baked film 1 ′ ′ was developed with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 60 seconds using an automatic developing machine (Mikasa Co., Ltd. AD-2000), then rinsed with water for 30 seconds, and developed film 1 ′ ′ Was made. Then, as bleaching exposure, using PLA (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), the entire surface of the film was exposed to 5000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) with an ultrahigh pressure mercury lamp. Then, it cured for 30 minutes at 250 degreeC using oven, and produced cured film 1 ''.
得られた硬化膜1’ ’を用いて、上記(5)光透過率の測定を行った。結果を表3に示す。 Using the obtained cured film 1 ′ ′, the light transmittance (5) was measured. The results are shown in Table 3.
実施例2〜26、比較例1〜3
組成を表2〜3に示すとおりとした以外は実施例1と同様にして、組成物2〜23を調製した。得られた各組成物を用いて、実施例1と同様にして各評価を行った。結果を表4〜5に示す。
Examples 2-26, Comparative Examples 1-3
Compositions 2 to 23 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compositions were as shown in Tables 2 to 3. Each evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using each of the obtained compositions. The results are shown in Tables 4-5.
Claims (12)
R4は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。R4におけるアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも置換されていてもよく、R4のアルキル基およびその置換体としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、3−グリシドキシプロピル基、3−グリシドキシオクチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシオクチル基を表し、アルケニル基およびその置換体としては、ビニル基を表し、アリール基およびその置換体としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、インデニル基、アセナフテニル基を表す。
R5は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
mは0〜3の整数、oは0〜2の整数を表し、m+oは0〜3の整数である。m、oが2以上の場合、複数のR3、R4はそれぞれ同じでも異なってもよい。また、m+oが2以下の場合、複数のR5はそれぞれ同じでも異なってもよい。
上記一般式(3)中、R6は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
R7は水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基または炭素数6〜16のアリール基を表す。
pは0〜3の整数を表す。pが2以上の場合、複数のR6はそれぞれ同じでも異なってもよい。またpが2以下の場合、複数のR7はそれぞれ同じでも異なってもよい。) (A) one or more metal compound particles selected from aluminum compound particles, tin compound particles, titanium compound particles and zirconium compound particles, or one or more metal compounds selected from aluminum compounds, tin compounds, titanium compounds and zirconium compounds and silicon compounds (B) polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more types of organosilane represented by the following general formula (1), in the presence of component (a) Particle-containing polysiloxane synthesized by hydrolyzing and partially condensing one or more types of organosilane represented by the general formula (1), (c) photosensitive agent, (d) the following general formula (2) and / or Or a photosensitive resin comprising a silane compound represented by the following general formula (3) and (e) a solvent: Narubutsu.
R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. Any of the alkyl group, alkenyl group, and aryl group in R 4 may be substituted. Examples of the alkyl group of R 4 and its substituent include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, and n-butyl. Group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, 3-glycidoxypropyl group, 3-glycidoxyoctyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-acryloxy It represents a propyl group, 3-methacryloxypropyl group, 3-methacryloxy-octyl group, in the alkenyl group and its substitution product, represents a vinyl group, in the aryl group and substituents thereof, phenyl group, tolyl It represents groups, p- hydroxyphenyl group, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a pyrenyl group, an indenyl group, an acenaphthenyl group
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
m represents an integer of 0 to 3, o represents an integer of 0 to 2, and m + o represents an integer of 0 to 3. When m and o are 2 or more, the plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. When m + o is 2 or less, the plurality of R 5 may be the same or different.
In the general formula (3), R 6 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
R 7 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
p represents an integer of 0 to 3. When p is 2 or more, the plurality of R 6 may be the same or different. When p is 2 or less, the plurality of R 7 may be the same or different. )
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