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JP7445198B2 - Photosensitive resin composition for microlenses - Google Patents
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Description

本発明は、特定のアルカリ可溶性ポリマー、光酸発生剤、及び溶剤を含有する、マイクロレンズ形成用の感光性樹脂組成物に関する。特にリフロー法により作製されるマイクロレンズ用の感光性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition for forming microlenses containing a specific alkali-soluble polymer, a photoacid generator, and a solvent. In particular, the present invention relates to a photosensitive resin composition for microlenses produced by a reflow method.

固体撮像素子として、CCD/CMOSイメージセンサが知られている。近年、新たなイメージセンサとして、三次元(3D)カメラに使用されるTOF(Time of Flight)方式の距離画像センサが開発されている。TOF方式とは、光源から発生した光が、測定対象で反射し、センサで受光するまでの飛行時間を検出することで、測定対象までの距離を測定する方式である。このTOF方式を採用したイメージセンサは、画素ごとに距離情報を検出することで、高精度な三次元距離画像を取得できる。 A CCD/CMOS image sensor is known as a solid-state image sensor. In recent years, a TOF (Time of Flight) distance image sensor used in three-dimensional (3D) cameras has been developed as a new image sensor. The TOF method is a method for measuring the distance to a measurement target by detecting the flight time from when light generated from a light source is reflected by a measurement target until the light is received by a sensor. An image sensor that uses this TOF method can obtain highly accurate three-dimensional distance images by detecting distance information for each pixel.

従来より、CCD/CMOSイメージセンサには、集光効率を向上させるためにマイクロレンズが設けられている。前記マイクロレンズの作製方法の1つとして、リフロー法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、フォトリソグラフィー法により断面形状が矩形状のパターンを形成した後、該矩形状のパターンを熱処理により溶融し流動させて、表面張力によりレンズ形状を作製する方法である。 Conventionally, CCD/CMOS image sensors have been provided with microlenses to improve light collection efficiency. A reflow method is known as one of the methods for manufacturing the microlens (see, for example, Patent Document 1). That is, a photosensitive resin composition is applied onto a substrate, a pattern with a rectangular cross section is formed by photolithography, and then the rectangular pattern is melted and fluidized by heat treatment, and the lens shape is formed by surface tension. This is a method of manufacturing.

一方、重合体、光酸発生剤、溶剤、及びチタンブラックを含む感光性樹脂組成物が知られている(特許文献2を参照)。特許文献2に記載の感光性樹脂組成物中の重合体は、酸基が酸分解性基で保護された基を有する第1の構成単位及び架橋性基を有する第2の構成単位を有する重合体、並びに第1の構成単位を有する重合体及び第2の構成単位を有する重合体のうち、少なくとも一方を満たす。しかし、上記感光性樹脂組成物が、マイクロレンズ形成用であること、特にリフロー法により作製されるマイクロレンズ形成用であることは、特許文献2に記載も示唆もない。 On the other hand, a photosensitive resin composition containing a polymer, a photoacid generator, a solvent, and titanium black is known (see Patent Document 2). The polymer in the photosensitive resin composition described in Patent Document 2 is a polymer having a first structural unit having an acid group protected with an acid-decomposable group and a second structural unit having a crosslinkable group. At least one of a polymer having a first structural unit and a polymer having a second structural unit is satisfied. However, Patent Document 2 neither describes nor suggests that the photosensitive resin composition is used for forming microlenses, particularly for forming microlenses produced by a reflow method.

特開2006-337956号公報JP2006-337956A 国際公開第2015/125870号International Publication No. 2015/125870

前記TOF方式の距離画像センサ、及び有機ELディスプレイ等の電子表示デバイスに、マイクロレンズを搭載することで、センサへの集光効率向上及びディスプレイの輝度向上が期待される。 By mounting a microlens on the TOF distance image sensor and an electronic display device such as an organic EL display, it is expected that the efficiency of light collection to the sensor and the brightness of the display will be improved.

マイクロレンズ形成用感光性樹脂組成物は、フォトリソグラフィー法により所望の形状のパターンを形成できることが要求される。そして、所望の形状のパターンを形成するために、アルカリ性現像液を用いて現像した後、残渣の発生が抑制されることが要求される。さらに、リフロー法によりマイクロレンズを作製するためには、前記パターンがリフロー可能であることが必要である。また、作製されたマイクロレンズ上に、平坦化膜等の被覆膜を塗布法により形成する際、使用する膜形成用組成物は通常溶剤を含むため、作製されたマイクロレンズが耐溶剤性を具備することが要求される。 The photosensitive resin composition for forming microlenses is required to be able to form a pattern of a desired shape by photolithography. In order to form a pattern with a desired shape, it is required that the generation of residues be suppressed after development using an alkaline developer. Furthermore, in order to produce a microlens by a reflow method, the pattern needs to be reflowable. In addition, when forming a coating film such as a flattening film on the fabricated microlens by a coating method, the film-forming composition used usually contains a solvent, so the fabricated microlens does not have solvent resistance. It is required to be equipped.

本発明は、前記の課題を全て解決するものである。すなわち本発明は、下記(A)成分、下記(B)成分及び下記(C)成分を含有し、該(A)成分100質量%に対し該(B)成分を少なくとも0.5質量%含有するマイクロレンズ用感光性樹脂組成物である。
(A):下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位及び下記式(3)で表される構造単位を有する、重量平均分子量5000乃至25000の共重合体
(B):光酸発生剤
(C):溶剤

Figure 0007445198000001
[式(1)乃至式(3)中、R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、X及びXはそれぞれ独立に炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、Zは酸解離性基を表し、Zはブロックイソシアネート基を表す。] The present invention solves all of the above problems. That is, the present invention contains the following component (A), the following component (B), and the following component (C), and contains at least 0.5% by mass of the component (B) based on 100% by mass of the component (A). This is a photosensitive resin composition for microlenses.
(A): A polymer having a weight average molecular weight of 5,000 to 25,000 and having a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), and a structural unit represented by the following formula (3). Polymer (B): Photoacid generator (C): Solvent
Figure 0007445198000001
[In formulas (1) to (3), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and X 1 and X 2 each independently represent an alkylene having 2 to 4 carbon atoms. Z 1 represents an acid dissociable group, and Z 2 represents a blocked isocyanate group. ]

前記酸解離性基は、例えば下記式(a)で表される基である。

Figure 0007445198000002
(式中、*は酸素原子との結合手を表し、Rはメチル基を表し、Rは炭素原子数1乃至6のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素原子数が3乃至6の場合分岐構造を有してもよく、RはRと連結して環状エーテル構造を形成してもよい。) The acid dissociable group is, for example, a group represented by the following formula (a).
Figure 0007445198000002
(In the formula, * represents a bond with an oxygen atom, R 4 represents a methyl group, R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group has 3 to 6 carbon atoms. (In some cases, it may have a branched structure, and R 5 may be linked with R 4 to form a cyclic ether structure.)

前記ブロックイソシアネート基は、例えば下記式(b)又は下記式(c)で表される基である。

Figure 0007445198000003
[式(b)及び式(c)中、*は前記Xで表されるアルキレン基との結合手を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Rはメチル基を表し、aは0乃至3の整数を表す。] The blocked isocyanate group is, for example, a group represented by the following formula (b) or the following formula (c).
Figure 0007445198000003
[In formula (b) and formula (c), * represents a bond with the alkylene group represented by X 2 , R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, R 8 represents a methyl group, and a represents an integer of 0 to 3. ]

前記共重合体は、下記式(4a)で表される構造単位及び下記式(4b)で表される構造単位のうち少なくとも一方をさらに有してもよい。

Figure 0007445198000004
[式(4a)及び式(4b)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R10は炭素原子数1乃至6のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素原子数が3乃至6の場合、分岐構造又は環構造を有してもよく、R11はシクロヘキシル基又はフェニル基を表す。] The copolymer may further include at least one of a structural unit represented by the following formula (4a) and a structural unit represented by the following formula (4b).
Figure 0007445198000004
[In formula (4a) and formula (4b), R 9 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group has 3 to 6 carbon atoms. In this case, it may have a branched structure or a ring structure, and R 11 represents a cyclohexyl group or a phenyl group. ]

前記光酸発生剤は、例えば、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物、又はN-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-1,8-ナフタルイミドもしくはその誘導体である。 The photoacid generator is, for example, a diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compound, or N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-1,8-naphthalimide or a derivative thereof.

本発明の他の態様は、前記マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、該感光性樹脂組成物をプリベークして樹脂膜を形成する工程、マスクを通して前記樹脂膜を露光する露光工程、前記露光工程後の樹脂膜をベークするベーク工程、前記ベーク後の樹脂膜を、アルカリ性現像液を用いて現像する現像工程、前記現像工程後得られたパターンをリフローさせるリフロー工程、及び前記リフロー工程後のパターンを硬化させてレンズパターンを形成する工程を有する、マイクロレンズの作製方法である。 Other aspects of the present invention include a step of applying the photosensitive resin composition for microlenses onto a substrate and prebaking the photosensitive resin composition to form a resin film, and an exposure step of exposing the resin film to light through a mask. a baking step of baking the resin film after the exposure step; a developing step of developing the baked resin film using an alkaline developer; a reflow step of reflowing the pattern obtained after the developing step; This is a method for manufacturing a microlens, which includes a step of forming a lens pattern by curing a pattern after a reflow step.

前記リフロー工程は、前記現像後得られたパターンを例えば120℃乃至200℃の温度で加熱する工程である。 The reflow process is a process of heating the pattern obtained after the development at a temperature of, for example, 120°C to 200°C.

本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物は、フォトリソグラフィー法により断面形状が矩形状のパターンを形成できると共に、現像後にパターンが形成されていない露光部において残渣が発生することなく、形成されたパターンの裾部においても残渣が発生しないようにできる。さらに、前記パターンはリフロー可能であり、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物を用いて、耐溶剤性を具備する、厚膜(最大高さ10μm乃至20μm)のマイクロレンズを作製することができる。 The photosensitive resin composition for microlenses of the present invention can form a pattern having a rectangular cross-sectional shape by photolithography, and can be formed without generating any residue in exposed areas where no pattern is formed after development. It is possible to prevent residue from being generated even at the hem of the pattern. Furthermore, the pattern can be reflowed, and a thick film (maximum height of 10 μm to 20 μm) microlens with solvent resistance can be produced using the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention. can.

本発明は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有し、該(A)成分100質量%に対し該(B)成分を少なくとも0.5質量%含有するマイクロレンズ用感光性樹脂組成物である。本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物は、ポジ型感光性樹脂組成物である。以下、本発明の各成分の詳細を説明する。本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から溶剤を除いた固形分は、通常1質量%乃至50質量%である。本明細書において、溶剤を除く本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の成分を、固形分と定義する。 The present invention provides a photosensitive material for microlenses containing component (A), component (B), and component (C), and containing at least 0.5% by mass of component (B) based on 100% by mass of component (A). It is a synthetic resin composition. The photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is a positive photosensitive resin composition. The details of each component of the present invention will be explained below. The solid content of the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention excluding the solvent is usually 1% by mass to 50% by mass. In this specification, the components of the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention excluding the solvent are defined as solid content.

<(A)成分>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物における(A)成分は、前記式(1)で表される構造単位、前記式(2)で表される構造単位及び前記式(3)で表される構造単位を有する、重量平均分子量5000乃至25000の共重合体である。該共重合体は、3種のモノマーから得られるターポリマー(三元共重合体)に限定されず、4種のモノマーから得られる共重合体、又は5種のモノマーから得られる共重合体であってもよい。前記共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準試料としてポリスチレンを用いて得られる値である。
<(A) component>
Component (A) in the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention includes a structural unit represented by the above formula (1), a structural unit represented by the above formula (2), and a structural unit represented by the above formula (3). It is a copolymer having a weight average molecular weight of 5,000 to 25,000. The copolymer is not limited to a terpolymer (ternary copolymer) obtained from three types of monomers, but may also be a copolymer obtained from four types of monomers or a copolymer obtained from five types of monomers. There may be. The weight average molecular weight of the copolymer is a value obtained by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard sample.

前記式(1)で表される構造単位は、例えば下記式(1a)で表される。該式(1)で表される構造単位は、酸解離性基を有する構造単位であれば下記式(1a)で表される構造単位に限定されない。ここで、酸解離性基とは、酸により解離してアルカリ可溶性基となる基である。本発明において、前記酸は、露光により(B)成分の光酸発生剤から発生する酸であり、前記アルカリ可溶性基はカルボキシ基である。

Figure 0007445198000005
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rはメチル基を表し、Rは炭素原子数1乃至6のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素原子数が3乃至6の場合分岐構造を有してもよく、RはRと連結して環状エーテル構造を形成してもよい。) The structural unit represented by the formula (1) is represented by the following formula (1a), for example. The structural unit represented by the formula (1) is not limited to the structural unit represented by the following formula (1a) as long as it has an acid-dissociable group. Here, the acid-dissociable group is a group that dissociates with acid to become an alkali-soluble group. In the present invention, the acid is an acid generated from the photoacid generator of component (B) upon exposure to light, and the alkali-soluble group is a carboxy group.
Figure 0007445198000005
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a methyl group, R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group has 3 to 6 carbon atoms. (In some cases, it may have a branched structure, and R 5 may be linked with R 4 to form a cyclic ether structure.)

前記式(1)で表される構造単位を形成するモノマーの具体例として、1-メトキシエチル(メタ)アクリレート、1-エトキシエチル(メタ)アクリレート、1-プロポキシエチル(メタ)アクリレート、1-イソプロポキシエチル(メタ)アクリレート、1-n-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、1-tert-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、1-n-ヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、1-シクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。本明細書において、(メタ)アクリレートはメタクリレート及びアクリレートを意味する。 Specific examples of monomers forming the structural unit represented by formula (1) include 1-methoxyethyl (meth)acrylate, 1-ethoxyethyl (meth)acrylate, 1-propoxyethyl (meth)acrylate, 1-iso Propoxyethyl (meth)acrylate, 1-n-butoxyethyl (meth)acrylate, 1-tert-butoxyethyl (meth)acrylate, 1-n-hexyloxyethyl (meth)acrylate, 1-cyclohexyloxyethyl (meth)acrylate , tetrahydro-2H-pyran-2-yl (meth)acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more. As used herein, (meth)acrylate means methacrylate and acrylate.

前記式(2)で表される構造単位は、架橋性基としてヒドロキシ基を有する構造単位である。該式(2)で表される構造単位を形成するモノマーの具体例として、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The structural unit represented by the formula (2) is a structural unit having a hydroxy group as a crosslinkable group. Specific examples of monomers forming the structural unit represented by formula (2) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth)acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

前記式(3)で表される構造単位は、例えば下記式(3b)又は下記式(3c)で表される。該式(3)で表される構造単位は、ブロックイソシアネート基を有する構造単位であれば下記式(3b)又は下記式(3c)で表される構造単位に限定されない。ここで、ブロックイソシアネート基とは、イソシアネート基(-NCO)が熱脱離可能な保護基によりブロックされた基、すなわち、イソシアネート基にブロック剤を反応させた基である。

Figure 0007445198000006
[式(3b)及び式(3c)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Xは炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Rはメチル基を表し、aは0乃至3の整数を表す。] The structural unit represented by the formula (3) is represented by, for example, the following formula (3b) or the following formula (3c). The structural unit represented by the formula (3) is not limited to the structural unit represented by the following formula (3b) or the following formula (3c) as long as it has a blocked isocyanate group. Here, the blocked isocyanate group is a group in which an isocyanate group (-NCO) is blocked with a thermally removable protecting group, that is, a group in which the isocyanate group is reacted with a blocking agent.
Figure 0007445198000006
[In formula (3b) and formula (3c), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 2 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, It represents a methyl group or an ethyl group, R 8 represents a methyl group, and a represents an integer of 0 to 3. ]

前記式(3)で表される構造単位を形成するモノマーの具体例として、2-イソシアネートエチルメタクリレート、2-イソシアネートエチルアクリレート等のイソシアネート含有(メタ)アクリレートに、メチルエチルケトンオキシム、ε-カプロラクタム、3,5-ジメチルピラゾール、マロン酸ジエチル等のブロック剤を付加した化合物が挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of monomers forming the structural unit represented by the above formula (3) include isocyanate-containing (meth)acrylates such as 2-isocyanate ethyl methacrylate and 2-isocyanate ethyl acrylate, methyl ethyl ketone oxime, ε-caprolactam, 3, Examples include compounds to which blocking agents such as 5-dimethylpyrazole and diethyl malonate are added. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

前記(A)成分の共重合体は、前記式(4a)で表される構造単位及び前記式(4b)で表される構造単位のうち少なくとも一方をさらに有してもよい。該式(4a)で表される構造単位を形成するモノマーの具体例として、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。前記式(4b)で表される構造単位を形成するモノマーの具体例として、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミドが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The copolymer of component (A) may further include at least one of the structural unit represented by the formula (4a) and the structural unit represented by the formula (4b). Specific examples of monomers forming the structural unit represented by the formula (4a) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl ( Examples include meth)acrylate, isobutyl(meth)acrylate, tert-butyl(meth)acrylate, n-pentyl(meth)acrylate, cyclopentyl(meth)acrylate, n-hexyl(meth)acrylate, and cyclohexyl(meth)acrylate. Specific examples of monomers forming the structural unit represented by formula (4b) include N-cyclohexylmaleimide and N-phenylmaleimide. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

前記(A)成分の共重合体において、前記式(1)で表される構造単位、前記式(2)で表される構造単位、前記式(3)で表される構造単位、前記式(4a)で表される構造単位及び前記式(4b)で表される構造単位の和100mol%に対し、前記式(1)で表される構造単位の含有率は例えば12mol%乃至30mol%であり、好ましくは17mol%乃至25mol%、前記式(2)で表される構造単位の含有率は例えば5mol%乃至40mol%であり、好ましくは10mol%乃至30mol%、前記式(3)で表される構造単位の含有率は例えば5mol%乃至40mol%であり、好ましくは10mol%乃至30mol%、前記式(4a)で表される構造単位の含有率は例えば0mol%乃至60mol%、前記式(4b)で表される構造単位の含有率は例えば0mol%乃至60mol%である。 In the copolymer of the component (A), a structural unit represented by the formula (1), a structural unit represented by the formula (2), a structural unit represented by the formula (3), a structural unit represented by the formula ( The content of the structural unit represented by formula (1) is, for example, 12 mol% to 30 mol% with respect to the sum of 100 mol% of the structural unit represented by 4a) and the structural unit represented by formula (4b). , preferably 17 mol% to 25 mol%, the content of the structural unit represented by the formula (2) is, for example, 5 mol% to 40 mol%, preferably 10 mol% to 30 mol%, represented by the formula (3) The content of the structural unit is, for example, 5 mol% to 40 mol%, preferably 10 mol% to 30 mol%, and the content of the structural unit represented by the formula (4a) is, for example, 0 mol% to 60 mol%, the formula (4b) The content of the structural unit represented by is, for example, 0 mol% to 60 mol%.

前記式(1)で表される構造単位の含有率が下限値よりも小さい場合、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成する際、現像液に対する露光部の溶解性が不足し、所望の形状のパターンが得られない虞がある。前記式(1)で表される構造単位の含有率が上限値よりも大きい場合、作製されたマイクロレンズの耐溶剤性が得られない虞がある。前記式(2)で表される構造単位及び前記式(3)で表される構造単位の含有率が下限値よりも小さい場合、作製されたマイクロレンズの耐溶剤性が得られない虞がある。前記式(2)で表される構造単位及び前記式(3)で表される構造単位の含有率が上限値よりも多い場合、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成する際、現像液に対する露光部の溶解性が不足し、所望の形状のパターンが得られない虞がある。前記(A)成分の共重合体は、前記式(2)で表される構造単位及び前記式(3)で表される構造単位を有することにより、ベークにより架橋反応が進行する。そのため、前記式(2)で表される構造単位及び前記式(3)で表される構造単位の含有率は、等モルであることが好ましい。前記式(4a)で表される構造単位及び前記式(4b)で表される構造単位は、その含有率により前記共重合体のガラス転移点(Tg)を調整することができるため、パターンのリフロー性を容易に制御することができる。 If the content of the structural unit represented by the above formula (1) is smaller than the lower limit, when forming a pattern by photolithography, the solubility of the exposed area in the developer will be insufficient, resulting in a pattern with the desired shape. There is a possibility that you will not get it. If the content of the structural unit represented by the formula (1) is larger than the upper limit, there is a possibility that the produced microlens will not have sufficient solvent resistance. If the content of the structural unit represented by the formula (2) and the structural unit represented by the formula (3) is lower than the lower limit, there is a possibility that the produced microlens will not have sufficient solvent resistance. . When the content of the structural unit represented by the above formula (2) and the structural unit represented by the above formula (3) is higher than the upper limit, when forming a pattern by the photolithography method, the exposure area to the developer is There is a possibility that the solubility is insufficient and a pattern with a desired shape cannot be obtained. The copolymer of component (A) has the structural unit represented by the above formula (2) and the structural unit represented by the above formula (3), so that the crosslinking reaction proceeds by baking. Therefore, it is preferable that the contents of the structural unit represented by the formula (2) and the structural unit represented by the formula (3) are equimolar. The structural unit represented by the formula (4a) and the structural unit represented by the formula (4b) can adjust the glass transition point (Tg) of the copolymer depending on their content. Reflowability can be easily controlled.

前記(A)成分の共重合体を得る方法は特に限定されない。一般的には、前記式(1)で表される構造単位を形成するモノマー、前記式(2)で表される構造単位を形成するモノマー及び前記式(3)で表される構造単位を形成するモノマー、並びに、任意で前記式(4a)で表される構造単位形成するモノマー及び前記式(4b)で表される構造単位を形成するモノマーのうち少なくとも一方を、重合開始剤存在下の溶剤中において、通常50℃乃至120℃の温度下で重合反応させることにより得られる。このようにして得られる共重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液状態であり、この状態で単離することなく、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物に用いることができる。 The method for obtaining the copolymer of component (A) is not particularly limited. Generally, monomers that form the structural unit represented by the above formula (1), monomers that form the structural unit represented by the above formula (2), and monomers that form the structural unit represented by the above formula (3) are used. and optionally at least one of the monomers forming the structural unit represented by the formula (4a) and the monomers forming the structural unit represented by the formula (4b), in a solvent in the presence of a polymerization initiator. It is obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of usually 50°C to 120°C. The copolymer thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent, and can be used in the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention without being isolated in this state.

<(B)成分>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物における(B)成分は、光酸発生剤である。該光酸発生剤は、露光により酸が発生する化合物であれば特に限定されない。該化合物の具体例として、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、及びジスルホニルジアゾメタン化合物が挙げられる。
<(B) component>
Component (B) in the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is a photoacid generator. The photoacid generator is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid upon exposure to light. Specific examples of the compound include onium salt compounds, sulfonimide compounds, and disulfonyldiazomethane compounds.

前記オニウム塩化合物の具体例として、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネート、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等のヨードニウム塩化合物、及びトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等のスルホニウム塩化合物が挙げられる。該オニウム塩化合物の中で、スルホニウム塩化合物が好ましく、i線(365nm)を用いた露光により酸が発生する化合物としてはジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物がより好ましい。 Specific examples of the onium salt compounds include diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium camphorsulfonate, bis(4- Iodonium salt compounds such as tert-butylphenyl)iodonium camphorsulfonate, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate, Phenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl[4-(phenylthio)phenyl] ] Sulfonium hexafluorophosphate, diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate, diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium hexafluoroantimonate, diphenyl[4-(phenylthio)phenyl] Examples include sulfonium salt compounds such as sulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate. Among the onium salt compounds, sulfonium salt compounds are preferred, and diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compounds are more preferred as compounds that generate acid upon exposure using i-line (365 nm).

前記スルホンイミド化合物の具体例として、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(ノナフルオロ-n-ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-1,8-ナフタルイミド、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-2-アルキル-1,8-ナフタルイミド、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-3-アルキル-1,8-ナフタルイミド及びN-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-4-アルキル-1,8-ナフタルイミドが挙げられる。該スルホンイミド化合物の中で、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-1,8-ナフタルイミド、及びその誘導体が好ましい。 Specific examples of the sulfonimide compound include N-(trifluoromethanesulfonyloxy)succinimide, N-(nonafluoro-n-butanesulfonyloxy)succinimide, N-(camphorsulfonyloxy)succinimide, N-(trifluoromethanesulfonyloxy)- 1,8-naphthalimide, N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-2-alkyl-1,8-naphthalimide, N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-3-alkyl-1,8-naphthalimide and N-( Trifluoromethanesulfonyloxy)-4-alkyl-1,8-naphthalimide is mentioned. Among the sulfonimide compounds, N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-1,8-naphthalimide and its derivatives are preferred.

前記ジスルホニルジアゾメタン化合物の具体例として、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4-ジメチルベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、及びメチルスルホニル-p-トルエンスルホニルジアゾメタンが挙げられる。 Specific examples of the disulfonyldiazomethane compound include bis(trifluoromethylsulfonyl)diazomethane, bis(cyclohexylsulfonyl)diazomethane, bis(phenylsulfonyl)diazomethane, bis(p-toluenesulfonyl)diazomethane, and bis(2,4-dimethylbenzene). sulfonyl)diazomethane, and methylsulfonyl-p-toluenesulfonyldiazomethane.

前記光酸発生剤の具体例として、アデカアークルズ(登録商標)SP-056、同SP-066、同SP-140、同SP-141、同SP-082、同SP-601、同SP-606、同SP-701、同SP-150、同SP-170、同SP-171(以上、(株)ADEKA製)、CPI(登録商標)-110P、同-110B、同-310B、同-210S、同-100P、同-101A、同-200K(以上、サンアプロ(株)製)、DPI-105、DPI-106、DPI-109、DPI-201、BI-105、MPI-105、MPI-106、MPI-109、BBI-102、BBI-103、BBI-105、BBI-106、BBI-109、BBI-110、BBI-200、BBI-201、BBI-300、BBI-301、TPS-102、TPS-103、TPS-105、TPS-106、TPS-109、TPS-200、TPS-300、TPS-1000、HDS-109、MDS-103、MDS-105、MDS-205、MDS-209、BDS-109、MNPS-109、DTS-102、DTS-103、DTS-105、DTS-200、NDS-103、NDS-105、NDS-155、NDS-165、SI-105、NDI-105、NDI-109、NAI-105、NAI-109(以上、みどり化学(株)製)が挙げられる。これらの光酸発生剤は、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the photoacid generator include Adeka Arkles (registered trademark) SP-056, Adeka Arkles (registered trademark) SP-066, Adeka Arkles (registered trademark) SP-140, Adeka Arkles (registered trademark) SP-141, Adeka Arkles (registered trademark) SP-082, Adeka Arkles (registered trademark) SP-601, and Adeka Arkles (registered trademark) SP-606. , SP-701, SP-150, SP-170, SP-171 (made by ADEKA Co., Ltd.), CPI (registered trademark) -110P, -110B, -310B, -210S, -100P, -101A, -200K (manufactured by Sun-Apro Co., Ltd.), DPI-105, DPI-106, DPI-109, DPI-201, BI-105, MPI-105, MPI-106, MPI -109, BBI-102, BBI-103, BBI-105, BBI-106, BBI-109, BBI-110, BBI-200, BBI-201, BBI-300, BBI-301, TPS-102, TPS-103 , TPS-105, TPS-106, TPS-109, TPS-200, TPS-300, TPS-1000, HDS-109, MDS-103, MDS-105, MDS-205, MDS-209, BDS-109, MNPS -109, DTS-102, DTS-103, DTS-105, DTS-200, NDS-103, NDS-105, NDS-155, NDS-165, SI-105, NDI-105, NDI-109, NAI-105 , NAI-109 (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.). These photoacid generators may be used alone or in combination of two or more.

前記(B)成分の光酸発生剤は、前記(A)成分100質量%に対し少なくとも0.5質量%含有する。該光酸発生剤の含有量が0.5質量%より少ないと、前記(A)成分の酸解離性基が解離せず、アルカリ可溶性基が発現しない。そのため、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成する際、露光部の現像液に対する溶解性が不足し、所望の形状のパターンが得られない虞がある。前記光酸発生剤の含有量の上限は、露光により発生する酸の強さによって変化する。例えば、露光により光酸発生剤から発生する酸が強酸であるほど、該光酸発生剤の含有量の上限を小さくすることができる。該光酸発生剤として前記アデカアークルズ(登録商標)SP-606を採用する場合、その含有量の上限は、前記(A)成分100質量%に対し、例えば5質量%である。該光酸発生剤の含有量が多すぎると、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成する際、現像後の露光部に該光酸発生剤が残渣として残りやすい。 The photoacid generator as the component (B) is contained in an amount of at least 0.5% by mass based on 100% by mass of the component (A). If the content of the photoacid generator is less than 0.5% by mass, the acid-dissociable group of the component (A) will not be dissociated and the alkali-soluble group will not be expressed. Therefore, when forming a pattern by photolithography, there is a possibility that the exposed portion may not have sufficient solubility in a developer, and a pattern with a desired shape may not be obtained. The upper limit of the content of the photoacid generator changes depending on the strength of the acid generated by exposure. For example, the stronger the acid generated from the photoacid generator upon exposure, the smaller the upper limit of the content of the photoacid generator can be. When the Adeka Arcles (registered trademark) SP-606 is used as the photoacid generator, the upper limit of its content is, for example, 5% by mass based on 100% by mass of the component (A). If the content of the photoacid generator is too large, the photoacid generator tends to remain as a residue in the exposed area after development when forming a pattern by photolithography.

<(C)成分>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物における(C)成分は、溶剤である。前記(A)成分、前記(B)成分、及び後述するその他成分を溶解する溶剤であれば、特に限定されない。該溶剤の具体例として、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトンが挙げられる。これらの溶剤は、1種単独で使用しても、或いは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
<(C) component>
Component (C) in the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the component (A), the component (B), and other components described below. Specific examples of the solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene Glycol propyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, Ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl acetate, acetic acid Examples include butyl, ethyl lactate, butyl lactate, 2-heptanone, and γ-butyrolactone. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

<界面活性剤>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物は、基板に対する塗布性を向上させる目的で、界面活性剤を含有してもよい。該界面活性剤の具体例として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF352(以上、三菱マテリアル電子化成(株)製)、メガファック(登録商標)F-171、同F-173、同R-30、同R-40、同R-40-LM(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431(以上、スリーエムジャパン(株)製)、アサヒガード(登録商標)AG710、サーフロン(登録商標)S-382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(AGC(株)製)、FTX-206D、FTX-212D、FTX-218、FTX-220D、FTX-230D、FTX-240D、FTX-212P、FTX-220P、FTX-228P、FTX-240G等フタージェントシリーズ((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
<Surfactant>
The photosensitive resin composition for microlenses of the present invention may contain a surfactant for the purpose of improving coating properties on a substrate. Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. Polyoxyethylene alkylaryl ethers such as ethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene/polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan Sorbitan fatty acid esters such as tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, etc. Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, EFTOP (registered trademark) EF301, EF303, EF352 (manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd.), Megafac (registered trademark) F-171 , F-173, R-30, R-40, R-40-LM (manufactured by DIC Corporation), Florado FC430, FC431 (manufactured by 3M Japan Ltd.), Asahi Guard (registered trademark) AG710, Surflon (registered trademark) S-382, Surflon (registered trademark) SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by AGC Corporation), FTX-206D, FTX-212D, FTX- Fluorine surfactants such as Ftergent series (manufactured by Neos Co., Ltd.), organosiloxane Examples include polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

前記界面活性剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物が該界面活性剤を含有する場合、その含有量は、該組成物の固形分中の含有量に基づいて、3質量%以下であり、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下である。 The surfactants may be used alone or in combination of two or more. When the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention contains the surfactant, the content is 3% by mass or less, preferably 1% by mass or less, based on the content in the solid content of the composition. It is not more than 0.5% by mass, more preferably not more than 0.5% by mass.

<その他添加剤>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、硬化助剤、紫外線吸収剤、増感剤、可塑剤、酸化防止剤、密着助剤、又は多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤をその他添加剤として含むことができる。なお、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物は、前記(A)成分の共重合体が自己架橋性であるため、架橋剤を必要としない。
<Other additives>
The photosensitive resin composition for microlenses of the present invention may contain curing aids, ultraviolet absorbers, sensitizers, plasticizers, antioxidants, adhesion aids, as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. , or a solubility promoter such as polyhydric phenol or polycarboxylic acid may be included as other additives. Note that the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention does not require a crosslinking agent because the copolymer of the component (A) is self-crosslinkable.

<マイクロレンズ用感光性組成物調製方法>
本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、例えば、前記(A)成分の共重合体の溶液及び前記(B)成分の光酸発生剤を、前記(C)成分の溶剤に所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法が挙げられる。さらに、この調製方法の適当な段階において、任意で、前記界面活性剤及び前記その他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。
<Method for preparing photosensitive composition for microlenses>
The method for preparing the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is not particularly limited, but for example, the solution of the copolymer of the component (A) and the photoacid generator of the component (B) are ) A method of mixing the components in a solvent at a predetermined ratio to form a uniform solution is mentioned. Furthermore, at an appropriate stage of this preparation method, the above-mentioned surfactant and the above-mentioned other additives may optionally be further added and mixed.

<マイクロレンズの作製>
基板[例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜又は酸化窒化珪素膜で被覆されていてもよいシリコン等の半導体基板、カラーフィルター、平坦化膜等の有機膜で被覆されていてもよいシリコン等の半導体基板、窒化ガリウム(GaN)、砒化ガリウム(GaAs)、リン化ガリウム(GaP)、リン化インジウム(InP)等の化合物半導体基板、窒化珪素基板、石英基板、ガラス基板(無アルカリガラス、低アルカリガラス、結晶化ガラスを含む)、ITO膜が形成されたガラス基板]上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物を塗布し、その後、ホットプレート等の加熱手段を用いてプリベークすることにより、樹脂膜を形成する。前記プリベーク条件としては、ベーク温度80℃乃至150℃、ベーク時間0.3分乃至60分間から適宜選択され、好ましくは、ベーク温度80℃乃至120℃、ベーク時間0.5分乃至5分間である。
<Production of microlens>
Substrate [for example, a semiconductor substrate such as silicon which may be coated with a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film, a semiconductor such as silicon which may be covered with an organic film such as a color filter or a planarization film Substrates, compound semiconductor substrates such as gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), and indium phosphide (InP), silicon nitride substrates, quartz substrates, glass substrates (alkali-free glass, low-alkali glass) , crystallized glass), a glass substrate on which an ITO film is formed], the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is applied using an appropriate coating method such as a spinner or a coater, and then coated on a hot plate, etc. A resin film is formed by pre-baking using a heating means. The pre-bake conditions are appropriately selected from a bake temperature of 80° C. to 150° C. and a bake time of 0.3 minutes to 60 minutes, preferably a bake temperature of 80° C. to 120° C. and a bake time of 0.5 minutes to 5 minutes. .

本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から形成される樹脂膜の膜厚としては、0.005μm乃至30μmであり、好ましくは0.01μm乃至20μmである。 The thickness of the resin film formed from the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention is 0.005 μm to 30 μm, preferably 0.01 μm to 20 μm.

次に、得られた前記樹脂膜に対し、所望の形状のパターンを形成するためのマスク(レチクル)を通して露光する。露光には、g線、i線、KrFエキシマレーザー等の近紫外線又は可視光線を使用することができる。さらに、露光後の樹脂膜に対しベーク(Post Exposure Bake)を行う。露光後のベーク条件としては、ベーク温度80℃乃至120℃、ベーク時間0.3分乃至60分間から適宜選択される。 Next, the obtained resin film is exposed to light through a mask (reticle) for forming a pattern of a desired shape. For exposure, near ultraviolet light or visible light such as g-line, i-line, KrF excimer laser, etc. can be used. Furthermore, the exposed resin film is subjected to a post exposure bake. The baking conditions after exposure are appropriately selected from a baking temperature of 80° C. to 120° C. and a baking time of 0.3 minutes to 60 minutes.

その後、前記樹脂膜を、アルカリ性現像液を用いて現像する。その結果、前記基板上に所望の形状のパターンが形成される。該アルカリ性現像液としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン等の水酸化四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミン等のアミン水溶液等のアルカリ性水溶液を挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤を加えることもできる。 Thereafter, the resin film is developed using an alkaline developer. As a result, a pattern with a desired shape is formed on the substrate. Examples of the alkaline developer include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, and ethanolamine. , alkaline aqueous solutions such as amine aqueous solutions such as propylamine and ethylenediamine. Furthermore, surfactants can also be added to these developers.

前記現像の条件としては、現像温度5℃乃至50℃、現像時間10秒乃至300秒から適宜選択される。前記樹脂膜は、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、室温で容易に現像を行うことができる。現像後、リンス液として例えば超純水を用いて、適宜リンスを行う。 The conditions for the development are appropriately selected from a development temperature of 5° C. to 50° C. and a development time of 10 seconds to 300 seconds. The resin film can be easily developed at room temperature using a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. After development, rinsing is performed as appropriate using, for example, ultrapure water as a rinsing liquid.

さらに、形成された前記パターンを1回目のポストベークによりリフローさせる。前記1回目のポストベーク条件としては、ベーク温度120℃乃至200℃、ベーク時間0.3分乃至60分間から適宜選択される。その後、g線、i線、KrFエキシマレーザー等の近紫外線又は可視光線を用い、リフロー後の前記パターンを全面露光してもよい。さらに、全面露光の後に、前記パターンに対して再び露光後ベークを行ってもよい。この露光後ベーク条件として例えば、ベーク温度120℃乃至200℃、ベーク時間0.3分乃至60分間から適宜選択される。最後に、前記リフロー後のパターンを2回目のポストベークにより硬化させてレンズパターンを形成する。前記2回目のポストベーク条件としては、ベーク温度150℃乃至250℃、ベーク時間0.3分乃至60分間から適宜選択される。 Furthermore, the formed pattern is reflowed by a first post-bake. The first post-bake conditions are appropriately selected from a bake temperature of 120° C. to 200° C. and a bake time of 0.3 minutes to 60 minutes. Thereafter, the entire surface of the pattern after reflow may be exposed using near ultraviolet rays or visible light such as g-line, i-line, KrF excimer laser, etc. Further, after the entire surface is exposed, the pattern may be subjected to post-exposure baking again. The post-exposure baking conditions are appropriately selected from, for example, a baking temperature of 120° C. to 200° C. and a baking time of 0.3 minutes to 60 minutes. Finally, the reflowed pattern is cured by a second post-bake to form a lens pattern. The second post-bake conditions are appropriately selected from a bake temperature of 150° C. to 250° C. and a bake time of 0.3 minutes to 60 minutes.

以下、合成例及び実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to synthesis examples and examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[重量平均分子量の測定]
装置:日本分光(株)製GPCシステム
カラム:Shodex〔登録商標〕GPC KF-804L及びGPC KF-803L
カラムオーブン:40℃
流量:1ml/分
溶離液:テトラヒドロフラン
標準試料:ポリスチレン
[Measurement of weight average molecular weight]
Equipment: GPC system manufactured by JASCO Corporation Column: Shodex (registered trademark) GPC KF-804L and GPC KF-803L
Column oven: 40℃
Flow rate: 1 ml/min Eluent: Tetrahydrofuran Standard sample: Polystyrene

[合成例1]
1-ブトキシエチルメタクリレート7.0g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート4.9g、2-[0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリレート[カレンズMOI-BM(登録商標)(昭和電工(株)製)]9.1g、メチルメタクリレート7.5g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.4gをプロピレングリコールモノメチルエーテル89.8gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル79.8gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させた。反応溶液を冷却後、多量のヘキサン溶液に投入してポリマーを再沈殿し、加熱乾燥して、下記式(1-1)で表される構造単位、下記式(2-1)で表される構造単位、下記式(3-1)で表される構造単位及び下記式(4a-1)で表される構造単位を有する共重合体を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは16,000(ポリスチレン換算)であった。

Figure 0007445198000007
[Synthesis example 1]
7.0 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 4.9 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-[0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino]ethyl methacrylate [Karens MOI-BM (registered trademark) (Showa Denko Co., Ltd.)], 7.5 g of methyl methacrylate, and 1.4 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile were dissolved in 89.8 g of propylene glycol monomethyl ether. 79.8 g of monomethyl ether was added dropwise over 3 hours into a flask maintained at 70°C. After the dropwise addition was completed, the reaction was continued for 18 hours. After cooling the reaction solution, the polymer is reprecipitated by pouring it into a large amount of hexane solution, and is heated and dried to obtain a structural unit represented by the following formula (1-1) and a structural unit represented by the following formula (2-1). A copolymer having a structural unit represented by the following formula (3-1) and a structural unit represented by the following formula (4a-1) was obtained. The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 16,000 (in terms of polystyrene).
Figure 0007445198000007

[合成例2]
1-ブトキシエチルメタクリレート9.0g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート3.1g、2-[0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリレート[カレンズMOI-BM(登録商標)(昭和電工(株)製]5.9g、メチルメタクリレート12.1g、N-フェニルマレイミド4.2g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.7gをプロピレングリコールモノメチルエーテル36.0gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル18.0gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、下記式(1-1)で表される構造単位、下記式(2-1)で表される構造単位、下記式(3-1)で表される構造単位、下記式(4a-1)で表される構造単位及び下記式(4b-1)で表される構造単位を有する共重合体の溶液(固形分濃度40質量%)を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは22,000(ポリスチレン換算)であった。

Figure 0007445198000008
[Synthesis example 2]
9.0 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 3.1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-[0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino]ethyl methacrylate [Karens MOI-BM (registered trademark) (Showa Denko Co., Ltd.], 12.1 g of methyl methacrylate, 4.2 g of N-phenylmaleimide, and 1.7 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile were dissolved in 36.0 g of propylene glycol monomethyl ether. This solution was added dropwise over 3 hours into a flask in which 18.0 g of propylene glycol monomethyl ether was kept at 70°C.After the dropwise addition was completed, the reaction was carried out for 18 hours to form a compound represented by the following formula (1-1). Structural units, structural units represented by the following formula (2-1), structural units represented by the following formula (3-1), structural units represented by the following formula (4a-1), and the following formula (4b- A solution (solid content concentration: 40% by mass) of a copolymer having the structural unit represented by 1) was obtained.The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 22,000 (in terms of polystyrene).
Figure 0007445198000008

[合成例3]
1-ブトキシエチルメタクリレート8.5g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート3.0g、2-[0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリレート[カレンズMOI-BM(登録商標)(昭和電工(株)製]5.5g、メチルメタクリレート9.1g、N-フェニルマレイミド7.9g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.7gをプロピレングリコールモノメチルエーテル35.7gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル17.9gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、前記式(1-1)で表される構造単位、前記式(2-1)で表される構造単位、前記式(3-1)で表される構造単位、前記式(4a-1)で表される構造単位及び前記式(4b-1)で表される構造単位を有する共重合体の溶液(固形分濃度40質量%)を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは19,000(ポリスチレン換算)であった。
[Synthesis example 3]
8.5 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 3.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-[0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino]ethyl methacrylate [Karens MOI-BM (registered trademark) (Showa Denko Co., Ltd.], 9.1 g of methyl methacrylate, 7.9 g of N-phenylmaleimide, and 1.7 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile were dissolved in 35.7 g of propylene glycol monomethyl ether. This solution was added dropwise over a period of 3 hours into a flask in which 17.9 g of propylene glycol monomethyl ether was kept at 70°C.After the completion of the dropwise addition, by reacting for 18 hours, the reaction mixture represented by the formula (1-1) was obtained. Structural unit, the structural unit represented by the formula (2-1), the structural unit represented by the formula (3-1), the structural unit represented by the formula (4a-1), and the formula (4b- A solution (solid content concentration: 40% by mass) of a copolymer having the structural unit represented by 1) was obtained.The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 19,000 (in terms of polystyrene).

[合成例4]
1-ブトキシエチルメタクリレート9.5g、メチルメタクリレート20.4g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.5gをプロピレングリコールモノメチルエーテル31.4gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル26.9gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、下記式(1-1)で表される構造単位及び下記式(4a-1)で表される構造単位を有する共重合体の溶液(固形分濃度35質量%)を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは16,000(ポリスチレン換算)であった。

Figure 0007445198000009
[Synthesis example 4]
After dissolving 9.5 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 20.4 g of methyl methacrylate, and 1.5 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile in 31.4 g of propylene glycol monomethyl ether, this solution was dissolved in propylene glycol monomethyl ether. 26.9 g of monomethyl ether was added dropwise over 3 hours into a flask maintained at 70°C. After the dropwise addition, a solution of a copolymer having a structural unit represented by the following formula (1-1) and a structural unit represented by the following formula (4a-1) (solid content concentration 35 mass%) was obtained. The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 16,000 (in terms of polystyrene).
Figure 0007445198000009

[合成例5]
1-ブトキシエチルメタクリレート5.1g、メチルメタクリレート24.7g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.5gをプロピレングリコールモノメチルエーテル31.3gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル26.8gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、前記式(1-1)で表される構造単位及び前記式(4a-1)で表される構造単位を有する共重合体の溶液(固形分濃度35質量%)を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは20,000(ポリスチレン換算)であった。
[Synthesis example 5]
After dissolving 5.1 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 24.7 g of methyl methacrylate, and 1.5 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile in 31.3 g of propylene glycol monomethyl ether, this solution was dissolved in propylene glycol monomethyl ether. 26.8 g of monomethyl ether was added dropwise over 3 hours into a flask maintained at 70°C. After the dropwise addition, a solution of a copolymer having a structural unit represented by the above formula (1-1) and a structural unit represented by the above formula (4a-1) (solid content concentration 35 mass%) was obtained. The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 20,000 (in terms of polystyrene).

[合成例6]
1-ブトキシエチルメタクリレート8.4g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5.9g、2-[0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルメタクリレート[カレンズMOI-BM(登録商標)(昭和電工(株)製]10.9g、メチルメタクリレート9.0g、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.7gをプロピレングリコールモノメチルエーテル35.9gに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル18.0gを70℃に保持したフラスコ中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、前記式(1-1)で表される構造単位、前記式(2-1)で表される構造単位、前記式(3-1)で表される構造単位及び前記式(4a-1)で表される構造単位を有する共重合体の溶液(固形分濃度40質量%)を得た。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは28,000(ポリスチレン換算)であった。
[Synthesis example 6]
8.4 g of 1-butoxyethyl methacrylate, 5.9 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-[0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino]ethyl methacrylate [Karens MOI-BM (registered trademark) (Showa Denko Co., Ltd.], 9.0 g of methyl methacrylate, and 1.7 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile were dissolved in 35.9 g of propylene glycol monomethyl ether. 18.0 g of ether was added dropwise into a flask kept at 70°C over 3 hours.After the dropwise addition, the reaction was carried out for 18 hours to form a structural unit represented by the formula (1-1) and the formula (2- A solution of a copolymer having the structural unit represented by 1), the structural unit represented by the above formula (3-1), and the structural unit represented by the above formula (4a-1) (solid content concentration 40% by mass) ) was obtained.The weight average molecular weight Mw of the obtained copolymer was 28,000 (in terms of polystyrene).

[実施例1]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体16.6g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.83g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0052gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル29.1g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.2gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本実施例、及び後述する実施例2乃至4、8及び9で使用した光酸発生剤は、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-1,8-ナフタルイミドの誘導体に該当する。
[Example 1]
16.6 g of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.83 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and as a surfactant. 0.0052 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 29.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The photoacid generator used in this example and Examples 2 to 4, 8, and 9 below corresponds to a derivative of N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-1,8-naphthalimide.

[実施例2]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.6g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.37g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 2]
18.6 g of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.37 g of SP-606 (made by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens.

[実施例3]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.8g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.19g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 3]
18.8 g of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.19 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens.

[実施例4]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.9g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.095g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 4]
18.9 g of the copolymer (A) component obtained in Synthesis Example 1, 0.095 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as the photoacid generator (B) component, and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens.

[実施例5]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.1g、(B)成分である光酸発生剤としてCPI-110B(サンアプロ(株)製)0.91g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本実施例で使用した光酸発生剤は、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物に該当する。
[Example 5]
18.1 g of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.91 g of CPI-110B (manufactured by San-Apro Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The photoacid generator used in this example corresponds to a diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compound.

[実施例6]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.1g、(B)成分である光酸発生剤としてCPI-110P(サンアプロ(株)製)0.91g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本実施例で使用した光酸発生剤は、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物に該当する。
[Example 6]
18.1 g of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.91 g of CPI-110P (manufactured by San-Apro Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The photoacid generator used in this example corresponds to a diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compound.

[実施例7]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体18.1g、(B)成分である光酸発生剤としてCPI-210S(サンアプロ(株)製)0.91g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本実施例で使用した光酸発生剤は、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物に該当する。
[Example 7]
18.1 g of the copolymer as the component (A) obtained in Synthesis Example 1, 0.91 g of CPI-210S (manufactured by San-Apro Co., Ltd.) as the photoacid generator as the component (B), and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The photoacid generator used in this example corresponds to a diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compound.

[実施例8]
合成例2で得られた(A)成分である共重合体の溶液(固形分濃度40質量%)44.0g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.88g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0055gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル1.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 8]
44.0 g of the copolymer solution (solid content concentration 40% by mass), which is the component (A) obtained in Synthesis Example 2, and SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as the photoacid generator, which is the component (B). ) and 0.0055 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant were dissolved in 1.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C). It was made into a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens.

[実施例9]
合成例3で得られた(A)成分である共重合体の溶液(固形分濃度40質量%)44.0g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.88g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0055gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル1.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 9]
44.0 g of a solution (solid content concentration 40% by mass) of the copolymer as component (A) obtained in Synthesis Example 3, and SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as the photoacid generator as component (B). ) and 0.0055 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant were dissolved in 1.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C). It was made into a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens.

[比較例1]
合成例4で得られた共重合体の溶液(固形分濃度35質量%)43.5g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.76g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0048gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル2.3g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.4gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本比較例で用いた共重合体は、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の(A)成分に該当しない。
[Comparative example 1]
43.5 g of the copolymer solution obtained in Synthesis Example 4 (solid content concentration 35% by mass), 0.76 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and A solution was prepared by dissolving 0.0048 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant in 2.3 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C). Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The copolymer used in this comparative example does not correspond to component (A) of the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention.

[比較例2]
合成例5で得られた共重合体の溶液(固形分濃度35質量%)43.5g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.76g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0048gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル2.3g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.4gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本比較例で用いた共重合体は、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の(A)成分に該当しない。
[Comparative example 2]
43.5 g of the copolymer solution obtained in Synthesis Example 5 (solid content concentration 35% by mass), 0.76 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and A solution was prepared by dissolving 0.0048 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant in 2.3 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C). Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The copolymer used in this comparative example does not correspond to component (A) of the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention.

[比較例3]
合成例6で得られた共重合体の溶液(固形分濃度35質量%)43.5g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.76g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0048gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル2.3g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.4gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本比較例で用いた共重合体は、本発明のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の(A)成分に該当しない。
[Comparative example 3]
43.5 g of the copolymer solution obtained in Synthesis Example 6 (solid content concentration 35% by mass), 0.76 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as a photoacid generator as component (B), and A solution was prepared by dissolving 0.0048 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant in 2.3 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C). Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The copolymer used in this comparative example does not correspond to component (A) of the photosensitive resin composition for microlenses of the present invention.

[比較例4]
合成例1で得られた(A)成分である共重合体19.0g、(B)成分である光酸発生剤としてSP-606((株)ADEKA製)0.019g、及び界面活性剤としてDFX-18(ネオス(株)製)0.0057gを、(C)成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル27.9g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1gに溶解させ溶液とした。その後、該溶液を孔径1μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、マイクロレンズ用感光性樹脂組成物を調製した。本比較例のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物の(B)成分の含有量は、(A)成分100質量%に対し0.5質量%より少ない。
[Comparative example 4]
19.0 g of the copolymer (A) component obtained in Synthesis Example 1, 0.019 g of SP-606 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as the photoacid generator (B) component, and as a surfactant. 0.0057 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) was dissolved in 27.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 3.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, which are component (C), to form a solution. Thereafter, the solution was filtered using a polyethylene microfilter with a pore size of 1 μm to prepare a photosensitive resin composition for a microlens. The content of component (B) in the photosensitive resin composition for microlenses of this comparative example is less than 0.5% by mass based on 100% by mass of component (A).

[パターン矩形性評価]
実施例1乃至実施例9及び比較例1乃至比較例4で調製したマイクロレンズ用感光性樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上に配置し100℃で90秒間プリベークすることにより、膜厚10μmの樹脂膜を形成した。前記プリベークは、大気中で実施した。次いで、i線ステッパーNSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン製)により、バイナリーマスクを介して前記樹脂膜を露光し、次いでホットプレート上に配置し100℃で90秒間露光後加熱(Post Exposure Bake)を行った。その後、前記樹脂膜を、2.38質量%濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用い50秒間現像し、超純水で20秒間リンスし、乾燥した。その結果、パターンが前記シリコンウエハー上に形成された。得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて観察した。前記パターンの断面形状が矩形でない場合は“×”、前記パターンの断面形状が10μm×10μmの矩形である場合は“○”として、パターンの矩形性を評価した。その結果を表1に示す。
[Pattern rectangularity evaluation]
The photosensitive resin compositions for microlenses prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater, placed on a hot plate, and heated at 100°C. By prebaking for 90 seconds, a resin film with a thickness of 10 μm was formed. The prebaking was performed in the atmosphere. Next, the resin film was exposed to light through a binary mask using an i-line stepper NSR-2205i12D (NA=0.63) (manufactured by Nikon Corporation), and then placed on a hot plate and exposed at 100° C. for 90 seconds. Heating (Post Exposure Bake) was performed. Thereafter, the resin film was developed for 50 seconds using a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), rinsed with ultrapure water for 20 seconds, and dried. As a result, a pattern was formed on the silicon wafer. The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The rectangularity of the pattern was evaluated as "x" if the cross-sectional shape of the pattern was not rectangular, and as "○" if the cross-sectional shape of the pattern was a 10 μm x 10 μm rectangle. The results are shown in Table 1.

[現像後残渣評価]
前記シリコンウエハー上に形成されたパターン周辺の露光部を観察することにより、現像後の残渣を評価した。前記パターンが形成されていない露光部に残渣が多く観察される場合は“×”、該パターンが形成されていない露光部に残渣は観察されないが該パターンの裾部に残渣が観察される場合は“△”、該パターンが形成されていない露光部及び該パターンの裾部に全く残渣が観察されない場合は“○”として、現像後残渣を評価した。評価結果を表1に示す。
[Post-development residue evaluation]
The residue after development was evaluated by observing the exposed area around the pattern formed on the silicon wafer. If a lot of residue is observed in the exposed area where the pattern is not formed, mark it as "x". If no residue is observed in the exposed area where the pattern is not formed, but residue is observed at the bottom of the pattern, mark it as "x". The residue after development was evaluated as "△" and "○" when no residue was observed in the exposed area where the pattern was not formed and the bottom of the pattern. The evaluation results are shown in Table 1.

[パターンリフロー性評価]
実施例1乃至実施例9、比較例1及び比較例3で調製したマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から矩形パターンが形成されたシリコンウエハーを、ホットプレート上に配置し140℃で5分間ポストベークを行った。前記ポストベーク後、得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて観察した。パターンの断面形状が全く変化しない場合は“×”、パターンの断面形状が変化し半円形となる場合は“○”として、パターンのリフロー性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Pattern reflow evaluation]
Silicon wafers on which rectangular patterns were formed from the photosensitive resin compositions for microlenses prepared in Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 and 3 were placed on a hot plate and post-baked at 140° C. for 5 minutes. I did it. After the post-baking, the cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The reflowability of the pattern was evaluated as "x" if the cross-sectional shape of the pattern did not change at all, and as "○" if the cross-sectional shape of the pattern changed and became semicircular. The evaluation results are shown in Table 1.

[耐溶剤性評価]
実施例1乃至実施例9、比較例1及び比較例3で調製したマイクロレンズ用感光性樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において100℃で90秒間プリベークすることにより、膜厚10μmの樹脂膜を形成した。次いで、ホットプレート上において100℃で90秒間ベークした後、続けて140℃で5分間、さらに220℃で5分間ポストベークすることにより、前記シリコンウエハー上に硬化膜を形成した。前記プリベーク及びポストベークはいずれも、大気中で実施した。これらの硬化膜に対して、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、及び2.38質量%濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液それぞれに、23℃の温度条件下、5分間浸漬する試験を行った。浸漬前後において前記硬化膜の膜厚変化を測定した。浸漬試験に使用した上記溶剤のうち1つでも、浸漬前の該硬化膜の膜厚に対して5%以上の膜厚増減があった場合は“×”、全ての溶剤について膜厚増減が5%未満であった場合は“○”として、耐溶剤性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Solvent resistance evaluation]
The photosensitive resin compositions for microlenses prepared in Examples 1 to 9, Comparative Example 1, and Comparative Example 3 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater, and then placed on a hot plate at 100°C for 90 seconds. By prebaking, a resin film with a thickness of 10 μm was formed. Next, a cured film was formed on the silicon wafer by baking on a hot plate at 100° C. for 90 seconds, followed by post-baking at 140° C. for 5 minutes and further at 220° C. for 5 minutes. Both the pre-baking and post-baking were performed in the atmosphere. These cured films were treated with propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, and an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) with a concentration of 2.38% by mass at a temperature of 23°C for 5 minutes. A test was conducted in which the sample was immersed for 1 minute. Changes in the thickness of the cured film were measured before and after immersion. If even one of the above-mentioned solvents used in the immersion test had a film thickness increase or decrease of 5% or more with respect to the film thickness of the cured film before immersion, it would be marked "x", and the film thickness increase or decrease of 5% for all solvents. If it was less than %, it was evaluated as "○" and the solvent resistance was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0007445198000010
Figure 0007445198000010

表1に示すように、実施例1乃至実施例9で調製したマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から形成される樹脂膜は、パターン矩形性、現像後残渣の程度及びパターンリフロー性の点で、優れた結果が得られ、該樹脂膜から形成される硬化膜は、優れた耐溶剤性を示した。
一方、比較例2乃至比較例4で調製したマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から形成される樹脂膜は、パターン矩形性、現像後残渣の程度及びパターンリフロー性のいずれかの点で良好な結果が得られず、比較例1のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物から形成される硬化膜は、耐溶剤性が低いことが確認され、本発明の優位性が示された。
As shown in Table 1, the resin films formed from the photosensitive resin compositions for microlenses prepared in Examples 1 to 9 had poor pattern rectangularity, degree of post-development residue, and pattern reflowability. Excellent results were obtained, and the cured film formed from the resin film showed excellent solvent resistance.
On the other hand, the resin films formed from the photosensitive resin compositions for microlenses prepared in Comparative Examples 2 to 4 had good results in terms of pattern rectangularity, degree of post-development residue, and pattern reflowability. was not obtained, and it was confirmed that the cured film formed from the photosensitive resin composition for microlenses of Comparative Example 1 had low solvent resistance, demonstrating the superiority of the present invention.

Claims (9)

下記(A)成分、下記(B)成分及び下記(C)成分を含有し、該(A)成分100質量%に対し該(B)成分を少なくとも0.5質量%含有するマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。
(A):下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位及び下記式(3)で表される構造単位を有し、下記式(4a)で表される構造単位及び下記式(4b)で表される構造単位のうち少なくとも一方をさらに有し、前記式(1)で表される構造単位、前記式(2)で表される構造単位、前記式(3)で表される構造単位、前記式(4a)で表される構造単位及び前記式(4b)で表される構造単位の和100mol%に対し、前記式(1)で表される構造単位の含有率は12mol%乃至30mol%、前記式(2)で表される構造単位の含有率は5mol%乃至40mol%、前記式(3)で表される構造単位の含有率は5mol%乃至40mol%、前記式(4a)で表される構造単位の含有率は0mol%乃至60mol%、前記式(4b)で表される構造単位の含有率は0mol%乃至60mol%である(但し、前記式(4a)で表される構造単位の含有率及び前記式(4b)で表される構造単位の含有率がいずれも0mol%である場合を除く。)、重量平均分子量5000乃至25000の共重合体
(B):光酸発生剤
(C):溶剤
Figure 0007445198000011
[式(1)乃至式(3)中、R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、X及びXはそれぞれ独立に炭素原子数2乃至4のアルキレン基を表し、Zは酸解離性基を表し、Zはブロックイソシアネート基を表す。]
Figure 0007445198000012
[式(4a)及び式(4b)中、R は水素原子又はメチル基を表し、R 10 は炭素原子数1乃至6のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素原子数が3乃至6の場合、分岐構造又は環構造を有してもよく、R 11 はシクロヘキシル基又はフェニル基を表す。]
A photosensitive material for microlenses containing the following (A) component, the following (B) component, and the following (C) component, and containing at least 0.5% by mass of the (B) component based on 100% by mass of the (A) component. Resin composition.
(A): It has a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), and a structural unit represented by the following formula (3), and is represented by the following formula (4a). and a structural unit represented by the following formula (4b), the structural unit represented by the above formula (1), the structural unit represented by the above formula (2), the above Relative to 100 mol% of the sum of the structural unit represented by formula (3), the structural unit represented by formula (4a), and the structural unit represented by formula (4b), the compound represented by formula (1) The content of structural units is 12 mol% to 30 mol%, the content of structural units represented by formula (2) is 5 mol% to 40 mol%, and the content of structural units represented by formula (3) is 5 mol%. The content of the structural unit represented by the formula (4a) is 0 mol% to 60 mol%, and the content of the structural unit represented by the formula (4b) is 0 mol% to 60 mol% (however, (Excluding the case where the content of the structural unit represented by the above formula (4a) and the content of the structural unit represented by the above formula (4b) are both 0 mol%), a weight average molecular weight of 5000 to 25000. Polymer (B): Photoacid generator (C): Solvent
Figure 0007445198000011
[In formulas (1) to (3), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and X 1 and X 2 each independently represent an alkylene having 2 to 4 carbon atoms. Z 1 represents an acid dissociable group, and Z 2 represents a blocked isocyanate group. ]
Figure 0007445198000012
[In formula (4a) and formula (4b), R 9 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group has 3 to 6 carbon atoms. In this case, it may have a branched structure or a ring structure, and R 11 represents a cyclohexyl group or a phenyl group. ]
前記酸解離性基は下記式(a)で表される基である、請求項1に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。
Figure 0007445198000013
(式中、*は酸素原子との結合手を表し、Rはメチル基を表し、Rは炭素原子数1乃至6のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素原子数が3乃至6の場合分岐構造を有してもよく、RはRと連結して環状エーテル構造を形成してもよい。)
The photosensitive resin composition for a microlens according to claim 1, wherein the acid-dissociable group is a group represented by the following formula (a).
Figure 0007445198000013
(In the formula, * represents a bond with an oxygen atom, R 4 represents a methyl group, R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group has 3 to 6 carbon atoms. (In some cases, it may have a branched structure, and R 5 may be linked with R 4 to form a cyclic ether structure.)
前記ブロックイソシアネート基は下記式(b)又は下記式(c)で表される基である、請求項1又は請求項2に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。
Figure 0007445198000014
[式(b)及び式(c)中、*は前記Xで表されるアルキレン基との結合手を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Rはメチル基を表し、aは0乃至3の整数を表す。]
The photosensitive resin composition for a microlens according to claim 1 or 2, wherein the blocked isocyanate group is a group represented by the following formula (b) or the following formula (c).
Figure 0007445198000014
[In formula (b) and formula (c), * represents a bond with the alkylene group represented by X 2 , R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, R 8 represents a methyl group, and a represents an integer of 0 to 3. ]
前記光酸発生剤はジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩化合物である、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition for a microlens according to any one of claims 1 to 3 , wherein the photoacid generator is a diphenyl[4-(phenylthio)phenyl]sulfonium salt compound. 前記光酸発生剤はN-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)-1,8-ナフタルイミド又はその誘導体である、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition for a microlens according to any one of claims 1 to 3 , wherein the photoacid generator is N-(trifluoromethanesulfonyloxy)-1,8-naphthalimide or a derivative thereof. . 請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、該感光性樹脂組成物をプリベークして樹脂膜を形成する工程、
マスクを通して前記樹脂膜を露光する露光工程、
前記露光工程後の樹脂膜をベークするベーク工程、
前記ベーク工程後の樹脂膜を、アルカリ性現像液を用いて現像する現像工程、
前記現像工程後得られたパターンをリフローさせるリフロー工程、及び
前記リフロー工程後のパターンを硬化させてレンズパターンを形成する工程を有する、マイクロレンズの作製方法。
A step of applying the photosensitive resin composition for a microlens according to any one of claims 1 to 5 on a substrate and prebaking the photosensitive resin composition to form a resin film;
an exposure step of exposing the resin film through a mask;
a baking step of baking the resin film after the exposure step;
a developing step of developing the resin film after the baking step using an alkaline developer;
A method for producing a microlens, comprising a reflow step of reflowing the pattern obtained after the development step, and a step of curing the pattern after the reflow step to form a lens pattern.
前記リフロー工程は、前記現像工程後得られたパターンを120℃乃至200℃の温度で加熱する工程である、請求項に記載のマイクロレンズの作製方法。 7. The microlens manufacturing method according to claim 6 , wherein the reflow step is a step of heating the pattern obtained after the development step at a temperature of 120° C. to 200° C. 前記共重合体において、前記式(1)で表される構造単位の含有率は17mol%乃至25mol%でる、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。 The microlens according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the structural unit represented by the formula (1) in the copolymer is 17 mol% to 25 mol % . Photosensitive resin composition for use. 前記共重合体は前記式(4a)で表される構造単位及び前記式(4b)で表される構造単位を有し、該式(4a)で表される構造単位の含有率及び該式(4b)で表される構造単位の含有率のいずれかが0mol%である場合をさらに除くものである、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のマイクロレンズ用感光性樹脂組成物。 The copolymer has a structural unit represented by the formula (4a) and a structural unit represented by the formula (4b), and the content of the structural unit represented by the formula (4a) and the formula ( The photosensitive resin composition for a microlens according to any one of claims 1 to 5 , which further excludes the case where any of the content of the structural units represented by 4b) is 0 mol%. thing.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7356184B2 (en) * 2022-02-18 2023-10-04 有限会社アキュラス Manufacturing method of light absorber

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086249A1 (en) 2006-01-25 2007-08-02 Nissan Chemical Industries, Ltd. Positive photosensitive resin composition and cured film obtained therefrom
JP2009075329A (en) 2007-09-20 2009-04-09 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and microlens, and production method thereof
WO2014126088A1 (en) 2013-02-13 2014-08-21 富士フイルム株式会社 Photosensitive resin composition, production method for cured film using same, cured film, liquid crystal display device, and organic el display device
WO2018021049A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 日産化学工業株式会社 Resin composition
US20180284609A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Promerus, Llc Photosensitive compositions, color filter and microlens derived therefrom

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337956A (en) 2005-06-06 2006-12-14 Iwate Toshiba Electronics Co Ltd Manufacturing method of microlens array
JP5696858B2 (en) * 2010-11-30 2015-04-08 日産化学工業株式会社 Photosensitive resin composition for microlenses
KR101852528B1 (en) * 2011-07-07 2018-04-27 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Resin compositions
WO2013035569A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-14 日産化学工業株式会社 Resin composition
CN104870499B (en) * 2012-12-14 2016-11-23 昭和电工株式会社 Copolymer, photosensitive polymer combination containing this copolymer and resin molding
KR101856554B1 (en) 2014-02-20 2018-05-10 후지필름 가부시키가이샤 Photosensitive resin composition, cured object and production method therefor, resin pattern production method, cured film, liquid crystal display device, organic el display device, infrared cutoff filter, and solid imaging device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086249A1 (en) 2006-01-25 2007-08-02 Nissan Chemical Industries, Ltd. Positive photosensitive resin composition and cured film obtained therefrom
JP2009075329A (en) 2007-09-20 2009-04-09 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and microlens, and production method thereof
WO2014126088A1 (en) 2013-02-13 2014-08-21 富士フイルム株式会社 Photosensitive resin composition, production method for cured film using same, cured film, liquid crystal display device, and organic el display device
WO2018021049A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 日産化学工業株式会社 Resin composition
US20180284609A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Promerus, Llc Photosensitive compositions, color filter and microlens derived therefrom

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