低温固化性树脂组合物

文档序号:231365 发布日期:2021-11-09 浏览:56次 >En<

阅读说明:本技术 低温固化性树脂组合物 (Low-temperature curable resin composition ) 是由 大竹阳介 安达勋 坂口崇洋 于 2020-03-09 设计创作,主要内容包括:本发明的课题是提供在滤色器的下层和上层形成的固化膜形成用树脂组合物。解决手段是一种树脂组合物,其含有具有下述式(1)所示的结构单元的均聚物、1分子中具有至少2个烷氧基烷基的交联性化合物、光产酸剂、表面活性剂、以及有机溶剂,上述交联性化合物的含量相对于上述均聚物的含量为40质量%~60质量%,上述光产酸剂的含量相对于上述均聚物和上述交联性化合物的含量之和至少为0.8质量%。(在上述式中,R~(1)表示具有至少1个羟基作为取代基的碳原子数1~6的烷基。)(The invention provides a resin composition for forming a cured film formed on a lower layer and an upper layer of a color filter. The resin composition comprises a homopolymer having a structural unit represented by the following formula (1), a crosslinkable compound having at least 2 alkoxyalkyl groups in 1 molecule, a photoacid generator, a surfactant, and an organic solvent, wherein the content of the crosslinkable compound is 40 to 60 mass% relative to the content of the homopolymer, and the content of the photoacid generator containsThe amount of the crosslinking agent is at least 0.8% by mass relative to the sum of the contents of the homopolymer and the crosslinkable compound. (in the above formula, R 1 Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having at least 1 hydroxyl group as a substituent. ))

低温固化性树脂组合物

技术领域

本发明涉及在图像传感器、显示器器件等具备滤色器的器件中,为了形成在该滤色器的下层和上层形成的固化膜而使用的树脂组合物。特别是,涉及在不超过110℃的烘烤温度下能够形成固化膜的低温固化性树脂组合物。

背景技术

近年来,CCD图像传感器、CMOS图像传感器、液晶显示器、有机EL显示器等器件中,滤色器成为必不可少的构成部件之一。

一般而言,以滤色器的保护和将滤色器表面的凹凸平滑化作为目的,在滤色器上层形成保护膜、平坦化膜这样的透明树脂膜。此外,以提高滤色器与基底基板的密合性、以及将起因于电路配线部、遮光膜、内透镜等的存在的凹凸平滑化作为目的,在滤色器下层也形成透明树脂膜。用于形成这样的透明树脂膜的组合物在例如专利文献1~专利文献4中被公开。

在滤色器的形成中,一般使用例如,含有颜料或染料的、红、绿和蓝这3色的彩色抗蚀剂。使用了3色的彩色抗蚀剂的滤色器的形成方法是,首先涂布第1种颜色的彩色抗蚀剂,进行曝光、显影、和加热处理,形成第1种颜色的彩色抗蚀剂图案。然后,与第1种颜色的彩色抗蚀剂图案同样地操作,形成第2种颜色和第3种颜色的彩色抗蚀剂图案,形成滤色器。

在这样的滤色器形成方法中,为了抑制滤色器的颜色再现性的劣化和具备滤色器的器件的成品率降低,在形成彩色抗蚀剂图案时抑制彩色抗蚀剂的残渣的产生变得重要。

期望上述有机EL显示器器件通过与其它器件相比为低温下的工艺而制造。例如,如专利文献5所公开地那样,为了维持有机EL元件的特性,要求不施加高于110℃的温度。因此,在上述滤色器的上下层形成的上述透明树脂膜需要能够在110℃以下的温度下将树脂组合物固化而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-344866号公报

专利文献2:日本特开2008-031370号公报

专利文献3:日本专利第4222457号

专利文献4:国际公开第2013/005619号

专利文献5:国际公开第2017/203885号

发明内容

发明所要解决的课题

在上述透明树脂膜上形成滤色器的情况下,对上述透明树脂膜要求上述那样的抑制彩色抗蚀剂的残渣的产生的特性。然而,对于由以往的低温固化性材料形成的透明树脂膜,具有不兼具彩色抗蚀剂的残渣产生的充分的抑制效果、与作为永久膜的充分的可靠性这样的问题。

本发明是基于上述情况而提出的,其目的是提供可以在不超过110℃、优选为100℃以下的温度下形成具有优异的耐溶剂性和可靠性的固化膜,在该固化膜上形成滤色器时可以抑制彩色抗蚀剂的残渣的产生,并且可以在该滤色器上形成该固化膜的树脂组合物。此外,本发明的另外的目的是提供具备下述滤色器的器件的制作方法,所述滤色器具备具有优异的耐溶剂性和可靠性的滤色器下层膜和/或滤色器上层膜。

用于解决课题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果完成了本发明。即,本发明是一种树脂组合物,其含有具有下述式(1)所示的结构单元的均聚物、1分子中具有至少2个烷氧基烷基的交联性化合物、光产酸剂、表面活性剂、以及有机溶剂,上述交联性化合物的含量相对于上述均聚物的含量为40质量%~60质量%,上述光产酸剂的含量相对于上述均聚物和上述交联性化合物的含量之和至少为0.8质量%。

(在上述式中,R1表示具有至少1个羟基作为取代基的碳原子数1~6的烷基。)

由上述光产酸剂产生的酸例如为超酸,其酸解离常数pKa例如小于-7。

由上述光产酸剂产生的酸例如为布朗斯台德酸。

上述光产酸剂例如为N-(三氟甲磺酰氧基)-1,8-萘二甲酰亚胺或其衍生物、或二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍盐化合物。

本发明的另一方案是一种具备滤色器的器件的制作方法,其具有下述工序:在基材上涂布本发明的树脂组合物的工序;将该树脂组合物在75℃~110℃进行预烘烤,用近紫外线曝光,然后在75℃~110℃进行后烘烤,从而形成滤色器下层膜的工序;以及在上述滤色器下层膜上使用彩色抗蚀剂形成滤色器的工序。

上述具备滤色器的器件的制作方法可以进一步具有下述工序:在上述滤色器上涂布上述树脂组合物的工序;以及将该树脂组合物在75℃~110℃进行预烘烤,用近紫外线曝光,然后在75℃~110℃进行后烘烤,从而形成滤色器上层膜的工序。

上述预烘烤和后烘烤优选在100℃以下进行。

发明的效果

由本发明的树脂组合物形成的滤色器下层膜或滤色器上层膜具有优异的耐化学品性、耐热性和透明性。由此,由本发明的树脂组合物形成的滤色器下层膜或滤色器上层膜在其形成工序、或配线等周边装置的形成工序中,在进行暴露于酸或碱溶液等药液、或溶剂的处理、暴露于溅射和干蚀刻的处理的情况下,可以显著减少元件劣化或损伤的可能性。此外,在由本发明的树脂组合物形成滤色器下层膜、在其上涂布彩色抗蚀剂的情况下,也可以显著减少与该彩色抗蚀剂的混合的问题、该彩色抗蚀剂的残渣产生的问题、和由上述药液引起的滤色器下层膜的变形和剥离这样的问题。进一步,由本发明的树脂组合物形成的滤色器下层膜或滤色器上层膜通过在曝光后,使用碱性显影液进行显影,从而可以形成所希望的图案。因此,本发明的树脂组合物作为形成滤色器下层膜或滤色器上层膜的材料是适合的。

具体实施方式

本发明是含有特定的均聚物、1分子中具有至少2个烷氧基烷基的交联性化合物、光产酸剂、表面活性剂和有机溶剂的树脂组合物。以下,说明各成分的详细内容。从本发明的树脂组合物除去有机溶剂后的固体成分通常为0.01质量%~50质量%。

<均聚物>

本发明的树脂组合物所包含的均聚物为具有上述式(1)所示的结构单元的聚合物。在上述式(1)中,作为R1所示的基团,可举出例如,羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、二羟基丙基、和二羟基丁基。

作为形成上述式(1)所示的结构单元的化合物(单体),可举出例如,甲基丙烯酸羟基甲酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸3,4-二羟基丁酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、和双丙甘醇单甲基丙烯酸酯。通过在本发明的树脂组合物中使用具有该式(1)所示的结构单元的均聚物,从而在由该树脂组合物形成的滤色器下层膜上形成滤色器后,可以抑制在该滤色器下层膜上产生的彩色抗蚀剂的残渣。

上述均聚物的重均分子量通常为1,000~200,000,优选为3,000~100,000。另外,重均分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)而获得的值。

此外,本发明的树脂组合物中的上述均聚物的含量基于该树脂组合物的固体成分中的含量,通常为30质量%~99质量%,优选为60质量%~75质量%。

在本发明中,获得上述均聚物的方法没有特别限定,一般而言,通过使形成上述式(1)所示的结构单元的化合物(单体)在聚合引发剂存在下的溶剂中,通常在50℃~120℃的温度下进行聚合反应来获得。这样操作而获得的均聚物通常为溶解于溶剂的溶液状态,也可以在该状态下在不离析的情况下用于本发明的树脂组合物。

此外,将如上述那样操作而获得的均聚物的溶液投入到进行了搅拌的己烷、乙醚、甲苯、甲醇、水等不良溶剂中而使该均聚物再沉淀,将生成的沉淀物倾析或过滤,根据需要洗涤后,在常压或减压下进行常温干燥或加热干燥,从而可以使该均聚物为油状物或粉体。通过这样的操作,可以将与上述均聚物共存的聚合引发剂、未反应化合物除去。在本发明中,可以直接使用该均聚物的油状物或粉体,或也可以将该油状物或粉体再溶解于例如后述有机溶剂而作为溶液的状态使用。

<交联性化合物>

本发明的树脂组合物所包含的交联性化合物在1分子中具有至少2个烷氧基烷基。作为该交联性化合物,可以举出例如,具有被烷氧基烷基化了的氮原子的化合物。

作为上述具有被烷氧基烷基化了的氮原子的化合物,可以举出例如,(聚)羟甲基化三聚氰胺、(聚)羟甲基化甘脲、(聚)羟甲基化苯胍胺、(聚)羟甲基化脲等一分子内具有多个活性羟甲基的含氮化合物,并且该羟甲基中的羟基的氢原子中的至少一个被甲基、丁基等烷基取代而得的化合物。

上述具有被烷氧基烷基化了的氮原子的化合物有时为将多种取代化合物混合而得的混合物,也存在包含一部分自缩合而成的低聚物成分的混合物,也可以使用那样的混合物。更具体而言,可以举出例如,六甲氧基甲基三聚氰胺(日本サイテックインダストリーズ(株)制、CYMEL〔注册商标〕303)、四丁氧基甲基甘脲(日本サイテックインダストリーズ(株)制、CYMEL〔注册商标〕1170)、四甲氧基甲基苯胍胺(日本サイテックインダストリーズ(株)制、CYMEL〔注册商标〕1123)等CYMEL系列的商品、四甲氧基甲基甘脲(日本サイテックインダストリーズ(株)制、POWDERLINK〔注册商标〕1174)等POWDERLINK系列的商品、和甲基化三聚氰胺树脂((株)三和ケミカル制,ニカラック〔注册商标〕MW-30HM、ニカラックMW-390、ニカラックMW-100LM、ニカラックMX-750LM)、甲基化脲树脂((株)三和ケミカル制,ニカラック〔注册商标〕MX-270、ニカラックMX-280、ニカラックMX-290)等ニカラック系列的商品。这些交联性化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

本发明的树脂组合物中的交联性化合物的含量基于该树脂组合物中的上述均聚物的含量,优选为40质量%~60质量%。在本发明的树脂组合物中在上述交联性化合物的含量过剩或过少的情况下,在由该树脂组合物形成的滤色器下层膜上形成滤色器后,在该滤色器下层膜上观察到的彩色抗蚀剂的残渣可能变多。

<光产酸剂>

本发明的树脂组合物所包含的光产酸剂为通过曝光而产生强酸的化合物,优选为产生酸解离常数pKa小于-7的超酸的化合物。作为该化合物的具体例,可举出盐化合物、磺酰亚胺化合物、和二磺酰基重氮甲烷化合物。

作为上述盐化合物的具体例,可举出二苯基碘六氟磷酸盐、二苯基碘三氟甲烷磺酸盐、二苯基碘九氟-正丁烷磺酸盐、二苯基碘全氟-正辛烷磺酸盐、二苯基碘樟脑磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘樟脑磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘三氟甲烷磺酸盐等碘盐化合物、和三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍三(五氟乙基)三氟磷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基锍九氟-正丁烷磺酸盐、三苯基锍樟脑磺酸盐、三苯基锍三氟甲烷磺酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍六氟磷酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍三(五氟乙基)三氟磷酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍六氟锑酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍四(五氟苯基)硼酸盐等锍盐化合物。该盐化合物中,优选为锍盐化合物,作为通过使用了i射线(365nm)的曝光而产生酸的化合物,更优选为二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍盐化合物。

作为上述磺酰亚胺化合物的具体例,可举出N-(三氟甲磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(九氟-正丁烷磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)-1,8-萘二甲酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)-2-烷基-1,8-萘二甲酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)-3-烷基-1,8-萘二甲酰亚胺和N-(三氟甲磺酰氧基)-4-烷基-1,8-萘二甲酰亚胺。该磺酰亚胺化合物中,优选为N-(三氟甲磺酰氧基)-1,8-萘二甲酰亚胺、及其衍生物。

作为上述二磺酰基重氮甲烷化合物的具体例,可举出双(三氟甲基磺酰基)重氮甲烷。

作为上述光产酸剂的具体例,可举出アデカアークルズ(注册商标)SP-056、アデカアークルズSP-066、アデカアークルズSP-140、アデカアークルズSP-141、アデカアークルズSP-082、アデカアークルズSP-601、アデカアークルズSP-606、アデカアークルズSP-701、アデカアークルズSP-150、アデカアークルズSP-170、アデカアークルズSP-171(以上,(株)ADEKA制)、CPI(注册商标)-110P、CPI-110B、CPI-310B、CPI-210S、CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K(以上,サンアプロ(株)制)、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)制)。这些光产酸剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。

此外,本发明的树脂组合物中的上述光产酸剂的含量基于该树脂组合物中的上述均聚物和上述交联性化合物的含量之和,通常为0.8质量%~20质量%,优选为1.0质量%~15质量%。在本发明的树脂组合物中在上述光产酸剂的含量过少的情况下,由该树脂组合物形成的膜的耐溶剂性或可靠性可能变得不充分。

<表面活性剂>

出于提高涂布性的目的,本发明的树脂组合物含有表面活性剂。作为该表面活性剂,可以举出例如,聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基芳基醚类、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物类、失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单棕榈酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇三油酸酯、失水山梨糖醇三硬脂酸酯等失水山梨糖醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇三硬脂酸酯等聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯类等非离子系表面活性剂、エフトップ〔注册商标〕EF301、エフトップEF303、エフトップEF352(以上,三菱マテリアル電子化成(株)制)、メガファック〔注册商标〕F-171、メガファックF-173、メガファックR-30、メガファックR-40、メガファックR-40-LM(以上,DIC(株)制)、フロラードFC430、フロラードFC431(以上,住友スリーエム(株)制)、アサヒガード〔注册商标〕AG710、サーフロン〔注册商标〕S-382、サーフロンSC101、サーフロンSC102、サーフロンSC103、サーフロンSC104、サーフロンSC105、サーフロンSC106(AGC(株)制)、FTX-206D、FTX-212D、FTX-218、FTX-220D、FTX-230D、FTX-240D、FTX-212P、FTX-220P、FTX-228P、FTX-240G、DFX-18等フタージェント系列((株)ネオス制)等氟系表面活性剂、和有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业(株)制)。这些表面活性剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

本发明的树脂组合物中的表面活性剂的含量基于该树脂组合物中的上述均聚物的含量,通常为0.001质量%~3质量%,优选为0.01质量%~2质量%,更优选为0.1质量%~1质量%。

<有机溶剂>

作为本发明的树脂组合物所包含的有机溶剂,只要是溶解该树脂组合物所包含的固体成分的有机溶剂,就没有特别限定。作为那样的有机溶剂,可以举出例如,乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-庚酮、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、和N-乙基吡咯烷酮。这些有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

上述有机溶剂中,从提高将本发明的树脂组合物涂布在基材上而形成的涂膜的流平性的观点考虑,优选为丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、2-庚酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、环戊酮、环己酮和γ-丁内酯。

<其它添加剂>

只要不损害本发明的效果,本发明的树脂组合物就可以根据需要包含光稳定剂、紫外线吸收剂、敏化剂、增塑剂、抗氧化剂、密合助剂、消泡剂等添加剂。

<树脂组合物的调制方法>

本发明的树脂组合物的调制方法没有特别限定,可举出例如,将具有上述式(1)所示的结构单元的均聚物的溶液、交联性化合物、光产酸剂和表面活性剂以规定的比例溶解于有机溶剂,制成均匀的溶液的方法。进一步,可举出在该调制方法的适当阶段中,根据需要将其它添加剂进一步添加并进行混合的方法。

<滤色器下层膜或滤色器上层膜的制作方法>

对使用了本发明的树脂组合物的滤色器下层膜或滤色器上层膜的制作方法进行说明。通过在基材(例如,半导体基板、玻璃基板、石英基板、硅晶片、和在它们的表面形成了各种金属膜、平坦化膜、滤色器、有机EL元件等的基板)上,通过旋涂器、涂布机等适当的涂布方法而涂布本发明的树脂组合物,然后,使用电热板、烘箱等加热装置进行预烘烤,来形成涂膜。接着使用曝光机将涂膜曝光。进一步使用电热板、烘箱等加热装置进行后烘烤使其固化,制作滤色器下层膜或滤色器上层膜。在将上述树脂组合物涂布后或预烘烤后可以包含显影处理。上述预烘烤和后烘烤条件从烘烤温度75℃~110℃、烘烤时间0.3分钟~60分钟中适当选择。该后烘烤可以进行2步以上处理。在上述曝光中,可以使用例如,近紫外线(例如i射线)。此外,由本发明的树脂组合物形成的滤色器下层膜的膜厚例如为0.06μm~0.5μm,由本发明的树脂组合物形成的滤色器上层膜的膜厚例如为0.3μm~1.0μm。

实施例

以下基于实施例和比较例更详细地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。

〔在下述合成例中获得的均聚物的重均分子量的测定〕

均聚物的分子量通过GPC装置测定、作为聚乙二醇、聚氧化乙烯换算值而算出重均分子量(Mw)。

GPC装置:昭和电工(株)制GPC系统(Shodex〔注册商标〕GPC-101)柱:Shodex〔注册商标〕KD-800RH、KD-800RL、KD-803和KD-805柱温度:50℃

洗脱液:N,N-二甲基甲酰胺[作为添加剂,包含溴化锂-水合物(LiBr·H2O)30mmol/L、磷酸·无水结晶(o-磷酸)30mmol/L、和四氢呋喃(THF)10ml/L。]

流速:1.0mL/分钟

标准曲线制作用标准样品:東ソー(株)制TSK标准聚氧化乙烯[重均分子量(Mw)900,000、150,000、100,000、30,000]、和ポリマーラボラトリー社制聚乙二醇[峰顶分子量(Mp)12,000、4,000、1,000]

为了避免峰重叠,分别测定了将Mw为900,000、100,000的标准聚氧化乙烯和Mp为12,000、1,000的聚乙二醇这4种混合而得的样品、以及将Mw为150,000、30,000的标准聚氧化乙烯和Mp为4,000的聚乙二醇这3种混合而得的样品,即2种样品。

[聚合物的合成]

<合成例1>

使甲基丙烯酸2-羟基乙酯40.0g和2,2’-偶氮二异丁腈3.0g溶解于丙二醇单甲基醚80.0g后,将该溶液经4小时滴加到将丙二醇单甲基醚49.0g保持于70℃的烧瓶中。在滴加结束后,进一步使其反应18小时,获得了均聚物的溶液(固体成分浓度25质量%)。所得的均聚物的重均分子量Mw为24,200。

<合成例2>

使丙烯酸2-羟基丙酯30.2g、丙烯酸苄酯10.0g和2,2’-偶氮二异丁腈3.4g溶解于丙二醇单甲基醚80.9g后,将该溶液经4小时滴加到将丙二醇单甲基醚49.8g保持于70℃的烧瓶中。在滴加结束后,进一步使其反应18小时,获得了共聚物的溶液(固体成分浓度25.0质量%)。所得的共聚物的重均分子量Mw为13,500。

[树脂组合物的调制]

<实施例1>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.028g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<实施例2>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为光产酸剂的CPI-210S(サンアプロ(株)制)0.14g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g中而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<实施例3>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为光产酸剂的CPI-110B(サンアプロ(株)制)0.14g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<实施例4>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))1.2g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.032g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚15.8g和丙二醇单甲基醚30.9g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<比较例1>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为热产酸剂的TAG2689(KING INDUSTRIES社制)0.028g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<比较例2>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为酸化合物的对甲苯磺酸(东京化成工业(株)制)0.028g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<比较例3>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为酸化合物的吡啶对甲苯磺酸盐(东京化成工业(株)制)0.028g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<比较例4>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为酸化合物的吡啶对甲苯磺酸盐(东京化成工业(株)制)0.14g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚14.4g和丙二醇单甲基醚27.6g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

<比较例5>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.2g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.022g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚10.9g和丙二醇单甲基醚19.4g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。本比较例为交联性化合物的含量过少的例子。

<比较例6>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))1.6g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.036g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚17.8g和丙二醇单甲基醚35.6g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。本比较例为交联性化合物的含量过剩的例子。

<比较例7>

使在合成例1中获得的均聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.4g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.024g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于丙二醇单乙基醚11.9g和丙二醇单甲基醚21.7g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。本比较例为交联性化合物的含量过少的例子。

<比较例8>

使在合成例2中获得的共聚物的溶液8.0g、作为交联性化合物的四甲氧基甲基甘脲(POWDERLINK〔注册商标〕1174(日本サイテックインダストリーズ(株)制))0.8g、作为光产酸剂的SP-606((株)ADEKA制)0.028g和メガファック〔注册商标〕R-40(DIC(株)制)0.002g溶解于乳酸乙酯13.9g和丙二醇单甲基醚26.3g而制成溶液。然后,将该溶液使用孔径1.0μm的PTFE制微型过滤器进行过滤,调制出树脂组合物。

[耐溶剂性试验]

将在实施例1~实施例4和比较例1~比较例8中调制的树脂组合物分别使用旋转涂布机涂布在硅晶片上,在电热板上在100℃烘烤1分钟,使用i射线步进曝光机NSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン制)以500mJ/cm2曝光,进一步在100℃烘烤9分钟,形成了膜厚0.2μm的膜。对于这些膜,分别在23℃的温度条件下浸渍在丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、环己酮和2.38质量%浓度的氢氧化四甲基铵(以下,简称为TMAH。)水溶液中5分钟后,在100℃进行了1分钟干燥烘烤。进行浸渍前的膜和干燥烘烤后的膜的膜厚测定,由下述式算出膜厚变化率。

[1-(干燥烘烤后的膜厚/浸渍前的膜厚)]×100(%)

在即使上述浸渍溶剂之中的1种的膜厚变化率为10%以上的情况下也以“×”、在全部溶剂中膜厚变化率均小于10%的情况下以“○”评价了耐溶剂性。将评价结果示于表1中。

[透射率测定]

将在实施例1~实施例4和比较例1~比较例8中调制的树脂组合物分别使用旋转涂布机涂布在石英基板上,在电热板上在100℃烘烤1分钟,使用i射线步进曝光机NSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン制)以500mJ/cm2曝光,进一步在100℃烘烤9分钟,形成了膜厚0.2μm的膜。对于这些膜,使用紫外可见分光光度计UV-2550((株)岛津制作所制),在波长400nm~800nm的范围使波长每次2nm地一点点变化而测定了透射率。将在波长400nm~800nm的范围测定的最低透射率的值示于表1中。

[可靠性试验]

将在实施例1~实施例4和比较例2~比较例6中调制的树脂组合物分别使用旋转涂布机涂布在硅晶片上,在电热板上在100℃烘烤1分钟,使用i射线步进曝光机NSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン制)以500mJ/cm2曝光,进一步在100℃烘烤9分钟,形成了膜厚0.2μm的膜。将所得的膜在空气中在90℃的条件下暴露240小时,实施了可靠性试验。使用干涉膜厚计测定试验前后的膜的膜厚。由下述式算出膜厚变化率,在膜厚变化率超过5%的情况下评价为“×”,在膜厚变化率为5%以下的情况下评价为“○”。将评价结果示于表1中。

[1-(试验后膜厚/试验前膜厚)]×100(%)

[彩色抗蚀剂残渣]

将在实施例1、实施例4和比较例5~比较例8中调制的树脂组合物分别使用旋转涂布机涂布在硅晶片上,在电热板上在100℃条件下使用i射线步进曝光机NSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン制)曝光1分钟,进一步在电热板上在100℃烘烤9分钟,形成了膜厚0.2μm的滤色器下层膜。在该滤色器下层膜上,涂布包含C.I.颜料红254和C.I.颜料红177作为颜料的、光自由基聚合性颜料分散型红色彩色抗蚀剂液,在电热板上在100℃进行1分钟烘烤,形成了膜厚0.5μm的红色彩色抗蚀剂膜。接着,使用i射线步进曝光机NSR-2205i12D(NA=0.63)((株)ニコン制),将上述红色彩色抗蚀剂膜经由掩模而曝光,用2.38质量%的TMAH水溶液显影60秒,用超纯水冲洗20秒,然后进行干燥,形成了100μm×100μm的矩形图案。使用扫描型电子显微镜S-9260((株)日立ハイテクノロジーズ制),观察了矩形图案周围的滤色器下层膜上的红色彩色抗蚀剂的残渣。将以比较例6作为基准进行比较时的残渣水平的评价结果示于表1中。在上述滤色器下层膜上观察到的红色彩色抗蚀剂残渣与比较例6相比,以“少”、“多”、“同等”这3个水平评价了残渣水平。

表1

根据表1的结果,由本发明的树脂组合物形成的膜为高耐溶剂性并且高透明性。此外,在由本发明的树脂组合物形成的膜上,彩色抗蚀剂的残渣少,由本发明的树脂组合物形成的膜抑制彩色抗蚀剂的残渣的产生的效果优异。另一方面,关于由在比较例1中调制的树脂组合物形成的膜,虽然为高透明性,但耐溶剂性不充分。关于由在比较例2~比较例4中调制的树脂组合物形成的膜,虽然为高耐溶剂性并且高透明性,但可靠性不充分。关于由在比较例5和比较例6中调制的树脂组合物形成的膜,虽然为高耐溶剂性、高透明性并且高可靠性,但残渣水平为基准或多于基准水平。关于由在比较例7中调制的树脂组合物形成的膜,虽然为高耐溶剂性并且高透明性,但残渣水平与基准同等。关于由在比较例8中调制的树脂组合物形成的膜,虽然为高溶解性并且高透明性,但残渣水平多于基准水平。

产业可利用性

本发明的树脂组合物适合作为形成CCD图像传感器、CMOS图像传感器、液晶显示器、有机EL显示器等器件中的、滤色器下层膜、滤色器上层膜、填料分散抗蚀剂下层膜等的材料。此外,在由本发明的树脂组合物形成的滤色器下层膜上形成彩色抗蚀剂图案的情况下,可以抑制彩色抗蚀剂的残渣的产生,对提高具备滤色器的器件的品质和成品率是有用的。

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