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光敏性树脂组合物、含氟树脂固化物的制备方法、含氟树脂、含氟树脂膜、隔堤及显示元件

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48



技术领域

本发明涉及光敏性树脂组合物及含氟树脂固化物的制备方法。

背景技术

在制造有机EL显示器、微型LED显示器、量子点显示器等的显示元件时,作为具有发光等功能的有机层的形成方法,已知有喷墨法。喷墨法有几种方法,具体而言,可列举出通过喷嘴向形成在基板上的具有凹凸的图案膜的凹部滴加油墨并使其固化的方法,或者以亲液部和拒液部的形式预先在基板上形成图案膜,并向该图案膜上滴加油墨的液滴而仅使亲液部附着油墨的方法,所述亲液部为被油墨浸润的部位、所述拒液部为排斥油墨的部位。

特别是在上文中列举的通过喷嘴向图案膜的凹部滴加油墨并使其固化的方法中,为了制作这种具有凹凸的图案膜,主要能够采用两种方法。一种是通过以图案状对涂布在基板上的光敏性抗蚀膜的表面进行曝光而形成曝光部和未曝光部,用显影液溶解去除任一部位的光刻法;另一种是使用印刷技术的压印法。通常在形成具有凹凸的图案膜后,对基板的整个面进行UV臭氧处理或氧等离子体处理。通过该UV臭氧处理或氧等离子体处理,尤其能够去除图案膜的凹部的残留有机物,减少所滴加的油墨的润湿不均,由此能够预先防止显示元件的缺陷。

所形成的具有凹凸的图案膜的凸部被称为隔堤(bank)(间隔壁),在向图案膜的凹部滴加油墨时,隔堤作为不使油墨相互混合的屏障而发挥作用。为了提高这一作为屏障的效果,要求图案膜凹部的基板表面露出,其基板表面对油墨为亲液性,且隔堤的上表面对油墨为拒液性(liquid repellency)。

专利文献1公开了一种含有乙烯基聚合物的光敏性树脂组合物,所述乙烯基聚合物含有具有环氧基的侧链。

专利文献2公开了一种可在低温(室温~150℃)下固化、并含有在主链上具有氟原子的重复单元的含氟聚合物。

此外,作为有机EL用隔堤形成用组合物,已知一种组合物,其含有在主链上具有丙烯酰基部位的氟类聚合物作为针对油墨的拒液剂(例如,专利文献2及3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-142753号公报

专利文献2:国际公开第2018/43165号公报

专利文献3:日本特开2015-172742号公报

专利文献4:日本特开2012-108499号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而,使用专利文献1~2所记载的树脂组合物制备树脂固化物时,其树脂固化物的拒液性并不充分,难以使用于要求拒液性的用途中。

本发明的技术问题在于,提供一种具有良好的拒液性的光敏性树脂组合物。

解决技术问题的技术手段

本申请的发明人鉴于上述问题进行了认真研究。结果发现至少含有具有交联部位的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,且上述含氟树脂含有由具有氟原子的烃组成的重复单元的光敏性树脂组合物能够解决上述技术问题,进而完成了本发明。

将本发明的光敏性树脂组合物固化而成的含氟树脂固化物的拒液性也优异。因此,当使用本发明的光敏性树脂组合物形成有机EL显示器、微型LED显示器或量子点显示器等的隔堤时,其隔堤表现出优异的油墨拒液性。

即,本发明如下所示。

[发明1]

一种光敏性树脂组合物,其特征在于,

其至少含有具有交联部位的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,

所述含氟树脂含有由具有氟原子的烃组成的重复单元。

[发明2]

根据发明1所述的光敏性树脂组合物,其中,所述由具有氟原子的烃组成的重复单元具有下述式(1-1)所表示的结构。

[化学式1]

-CR

式(1-1)中,Rf各自独立地表示碳原子数为1~6的直链状全氟烷基、碳原子数为3~6的支链状全氟烷基或碳原子数为3~6的环状全氟烷基、或者氟原子。R

[发明3]

根据发明1或2所述的光敏性树脂组合物,其中,所述由具有氟原子的烃组成的重复单元具有下述式(1-2)所表示的结构。

[化学式2]

式(1-2)中,Rf各自独立地表示碳原子数为1~6的直链状全氟烷基、碳原子数为3~6的支链状全氟烷基或碳原子数为3~6的环状全氟烷基、或者氟原子。R

[发明4]

根据发明2或3所述的光敏性树脂组合物,其中,所述式(1-1)或所述式(1-2)中的Rf为氟原子、三氟甲基、二氟甲基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、七氟正丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、3,3,3-三氟丙基、六氟异丙基、七氟异丙基、九氟正丁基、九氟异丁基或九氟叔丁基。

[发明5]

根据发明1~4中任一项所述的光敏性树脂组合物,其中,所述氟树脂的含氟率为20~50质量%。

[发明6]

根据发明1~5中任一项所述的光敏性树脂组合物,其进一步含有交联剂。

[发明7]

根据发明1~6中任一项所述的光敏性树脂组合物,其进一步含有碱溶性树脂。

[发明8]

根据发明1~7中任一项所述的光敏性树脂组合物,其以140℃以下的温度进行固化。

[发明9]

一种含氟树脂固化物的制备方法,其为制备含氟树脂固化物的方法,其特征在于,其包含:

通过以140℃以下的温度对发明1~8中任一项所述的光敏性树脂组合物进行烘干而使其固化的烘干工序。

[发明10]

根据发明9所述的含氟树脂固化物的制备方法,其中,在所述烘干工序中,以60~130℃对所述光敏性树脂组合物进行烘干。

[发明11]

根据发明9或10所述的含氟树脂固化物的制备方法,其中,在所述烘干工序之前,包含以高能量射线对所述光敏性树脂组合物进行曝光的曝光工序。

[发明12]

根据发明11所述的含氟树脂固化物的制备方法,其中,所述高能量射线为选自由紫外线、伽马射线、X射线及α射线组成的组中的至少一种。

[发明13]

一种含氟树脂固化物的制备方法,其为含氟树脂固化物的制备方法,其特征在于,其包括:

将发明1~8中任一项所述的光敏性树脂组合物涂布在基板上后,通过加热使所述光敏性树脂组合物形成含氟树脂膜的成膜工序;

以高能量射线对所述含氟树脂膜进行曝光的曝光工序;

用碱性水溶液使所述曝光工序后的含氟树脂膜显影,形成含氟树脂图案膜的显影工序;及

在所述显影工序后,通过以140℃以下的温度对所述含氟树脂图案膜进行烘干而使其固化,从而形成含氟树脂固化物的烘干工序。

[发明14]

一种含氟树脂,其同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2)所表示的重复单元。

[化学式3]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-2)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

[发明15]

根据发明14所述的含氟树脂,其中,R

[发明16]

根据发明14或15所述的含氟树脂,其进一步含有式(2-3)所表示的重复单元。

[化学式4]

式(2-3)中,

R

R

[发明17]

根据发明14~16中任一项所述的含氟树脂,其进一步含有式(2-4)所表示的重复单元。

[化学式5]

式(2-4)中,

R

B

m表示0~3的整数。

[发明18]

一种光敏性树脂组合物,其至少含有发明14~17中任一项所述的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂。

[发明19]

根据发明18所述的光敏性树脂组合物,其中,所述溶剂为选自由甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丁醚、二丙二醇单乙酸酯单苯醚、1,4-二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯及六氟异丙醇组成的组中的至少一种。

[发明20]

根据发明18或19所述的光敏性树脂组合物,其进一步含有交联剂和碱溶性树脂。

[发明21]

一种含氟树脂膜,其同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2A)所表示的重复单元。

[化学式6]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-2A)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

[发明22]

一种隔堤,其同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2A)所表示的重复单元。

[化学式7]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-2A)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

[发明23]

一种显示元件,其含有发明22所述的隔堤。

[发明24]

一种含氟树脂,其同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元。

[化学式8]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-2)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。r表示0或1。

[发明25]

根据发明24所述的含氟树脂,其中,R

[发明26]

根据发明24或25所述的含氟树脂,其进一步含有式(3-3)所表示的重复单元。

[化学式9]

式(3-3)中,

R

R

[发明27]

根据发明24~26中任一项所述的含氟树脂,其进一步含有式(3-4)所表示的重复单元。

[化学式10]

式(3-4)中,

R

E

s表示0或1。

[发明28]

根据发明24~27中任一项所述的含氟树脂,其进一步含有式(3-6)所表示的重复单元。

[化学式11]

式(3-6)中,R

[发明29]

根据发明24~28中任一项所述的含氟树脂,其进一步含有式(3-5)所表示的重复单元。

[化学式12]

式(3-5)中,

R

B

m表示0~3的整数。

[发明30]

一种光敏性树脂组合物,其至少含有发明24~29中任一项所述的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂。

[发明31]

根据发明30所述的光敏性树脂组合物,其中,所述溶剂为选自由甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丁醚、二丙二醇单乙酸酯单苯醚、1,4-二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯及六氟异丙醇组成的组中的至少一种。

[发明32]

根据发明30或31所述的光敏性树脂组合物,其进一步含有交联剂和碱溶性树脂。

[发明33]

一种含氟树脂膜,其同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2A)所表示的重复单元。

[化学式13]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-2A)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。r表示0或1。

[发明34]

一种隔堤,其同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2A)所表示的重复单元。

[化学式14]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-2A)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。r表示0或1。

[发明35]

一种显示元件,其含有发明34所述的隔堤。

发明效果

根据本发明,能够提供一种具有良好的拒液性的光敏性树脂组合物。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明,但下文中记载的对构成要件的说明是本发明的实施方案的一个实例,并不限定于这些具体内容。在其主旨范围内能够实施各种变形。

本发明的“具体实施方式”栏中的“[”及“]”、“<”及“>”所表示的事项仅为符号,其本身不具有含义。

在本说明书中,“聚合物”和“树脂”为同义词,只要没有另外注释,均表示高分子化合物。

在本说明书中,“隔堤”和“间隔壁”为同义词,只要没有另外注释,均表示喷墨法中的具有凹凸的图案膜的凸部。

在本说明书中,“隔堤的上表面”是指喷墨法中的具有凹凸的图案膜的凸部的上表面(是指相对于基板面,垂直方向的距离较远的面),不包括凸部的壁面。

在本发明的说明书中,“对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性”是指在进行UV臭氧处理或氧等离子体处理前后,膜减少量少,即膜厚的变化小。

(第一实施方案)

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的特征在于,至少含有具有交联部位的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,上述含氟树脂含有由具有氟原子的烃组成的重复单元。

这样的本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物能够在低温下固化,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的固化物具有良好的拒液性。

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物能够在低温下固化。因此,将本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物用于形成有机EL显示器、微型LED显示器或量子点显示器等的隔堤时,不会给发光层带来大的热损伤,能够形成隔堤。

另外,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物优选以140℃以下的温度进行固化,更优选以60~130℃以下的温度进行固化。

此外,使本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物固化而成的含氟树脂固化物的拒液性也优异。因此,当使用本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物形成有机EL显示器、微型LED显示器或量子点显示器等的隔堤时,该隔堤表现出优异的油墨拒液性。

以下,对本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的各构成进行说明。

<含氟树脂>

作为本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的含氟树脂,由具有氟原子的烃组成的重复单元优选具有下述化学式(1-1)所表示的结构,更优选具有下述式(1-2)所表示的结构。

[化学式15]

-CR

式(1-1)中,Rf各自独立地表示碳原子数为1~6的直链状全氟烷基、碳原子数为3~6的支链状全氟烷基或碳原子数为3~6的环状全氟烷基、或者氟原子。R

[化学式16]

式(1-2)中,Rf各自独立地表示碳原子数为1~6的直链状全氟烷基、碳原子数为3~6的支链状全氟烷基或碳原子数为3~6的环状的全氟烷基、或者氟原子。R

在式(1-2)中,R

此外,式(1-1)或式(1-2)中的Rf优选为氟原子、三氟甲基、二氟甲基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、七氟正丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、3,3,3-三氟丙基、六氟异丙基、七氟异丙基、九氟正丁基、九氟异丁基、九氟叔丁基,更优选氟原子、三氟甲基、二氟甲基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、七氟正丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、3,3,3-三氟丙基、六氟异丙基,特别优选氟原子、二氟甲基、三氟甲基。

关于本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的含氟树脂所含的、由具有氟原子的烃组成的重复单元,作为优选的重复单元,能够例示出以下结构。

[化学式17]

[化学式18]

相对于含氟树脂100质量%,式(1-2)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(1-2)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(1-2)的重复单元的含量小于5质量%,则有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性下降的趋势。

根据用途,也能够通过不将含氟树脂溶于溶剂而在加热下直接对树脂进行加压的方法(热压法)等来形成含氟树脂膜。此时,即使使用大于70质量%的式(1-2)所表示的重复单元,含氟树脂整体对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性、以及UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性也不会差,在本发明中,这种使用不会受到阻碍。

此外,在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂可以含有下述式(1-3)所表示的结构。

[化学式19]

在式(1-3)中,R

在式(1-3)中,W

由于W

在式(1-3)中,A

二价的连接基团A

二价的连接基团A

二价的连接基团A

这些亚烷基中的任意个数的氢原子被羟基取代时,作为该羟基取代亚烷基,例如可列举出羟基亚乙基、1-羟基-正亚丙基、2-羟基-正亚丙基、羟基-异亚丙基(-CH(CH

此外,这些亚烷基中的任意个数的氢原子被-O-C(=O)-CH

其中,二价的连接基团A

在式(1-3)中,Y

在式(1-3)中,n表示1~3的整数,特别优选n为1。

芳香环的取代位置各自独立地表示邻位、间位、对位,优选为对位。

关于式(1-3)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。另外,虽然所例示出的芳香环的取代位置为对位,但取代位置也可各自独立地为邻位、间位。

关于式(1-3)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。另外,虽然所例示出的芳香环的取代位置为对位,但取代位置也可各自独立地为邻位、间位。

[化学式20]

[化学式21]

[化学式22]

[化学式23]

相对于含氟树脂100质量%,式(1-3)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(1-3)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(1-3)的重复单元的含量小于5质量%,则有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性下降的趋势。

此处,本发明的第一实施方案的式(1-3)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测其具有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性。但是,本发明并不受此处所记述的效果的限定。

如上所述,本发明的第一实施方案的含氟树脂可以是含有所述式(1-2)所表示的重复单元和所述式(1-3)所表示的重复单元的共聚物、与含有所述式(1-2)所表示的重复单元和所述式(1-3)所表示的重复单元的另一种共聚物的混合物(blend)。特别是,本发明的第一实施方案的含氟树脂为含有式(1-3)中的W

此外,在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂可以含有下述式(1-4)所表示的结构。

[化学式24]

在式(1-4)中,R

在式(1-4)中,W

由于W

在式(1-4)中,A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被羟基取代时,作为该羟基取代亚烷基,例如可列举出1-羟基亚乙基(-CH(OH)CH

此外,当这些亚烷基的中任意个数的氢原子被-O-C(=O)-CH3取代时,作为该取代亚烷基,可列举出上文中例示出的羟基取代亚烷基的羟基被-O-C(=O)-CH

其中,二价的连接基团A

在式(1-4)中,Y

在式(1-4)中,n表示1~3的整数,n特别优选为1。

在式(1-4)中,r表示0或1。r为0时,(-C(=O)-)表示单键。

关于式(1-4)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式25]

[化学式26]

[化学式27]

[化学式28]

[化学式29]

相对于含氟树脂100质量%,式(1-4)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(1-4)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(1-4)的重复单元的含量小于5质量%,则有由含氟树脂得到的含氟树脂膜或隔堤对基板的密合性下降的趋势。

式(1-4)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测通过使含氟树脂含有式(1-4)所表示的重复单元,所得到的含氟树脂膜或隔堤对基板的密合性得以提高。但是,本发明并不受此处所记述的效果的限定。

本发明的第一实施方案的含氟树脂可以是含有所述式(1-2)所表示的重复单元和所述式(1-4)所表示的重复单元的共聚物、与含有所述式(1-2)所表示的重复单元和所述式(1-4)所表示的重复单元的另一种共聚物的混合物(blend)。特别是,本发明的第一实施方案的含氟树脂为含有式(1-4)中的W

此外,在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂可以含有下述式(1-5)所表示的结构。

[化学式30]

式(1-5)中,R

式(1-5)中,R

当R

当R

[化学式31]

式(1-5-1)中,R

式(1-5-1)中,X为氢原子或氟原子。

式(1-5-1)中,p为1~4的整数。q为1~14的整数。特别优选p为1~2的整数、q为2~8的整数、且X为氟原子。

关于式(1-5-1)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式32]

[化学式33]

[化学式34]

[化学式35]

相对于含氟树脂100质量%,式(1-5)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(1-5)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

式(1-5)所表示的重复单元是赋予UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的重复单元。因此,欲追求对油墨的高拒液性时,优选本发明的第一实施方案的含氟树脂中含有式(1-5)所表示的重复单元。

此外,在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂可以含有下述式(1-6)所表示的结构。

[化学式36]

式(1-6)中,R

式(1-6)中,B

关于式(1-6)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式37]

[化学式38]

相对于含氟树脂100质量%,式(1-6)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为20质量%以上40质量%以下。

若式(1-6)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

在式(1-6)中,当B

此外,在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂可以含有下述式(1-7)所表示的结构。

[化学式39]

在式(1-7)中,R

在式(1-7)中,A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被羟基取代时,作为该羟基取代亚烷基,例如可列举出1-羟基亚乙基(-CH(OH)CH

此外,当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被-O-C(=O)-CH

其中,二价的连接基团A

在式(1-7)中,Y

在式(1-7)中,R表示0或1。R为0时,(-C(=O)-)表示单键。

在式(1-7)中,E

当E

在式(1-7)中,s表示0或1。当s为0时,(-Y

关于式(1-7)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式40]

在式(1-7)中,当E

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,含氟树脂的分子量以利用将聚苯乙烯作为标准物质的凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量计,优选为1,000以上、1,000,000以下,更优选为2,000以上、500,000以下,特别优选为3,000以上、100,000以下。若分子量小于1,000,则有所形成的含氟树脂膜或有机EL用隔堤的强度下降的趋势,若分子量大于1,000,000,则有在溶剂中的溶解性不充分,难以通过涂布形成含氟树脂膜的情况。

分布系数(Mw/Mn)优选为1.01~5.00,更优选为1.01~4.00,特别优选为1.01~3.00。

含氟树脂可以是无规共聚物,可以是交替共聚物,可以是嵌段共聚物,也可以是接枝共聚物。从不使各自的特性集中于局部而使之适度分散的角度出发,优选为无规共聚物。

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的含氟树脂的优选方案如以下所示。

<方案1-1>

同时含有下述式(1-2)所表示的重复单元和式(1-3)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):R

式(1-3):R

<方案1-2>

同时含有下述式(1-2)所表示的重复单元和式(1-3)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-3):R

<方案1-3>

含有下述式(1-2)、式(1-3)及式(1-5-1)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-3):与方案1-1相同

式(1-5-1):R

<方案1-4>

含有下述式(1-2)、式(1-3)、式(1-5-1)及式(1-6)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-3):与方案1-1相同

式(1-5-1):与方案1-3相同

式(1-6):R

<方案1-5>

同时含有下述式(1-2)所表示的重复单元和式(1-4)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):R

<方案1-6>

同时含有下述式(1-2)所表示的重复单元和式(1-4)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):R

<方案1-7>

同时含有下述式(1-2)所表示的重复单元和式(1-4)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):R

<方案1-8>

含有下述式(1-2)、式(1-4)及式(1-5-1)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):与方案1-5相同

式(1-5-1):与方案1-3相同

<方案1-9>

含有下述式(1-2)、式(1-4)、式(1-5-1)及式(1-7)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):与方案1-5相同

式(1-5-1):与方案1-3相同

式(1-7):R

<方案1-10>

含有下述式(1-2)、式(1-4)、式(1-5-1)、式(1-6)及式(1-7)所表示的重复单元的含氟树脂

式(1-2):与方案1-1相同

式(1-4):与方案1-5相同

式(1-5-1):与方案1-3相同

式(1-6):与方案1-4相同

式(1-7):与方案1-9相同

在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,所述含氟树脂的含氟率优选为20~50质量%,更优选为25~40质量%。

若含氟率在该范围内,则容易溶解于溶剂。通过使含氟树脂含有氟原子,能够得到拒液性优异的含氟树脂膜或隔堤。

另外,在本发明中,“含氟树脂的含氟率”能够根据通过NMR(核磁共振波谱法)测定的构成氟树脂的单体的摩尔比、构成氟树脂的单体的分子量、单体中所含的氟的含量等计算。

此处,对氟树脂是由1,1-双(三氟甲基)丁二烯、4-羟基苯乙烯及2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯组成的树脂时的氟含量的测定方法进行说明。

(i)首先,通过对氟树脂进行NMR测定,计算各组分的比例(摩尔比)。

(ii)将氟树脂的各组分的单体的分子量(NMR)与摩尔比相乘,并将所得到的值相加,求出合计值。由该合计值计算各组分的重量比(wt%)。

另外,1,1-双(三氟甲基)丁二烯的分子量为190、1,1-双(三氟甲基)丁二烯的分子量为120、2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯的分子量为432。

(iii)接着,在含有氟的组分中,计算出单体中的含氟率。

(iv)计算各成分的“单体中的含氟率÷单体分子量(Mw)×重量比(wt%)”,将所得到的数值相加。

(v)计算“上述(iv)中得到的数值”/“上述(ii)中得到的合计值”,算出氟树脂的含氟率。

<溶剂>

在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,溶剂只要能溶解含氟树脂,则没有特殊限制,可列举出酮类、醇类、多元醇类及其衍生物、醚类、酯类、芳香族类溶剂、氟类溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为酮类,具体而言,可列举出丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、环戊酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、2-庚酮等。

作为醇类,具体而言,可列举出异丙醇、丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、叔戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-2-戊醇、正己醇、正庚醇、2-庚醇、正辛醇、正癸醇、仲戊醇、叔戊醇、异戊醇、2-乙基-1-丁醇、月桂醇、己基癸醇、油醇等。

作为多元醇类及其衍生物,具体而言,可列举出乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙酸酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇或二丙二醇单乙酸酯的单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚等。

作为醚类,具体而言,可列举出二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、二氧六环、苯甲醚等。

作为酯类,具体而言,可列举出乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯等。

作为芳香族类溶剂,可列举出二甲苯、甲苯等。

作为氟类溶剂,可列举出氟利昂、氯氟烃替代物、全氟化合物、六氟异丙醇等。

此外,出于提高涂布性的目的,可以使用作为高沸点弱溶剂的松节油(terpene)类的石脑油溶剂或石蜡类溶剂等。

其中,溶剂优选为选自由甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丁醚、二丙二醇单乙酸酯单苯醚、1,4-二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯及六氟异丙醇组成的组中的至少一种。更优选为甲基乙基酮、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、环己酮、乳酸乙酯、醋酸丁酯、γ-丁内酯。

相对于含氟树脂的浓度(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的溶剂的量优选为50质量份以上、2,000质量份以下的范围,更优选为100质量份以上、1,000质量份以下。通过调节溶剂的量,能够调节所形成的树脂膜的膜厚,若为所述范围,则能够得到尤其适合于获得有机EL用隔堤的树脂膜的膜厚。

<光聚合引发剂>

在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中,光聚合引发剂只要是通过电磁波或电子束等高能量射线而使具有聚合性双键的单体聚合的光聚合引发剂则没有特殊限制,可以使用公知的光聚合引发剂。

作为光聚合引发剂,可以使用光自由基引发剂或光酸引发剂,这些引发剂可以单独使用,也可以同时使用光自由基引发剂和光酸引发剂,还可以混合使用两种以上的光自由基引发剂或光酸引发剂。此外,也可以通过在使用光聚合引发剂时使用添加剂,从而根据情况进行活性聚合,该添加剂可以使用公知的添加剂。

具体而言,光自由基引发剂可分类为分子内的键因吸收电磁波或电子束发生裂解而产生自由基的分子内裂解型、或者通过同时使用叔胺或醚等氢供体而产生自由基的提氢型等,可使用其中的任意一种。也可以使用除上文中列举的类型之外的光自由基引发剂。

作为光自由基引发剂,具体而言,可列举出二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类、酰基氧化膦类、醌类、偶姻类等。

作为二苯甲酮类,具体而言,可列举出二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮等。其中,优选2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮。

作为苯乙酮类,具体而言,可列举出苯乙酮、2-(4-甲苯磺酰氧基)-2-苯基苯乙酮、对二甲氨基苯乙酮、2,2’-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮、2-甲基-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-酮等。其中,优选对二甲氨基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮。

作为二酮类,具体而言,可列举出4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯、9,10-菲醌等。其中,优选4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯。

作为酰基氧化膦类,具体而言,可列举出苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦等。

作为醌类,具体而言,可列举出蒽醌、2-乙基蒽醌、樟脑醌、1,4-萘醌等。其中,优选樟脑醌、1,4-萘醌。

作为偶姻类,具体而言,可列举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等。其中,优选苯偶姻、苯偶姻甲醚。

作为光自由基引发剂,优选二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类,更优选二苯甲酮类。

市售的光自由基引发剂中,作为优选的引发剂,可列举出BASF株式会社制造的产品名称:Irgacure127、Irgacure184、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 819、Irgacure 907、Irgacure 2959、Irgacure OXE-01、DAROCUR 1173、LUCIRIN TPO等。其中,更优选Irgacure 651、Irgacure 369。

具体而言,光酸引发剂是由阳离子与阴离子的对组成的鎓盐,所述阳离子为选自由芳香族磺酸、芳香族碘鎓、芳香族重氮、芳香族铵、噻蒽鎓、噻吨酮鎓、(2,4-环戊二烯-1-基)(1-甲基乙基苯)铁组成的组中的至少一种,所述阴离子为选自由四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、五氟苯基硼酸根组成的组中的至少一种。

其中,特别优选双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-双六氟磷酸盐、双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐。

作为市售的光致酸产生剂,例如可列举出San-Apro Ltd.制造的产品名称:CPI-100P、CPI-110P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S;Dow Chemical Japan Limited制造的产品名称:CYRACURE光固化引发剂UVI-6990、CYRACURE光固化引发剂UVI-6992、CYRACURE光固化引发剂UVI-6976;ADEKA CORPORATION制造的产品名称:Adeka Optomer SP-150、AdekaOptomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer SP-172、Adeka Optomer SP-300;Nippon Soda Co.,Ltd.制造的产品名称:CI-5102、CI-2855;SANSHIN CHEMICALINDUSTRY Co.,Ltd.制造的产品名称:San-Aid SI-60L、San-Aid SI-80L、San-Aid SI-100L、San-Aid SI-110L、San-Aid SI-180L、San-Aid SI-110、San-Aid SI-180;Lamberti公司制造的产品名称:ESACURE 1064、ESACURE 1187;Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造的产品名称:Irgacure 250等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的光聚合引发剂的含量优选为0.1质量份以上30质量份以下,更优选为1质量份以上20质量份以下。若光聚合引发剂的含量小于0.1质量份,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于30质量份,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物除了含有作为必要成分的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂之外,还可以含有交联剂、碱溶性树脂、含萘醌二叠氮基化合物、碱性化合物或其他添加剂。

<交联剂>

交联剂与式(1-3)或式(1-4)所表示的重复单元反应,由此树脂能够形成交联结构,能够提高所形成的膜的机械强度。

可以使用公知的交联剂,具体而言,可列举出使甲醛或甲醛和低级醇与三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲、丙烯脲、乙炔脲等含氨基化合物反应,用羟甲基或低级烷氧基甲基取代该氨基的氢原子而成的化合物;多官能度环氧化合物;多官能度氧杂环丁烷化合物;多官能度异氰酸酯化合物;多官能度丙烯酸酯化合物等。其中,将使用了三聚氰胺的称为三聚氰胺类交联剂,将使用了尿素的称为尿素类交联剂,将使用了亚乙基脲、丙烯脲等亚烷基脲的称为亚烷基脲类交联剂,将使用了乙炔脲的称为乙炔脲类交联剂。这些交联剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为交联剂,优选选自这些交联剂中的至少一种,特别优选乙炔脲类交联剂、多官能度丙烯酸酯化合物。

作为三聚氰胺类交联剂,可列举出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基丁基三聚氰胺等,其中,优选六甲氧基甲基三聚氰胺。

作为尿素类交联剂,可列举出双甲氧基甲基脲、双乙氧基甲基脲、双丙氧基甲基脲、双丁氧基甲基脲等,其中,优选双甲氧基甲基脲。

作为亚烷基脲类交联剂,例如可列举出单和/或二羟基甲基化亚乙基脲、单和/或二甲氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二乙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丁氧基甲基化亚乙基脲等亚乙基脲类交联剂;单和/或二羟基甲基化丙烯脲、单和/或二甲氧基甲基化丙烯脲、单和/或二乙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丁氧基甲基化丙烯脲等丙烯脲类交联剂;1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二羟基-2-咪唑啉酮、1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。

作为乙炔脲类交联剂,例如可列举出单、双、三和/或四羟基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四甲氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四乙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丁氧基甲基化乙炔脲等。

作为多官能度丙烯酸酯化合物,可列举出多官能度丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-200、A-400、A-600)、氨基甲酸酯丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:UA-122P、UA-4HA、UA-6HA、UA-6LPA、UA-11003H、UA-53H、UA-4200、UA-200PA、UA-33H、UA-7100、UA-7200)、季戊四醇四丙烯酸酯等。

以下例示出优选的多官能度丙烯酸酯化合物。

[化学式41]

[化学式42]

[化学式43]

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的交联剂的含量优选为10质量份以上300质量份以下,更优选为50质量份以上200质量份以下。若交联剂的含量小于10质量份,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于300质量份,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

<碱溶性树脂>

若本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物含有碱溶性树脂,则能够使由本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好。

作为碱溶性树脂,能够列举出碱溶性酚醛清漆树脂。

碱溶性酚醛清漆树脂可通过使酚类与醛类在酸性催化剂存在下缩合而得到。

作为酚类,具体而言,可例示出苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、2,3-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、3,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、间苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-乙基间苯二酚、氢醌、甲基氢醌、邻苯二酚、4-甲基-邻苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、百里香酚、香芹酚等。这些酚类可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

作为醛类,具体而言,可例示出甲醛、三聚甲醛、对甲醛、苯甲醛、乙醛、丙醛、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻甲基苯甲醛、间甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛、硝基苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛等。

作为酸催化剂,具体而言,可例示出盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、甲酸、草酸、乙酸、甲基磺酸、硫酸二乙酯、对甲苯磺酸等。这些酸催化剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

此外,作为碱溶性树脂,能够列举出酸改性环氧丙烯酸酯类。作为市售的酸改性环氧丙烯酸酯类,例如能够使用NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.制造的产品名称:CCR-1218H、CCR-1159H、CCR-1222H、CCR-1291H、CCR-1235、PCR-1050、TCR-1335H、UXE-3024、ZAR-1035、ZAR-2001H、ZFR-1185及ZCR-1569H等。

从光敏性树脂组合物的显影性及分辨率的角度出发,碱溶性树脂成分的重均分子量优选为1,000~50,000。

相对于含氟树脂100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的碱溶性树脂的含量优选为500质量份以上10,000质量份以下,更优选为1,000质量份以上7,000质量份以下。若碱溶性树脂的含量大于10,000质量份,则有无法充分获得本发明的第一实施方案的含氟树脂所具有的、UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的趋势。

<含萘醌二叠氮基化合物>

若本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物含有含萘醌二叠氮基化合物,则能够使由本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好。

含萘醌二叠氮基化合物没有特殊限制,可以使用通常被用作i线用抗蚀组合物的光敏性成分的含萘醌二叠氮基化合物。

作为含萘醌二叠氮基化合物,具体而言,可例示出萘醌-1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-6-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮磺酸酯化合物、邻苯醌二叠氮磺酸酯化合物、邻蒽醌二叠氮磺酸酯化合物等。其中,由于溶解性优异,因此优选萘醌-1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-6-磺酸酯化合物。这些化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的含萘醌二叠氮基化合物的含量优选为10质量份~60质量份,更优选为20质量份~50质量份。若大于60质量份,则有难以获得作为光敏性树脂组合物的灵敏度的趋势。

<碱性化合物>

碱性化合物具有减慢由所述光致酸产生剂产生的酸在本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的膜中扩散时的扩散速度的作用。

通过掺合碱性化合物,能够调整酸扩散距离,能够使隔堤的形状良好。

此外,通过掺合碱性化合物,即使从形成隔堤到曝光为止的后曝光延迟时间(postexposure delay time)较长,隔堤也不易变形、能够稳定地形成所需精度的隔堤。

作为碱性化合物,可列举出脂肪族胺类、芳香族胺类、杂环式胺类、脂肪族多环式胺类等。其中,优选脂肪族胺类,具体而言,可列举出脂肪族仲胺或脂肪族叔胺、烷基醇胺等。这些碱性化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为脂肪族胺,可列举出用碳原子数为12以下的烷基或羟基烷基取代氨(NH

其中,优选二烷基胺、三烷基胺、烷基醇胺,更优选烷基醇胺。烷基醇胺中,特别优选三乙醇胺、三异丙醇胺。

作为芳香族胺类及杂环胺类,例如可列举出苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺、三甲基苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、3,5-二硝基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺等苯胺衍生物;1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5=烯、1,8=二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4=二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡啶、联吡啶、4-二甲基氨基吡啶、六亚甲基四胺、4,4-二甲基咪唑啉等杂环胺类;双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等受阻胺类;2=羟基吡啶、氨基甲酚、2,4-喹啉二醇、3-吲哚甲醇水合物、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、2,2’-亚氨基二乙醇、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-(2-羟基乙基)吗啉、2-(2-羟基乙基)吡啶、1-(2-羟基乙基)哌嗪、1-[2-(2-羟基乙氧基)乙基]哌嗪等醇类含氮化合物;皮考啉、卢剔啶、吡咯、哌啶、哌嗪、吲哚、六亚甲基四胺等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量份,本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物中的碱性化合物的含量优选为0.001质量份~2质量份,更优选为0.01质量份~1质量份。若碱性化合物的掺合量小于0.001质量份,则难以充分获得作为添加剂的效果,若大于2质量份,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

<其他添加剂>

本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物还可以根据需要含有其他添加剂。作为其他添加剂,可列举出溶解抑制剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、表面活性剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、相容剂、密合剂、抗氧化剂等各种添加剂。

这些其他添加剂可以是公知的添加剂。

另外,作为表面活性剂,优选氟类或硅类表面活性剂(氟类表面活性剂及硅类表面活性剂、同时含有氟原子和硅原子的表面活性剂)中的任一种、或者含有两种以上。

接着,对使用了本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的含氟树脂固化物的制备方法进行说明。

本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法的特征在于,包含:通过以140℃以下的温度进行烘干而使所述本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物固化的烘干工序。

此外,在本工序中,优选以60~130℃烘干所述本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物。

此外,本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法也可以在所述烘干工序之前,包含以高能量射线对所述光敏性树脂组合物进行曝光的曝光工序。

所述高能量射线为选自由紫外线、伽马射线、X射线及α射线组成的组中的至少一种。

以此方式得到的含氟树脂固化物的表面自由能低,因此拒水或拒油性优异,可在各种用途中用作用于保护基材的材料,例如可以用作处理服饰等的布料(基材)的拒水拒油剂、或保护进行了微细加工的半导体用基板(基板)的密封剂(sealing agent)等。

此外,本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法也可以含有(1-1)成膜工序、(1-2)曝光工序、(1-3)显影工序及(1-4)烘干工序。

(1-1)成膜工序

首先,将所述本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物涂布在基材上,然后通过加热将所述光敏性树脂组合物制成含氟树脂膜。

加热条件没有特别限定,但优选为80~100℃、60~200秒。

由此,能够去除光敏性树脂组合物中所含的溶剂等。

基板可以使用硅晶圆、金属、玻璃、ITO基板等。

此外,也可以在基板上预先设置有机类或无机类的膜。例如,可以设置有防反射膜、多层抗蚀膜的下层,也可以在其之上形成图案。此外,也可以预先清洗基板。例如,能够使用超纯水、丙酮、醇(甲醇、乙醇、异丙醇)等进行清洗。

作为在基板上涂布本发明的第一实施方案的光敏性树脂组合物的方法,可以使用旋涂法等公知的方法。

(1-2)曝光工序

接着,将所需的光掩模设置在曝光装置上,透过该光掩模、以高能量射线对所述含氟树脂进行曝光。

高能量射线优选为选自由紫外线、伽马射线、X射线及α射线组成的组中的至少一种。

高能量射线的曝光量优选为1mJ/cm

(1-3)显影工序

接着,用碱性水溶液使曝光工序后的含氟树脂膜显影,形成含氟树脂图案膜。

即,通过将含氟树脂膜曝光部或膜未曝光部中的任一部分溶解于碱性水溶液,形成含氟树脂图案膜。

作为碱性水溶液,可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、四丁基氢氧化铵(TBAH)水溶液等。

当碱性水溶液为四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液时,其浓度优选为0.1质量%以上5质量%以下,更优选为2质量%以上3质量%以下。

显影方法可以使用公知的方法,例如可列举出浸渍显影法、水坑显影法、喷雾显影法等。

显影时间(显影液与含氟树脂膜接触的时间)优选为10秒以上3分钟以下,更优选为30秒以上2分钟以下。

显影后,也可以根据需要设置使用去离子水等清洗含氟树脂图案膜的工序。关于清洗方法及清洗时间,优选为10秒以上3分钟以下,更优选为30秒以上2分钟以下。

(1-4)烘干工序

在所述显影工序后,通过以140℃以下的温度烘干所述含氟树脂图案膜而使其固化,形成含氟树脂固化物。

烘干可以在电热板上进行,烘干的条件优选为60~130℃、10~120分钟。

以此方式制备的含氟树脂固化物能够用作有机EL显示器、微型LED显示器、量子点显示器等的隔堤。

即,通过本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法,能够制备有机EL显示器、微型LED显示器、量子点显示器等的隔堤。

通过本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法,能够在低温下固化光敏性树脂组合物。因此,通过本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法来制备有机EL显示器、微型LED显示器、量子点显示器等的隔堤时,能够形成隔堤而不给发光层造成大的热损伤。

另外,在本发明的第一实施方案的含氟树脂固化物的制备方法中,可以在(1-4)烘干工序后进行UV臭氧处理或氧等离子体处理。其中,优选进行UV臭氧处理。

由此,能够去除残留于所述含氟树脂图案膜的凹部的有机物,减小滴加的油墨的润湿偏差,由此能够预先防止显示元件的缺陷。

(第一实施方案的实施例)

以下,通过实施例对本发明的第一实施方案进行详细说明,但本发明并不受这些实施方案限定。

1.单体的合成

[合成例1-1]1,1-双(三氟甲基)丁二烯(BTFBE)的合成

向带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内加入400g浓硫酸,升温至100℃后,以1小时缓缓滴加300g 1,1,1-三氟-2-三氟甲基-4-戊烯-2-醇。滴加结束后,以100℃搅拌60分钟,通过

认为在该反应中发生了下述化学反应。

[化学式44]

对合成的BTFBE进行NMR分析,得到了以下结果。

[合成例1-2]4-羟基苯乙烯(p-HO-St)的合成

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内混合100g对乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下记为p-AcO-St)及300g甲醇,添加0.50g 1,3,5-三羟基苯(相当于p-AcO-St的0.5质量%)作为阻聚剂。然后,用冰浴将该溶液冷却至0℃后,以40分钟缓缓滴加浓度为12质量%的氢氧化钠水溶液(相当于p-AcO-St的1.0当量),然后在0℃下搅拌30分钟。通过

于室温(约20℃)下,用360g甲基叔丁基醚对所得到的反应溶液进行提取。然后,用330g纯水洗涤两次。向得到的有机层中添加1,3,5-三羟基苯使其相当于4-羟基苯乙烯的1质量%。然后,将4-羟基苯乙烯浓缩至72质量%,投入到冷却至0℃的作为不良溶剂的正辛烷中,然后通过将该溶液浸渍于冰浴中并搅拌1小时而使4-羟基苯乙烯晶体析出。过滤出晶体,进一步用正辛烷洗涤。然后,以25℃在减压下干燥晶体,由此得到4-羟基苯乙烯(以下,记为p-HO-St)的白色晶体(收率66%)。

认为该反应中发生了下述化学反应。

[化学式44]

2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)

[各重复单元的摩尔比的测定]NMR

根据

[聚合物的分子量的测定]GPC

使用高效凝胶渗透色谱仪(以下,有时称为GPC;Tosoh Corporation制造,型号HLC-8320GPC),将各一根ALPHA-M色谱柱和ALPHA-2500色谱柱(均为Tosoh Corporation制造)串联连接,使用四氢呋喃(THF)作为展开溶剂,使用聚苯乙烯作为标准物质,测定聚合物的重均分子量Mw和分子量分布系数(数均分子量Mn与重均分子量Mw的比;Mw/Mn)。检测器使用折射率差测定检测器。

2-1.含氟树脂前驱体的聚合

[含氟树脂前驱体1-1的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例1-1中得到的BTFBE、13.1g(0.10mol)甲基丙烯酸2-羟基乙酯(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.的产品;以下,记为HEMA)、43.2g(0.1mol)2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MA-C6F)、9.0g(0.075mol)合成例1-2中得到的p-HO-St、70g MEK,并加入1.6g(0.005mol)2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为AIBN),搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加380g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以90%的收率得到67g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体1-1。

对含氟树脂前驱体1-1进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-1的各重复单元”的组成比(mol比)为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=20∶28∶30∶22。

[化学式46]

对含氟树脂前驱体1-1进行GPC测定,结果Mw为6,700、Mw/Mn为1.3。

[含氟树脂前驱体1-2的合成]

除了使用乙烯基苯甲酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为VBA)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体1-1的合成相同的步骤,以91%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体1-2。

对含氟树脂前驱体1-2进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-2的各重复单元”的组成比(mol比)为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=19∶27∶31∶23。

[化学式47]

对含氟树脂前驱体1-2进行GPC测定,结果Mw为6,900、Mw/Mn为1.3。

[含氟树脂前驱体1-3的合成]

除了使用对乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为p-AcO-St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体1-1的合成相同的步骤,以88%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体1-3。

对含氟树脂前驱体1-3进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-3的各重复单元”的组成比(mol比)为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-AcO-St的重复单元=15∶33∶30∶22。

[化学式48]

对含氟树脂前驱体1-3进行GPC测定,结果Mw为7,100、Mw/Mn为1.3。

[含氟树脂前驱体1-4的合成]

除了使用苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为St、)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体1-1的合成相同的步骤,以90%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体1-4。

对含氟树脂前驱体1-4进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-4的各重复单元”的组成比(mol比)为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自St的重复单元=16∶34∶29∶21。

[化学式49]

对含氟树脂前驱体1-4进行GPC测定,结果Mw为7,400、Mw/Mn为1.3。

[含氟树脂前驱体1-5的合成]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取13.01g(0.1mol)HEMA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)甲基丙烯酸六氟异丙酯(HFIP-M)、8.66g(0.1mol)甲基丙烯酸甲酯(MAA)、88g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到530g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以66%的收率得到60g作为白色固体的含氟树脂前驱体5。

对含氟树脂前驱体1-5进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-5的各重复单元”的组成比(mol比)为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=25∶25∶24∶26。

[化学式50]

对含氟树脂前驱体1-5进行GPC测定,结果Mw为10,300、Mw/Mn为1.4。

[含氟树脂前驱体1-6的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取13.1g(0.10mol)HEMA、43.2g(0.10mol)MA-C6F、11.1g(0.075mol)VBA、75g MEK,并加入1.6g(0.005mol)2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为AIBN),搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加400g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。通过以60℃进行减压干燥,以83%的收率得到56g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体1-6。

对含氟树脂前驱体1-6进行NMR分析,结果下述“含氟树脂前驱体1-6的各重复单元”的组成比(mol比)为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=33∶32∶35。

[化学式51]

对含氟树脂前驱体1-6进行GPC测定,结果Mw为14,300、Mw/Mn为1.6。

2-2.对比含氟树脂前驱体1-1的合成

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取13.1g(0.10mol)HEMA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、14.2g(0.1mol)甲基丙烯酸正丁酯(以下简写为MA-nBu)、71gMEK,并加入0.8g(0.005mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以70%的收率得到49.3g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体1-1。

对对比含氟树脂前驱体1-1进行NMR分析,结果下述“对比含氟树脂前驱体1-1的各重复单元”的组成比(mol比)为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自MA-nBu的重复单元=35∶32∶33。

[化学式52]

对对比含氟树脂前驱体1-1进行GPC测定,结果Mw为10,700、Mw/Mn为1.7。

[对比聚合例1-2]

除了使用p-AcO-St代替MA-nBu之外,用与对比含氟树脂前驱体1-1的合成相同的步骤,以74%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体1-2。

对对比含氟树脂前驱体1-2进行NMR分析,结果“对比含氟树脂前驱体1-2的各重复单元”的组成比(mol比)为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-AcO-St的重复单元=33∶34∶33。

[化学式53]

对对比含氟树脂前驱体1-2进行GPC测定,结果Mw为15,300、Mw/Mn为1.7。

[对比聚合例1-3]

除了使用p-HO-St代替MA-nBu之外,用与对比含氟树脂前驱体1-1的合成相同的步骤,以75%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体1-3。

对对比含氟树脂前驱体1-3进行NMR分析,结果“对比含氟树脂前驱体1-3的各重复单元”的组成比(mol比)为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=34∶32∶34。

[化学式54]

对对比含氟树脂前驱体1-3进行GPC测定,结果Mw为12,300、Mw/Mn为1.6。

表1-1中示出了所得到的各含氟树脂前驱体及各对比含氟树脂前驱体所含的重复单元、其摩尔比、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、收率、含氟率(%)。另外,含氟率是根据聚合后的各单体的重复单元的mol比算出重量比,并以重量计算出各单体构成成分的氟原子的比例而求得的。

[表1-1]

3.含氟树脂的制备(第二工序:加成反应)

通过使“2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)”中得到的各含氟树脂前驱体及各对比含氟树脂前驱体与丙烯酸衍生物反应,合成含氟树脂。使用下述化学式所表示的异氰酸酯丙烯酸乙酯(产品名称:Karenz AOI,Showa Denko K.K.的产品)作为丙烯酸衍生物。该反应为各含氟树脂前驱体中的羟基与丙烯酸衍生物的加成反应。

以下,记载了各含氟树脂的合成例,以下述方式规定所得到的含氟树脂的名称。

开头的数字表示含氟树脂前驱体的序号,接下来的字母表示所使用的丙烯酸衍生物,使用Karenz AOI时记作“A”,最后的括号内的数字表示相对于各树脂前驱体的丙烯酸衍生物的标称导入量(摩尔比)。

[化学式55]

[含氟树脂1-1-A(100)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取10g(羟基当量0.0115mol)含氟树脂前驱体1-1、30g PGMEA,并加入1.62g(0.0114mol)Karenz AOI,在45℃下反应8小时。将反应结束后的反应液浓缩后,加入150g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以35℃进行减压干燥,以95%的收率得到11.1g作为白色固体的含氟树脂1-1-A(100)。

在含氟树脂1-1-A(100)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为99∶1。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体1-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(4)中的W

[含氟树脂1-2-A(100)~1-6-A(100)及对比含氟树脂1-1-A(100)~1-3-A(100)的合成]

以与含氟树脂1-1-A(100)相同的方式,合成含氟树脂1-2-A(100)~1-6-A(100)及对比含氟树脂1-1-A(100)~1-3-A(100)。将所使用的含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构(所述式(1-4)中的W

4.各氟树脂固化膜的低温固化评价

[含氟光固化树脂组合物1-1~1-6、对比含氟光固化树脂组合物1-1~1-3的形成]

混合10份所制备的各含氟树脂或各对比含氟树脂、75份溶剂、5份光聚合引发剂、10份交联剂,用0.2μm的膜滤器(membrane filter)过滤所得到的溶液,由此制备含氟固化树脂组合物1-1~1-6及对比含氟固化树脂组合物1-1~1-3。

所使用的溶剂、光聚合引发剂、交联剂如下所示。

溶剂;丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)

光聚合引发剂;Irgacure 369(BASF株式会社制造)

交联剂;季戊四醇四丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)

[含氟树脂膜1-1~1-6、对比含氟树脂膜1-1~1-3的形成]

使用旋涂机,以1,000rpm的转速将制备的各含氟固化树脂组合物1-1~1-6或各对比含氟固化树脂组合物1-1~1-3涂布在硅晶圆上。然后,在电热板上以90℃加热150秒而去除溶剂,由此分别在所述硅晶圆上形成含氟树脂膜1-1~1-6或对比含氟树脂膜1-1~1-3。

[通过低温固化方法得到的含氟树脂固化膜的评价]

使用掩模对准器(SUSS MicroTec K.K.制造),在不使用掩模的情况下,对所得到的树脂膜的整个面照射i线(波长365nm),进行曝光(200mJ/cm

针对曝光后的各个膜,比较(i)以高温使其固化而形成含氟树脂固化膜的方法(以230℃加热1小时的方法)、和以下的(ii)~(iv)所示的以低温使其固化而形成含氟树脂固化膜的方法。

(ii):以90℃加热1小时的方法

(iii):使用上述掩模对准器,在不使用掩模的情况下,对树脂膜的整个面照射i线(波长365nm),进行再次曝光(2000mJ/cm

(iv):使用UV臭氧处理装置(SEN LIGHTS Corporation制造,型号:L17-110),对树脂膜的整个面进行5分钟UV臭氧处理后,以90℃加热1小时的方法

根据量子点滤色片对作为溶剂之一的苯甲醚的接触角在滴加液滴1秒后和10秒后的经时变化程度来评价含氟树脂固化膜(固化的进行程度)。

此外,预先测定含氟树脂固化膜的膜厚,然后将在表面具有所述固化膜的硅基板浸渍于装在培养皿中的苯甲醚中,在电热板上以140℃加热10分钟并浸渍。然后,利用气枪充分去除所述固化膜表面的苯甲醚,再次测定膜厚。根据苯甲醚浸渍前后的膜厚的变化,进行固化膜的评价。

将通过(i)高温固化的方法得到的含氟树脂固化膜作为基准值,若能够确认到同等程度的评价结果则判定为“良好”,除此之外的判定为“不良”。即,对苯甲醚的接触角的经时变化越小越好,此外,苯甲醚浸渍前后的膜厚变化越小越好。

[接触角的测定]

作为接触角测量仪,使用Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造的DMs-601,测定含氟树脂固化膜表面及对比含氟树脂固化膜表面对苯甲酸甲酯的接触角。

[膜厚的测定]

使用Bruker Nano公司制造的探针式表面轮廓仪Dektak-8,在浸渍于苯甲醚之前和之后,测定含氟树脂固化膜及对比含氟树脂固化膜的膜厚。

将结果示于表1-3。

结果,通过(iv)方法形成的含氟树脂固化膜1-1~1-6与通过(i)方法形成的含氟树脂固化膜(基准值)的结果相同,确认到即使在低温下也充分地进行固化。

关于通过(ii)方法形成的含氟树脂固化膜及通过(iii)方法形成的含氟树脂固化膜,含氟树脂固化膜1-2及含氟树脂固化膜1-5、1-6的结果良好。

另一方面,与通过(i)方法形成的含氟树脂固化膜(基准值)相比,对比含氟树脂固化膜1-1~1-3对苯甲醚的接触角的经时变化以及苯甲醚浸渍前后的膜厚变化均显著减少、不良。另外,利用蒸发器对苯甲醚浸渍后的苯甲醚进行浓缩,对所得到的油状物进行分析,结果检测到了各个含氟树脂,确认到由于固化不充分而溶解于苯甲醚中。

5.光敏性树脂组合物的制备

[光敏性树脂组合物1-1~1-10、对比光敏性树脂组合物1-1~1-6的制备]

按照表1-4的记载,掺合所制备的各含氟树脂、各对比含氟树脂、溶剂、光聚合引发剂、交联剂及碱溶性树脂,用0.2μm的膜滤器过滤所得到的溶液,由此制备光敏性树脂组合物1-1~1-10及对比光敏性树脂组合物1-1~1-6。

所使用的溶剂、光聚合引发剂、交联剂或碱溶性树脂如下所示。

溶剂;

S-1:丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、S-2:γ-丁内酯、S-3:丙二醇单甲醚(PGME)、S-4:甲基乙基酮、S-5:乳酸乙酯

光聚合引发剂;

Ini-1:4-苯甲酰苯甲酸、Ini-2:Irgacure 651(BASF株式会社制造)、Ini-3:Irgacure 369(BASF株式会社制造)

交联剂;

CL-1:季戊四醇四丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、CL-2:A-TMM-3(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)

碱溶性树脂;

ASP-1:CCR-1235(NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.制造)

ASP-2:ZCR-1569H(NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.制造)

[表1-4]

6.各光敏性树脂组合物的低温固化评价

针对“5.光敏性树脂组合物的制备”中制备的光敏性树脂组合物1-1~1-10及对比光敏性树脂组合物1-1~1-6,以与“4.各含氟树脂膜的低温固化评价”相同的方式,使用旋涂机以1,000rpm的转速涂布在硅晶圆上。然后,在电热板上以90℃加热150秒,由此分别在所述硅晶圆上形成光敏性树脂膜1-1~1-10、对比光敏性树脂膜1-1~1-6(各序号与光敏性树脂组合物的序号对应)。

[通过低温固化方法得到的含氟树脂固化膜的评价]

使用所述掩模对准器,在不使用掩模的情况下,对所得到的树脂膜的整个面照射i线(波长365nm),进行曝光(200mJ/cm

针对曝光后的各个膜,以与“4.各含氟树脂膜的低温固化评价”相同的方式,对通过(i)方法形成的含氟树脂固化膜和通过(ii)~(iv)的方法形成的含氟树脂固化膜进行比较。

含氟树脂固化膜的评价(固化的进行程度)与“4.各含氟树脂膜的低温固化评价”相同。

将结果示于表1-5。

通过(iv)方法使光敏性树脂1-1~1-8固化时,结果与作为参考例的通过(i)方法进行固化时相同,得到了良好的固化膜。

另一方面,与通过(i)方法进行固化时相比,通过(iv)方法使对比含氟光固性树脂1-1~1-3固化时结果不良。通过(ii)方法及(iii)方法使光敏性树脂1-1~1-8固化时,光敏性树脂1-3、1-4、1-9、1-10获得了良好的结果。

7.隔堤的评价

使用“5.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物1-1~1-10及对比光敏性树脂组合物1-1~1-6,通过以下的方法形成隔堤1-1~1-10及对比隔堤1-1~1-6,评价并比较隔堤的性能。

[隔堤的形成]

用超纯水、进一步用丙酮清洗10cm见方的ITO基板,使用上述的UV臭氧处理装置,对该基板进行5分钟UV臭氧处理。接着,使用“5.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物1-1~1-10及对比光敏性树脂组合物1-1~1-6,使用旋涂机以1,000rpm的转速涂布在所得到的UV臭氧处理后的基板上,在电热板上以90℃加热150秒,形成膜厚为5μm的含氟树脂膜及对比含氟树脂膜。使用掩模对准器(SUSS MicroTec K.K.制造),隔着线宽/间距为5μm的掩模,对所得到的树脂膜照射i线(波长365nm),进行曝光。将得到的膜在碱性显影液中浸渍80秒,然后使用纯水清洗60秒。然后,以90℃对得到的带图案的膜进行1小时加热(烘干工序),并进行5分钟UV臭氧处理,然后以90℃加热1小时。

针对所得到的树脂膜,进行工序中的显影液溶解性及隔堤性能的评价(灵敏度、分辨率)、以及接触角的测定。

[显影液溶解性]

将ITO基板上的曝光后的树脂膜于室温下、在碱性显影液中浸渍80秒,评价在碱性显影液中的溶解性。使用2.38质量%的四甲基氢氧化铵水溶液(以下,有时称为TMAH)作为碱性显影液。使用接触式薄膜测厚仪测定浸渍后的隔堤的膜厚,评价隔堤的溶解性。隔堤完全溶解时记为“可溶”、抗蚀膜未溶解而有残留时记为“不溶”。

将结果示于表1-6中。

[抗蚀性能(灵敏度、分辨率)]

求出形成所述线宽/间距的图案、即形成隔堤时的最佳曝光量Eop(mJ/cm

另外,使用显微镜观察所得到的隔堤图案从而评价分辨率。将未能确认到线边粗糙度(line-edge roughness)的记为“优”、将微量确认到线边粗糙度的记为“良”、将线边粗糙度显著的记为“不及格”。

将结果示于表1-6中。

[接触角]

针对具有上述工序中得到的隔堤的基板的整个面,测定隔堤及对比隔堤的表面对苯甲醚的经时接触角。对于残留有残膜的曝光部,将接触角的经时变化小的记为良好,对于未曝光部,将接触角小的记为良好。

将结果示于表1-6

各个隔堤及各个对比隔堤在显影液溶解性的评价中均为仅未曝光部溶解的负型抗蚀剂,在隔堤性能的评价中表现出了相同程度的灵敏度,均能分辨率良好地转印掩模的5μm的线宽/间距,均未观察到线边粗糙度、分辨率为“优”。即,根据这些评价可知,本发明的含氟树脂和对比含氟树脂对隔堤的影响小。

另一方面发现:在各个隔堤中,在UV臭氧处理后以90℃加热的膜对苯甲醚的接触角并未经时变化,即使在低温下也充分进行固化,是拒液性高的良好的隔堤。

(第二实施方案)

本发明的第二实施方案的含氟树脂的特征在于,同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2)所表示的重复单元。

[化学式56]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-2)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

含氟树脂的分子量是使用以聚苯乙烯为标准物质的凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量,优选为1,000以上、1,000,000以下,更优选为2,000以上、500,000以下,特别优选为3,000以上、100,000以下。若分子量小于1,000,则有所形成的含氟树脂膜或有机EL用隔堤的强度下降的趋势,若分子量大于1,000,000,则在溶剂中的溶解性不充分,难以通过涂布形成含氟树脂膜。

分布系数(Mw/Mn)优选为1.01~5.00,更优选为1.01~4.00,特别优选为1.01~3.00。

氟树脂可以是无规共聚物,可以是交替共聚物,可以是嵌段共聚物,也可以是接枝共聚物。从不使各自的特性集中于局部而使之适度分散的角度出发,优选为无规共聚物。

含氟树脂可以是属于所述式(2-1)的重复单元中的一种或两种以上的单元和属于所述式(2-2)的重复单元中的一种或两种以上的单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是这些聚合物的混合物(blend)。

相对于含氟树脂100质量%,含氟树脂的含氟率优选为20质量%以上、80质量%以下。若含氟率在该范围内,则容易溶解于溶剂。通过使含氟树脂含有氟原子,能够得到拒液性优异的含氟树脂膜或隔堤。

下面,对式(2-1)所表示的重复单元进行说明。

在式(2-1)中,R

在式(2-1)中,R

作为R

在式(2-1)中,R

并且,R

当R

其中,优选R

关于式(2-1)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式57]

[化学式58]

相对于含氟树脂100质量%,式(2-1)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(2-1)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(2-1)的重复单元的含量小于5质量%,则有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性下降的趋势。

根据用途,也能够通过不将含氟树脂溶于溶剂而在加热下直接对树脂进行加压的方法(热压法)等来形成含氟树脂膜。此时,即使使用大于70质量%的式(2-1)所表示的重复单元,含氟树脂整体对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性、以及UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性也不会差,在本发明中,这种使用不会受阻碍。

此处,本发明的第二实施方案的所述式(2-1)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测如下。然而,本发明的第二实施方案的含氟树脂的效果并不受此处所记述的效果的限定。

所述式(2-1)所表示的重复单元具有表现出UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的效果。当R

进一步,所述式(2-1)所表示的重复单元具有提高对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性的效果,认为其理由如下。

通常认为酯键在UV臭氧处理或氧等离子体处理中容易发生反应、耐性低(参照后述的对比含氟树脂膜2-1~2-10及表2~9)。因此,认为仅由具有与主链相邻的酯键的丙烯酰基部位组成的含氟聚合物中,该酯键为反应点,因此成为含氟聚合物本身对UV处理的耐性低的主要因素(例如,专利文献3~4所记载的含氟聚合物)。

与此不同,本发明的第二实施方案的所述式(2-1)所表示的重复单元是由烃组成的结构,而且所述烃不具有容易对UV臭氧处理或氧等离子体处理发生反应的酯键等主要含有氧的取代基,因此认为通过在树脂中含有所述式(2-1)所表示的重复单元,具有提高本发明的第二实施方案的含氟树脂对该处理的耐性的效果。

接着,对式(2-2)所表示的重复单元进行说明。

在式(2-2)中,R

在式(2-2)中,W

由于W

在式(2-2)中,A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被羟基取代时,作为该羟基取代亚烷基,例如可列举出羟基亚乙基、1-羟基-正亚丙基、2-羟基-正亚丙基、羟基-异亚丙基(-CH(CH

此外,当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被-O-C(=O)-CH

其中,二价的连接基团A

在式(2-2)中,Y

在式(2-2)中,n表示1~3的整数,特别优选n为1。

芳香环的取代位置各自独立地表示邻位、间位、对位,优选为对位。

关于式(2-2)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。另外,虽然所例示出的芳香环的取代位置为对位,但取代位置也可各自独立地为邻位、间位。

[化学式59]

[化学式60]

[化学式61]

[化学式62]

相对于含氟树脂100质量%,式(2-2)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(2-2)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(2-1)的重复单元的含量小于5质量%,则有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性下降的趋势。

此处,本发明的第二实施方案的式(2-2)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测其对UV臭氧处理或氧等离子体处理具有耐性。但是,本发明的第二实施方案的含氟树脂的效果并不受此处所记述的效果的限定。

如上所述,本发明的第二实施方案的含氟树脂可以是含有所述式(2-1)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的共聚物、与含有所述式(2-1)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的另一种共聚物的混合物(blend)。特别是,本发明的第二实施方案的含氟树脂为含有式(2-2)中的W

优选本发明的第二实施方案的含氟树脂进一步含有下述式(2-3)所表示的重复单元。

[化学式63]

在式(2-3)中,R

在式(2-3)中,R

当R

本发明的第二实施方案的含氟树脂也可以是式(2-3)所表示的重复单元、所述式(2-1)所表示的重复单元及所述式(2-2)所表示的重复单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是含有式(2-3)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-1)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物(blend)。为混合物时,除此之外,也可以是含有式(2-3)所表示的重复单元和所述式(2-1)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物,还可以是含有式(2-3)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-1)所表示的重复单元的聚合物的混合物。

当R

[化学式64]

式中,R

在式(2-3-1)所表示的重复单元中,特别优选p为1~2的整数、q为2~8的整数、X为氟原子。

关于式(2-3)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式65]

[化学式66]

[化学式67]

[化学式68]

相对于含氟树脂100质量%,式(2-3)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(2-3)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

式(2-3)所表示的重复单元是赋予UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的重复单元。因此,欲追求对油墨的高拒液性时,优选本发明的第二实施方案的含氟树脂中含有式(2-3)所表示的重复单元。

优选本发明的第二实施方案的含氟树脂进一步含有式(2-4)所表示的重复单元。

本发明的第二实施方案的含氟树脂也可以是式(2-4)所表示的重复单元、所述式(2-1)所表示的重复单元及所述式(2-2)所表示的重复单元组合而成的聚合物。此外,也可以是式(2-4)所表示的重复单元、所述式(2-1)所表示的重复单元、所述式(2-2)所表示的重复单元及所述式(2-3)所表示的重复单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是含有式(2-4)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-1)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物(blend)。为混合物时,除此之外,也可以是含有式(2-4)所表示的重复单元和所述式(2-1)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物,还可以是含有式(2-4)所表示的重复单元和所述式(2-2)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(2-1)所表示的重复单元的聚合物的混合物。并且,当含氟树脂为含有所述式(2-3)所表示的重复单元的混合物时,也可以是如上所述的所述式(2-1)~(2-4)所表示的重复单元的任意能够想到的组合的混合物。

[化学式69]

在式(2-4)中,R

在式(2-4)中,B

当B

当B

在式(2-4)中,m表示0~3的整数。

关于式(2-4)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式70]

[化学式71]

相对于含氟树脂100质量%,式(2-4)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为20质量%以上40质量%以下。

若式(2-4)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

在式(2-4)中,当B

在式(2-4)中,当B

作为本发明的第二实施方案的含氟树脂中特别优选的含氟树脂,可列举出以下四个方案。

<方案2-1>

同时含有下述式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2)所表示的重复单元的含氟树脂

式(2-1):R

式(2-2):R

<方案2-2>

同时含有下述式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2)所表示的重复单元的含氟树脂

式(2-1):与方案2-1相同

式(2-2):R

<方案2-3>

含有下述式(2-1)、式(2-2)及式(2-3-1)所表示的重复单元的含氟树脂式(2-1):与方案2-1相同

式(2-2):与方案2-1相同

式(2-3-1):R

<方案2-4>

含有下述式(2-1)、式(2-2)、式(2-3-1)及式(2-4)所表示的重复单元的含氟树脂

式(2-1):与方案2-1相同

式(2-2):与方案2-1相同

式(2-3-1):与方案2-1相同

式(2-4):R

本发明的第二实施方案的含氟树脂可通过下述方式、经由两个工序而简单地制备,即:使式(2-1a)及式(2-2a)所表示的单体聚合,得到含有式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元的含氟树脂前驱体,然后使式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元中的式(2-2b)同式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物进行加成反应或缩合反应。

[化学式72]

[第一工序]

[第二工序]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-1a)中的R

式(2-2)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

式(2-2a)中,R

式(2-2b)中的R

式(2-2c)中的R

Z

在式(2-2)、式(2-2a)、式(2-2b)及式(2-2c)中,芳香环的取代位置各自独立地表示邻位、间位、对位。

以下,分别对各工序进行说明。

[第一工序]

第一工序是使式(2-1a)及式(2-2a)所表示的单体聚合,制备含有式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元的含氟树脂前驱体的工序。

[化学式73]

[第一工序]

式(2-1a)所表示的单体可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。例如,优选用Journal ofOrganic Chemistry,1970年,第35卷.第6号,p.2096~20990所记载的方法或依据该方法进行制备。

式(2-1)所表示的重复单元是式(2-1a)所表示的单体的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。因此,在式(2-1a)所表示的单体中,R

式(2-2a)所表示的单体可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。由于容易获得,因此优选使用市售产品。

式(2-2b)所表示的重复单元是式(2-2a)所表示的单体的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。

在式(2-2a)所表示的单体中,优选R

对式(2-1a)及式(2-2a)所表示的单体的聚合方法进行说明。

作为聚合方法,只要是通常使用的方法则没有特殊限制,但优选自由基聚合、离子聚合,根据情况,也可以使用配位阴离子聚合、活性阴离子聚合、阳离子聚合、开环易位聚合、烯类聚合、烯类加成等。其中,特别优选自由基聚合。作为各个聚合方法,可以使用公知的方法。以下,对基于自由基聚合的方法进行说明,但其他方法也能够根据公知文献等容易地进行聚合。

关于自由基聚合,只要在自由基聚合引发剂或自由基引发源的存在下,通过本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合等公知的聚合方法,以间歇式、半连续式或连续式中的任意一种操作进行即可。

作为自由基聚合引发剂没有特别限定,但作为实例,可列举出偶氮类化合物、过氧化物类化合物、过硫酸化合物或氧化还原类化合物,特别优选2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)、过氧化新戊酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、过氧化异丁酰(isobutyryl peroxide)、过氧化月桂酰、过氧化丁二酸、二肉桂基过氧化物(dicinnamylperoxide)、过氧化二碳酸二正丙酯、烯丙基叔丁基过氧碳酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过硫酸铵等。

聚合反应中使用的反应容器没有特别限定。在聚合反应中,除单体和聚合引发剂之外,优选使用聚合溶剂。作为聚合溶剂,优选不阻碍自由基聚合的溶剂,作为代表性溶剂,有醋酸乙酯、醋酸正丁酯等酯类,丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类,甲苯、环己烷等烃类,甲醇、异丙醇、乙二醇单甲醚等醇类溶剂等。此外,也可以使用水、链状醚类、环状醚类、氟利昂类、芳香族类等的溶剂。聚合溶剂可以单独使用或混合使用两种以上。此外,也可以同时使用硫醇等分子量调节剂。聚合反应的反应温度根据自由基聚合引发剂或自由基聚合引发源等而适当改变,通常优选为20℃~200℃,更优选为30℃~140℃,特别优选为50℃~120℃。

聚合时间通常为0.1~48小时,优选为1~24小时,优选使用高效液相色谱仪(HPLC)或核磁共振装置(NMR)等分析仪器,将单体耗尽的时间点作为聚合终点。聚合结束后,可以通过将聚合溶液冷却至室温以下来终止反应。

相对于聚合反应体系100质量%,聚合引发时的单体浓度优选为1质量%以上95质量%以下,更优选为10质量%以上80质量%以下。若单体的浓度低于该范围,则有聚合反应的反应率下降的趋势,若浓度高于该范围,则有聚合液的粘度变高的趋势。

从所得到的含氟树脂前驱体的溶液或分散液中去除有机溶剂或水的方法可以是再沉淀、过滤、减压下的加热蒸馏等方法。也可以进一步对所得到的含氟树脂前驱体进行提纯,还可以是使用不溶解含氟树脂的溶剂而在过滤时进行洗涤的方法等。

[第二工序]

第二工序是使式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元中的式(2-2b)同式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物进行加成反应或缩合反应,从而制备含有式(2-1)及式(2-2)所表示的重复单元的含氟树脂的工序。

[化学式74]

[第二工序]

式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。由于容易获得,因此优选使用市售产品。

式(2-2c)中的R

Z

作为Z

作为Z

作为Z

作为Z

作为式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物中优选的丙烯酸衍生物,可例示出以下结构。

[化学式75]

[化学式76]

该反应的方案因式(2-2b)中的D

方案(2-1):当式(2-2b)中的D

方案(2-2):当式(2-2b)中的D

方案(2-3):当式(2-2b)中的C为羟基、式(2-2c)中的Z

以下,对第二工序的制备方法进行说明。无论是上述哪一种方案,通常均可以采用以下方法。

与式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元发生作用的式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物的用量没有特殊限制,通常相对于1摩尔式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元为0.01~5摩尔,优选为0.05~3摩尔,更优选为0.05~1摩尔。丙烯酸衍生物的用量特别优选为0.2~1摩尔。

反应中通常使用二氯乙烷、甲苯、乙基苯、氯苯、四氢呋喃、乙腈、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、N,N-二甲基甲酰胺等非质子性溶剂。这些溶剂可以单独使用,或者可以同时使用两种以上。

反应温度没有特殊限制,通常在-20~+100℃的范围内,优选为0~+80℃,更优选为+10~+40℃。优选边搅拌边进行反应。

反应时间还取决于反应温度,但通常为数分钟~100小时,优选为30分钟~50小时,更优选为1~20小时,优选使用核磁共振装置(NMR)等分析仪器,将通式(2-2c)所表示的丙烯酸衍生物耗尽的时间点作为反应终点。

在该反应中,也可以使用碱作为催化剂。作为优选的碱催化剂,可例示出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙基乙胺等有机碱、或者氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等无机碱。对该碱催化剂的用量没有特殊限制,相对于1摩尔式(2-1)及式(2-2b)所表示的重复单元为0.01~5摩尔,优选为0.02~3摩尔,更优选为0.05~1摩尔。

反应结束后,通过再沉淀、过滤、提取、结晶、重结晶等常规手段,能够得到同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2)所表示的重复单元的含氟树脂。也可以进一步对所得到的含氟树脂进行提纯,还可以是使用不溶解含氟树脂的溶剂而在过滤时进行洗涤的方法等。

本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物至少含有上述的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂。

本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物特别适合作为用于获得后述含氟树脂膜或有机EL用隔堤的负型树脂组合物。

本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的溶剂只要能溶解含氟树脂,则没有特殊限制,可列举出酮类、醇类、多元醇类及其衍生物、醚类、酯类、芳香族类溶剂、氟类溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为酮类,具体而言,可列举出丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、环戊酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、2-庚酮等。

作为醇类,具体而言,可列举出异丙醇、丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、叔戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-2-戊醇、正己醇、正庚醇、2-庚醇、正辛醇、正癸醇、仲戊醇、叔戊醇、异戊醇、2-乙基-1-丁醇、月桂醇、己基癸醇、油醇等。

作为多元醇类及其衍生物,具体而言,可列举出乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙酸酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇或二丙二醇单乙酸酯的单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚等。

作为醚类,具体而言,可列举出二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、二氧六环、苯甲醚等。

作为酯类,具体而言,可列举出乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯等。

作为芳香族类溶剂,可列举出二甲苯、甲苯等。

作为氟类溶剂,可列举出氟利昂、氯氟烃替代物、全氟化合物、六氟异丙醇等。

此外,出于提高涂布性的目的,可以使用作为高沸点弱溶剂的松节油类的石脑油溶剂或石蜡类溶剂等。

其中,溶剂优选为选自由甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丁醚、二丙二醇单乙酸酯单苯醚、1,4-二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯及六氟异丙醇组成的组中的至少一种。更优选为甲基乙基酮、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、环己酮、乳酸乙酯、醋酸丁酯、γ-丁内酯。

相对于含氟树脂的浓度(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的溶剂的量通常在50质量%以上、2,000质量%以下的范围内。优选为100质量%以上、1,000质量%以下。通过调节溶剂的量,能够调节所形成的树脂膜的膜厚,若为所述范围,则能够得到尤其适合于获得有机EL用隔堤的树脂膜的膜厚。

关于本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的光聚合引发剂,只要是通过电磁波或电子束而使对上述含氟树脂的制备方法进行说明时所列举的具有聚合性双键的单体聚合的光聚合引发剂,则没有特别限定,可以使用公知的光聚合引发剂。

作为光聚合引发剂,可以使用光自由基引发剂或光酸引发剂,这些引发剂可以单独使用,也可以同时使用光自由基引发剂和光酸引发剂,还可以混合使用两种以上的光自由基引发剂或光酸引发剂。此外,也可以通过在使用光聚合引发剂时使用添加剂,从而根据情况进行活性聚合,该添加剂可以使用公知的添加剂。

具体而言,光自由基引发剂可分类为分子内的键因吸收电磁波或电子束发生裂解而产生自由基的分子内裂解型、或者通过同时使用叔胺或醚等氢供体而产生自由基的提氢型等,可使用其中的任意一种。也可以使用除上文中列举的类型之外的光自由基引发剂。

作为光自由基引发剂,具体而言,可列举出二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类、酰基氧化膦类、醌类、偶姻类等。

作为二苯甲酮类,具体而言,可列举出二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮等。其中,优选2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮。

作为苯乙酮类,具体而言,可列举出苯乙酮、2-(4-甲苯磺酰氧基)-2-苯基苯乙酮、对二甲氨基苯乙酮、2,2’-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮、2-甲基-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-酮等。其中,优选对二甲氨基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮。

作为二酮类,具体而言,可列举出4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯、9,10-菲醌等。其中,优选4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯。

作为酰基氧化膦类,具体而言,可列举出苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦等。

作为醌类,具体而言,可列举出蒽醌、2-乙基蒽醌、樟脑醌、1,4-萘醌等。其中,优选樟脑醌、1,4-萘醌。

作为偶姻类,具体而言,可列举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等。其中,优选苯偶姻、苯偶姻甲醚。

作为光自由基引发剂,优选二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类,更优选二苯甲酮类。

市售的光自由基引发剂中,作为优选的引发剂,可列举出BASF株式会社制造的产品名称:Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 819、Irgacure 907、Irgacure 2959、Irgacure OXE-01、DAROCUR 1173、LUCIRIN TPO等。其中,更优选Irgacure 651、Irgacure 369。

具体而言,光酸引发剂是由阳离子与阴离子的对组成的鎓盐,所述阳离子为选自由芳香族磺酸、芳香族碘鎓、芳香族重氮、芳香族铵、噻蒽鎓、噻吨酮鎓、(2,4-环戊二烯-1-基)(1-甲基乙基苯)铁组成的组中的至少一种,所述阴离子为选自由四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、五氟苯基硼酸根组成的组中的至少一种。

其中,特别优选双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-双六氟磷酸盐、双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐。

作为市售的光致酸产生剂,例如可列举出San-Apro Ltd.制造的产品名称:CPI-100P、CPI-110P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S;Dow Chemical Japan Limited制造的产品名称:CYRACURE光固化引发剂UVI-6990、CYRACURE光固化引发剂UVI-6992、CYRACURE光固化引发剂UVI-6976;ADEKA CORPORATION制造的产品名称:Adeka Optomer SP-150、AdekaOptomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer SP-172、Adeka Optomer SP-300;Nippon Soda Co.,Ltd.制造的产品名称:CI-5102、CI-2855;SANSHIN CHEMICALINDUSTRY Co.,Ltd.制造的产品名称:San-Aid SI-60L、San-Aid SI-80L、San-Aid SI-100L、San-Aid SI-110L、San-Aid SI-180L、San-Aid SI-110、San-Aid SI-180;Lamberti公司制造的产品名称:ESACURE1064、ESACURE1187;Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造的产品名称:Irgacure 250等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的光聚合引发剂的含量为0.1质量%以上30质量%以下,优选为1质量%以上20质量%以下。若光聚合引发剂的含量小于0.1质量%,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于30质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物优选除了含有作为必要成分的本发明的第二实施方案的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂之外,还含有(a)交联剂与(b)碱溶性树脂。

并且,可根据需要含有(c)萘醌二叠氮基化合物、(d)碱性化合物、(e)其他添加剂等。

(a)交联剂

交联剂与式(2-2)所表示的重复单元反应,由此树脂能够形成交联结构,能够提高所形成的膜的机械强度。

可以使用公知的交联剂,具体而言,可列举出使甲醛或甲醛和低级醇与三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲、丙烯脲、乙炔脲等含氨基化合物反应,用羟甲基或低级烷氧基甲基取代该氨基的氢原子而成的化合物;多官能度环氧化合物;多官能度氧杂环丁烷化合物;多官能度异氰酸酯化合物;多官能度丙烯酸酯化合物等。其中,将使用了三聚氰胺的称为三聚氰胺类交联剂,将使用了尿素的称为尿素类交联剂,将使用了亚乙基脲、丙烯脲等亚烷基脲的称为亚烷基脲类交联剂,将使用了乙炔脲的称为乙炔脲类交联剂。这些交联剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为交联剂,优选选自这些交联剂中的至少一种,特别优选乙炔脲类交联剂、多官能度丙烯酸酯化合物。

作为三聚氰胺类交联剂,可列举出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基丁基三聚氰胺等,其中,优选六甲氧基甲基三聚氰胺。

作为尿素类交联剂,可列举出双甲氧基甲基脲、双乙氧基甲基脲、双丙氧基甲基脲、双丁氧基甲基脲等,其中,优选双甲氧基甲基脲。

作为亚烷基脲类交联剂,例如可列举出单和/或二羟基甲基化亚乙基脲、单和/或二甲氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二乙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丁氧基甲基化亚乙基脲等亚乙基脲类交联剂;单和/或二羟基甲基化丙烯脲、单和/或二甲氧基甲基化丙烯脲、单和/或二乙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丁氧基甲基化丙烯脲等丙烯脲类交联剂;1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二羟基-2-咪唑啉酮、1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。

作为乙炔脲类交联剂,例如可列举出单、双、三和/或四羟基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四甲氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四乙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丁氧基甲基化乙炔脲等。

作为多官能度丙烯酸酯化合物,可列举出多官能度丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-200、A-400、A-600)、氨基甲酸酯丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:UA-122P、UA-4HA、UA-6HA、UA-6LPA、UA-11003H、UA-53H、UA-4200、UA-200PA、UA-33H、UA-7100、UA-7200)、季戊四醇四丙烯酸酯等。

以下例示出优选的多官能度丙烯酸酯化合物。

[化学式77]

[化学式78]

[化学式79]

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的交联剂的含量为10质量%以上300质量%以下,优选为50质量%以上200质量%以下。若交联剂的含量小于10质量%,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于300质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

(b)碱溶性树脂

由于碱溶性树脂具有使由本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好的效果,故而是优选方案之一。

作为碱溶性树脂,能够列举出碱溶性酚醛清漆树脂。碱溶性酚醛清漆树脂可通过使酚类与醛类在酸性催化剂存在下缩合而得到。

作为酚类,具体而言,可例示出苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、2,3-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、3,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、间苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-乙基间苯二酚、氢醌、甲基氢醌、邻苯二酚、4-甲基-邻苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、百里香酚、香芹酚等。这些酚类可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

作为醛类,具体而言,可例示出甲醛、三聚甲醛、对甲醛、苯甲醛、乙醛、丙醛、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻甲基苯甲醛、间甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛、硝基苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛等。

作为酸催化剂,具体而言,可例示出盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、甲酸、草酸、乙酸、甲基磺酸、硫酸二乙酯、对甲苯磺酸等。这些酸催化剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

此外,作为碱溶性树脂,能够列举出酸改性环氧丙烯酸酯类。作为市售的酸改性环氧丙烯酸酯类,例如能够使用NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.制造的产品名称:CCR-1218H、CCR-1159H、CCR-1222H、CCR-1291H、CCR-1235、PCR-1050、TCR-1335H、UXE-3024、ZAR-1035、ZAR-2001H、ZFR-1185及ZCR-1569H等。

从光敏性树脂组合物的显影性及分辨率的角度出发,碱溶性树脂成分的重均分子量优选为1,000~50,000。

相对于含氟树脂100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的碱溶性树脂的含量为500质量%以上10,000质量%以下,优选为1,000质量%以上7,000质量%以下。若碱溶性树脂的含量大于10,000质量%,则有无法充分获得本发明的第二实施方案的含氟树脂所具有的、UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的趋势。

(c)含萘醌二叠氮基化合物

含萘醌二叠氮基化合物没有特殊限制,可以使用通常被用作i线用抗蚀组合物的光敏性成分的含萘醌二叠氮基化合物。含萘醌二叠氮基化合物具有使由本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好的效果,故而是优选方案之一。

作为含萘醌二叠氮基化合物,具体而言,可例示出萘醌=1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2=二叠氮-6-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮磺酸酯化合物、邻苯醌二叠氮磺酸酯化合物、邻蒽醌二叠氮磺酸酯化合物等。其中,由于溶解性优异,因此优选萘醌-1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-6-磺酸酯化合物。这些化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的含萘醌二叠氮基化合物的含量通常为10质量%~60质量%,优选为20质量%~50质量%。若大于60质量%,则有难以获得作为光敏性树脂的灵敏度的趋势。

(d)碱性化合物

碱性化合物具有减慢由所述光致酸产生剂产生的酸在膜中扩散时的扩散速度的作用。可期待碱性化合物的掺合的下述效果:调节酸扩散距离,改善隔堤的形状,即使从形成隔堤到曝光为止的后曝光延迟时间较长,提供所需精度的隔堤形状的稳定性也得以提高。

作为碱性化合物,可列举出脂肪族胺类、芳香族胺类、杂环式胺类、脂肪族多环式胺类等。其中,优选脂肪族胺类,具体而言,可列举出脂肪族仲胺或脂肪族叔胺、烷基醇胺等。这些碱性化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为脂肪族胺,可列举出用碳原子数为12以下的烷基或羟基烷基取代氨(NH

作为芳香族胺类及杂环胺类,例如可列举出苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺、三甲基苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、3,5-二硝基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺等苯胺衍生物;1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡啶、联吡啶、4-二甲基氨基吡啶、六亚甲基四胺、4,4-二甲基咪唑啉等杂环胺类;双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等受阻胺类;2-羟基吡啶、氨基甲酚、2,4-喹啉二醇、3-吲哚甲醇水合物、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、2,2’-亚氨基二乙醇、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-(2-羟基乙基)吗啉、2-(2-羟基乙基)吡啶、1-(2-羟基乙基)哌嗪、1-[2-(2-羟基乙氧基)乙基]哌嗪等醇类含氮化合物;皮考啉、卢剔啶、吡咯、哌啶、哌嗪、吲哚、六亚甲基四胺等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物中的碱性化合物的含量通常为0.001质量%~2质量%,优选为0.01质量%~1质量%。若碱性化合物的掺合量小于0.001质量%,则难以充分获得作为添加剂的效果,若大于2质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

(e)其他添加剂

本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物还可以根据需要含有其他添加剂。作为其他添加剂,可以适当使用公知的添加剂,可列举出溶解抑制剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、表面活性剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、相容剂、密合剂、抗氧化剂等各种添加剂。

作为表面活性剂,优选氟类或硅类表面活性剂(氟类表面活性剂及硅类表面活性剂、同时含有氟原子和硅原子的表面活性剂)中的任意一种、或者含有两种以上。

本发明的第二实施方案的含氟树脂膜同时含有式(2-1)所表示的重复单元和式(2-2A)所表示的重复单元。即,本发明的第二实施方案的含氟树脂膜是使上述光敏性树脂组合物固化而得到的。

[化学式80]

式(2-1)中,

R

R

R

并且,R

式(2-2A)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。

关于式(2-1)所表示的重复单元的优选结构,可再次列举出在上述式(2-1)所表示的重复单元的说明中列举的结构。

式(2-2A)所表示的重复单元是式(2-2)所表示的重复单元的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。因此,在式(2-2A)所表示的重复单元中,R

本发明的第二实施方案的含氟树脂膜可适当地用作不具有图案的单纯的膜,也可适当地用作具有图案的膜、即后述的隔堤。在本说明书中,含氟树脂膜是指不具有图案的膜。

由于本发明的第二实施方案的含氟树脂膜的表面自由能低,因此拒水或拒油性优异,可在各种用途中用作用于保护基材的膜,例如可以用作处理服饰等的布料(基材)的拒水拒油剂、或保护进行了微细加工的半导体用基板(基材)的密封剂等。

形成含氟树脂膜时,作为上述光敏性树脂组合物的组成,特别优选含有作为必要成分的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,并进一步含有交联剂。也可以根据需要而含有其他添加剂。作为溶剂、光聚合引发剂、交联剂及其他添加剂,可再次列举在上述光敏性树脂组合物的说明中分别列举的物质。

欲追求除本发明的第二实施方案的含氟树脂膜所具有的、UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性之外的性能时,可以通过与其他树脂混合(blend)而引入其他树脂的特性。

这种“其他树脂”的单体的种类虽然没有特别限制,但可列举出苯乙烯化合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。其他树脂可以是由一种构成的均聚物,也可以是使用了两种以上的共聚物。其中,优选使用不含氟的单体。

像这样与“其他树脂”混合而形成含氟树脂膜时,相对于含氟树脂膜100质量%,本发明的第二实施方案的含氟树脂的质量%通常为50质量%~99质量%,更优选为60质量%~99质量%,特别优选为70质量%~99质量%。剩余部分为“其他树脂”或上述的“各种添加剂”等。当本发明的第二实施方案的含氟树脂的组成小于50质量%时,有UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性下降的趋势。

形成含氟树脂膜时,从容易涂布或容易形成覆膜的角度出发,相对于光敏性树脂组合物100质量%的含氟树脂的浓度优选为1质量%以上30质量%以下,更优选为2质量%以上20质量%以下。

使用本发明的第二实施方案的光敏性树脂组合物而形成膜的方法可以适当地采用与现有公知的涂布方法相同的手法,可根据涂布对象物而选择适当的方法。例如,通过使用狭缝涂布机、模涂机、凹版涂布机、浸渍涂布机、旋涂机等适当的涂布装置,可良好地涂布本发明的第二实施方案的含氟树脂。此外,也可以进行浸渍涂布、喷涂、辊涂等方法。

关于光敏性树脂组合物中所含的所述溶剂,优选将含氟树脂膜涂布在基材上后使其干燥,从而不使其残留在含氟树脂膜中。

通过以80℃以上300℃以下对涂布含氟树脂膜后的基材进行加热,能够去除溶剂。加热优选进行至确认不到含氟树脂膜的重量减少时为止。进行加热时,可以在大气压下进行,也可以在加压下进行,还可以在减压下进行。并且,可以在大气中进行,也可以在非活性气氛下进行,还可以边流通规定气体边进行。

若上述加热温度小于80℃,则所述溶剂易于残留,若大于300℃,则有含氟树脂发生分解的趋势。若上述加热温度为100℃以上250℃以下,则能够去除溶剂而不引起含氟树脂的分解,故而更为优选。

涂布对象物可以是进行了微细加工的半导体用基板,也可以是服饰等的布料。

此处,形成在基材上的含氟树脂膜可以形成在基材的整个面上,也可以形成于局部。

所得到的含氟树脂膜的厚度优选为1μm以上、500μm以下。若含氟树脂膜比1μm薄,则膜的机械强度可能会下降,若形成大于500μm的厚度,则有表面的凹凸增大、难以获得平坦的膜的趋势。

本发明的第二实施方案的隔堤同时含有所述式(2-1)所表示的重复单元和所述式(2-2A)所表示的重复单元。即,本发明的第二实施方案的隔堤是使上述光敏性树脂组合物固化而得到的。

形成本发明的第二实施方案的隔堤时,作为上述光敏性树脂组合物的组成,特别优选含有作为必要成分的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,并进一步含有交联剂与碱溶性树脂。并且,可根据需要含有(c)含萘醌二叠氮基化合物、(d)碱性化合物、(c)其他添加剂等。

关于各个组成,可再次列举出在上述光敏性树脂组合物的说明中分别列举的物质。

作为本发明的第二实施方案的隔堤的形成方法,可以采用现有的光刻技术中的抗蚀图案形成方法。以下,对隔堤的形成方法进行说明。

关于隔堤的形成,可以经由下述工序而形成隔堤:在基板上涂布所述光敏性树脂组合物而形成膜的制膜工序(2-4-1);透过光掩模,以电磁波或电子束进行照射曝光,从而将光掩模的图案转印至膜上的曝光工序(2-4-2);使用显影液对膜进行显影而得到隔堤的工序(2-4-3);及去除隔堤凹部的残留有机物等的UV臭氧处理或氧等离子体处理工序(2-4-4)。然后,也可以根据需要设置加热工序(2-4-5)。

以下,举例对各工序进行说明。

2-4-1.制膜工序

制膜工序是通过旋涂等将所述光敏性树脂组合物涂布在硅晶圆等基板上,然后在电热板上对硅晶圆进行加热而去除溶剂,从而在基板上形成膜的工序。用于去除溶剂的加热通常以60℃以上200℃以下的温度且以10秒以上10分钟以下的时间进行,优选以80℃以上150℃以下的温度且以30秒以上2分钟以下的时间进行。

关于所使用的基板,可以使用硅晶圆、金属、玻璃、ITO基板等。此外,也可以在基板上预先设置有机类或无机类的膜。例如,可以设置有防反射膜、多层抗蚀膜的下层,也可以在其之上形成图案。此外,也可以预先清洗基板。例如,能够使用超纯水、丙酮、醇(甲醇、乙醇、异丙醇)等进行清洗。

2-4-2.曝光工序

曝光工序是将所需的光掩模设置在曝光装置上,透过该光掩模对所述膜照射电磁波或电子束,然后在电热板上进行加热的工序。

曝光的电磁波或电子束的波长优选为100~600nm,更优选为300~500nm,特别优选包括i线(365nm)、h线(405nm)、g线(436nm)。此外,也可以根据需要截掉330nm以下的光。

作为光源,可列举出KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)、F2准分子激光(波长157nm)等。

电磁波或电子束的曝光量优选为1mJ/cm

曝光后的加热在电热板上进行,通常以60℃以上150℃以下的温度且以10秒以上5分钟以下的时间进行,优选以80℃以上130℃以下的温度且以30秒以上3分钟以下的时间进行。

2-4-3.显影工序

显影工序是使用显影液使上述曝光工序中的膜曝光部或膜未曝光部中的任一部分溶解而形成隔堤的工序。

显影液例如可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、四丁基氢氧化铵(TBAH)水溶液等碱性水溶液、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、醋酸丁酯等有机溶剂。

四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液的浓度通常为0.1质量%以上5质量%以下,优选为2质量%以上3质量%以下。

显影方法可以使用公知的方法,例如可列举出浸渍显影法、水坑显影法、喷雾显影法等。

显影时间(显影液与膜接触的时间)通常为10秒以上3分钟以下,优选为30秒以上2分钟以下。

显影后,也可以根据需要设置使用去离子水等清洗所形成的隔堤的工序。关于清洗方法及清洗时间,可再次列举出与显影液的显影方法及显影时间相同的内容。

为了去除交联、低沸点组分而对显影后的膜进行加热工序。加热在电热板上进行,通常以60℃以上300℃以下的温度进行10秒以上120分钟以下,优选以140℃以上250℃以下的温度进行10分钟以上90分钟以下。

2-4-4.UV臭氧处理或氧等离子体处理工序

UV臭氧处理或氧等离子体处理工序是对所得到的具有隔堤的基板的整个面照射UV臭氧或氧等离子体,从而去除隔堤凹部的残留有机物等的工序。

UV臭氧处理的时间通常为10秒以上30分钟以下,优选为1分钟以上15分钟以下。

氧等离子体处理的时间通常为10秒以上30分钟以下,优选为1分钟以上15分钟以下。

若UV臭氧处理或氧等离子体处理的时间小于10秒,则有残留有机物的去除不完全的趋势,若大于30分钟,则有图案膜的膜厚减小的趋势。

2-4-5.加热工序

在UV臭氧处理或氧等离子体处理工序后,可以根据需要进行对所得到的具有隔堤的基板进行加热的工序。通过进行该工序,能够提高本发明的第二实施方案的隔堤的上表面的拒液性。

加热在电热板上进行,通常以60℃以上300℃以下的温度且以10秒以上30120分钟以下的时间进行,优选以140℃以上250℃以下的温度且以10分钟以上1590分钟以下的时间进行。

本发明的第二实施方案的隔堤含有所述式(2-4)所表示的重复单元,当所述式(2-4)中的B为羧基时,优选进行该加热处理工序。该隔堤是尤其能够通过该加热处理工序来提高对油墨的拒液性的方案之一。

本发明的第二实施方案的显示元件含有所述隔堤。

作为本发明的第二实施方案的显示元件,可列举出有机电致发光显示器(以下,有机EL显示器)、微型LED显示器或量子点显示器。

(第二实施方案的实施例)

以下,通过实施例对本发明的第二实施方案进行详细说明,但本发明并不受这些实施方案限定。

1.单体的合成

[合成例2-1]1,1-双(三氟甲基)丁二烯(BTFBE)的合成

向带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内加入400g浓硫酸,升温至100℃后,以1小时缓缓滴加300g 1,1,1-三氟-2-三氟甲基-4-戊烯-2-醇(Central Glass Co.,Ltd.的产品)。滴加结束后以100℃搅拌60分钟,通过

[化学式81]

[合成例2-2]4-羟基苯乙烯(p-HO-St)的合成

(参考日本特开2016-98181号公报的实施例进行合成)

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内混合100g4-乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为p-AcO-St)及300g甲醇,添加0.50g 1,3,5-三羟基苯(相当于p-AcO-St的0.5质量%)作为阻聚剂。然后,用冰浴将该溶液冷却至0℃后,以40分钟缓缓滴加浓度为12质量%的氢氧化钠水溶液(相当于p-AcO-St的1.0当量),然后在0℃下搅拌30分钟。通过

于室温(约20℃)下,用360g甲基叔丁基醚对所得到的反应溶液进行提取。然后,用330g纯水洗涤两次。向得到的有机层中添加1,3,5-三羟基苯使其相当于4-羟基苯乙烯的1质量%。然后,将4-羟基苯乙烯浓缩至72质量%,投入到冷却至0℃的作为不良溶剂的正辛烷中,然后通过将该溶液浸渍于冰浴中并搅拌1小时而使4-羟基苯乙烯晶体析出。过滤出晶体,进一步用正辛烷洗涤。然后,以25℃在减压下干燥晶体,由此得到4-羟基苯乙烯(以下,记为p-HO-St)的白色晶体(收率66%)。

[化学式82]

2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)

[各重复单元的摩尔比的测定]NMR

根据

[聚合物的分子量的测定]GPC

使用高效凝胶渗透色谱仪(以下,有时称为GPC;Tosoh Corporation制造,型号HLC-8320GPC),将各一根ALPHA-M色谱柱和ALPHA-2500色谱柱(均为Tosoh Corporation的产品)串联连接,使用四氢呋喃(THF)作为展开溶剂,测定聚合物的重均分子量Mw和分子量分布(数均分子量Mn与重均分子量Mw的比;Mw/Mn)。检测器使用折射率差测定检测器。

2-1.含氟树脂前驱体的聚合

[含氟树脂前驱体2-1的聚合]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例1中得到的BTFBE、12.2g(0.1mol)合成例2中得到的p-HO-St、43.2g(0.1mol)2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MA-C6F)、65g MEK,并加入1.6g(0.005mol)2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.的产品;以下,记为AIBN),搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加350g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以90%的收率得到58g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体2-1。

含氟树脂前驱体2-1的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元=21∶51∶28。

[化学式83]

Mw=12,000、Mw/Mn=1.4

[含氟树脂前驱体2-2的聚合]

除了使用乙烯基苯甲酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为VBA)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体2-1的合成相同的步骤,以87%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体2-2。

含氟树脂前驱体2-2的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自VBA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元=16∶57∶27。

[化学式84]

Mw=9,000、Mw/Mn=1.4

[含氟树脂前驱体2-3的聚合]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)BTFBE、6.1g(0.05mol)p-HO-St、7.4g(0.05mol)VBA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、65g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至温度为75℃而反应6小时。向反应体系中滴加350g正庚烷,结果析出了白色固体。过滤出该固体后,以60℃的温度进行减压干燥,以89%的收率得到59g作为白色固体的含氟树脂前驱体2-3。

含氟树脂前驱体2-3的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元∶来自VBA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元=15∶25∶25∶35。

[化学式85]

Mw=7,500、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体2-4的聚合]

除了使用苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体2-3的合成相同的步骤,以86%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体2-4。

含氟树脂前驱体2-4的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自VBA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自St的重复单元=16∶26∶34∶24。

[化学式86]

Mw=7,300、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体2-5的聚合]

除了使用St代替VBA之外,用与含氟树脂前驱体2-3的合成相同的步骤,以84%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体2-5。

含氟树脂前驱体2-5的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自St的重复单元=16∶25∶35∶25。

[化学式87]

Mw=6,900、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体2-4的聚合]

除了使用p-AcO-St代替VBA之外,用与含氟树脂前驱体2-3的合成相同的步骤,以88%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体2-6。

含氟树脂前驱体2-6的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-AcO-St的重复单元=17∶23∶33∶27。

[化学式88]

Mw=7,900、Mw/Mn=1.4

2-2.对比含氟树脂前驱体的聚合

[对比含氟树脂前驱体2-1的聚合]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取17.32g(0.2mol)甲基丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MAA)、43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)甲基丙烯酸六氟异丙酯(Central Glass Co.,Ltd.的产品;以下,记为HFIP-M)、84g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以64%的收率得到55g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体2-1。

对比含氟树脂前驱体2-1的各重复单元的组成比以mol比表示为来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=20∶26∶54。

[化学式89]

Mw=9,700、Mw/Mn=1.5

[对比含氟树脂前驱体2-2的聚合]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)HFIP-M、8.66g(0.1mol)MAA、13.01g(0.1mol)甲基丙烯酸2-羟基乙酯(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为HEMA)、88g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以68%的收率得到60g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体2-2。

对比含氟树脂前驱体2-2的各重复单元的组成比以mol比表示为来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元∶来自HEMA的重复单元=24∶26∶26∶24。

[化学式90]

Mw=10,700、Mw/Mn=1.5

[对比含氟树脂前驱体2-3的聚合]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取12.2g(0.10mol)p-HO-St、43.2g(0.1mol)MA-C6F、55g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以81%的收率得到45g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体2-3。

对比含氟树脂前驱体2-3的各重复单元的组成比以mol比表示为来自p-HO-St的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元=55∶45。

[化学式91]

Mw=15,700、Mw/Mn=1.7

[对比含氟树脂前驱体2-4的聚合]

除了使用VBA代替p-HO-St之外,用与对比含氟树脂前驱体2-3的合成相同的步骤,以88%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体2-4。

对比含氟树脂前驱体2-4的各重复单元的组成比以mol比表示为来自VBA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元=57∶43。

[化学式92]

Mw=16,300、Mw/Mn=1.7

表2-1中示出了所得到的含氟树脂前驱体2-1~2-6、对比含氟树脂前驱体2-1~2-4所含的重复单元、其摩尔比、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)及收率。

[表2-1]

3.含氟树脂的制备(第二工序:加成反应或缩合反应)

通过使“2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)”中得到的含氟树脂前驱体2-1~2-6或对比含氟树脂前驱体2-1~2-4与丙烯酸衍生物反应,合成含氟树脂。使用Karenz AOI、Karenz BEI(Showa Denko K.K.的产品)或丙烯酸缩水甘油酯(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.的产品)作为丙烯酸衍生物。该反应为各含氟树脂前驱体中的羟基或羧酸部位的羟基与丙烯酸衍生物的加成反应或缩合反应。

以下,记载了各含氟树脂的合成例,以下述方式规定所得到的含氟树脂的名称。开头的数字表示含氟树脂前驱体的序号,接下来的字母表示所使用的丙烯酸衍生物,使用Karenz AOI时记作“A”、使用Karenz BEI时记作“B”、使用丙烯酸缩水甘油酯时记作“G”,最后的括号内的数字表示相对于各树脂前驱体的丙烯酸衍生物的标称导入量(摩尔比)。

[化学式93]

[含氟树脂2-1-A(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取130g(羟基当量0.270mol)含氟树脂前驱体2-1、260g PGMEA,并加入19g(0.135mol)Karenz AOI及5.32g(0.0528mol)三乙胺,在室温下反应4小时。将反应结束后的反应液浓缩后,加入1500g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以94%的收率得到140g作为白色固体的含氟树脂2-1-A(50)。

在含氟树脂2-1-A(50)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为57∶43。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元及来自MA-C6F的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体2-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(2-2)中的W

[含氟树脂2-1-A(100)的合成]

除了使用38g(0.270mol)Karenz AOI之外,用与含氟树脂2-1-A(50)的合成相同的步骤,以96%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂2-1-A(100)。

在含氟树脂2-1-A(100)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为95∶5。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元及来自MA-C6F的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体2-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(2-2)中的W

[含氟树脂2-1-B(50)的合成]

除了使用32g(0.134mol)Karenz BEI代替Karenz AOI之外,用与含氟树脂2-1-A(50)的合成相同的步骤,以93%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂2-1=B(50)。

在含氟树脂2-1-B(50)中,来自Karenz BEI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为53∶47。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元及来自MA-C6F的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体2-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(2-2)中的W

[含氟树脂2-1-G(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取130g(羟基当量0.270mol)含氟树脂前驱体2-1、260g PGMEA,并加入17g(0.132mol)丙烯酸缩水甘油酯,在80℃下反应18小时。将反应结束后的内容物浓缩后,加入1500g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以92%的收率得到135g作为白色固体的含氟树脂2-1-G(50)。

在含氟树脂2-1-G中,来自丙烯酸缩水甘油酯的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为55∶45。

此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元及来自MA-C6F的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体2-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(2-2)中的W

[含氟树脂2-2-A(10)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取130g(羟基当量0.355mol)含氟树脂前驱体2-2、300g PGMEA,并加入10g(0.071mol)Karenz AOI,在60℃下反应18小时。将反应结束后的反应液浓缩后,加入1500g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以94%的收率得到132g作为白色固体的含氟树脂2-2-A(10)。

在含氟树脂2-2-A(10)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为10∶90。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元及来自MA-C6F的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体2-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(2-2)中的W

[含氟树脂2-2-B(5)~2-6-G(50)的合成]

以与含氟树脂2-1-A(50)、2-1-A(100)、2-1-G(50)或2-2-A(10)相同的方式,制备含氟树脂2-2-B(5)~2-6-G(50)。将所使用的含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构(所述式(2-2)中的W

[对比含氟树脂2-1-A(50)~2-4-G(50)的合成]

以与含氟树脂2-1-A(50)、2-1-A(100)、2-1-G(50)或2-2-A(10)相同的方式,制备对比含氟树脂2-1-A(50)~2-4-G(50)。将所使用的对比含氟树脂前驱体、导入的交联基团部位的种类、交联基团导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)示于表2-3中。

4.光敏性树脂组合物的制备

[光敏性树脂组合物2-1~2-38、对比光敏性树脂组合物2-1~2-12的制备]

按照表2-4~表2-6的记载,掺合所制备的各含氟树脂、各对比含氟树脂、溶剂、光聚合引发剂、交联剂、碱溶性树脂、含萘醌二叠氮基化合物或碱性化合物,用0.2μm的膜滤器过滤所得到的溶液,由此制备光敏性树脂组合物2-1~2-38及对比光敏性树脂组合物2-1~2-12。表中,将未添加的成分表示为“-”。

所使用的溶剂、光聚合引发剂、交联剂、碱溶性树脂、含萘醌二叠氮基化合物或碱性化合物如下所示。

溶剂;

S-1:丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、S-2:γ-丁内酯、S-3:丙二醇单甲醚(PGME)、S-4:甲基乙基酮、S-5:环己酮、S-6:乳酸乙酯、S-7:醋酸丁酯

光聚合引发剂;

Ini-1:4-苯甲酰基苯甲酸、Ini-2:Irgacure 651(BASF株式会社的产品)、Ini-3:Irgacure 369(BASF株式会社的产品)

交联剂;

CL-1:季戊四醇四丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)、CL-2:A-TMM-3(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.的产品)

碱溶性树脂;

ASP-1:CCR-1235(NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.的产品)

含萘醌二叠氮基化合物;

N-1:萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物(TOYO GOSEI CO.,LTD.的产品,PC-5)

碱性化合物;

B-1:三乙醇胺(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)

5.氟树脂膜对UV臭氧处理的耐性及拒液性评价

[含氟树脂膜2-1~2-38、对比含氟树脂膜2-1~2-12的形成]

使用旋涂机,以1,000rpm的转速将制备的光敏性树脂组合物2-1~2-38及对比光敏性树脂组合物2-1~2-12涂布在硅晶圆上。然后,在电热板上以100℃加热150秒,由此分别在所述硅晶圆上形成含氟树脂膜2-1~2-38、对比含氟树脂膜2-1~2-12(各序号与光敏性树脂组合物的序号对应)。

使用所得到的含氟树脂膜2-2、2-10、2-16、2-22、2-28、2-34和对比含氟树脂膜2-1、2-4、2-7、2-10,测定UV臭氧处理前后的对水、苯甲醚、苯甲酸甲酯的接触角,并测定加热后接触角。将水、苯甲醚、苯甲酸甲酯用作油墨溶剂。

[UV臭氧处理工序及加热工序]

使用SEN LIGHTS Corporation制造的型号PL17-110作为UV臭氧处理装置,对硅晶圆上的含氟树脂膜和对比含氟树脂膜进行10分钟UV臭氧处理。然后,以230℃加热60秒。

[接触角的测定]

使用Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造的接触角测量仪DMs-601,在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热处理工序后,测定含氟树脂膜及对比含氟树脂膜表面对水、苯甲醚、苯甲酸甲酯的接触角。

[膜厚的测定]

使用Bruker Nano公司制造的探针式表面轮廓仪Dektak-8,在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热处理工序后,测定含氟树脂膜及对比含氟树脂膜的膜厚。

[分子量变化的测定]

在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热工序后,使用刮铲将含氟树脂膜及对比含氟树脂膜从硅晶圆上刮下,将得到的固体溶解于THF,通过GPC进行分子量测定。检测出多个峰时,将各分子量的结果记载于表中,此外,检测出多个峰且分子量为1,000以下时,在表中记载“≤1000、多个”。

表2-7中示出了各工序的接触角的结果,表2-8中示出了各工序的膜厚测定的结果、分子量的结果。

[表2-7]

[表2-8]

根据表2-7的结果,观察到本发明的第二实施方案的含氟树脂膜2-2、2-10、2-16、2-22、2-28、2-34的接触角在UV臭氧处理后下降,但确认到通过其后的加热处理,接触角上升到与UV臭氧处理前相同的程度,可知UV臭氧处理后的含氟树脂膜表现出良好的拒液性。另一方面,对比含氟树脂膜2-1、2-4、2-7、2-10虽在UV臭氧处理前表现出高接触角,但接触角在UV臭氧处理后下降,即使在进行后续的加热处理后接触角也仍低,可知UV臭氧处理后的拒液性不够充分。

根据表2-8的结果,观察到本发明的第二实施方案的含氟树脂膜2-2、2-10、2-16、2-22、2-28、2-34的膜厚在UV臭氧处理后略有下降,但残膜的分子量几乎相同,可知上述含氟树脂膜对UV臭氧处理的耐性优异。另一方面,能够确认到对比含氟树脂膜2-1、2-4、2-7、2-10的膜厚在UV臭氧处理后大幅下降,且残膜的分子量与UV臭氧处理前相比也大幅减少,可知上述对比含氟树脂膜对UV臭氧处理的耐性不够充分。

6.UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的隔堤的上表面的拒液性评价

使用“4.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物2-2、2-6、2-8、2-10、2-14、2-16、2-26及对比光敏性树脂组合物2-1、2-4、2-7、2-12,形成隔堤2-2、2-6、2-8、2-10、2-14、2-16、2-26及对比隔堤2-1、2-4、2-7、2-12,评价并比较隔堤的性能。将结果示于以下的表2-9中。另外,关于此次使用的光敏性树脂组合物的各成分,为了比较性能,统一了除含氟树脂或对比含氟树脂之外的成分。

[隔堤的形成]

用超纯水、进一步用丙酮清洗10cm见方的ITO基板,然后使用上述UV臭氧处理装置,对该基板进行5分钟UV臭氧处理。接着,使用“4.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物2-2、2-6、2-8、2-10、2-14、2-16、2-26及对比光敏性树脂组合物2-1、2-4、2-7、2-12,使用旋涂机以1,000rpm的转速涂布在所得到的UV臭氧处理后的基板上,在电热板上以100℃加热150秒,形成膜厚为2μm的含氟树脂膜及对比含氟树脂膜。

使用掩模对准器(SUSS MicroTec K.K.的产品),隔着线宽/间距为5μm的掩模,对所得到的树脂膜照射i线(波长365nm),进行曝光。

对所得到的曝光后的树脂膜进行显影液溶解性、隔堤性能的评价(灵敏度、分辨率)、以及接触角的测定。

[显影液溶解性]

将ITO基板上的曝光后的树脂膜于室温下、在碱性显影液中浸渍80秒,评价在碱性显影液中的溶解性。使用2.38质量%的四甲基氢氧化铵水溶液(以下,有时称为TMAH)作为碱性显影液。使用接触式薄膜测厚仪测定浸渍后的隔堤的膜厚,评价隔堤的溶解性。隔堤完全溶解时记为“可溶”、抗蚀膜未溶解而有残留时记为“不溶”。

[隔堤性能(灵敏度、分辨率)]

求出形成所述线宽/间距的图案、即形成隔堤时的最佳曝光量Eop(mJ/cm

此外,使用扫描型电子显微镜观察所得到的隔堤图案从而评价分辨率。将未能确认到线边粗糙度的记为“优”、将微量确认到线边粗糙度的记为“良”、将线边粗糙度显著的记为“不及格”。

[接触角]

以230℃对通过上述工序得到的具有隔堤的基板进行60分钟加热后,对该基板的整个面进行10分钟UV臭氧处理或氧等离子体处理。然后,以230℃加热60秒。在UV臭氧处理或氧等离子体处理前后、以及其之后的加热工序后,测定隔堤及对比隔堤的表面对苯甲醚的接触角。

关于所使用的UV臭氧处理装置及接触角测量仪,使用与上述相同的装置及仪器。此外,氧等离子体处理装置使用了Yamato Scientific co.,ltd.制造的等离子清洗机PDC210,在氧气流量30cc/分钟、功率300W的条件下进行氧等离子体处理。

如表2-9所示,本发明的第二实施方案的隔堤及对比隔堤在显影液溶解性的评价中均为仅未曝光部溶解的负型抗蚀剂,在隔堤性能的评价中表现出了相同程度的灵敏度,均能分辨率良好地转印掩模的5μm的线宽/间距,均未观察到线边粗糙度、分辨率为“优”。即,根据这些评价可知,本发明的第二实施方案的含氟树脂和对比含氟树脂对隔堤的影响小。

另一方面,对于本发明的第二实施方案的隔堤,曝光部(相当于隔堤的上表面)对苯甲醚的接触角虽因UV臭氧处理或氧等离子体处理而下降,但通过后续进行的加热处理而提高,表现出良好的拒液性。对于对比隔堤,接触角因UV臭氧处理或氧等离子体处理而下降,即使进行了后续的加热工序接触角也几乎无变化、仍较低,拒液性不充分。

(第三实施方案)

以下,以下述顺序对本发明的第三实施方案进行说明。

3-1.含氟树脂

3-1-1.式(3-1)所表示的重复单元

3-1-2.式(3-2)所表示的重复单元

3-1-3.式(3-3)所表示的重复单元

3-1-4.式(3-4)所表示的重复单元

3-1-5.式(3-5)所表示的重复单元

3-1-6.含氟树脂的优选方案

3-1-7.含氟树脂的制备方法

3-2.光敏性树脂组合物

3-3.含氟树脂膜

3-4.隔堤

3-5.显示元件

3-1.含氟树脂

本发明的第三实施方案的含氟树脂的特征在于,同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元。

[化学式94]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-2)中,

R

W

A

Y

n表示1~3的整数。r表示0或1。

含氟树脂的分子量是使用以聚苯乙烯为标准物质的凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量,优选为1,000以上、1,000,000以下,更优选为2,000以上、500,000以下,特别优选为3,000以上、100,000以下。若分子量小于1,000,则有所形成的含氟树脂膜或有机EL用隔堤的强度下降的趋势,若分子量大于1,000,000,则在溶剂中的溶解性不充分,难以通过涂布形成含氟树脂膜。

分布系数(Mw/Mn)优选为1.01~5.00,更优选为1.01~4.00,特别优选为1.01~3.00。

氟树脂可以是无规共聚物,可以是交替共聚物,可以是嵌段共聚物,也可以是接枝共聚物。从不使各自的特性集中于局部而使之适度分散的角度出发,优选无规共聚物。

含氟树脂可以是属于后述的所述式(3-1)的重复单元中的一种或两种以上的单元和属于所述式(3-2)的重复单元中的一种或两种以上的单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是这些聚合物的混合物(blend)。

相对于含氟树脂100质量%,含氟树脂的含氟率优选为20质量%以上、80质量%以下。若含氟率在该范围内,则容易溶解于溶剂。通过使含氟树脂含有氟原子,能够得到拒液性优异的含氟树脂膜或隔堤。

3-1-1.式(3-1)所表示的重复单元

下面,对式(3-1)所表示的重复单元进行说明。

在式(3-1)中,R

在式(3-1)中,R

作为R

在式(3-1)中,R

并且,R

当R

其中,优选R

关于式(3-1)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式95]

[化学式96]

相对于含氟树脂100质量%,式(3-1)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(3-1)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(3-1)的重复单元的含量小于5质量%,则有对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性下降的趋势。

根据用途,也能够通过不将含氟树脂溶于溶剂而在加热下直接对树脂进行加压的方法(热压法)等来形成含氟树脂膜。此时,即使使用大于70质量%的式(3-1)所表示的重复单元,含氟树脂整体对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性、以及UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性也不会差,在本发明的第三实施方案中,这种使用不受阻碍。

此处,本发明的第三实施方案的所述式(3-1)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测如下。然而,本发明的第三实施方案并不受此处所记述的效果的限定。

所述式(3-1)所表示的重复单元具有赋予含氟树脂UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的效果。当R

进一步,所述式(3-1)所表示的重复单元具有提高含氟树脂对UV臭氧处理或氧等离子体处理的耐性的效果,认为其理由如下。

通常认为酯键在UV臭氧处理或氧等离子体处理中容易发生反应、耐性低(参照后述的对比含氟树脂膜3-1~3-10及表3-12~3-15)。因此,认为仅由具有与主链相邻的酯键的丙烯酰基部位组成的含氟聚合物中,该酯键为反应点,因此成为含氟聚合物本身对UV处理的耐性低的主要因素(例如,专利文献3~4所记载的含氟聚合物)。

与此不同,本发明的第三实施方案的所述式(3-1)所表示的重复单元是由烃组成的结构,而且所述烃不具有容易对UV臭氧处理或氧等离子体处理发生反应的酯键等主要含有氧的取代基,因此认为通过在树脂中含有所述式(3-1)所表示的重复单元,具有提高本发明的第三实施方案的含氟树脂对该处理的耐性的效果。

3-1-2.式(3-2)所表示的重复单元

接着,对式(3-2)所表示的重复单元进行说明。

在式(3-2)中,R

在式(3-2)中,W

由于W

在式(3-2)中,A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当二价的连接基团A

当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被羟基取代时,作为该羟基取代亚烷基,例如可列举出1-羟基亚乙基(-CH(OH)CH

此外,当这些亚烷基中的任意个数的氢原子被-O-C(=O)-CH

其中,优选二价的连接基团A

在式(3-2)中,Y

在式(3-2)中,n表示1~3的整数,特别优选n为1。

在式(3-2)中,r表示0或1。r为0时,(-C(=O)-)表示单键。

关于式(3-2)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式97]

[化学式98]

[化学式99]

[化学式100]

[化学式101]

相对于含氟树脂100质量%,式(3-2)所表示的重复单元在含氟树脂中的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(3-2)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。另一方面,若式(3-1)的重复单元的含量小于5质量%,则有由含氟树脂得到的含氟树脂膜或隔堤对基板的粘合性下降的趋势。

此处,本发明第三实施方案的式(3-2)所表示的重复单元所具有的效果尚不明确,但推测通过使含氟树脂含有式(3-2)所表示的重复单元,所得到的含氟树脂膜或隔堤对基板的粘合性得以提高。然而,本发明的第三实施方案并不受此处所记述的效果的限定。

如上所述,本发明的第三实施方案的含氟树脂可以是含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的共聚物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的另一种共聚物的混合物(blend)。特别是,本发明的第三实施方案的含氟树脂为含有式(3-2)中的W

3-1-3.式(3-3)所表示的重复单元

优选本发明的第三实施方案的含氟树脂进一步含有式(3-3)所表示的重复单元。

含氟树脂可以是式(3-3)所表示的重复单元、所述式(3-1)所表示的重复单元及所述式(3-2)所表示的重复单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是含有式(3-3)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物(blend)。为混合物时,除此之外,也可以是含有式(3-3)所表示的重复单元和所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物,还可以是含有式(3-3)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物的混合物。

[化学式102]

在式(3-3)中,R

在式(3-3)中,R

当R

当R

[化学式103]

式中,R

p为1~4的整数。q为1~14的整数。

在式(3-3-1)所表示的重复单元中,特别优选p为1~2的整数、q为2~8的整数、X为氟原子。

关于式(3-3)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式104]

[化学式105]

[化学式106]

[化学式107]

相对于含氟树脂100质量%,式(3-3)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为10质量%以上30质量%以下。

若式(3-3)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

式(3-3)所表示的重复单元是赋予含氟树脂UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的重复单元。因此,欲追求对油墨的高拒液性时,优选本发明的第三实施方案的含氟树脂含有式(3-3)所表示的重复单元。

3-1-4.式(3-4)所表示的重复单元

优选本发明的第三实施方案的含氟树脂进一步含有式(3-4)所表示的重复单元。

含氟树脂可以是式(3-4)所表示的重复单元、所述式(3-1)所表示的重复单元及所述式(3-2)所表示的重复单元组合而成的聚合物。此外,也可以是式(3-4)所表示的重复单元、所述式(3-1)所表示的重复单元、所述式(3-2)所表示的重复单元及所述式(3-3)所表示的重复单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是含有式(3-4)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物(blend)。为混合物时,除此之外,也可以是含有式(3-4)所表示的重复单元和所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物,还可以是含有式(3-4)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物的混合物。并且,当含氟树脂为含有所述式(3-3)所表示的重复单元的混合物时,也可以是如上所述的所述式(3-1)~(3-4)所表示的重复单元的任意能够想到的组合的混合物。

[化学式108]

在式(3-4)中,R

在式(3-4)中,E

当E

在式(3-4)中,s表示0或1。当s为0时,(-Y

此外,式(3-4)可以是下述式(3-6)所表示的重复单元。

[化学式109]

在式(3-6)中,R

关于式(3-4)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式110]

在式(3-4)中,当E

3-1-5.式(3-5)所表示的重复单元

优选本发明的第三实施方案的含氟树脂进一步含有式(3-5)所表示的重复单元。

含氟树脂可以是式(3-5)所表示的重复单元、所述式(3-1)所表示的重复单元及所述式(3-2)所表示的重复单元组合而成的聚合物。此外,也可以是式(3-5)所表示的重复单元、所述式(3-1)所表示的重复单元、所述式(3-2)所表示的重复单元及所述式(3-3)所表示的重复单元组合而成的聚合物。

此外,含氟树脂也可以是含有式(3-5)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物(blend)。为混合物时,除此之外,也可以是含有式(3-5)所表示的重复单元和所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物的混合物,还可以是含有式(3-5)所表示的重复单元和所述式(3-2)所表示的重复单元的聚合物、与含有所述式(3-1)所表示的重复单元的聚合物的混合物。并且,当含氟树脂为含有所述式(3-3)所表示的重复单元的混合物时,也可以是如上所述的所述式(3-1)~(3-5)所表示的重复单元的任意能够想到的组合的混合物。

[化学式111]

在式(3-5)中,R

在式(3-5)中,B

当B

当B

在式(3-5)中,m表示0~3的整数。

关于式(3-5)所表示的重复单元,作为优选的重复单元,可例示出以下结构。

[化学式112]

[化学式113]

相对于含氟树脂100质量%,式(3-5)所表示的重复单元的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为10质量%以上50质量%以下,特别优选为20质量%以上40质量%以下。

若式(3-5)的重复单元的含量大于70质量%,则有含氟树脂难溶于溶剂的趋势。

在式(3-5)中,当B

3-1-6.含氟树脂的优选方案

作为本发明的第三实施方案的含氟树脂中特别优选的含氟树脂,可列举出以下六个方案。

<方案3-1>

同时含有下述式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):R

式(3-2):R

<方案3-2>

同时含有下述式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):与方案3-1相同

式(3-2):R

<方案3-3>

同时含有下述式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):与方案3-1相同

式(3-2):R

<方案3-4>

含有下述式(3-1)、式(3-2)及式(3-3-1)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):与方案3-1相同

式(3-2):与方案3-1相同

式(3-3-1):R

<方案3-5>

含有下述式(3-1)、式(3-2)、式(3-3-1)及式(3-4)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):与方案3-1相同

式(3-2):与方案3-1相同

式(3-3-1):与方案3-4相同

式(3-4):R

<方案3-6>

含有下述式(3-1)、式(3-2)、式(3-3-1)、式(3-4)及式(3-5)所表示的重复单元的含氟树脂

式(3-1):与方案3-1相同

式(3-2):与方案3-1相同

式(3-3-1):与方案3-4相同

式(3-4):与方案3-5相同

式(3-5):R

3-1-7.含氟树脂的制备方法

本发明的第三实施方案的含氟树脂可通过下述方式、经由两个工序而简单地制备,即:使式(3-1a)及式(3-2a)所表示的单体聚合,得到含有式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元的含氟树脂前驱体,然后使式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元中的式(3-2b)同式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物进行加成反应。

[化学式114]

[第一工序]

[第二工序]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-1a)中的R

式(3-2)中,

R

W表示二价的连接基团,表示-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-O-C(=O)-NH-或-C(=O)-NH-。

A

Y

n表示1~3的整数。r表示0或1。

式(3-2a)中,R

E

式(3-2b)中的R

式(3-2c)中的R

Z

以下,分别对各工序进行说明。

[第一工序]

第一工序是使式(3-1a)及式(3-2a)所表示的单体聚合,制备含有式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元的含氟树脂前驱体的工序。

[化学式115]

[第一工序]

式(3-1a)所表示的单体可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。例如,优选用Journal of Organic Chemistry,1970年,第35卷,第6号,p.2096~20990所记载的方法或依据该方法进行制备。

式(3-1)所表示的重复单元是式(3-1a)所表示的单体的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。因此,在式(3-1a)所表示的单体中,R

式(3-2a)所表示的单体可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。由于容易获得,因此优选使用市售产品。

式(3-2b)所表示的重复单元是式(3-2a)所表示的单体的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。

在式(3-2a)所表示的单体中,E

对式(3-1a)及式(3-2a)所表示的单体的聚合方法进行说明。

作为聚合方法,只要是通常使用的方法则没有特殊限制,但优选自由基聚合、离子聚合,根据情况,也可以使用配位阴离子聚合、活性阴离子聚合、阳离子聚合、开环易位聚合、烯类聚合、烯类加成等。其中,特别优选自由基聚合。作为各个聚合方法,可以使用公知的方法。以下,对基于自由基聚合的方法进行说明,但其他方法也能够根据公知文献等容易地进行聚合。

关于自由基聚合,只要在自由基聚合引发剂或自由基引发源的存在下,通过本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合等公知的聚合方法,以间歇式、半连续式或连续式中的任意一种操作进行即可。

作为自由基聚合引发剂没有特别限定,但作为实例,可列举出偶氮类化合物、过氧化物类化合物、过硫酸化合物或氧化还原类化合物,特别优选2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)、过氧化新戊酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、过氧化异丁酰、过氧化月桂酰、过氧化丁二酸、二肉桂基过氧化物、过氧化二碳酸二正丙酯、烯丙基叔丁基过氧碳酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过硫酸铵等。

聚合反应中使用的反应容器没有特别限定。在聚合反应中,除单体和聚合引发剂之外,优选使用聚合溶剂。作为聚合溶剂,优选不阻碍自由基聚合的溶剂,作为代表性溶剂,有醋酸乙酯、醋酸正丁酯等酯类,丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类,甲苯、环己烷等烃类,甲醇、异丙醇、乙二醇单甲醚等醇类溶剂等。此外,也可以使用水、链状醚类、环状醚类、氟利昂类、芳香族类等的溶剂。聚合溶剂可以单独使用或混合使用两种以上。此外,也可以同时使用硫醇等分子量调节剂。聚合反应的反应温度根据自由基聚合引发剂或自由基聚合引发源等而适当改变,通常优选为20℃~200℃,更优选为30℃~140℃,特别优选为50℃~120℃。

聚合时间通常为0.1~48小时,优选为1~24小时,优选使用高效液相色谱仪(HPLC)或核磁共振装置(NMR)等分析仪器,将单体耗尽的时间点作为聚合终点。聚合结束后,可以通过将聚合溶液冷却至室温以下来终止反应。

相对于聚合反应体系100质量%,聚合引发时的单体浓度优选为1质量%以上95质量%以下,更优选为10质量%以上80质量%以下。若单体的浓度低于该范围,则有聚合反应的反应率下降的趋势,若浓度高于该范围,则有聚合液的粘度变高的趋势。

从所得到的含氟树脂前驱体的溶液或分散液中去除有机溶剂或水的方法可以是再沉淀、过滤、减压下的加热蒸馏等方法。也可以进一步对所得到的含氟树脂前驱体进行提纯,还可以是使用不溶解含氟树脂的溶剂而在过滤时进行洗涤的方法等。

[第二工序]

第二工序是使式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元中的式(3-2b)同式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物进行加成反应,从而制备含有式(3-1)及式(3-2)所表示的重复单元的含氟树脂的工序。

[化学式116]

[第二工序]

式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物可以直接使用市售产品,也可以用公知方法或依据公知方法进行制备。由于容易获得,因此优选使用市售产品。

式(3-2c)中的R3

Z

作为Z

作为Z

作为Z

作为Z

其中,作为Z

作为式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物中优选的丙烯酸衍生物,可例示出以下结构。

[化学式117]

[化学式118]

该加成反应的方案因式(3-2c)中的Z

方案(3-1):当式(3-2b)中的E

方案(3-2):当式(3-2b)中的E

即使在式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元进一步包含具有羧基等亲核性取代基的重复单元(例如,式(3-3)中的E

以下,对第二工序的制备方法进行说明。无论是上述哪一种方案,通常均可以采用以下方法。

与式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元发生作用的式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物的用量没有特殊限制,通常相对于1摩尔式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元为0.01~5摩尔,优选为0.05~3摩尔,更优选为0.05~1摩尔。丙烯酸衍生物的用量特别优选为0.2~1摩尔。

反应中通常使用二氯乙烷、甲苯、乙基苯、氯苯、四氢呋喃、乙腈、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、N,N-二甲基甲酰胺等非质子性溶剂。这些溶剂可以单独使用,或者可以同时使用两种以上。

反应温度没有特殊限制,通常在-20~+100℃的范围内,优选为0~+80℃,更优选为+10~+40℃。优选边搅拌边进行反应。

反应时间还取决于反应温度,但通常为数分钟~100小时,优选为30分钟~50小时,更优选为1~20小时,优选使用核磁共振装置(NMR)等分析仪器,将通式(3-2c)所表示的丙烯酸衍生物耗尽的时间点作为反应终点。

在该反应中,也可以使用碱作为催化剂。作为优选的碱催化剂,可例示出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙基乙胺等有机碱、或者氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等无机碱。对该碱催化剂的用量没有特殊限制,相对于1摩尔式(3-1)及式(3-2b)所表示的重复单元为0.01~5摩尔,优选为0.02~3摩尔,更优选为0.05~1摩尔。

反应结束后,通过再沉淀、过滤、提取、结晶、重结晶等常规手段,能够得到同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2)所表示的重复单元的含氟树脂。也可以进一步对所得到的含氟树脂进行提纯,还可以是使用不溶解含氟树脂的溶剂而在过滤时进行洗涤的方法等。

3-2.光敏性树脂组合物

本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物至少含有上述的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂。

本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物特别适合作为用于获得后述含氟树脂膜或有机EL用隔堤的负型树脂组合物。

本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的溶剂只要能溶解含氟树脂,则没有特殊限制,可列举出酮类、醇类、多元醇类及其衍生物、醚类、酯类、芳香族类溶剂、氟类溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为酮类,具体而言,可列举出丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、环戊酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、2-庚酮等。

作为醇类,具体而言,可列举出异丙醇、丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、叔戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-2-戊醇、正己醇、正庚醇、2-庚醇、正辛醇、正癸醇、仲戊醇、叔戊醇、异戊醇、2-乙基-1-丁醇、月桂醇、己基癸醇、油醇等。

作为多元醇类及其衍生物,具体而言,可列举出乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙酸酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇或二丙二醇单乙酸酯的单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚等。

作为醚类,具体而言,可列举出二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、二氧六环、苯甲醚等。

作为酯类,具体而言,可列举出乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯等。

作为芳香族类溶剂,可列举出二甲苯、甲苯等。

作为氟类溶剂,可列举出氟利昂、氯氟烃替代物、全氟化合物、六氟异丙醇等。

此外,出于提高涂布性的目的,可以使用作为高沸点弱溶剂的松节油类的石脑油溶剂或石蜡类溶剂等。

其中,溶剂优选为选自由甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二丙二醇、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丁醚、二丙二醇单乙酸酯单苯醚、1,4-二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯及六氟异丙醇组成的组中的至少一种。更优选为甲基乙基酮、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、环己酮、乳酸乙酯、醋酸丁酯、γ-丁内酯。

相对于含氟树脂的浓度(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的溶剂的量通常在50质量%以上、2,000质量%以下的范围内。优选为100质量%以上、1,000质量%以下。通过调节溶剂的量,能够调节所形成的树脂膜的膜厚,若为所述范围,则能够得到尤其适合于获得有机EL用隔堤的树脂膜的膜厚。

关于本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的光聚合引发剂,只要是通过电磁波或电子束而使“3-1-7.含氟树脂的制备方法”中列举的具有聚合性双键的单体聚合的光聚合引发剂,则没有特别限定,可以使用公知的光聚合引发剂。

作为光聚合引发剂,可以使用光自由基引发剂或光酸引发剂,这些引发剂可以单独使用,也可以同时使用光自由基引发剂和光酸引发剂,还可以混合使用两种以上的光自由基引发剂或光酸引发剂。此外,也可以通过在使用光聚合引发剂时使用添加剂,从而根据情况进行活性聚合,该添加剂可以使用公知的添加剂。

具体而言,光自由基引发剂可分类为分子内的键因吸收电磁波或电子束发生裂解而产生自由基的分子内裂解型、或者通过同时使用叔胺或醚等氢供体而产生自由基的提氢型等,可使用其中的任意一种。也可以使用除上文中列举的类型之外的光自由基引发剂。

作为光自由基引发剂,具体而言,可列举出二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类、酰基氧化膦类、醌类、偶姻类等。

作为二苯甲酮类,具体而言,可列举出二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮等。其中,优选2-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮。

作为苯乙酮类,具体而言,可列举出苯乙酮、2-(4-甲苯磺酰氧基)-2-苯基苯乙酮、对二甲氨基苯乙酮、2,2’-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮、2-甲基-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-酮等。其中,优选对二甲氨基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮。

作为二酮类,具体而言,可列举出4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯、9,10-菲醌等。其中,优选4,4’-二甲氧基苯偶酰、苯甲酰基甲酸甲酯。

作为酰基氧化膦类,具体而言,可列举出苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦等。

作为醌类,具体而言,可列举出蒽醌、2-乙基蒽醌、樟脑醌、1,4-萘醌等。其中,优选樟脑醌、1,4-萘醌。

作为偶姻类,具体而言,可列举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等。其中,优选苯偶姻、苯偶姻甲醚。

作为光自由基引发剂,优选二苯甲酮类、苯乙酮类、二酮类,更优选二苯甲酮类。

市售的光自由基引发剂中,作为优选的引发剂,可列举出BASF株式会社制造的产品名称:Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 819、Irgacure 907、Irgacure 2959、Irgacure OXE-01、DAROCUR1173、LUCIRIN TPO等。其中,更优选Irgacure 651、Irgacure 369。

具体而言,光酸引发剂是由阳离子与阴离子的对组成的鎓盐,所述阳离子为选自由芳香族磺酸、芳香族碘鎓、芳香族重氮、芳香族铵、噻蒽鎓、噻吨酮鎓、(2,4-环戊二烯-1-基)(1-甲基乙基苯)铁组成的组中的至少一种,所述阴离子为选自由四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、五氟苯基硼酸根组成的组中的至少一种。

其中,特别优选双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-双六氟磷酸盐、双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐。

作为市售的光致酸产生剂,例如可列举出San-Apro Ltd.制造的产品名称:CPI-100P、CPI-110P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S;Dow Chemical Japan Limited制造的产品名称:CYRACURE光固化引发剂UVI-6990、CYRACURE光固化引发剂UVI-6992、CYRACURE光固化引发剂UVI-6976;ADEKA CORPORATION制造的产品名称:Adeka Optomer SP-150、AdekaOptomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer SP-172、Adeka Optomer SP-300;Nippon Soda Co.,Ltd.制造的产品名称:CI-5102、CI-2855;SANSHINCHEMICALINDUSTRY Co.,Ltd.制造的产品名称:San-Aid SI-60L、San-Aid SI-80L、San-Aid SI-100L、San-Aid SI-110L、San-Aid SI-180L、San-Aid SI-110、San-Aid SI-180;Lamberti公司制造的产品名称:ESACURE 1064、ESACURE 1187;Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造的产品名称:Irgacure250等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的光聚合引发剂的含量为0.1质量%以上30质量%以下,优选为1质量%以上20质量%以下。若光聚合引发剂的含量小于0.1质量%,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于30质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物优选除了含有作为必要成分的本发明的第三实施方案的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂之外,还含有(a)交联剂与(b)碱溶性树脂。并且,可根据需要含有(c)含萘醌二叠氮基化合物、(d)碱性化合物、(e)其他添加剂等。

(a)交联剂

交联剂与式(3-2)所表示的重复单元反应,由此树脂能够形成交联结构,能够提高所形成的膜的机械强度。

可以使用公知的交联剂,具体而言,可列举出使甲醛或甲醛和低级醇与三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲、丙烯脲、乙炔脲等含氨基化合物反应,用羟甲基或低级烷氧基甲基取代该氨基的氢原子而成的化合物;多官能度环氧化合物;多官能度氧杂环丁烷化合物;多官能度异氰酸酯化合物;多官能度丙烯酸酯化合物等。其中,将使用了三聚氰胺的称为三聚氰胺类交联剂,将使用了尿素的称为尿素类交联剂,将使用了亚乙基脲、丙烯脲等亚烷基脲的称为亚烷基脲类交联剂,将使用了乙炔脲的称为乙炔脲类交联剂。这些交联剂可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为交联剂,优选选自这些交联剂中的至少一种,特别优选乙炔脲类交联剂、多官能度丙烯酸酯化合物。

作为三聚氰胺类交联剂,可列举出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基丁基三聚氰胺等,其中,优选六甲氧基甲基三聚氰胺。

作为尿素类交联剂,可列举出双甲氧基甲基脲、双乙氧基甲基脲、双丙氧基甲基脲、双丁氧基甲基脲等,其中,优选双甲氧基甲基脲。

作为亚烷基脲类交联剂,例如可列举出单和/或二羟基甲基化亚乙基脲、单和/或二甲氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二乙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丙氧基甲基化亚乙基脲、单和/或二丁氧基甲基化亚乙基脲等亚乙基脲类交联剂;单和/或二羟基甲基化丙烯脲、单和/或二甲氧基甲基化丙烯脲、单和/或二乙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丙氧基甲基化丙烯脲、单和/或二丁氧基甲基化丙烯脲等丙烯脲类交联剂;1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二羟基-2-咪唑啉酮、1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。

作为乙炔脲类交联剂,例如可列举出单、双、三和/或四羟基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四甲氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四乙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丙氧基甲基化乙炔脲,单、双、三和/或四丁氧基甲基化乙炔脲等。

作为多官能度丙烯酸酯化合物,可列举出多官能度丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:A-200、A-400、A-600)、氨基甲酸酯丙烯酸酯(例如,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的产品名称:UA-122P、UA-4HA、UA-6HA、UA-6LPA、UA-11003H、UA-53H、UA-4200、UA-200PA、UA-33H、UA-7100、UA-7200)、季戊四醇四丙烯酸酯等。

以下例示出优选的多官能度丙烯酸酯化合物。

[化学式119]

[化学式120]

[化学式121]

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有后述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的交联剂的含量为10质量%以上300质量%以下,优选为50质量%以上200质量%以下。若交联剂的含量小于10质量%,则有无法充分获得交联效果的趋势,若大于300质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

(b)碱溶性树脂

由于碱溶性树脂具有使由本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好的效果,故而是优选方案之一。

作为碱溶性树脂,能够列举出碱溶性酚醛清漆树脂。

碱溶性酚醛清漆树脂可通过使酚类与醛类在酸性催化剂存在下缩合而得到。

作为酚类,具体而言,可例示出苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、2,3-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、3,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、间苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-乙基间苯二酚、氢醌、甲基氢醌、邻苯二酚、4-甲基-邻苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、百里香酚、香芹酚等。这些酚类可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

作为醛类,具体而言,可例示出甲醛、三聚甲醛、对甲醛、苯甲醛、乙醛、丙醛、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻甲基苯甲醛、间甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛、硝基苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛等。

作为酸催化剂,具体而言,可例示出盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、甲酸、草酸、乙酸、甲基磺酸、硫酸二乙酯、对甲苯磺酸等。这些酸催化剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

此外,作为碱溶性树脂,能够列举出酸改性环氧丙烯酸酯类。作为市售的酸改性环氧丙烯酸酯类,例如能够使用NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.制造的产品名称:CCR-1218H、CCR-1159H、CCR-1222H、CCR-1291H、CCR-1235、PCR-1050、TCR-1335H、UXE-3024、ZAR-1035、ZAR-2001H、ZFR-1185及ZCR-1569H等。

从光敏性树脂组合物的显影性及分辨率的角度出发,碱溶性树脂成分的重均分子量优选为1,000~50,000。

相对于含氟树脂100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的碱溶性树脂的含量为500质量%以上10,000质量%以下,优选为1,000质量%以上7,000质量%以下。若碱溶性树脂的含量大于10,000质量%,则有无法充分获得本发明的第三实施方案的含氟树脂所具有的、UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性的趋势。

(c)含萘醌二叠氮基化合物

含萘醌二叠氮基化合物没有特殊限制,可以使用通常被用作i线用抗蚀组合物的光敏性成分的含萘醌二叠氮基化合物。含萘醌二叠氮基化合物具有使由本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物得到的隔堤的形状良好的效果,故而是优选方案之一。

作为含萘醌二叠氮基化合物,具体而言,可例示出萘醌-1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-6-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮磺酸酯化合物、邻苯醌二叠氮磺酸酯化合物、邻蒽醌二叠氮磺酸酯化合物等。其中,由于溶解性优异,因此优选萘醌-1,2-二叠氮-4-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物、萘醌-1,2-二叠氮-6-磺酸酯化合物。这些化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的含萘醌二叠氮基化合物的含量通常为10质量%~60质量%,优选为20质量%~50质量%。若大于60质量%,则有难以获得作为光敏性树脂的灵敏度的趋势。

(d)碱性化合物

碱性化合物具有减慢由所述光致酸产生剂产生的酸在本发明的第三实施方案的膜中扩散时的扩散速度的作用。可期待碱性化合物的掺合的下述效果:调节酸扩散距离,改善隔堤的形状,即使从形成隔堤到曝光为止的后曝光延迟时间较长,提供所需精度的隔堤形状的稳定性也得以提高。

作为碱性化合物,可列举出脂肪族胺类、芳香族胺类、杂环式胺类、脂肪族多环式胺类等。其中,优选脂肪族胺类,具体而言,可列举出脂肪族仲胺或脂肪族叔胺、烷基醇胺等。这些碱性化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。

作为脂肪族胺,可列举出用碳原子数为12以下的烷基或羟基烷基取代氨(NH

其中,优选二烷基胺、三烷基胺、烷基醇胺,更优选烷基醇胺。烷基醇胺中,特别优选三乙醇胺、三异丙醇胺。

作为芳香族胺类及杂环胺类,例如可列举出苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺、三甲基苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、3,5-二硝基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺等苯胺衍生物;1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡啶、联吡啶、4-二甲基氨基吡啶、六亚甲基四胺、4,4-二甲基咪唑啉等杂环胺类;双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等受阻胺类;2-羟基吡啶、氨基甲酚、2,4-喹啉二醇、3-吲哚甲醇水合物、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、2,2’-亚氨基二乙醇、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-(2-羟基乙基)吗啉、2-(2-羟基乙基)吡啶、1-(2-羟基乙基)哌嗪、1-[2-(2-羟基乙氧基)乙基]哌嗪等醇类含氮化合物;皮考啉、卢剔啶、吡咯、哌啶、哌嗪、吲哚、六亚甲基四胺等。

相对于含氟树脂(其中,当光敏性树脂组合物中含有上述的碱溶性树脂时,包括该树脂的浓度)100质量%,本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物中的碱性化合物的含量通常为0.001质量%~2质量%,优选为0.01质量%~1质量%。若碱性化合物的掺合量小于0.001质量%,则难以充分获得作为添加剂的效果,若大于2质量%,则有分辨率和灵敏度下降的趋势。

(e)其他添加剂

本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物还可以根据需要含有其他添加剂。作为其他添加剂,可以适当使用公知的添加剂,可列举出溶解抑制剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、表面活性剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、相容剂、密合剂、抗氧化剂等各种添加剂。

作为表面活性剂,优选氟类或硅类表面活性剂(氟类表面活性剂及硅类表面活性剂、同时含有氟原子和硅原子的表面活性剂)中的任意一种、或者含有两种以上。

3-3.含氟树脂膜

本发明的第三实施方案的含氟树脂膜同时含有式(3-1)所表示的重复单元和式(3-2A)所表示的重复单元。即,本发明的第三实施方案的含氟树脂膜是使上述光敏性树脂组合物固化而得到的。

[化学式122]

式(3-1)中,

R

R

R

并且,R

式(3-2A)中,

R

W

A

y

n表示1~3的整数。r表示0或1的整数。

关于式(3-1)所表示的重复单元的优选结构,可再次列举出“3-1-1.式(3-1)所表示的重复单元”中列举的结构。

式(3-2A)所表示的重复单元是式(3-2)所表示的重复单元的聚合性双键裂解而形成的。在聚合反应中,聚合性双键之外的结构不会发生变化,可以保持原结构。因此,在式(3-2A)所表示的重复单元中,R

本发明的第三实施方案的含氟树脂膜可适当地用作不具有图案的单纯的膜,也可适当地用作具有图案的膜、即后述的隔堤。在本说明书中,含氟树脂膜是指不具有图案的膜。

由于本发明的第三实施方案的含氟树脂膜的表面自由能低,因此拒水或拒油性优异,可在各种用途中用作用于保护基材的膜,例如可以用作处理服饰等的布料(基材)的拒水拒油剂、或保护进行了微细加工的半导体用基板(基材)的密封剂等。

形成含氟树脂膜时,作为上述光敏性树脂组合物的组成,特别优选含有作为必要成分的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,并进一步含有交联剂。也可以根据需要而含有其他添加剂。作为溶剂、光聚合引发剂、交联剂及其他添加剂,可再次列举出上述“3-2.光敏性树脂组合物”中分别列举的物质。

欲追求除本发明的第三实施方案的含氟树脂膜所具有的、UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性之外的性能时,可以通过与其他树脂混合(blend)而引入其他树脂的特性。

这种“其他树脂”的单体的种类虽然没有特别限制,但可列举出苯乙烯化合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。其他树脂可以是由一种构成的均聚物,也可以是使用了两种以上的共聚物。其中,优选使用不含氟的单体。

像这样与“其他树脂”混合而形成含氟树脂膜时,相对于含氟树脂膜100质量%,本发明的第三实施方案的含氟树脂的质量%通常为50质量%~99质量%,更优选为60质量%~99质量%,特别优选为70质量%~99质量%。剩余部分为“其他树脂”或上述的“各种添加剂”等。当本发明的第三实施方案的含氟树脂的组成小于50质量%时,有UV臭氧处理后或氧等离子体处理后的对油墨的拒液性下降的趋势。

形成含氟树脂膜时,从容易涂布或容易形成覆膜的角度出发,相对于光敏性树脂组合物100质量%的含氟树脂的浓度优选为1质量%以上30质量%以下,更优选为2质量%以上20质量%以下。

使用本发明的第三实施方案的光敏性树脂组合物而形成膜的方法可以适当地采用与现有公知的涂布方法相同的手法,可根据涂布对象物而选择适当的方法。例如,通过使用狭缝涂布机、模涂机、凹版涂布机、浸渍涂布机、旋涂机等适当的涂布装置,可良好地涂布本发明的第三实施方案的含氟树脂。此外,也可以进行浸渍涂布、喷涂、辊涂等方法。

关于光敏性树脂组合物中所含的所述溶剂,优选将含氟树脂膜涂布在基材上后使其干燥,从而不使其残留在含氟树脂膜中。

通过以80℃以上300℃以下对涂布含氟树脂膜后的基材进行加热,能够去除溶剂。加热优选进行至确认不到含氟树脂膜的重量减少时为止。进行加热时,可以在大气压下进行,也可以在加压下进行,还可以在减压下进行。并且,可以在大气中进行,也可以在非活性气氛下进行,还可以边流通规定气体边进行。

若上述加热温度小于80℃,则所述溶剂易于残留,若大于300℃,则有含氟树脂发生分解的趋势。若上述加热温度为100℃以上250℃以下,则能够去除溶剂而不引起含氟树脂的分解,故而更为优选。

涂布对象物可以是进行了微细加工的半导体用基板,也可以是服饰等的布料。

此处,形成在基材上的含氟树脂膜可以形成在基材的整个面上,也可以形成于局部。

所得到的含氟树脂膜的厚度优选为1μm以上、500μm以下。若含氟树脂膜比1μm薄,则膜的机械强度可能会下降,若形成大于500μm的厚度,则有表面的凹凸增大、难以获得平坦的膜的趋势。

3-4.隔堤

本发明的第三实施方案的隔堤同时含有所述式(3-1)所表示的重复单元和所述式(3-2A)所表示的重复单元。即,本发明的第三实施方案的隔堤是使上述光敏性树脂组合物固化而得到的。

形成本发明的第三实施方案的隔堤时,作为上述光敏性树脂组合物的组成,特别优选含有作为必要成分的含氟树脂、溶剂及光聚合引发剂,并进一步含有交联剂与碱溶性树脂。并且,可根据需要含有(c)含萘醌二叠氮基化合物、(d)碱性化合物、(c)其他添加剂等。

关于各组成,可再次列举出在上述“3-2.光敏性树脂组合物”中分别列举的物质。

作为本发明的第三实施方案的隔堤的形成方法,可以采用现有的光刻技术中的抗蚀图案形成方法。以下,对隔堤的形成方法进行说明。

关于隔堤的形成,可以经由下述工序而形成隔堤:在基板上涂布所述光敏性树脂组合物而形成膜的制膜工序(4-1);透过光掩模,以电磁波或电子束进行照射曝光,将光掩模的图案转印至膜上的曝光工序(4-2);使用显影液对膜进行显影而得到隔堤的工序(4-3);及去除隔堤凹部的残留有机物等的UV臭氧处理或氧等离子体处理工序(4-4)。然后,也可以根据需要设置加热工序(4-5)。

以下,举例对各工序进行说明。

4-1.制膜工序

制膜工序是通过旋涂等将所述光敏性树脂组合物涂布在硅晶圆等基板上,然后在电热板上对硅晶圆进行加热而去除溶剂,从而在基板上形成膜的工序。用于去除溶剂的加热通常以60℃以上200℃以下的温度且以10秒以上10分钟以下的时间进行,优选以80℃以上150℃以下的温度且以30秒以上2分钟以下的时间进行。

关于所使用的基板,可以使用硅晶圆、金属、玻璃、ITO基板等。此外,也可以在基板上预先设置有机类或无机类的膜。例如,可以设置有防反射膜、多层抗蚀膜的下层,也可以在其之上形成图案。此外,也可以预先清洗基板。例如,能够使用超纯水、丙酮、醇(甲醇、乙醇、异丙醇)等进行清洗。

4-2.曝光工序

曝光工序是将所需的光掩模设置在曝光装置上,透过该光掩模对所述膜照射电磁波或电子束,然后在电热板上进行加热的工序。

曝光的电磁波或电子束的波长优选为100~600nm,更优选为300~500nm,特别优选包括i线(365nm)、h线(405nm)、g线(436nm)。此外,也可以根据需要截掉330nm以下的光。

作为光源,可列举出KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)、F2准分子激光(波长157nm)等。

电磁波或电子束的曝光量为1mJ/cm

曝光后的加热在电热板上进行,通常以60℃以上150℃以下的温度且以10秒以上5分钟以下的时间进行,优选以80℃以上130℃以下的温度且以30秒以上3分钟以下的时间进行。

4-3.显影工序

显影工序是使用显影液使上述曝光工序中的膜曝光部或膜未曝光部中的任一部分溶解而形成隔堤的工序。

显影液例如可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、四丁基氢氧化铵(TBAH)水溶液等碱性水溶液、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、醋酸丁酯等有机溶剂。

四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液的浓度通常为0.1质量%以上5质量%以下,优选为2质量%以上3质量%以下。

显影方法可以使用公知的方法,例如可列举出浸渍显影法、水坑显影法、喷雾显影法等。

显影时间(显影液与膜接触的时间)通常为10秒以上3分钟以下,优选为30秒以上2分钟以下。

显影后,也可以根据需要设置使用去离子水等清洗所形成的隔堤的工序。关于清洗方法及清洗时间,可再次列举出与显影液的显影方法及显影时间相同的内容。

为了去除交联、低沸点组分而对显影后的膜进行加热工序。加热在电热板上进行,通常以60℃以上300℃以下的温度进行10秒以上120分钟以下,优选以140℃以上250℃以下的温度进行10分钟以上90分钟以下。

4-4.UV臭氧处理或氧等离子体处理工序

UV臭氧处理或氧等离子体处理工序是对所得到的具有隔堤的基板的整个面照射UV臭氧或氧等离子体,从而去除隔堤凹部的残留有机物等的工序。

UV臭氧处理的时间通常为10秒以上30分钟以下,优选为1分钟以上15分钟以下。

氧等离子体处理的时间通常为10秒以上30分钟以下,优选为1分钟以上15分钟以下。

若UV臭氧处理或氧等离子体处理的时间小于10秒,则有残留有机物的去除不完全的趋势,若大于30分钟,则有图案膜的膜厚减小的趋势。

4-5.加热工序

在UV臭氧处理或氧等离子体处理工序后,可以根据需要进行对所得到的具有隔堤的基板进行加热的工序。通过进行该工序,能够提高本发明的第三实施方案的隔堤的上表面的拒液性。

加热在电热板上进行,通常以60℃以上300℃以下的温度且以10秒以上30120分钟以下的时间进行,优选以140℃以上250℃以下的温度且以10分钟以上1590分钟以下的时间进行。

本发明的第三实施方案的隔堤含有所述式(3-4)所表示的重复单元,当所述式(3-4)中的B

3-5.显示元件

本发明的第三实施方案的显示元件含有所述隔堤。

作为本发明的第三实施方案的显示元件,可列举出有机电致发光显示器(以下,有机EL显示器)、微型LED显示器或量子点显示器。

(第三实施方案的实施例)

以下,通过实施例对本发明的第三实施方案进行详细说明,但本发明不受这些实施方案限定。

1.单体的合成

[合成例3-1]1,1-双(三氟甲基)丁二烯(BTFBE)的合成

向带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内加入400g浓硫酸,升温至100℃后,以1小时缓缓滴加300g 1,1,1-三氟-2-三氟甲基-4-戊烯-2-醇。滴加结束后,以100℃搅拌60分钟,通过

[化学式123]

[合成例3-2]4-羟基苯乙烯(p-HO-St)的合成

(参考日本特开2016-98181号公报的实施例进行合成)

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的1000ml的玻璃制烧瓶内混合100g4-乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为p-AcO-St)及300g甲醇,添加0.50g 1,3,5-三羟基苯(相当于p-AcO-St的0.5质量%)作为阻聚剂。然后,用冰浴将该溶液冷却至0℃后,以40分钟缓缓滴加浓度为12质量%的氢氧化钠水溶液(相当于p-AcO-St的1.0当量),然后在0℃下搅拌30分钟。通过

[化学式124]

[合成例3-3]丙烯酸1-甘油酯(1-glycerol acrylate)(GLMA)的合成

准备带回流冷凝器、滴液漏斗、温度计、空气导入管及搅拌器的1L的玻璃制四口烧瓶。在反应前加入1质量%硫酸水溶液,以80℃搅拌2小时,对反应器内进行清洗。排出硫酸水溶液后,加入140g(7.80mol)水及76.5mg(0.78mmol)98质量%硫酸,用油浴进行加热,边搅拌边升温。然后,导入空气,同时以5小时滴加预先加入了0.05g对苯二酚的100g(0.78摩尔)丙烯酸缩水甘油酯。进一步,将温度保持在80~85℃,继续反应2小时。反应结束后,测定反应液的酸值,以相对于酸值呈当量的方式添加2%氢氧化钠水溶液来进行中和。进一步,加入0.05g对苯二酚,边吹入空气,边在油浴中升温至70℃,并在约4.0~13.3kPa的减压下进行脱水。另外,在反应及脱水过程的任意时间进行采样,分析样品溶液中有无聚合物,结果未确认到聚合物。脱水结束后,进行过滤,得到103g纯度为96.2%的丙烯酸1-甘油酯(以下,记为GLMA)(收率90.3%)。在所得到的GLMA中未确认到聚合物。

[化学式125]

2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)

[各重复单元的摩尔比的测定]NMR

根据

[聚合物的分子量的测定]GPC

使用高效凝胶渗透色谱仪(以下,有时称为GPC;Tosoh Corporation制造,型号HLC-8320GPC),将各一根ALPHA-M色谱柱和ALPHA-2500色谱柱(均为Tosoh Corporation制造)串联连接,使用四氢呋喃(THF)作为展开溶剂,测定聚合物的重均分子量Mw和分子量分布系数(数均分子量Mn与重均分子量Mw的比;Mw/Mn)。检测器使用折射率差测定检测器。

2-1.含氟树脂前驱体的聚合

[含氟树脂前驱体3-1的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例3-1中得到的BTFBE、8.8g(0.10mol)2-羟基乙基乙烯基醚(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.的产品;以下,记为HEVE)、43.2g(0.1mol)2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MA-C6F)、9.0g(0.75mol)合成例3-2中得到的p-HO-St、70g MEK,并加入1.6g(0.005mol)2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为AIBN),搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加350g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以85%的收率得到60g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体3-1。

含氟树脂前驱体3-1的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEVE的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=16∶26∶33∶25。

[化学式126]

Mw=4,100、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-2的合成]

除了使用乙烯基苯甲酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为VBA)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-1的合成相同的步骤,以87%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-2。

含氟树脂前驱体3-2的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEVE的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=17∶25∶33∶25。

[化学式127]

Mw=3,900、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-3的合成]

除了使用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为HEMA)代替HEVE之外,用与含氟树脂前驱体3-1的合成相同的步骤,以90%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-3。

含氟树脂前驱体3-3的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自HO-St的重复单元=20∶28∶30∶22。

[化学式128]

Mw=6,500、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-4的合成]

除了使用甲基丙烯酸羟基乙酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为HEMA)代替HEVE之外,用与含氟树脂前驱体3-2的合成相同的步骤,以91%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-4。

含氟树脂前驱体3-4的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=19∶27∶31∶23。

[化学式129]

Mw=6,800、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-5的合成]

除了使用1,1,1,3,3,3-六氟-2-(4-乙烯基苯基)丙烷-2-醇(Central Glass Co.,Ltd.的产品;以下,记为4-HFA-St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-3的合成相同的步骤,以87%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-5。

含氟树脂前驱体3-5的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自4-HFA-St的重复单元=16∶26∶33∶25。

[化学式130]

Mw=7,100、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-6的合成]

除了使用对乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为p-AcO-St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-3的合成相同的步骤,以88%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-6。

含氟树脂前驱体3-6的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-AcO-St的重复单元=16∶32∶30∶22。

[化学式131]

Mw=7,200、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-7的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例3-1中得到的BTFBE、13.0g(0.10m0l)HEMA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、8.6g(0.10mol)甲基丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MAA)、7.8g(0.75mol)苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为St)、82g MEK,并加入1.6g(0.005mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加350g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以89%的收率得到73g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体3-7。

含氟树脂前驱体3-7的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自MAA的重复单元∶来自St的重复单元=15∶25∶30∶10∶20。

[化学式132]

Mw=7,200、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-8的合成]

除了使用丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为AA)代替甲基丙烯酸之外,用与含氟树脂前驱体3-7的合成相同的步骤,以89%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-8。

含氟树脂前驱体3-8的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自AA的重复单元∶来自St的重复单元=16∶24∶31∶9∶20。

[化学式133]

Mw=6,800、Mw/Mn=1.4

[含氟树脂前驱体3-9的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例3-1中得到的BTFBE、14.6g(0.10mol)合成例3-3中得到的GLMA、43.2g(0.10mol)2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MA-C6F)、9.0g(0.75mol)合成例3-2中得到的p-HO-St、70g MEK,并加入1.6g(0.005mol)2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为AIBN),搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加350g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以80%的收率得到61g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体3-9。

含氟树脂前驱体3-9的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=16∶26∶33∶25。

[化学式134]

Mw=5,600、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-10的合成]

除了使用乙烯基苯甲酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为VBA)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-1的合成相同的步骤,以90%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-10。

含氟树脂前驱体3-10的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=17∶25∶33∶25。

[化学式135]

Mw=5,400、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-11的合成]

除了使用甲基丙烯酸1-甘油酯(1-glycerol methacrylate)(NOF CORPORATION的产品;以下GLMM)代替GLMA之外,用与含氟树脂前驱体3-9的合成相同的步骤,以92%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-11。

含氟树脂前驱体3-11的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自HO-St的重复单元=20∶28∶30∶22。

[化学式136]

Mw=7,400、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-12的合成]

除了使用GLMM代替GLMA之外,用与含氟树脂前驱体3-10的合成相同的步骤,以91%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-12。

含氟树脂前驱体3-12的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=19∶27∶31∶23。

[化学式137]

Mw=7,700、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-13的合成]

除了使用1,1,1,3,3,3-六氟-2-(4-乙烯基苯基)丙烷-2-醇(Central Glass Co.,Ltd.的产品;以下,记为4-HFA-St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-11的合成相同的步骤,以85%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-13。

含氟树脂前驱体3-13的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自4-HFA-St的重复单元=16∶26∶33∶25。

[化学式138]

Mw=7,900、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-14的合成]

除了使用对乙酰氧基苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为p-AcO-St)代替p-HO-St之外,用与含氟树脂前驱体3-11的合成相同的步骤,以89%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-14。

含氟树脂前驱体3-14的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-AcO-St的重复单元=16∶32∶30∶22。

[化学式139]

Mw=8,200、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-15的合成]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取9.5g(0.05mol)合成例3-1中得到的BTFBE、16.0g(0.10mol)GLMM、43.2g(0.1mol)MA-C6F、8.6g(0.10mol)甲基丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为MAA)、7.8g(0.75mol)苯乙烯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品;以下,记为St)、82g MEK,并加入1.6g(0.005mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至内温为75℃而反应6小时。向反应体系内滴加350g正庚烷,结果析出了透明的粘性物质。通过倾析分离该粘性物质。以60℃进行减压干燥,以88%的收率得到75g作为透明粘性物质的含氟树脂前驱体3-15。

含氟树脂前驱体3-15的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自MAA的重复单元∶来自St的重复单元=15∶25∶30∶10∶20。

[化学式140]

Mw=8,000、Mw/Mn=1.3

[含氟树脂前驱体3-16的合成]

除了使用St代替p-HO-Dt之外,用与含氟树脂前驱体3-11的合成相同的步骤,以89%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂前驱体3-16。

含氟树脂前驱体3-16的各重复单元的组成比以mol%表示为来自BTFBE的重复单元∶来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自St的重复单元=16∶24∶31∶29。

[化学式141]

Mw=7,600、Mw/Mn=1.4

2-2.对比含氟树脂前驱体的合成

[对比聚合例3-1]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)甲基丙烯酸六氟异丙酯(Central Glass Co.,Ltd.制造;以下,记为HFIP-M)、17.32g(0.2mol)MAA、84g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,结果得到了白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以64%的收率得到55g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-1。

对比含氟树脂前驱体3-1的各重复单元的组成比以mol比表示为来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=26∶20∶54。

[化学式142]

Mw=9,700、Mw/Mn=1.5

[对比聚合例3-2]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取13.01g(0.1mol)HEMA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)HFIP-M、8.66g(0.1mol)MAA、88g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,结果得到了白色的沉淀。过滤出该沉淀,通过在60℃的温度下进行减压干燥,以68%的收率得到60g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-2。

对比含氟树脂前驱体3-2的各重复单元的组成比以mol比表示为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=24∶26∶24∶26。

[化学式143]

Mw=10,700、Mw/Mn=1.5

[对比聚合例3-3]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取12.2g(0.10mol)p-HO-St、43.2g(0.1mol)MA-C6F、8.8g(0.1mol)HEVE、63g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,结果得到了白色的沉淀。过滤出该沉淀,通过在60℃的温度下进行减压干燥,以81%的收率得到51g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-3。

对比含氟树脂前驱体3-3的各重复单元的组成比以mol比表示为来自HEVE的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=34∶31∶35。

[化学式144]

Mw=14,700、Mw/Mn=1.7

[对比聚合例3-4]

除了使用VBA代替p-HO-St之外,用与对比含氟树脂前驱体3-3的合成相同的步骤,以82%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-4。

对比含氟树脂前驱体3-4的各重复单元的组成比以mol比表示为来自HEVE的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=35∶31∶34。

[化学式145]

Mw=17,300、Mw/Mn=1.7

[对比聚合例3-5]

除了使用HEMA代替HEVE之外,用与对比含氟树脂前驱体3-3的合成相同的步骤,以86%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-5。

对比含氟树脂前驱体3-5的各重复单元的组成比以mol比表示为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=34∶33∶33。

[化学式146]

Mw=19,300、Mw/Mn=1.8

[对比聚合例3-6]

除了使用HEMA代替HEVE之外,用与对比含氟树脂前驱体3-4的合成相同的步骤,以83%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-6。

对比含氟树脂前驱体3-6的各重复单元的组成比以mol比表示为来自HEMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=32∶33∶35。

[化学式147]

Mw=17,300、Mw/Mn=1.7

[对比聚合例3-7]

于室温(约20℃)下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)甲基丙烯酸六氟异丙酯(Central Glass Co.,Ltd.制造,以下,记为HFIP-M)、17.32g(0.2mol)MAA、84g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以64%的收率得到55g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-7。

对比含氟树脂前驱体3-7的各重复单元的组成比以mol比表示为来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=26∶20∶54。

[化学式148]

Mw=9,700、Mw/Mn=1.5

[对比聚合例3-8]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取16.02g(0.1mol)GLMM、43.2g(0.1mol)MA-C6F、23.6g(0.1mol)HFIP-M、8.66g(0.1mol)MAA、88g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在60℃的温度下进行减压干燥,以71%的收率得到65g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-8。

对比含氟树脂前驱体3-8的各重复单元的组成比以mol比表示为来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自HFIP-M的重复单元∶来自MAA的重复单元=24∶26∶24∶26。

[化学式149]

Mw=11,500、Mw/Mn=1.5

[对比聚合例3-9]

于室温下,在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取14.6(0.10mol)GLMA、43.2g(0.1mol)MA-C6F、12.2g(0.10mol)p-HO-St、63g MEK,并加入1.6g(0.010mol)AIBN,搅拌并进行脱气,然后用氮气对烧瓶内进行置换,升温至80℃后反应6小时。将反应结束后的反应液滴加到500g正庚烷中,得到白色的沉淀。过滤出该沉淀,在温度60℃下进行减压干燥,以84%的收率得到59g作为白色固体的对比含氟树脂前驱体3-9。

对比含氟树脂前驱体3-9的各重复单元的组成比以mol比表示为来自GLMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=34∶31∶35。

[化学式150]

Mw=16,700、Mw/Mn=1.7

[对比聚合例3-10]

除了使用VBA代替p-HO-St之外,用与对比含氟树脂前驱体3-9的合成相同的步骤,以86%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-10。

对比含氟树脂前驱体3-10的各重复单元的组成比以mol比表示为来自GLMA的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=35∶31∶34。

[化学式151]

Mw=19,300、Mw/Mn=1.7

[对比聚合例3-11]

除了使用GLMM代替GLMA之外,用与对比含氟树脂前驱体3-9的合成相同的步骤,以86%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-11。

对比含氟树脂前驱体3-11的各重复单元的组成比以mol比表示为来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自p-HO-St的重复单元=33∶34∶33。

[化学式152]

Mw=20,400、Mw/Mn=1.8

[对比聚合例3-12]

除了使用GLMM代替GLMA之外,用与对比含氟树脂前驱体3-10的合成相同的步骤,以88%的收率得到含有以下重复单元的对比含氟树脂前驱体3-12。

对比含氟树脂前驱体3-12的各重复单元的组成比以mol比表示为来自GLMM的重复单元∶来自MA-C6F的重复单元∶来自VBA的重复单元=32∶33∶35。

[化学式153]

Mw=18,300、Mw/Mn=1.7

表3-1及表3-2中示出了所得到的含氟树脂前驱体3-1~3-16、对比含氟树脂前驱体3-1~3-12所含的重复单元、其摩尔比、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)及收率。

[表3-1]

[表3-2]

3.含氟树脂的制备(第二工序:加成反应)

通过使“2.含氟树脂的制备(第一工序:聚合)”中得到的含氟树脂前驱体3-1~3-16及对比含氟树脂前驱体3-1~3-12与丙烯酸衍生物反应,合成含氟树脂。使用KarenzAOI、Karenz BEI(Showa Denko K.K.的产品)或丙烯酸缩水甘油酯(Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.的产品)作为丙烯酸衍生物。该反应为各含氟树脂前驱体中的羟基与丙烯酸衍生物的加成反应。

以下,记载了各含氟树脂的合成例,以下述方式规定所得到的含氟树脂的名称。开头的数字表示含氟树脂前驱体的序号,接下来的字母表示所使用的丙烯酸衍生物,使用Karenz AOI时记作“A”、使用Karenz BEI时记作“B”、使用丙烯酸缩水甘油酯时记作“G”,最后的括号内的数字表示相对于各树脂前驱体的丙烯酸衍生物的标称导入量。

[化学式154]

[含氟树脂3-1-A(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取10g(羟基当量0.0115mol)含氟树脂前驱体3-1、20g PGMEA,并加入0.81g(0.0058mol)Karenz AOI,以45℃反应4小时。将反应结束后的反应液浓缩后,加入150g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以84%的收率得到9.1g作为白色固体的含氟树脂3-1-A(50)。

在含氟树脂3-1-A(50)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为46∶54。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-1-A(100)的合成]

除了使用1.62g(0.0114mol)Karenz AOI之外,用与含氟树脂3-1-A(50)的合成相同的步骤,以96%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂3-1-A(100)。

<

在含氟树脂3-1-A(100)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为96∶4。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-1-B(50)的合成]

除了使用1.38g(0.0058mol)Karenz BEI代替Karenz AOI之外,用与含氟树脂3-1-A(50)的合成相同的步骤,以93%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂3-1-B(50)。

<

在含氟树脂3-1-B(50)中,来自Karenz BEI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为49∶51。在含氟树脂3-1-A(100)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为96∶4。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-1-G(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取10g(羟基当量0.0115mol)含氟树脂前驱体3-1、20g PGMEA,并加入1.4g(0.0113mol)丙烯酸缩水甘油酯,在80℃下反应18小时。将反应结束后的内容物浓缩后,加入150g庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以88%的收率得到10g作为白色固体的含氟树脂3-1-G(50)。

<

在含氟树脂3-1-G(50)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为55∶45。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-1相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-2-A(50)~3-8-G(50)的合成]

以与含氟树脂3-1-A(50)、3-1-A(100)、3-1-G(50)相同的方式,制备含氟树脂3-2-A(50)~3-8-G(50)。将所使用的含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构(所述式(3-2)中的W

[含氟树脂3-9-A(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取10g(羟基当量0.0230mol)含氟树脂前驱体3-9、20g PGMEA,并加入1.62g(0.0115mol)KarenzAOI,以45℃反应4小时。将反应结束后的反应液浓缩后,加入150g正庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以80%的收率得到9.3g作为白色固体的含氟树脂3-9-A(50)。

在含氟树脂3-9-A(50)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为47∶53。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-9相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-9-A(100)的合成]

除了使用3.24g(0.0230mol)Karenz AOI之外,用与含氟树脂3-9-A(50)的合成相同的步骤,以90%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂3-9-A(100)。

<

在含氟树脂3-9-A(100)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为95∶5。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自

MA-C6F的重复单元及来自p-HO-Dt的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-9相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-9-B(50)的合成]

除了使用2.75g(0.0115mol)Karenz BEI代替Karenz AOI之外,用与含氟树脂3-9-A(50)的合成相同的步骤,以92%的收率得到含有以下重复单元的含氟树脂3-9-B(50)。

<

在含氟树脂3-9-B(50)中,来自Karenz BEI的丙烯酰基导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为49∶51。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-9相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-9-G(50)的合成]

在带搅拌器的300ml的玻璃制烧瓶内称取10g(羟基当量0.0230mol)含氟树脂前驱体3-9、20g PGMEA,并加入1.5g(0.0115mol)丙烯酸缩水甘油酯,以80℃反应18小时。将反应结束后的内容物浓缩后,加入150g庚烷,使沉淀析出。过滤出该沉淀,以40℃进行减压干燥,以87%的收率得到10g作为白色固体的含氟树脂3-9-G(50)。

<

在含氟树脂3-9-G(50)中,来自Karenz AOI的丙烯酸衍生物导入量(反应率)及残留羟基量(未反应率)以mol比表示为53∶47。此外,确认到未与交联基团部位反应的各重复单元(来自BTFBE的重复单元、来自MA-C6F的重复单元及来自p-HO-St的重复单元)的组成比与所使用的含氟树脂前驱体3-9相比没有变化(与导入交联基团前相同)。此外,所形成的新键(式(3-2)中的W

[含氟树脂3-10-A(50)~3-16-G(50)的合成]

以与含氟树脂3-9-A(50)、3-9-A(100)、3-9-G(50)相同的方式,制备含氟树脂3-10-A(50)~3-16-G(50)。将所使用的含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构(所述式(3-2)中的W

[对比含氟树脂3-1-A(50)~3-6-G(50)的合成]

以与含氟树脂3-1-A(50)、3-1-A(100)、3-1-G(50)相同的方式,制备对比含氟树脂3-1-A(50)~3-6-G(50)。将所使用的对比含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构、交联基团导入量(反应率)、残留羟基量(未反应率)、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)示于表3-5中。

以与含氟树脂3-9-A(50)、3-9-A(100)、3-9-G(50)相同的方式,制备对比含氟树脂3-7-A(50)~3-12-G(50)。将所使用的对比含氟树脂前驱体、丙烯酸衍生物、所形成的交联基团结构、交联基团导入量(反应率)、残留羟基量(未反应率)、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)示于表3-5中。

[表3-3]

[表3-5]

4.光敏性树脂组合物的制备

[光敏性树脂组合物3-1~3-82、对比光敏性树脂组合物3-1~3-36的制备]

按照表3-6~表3-11的记载,掺合所制备的各含氟树脂、各对比含氟树脂、溶剂、光聚合引发剂、交联剂、碱溶性树脂、含萘醌二叠氮基化合物或碱性化合物,用0.2μm的膜滤器过滤所得到的溶液,由此制备光敏性树脂组合物3-1~3-38及对比光敏性树脂组合物3-1~3-12。表中,将未添加的成分表示为“-”。

所使用的溶剂、光聚合引发剂、交联剂、碱溶性树脂、含萘醌二叠氮基化合物或碱性化合物如下所示。

溶剂;

S-1:丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、S-2:γ-丁内酯、S-3:丙二醇单甲醚(PGME)、S-4:甲基乙基酮、S-5:环己酮、S-6:乳酸乙酯、S-7:醋酸丁酯光聚合引发剂;Ini-1:4-苯甲酰基苯甲酸、Ini-2:Irgacure 651(BASF株式会社的产品)、Ini-3:Irgacure 369(BASF株式会社的产品)交联剂;

CL-1:季戊四醇四丙烯酸酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)、CL-2:A-TMM-3(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.的产品)

碱溶性树脂;

ASP-1:CCR-1235(NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.的产品)

含萘醌二叠氮基化合物;

N-1:萘醌-1,2-二叠氮-5-磺酸酯化合物(TOYO GOSEI CO.,LTD.的产品,PC-5)

碱性化合物;

B-1:三乙醇胺(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)

5.各氟树脂膜的UV臭氧处理前后及加热工序后的拒液性评价

[含氟树脂膜3-1~3-82、对比含氟树脂膜3-1~3-36的形成]

使用旋涂机,以1,000rpm的转速将制备的光敏性树脂组合物3-1~3-82及对比光敏性树脂组合物3-1~3-36涂布在硅晶圆上。然后,在电热板上以100℃加热150秒,由此分别在硅晶圆上形成含氟树脂膜3-1~3-82、对比含氟树脂膜3-1~3-36(各序号与光敏性树脂组合物的序号对应)。

使用所得到的含氟树脂膜3-2、3-10、3-16、3-22、3-27、3-32、3-36、3-39、3-43、3-51、3-57、3-63、3-68、3-73、3-77、3-80和对比含氟树脂膜3-1、3-4、3-7、3-10、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-28、3-31、3-34,测定UV臭氧处理前后的对水、苯甲醚、苯甲酸甲酯的接触角,并测定加热后的接触角。将水、苯甲醚、苯甲酸甲酯用作油墨溶剂。

[UV臭氧处理工序及加热工序]

使用SEN LIGHTS Corporation制造的型号PL17-110作为UV臭氧处理装置,对硅晶圆上的含氟树脂膜和对比含氟树脂膜进行10分钟UV臭氧处理。然后,以230℃加热60秒。

[接触角的测定]

使用Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造的接触角测量仪DMs-601,在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热处理工序后,测定含氟树脂膜及对比含氟树脂膜表面对水、苯甲醚、苯甲酸甲酯的接触角。

[膜厚的测定]

使用Bruker Nano公司制造的探针式表面轮廓仪Dektak-8,在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热处理工序后,测定含氟树脂膜及对比含氟树脂膜的膜厚。

[分子量变化的测定]

在UV臭氧处理前后、以及在其之后的加热工序后,使用刮铲将含氟树脂膜及对比含氟树脂膜从硅晶圆上刮下,将得到的固体溶解于THF,通过GPC进行分子量测定。检测出多个峰时,在表中记载多个峰的分子量的结果及“多个”。

表3-12及表3-13示出了接触角的结果,表3-14及表3-15示出了每个工序的膜厚测定及重均分子量(Mw)的结果。

[表3-12]

[表3-13]

[表3-14]

[表3-15]

根据表3-12及表3-13的结果确认到:对于本发明的含氟树脂膜3-2、3-10、3-16、3-22、3-27、3-32、3-36、3-39、3-43、3-51、3-57、3-63、3-68、3-73、3-77、3-80,在UV臭氧处理后曾一度下降的接触角有因其后的加热处理工序而恢复到与UV臭氧处理前相同程度的接触角的趋势。另一方面,对比含氟树脂膜3-1、3-4、3-7、3-10、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-28、3-31、3-34虽在UV臭氧处理前表现出高接触角,但是并未观察到处理后下降的接触角在加热工序后有较大恢复。

根据表3-14及表3-15的结果,观察到本发明的含氟树脂膜3-2、3-10、3-16、3-22、3-27、3-32、3-36、3-39、3-43、3-51、3-57、3-63、3-68、3-73、3-77、3-80的膜厚在UV臭氧处理后略有下降,但残膜的分子量几乎相同,可知上述含氟树脂膜对UV臭氧处理的耐性优异。另一方面,能够确认到对比含氟树脂膜3-1、3-4、3-7、3-10、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-28、3-31、3-34的膜厚在UV臭氧处理后大幅下降,且残膜的分子量相较于UV臭氧处理前也大幅减少,可知上述对比含氟树脂膜对UV臭氧处理的耐性不够充分。

6.隔堤的评价

使用“4.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物3-2、3-6、3-8、3-10、3-14、3-16、3-26、3-27、3-32、3-36、3-43、3-47、3-49、3-51、3-55、3-57、3-67、3-68、3-73、3-77及对比光敏性树脂组合物3-1、3-4、3-7、3-12、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-30、3-31、3-34,形成隔堤3-2、3-6、3-8、3-10、3-14、3-16、3-26、3-27、3-32、3-36、3-43、3-47、3-49、3-51、3-55、3-57、3-67、3-68、3-73、3-77及对比隔堤3-1、3-4、3-7、3-12、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-30、3-31、3-34,评价并比较隔堤性能。将本发明的隔堤的结果示于表3-16、将对比隔堤的结果示于表3-17。另外,关于此次使用的光敏性树脂组合物的各成分,为了比较性能,统一了除含氟树脂或对比含氟树脂之外的成分。

[隔堤的形成]

用超纯水、进一步用丙酮清洗10cm见方的ITO基板,然后使用上述UV臭氧处理装置,对该基板进行5分钟UV臭氧处理。接着,使用“4.光敏性树脂组合物的制备”中得到的光敏性树脂组合物3-2、3-6、3-8、3-10、3-14、3-16、3-26、3-27、3-32、3-36、3-43、3-47、3-49、3-51、3-55、3-57、3-67、3-68、3-73、3-77及对比光敏性树脂组合物3-1、3-4、3-7、3-12、3-13、3-16、3-19、3-22、3-25、3-30、3-31、3-34,使用旋涂机以1,000rpm的转速涂布在所得到的UV臭氧处理后的基板上,在电热板上以100℃加热150秒,形成膜厚为2μm的含氟树脂膜及对比含氟树脂膜。使用掩模对准器(SUSS MicroTec K.K.的产品),隔着线宽/间距为5μm的掩模,对所得到的树脂膜照射i线(波长365nm),进行曝光。

对所得到的曝光后的树脂膜进行显影液溶解性、隔堤性能的评价(灵敏度、分辨率)、以及接触角的测定。

[显影液溶解性]

将ITO基板上的曝光后的树脂膜于室温下、在碱性显影液中浸渍80秒,评价在碱性显影液中的溶解性。使用2.38质量%的四甲基氢氧化铵水溶液(以下,有时称为TMAH)作为碱性显影液。使用接触式薄膜测厚仪测定浸渍后的隔堤的膜厚,评价隔堤的溶解性。隔堤完全溶解时记为“可溶”、抗蚀膜未溶解而有残留时记为“不溶”。

[抗蚀性能(灵敏度、分辨率)]

求出形成所述线宽/间距的图案、即形成隔堤时的最佳曝光量Eop(mJ/cm

此外,使用显微镜观察所得到的隔堤图案从而评价分辨率。将未确认到线边粗糙度的记为“优”、将微量确认到线边粗糙度的记为“良”、将线边粗糙度显著的记为“不及格”。

[接触角]

以230℃对通过上述工序得到的具有隔堤的基板进行60分钟加热后,对该基板的整个面进行10分钟UV臭氧处理或氧等离子体处理。然后,以230℃加热60秒。在UV臭氧处理或氧等离子体处理前后、以及其之后的加热工序后,测定隔堤及对比隔堤的表面对苯甲醚的接触角。

关于所使用的UV臭氧处理装置及接触角测量仪,使用与上述相同的装置及仪器。此外,氧等离子体处理装置使用了Yamato Scientific co.,ltd.制造的等离子清洗机PDC210,在氧气流量30cc/分钟、功率300W的条件下进行氧等离子体处理。

如表3-16及表3-17所示,本发明的隔堤及对比隔堤在显影液溶解性的评价中均为仅未曝光部溶解的负型抗蚀剂,在隔堤性能的评价中表现出了相同程度的灵敏度,均能分辨率良好地转印掩膜的5μm的线宽/间距,均未观察到线边粗糙度、分辨率为“优”。即,根据这些评价可知,本发明的含氟树脂和对比含氟树脂对隔堤的影响小。

另一方面,对于本发明的隔堤,曝光部(相当于隔堤的上表面)对苯甲醚的接触角虽因UV臭氧处理或氧等离子体处理而下降,但通过后续进行的加热工序而提高,表现出良好的拒液性。对于对比隔堤,接触角因UV臭氧处理或氧等离子体处理而下降,即使通过后续的加热工序接触角也几乎无变化、仍较低,拒液性不充分。

相关技术
  • 光敏性树脂组合物、含氟树脂固化物的制备方法、含氟树脂、含氟树脂膜、隔堤及显示元件
  • 含氟活性能量射线固化型树脂、表面活性剂、活性能量射线固化型树脂组合物及固化涂膜
技术分类

06120113108685