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公開番号2024166251
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024153209,2023123406
出願日2024-09-05,2018-12-21
発明の名称レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物
出願人日産化学株式会社
代理人弁理士法人はなぶさ特許商標事務所
主分類G03F 7/11 20060101AFI20241121BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する、レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物である。
(A)成分:下記(Z2)を満たす、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂(該アミド基はアクリルアミド、メタクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーに由来する)、
(Z2):自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記（Ａ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分を含有する、レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
（Ａ）成分：下記（Ｚ２）を満たす、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂（該アミド基はアクリルアミド、メタクリルアミドから選ばれる少なくとも１つのモノマーに由来する）、
（Ｚ２）：自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも１つの基と反応する基をさらに有する（Ｃ）成分：溶剤、
（Ｄ）成分：感光剤
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
（Ｄ）成分がキノンジアジド化合物である、請求項１に記載のレジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
【請求項３】
（Ｄ）成分がヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方か、ヒドロキシ基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらのヒドロキシ基又はアミノ基（ヒドロキシ基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量）のうち、１０モル％乃至１００モル％が１，２－キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物である、請求項２に記載のレジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
【請求項４】
下記（Ｚ４）をさらに満足する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のレジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
（Ｚ４）：（Ｄ）成分が（Ｄ－３）である光酸発生剤であり、さらに（Ｇ）成分として、（Ｄ）成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を２個以上有する化合物を含有する
【請求項５】
（Ａ）成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂の数平均分子量がポリスチレン換算で２，０００乃至５０，０００である、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のレジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のレジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物により形成された硬化膜。
【請求項７】
請求項６に記載の硬化膜を有する表示素子。
【請求項８】
請求項６に記載の硬化膜を画像形成用隔壁として有する表示素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性樹脂組成物から得られる硬化膜のバンクパターンの形成方法に関する。この感光性樹脂組成物を用いた硬化膜のバンクパターンの形成方法は、特に液晶ディスプレイやＥＬディスプレイにおける層間絶縁膜、インクジェット方式に対応した遮光壁または隔壁を形成する方法として好適である。
続きを表示（約 4,600 文字）【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液晶表示素子、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子等のディスプレイ素子の作製工程においてインクジェットを用いたフルカラー表示基板作製技術が近年活発に検討されている。たとえば液晶表示素子におけるカラーフィルタ作製に関しては、従来の印刷法、電着法、染色法または顔料分散法に対して、あらかじめパターニングされた画素を規定する区画（以下バンクという）を、光を遮断する感光性樹脂層で形成し、このバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下するカラーフィルタおよびその製造方法（特許文献１）などが提案されている。また有機ＥＬ表示素子においてもあらかじめバンクを作製し、同様に発光層となるインクを滴下し、有機ＥＬ表示素子を作製する方法（特許文献２）が提案されている。
【０００３】
また、有機ＥＬ表示装置におけるコントラストを高め、視認性を向上させる目的で、バンク材料に顔料を混合して遮光性を持たせる試みがなされている。また、バンク材料の解像度を向上させる目的でバンク材料に微粒子を混合する試みがなされている。また、感光性樹脂組成物の屈折率や透明性の向上を目的として微粒子を混合する試みがなされている。しかしながら、これらの方法ではいずれも添加した顔料や微粒子の残渣がパターン開口部に残存し、有機ＥＬ表示装置の不良の原因となる問題があった。
【０００４】
バンクにおける開口部の残渣を抑制する方法として、撥液性を有するバンク材料の下層に親水性化合物を含有する層を設け、上層のバンク材料とともに現像除去することによってバンク材料の成分により親液性を有するべきバンク開口部が汚染されることを防ぐ方法が提案されている（特許文献５～７）。しかしながら、この方法では下層の親水性が高いために吸湿が起こりやすく、パターンが剥離する等の問題があった。
【０００５】
バンクにおける開口部の残渣を抑制する方法として、撥液性を有するバンク材料の下層に有機層を設け、上層のバンク材料でパターンを形成した後にドライエッチング工程により下層を除去することによってバンク開口部の親液性を向上する方法が提案されている（特許文献８）。しかしながら、この方法では工程が煩雑になる問題があった。
【０００６】
また、積層した二層の有機層に対して一度の露光工程、一度の現像工程を行うことによりパターンを形成方法として特許文献９、特許文献１０が提案されている。しかしながら、これらはいずれもパターン開口部の残渣の抑制を目的としたものではなかった。また、特許文献９の方法では下層の有機層が感光性を有していないため、パターンの寸法を制御するためには精密な工程制御が必要であった。特許文献１０の方法では露光工程の後に加熱処理を行う必要があり、工程が煩雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０００－１８７１１１号公報
特開平１１－５４２７０号公報
特開２０００－３５３５９４号公報
特開平１０－１９７７１５号公報
特開２０１０－３３９２５号公報
特開２０１０－７３３４０号公報
特開２０１０－１２９３４４号公報
特開２０１１－２１６２５０号公報
特許第４１８２３５８号公報
特許第５０８３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、表示素子の性能を向上し得る顔料や微粒子を含有するバンク、プロセス的に簡便で生産コスト的にも有利な撥液性のバンクを用いても、バンク以外の領域に顔料や微粒子、撥液性のレジスト材料の成分などの残渣が残りにくいバンクパターンの形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、基板上に直接または他の層を介して、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して下層膜を設け、この下層膜上に、撥液成分である重合体や微粒子を含有する第二の感光性樹脂組成物を、塗布してレジスト膜を設け、レジスト膜を露光および現像することによりバンクを形成する。この現像過程において、非バンク部の下層膜が、非バンク部のレジスト膜とともに除去されることで、基板上に撥液成分や微粒子等を含むレジスト膜残渣を低減させ開口部の親液性を維持したまま膜表面に撥水性と撥液性を効率的に付与できることを見出し、本発明を完成させた。
ここで、基板上にバンクが所在する領域はバンク部とし、バンク以外の領域は非バンク部とする。
【００１０】
即ち、本発明は以下に関する。
１．基板上にバンクと該バンクによって区画された領域とを形成する方法であって、該バンクによって区画された領域に有機薄膜を形成するためのバンクパターンの形成方法において、
基板上に直接または他の層を介して、下記（Ａ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含むバンクパターンの形成方法。
（Ａ）成分：アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
（Ｃ）成分：溶剤、
（Ｄ）成分：感光剤、
（ａ）成分：アルカリ可溶性樹脂、
（ｂ）成分：微粒子、
（ｃ）成分：溶剤、
（ｄ）成分：感光剤。
２．（ｂ）成分は無機微粒子である上記１に記載のバンクパターンの形成方法。
３．（ｂ）成分は着色剤を含む微粒子である上記１に記載のバンクパターンの形成方法。４．（ｂ）成分の平均粒子径が５ｎｍ～１０００ｎｍである上記１乃至上記３のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
５．前記第一の感光性樹脂組成物は、下記（Ｚ１）乃至（Ｚ４）のうち少なくともいずれか１つを満足する上記１乃至上記４のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
（Ｚ１）：（Ｅ）成分である架橋剤をさらに含有する；
（Ｚ２）：（Ａ）成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも１つの基と反応する基をさらに有する；
（Ｚ３）：（Ｄ）成分が（Ｄ－２）である光ラジカル発生剤であり、さらに（Ｆ）成分として、エチレン性二重結合を２個以上有する化合物を含有する；
（Ｚ４）：（Ｄ）成分が（Ｄ－３）である光酸発生剤であり、さらに（Ｇ）成分として、（Ｄ）成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を２個以上有する化合物を含有する
６．前記第二の感光性樹脂組成物は、下記（ｚ１）乃至（ｚ４）のうち少なくともいずれか１つを満足する上記１乃至上記５のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。（ｚ１）：（ｅ）成分である架橋剤をさらに含有する；
（ｚ２）：（ａ）成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも１つの基と反応する基をさらに有する；
（ｚ３）：（ｄ）成分が（ｄ－２）である光ラジカル発生剤であり、さらに（ｆ）成分として、エチレン性二重結合を２個以上有する化合物を含有する；
（ｚ４）：（ｄ）成分が（ｄ－３）である光酸発生剤であり、さらに（ｇ）成分として、（ｄ）成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を２個以上有する化合物を含有する
７．（Ｄ）および／または（ｄ）成分がキノンジアジド化合物である上記１乃至上記４のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
８．（Ｄ）成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記（Ｚ１）および／または（Ｚ２）のいずれかを満足する上記５に記載のバンクパターンの形成方法。
９．（ｄ）成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記（ｚ１）および／または（ｚ２）のいずれかを満足する上記６に記載のバンクパターンの形成方法。
１０．（Ｄ）成分がジアゾナフトキノンである上記８に記載のバンクパターンの形成方法。
１１．（ｄ）成分がジアゾナフトキノンである上記９に記載のバンクパターンの形成方法。
１２．第二の感光性樹脂組成物に、さらに下記（ｈ）成分を含む上記１乃至上記１１のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
（ｈ）成分：撥液性基（ｈ１）を有する重合体、
１３．（ｈ）成分が更に、下記（ｈ２）を有する重合体である上記１２に記載のバンクパターンの形成方法。
（ｈ２）：Ｎ－アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも１つの基。
１４．（ｈ）成分が更に、下記（ｈ３）を有する重合体である上記１２または１３に記載のバンクパターンの形成方法。
（ｈ３）：ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも１つの基。
１５．（ｈ）成分の前記撥液性基（ｈ１）が炭素原子数３乃至１０のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及び式５で表されるポリシロキサン基からなる群より選ばれる少なくとも一種の基である上記１２乃至上記１４いずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
－（ＳｉＲ
１
Ｒ
２
－Ｏ）
ｎ
－ＳｉＲ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
・・・式５
（ただし、Ｒ
１
、Ｒ
２
は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ
３
は水素または炭素原子数１乃至１０の有機基を表し、ｎは１乃至２００の整数を表す。）。
１６．（ｈ）成分の重合体がアクリル重合体である上記１２乃至上記１５のいずれか一項
に記載のバンクパターンの形成方法。
１７．（ｈ）成分のアクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で２，０００乃至１００，０００である上記１６に記載のバンクパターンの形成方法。
１８．１００質量部の（ａ）成分に、（ｈ）成分が０．１質量部乃至２０質量部を占めることを特徴とする上記１２乃至上記１７のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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