CN103424990B - 感光性聚硅氧烷组成物、保护膜及具有保护膜的元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及感光性聚硅氧烷组成物、保护膜及具有保护膜的元件。一种感光性聚硅氧烷组成物,包含聚硅氧烷组分(A)、醌二叠氮系化合物(B)、芴衍生物组分(C)及溶剂(D)。该聚硅氧烷组分(A)包括至少一具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子。该芴衍生物组分(C)包括至少一具有至少一个含双键基团的芴衍生物。由该感光性聚硅氧烷组成物所形成的保护膜具有较佳的耐化学性及耐显影性。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性聚硅氧烷组成物,特别涉及一种包含聚硅氧烷组分及芴衍生物组分的感光性聚硅氧烷组成物、由此感光性聚硅氧烷组成物所形成的保护膜,及具有保护膜的元件。
背景技术
近年来,在半导体工业、液晶显示器或有机电激发光显示器用集成电路的领域中,随着尺寸的日益缩小化,对于光刻制程中所需的图案的微细化更甚要求。为了达到微细化的图案,一般是通过具有高分辨率及高感度的正型感光性材料经曝光及显影后而形成,且以聚硅氧烷高分子为成分的正型感光性材料渐成为业界使用的主流。
日本特开2008-107529号揭示一种形成硬化膜用的感光性树脂组成物。该组成物包含聚硅氧烷高分子、醌二叠氮磺酸酯及溶剂。该聚硅氧烷高分子是由含环氧丙烷基或丁二酸酐基的硅烷单体经加水分解且部分缩合所获得。虽上述专利中的感光性树脂组成物于光刻制程中的感度可被业界所接受,但由其所形成的硬化膜耐化学性不佳,且当清洗制程的产能满载时,使得硬化膜于显影制程后无法立即进行清洗处理,导致该硬化膜上长久残留显影液,继而造成该硬化膜的图案易受显影液影响而毁损,使得该硬化膜不具有耐显影性的特性。
由上述可知,目前仍有需要发展出一种具有较佳耐化学性及耐显影性的保护膜,及形成该保护膜的感光性树脂组成物,以满足业界的需求。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种感光性聚硅氧烷组成物。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,包含:
聚硅氧烷组分(A),包括至少一个具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子;
醌二叠氮系化合物(B);
芴衍生物组分(C),包括至少一个具有至少一个含双键基团的芴衍生物;及
溶剂(D)。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,所述具有至少一个含双键基团的芴衍生物由式(I)所示,
于式(I)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;R19及R23为相同或不同,且各自表示单键或有机基团;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,所述具有至少一个含双键基团的芴衍生物由式(II)所示,
于式(II)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;X19及X23为二价烷基;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数;n及u各自表示0至10的整数。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,所述具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子还具有至少一个反应基团,且该反应基团选自于由下列所构成的群组的基团:酸酐基及环氧基。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,所述具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子是由硅烷单体组分经缩合反应而得的聚合物,且该硅烷单体组分包括式(a)所示的硅烷单体,
(Ra)kSi(ORb)4-k 式(a)
于式(a)中,k表示1至3的整数,且当k表示2或3时,多个Ra各自为相同或不同;至少一个Ra表示C2至C10的烯基,且其余Ra表示氢、C1至C10的烷基、经酸酐基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的烷氧基,或C6至C15的芳香基;
Rb表示氢、C1至C6的烷基、C1至C6的酰基,或C6至C15的芳香基,且当4-k表示2或3时,多个Rb各自为相同或不同。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,基于所述聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,所述醌二叠氮系化合物(B)的使用量是1重量份至50重量份,所述芴衍生物组分(C)的使用量范围为5重量份至120重量份,及所述溶剂(D)的使用量是50重量份至1200重量份。
本发明感光性聚硅氧烷组成物还包含热聚合起始剂(E)。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,基于所述聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,所述热聚合起始剂(E)的使用量范围为0.5重量份至20重量份。
本发明的第二目的在于提供一种具有较佳耐化学性及耐显影性的保护膜。
本发明保护膜,将如上所述的感光性聚硅氧烷组成物经涂布、预烤、曝光、显影及后烤处理后所形成。
本发明的第三目的在于提供一种具有保护膜的元件。
本发明具有保护膜的元件,包含基材以及形成于该基材上的如上所述的保护膜。
本发明的有益效果在于:通过该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的烯基与该具有至少一个含双键基团的芴衍生物的双键基团相互反应,形成一具有致密结构的保护膜。该致密结构可使该保护膜不易受溶剂的影响而产生膨润现象,继而提升耐化学性,且通过使用该具有至少一个含双键基团的芴衍生物,因该双键基团不易与显影液反应,可有效地提升该保护膜的耐显影性。
具体实施方式
本发明中该(甲基)丙烯酸酯[(meth)acrylate]表示丙烯酸酯(acrylate)及/或甲基丙烯酸酯(methacrylate);(甲基)丙烯酰氧基[(meth)acryloyloxy]表示丙烯酰氧基(acryloyloxy)及/或甲基丙烯酰氧基(methacryloyloxy)。
本发明感光性聚硅氧烷组成物,包含聚硅氧烷组分(A)、醌二叠氮系化合物(B)、芴衍生物组分(C)及溶剂(D)。
以下将逐一对聚硅氧烷组分(A)、醌二叠氮系化合物(B)、芴衍生物组分(C)及溶剂(D)进行详细说明。
[聚硅氧烷组分(A)]
聚硅氧烷组分(A)包括至少一具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子。
较佳地,该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子更具有至少一反应基团,且该反应基团是选自于由下列所构成群组的基团:酸酐基及环氧基。
该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子是由硅烷单体组分经缩合反应而得的聚合物,且该硅烷单体组分包括式(a)所示的硅烷单体:
(Ra)kSi(ORb)4-k 式(a)
于式(a)中,k表示1至3的整数,且当k表示2或3时,多个Ra各自为相同或不同;至少一个Ra表示C2至C10的烯基,且其余Ra表示氢、C1至C10的烷基、经酸酐基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的烷氧基,或C6至C15的芳香基;Rb表示氢、C1至C6的烷基、C1至C6的酰基,或C6至C15的芳香基,且当4-k表示2或3时,多个Rb各自为相同或不同。
在该Ra的定义中,烯基例如但不限于乙烯基、3-丙烯酰氧基丙基,或3-甲基丙烯酰氧基丙基等。烷基例如但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基、正癸基、三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-氨丙基、3-巯丙基,或3-异氰酸丙基。该经酸酐基取代的C1至C10烷基例如但不限于乙基丁二酸酐、丙基丁二酸酐,或丙基戊二酸酐等。该经环氧基取代的C1至C10烷基例如但不限于环氧丙烷基戊基,或(3,4-环氧环己基)乙基等。该经环氧基取代的烷氧基例如但不限于环氧丙氧基丙基、2-环氧丙烷基丁氧基丙基,或2-环氧丙烷基丁氧基戊基等。芳香基例如但不限于苯基、甲苯基(tolyl)、对-羟基苯基、1-(对-羟基苯基)乙基、2-(对-羟基苯基)乙基、4-羟基-5-(对-羟基苯基羰氧基)戊基[4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyl],或萘基(naphthyl)等。
在该Rb的定义中,烷基包含但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基,或正丁基等。酰基包含但不限于乙酰基。芳香基包含但不限于苯基。
该式(a)所示的硅烷单体可单独或混合使用,且该式(a)所示的硅烷单体包含但不限于3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-acryoyloxypropyltrimethoxysilane,简称APP-TMS)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-methylacryloyloxypropyltrimethoxysilane,简称MAPP-TMS)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(3-methylacryloyloxypropyltriethoxysilane)、乙烯基三甲氧基硅烷(vinyltrimethoxysilane,简称VTMS),或乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane)等。
较佳地,该硅烷单体组分还包括式(a-1)所示的硅烷单体。
该式(a-1)所示的硅烷单体:
(Rc)zSi(ORd)4-z 式(a-1)
于式(a-1)中,z表示0至3的整数,且当z表示2或3时,多个Rc各自为相同或不同;Rc表示氢、C1至C10的烷基、经酸酐基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的烷氧基,或C6至C15的芳香基;Rd表示氢、C1至C6的烷基、C1至C6的酰基,或C6至C15的芳香基,且当4-z表示2、3或4时,多个Rd各自为相同或不同。
在该Rc的定义中,烷基例如但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基、正癸基、三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-氨丙基、3-巯丙基,或3-异氰酸丙基。该经酸酐基取代的C1至C10烷基例如但不限于乙基丁二酸酐、丙基丁二酸酐,或丙基戊二酸酐等。该经环氧基取代的C1至C10烷基例如但不限于环氧丙烷基戊基、(3,4-环氧环己基)乙基等。该经环氧基取代的烷氧基例如但不限于环氧丙氧基丙基、2-环氧丙烷基丁氧基丙基,或2-环氧丙烷基丁氧基戊基等。芳香基例如但不限于苯基、甲苯基(tolyl)、对-羟基苯基、1-(对-羟基苯基)乙基、2-(对-羟基苯基)乙基、4-羟基-5-(对-羟基苯基羰氧基)戊基[4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyl],或萘基(naphthyl)等。
在该Rd的定义中,烷基例如但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基,或正丁基等。酰基例如但不限于乙酰基。芳香基例如但不限于苯基。
该式(a-1)所示的硅烷单体可单独或混合使用,且该式(a-1)所示的硅烷单体包含但不限于3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane,简称TMS-GAA)、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷[2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane]、3-乙基-3-[[3-(三苯氧基硅基)丙氧基]甲基]环氧丙烷{3-ethyl-3-[[3-(triphenoxysilyl)propoxy]methyl]oxetane}、由东亚合成所制造的市售品:3-乙基-3-[[3-(三甲氧基硅基)丙氧基]甲基]环氧丙烷{3-ethyl-3-[[3-(trimethoxysilyl)propoxy]methyl]oxetane}(商品名TMSOX-D)、3-乙基-3-[[3-(三乙氧基硅基)丙氧基]甲基]环氧丙烷{3-ethyl-3-[[3-(triethoxysilyl)propoxy]methyl]oxetane}(商品名TESOX-D)、3-(三苯氧基硅基)丙基丁二酸酐(3-triphenoxysilyl propylsuccinic anhydride)、由信越化学所制造的市售品:3-(三甲氧基硅基)丙基丁二酸酐(3-trimethoxysilyl propyl succinicanhydride)(商品名X-12-967)、由WACKER公司所制造的市售品:3-(三乙氧基硅基)丙基丁二酸酐[3-(triethoxysilyl)propylsuccinic anhydride](商品名GF-20)、3-(三甲氧基硅基)丙基戊二酸酐[3-(trimethoxysilyl)propyl glutaric anhydride,简称TMSG]、3-(三乙氧基硅基)丙基戊二酸酐[3-(triethoxysilyl)propylglutaric anhydride]、3-(三苯氧基硅基)丙基戊二酸酐[3-(triphenoxysilyl)propyl glutaric anhydride]、二异丙氧基-二(2-环氧丙烷基丁氧基丙基)硅烷[diisopropoxy-di(2-oxetanylbutoxypropyl)silane,简称DIDOS]、二(3-环氧丙烷基戊基)二甲氧基硅烷[di(3-oxetanylpentyl)dimethoxy silane]、(二正丁氧基硅基)二(丙基丁二酸酐)[(di-n-butoxysilyl)di(propylsuccinic anhydride)]、(二甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐)[(dimethoxysilyl)di(ethyl succinic anhydride)]、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane)、3-环氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷(3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane)、二(2-环氧丙烷基丁氧基戊基)-2-环氧丙烷基戊基乙氧基硅烷[di(2-oxetanylbutoxypentyl)-2-oxetanylpentylethoxy silane]、三(2-环氧丙烷基戊基)甲氧基硅烷[tri(2-oxetanylpentyl)methoxy silane]、(苯氧基硅基)三(丙基丁二酸酐)[(phenoxysilyl)tri(propyl succinicanhydride)]、(甲基甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐)[(methylmethoxysilyl)di(ethyl succinic anhydride)]、四甲氧基硅烷(tetramethoxysilane)、四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane)、四乙酰氧基硅烷(tetraacetoxysilane)、四苯氧基硅烷(tetraphenoxy silane)、甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane,简称MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(methyltriethoxysilane)、甲基三异丙氧基硅烷(methyltriisopropoxysilane)、甲基三正丁氧基硅烷(methyltri-n-butoxysilane)、乙基三甲氧基硅烷(ethyltrimethoxysilane)、乙基三乙氧基硅烷(ethyltriethoxysilane)、乙基三异丙氧基硅烷(ethyltriisopropoxysilane)、乙基三正丁氧基硅烷(ethyltri-n-butoxysilane)、正丙基三甲氧基硅烷(n-propyltrimethoxysilane)、正丙基三乙氧基硅烷(n-propyltriethoxysilane)、正丁基三甲氧基硅烷(n-butyltrimethoxysilane)、正丁基三乙氧基硅烷(n-butyltriethoxysilane)、正己基三甲氧基硅烷(n-hexyltrimethoxysilane)、正己基三乙氧基硅烷(n-hexyltriethoxysilane)、癸基三甲氧基硅烷(decyltrimethoxysilane)、苯基三甲氧基硅烷(phenyltrimethoxysilane,简称PTMS)、苯基三乙氧基硅烷(phenyltriethoxysilane,简称PTES)、对-羟基苯基三甲氧基硅烷(p-hydroxyphenyltrimethoxysilane)、1-(对-羟基苯基)乙基三甲氧基硅烷[1-(p-hydroxyphenyl)ethyltrimethoxysilane]、2-(对-羟基苯基)乙基三甲氧基硅烷[2-(p-hydroxyphenyl)ethyltrimethoxysilane]、4-羟基-5-(对-羟基苯基羰氧基)戊基三甲氧基硅烷[4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyltrimethoxysilane]、三氟甲基三甲氧基硅烷(trifluoromethyltrimethoxysilane)、三氟甲基三乙氧基硅烷(trifluoromethyltriethoxysilane)、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷(3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、二甲基二甲氧基硅烷(dimethyldimethoxysilane,简称DMDMS)、二甲基二乙氧基硅烷(dimethyldiethoxysilane)、二甲基二乙酰氧基硅烷(dimethyldiacetyloxysilane)、二正丁基二甲氧基硅烷(di-n-butyldimethoxysilane)、二苯基二甲氧基硅烷(diphenyldimethoxysilane)、三甲基甲氧基硅烷(trimethylmethoxysilane)、三正丁基乙氧基硅烷(tri-n-butylethoxysilane),或3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)等。
较佳地,该硅烷单体组分还包括式(a-2)所示的聚硅氧烷。
该式(a-2)所示的聚硅氧烷:
于式(a-2)中,Rg、Rh、Ri及Rj为相同或不同,且各自分别表示氢、C1至C10烷基、C2至C6烯基,或C6至C15芳香基,该烷基、烯基及芳香基中任一者可选择地含有取代基,当s为2至1000的整数时,每个Rg为相同或不同,且每个Rh为相同或不同。烷基例如但不限于甲基、乙基,或正丙基等。烯基例如但不限于乙烯基、丙烯酰氧基丙基,或甲基丙烯酰氧基丙基等。芳香基例如但不限于苯基、甲苯基,或萘基等。
Rl及Rk分别表示氢、C1至C6烷基、C1至C6酰基或C6至C15芳香基,该烷基、酰基及芳香基中任一者可选择地含有取代基。烷基例如但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基,或正丁基等。酰基例如但不限于乙酰基。芳香基例如但不限于苯基。
进一步地于式(a-2)中,s为1至1000的整数。较佳地,s为3至300的整数。更佳地,s为5至200的整数。
该式(a-2)所示的聚硅氧烷可单独或混合使用,且该式(a-2)所示的聚硅氧烷包含但不限于1,1,3,3-四甲基-1,3-二甲氧基二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙氧基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙基-1,3-二乙氧基二硅氧烷,或Gelest公司制硅烷醇末端聚硅氧烷的市售品[商品名如DM-S12(分子量400至700)、DMS-S15(分子量1500至2000)、DMS-S21(分子量4200)、DMS-S27(分子量18000)、DMS-S31(分子量26000)、DMS-S32(分子量36000)、DMS-S33(分子量43500)、DMS-S35(分子量49000)、DMS-S38(分子量58000)、DMS-S42(分子量77000),或PDS-9931(分子量1000至1400)等]等。
较佳地,该硅烷单体组分还包括二氧化硅(silicon dioxide)粒子。该二氧化硅粒子的平均粒径并无特别的限制,其平均粒径范围为2nm至250nm。较佳地,其平均粒径范围为5nm至200nm。更佳地,其平均粒径范围为10nm至100nm。
该二氧化硅粒子可单独或混合使用,且该二氧化硅粒子包含但不限于由触媒化成公司所制造的市售品[商品名如OSCAR1132(粒径12nm;分散剂为甲醇)、OSCAR 1332(粒径12nm;分散剂为正丙醇)、OSCAR 105(粒径60nm;分散剂为γ-丁内酯)、OSCAR 106(粒径120nm;分散剂为二丙酮醇)等]、由扶桑化学公司所制造的市售品[商品名如Quartron PL-1-IPA(粒径13nm;分散剂为异丙酮)、Quartron PL-1-TOL(粒径13nm;分散剂为甲苯)、Quartron PL-2L-PGME(粒径18nm;分散剂为丙二醇单甲醚)、Quartron PL-2L-MEK(粒径18nm;分散剂为甲乙酮)等]、由日产化学公司所制造的市售品[商品名如IPA-ST(粒径12nm;分散剂为异丙醇)、EG-ST(粒径12nm;分散剂为乙二醇)、IPA-ST-L(粒径45nm;分散剂为异丙醇),或IPA-ST-ZL(粒径100nm;分散剂为异丙醇)等]。
该缩合反应可使用一般的方法。例如,在硅烷单体组分中添加溶剂、水,或选择性地可进一步添加催化剂,接着于50℃至150℃下加热搅拌0.5小时至120小时。搅拌时,进一步地可通过蒸馏除去副产物(醇类、水等)。
上述溶剂并没有特别限制,可与本发明感光性聚硅氧烷组成物中所使用的溶剂(D)为相同或不同。较佳地,基于该硅烷单体组分的总量为100克,该溶剂的使用量范围为15克至1200克。更佳地,该溶剂的使用量范围为20克至1100克。又更佳地,该溶剂的使用量范围为30克至1000克。
基于该硅烷单体组分中所含的可水解基团为1摩尔,该用于水解的水的使用量范围为0.5摩尔至2摩尔。
该催化剂没有特别的限制,较佳地,该催化剂选自于酸催化剂或碱催化剂。该酸催化剂包含但不限于盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蚁酸、多元羧酸或其酐,或离子交换树脂等。该碱催化剂包含但不限于二乙胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、含有氨基的烷氧基硅烷,或离子交换树脂等。
较佳地,基于该硅烷单体组分的总量为100克,该催化剂的使用量范围为0.005克至15克。更佳地,该催化剂的使用量范围为0.01克至12克。又更佳地,该催化剂的使用量范围为0.05克至10克。
基于稳定性的观点,经缩合反应后所制得的聚硅氧烷组分(A)以不含副产物(如醇类或水)及催化剂为佳,因此所制得的聚硅氧烷组分(A)可选择性地进行纯化。纯化方法并无特别限制,较佳地,可以用疏水性溶剂稀释该聚硅氧烷组分(A),接着以蒸发器浓缩经水洗涤数回的有机层,以除去醇类或水。另外,可使用离子交换树脂除去催化剂。
该聚硅氧烷组分(A)未使用具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子,则无法与该具有至少一个含双键基团的芴衍生物的双键基团进行交联反应形成一具有致密结构的保护膜,导致该保护膜易受溶剂的影响产生膨润现象,造成该保护膜的耐化学性不佳。
[醌二叠氮系化合物(B)]
该感光性聚硅氧烷组成物中的醌二叠氮系化合物(B)没有特别的限制,可选用一般所使用的。该醌二叠氮系化合物(B)是可为完全酯化或部分酯化的酯化物。较佳地,该醌二叠氮系化合物(B)由醌二叠氮磺酸或其盐类与羟基化合物反应所制得。更佳地,该醌二叠氮系化合物(B)由醌二叠氮磺酸或其盐类与多元羟基化合物反应所制得。
该醌二叠氮磺酸包含但不限于邻萘醌二叠氮-4-磺酸、邻萘醌二叠氮-5-磺酸、邻萘醌二叠氮-6-磺酸等。该邻萘醌二叠氮磺酸的盐类例如但不限于邻萘醌二叠氮磺酸卤盐。
该羟基化合物可单独或混合使用,且该羟基化合物包含但不限于:
(1)羟基二苯甲酮类化合物,例如但不限于2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,4'-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,4,2',4'-四羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',5'-五羟基二苯甲酮、2,4,5,3',5'-五羟基二苯甲酮,或2,3,4,3',4',5'-六羟基二苯甲酮等。
(2)羟基芳香基类化合物,例如但不限于由式(i)所示的羟基芳香基类化合物:
于式(i)中,Rm至Ro表示氢或C1至C6的烷基;Rp至Ru表示氢、卤素原子、C1至C6的烷基、C1至C6的烷氧基(alkoxy)、C1至C6的链烯基(alkenyl),或环烷基(cycloalkyl);Rv及Rw表示氢原子、卤素原子及C1至C6的烷基;i、j及a表示1至3的整数;v表示0或1。上式(i)所示的羟基芳香基类化合物例如但不限于三(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-3-甲氧基-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯,或1-[1-(3-甲基-4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)乙基]苯等。
(3)(羟基苯基)烃类化合物,例如但不限于由式(ii)所示的(羟基苯基)烃类化合物:
式(ii)中,Rx及Ry表示氢或C1至C6的烷基;b及m表示1至3的整数。该式(ii)所示的(羟基苯基)烃类化合物例如但不限于2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(2',3',4'-三羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(2',4'-二羟基苯基)丙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷,或双(2,4-二羟基苯基)甲烷等。
(4)其他芳香族羟基类化合物,例如但不限于苯酚、对-甲氧基苯酚、二甲基苯酚、对苯二酚、双酚A、萘酚、邻苯二酚、1,2,3-苯三酚甲醚、1,2,3-苯三酚-1,3-二甲基醚、3,4,5-三羟基苯甲酸,或部分酯化或部分醚化的3,4,5-三羟基苯甲酸等。
较佳地,该羟基化合物择自于1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯、2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮,或它们的组合。
该邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类,与羟基化合物的反应通常在二氧杂环己烷(dioxane)、氮-吡咯烷酮(N-pyrrolidone),或乙酰胺(acetamide)等有机溶剂中进行,同时在三乙醇胺、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐等碱性缩合剂存在下进行较有利。
较佳地,该醌二叠氮系化合物(B)的酯化度在50%以上,也就是说以该羟基化合物中的羟基总量为100mol%计,该羟基化合物中有50mol%以上的羟基与邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类进行酯化反应。更佳地,该醌二叠氮系化合物(B)的酯化度在60%以上。
基于该聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该醌二叠氮系化合物(B)的使用量范围为1重量份至50重量份。较佳地,该醌二叠氮系化合物(B)的使用量范围是2重量份至40重量份。更佳地,该醌二叠氮系化合物(B)的使用量范围是3重量份至30重量份。
[芴衍生物组分(C)]
该芴衍生物组分(C)包括至少一具有至少一个含双键基团的芴衍生物。该含双键基团的定义包含烯基(如乙烯、丙烯等)或具有双键的基团(如丙烯酸酯基)。
较佳地,该具有至少一个含双键基团的芴衍生物由式(I)所示:
于式(I)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;R19及R23为相同或不同,且各自表示单键或有机基团;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数。
于R10至R17的定义中,该卤素原子包含但不限于氟或氯等。该烷基表示C1至C8的直链烷基或C1至C8的支链烷基,且该C1至C8的烷基包含但不限于甲基或乙基等。
于R18及R22的定义中,该芳香基表示C6至C14的芳香基,且该C6至C14的芳香基包含但不限于苯基、萘基、蒽基、联苯基,或茚基等。较佳地,该C6至C14的芳香基择自于苯基或萘基。
于R19及R23的定义中,该有机基团包含但不限于酯基、酯基与醚基的组合、硅氧烷基、氨基甲酸酯基,或氨基甲酸酯基与醚基的组合。该有机基团,是由含有羟基或环氧丙基取代的R18及R22的芴衍生物,与具有至少一羧酸基的(甲基)丙烯酸系化合物或具有至少一酸酐基的酸酐系化合物反应而得到的酯基;是由含有羧酸基取代的R18及R22的芴衍生物,与羟基烷基(甲基)丙烯酸酯或环氧丙氧基(甲基)丙烯酸酯,反应而得到的酯基;是由含有羟基或环氧丙基取代的R18及R22的芴衍生物,与末端含有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯系化合物反应而得到的氨基甲酸酯基。该具有至少一羧酸基的(甲基)丙烯酸系化合物包含但不限于(甲基)丙烯酸。该具有至少一酸酐基的酸酐系化合物包含但不限于马来酸酐。该末端含有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯系化合物是由羟基烷基(甲基)丙烯酸酯与二异氰酸酯反应的产物,或由羟基烷基(甲基)丙烯酸酯、二异氰酸酯与二元醇(diol)反应的产物。该末端含有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯系化合物包含但不限于(甲基)丙烯酰氧基烷基异氰酸酯或(甲基)丙烯酰氧基苯基异氰酸酯。该(甲基)丙烯酰氧基烷基异氰酸酯包含但不限于2-(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯[2-(meth)acryloyloxy ethyl isocyanate]、6-(甲基)丙烯酰氧基己基异氰酸酯[6-(meth)acryloyloxy hexyl isocyanate]或2,2-二[(甲基)丙烯酰氧基甲基]乙基异氰酸酯[2,2-bis(meth)acryloyloxymethyl ethyl isocyanate]等。该(甲基)丙烯酰氧基苯基异氰酸酯包含但不限于4-(甲基)丙烯酰氧基苯基异氰酸酯[4-(meth)acryloyloxy phenyl isocyanate]等。
此外,该有机基团也可由含有羟基取代的R18及R22的芴衍生物,与含乙烯性不饱和基或(甲基)丙烯酰氧基的硅偶联剂,反应而得硅氧烷基。
该R19及R23在R18及R22上的取代位置并无特别的限制,较佳地,当R18及R22为苯基时,R19及R23可以是在3号位置或4号位置;当R18及R22为萘基时,R19及R23可以是在4号位置、5号位置、6号位置,或7号位置。
于R21及R25的定义中,该卤素原子包含但不限于氟或氯等。该烷基表示C1至C8的直链烷基或C1至C8的支链烷基,且该C1至C8的烷基包含但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基或异丁基等。该环烷基表示C5至C10的环烷基,且该C5至C10的环烷基包含但不限于环戊基或环己基等。该芳香基表示C6至C10的芳香基,且该C6至C10的芳香基包含但不限于苯基或萘基等。该烷基芳香基为C1至C4的烷基与C6至C10的芳香基的组合,且该烷基芳香基包含但不限于苄基或乙基苯基、甲苯基、二甲苯基或叔丁基苯基。该烷氧基表示C1至C8的烷氧基,且该C1至C8的烷氧基包含但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、叔丁氧基或异丁氧基等。该环烷基氧基表示C5至C10的环烷基氧基,且该C5至C10的环烷基氧基包含但不限于环己基氧基等。该芳香氧基表示C6至C10的芳香氧基,且该C6至C10的芳香氧基包含但不限于苯氧基等。该酰基表示C1至C6的酰基,且该C1至C6的酰基包含但不限于乙酰基。该氨基包含但不限于-NH2或经取代的氨基。该经取代的氨基包含但不限于C1至C6的烷基氨基等。R21及R25在R18及R22上的取代位置并无特别的限制,较佳地,当R18及R22为苯基时,R21及R25可以是在2号位置、3号位置,或4号位置;当R18及R22为萘基时,R21及R25可以是在4号位置、5号位置、6号位置,或7号位置。
较佳地,该R21及R25为相同或不同,且各自表示C1至C4的烷基、苯基或C1至C4的烷氧基;更佳地,该R21及R25为相同或不同,且各自表示甲基、乙基、苯基、甲氧基或乙氧基。较佳地,x及y各自表示1至2的整数。较佳地,w及t各自表示0至1的整数。
较佳地,该具有至少一个含双键基团的芴衍生物是由式(II)所示:
于式(II)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;X19及X23为二价烷基;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数;n及u各自表示0至10的整数。
于R10至R17的定义如同上述式(I)的具有至少一个含双键基团的芴衍生物中的R10至R17的定义,所以不再赘述。于R18及R22的定义如同上述式(I)的具有至少一个含双键基团的芴衍生物中的R18及R22的定义,所以不再赘述。于R21及R25的定义如同上述式(I)的具有至少一个含双键基团的芴衍生物中的R21及R25的定义,所以不再赘述。
于X19及X23的定义中,该二价烷基表示C2至C6的二价直链烷基或C2至C6的二价支链烷基,且该C2至C6的二价烷基包含但不限于亚乙基(ethylene)、2-甲基亚乙基(propylene)、三亚甲基(trimethylene),或四亚甲基(tetramethylene)等。较佳地,该二价烷基为C2至C4的二价直链烷基或C2至C6的二价支链烷基。较佳地,n及u各自表示1至7的整数;更佳地,n及u各自表示1至5的整数。
该具有至少一个含双键基团的芴衍生物可单独或混合使用,且该具有至少一个含双键基团的芴衍生物包含但不限于9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基]苯基}芴类、9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类、9,9'-二{单烷基-[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类、9,9'-二{二烷基-[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类、9,9'-二{二[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类、9,9'-二{三[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类、9,9'-二{[苯基-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类或9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]萘基}芴类。
该9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{[4-(甲基)丙烯酰氧基]苯基}芴。
该9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{4-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{4-[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}、9,9'-二{4-[2-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{4-[2-[2-(meth)acryloxyethoxy]ethoxy]phenyl}fluorene}或9,9'-二{4-[2-(甲基)丙烯酰氧基丙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{4-[2-(meth)acryloxypropoxy]phenyl}fluorene}。
该9,9'-二{单烷基-[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{3-甲基-4-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3-methyl-4-[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}或9,9'-二{3-甲基-4-[2-(甲基)丙烯酰氧基丙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3-methyl-4-[2-(meth)acryloxypropoxy]phenyl}fluorene}等。
该9,9'-二{二烷基-[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{3,5-二甲基-4-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3,5-dimethyl-4-[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}或9,9'-二{3,5-二甲基-4-[2-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3,5-dimethyl-4-[2-[2-(meth)acryloxyethoxy]ethoxy]phenyl}fluorene}等。
该9,9'-二{二[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{3,5-二[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3,5-di[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}等。
该9,9'-二{三[2-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{3,4,5-三[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3,4,5-tri[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}等。
该9,9'-二{[苯基-(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]苯基}芴类包含但不限于9,9'-二{3-苯基-4-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]苯基}芴{9,9'-bis{3-phenyl-4-[2-(meth)acryloxyethoxy]phenyl}fluorene}等。
该9,9'-二{[(甲基)丙烯酰氧基烷氧基]萘基}芴类包含但不限于9,9'-二{6-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]-2-萘基}芴{9,9'-bis{6-[2-(meth)acryloxyethoxy]-2-nathphyl}fluorene}、9,9'-二{6-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]-1-萘基}芴{9,9'-bis{6-[2-(meth)acryloxyethoxy]-1-nathphyl}fluorene}、9,9'-二{5-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]-2-萘基}芴{9,9'-bis{5-[2-(meth)acryloxyethoxy]-2-nathphyl}fluorene}或9,9'-二{5-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]-1-萘基}芴{9,9'-bis{5-[2-(meth)acryloxyethoxy]-1-nathphyl}fluorene}等。
较佳地,该具有至少一个含双键基团的芴衍生物择自于9,9'-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9'-二[3-甲基-4-(2-丙烯酰氧基丙氧基)苯基]芴、9,9'-二[3-苯基-4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9'-二[6-(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1-萘基]芴,或它们的组合。
该具有至少一个含双键基团的芴衍生物可选用如大阪瓦斯制的市售品:OGSOL系列EA-0200、EA-0500、EA-1000、EA-F5003、EA-F5503、EA-F5510,或新中村化学制的市售品:A-BPEF。
基于该聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该芴衍生物组分(C)的使用量范围为5重量份至120重量份。较佳地,该芴衍生物组分(C)的使用量范围为10重量份至100重量份。更佳地,该芴衍生物组分(C)的使用量范围为20重量份至80重量份。
该芴衍生物组分(C)未使用具有至少一个含双键基团的芴衍生物,则无法与具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的烯基进行交联反应形成一具有致密结构的保护膜,导致该保护膜易受溶剂的影响产生膨润现象,造成该保护膜的耐化学性不佳。且通过使用该具有至少一个含双键基团的芴衍生物,因该双键基团不易与显影液反应,可有效地提升该保护膜的耐显影性。
[溶剂(D)]
该感光性聚硅氧烷组成物中的溶剂(D)种类并没有特别限制。该溶剂(D)可单独或混合使用,且该溶剂(D)包含但不限于含醇式羟基(alcoholic hydroxyl)的化合物或含羰基的环状化合物等。
该含醇式羟基的化合物可单独或混合使用,且该含醇式羟基的化合物包含但不限于丙酮醇(acetol)、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、4-羟基-3-甲基-2-丁酮、5-羟基-2-戊酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(二丙酮醇,diacetone alcohol,简称DAA)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚(propylene glycolmonoethyl ether,简称PGEE)、丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycol monomethylether acetate,简称PGMEA)、丙二醇单正丙醚、丙二醇单正丁醚、丙二醇单叔丁醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇,或它们的组合。较佳地,该含醇式羟基的化合物择自于二丙酮醇、乳酸乙酯、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯,或它们的组合。
该含羰基的环状化合物可单独或混合使用,且该含羰基的环状化合物包含但不限于γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、碳酸丙烯酯、氮-甲基吡咯烷酮、环己酮或环庚酮等。较佳地,该含羰基的环状化合物择自于γ-丁内酯、氮-甲基吡咯烷酮、环己酮,或它们的组合。
当该含醇式羟基的化合物与含羰基的环状化合物混合使用时,其重量比率没有特别限制。较佳地,该含醇式羟基的化合物与该含羰基的环状化合物的重量比为99/1至50/50。更佳地,该含醇式羟基的化合物与该含羰基的环状化合物的重量比为95/5至60/40。值得一提的是,当该溶剂(D)中该含醇式羟基的化合物与含羰基的环状化合物的重量比为99/1至50/50时,该聚硅氧烷组分(A)中未反应的硅烷醇基不易产生缩合反应而降低贮藏稳定性,且其与该醌二叠氮系化合物(B)的相容性佳,于涂布成膜时不易有白化的现象,可维持该保护膜的透明性。
在不损及本发明的效果范围内,也可以含有其他溶剂。该其他溶剂包含但不限于(1)酯类:醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基-1-醋酸丁酯,或3-甲基-3-甲氧基-1-醋酸丁酯等;(2)酮类:甲基异丁酮、二异丙酮,或二异丁酮等;(3)醚类:二乙醚、二异丙醚、二正丁醚,或二苯醚等。
较佳地,基于该聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该溶剂(D)的使用量范围为50重量份至1200重量份。较佳地,该溶剂(D)的使用量范围为80重量份至1000重量份。更佳地,该溶剂(D)的使用量范围为100重量份至800重量份。
[热聚合起始剂(E)]
较佳地,该感光性聚硅氧烷组成物还包含热聚合起始剂(E)。
该热聚合起始剂(E)可单独或混合使用,且该热聚合起始剂(E)包含但不限于偶氮化合物、有机过氧化物及过氧化氢化合物等。
该偶氮化合物包含但不限于2,2'-偶氮二异丁腈[2,2'-azobis(isobutyronitrile)]、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)[2,2'-azobis(2-methyl butyronitrile)]、1,1'-偶氮二(环己烷-1-甲腈)[1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile)]、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)[2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺{1-[(1-cyano-1-methylethyl)azo]formamide}、2,2-偶氮二{2-甲基-氮-[1,1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺{2,2-azobis{2-methyl-N-[1,1-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyethyl]propionamide}、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]{2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide}、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-乙基丙酰胺]{2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-ethyl propionamide}、2,2'-偶氮二(氮-丁基-2-甲基丙酰胺){2,2'-azobis(N-butyl-2-methyl propionamide)]、2,2'-偶氮二(氮-环己基-2-甲基丙酰胺)[2,2'-azobis(N-cyclohexyl-2-methyl propionamide)]、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酰胺)[2,2'-azobis(dimethyl-2-methyl propionamide)]、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酸酯)[2,2'-azobis(dimethyl-2-methylpropionate)],或2,2'-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烯)[2,2'-azobis(2,4,4-trimethyl pentene)]等。
该有机过氧化物包含但不限于过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丁酰(diisobutyryl peroxide)、过氧化新癸酸异丙苯酯(cumyl peroxyneodecanoate)、过氧化二碳酸二丙酯(di-n-propyl peroxydicarbonate)、过氧化二碳酸二异丙酯(diisopropyl peroxydicarbonate)、过氧化二碳酸二仲丁酯(di-sec-butyl peroxydicarbonate)、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯(1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodecanoate)、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯[di(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate]、1-环己基-1-甲基乙基过氧化二碳酸酯(1-cyclohexyl-1-methylethyl peroxyneodecanoate)、双(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯[di(2-ethoxy-ethyl)peroxydicarbonate]、双(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯[di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate]、过氧化新癸酸叔己酯(t-hexylperoxyneodecanoate)、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯(dimethoxybutyl peroxydicarbonate)、叔丁基过氧化新癸酸酯(t-butyl peroxyneodecanoate)、叔己基过氧化新戊酸酯(t-hexylperoxypivalate)、叔丁基过氧化新戊酸酯(t-butylperoxypivalate)、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)[di(3,5,5-trimethylhexanoyl)peroxide]、过氧化二辛酰(di-n-octanoyl peroxide)、过氧化二月桂酰(dilauroyl peroxide)、过氧化二硬脂酸(distearoylperoxide)、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯(1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate)、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酸过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane]、2-乙基过氧化己酸叔己酯(t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate)、过氧化二(4-甲基苯甲酰)[di(4-methylbenzoyl)peroxide]、2-乙基过氧化己酸叔丁酯(t-butylperoxy-2-ethylhexanoate)、过氧化二苯甲酰(dibenzoylperoxide)、过氧化异丁酸叔丁酯(t-butyl peroxyisobutyrate)、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷(1,1-di(t-butylperoxy)-2-methylcyclohexane)、1,1-二(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷[1,1-di(t-hexyl peroxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane]、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷[1,1-di(t-hexyl peroxy)cyclohexane]、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷[1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane]、2,2-二[4,4-二(叔丁基过氧化)环己基]丙烷{2,2-di[4,4-di(t-butylperoxy)cyclohexyl]propane}、叔己基过氧化异丙基碳酸酯(t-hexyl peroxy isopropyl monocarbonate)、叔丁基过氧化马来酸酯(t-butylperoxy maleate)、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯(t-butyl peroxy-3,5,5-trimethyl hexanoate)、叔丁基过氧化月桂酸酯(t-butyl peroxy laurate)、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di-(3-methyl benzoyl peroxy)hexane]、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯(t-butyl peroxy isopropylmonocarbonate)、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯(t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate)、叔己基过氧化苯甲酸酯(t-hexyl peroxy benzoate)、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(benzoyl peroxy)hexane]、叔丁基过氧化醋酸酯(t-butyl peroxy acetate)、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷[2,2-di(t-butylperoxy)butane]、叔丁基过氧化苯甲酸酯(t-butylperoxy benzoate)、丁基-4,4-二(叔丁基过氧化戊酸酯)[n-butyl-4,4-di(t-butylperoxy)valerate]、二(2-叔丁基过氧化异丙基)苯[di(2-t-butyl peroxy isopropyl)benzene]、过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)、二叔己基过氧化物(di-t-hexylperoxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(t-butyl peroxy)hexane]、二叔丁基过氧化物(di-t-butyl peroxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔[2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3]、叔丁基三甲基过氧化硅烷(t-butyl trimethylsilyl peroxide),或二(3-甲基苯甲酰基)过氧化物[di(3-methylbenzoyl)peroxide]与苯甲酰基(3-甲基丙甲酰基)过氧化物[benzoyl(3-methylbenzoyl)peroxide]与二苯甲酰基过氧化物(dibenzoyl peroxide)的混合物等。
该过氧化氢化合物包含但不限于萜烷过氧化氢(p-menthane hydroperoxide)、二异丙基苯过氧化氢(diisopropylbenzene hydroperoxide)、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢(1,1,3,3-tetramethyl butyl hydroperoxide)、异丙苯过氧化氢(cumene hydroperoxide),或叔丁基过氧化氢(t-butylhydroperoxide)等。
较佳地,该热聚合起始剂(E)择自于2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、过氧化二异丁酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢,过氧化新癸酸异丙苯酯,或它们的组合。
基于该聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该热聚合起始剂(E)的使用量范围为0.5重量份至20重量份。较佳地,该热聚合起始剂(E)的使用量范围为1重量份至15重量份。更佳地,该热聚合起始剂(E)的使用量范围为1重量份至10重量份。
该热聚合起始剂(E)可促进该具有至少一个含双键基团的芴衍生物与该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子进行交联反应,形成一具有致密结构的保护膜,该致密结构可使该保护膜不易受溶剂的影响而产生膨润现象,继而提升耐化学性。
[添加剂(F)]
该感光性聚硅氧烷组成物选择性地可进一步添加添加剂(F),其包含但不限于增感剂、密着助剂、表面活性剂、溶解促进剂、消泡剂,或它们的组合。
该增感剂的种类并无特别的限制,较佳地,该增感剂是使用含有酚式羟基(phenolic hydroxyl)的化合物,例如但不限于(1)三苯酚型化合物:如三(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷[bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-2-hydroxyphenylmethane]、双(4-羟基-2,3,5-三甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-3-甲氧基-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷等;(2)双苯酚型化合物:如双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)甲烷、2,3,4-三羟基苯基-4'-羟基苯基甲烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(2',3',4'-三羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(2',4'-二羟基苯基)丙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、2-(3-氟基-4-羟基苯基)-2-(3'-氟基-4'-羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4'-羟基-3',5'-二甲基苯基)丙烷等;(3)多核分枝型化合物:如1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯、1-[1-(3-甲基-4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)乙基]苯等;(4)缩合型苯酚化合物:如1,1-双(4-羟基苯基)环己烷等;(5)多羟基二苯甲酮类:如2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,4'-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮、2,3,4-三羟基-2'-甲基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,4,2',4'-四羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',5'-五羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4',5'-六羟基二苯甲酮、2,3,4,3',4',5'-六羟基二苯甲酮等,或(6)上述各种类的一组合。
基于聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该增感剂的使用量范围为5重量份至50重量份。较佳地,该增感剂的使用量范围为8重量份至40重量份。更佳地,该增感剂的使用量范围为10重量份至35重量份。
该密着助剂包含但不限于三聚氰胺(melamine)化合物或硅烷系化合物等,其作用在于增加感光性聚硅氧烷组成物与含半导体材料的基材间的密着性。该三聚氰胺的市售品例如但不限于三井化学所制造的商品名为Cymel-300及Cymel-303等,三和化学所制造的商品名为MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750及MX-706等。该硅烷系化合物例如但不限于乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、氮-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氮-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷,或由信越化学公司所制造的市售品(商品名如KBM403)等。
当使用三聚氰胺化合物做为密着助剂时,基于聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该三聚氰胺化合物的使用量范围为0重量份至20重量份。较佳地,该三聚氰胺化合物的使用量范围为0.5重量份至18重量份。更佳地,该三聚氰胺化合物的使用量范围为1.0重量份至15重量份。
当使用硅烷系化合物作为密着助剂时,基于聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该硅烷系化合物的使用量范围为0重量份至2重量份。较佳地,该硅烷系化合物的使用量为0.05重量份至1重量份。更佳地,该硅烷系化合物的使用量范围为0.1重量份至0.8重量份。
该表面活性剂包含但不限于阴离子系、阳离子系、非离子系、两性、聚硅氧烷系、氟系或它们的组合。该表面活性剂的具体例如:(1)聚环氧乙烷烷基醚类:聚环氧乙烷十二烷基醚等;(2)聚环氧乙烷烷基苯基醚类:聚环氧乙烷辛基苯基醚、聚环氧乙烷壬基苯基醚等;(3)聚乙二醇二酯类:聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬酸酯等;(4)山梨糖醇酐脂肪酸酯类;(5)经脂肪酸改性的聚酯类;及(6)经叔胺改性的聚氨基甲酸酯类等。市售商品如KP(信越化学工业制)、SF-8427(Toray Dow Corning Silicon制)、Polyflow(共荣社油脂化学工业制)、F-Top(Tochem ProductCo.,Ltd.制)、Megaface(DIC制)、Fluorade(住友3M制)、Surflon(旭硝子制)、SINOPOL E8008(中日合成化学制)、F-475(DIC制),或它们的组合。
基于聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该表面活性剂的使用量范围为0.5重量份至50重量份。较佳地,该表面活性剂的使用量范围为1重量份至40重量份。更佳地,该表面活性剂的使用量范围为3重量份至30重量份。
该消泡剂的具体例如:Surfynol MD-20、Surfynol MD-30、EnviroGem AD01、EnviroGem AE01、EnviroGem AE02、SurfynolDF 110D、Surfynol 104E、Surfynol 420、Surfynol DF 37、SurfynolDF 58、Surfynol DF 66、Surfynol DF 70,或Surfynol DF 210(Airproducts制)等。
基于聚硅氧烷组分(A)的总量100重量份,该消泡剂的使用量范围为1重量份至10重量份。较佳地,该消泡剂的使用量范围为2重量份至9重量份。更佳地,该消泡剂的使用量范围为3重量份至8重量份。
该溶解促进剂包含但不限于氮-羟基二羧基酰亚胺化合物(N-hydroxydicarboxylic imide)或含酚式羟基的化合物。该溶解促进剂的具体例如醌二叠氮系化合物(B)中所使用的含酚式羟基的化合物。
基于聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,该溶解促进剂的使用量范围为1重量份至20重量份。较佳地,该溶解促进剂的使用量范围为2重量份至15重量份。更佳地,该溶解促进剂的使用量范围为3重量份至10重量份。
该感光性聚硅氧烷组成物的制法是将聚硅氧烷组分(A)、醌二叠氮系化合物(B)、芴衍生物组分(C)及溶剂(D)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时可添加热聚合起始剂(E)或添加剂(F)。
本发明保护膜将如上所述的感光性聚硅氧烷组成物经涂布、预烤、曝光、显影及后烤处理后所形成。
本发明保护膜可以通过旋转涂布、流延涂布或辊式涂布等涂布方法,将该感光性聚硅氧烷组成物涂布在一基材上,再经预烤(prebake)方式将溶剂去除而形成一预烤涂膜。预烤的条件依各成分的种类、配合比率而异,通常为温度在70℃至110℃间,进行1分钟至15分钟。预烤后,将该涂膜于掩膜下进行曝光,曝光所使用的光线,以g线、h线、i线等的紫外线为佳,而紫外线照射装置可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。然后于23±2℃的温度下浸渍于一显影液中,历时15秒至5分钟,以去除不要的部分而形成特定的图案。该显影液的具体例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠[sodium methylsilicate]、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、胆碱、吡咯、哌啶或1,8-二氮杂二环-[5,4,0]-7-十一烯等的碱性化合物。
该显影液的作用在于将感光性聚硅氧烷组成物经由曝光后所定义的特定图案显现出来。显影液的浓度太高会使得特定图案损毁或造成特定图案的分辨率变差;浓度太低会造成显影不良导致特定图案无法成型或者曝光部分的组成物残留,所以浓度的高低会影响后续该感光性聚硅氧烷组成物经曝光后的特定图案的形成。较佳地,该显影液的浓度范围为0.001wt%至10wt%。更佳地,该显影液的浓度范围为0.005wt%至5wt%。又更佳地,该显影液的浓度范围为0.01wt%至1wt%。
使用上述碱性化合物所构成的显影液时,通常于显影后以水洗净,再以压缩空气或压缩氮气风干。接着,使用热板或烘箱等加热装置进行后烤(postbake)处理。后烤温度通常为100℃至250℃。使用热板的加热时间为1分钟至60分钟,使用烘箱的加热时间为5分钟至90分钟。经过以上的处理步骤后即可形成一保护膜。
该基材可选自于应用在液晶显示器中的无碱玻璃、钠钙玻璃、强化玻璃(Pyrex玻璃)、石英玻璃或表面上已附着透明导电膜的玻璃等的基材及用于固体摄影元件等的光电变换元件基板(如:硅基板)等。
该具有保护膜的元件包含基材以及形成于该基材上的如上所述的保护膜。
该具有保护膜的元件包含但不限于显示元件、半导体元件或光波导路等。
本发明将就以下实施例来作进一步说明,但应了解的是,这些实施例仅为例示说明用,而不应被解释为本发明实施的限制。
<实施例>
[具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的制备]
<制备例A-1>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.30摩尔的甲基三甲氧基硅烷(以下简称MTMS)、0.55摩尔的苯基三甲氧基硅烷(以下简称PTMS)、0.10摩尔的乙烯基三甲氧基硅烷(以下简称VTMS)、0.05摩尔的“GF-20”及200克的丙二醇单乙醚(以下简称PGEE),并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.40克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到105℃时,持续加热搅拌进行缩聚6小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得具有酸酐基及烯基的聚硅氧烷高分子(A-1)。
<制备例A-2>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.60摩尔的MTMS、0.30摩尔的苯基三乙氧基硅烷(以下简称PTES)、0.05摩尔的3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(以下简称AAP-TMS)、0.04摩尔的“TMSOX-D”、0,01摩尔的“DMS-S27”及200克的PGEE,并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.45克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到110℃时,持续加热搅拌进行缩聚6小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得具有环氧基及烯基的聚硅氧烷高分子(A-2)。
<制备例A-3>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.60摩尔的二甲基二甲氧基硅烷(以下简称DMDMS)、0.30摩尔的PTMS、0.10摩尔的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(以下简称MAPP-TMS)、100克的PGEE,及100克的4-羟基-4-甲基-2-戊酮(以下简称DAA),并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.35克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到105℃时,持续加热搅拌进行缩聚6小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得具有烯基的聚硅氧烷高分子(A-3)。
<制备例A-4>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.30摩尔的MTMS、0.30摩尔的DMDMS、0.25摩尔的PTES、0.05摩尔的VTMS、0.10摩尔的APP-TMS及200克的PGEE,并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.40克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到110℃时,持续加热搅拌进行缩聚6小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得具有烯基的聚硅氧烷高分子(A-4)。
<制备例A-5>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.40摩尔的DMDMS、0.40摩尔的PTMS、0.15摩尔的PTES、0.03摩尔的“GF-20”、0.02摩尔的3-(三甲氧基硅基)丙基戊二酸酐(以下简称TMSG)、100克的DAA及100克的PGEE,并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.40克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到110℃时,持续加热搅拌进行缩聚5小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得具有酸酐基的聚硅氧烷高分子(A-5)。
<制备例A-6>
在一容积500毫升的三颈烧瓶中,加入0.75摩尔的MTMS、0.25摩尔的PTMS及200克的PGEE,并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.45克草酸/75克H2O)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟,然后于30分钟内将油浴升温至120℃,待溶液的内温达到105℃时,持续加热搅拌进行缩聚6小时,再利用蒸馏方式将溶剂移除,可得聚硅氧烷高分子(A-6)。
以上制备例A-1至A-6所使用的硅烷单体组分、溶剂及催化剂的种类、用量及反应条件整理于下表1中。
[感光性聚硅氧烷组成物的制备]
<实施例1>
将100重量份的制备例A-1的具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子、2重量份的1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯(商品名DPAP200,DKC制,平均酯化度为67%),及5重量份的9,9'-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴,并加入50重量份的丙二醇甲醚醋酸酯中,以摇动式搅拌器搅拌均匀后,即可制得一感光性聚硅氧烷组成物。以下记的各检测项目进行评价,所得结果如表2所示。
<实施例2至10及比较例1至13>
实施例2至10及比较例1至13是以与实施例1相同的步骤来制备该感光性聚硅氧烷组成物,不同的地方在于:改变原料的种类及其使用量,该原料的种类及其使用量如表2及表3所示。这些感光性聚硅氧烷组成物以下记各检测项目进行评价,所得结果如表2及表3所示。
【检测项目】
1.耐化学性:
将实施例1至10及比较例1至13的感光性聚硅氧烷组成物以旋转涂布的方式,分别涂布在100×100×0.7mm3大小的素玻璃基板上,得到厚度约2μm的预涂膜,接续以110℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入适用的掩膜,且以100mJ/cm2能量的紫外光分别照射这些预涂膜,接着浸渍于23℃且2.38wt%的氢氧化四甲铵的显影液中60秒,除去曝光的部分。以清水清洗后,再以曝光机直接照射显影后的涂膜,其能量为200mJ/cm2。接着以230℃的后烤温度进行1小时的后烤处理,接着,浸泡于60℃的氮-甲基吡咯烷酮溶液中6分钟,依如下公式计算膜厚变化率:
膜厚变化率=[(浸泡后膜厚-浸泡前膜厚)/浸泡前膜厚]×100%
较佳的膜厚的变化率范围为-3%至3%之间为佳。
◎:-3%≦膜厚变化率≦3%;
○:-5%≦膜厚变化率<-3%或3%<膜厚变化率≦5%;
X:膜厚变化率<-5%或5%<膜厚变化率。
2.耐显影性:
将实施例1至10及比较例1至13的感光性聚硅氧烷组成物以旋转涂布的方式,分别涂布在100×100×0.7mm3大小的素玻璃基板上,得到厚度约2μm的预涂膜,接续以110℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入适用的掩膜,且以100mJ/cm2能量的紫外光分别照射这些预涂膜,接着浸渍于23℃且2.38wt%的氢氧化四甲铵的显影液中100秒,显影出100个直径为10μm的圆柱,并观察显影时间对圆柱的影响,且其评价方式:
○:涂膜图案清晰(小于10个圆柱出现破损);
X:涂膜图案破损(大于或包含10个圆柱出现破损)。
表2
B-1:1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯;B-2:2,3,4-三羟基二苯甲酮与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯;C-1:9,9'-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴;C-2:9,9'-二[3-甲基-4-(2-丙烯酰氧基丙氧基)苯基]芴;C-3:9,9'-二[3-苯基-4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴;C-4:9,9'-二[6-(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1-萘基]芴;C-5:9,9'-双[(4-环氧丙氧基)苯基]芴(大阪瓦斯制,型号:OGSOL PG-100);C-6:9,9'-双(4-羟基苯基]芴;D-1:丙二醇甲醚醋酸酯;D-2:4-羟基-4-甲基-2-戊酮;D-3:环己酮;E-1:2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈);E-2:过氧化新癸酸异丙苯酯。
表3
B-1:1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯;B-2:2,3,4-三羟基二苯甲酮与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯;C-1:9,9'-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴;C-2:9,9'-二[3-甲基-4-(2-丙烯酰氧基丙氧基)苯基]芴;C-3:9,9'-二[3-苯基-4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴;C-4:9,9'-二[6-(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1-萘基]芴;C-5:9,9'-双[(4-环氧丙氧基)苯基]芴(大阪瓦斯制,型号:OGSOL PG-100);C-6:9,9'-双(4-羟基苯基]芴;D-1:丙二醇甲醚醋酸酯;D-2:4-羟基-4-甲基-2-戊酮;D-3:环己酮;E-1:2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈);E-2:过氧化新癸酸异丙苯酯。
由上述实施例1至10的测试结果可知,通过该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的烯基与该具有至少一个含双键基团的芴衍生物的双键基团相互反应,形成一具有致密结构的保护膜,该致密结构可使该保护膜不易受溶剂的影响而产生膨润现象,继而提升其耐化学性。且通过使用该具有至少一个含双键基团的芴衍生物,因该双键基团不易与显影液反应,可有效地提升该保护膜的耐显影性。
比较例1及2的感光性聚硅氧烷组成物中未使用具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子,则无法与具有至少一个含双键基团的芴衍生物的双键基团进行交联反应形成一具有致密结构的保护膜,导致该保护膜易受溶剂的影响产生膨润现象,造成该保护膜的耐化学性不佳。
比较例3至比较例7的感光性聚硅氧烷组成物中该芴衍生物组分(C)未使用具有至少一个含双键基团的芴衍生物,则无法与具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的烯基进行交联反应形成一具有致密结构的保护膜,导致该保护膜易受溶剂的影响产生膨润现象,造成该保护膜的耐化学性不佳。
比较例8及比较例9的感光性聚硅氧烷组成物中使用具有环氧基的芴化合物且使用具有烯基的聚硅氧烷高分子,虽可进行交联反应,但相较于实施例1至10仍无法形成一具有致密结构的保护膜,使得该保护膜易受溶剂的影响而产生膨润现象,而不具有耐化学性。且该具有环氧基的芴化合物上的环氧基易与显影液反应,使得该保护膜的图案毁损,而不具有耐显影性。
比较例10的感光性聚硅氧烷组成物中使用具有环氧基的芴化合物且使用具有酸酐的聚硅氧烷高分子,虽可进行交联反应,但相较于实施例1至10仍无法形成一具有致密结构的保护膜,使得该保护膜易受溶剂的影响而产生膨润现象,而不具有耐化学性。且该具有环氧基的芴化合物上的环氧基易与显影液反应,使得该保护膜的图案毁损,而不具有耐显影性。
比较例11及比较例12的感光性聚硅氧烷组成物中使用具有羟基的芴化合物且使用具有烯基的聚硅氧烷高分子,虽可进行交联反应,但相较于实施例1至10仍无法形成一具有致密结构的保护膜,使得该保护膜易受溶剂的影响而产生膨润现象,而不具有耐化学性。且该具有羟基的芴化合物上的羟基易与显影液反应,使得该保护膜的图案毁损,而不具有耐显影性。
比较例13的感光性聚硅氧烷组成物中未使用具有至少一含双键基团的芴化合物以及未使用具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子,则由该感光性聚硅氧烷组成物所形成的保护膜易受溶剂的影响而产生膨润现象,而不具有耐化学性。
综上所述,本发明通过该具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子的烯基与该具有至少一个含双键基团的芴衍生物的双键基团相互反应,形成一具有致密结构的保护膜,该致密结构可使该保护膜不易受溶剂的影响而产生膨润现象,继而提升其耐化学性,且通过使用该具有至少一个含双键基团的芴衍生物,因该双键基团不易与显影液反应,可有效地提升该保护膜的耐显影性,所以确实能达成本发明的目的。
Claims (8)
1.一种感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于包含:
聚硅氧烷组分(A),包括至少一个具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子;
醌二叠氮系化合物(B);
芴衍生物组分(C),包括至少一个具有至少一个含双键基团的芴衍生物;及
溶剂(D),
其中所述具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子是由硅烷单体组分经缩合反应而得的聚合物,且该硅烷单体组分包括式(a)所示的硅烷单体及式(a-1)所示的硅烷单体,
且于式(a)中,
(Ra)kSi(ORb)4-k 式(a),
k表示1至3的整数,且当k表示2或3时,多个Ra各自为相同或不同;至少一个Ra表示C2至C10的烯基,且其余Ra表示氢、C1至C10的烷基、经酸酐基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的烷氧基,或C6至C15的芳香基,
Rb表示氢、C1至C6的烷基、C1至C6的酰基,或C6至C15的芳香基,且当4-k表示2或3时,多个Rb各自为相同或不同;
于式(a-1)中,
(Rc)zSi(ORd)4-z 式(a-1),
z表示1至3的整数,且当z表示2或3时,多个Rc各自为相同或不同;Rc表示氢、C1至C10的烷基、经酸酐基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的C1至C10烷基、经环氧基取代的烷氧基,或C6至C15的芳香基,其中至少一个Rc是乙基丁二酸酐、丙基丁二酸酐,或丙基戊二酸酐,
Rd表示氢、C1至C6的烷基、C1至C6的酰基,或C6至C15的芳香基,且当4-z表示2或3时,多个Rd各自为相同或不同,
其中基于所述聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,所述醌二叠氮系化合物(B)的使用量是1重量份至50重量份,所述芴衍生物组分(C)的使用量范围为5重量份至120重量份,及所述溶剂(D)的使用量是50重量份至1200重量份。
2.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,所述具有至少一个含双键基团的芴衍生物由式(I)所示,
于式(I)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;R19及R23为相同或不同,且各自表示单键或有机基团,其中该有机基团包含酯基、酯基与醚基的组合、硅氧烷基、氨基甲酸酯基或氨基甲酸酯基与醚基的组合;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数。
3.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,所述具有至少一个含双键基团的芴衍生物由式(II)所示,
于式(II)中,R10至R17为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、氰基或烷基;R18及R22为相同或不同,且各自表示芳香基或杂环基;X19及X23为二价烷基;R20及R24为相同或不同,且各自表示氢或甲基;R21及R25为相同或不同,且各自表示氢、卤素原子、烷基、环烷基、芳香基、烷基芳香基、烷氧基、环烷基氧基、芳香氧基、酰基、硝基、氰基或氨基;x及y各自表示1至3的整数;w及t各自表示0至3的整数;n及u各自表示0至10的整数。
4.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,所述具有至少一个烯基的聚硅氧烷高分子还具有至少一个反应基团,且该反应基团选自于由下列所构成的群组的基团:酸酐基及环氧基。
5.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,还包含热聚合起始剂(E)。
6.根据权利要求5所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,基于所述聚硅氧烷组分(A)的总量为100重量份,所述热聚合起始剂(E)的使用量范围为0.5重量份至20重量份。
7.一种保护膜,其特征在于,将根据权利要求1至6中任一项所述的感光性聚硅氧烷组成物经涂布、预烤、曝光、显影及后烤处理后所形成。
8.一种具有保护膜的元件,其特征在于,包含基材以及形成于该基材上的根据权利要求7所述的保护膜。
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