CN103885291A - 光敏树脂组合物及使用其的光阻挡层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光敏树脂组合物以及使用其的光阻挡层。该光敏树脂组合物,包含(A)粘合剂树脂,包括包含由以下化学式1表示的重复单元的cardo基树脂;(B)可光致聚合单体,(C)光致聚合引发剂,(D)着色剂和(E)溶剂。[化学式1]在上面的化学式1中,各取代基与在具体实施方式中所限定的相同。
Description
相关申请
本申请要求于2012年12月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2012-0151245和10-2012-0151246的优先权和权益,通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本公开涉及光敏树脂组合物及使用其的光阻挡层。
背景技术
液晶显示器包括:下基板,包括包含光阻挡层的彩色滤光片,在其上形成ITO像素电极的下基板;有源电路部分,包括液晶层、薄膜晶体管和电容器层;以及上基板,其上形成ITO像素电极。
光阻挡层阻挡在基板的透明像素电极外传输的不受控制的光,因此防止由于通过薄膜晶体管传输的光而引起的对比度降低(反差衰减,contrastreduction)。红色、绿色和蓝色光阻挡层传输具有预定波长白光的光并且显示颜色。
近来,已通过致力于多功能材料(如在一个过程中同时具有两种功能的材料)来研发光阻挡层。例如,在一个过程中使用一种材料可以实现能够同时起到黑色基质和柱状间隔物作用的黑色柱状间隔物。
黑色柱状间隔物可以实现具有相同图案的黑色基质和柱状间隔物。在此,需要该图案通过在图案形成期间使用半色调掩模或或狭缝掩模而在较多的曝光区域和较少的曝光区域之间具有膜台阶差异(film stepdifference)。
发明内容
一个实施方式提供光敏树脂组合物,其具有优异的图案-形成性能、可显影性和耐化学性以及控制图案倾斜角以在图案的形成期间具有膜台阶差异的能力。
另一个实施方式提供通过使用光敏树脂组合物来制造的光阻挡层。
一个实施方式提供光敏树脂组合物,其包含(A)粘合剂树脂,包括包含由以下化学式1表示的重复单元的cardo基树脂;(B)可光致聚合单体;(C)光致聚合引发剂;(D)着色剂;和(E)溶剂。
[化学式1]
在上面的化学式1中,
Y1是酸二酐残基,
R1、R2、R40和R41独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R1和R2中至少一个或者R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R3至R6独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a1至a4独立地为从0至4范围的整数,且
b1和b2独立地为从0至10范围的整数。
Cardo基树脂可以是由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在上面的化学式2中,
Y2是酸二酐残基,
Z1和Z2独立地为酸酐残基,
R7、R8、R13、R14、R42和R43独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R7和R8中至少一个、R13和R14中至少一个、或者R42和R43中至少一个独立地为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R9至R12和R15至R18独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a5至a12独立地为从0至4范围的整数,
b3至b6独立地为从0至10范围的整数,且
n1是从1至20范围的整数。
在上面的化学式1中,当R1和R2为氢、且R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团时,cardo基树脂可以进一步包含由以下化学式5表示的重复单元。
[化学式5]
在上面的化学式5中,
Y3是酸二酐残基,
R19至R22独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a13至a16独立地为从0至4范围的整数,且
b7和b8独立地为从0至10范围的整数。
Cardo基树脂可以是由以下化学式6表示的化合物。
[化学式6]
在上面的化学式6中,
Y4和Y5独立地为酸二酐残基,
Z3和Z4独立地为酸酐残基,
R23和R24独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R23和R24中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R25至R36独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a17至a28独立地为从0至4范围的整数,
b9至b14独立地为从0至10范围的整数,且
n2和n3独立地为从1至10范围的整数。
Cardo基树脂(B)可以具有1,000至20,000g/mol的重均分子量。
Cardo基树脂可以包含具有大于或等于1,000g/mol且小于6,500g/mol重均分子量的第一cardo基树脂和具有大于6,500g/mol且小于或等于20,000g/mol重均分子量的第二cardo基树脂。
Cardo基树脂可以包含重量比为1:9至9:1的第一cardo基树脂和第二cardo基树脂。
着色剂可以包括染料、颜料、或它们的组合。
颜料可以包括有机颜料、无机颜料、或它们的组合,有机颜料可以包括黑色有机颜料,且无机颜料可以包括炭黑、氧化铬、氧化铁、钛黑、碳化钛、苯胺黑、或它们的组合。
光敏树脂组合物可以包含0.5至30wt%的粘合剂树脂(A);1至20wt%的可光致聚合单体(B);0.1至10wt%的光致聚合引发剂(C);1至50wt%的着色剂(D);和余量的溶剂(E)。
另一个实施方式提供使用光敏树脂组合物制造的光阻挡层。
光阻挡层可以具有存在膜台阶差异的图案,其中图案倾斜角在20至50°范围内。
以下具体实施方式中包括其他实施方式。
通过使用具有优异的图案-形成性能、可显影性和耐化学性以及控制图案倾斜角度的能力的光敏树脂组合物本发明可以形成具有膜台阶差异的光阻挡层图案,并由此在一个过程中同时实现黑色基质和柱状间隔物。
附图说明
图1是一个示意图,显示根据一个实施方式在制造光阻挡层期间用于形成图案的掩模的一种形状。
图2是一个示意图,显示根据一个实施方式在制造光阻挡层期间用于形成图案的掩模的另一种形状。
图3一个示意图,显示根据一个实施方式在制造光阻挡层期间用于形成图案的掩模的又另一种形状。
图4是扫描电镜(SEM)照片,显示根据实施例1的膜样品的图案。
图5是扫描电镜(SEM)照片,显示根据比较例4的膜样品的图案。
图6是扫描电镜(SEM)照片,显示根据实施例4的膜样品的图案。
图7是扫描电镜(SEM)照片,显示根据比较例5的膜样品的图案。
图8是一个示意图,显示根据一个实施方式的膜样品图案中图案倾斜角度的测量。
具体实施方式
下面的具体实施方式中将描述示例性实施方式。然而,这些实施方式是示例性的,且本公开不限于此。
如本文中所使用的,当没有另外提供具体定义时,术语“取代的”是指用选自以下的取代基替代至少一个氢的一种取代:卤素(F、Cl、Br或I)、羟基基团、C1至C20烷氧基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团、亚氨基基团、叠氮基基团、脒基基团、肼基基团、亚肼基基团、羰基基团、氨甲酰基基团、硫醇基、酯基、醚基、羧基基团或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1至C20烷基基团、C2至C20烯基基团、C2至C20炔基基团、C6至C30芳基基团、C3至C20环烷基基团、C3至C20环烯基基团、C3至C20环炔基基团、C2至C20杂环烷基基团、C2至C20杂环烯基基团、C2至C20杂环炔基团、C3至C30杂芳基基团、或它们的组合。
如本文中所使用的,当没有另外提供具体定义时,术语“杂”可以指用N、O、S和P中至少一个杂原子替代环式取代基中至少一个C的一种取代。
如本文中所使用的,当没有另外提供具体定义时,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”二者,且“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
根据一个实施方式的光敏树脂组合物包含(A)粘合剂树脂、(B)可光致聚合单体、(C)光致聚合引发剂、(D)着色剂和(E)溶剂。
下面将详细描述各组分。
(A)粘合剂树脂
在一个实施方式中,粘合剂树脂可以是cardo基树脂。cardo基树脂可以是包含由以下化学式1表示的重复单元的化合物。
[化学式1]
在上面的化学式1中,
Y1是酸二酐残基,
R1、R2、R40和R41独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R1和R2中至少一个或者R40和R41中至少一个是取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R3至R6独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a1至a4独立地为从0至4范围的整数,且
b1和b2独立地为从0至10范围的整数。
Cardo基树脂可以改善光敏树脂组合物的耐热性、耐化学性和紧密-接触性能。
此外,根据一个实施方式的cardo基树脂具有在上面的化学式1中所示的螺双芴主链。该螺双芴主链具有高刚性稳定立体结构。由于减弱的熔融特性在后烘焙期间在显影后这种cardo基树脂可以保持实现的图案的膜台阶差异。换言之,当包含于光敏树脂组合物中时,根据一个实施方式的cardo基树脂具有存在较小流动性的结构并可以调节具有膜台阶差异的图案中的图案倾斜角度。
Cardo基树脂可以包含如上面的化学式1中的至少一个(甲基)丙烯酸酯基团。(甲基)丙烯酸酯基团参与在曝光期间形成图案的反应并可以改善图案的感光度。
此外,因为在合成包含用羧基基团取代的酸二酐残基的聚合物之后通过在最后步骤中引入(甲基)丙烯酸酯基团来合成cardo基树脂,可以调整(甲基)丙烯酸酯基团的取代基。因此,由于其刚性结构,可以调整cardo基树脂的熔融特性和图案的感光度。
包含由上面的化学式1表示的重复单元的cardo基树脂可以特别地为由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在上面的化学式2中,
Y2是酸二酐残基,
Z1和Z2独立地为酸酐残基,
R7、R8、R13、R14、R42和R43独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R7和R8中至少一个、R13和R14中至少一个、或者R42和R43中至少一个独立地为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R9至R12和R15至R18独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a5至a12独立地为从0至4范围的整数,
b3至b6独立地为从0至10范围的整数,且
n1是从1至20范围的整数。
Cardo基树脂可以更特别地为由以下化学式3表示的化合物或者由以下化学式4表示的化合物。
[化学式3]
在上面的化学式3中,n4是从1至20范围的整数。
[化学式4]
在上面的化学式4中,n7是从1至20范围的整数。
在上面的化学式1中,当R1和R2为氢、且R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团时,cardo基树脂可以进一步包含由以下化学式5表示的重复单元。
[化学式5]
在上面的化学式5中,
Y3是酸二酐残基,
R19至R22独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a13至a16独立地为从0至4范围的整数,且
b7和b8独立地为从0至10范围的整数。
当R1和R2为氢、且R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团时,包含由上面的化学式1表示的重复单元和由上面的化学式5表示的重复单元的cardo基树脂可以特别地为由以下化学式6表示的化合物。
[化学式6]
在上面的化学式6中,
Y4和Y5各自为酸二酐残基,
Z3和Z4独立地为酸酐残基,
R23和R24独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R23和R24中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R25至R36独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a17至a28独立地为从0至4范围的整数,
b9至b14独立地为从0至10范围的整数,且
n2和n3独立地为从1至10范围的整数。
由上面的化学式6表示的化合物可以更特别地由以下化学式7表示。
[化学式7]
在上面的化学式7中,n5和n6独立地为从1至10范围的整数。
Cardo基树脂(B)可以具有1,000至20,000g/mol,且特别地为3,000至10,000g/mol的重均分子量。当重均分子量在上面的范围内,在制造光阻挡层期间,可以提供优异的图案和可显影性。
包含重复单元的cardo基树脂(其中在上面的化学式1中R1和R2中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团且R40和R41为氢)可以包含两种具有彼此不同分子量的cardo基树脂。具体地,cardo基树脂可以包含具有大于或等于1,000g/mol且小于6,500g/mol重均分子量的第一cardo基树脂和具有大于6,500g/mol且小于或等于20,000g/mol重均分子量的第二cardo基树脂的混合物。在此,第一cardo基树脂和第二cardo基树脂可以按1:9至9:1的重量比,且特别地按4:6至6:4的重量比混合。当两种具有彼此不同分子量的cardo基树脂在该重量比范围内混合时,可以合适地保持粘度,且在制造光阻挡层期间可以得到优异的图案和可显影性。
粘合剂树脂可以进一步包含丙烯酸类树脂和上述的cardo基树脂。
丙烯酸类树脂是第一烯类不饱和单体和第二烯类不饱和单体的共聚物,第二烯类不饱和单体可与第一烯类不饱和单体和包括至少一个丙烯酸类重复单元的树脂共聚合。
第一烯类不饱和单体是包含至少一个羧基基团的烯类不饱和单体。该单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、或它们的组合。
基于丙烯酸类树脂的总量,能够以5至50wt%,具体地10至40wt%的量包含第一烯类不饱和单体。
第二烯类不饱和单体的实例可以包括芳族乙烯化合物,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲基醚等;不饱和羧酸酯化合物,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等;不饱和羧酸氨基烷基酯化合物,如(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯等;羧酸乙烯基酯化合物,如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不饱和羧酸缩水甘油酯化合物,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等;丙烯腈化合物,如(甲基)丙烯腈等;不饱和酰胺化合物,如(甲基)丙烯酰胺等;诸如此类。它们可以单独地或作为两种以上的混合物使用。
丙烯酸类树脂的实例可以包括甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物等,但不限于此。它们可以单独地或者作为两种以上的混合物使用。
丙烯酸类树脂可以具有范围从3,000至150,000g/mol,特别是5,000至50,000g/mol,更特别是2,000至30,000g/mol的重均分子量。当丙烯酸类树脂具有该范围内的重均分子量时,在制造光阻挡层期间光敏树脂组合物具有良好的物理和化学性能、合适的粘度以及与基板的紧密-接触性能。
丙烯酸类树脂可以具有从15至60mgKOH/g,且特别地从20至50mgKOH/g范围的酸值。当丙烯酸类树脂具有该范围内的酸值时,可以实现优异的像素分辨率。
基于光敏树脂组合物的总量,能够以0.5至30wt%,且特别地1至25wt%的量包含粘合剂树脂。当粘合剂树脂包含在上面的范围内时,可以合适地保持粘度且在制造光阻挡层期间可以得到优异的图案、可加工性和可显影性。
(B)可光致聚合单体
可光致聚合单体可以是包含至少一个烯类不饱和双键的单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯。
由于烯类不饱和双键,在图案形成过程期间在曝光下可光致聚合单体引起充分的聚合从而形成具有优异的耐热性、耐光性和耐化学性的图案。
可光致聚合单体的实例可以包括二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸双酚A酯、二(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸双季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸双季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸双季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸双季戊四醇酯、环氧(甲基)丙烯酸双酚A酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、酚醛环氧树脂(甲基)丙烯酸酯等。
以下为可商购的可光致聚合单体的实例。单官能(甲基)丙烯酸酯可以包括Aronix(TOAGOSEI CHEMICALINDUSTRY CO.,LTD.);KAYARAD(NIPPONKAYAKU CO.,LTD.);(OSAKA ORGANIC CHEMICALIND.,LTD.)等。双官能(甲基)丙烯酸酯的实例可以包括Aronix (TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)、(NIPPON KAYAKU CO.,LTD.)、(OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.,LTD.)等。三官能(甲基)丙烯酸酯的实例可以包括Aronix (TOAGOSEI CHEMICALINDUSTRY CO.,LTD.)、KAYARAD (NIPPON KAYAKU CO.,LTD.)、 (Osaka Yuki Kayaku Kogyo Co.Ltd.)等。可商购的产品可以单独地或作为两种以上的混合物使用。
可以用酸酐处理可光致聚合单体以改善可显影性。
基于光敏树脂组合物的总量,能够以1至20wt%,且特别地为1至15wt%的量包含可光致聚合单体。当可光致聚合单体包含在该范围内时,在图案形成过程期间在曝光下充分进行固化,且可光致聚合单体在氧下具有良好的感光度以及与粘合剂树脂的相容性。
(C)光致聚合引发剂
光致聚合引发剂可以是光敏树脂组合物如苯乙酮基化合物、二苯甲酮基化合物、噻吨酮基化合物、安息香基化合物、三嗪基化合物等中通常使用的引发剂。
苯乙酮基化合物包括2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮等。
二苯甲酮基化合物包括二苯甲酮、苯甲酸苯甲酰基酯、苯甲酸苯甲酰基甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
噻吨酮基化合物包括噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
安息香基化合物包括安息香、安息香甲基醚、安息香乙及醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚、苄基二甲基缩酮等。
三嗪基化合物包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2-4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。
光致聚合引发剂可以进一步包含咔唑基化合物、二酮基化合物、硼酸锍基化合物、重氮基化合物、二咪唑基化合物等。
光致聚合引发剂吸收光并被激发且然后传输能量,它可以与引起化学反应的光敏剂一起使用。
基于光敏树脂组合物的总量,能够以0.1至10wt%,且特别地0.5至3wt%的量包含光致聚合引发剂。当光致聚合引发剂包含在该范围内时,合适地保持自由基的感光度、光敏树脂组合物溶液的颜色浓度,且可以防止由于未反应引发剂的透光度造成的透光度降低。
(D)着色剂
着色剂可以包括染料、颜料、或它们的组合。
颜料可以包括有机颜料、无机颜料、或它们的组合。其中,为了实现较高的光密度,可以混合有机颜料和无机颜料。
有机颜料可以是黑色有机颜料。该黑色有机颜料可以具有隔离性能
黑色有机颜料的实例可以是二萘嵌苯黑、花青黑等,且可以单独地或以两种以上的混合物使用。
黑色有机颜料可以是两种以上有机颜料的混合物以显示黑色。可以使用通过混合颜色坐标颜料来显示黑色的任何颜料的组合,具体地,可以使用选自以下至少两种的致黑组合:红色颜料、蓝色颜料、绿色颜料,紫色基颜料、黄色基颜料、花青基颜料、以及品红色类颜料。例如,可以使用红色颜料、蓝色颜料、和绿色颜料的致黑混合物,或可以使用绿色颜料和紫色基颜料的致黑混合物。
红色颜料可以包括二萘嵌苯基颜料、蒽醌基颜料、二蒽醌基颜料、偶氮基颜料、重氮基颜料、喹吖啶酮基颜料、蒽基颜料等。红色颜料可以包括二萘嵌苯颜料、喹吖啶酮颜料、萘酚AS、sicomin颜料、蒽醌(苏丹I、II、III、R)、二蒽醌酯、双偶氮、苯并吡喃等。
蓝色颜料可以包括金属酞菁基颜料、阴丹酮类颜料(indanthone-basedpigment)、靛酚基颜料等。蓝色颜料的具体实例可以包括酞菁金属络合物,如铜酞菁、氯铜酞菁、氯铝酞菁、钛氧酞菁、钒酸酞菁、镁酞菁、锌酞菁、铁酞菁、钴酞菁等。
绿色颜料可以包括卤化酞菁基颜料等。具体地,绿色颜料可以包括多氯铜酞菁、多氯溴酞菁等。
紫色基颜料可以包括二噁嗪紫、第一紫B、甲基紫、阴丹士林亮紫(indanthrene brilliant violet)等。
黄色基颜料可以包括四氯异吲哚啉酮基颜料、汉撒基(hansa-based)颜料、联苯胺黄色基颜料、偶氮基颜料等。具体地,黄色基颜料可以包括汉撒黄(hansa yellow)(10G、5G、3G、G、GR、A、RN、R)、联苯胺(G、GR)、铬黄、永固黄(permanent yellow)(FGL、H10G、HR)、蒽等。
花青基颜料可以包括非金属酞菁、部花青(部花菁,merocyanine)等。
品红色基颜料可以包括二甲基喹吖啶酮、硫靛等。
无机颜料可以包括炭黑、氧化铬、氧化铁、钛黑、碳化钛、苯胺黑等。这类无机颜料具有较高的耐受特性,并且可以单独地或者以两种以上的混合物使用。
有机颜料和无机颜料能够以1至10:1,具体为2至7:1的重量比使用。在该重量比范围内,可加工性可以是稳定的,并且可以提供较低的介电常数。
为了改善颜料的分散,光敏树脂组合物可以进一步包含分散剂。
具体地,颜料可以用分散剂进行表面预处理,或者可以在制备光敏树脂组合物期间一起添加颜料和分散剂。
染料可以是三苯基甲烷基染料、蒽醌基染料、偶氮基染料、或它们的组合,并且其中,可以优选使用三苯基甲烷基染料与蒽醌基和偶氮基染料中至少一种的混合物。
基于光敏树脂组合物的总量,能够以1至50wt%,且特别地为5至45wt%的量包含着色剂。当着色剂包含在该范围内时,可以改善绝缘性能,且可以提供较高的光密度和改善的可加工性如可显影性等。
(E)溶剂
溶剂的实例可以包括醇类,如甲醇、乙醇等;醚类,如二氯乙醚、正丁基醚、二异戊醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等;二醇醚类,如乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇单甲醚等;乙酸溶纤剂,如乙酸溶纤剂甲基酯、乙酸溶纤剂乙基酯、乙酸溶纤剂二乙基酯等;卡必醇类,如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯类,如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等;芳族烃,如甲苯、二甲苯等;酮类,如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙酮、甲基正丁酮、甲基正戊酮、2-庚酮等;饱和脂族一元羧酸烷基酯,如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等;乳酸烷基酯类,如乳酸甲酯、乳酸乙酯等;羟基乙酸烷基酯类,如羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯等;乙酸烷氧基烷基酯类,如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等;3-羟基丙酸烷基酯类,如3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯等;3-烷氧基丙酸烷基酯类,如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等;2-羟基丙酸烷基酯类,如2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯等;2-烷氧基丙酸烷基酯类,如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等;2-羟基-2-甲基丙酸烷基酯类,如2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯等;2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯类,如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等;酯类,如丙酸2-羟基乙酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙酯、乙酸羟基乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯等;或酮酸酯类,如丙酮酸乙酯等。此外,还可以使用以下溶剂:N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乙酸溶纤剂苯基酯等。这些溶剂可以单独地或作为两种以上的混合物使用。
考虑到混溶性和反应性,二醇醚类,如乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯类,如乙酸溶纤剂乙基酯等;酯类,如丙酸2-羟基乙酯等;二乙二醇类,如二乙二醇单甲醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯类,如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
基于光敏树脂组合物的总量,将溶剂作为余量使用,具体为30至70wt%。当溶剂包含在该范围内时,光敏树脂组合物可以具有合适的粘度,从而导致可加工性的改善。
(F)其他添加剂
光敏树脂组合物可以进一步包含其他添加剂,如丙二酸;3-氨基-1,2-丙二醇;包括乙烯基基团或(甲基)丙烯酰氧基基团的硅烷基偶联剂;均化剂;氟基表面活性剂;自由基聚合引发剂,用来防止涂覆期间的污点或斑点、用来调整均化,或用来防止由于未显影而产生的图案残留。
硅烷基偶联剂可以包括三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。它们可以单独地或作为两种以上的混合物使用。
氟基表面活性剂可以包括商用产品,例如和(BMChemie Inc.);MEGAFACE F(DAINIPPONINK KAGAKU KOGYO CO.,LTD.);FULORADFULORADFULORAD和FULORAD(SUMITOMO3MCO.,LTD.);SURFLONSURFLONSURFLONSURFLON和SURFLON(ASAHI GLASS CO.,LTD.);和和等(TORAY SILICONECO.,LTD.)。
添加剂可以根据所期望的性能而容易地调整。
根据另一个实施方式,提供使用光敏树脂组合物制造的光阻挡层。
可如下制造光阻挡层。
(1)涂覆和膜形成
采用旋涂法或狭缝涂覆法、辊涂法、丝网印刷法、涂布器法等,将光敏树脂组合物涂覆在经过预定预处理的基板上,以具有期望的厚度,如0.5至25μm范围的厚度。然后,在70至110°C范围的温度下加热经涂覆的基板持续1至10分钟以除去溶剂。
(2)曝光
在放置具有预定形状的掩模之后,用190至500nm的活性射线辐照得到的膜从而形成期望的图案。
掩模可以具有各种形状,具体地,在图1至3中提供形状。
图1是一个示意图,显示根据一个实施方式在制造光阻挡层期间用于形成图案的掩模形状。
图1是全部具有阻挡100%光的区域、传输100%光的区域和传输10至90%光的区域的掩模。在图1中,传输10至90%光的区域可以具有半色调或狭缝形状。掩模形状可以在较多的曝光区域和较少的曝光区域之间形成膜台阶差异。具体地,通过掩模的传输100%光的区域的100%曝光区域可以形成柱状间隔物,而通过传输10至90%光的区域的较少曝光区域可以形成黑色基质。因此,黑色基质的区域可以具有台阶差异。
图2是一个示意图,显示根据另一个实施方式在制造光阻挡层期间具有用于形成图案的一种形状的掩模,并且图3是一个示意图,显示根据又另一个实施方式在制造光阻挡层期间具有用于形成图案的另一种形状的掩模。
图2显示具有阻挡100%光的区域的掩模,而图3显示具有传输10至90%光的区域的掩模。在图3中,传输10至90%光的区域可以具有半色调或狭缝形状。
具体地,图1和3中的半色调掩模或狭缝掩模可以用于在较多和较少的曝光区域之间形成膜台阶差异。
通过使用光源如低压、高压或超高压汞灯、金属卤化物灯、氩气激光等进行辐照。还可以使用X射线、电子束等。
当使用高压汞灯时,曝光过程使用例如500mJ/cm2以下(利用365nm传感器)的光剂量。然而,光剂量可以取决于光敏树脂组合物的各组分的种类、其组合比以及干膜厚度而变化。
(3)显影
在曝光过程之后,通过溶解并除去曝光部分之外的不必要部分,使用碱性水溶液来显影曝光的膜,从而形成图像图案。
(4)后处理
为了实现耐热性、耐光性、紧密-接触性能、耐裂性、耐化学性、高强度、存储稳定性等方面的优异性能,可以再次加热或用活性射线等辐照显影的图像图案进行固化。
因此,光敏树脂组合物可以带来光阻挡层所需的优异的紧密-接触性能和光密度。
使用根据一个实施方式的光敏树脂组合物制造的光阻挡层具有存在膜台阶差异的图案,其中倾斜角度在20至50°,且特别地在20至35°的范围内。通过在形成图案期间曝光和显影使用半色调和狭缝掩模来形成在较多和较少曝光区域之间的膜台阶差异,而且尽管具有后烘焙过程作为后处理,由于根据一个实施方式的光敏树脂组合物的降低的熔融特性,可以维持该膜台阶差异,并因此在具有膜台阶差异的图案中保持大于或等于20°的倾斜角。具体地,可以同时实现起到黑色基质和柱状间隔物作用的黑色柱状间隔物。
下面将参照实施例更详细的说明本发明。然而,这些实施例不应在任何意义上理解为限制本发明的范围。
(Cardo基树脂的制备)
制备实施例1
(1)将50g的9,9'-螺双芴(TCI Inc.)和500ml二硫化碳(CS2,Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)放入1L的反应器中并加热至45°C,向其中加入31g乙酰氯(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)和10g氯化铝(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.),并搅拌该混合物10小时。当反应结束时,减压蒸馏二硫化碳,向反应器内加入500ml二氯甲烷和300ml水,室温下搅拌该混合物2小时,并于减压下分离且蒸馏有机层,通过硅胶柱进行处理,从而得到由以下化学式8表示的化合物。
[化学式8]
(2)将60g由上面的化学式8表示的化合物和40g间氯过氧苯甲酸(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)放入1L的反应器中,向其中加入500ml二氯甲烷,将该混合物加热至43°C并搅拌8小时,向其中加入200ml水,室温下搅拌生成的混合物30分钟,然后,于减压下分离且蒸馏有机层,再通过硅胶柱进行处理,从而得到由以下化学式9表示的化合物。
[化学式9]
(3)将50g由上面的化学式9表示的化合物、300ml甲醇(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)和200ml的6N NaOH水溶液放入500ml的反应器中并在室温下搅拌20小时,然后进行减压蒸馏,用1N HCl水溶液将其pH调节至5,用500ml二氯甲烷萃取有机层并减压蒸馏,通过硅胶柱进行处理,从而得到由以下化学式10表示的化合物。
[化学式10]
(4)将50g由上面的化学式10表示的化合物、24g的2-羟乙基氯化物(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、60g碳酸钾(无水物)(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)和300g二甲基甲酰胺(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)放入500ml反应器中,然后加热至100°C,搅拌6小时,并冷却,将生成物加至2L水中持续1小时进行沉淀,并过滤沉淀物,洗涤,然后在50°C真空烘箱中干燥12小时,从而得到由以下化学式11表示的化合物。
[化学式11]
(5)将50g由上面的化学式11表示的化合物、18.5g联苯基四羧酸二酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、7.1g四氢邻苯二甲酸酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、0.5g四甲基氯化铵和65g丙二醇甲醚乙酸酯放入1L的反应器中并在120°C下搅拌6小时,从而得到由以下化学式12表示的化合物并具有49.3wt%的固体含量、132mgKOH/g的酸值和4,800g/mol的重均分子量。
[化学式12]
(6)在1L的反应器中将4.3g甲基丙烯酸缩水甘油酯(Aldrich-SigmaCo.,Ltd.)、2.5g四氢邻苯二甲酸酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)和0.5g四甲基氯化铵加至包含由上面的化学式12表示的化合物的反应溶液,并在120°C下搅拌该混合物6小时,从而得到由以下化学式13表示的cardo基树脂并具有39.3wt%的固体含量和4,900g/mol的重均分子量。
[化学式13]
制备实施例2
(1)将50g根据制备实施例1的上面的化学式10表示的化合物、40g表氯醇(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、60g无水碳酸钾和500ml二甲基甲酰胺放入1L的反应器中,然后加热至80°C,搅拌8小时,并冷却,在反应器中以逐滴方式将生成物加至3L水中持续2小时从而得到晶体,利用二氯甲烷和二乙醚重结晶该晶体,从而得到由以下化学式14表示的化合物。
[化学式14]
(2)将50g由上面的化学式14表示的化合物、16.5g丙烯酸(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、1g三苯基膦(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)和200g丙二醇甲醚乙酸酯(Daicel Co.)放入1L反应器中,加热至110°C,并搅拌8小时,从而得到包含由以下化学式15表示的化合物的反应溶液。
[化学式15]
(3)将包含由上面的化学式15表示的化合物的反应溶液、9.7g联苯基四羧酸二酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、2.5g四氢邻苯二甲酸酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd)和0.5g四甲基氯化铵放入1L的反应器中并在120°C下搅拌6小时,从而制备出由以下化学式4表示的cardo基树脂并具有39.3wt%的固体含量和5,400g/mol的重均分子量。
[化学式4]
制备实施例3
将包含由上面的化学式15表示的化合物的反应溶液、10.2g联苯基四羧酸二酐(Aldrich-Sigma Co.,Ltd.)、2.0g四氢邻苯二甲酸酐(Aldrich-SigmaCo.,Ltd.)和0.5g四甲基氯化铵放入1L的反应器中并在120°C下搅拌6小时,从而制备出具有39.3wt%的固体含量和7,500g/mol的重均分子量且由上面的化学式4表示的cardo基树脂。
(光敏树脂组合物的制备)
使用以下组分制备光敏树脂组合物。
(A)粘合剂树脂
(A-1)使用根据制备实施例1制备的化合物。
(A-2)使用根据制备实施例2制备的化合物。
(A-3)使用根据制备实施例3制备的化合物。
(A-4)使用包含55wt%的固体含量的V259ME(Nippon SteelChemical Corp.)。
(A-5)使用包含32wt%的固体含量的CF-61(Wako Chemicals Inc.)。
(B)可光致聚合单体
使用双季戊四醇六丙烯酸酯。
(C)光致聚合引发剂
(C-1)使用由Ciba Corp.制备的OXE02。
(C-2)使用由Ciba-Geigy Ltd.制备的IGR907。
(D)着色剂
(D-1)使用作为主要组分的包含红色、蓝色和紫色颜料的颜料分散体(TCZ-121,Mikuni)。
(D-2)使用由有机黑颜料(TCZ-180,Mikuni)分散的颜料分散体。
(D-3)使用包含炭黑(Cl-M-050,Sakata Inc.)的颜料分散体。
(E)溶剂
使用丙二醇单甲醚乙酸酯。
(F)添加剂
(F-1)使用作为表面活性剂的由DIC Co.,Ltd.制备的F-475。
(F-2)使用作为硅烷偶联剂的氨丙基三甲氧基硅烷(S-710,ChissoCo.)。
(F-3)使用作为硅烷偶联剂的γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(S-510,Chisso Co.)。
实施例1至6和比较例1至7
通过混合下表1中的各组分来制备光敏树脂组合物。具体地,将光致聚合引发剂溶解于溶剂中,并在室温下搅拌该溶液30分钟。向其中加入粘合剂树脂和可光致聚合单体,并搅拌该混合物1小时。然后,向生成物中加入添加剂,向其中加入着色剂,并搅拌混合物2小时。过滤溶液三次以除去杂质,从而制备出光敏树脂组合物。
(表1)(wt%)
(表2)(wt%)
评估1:图案-形成能力和可显影性测量
(1)将根据实施例1至3和比较例1至4的光敏树脂组合物涂覆在玻璃基板上并干燥,从而形成膜样品。通过使用具有图1中形状的掩模将膜样品曝光于具有以70mJ/cm2的365nm波长的光。得到的膜样品在23°C下在稀释成包含1wt%氢氧化钾的水溶液中显影1分钟并用纯水洗涤1分钟。在220°C烘箱中加热并固化得到的图案30分钟,通过光学显微镜用裸眼检测图案的形状。下表3以及图4和5中提供结果。
图4是扫描电镜(SEM)照片,显示根据实施例1的膜样品的图案,并且图5是扫描电镜(SEM)照片,显示根据比较例4的膜样品的图案。参照以下图案-形成能力参考来评估这些膜。
<图案-形成能力评估参考>
○:充分的10μm图案-形成能力
△:不充分的10μm图案-形成能力
×:无10μm图案形成
<可显影性评估参考>
○:缓慢显影
×:类撕裂性显影(tearing off-like development)
(2)将根据实施例4至6和比较例5至7的光敏树脂组合物涂覆在玻璃基板上并干燥从而形成膜样品。通过使用图2中给出的掩模将各个膜样品曝光于具有40mJ/cm2的365nm波长的光。膜样品在23°C下在稀释成包含1wt%氢氧化钾的水溶液中显影1分钟并用纯水洗涤1分钟。在220°C烘箱中加热并固化得到的图案30分钟,通过光学显微镜用裸眼检测图案的形状。下表4以及图6和7中提供结果。
图6是扫描电镜(SEM)照片,显示根据实施例4的膜样品的图案,并且图7是扫描电镜(SEM)照片,显示根据比较例5的膜样品的图案。
<图案-形成能力评估参考>
○:充分的35μm图案-形成能力
△:不充分的35μm图案-形成能力
×:无35μm图案形成
<可显影性评估参考>
○:在KOH水溶液中充分的可显影性
△:在KOH水溶液中不充分的可显影性
×:在KOH水溶液中无可显影性
评估2:耐化学性测量
(1)将评估1中根据实施例1至3和比较例1至4的各图案样品切成1cm×1cm的尺寸,然后将八个样品片放入20ml小瓶中,并向其中加入3g N-甲基吡咯烷酮。允许样品置于100°C烘箱中10分钟并用裸眼检测N-甲基吡咯烷酮溶液的颜色,下表3中提供结果。
<耐化学性评估参考>
○:无颜色变化
△:小于或等于20%的颜色变化(当不透明时为100%颜色变化)
×:大于或等于20%的颜色变化(当不透明时为100%颜色变化)
(2)用测量装置检测评估1中根据实施例4至6和比较例5至7的图案样品的图案倾斜角度,下表4中提供结果。
图8是一个示意图,显示图案样品的图案倾斜角度。图8示出具有膜台阶差异的图案的测量部分。
<图案倾斜角度评估参考>
○:大于或等于20°
×:小于20°
(表3)
图案-形成能力 | 可显影性 | 耐化学性 | |
实施例1 | ○ | ○ | ○ |
实施例2 | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | ○ | ○ | × |
比较例2 | ○ | ○ | × |
比较例3 | ○ | ○ | × |
比较例4 | × | ○ | × |
(表4)
图案-形成能力 | 可显影性 | 图案倾斜角 | |
实施例4 | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | ○ | ○ | ○ |
实施例6 | ○ | ○ | ○ |
比较例5 | × | ○ | × |
比较例6 | × | × | × |
比较例7 | × | △ | × |
参照表3,与根据比较例1至4的图案相比,使用根据实施例1至3作为粘合剂树脂的实施方式的cardo基树脂的图案显示出优异的图案-形成能力、可显影性和耐化学性。
另外,参照表4,与根据比较例5至7的图案相比,包含根据实施例4至6作为粘合剂树脂的一个实施方式的cardo基树脂的图案具有优异的图案-形成能力和大于或等于20°的图案倾斜角度。基于这些结果,根据该实施方式的图案显示具有优异的膜台阶差异。
尽管结合目前被认为是实用的示例性实施方式的那些描述了本公开,但应当理解的是,本发明并不限于所公开的实施方式,相反地,本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同安排。因此,应当理解的是,前述实施方式是示例性的,而不以任何方式限制本发明。
Claims (12)
1.一种光敏树脂组合物,包含
(A)粘合剂树脂,包括包含由以下化学式1表示的重复单元的cardo基树脂;
(B)可光致聚合单体;
(C)光致聚合引发剂;
(D)着色剂;和
(E)溶剂:
[化学式1]
其中,在上面的化学式1中,
Y1是酸二酐残基,
R1、R2、R40和R41独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R1和R2中至少一个或者R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R3至R6独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a1至a4独立地为从0至4范围的整数,且
b1和b2独立地为从0至10范围的整数。
2.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述cardo基树脂为由以下化学式2表示的化合物:
[化学式2]
其中,在上面的化学式2中,
Y2是酸二酐残基,
Z1和Z2独立地为酸酐残基,
R7、R8、R13、R14、R42和R43独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R7和R8中至少一个、R13和R14中至少一个、或者R42和R43中至少一个独立地为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R9至R12和R15至R18独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a5至a12独立地为从0至4范围的整数,
b3至b6独立地为从0至10范围的整数,且
n1是从1至20范围的整数。
3.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中,在上面的化学式1中,当R1和R2为氢、且R40和R41中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团时,
所述cardo基树脂进一步包含由以下化学式5表示的重复单元:
[化学式5]
其中,在上面的化学式5中,
Y3是酸二酐残基,
R19至R22独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a13至a16独立地为从0至4范围的整数,且
b7和b8独立地为从0至10范围的整数。
4.根据权利要求3所述的光敏树脂组合物,其中所述cardo基树脂为由以下化学式6表示的化合物。
[化学式6]
其中,在上面的化学式6中,
Y4和Y5独立地为酸二酐残基,
Z3和Z4独立地为酸酐残基,
R23和R24独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、或者取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R23和R24中至少一个为取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯基团,
R25至R36独立地为取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C2至C20烯基基团、取代或未取代的C2至C20炔基基团、取代或未取代的C1至C20烷氧基基团、取代或未取代的C3至C20环烷基基团、取代或未取代的C3至C20环烯基基团、取代或未取代的C3至C20环炔基基团、或者取代或未取代的C6至C30芳基基团,
a17至a28独立地为从0至4范围的整数,
b9至b14独立地为从0至10范围的整数,且
n2和n3独立地为从1至10范围的整数。
5.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述cardo基树脂具有1,000至20,000g/mol的重均分子量。
6.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述cardo基树脂包含
具有大于或等于1,000g/mol且小于6,500g/mol的重均分子量的第一cardo基树脂,和
具有大于6,500g/mol且小于或等于20,000g/mol的重均分子量的第二cardo基树脂。
7.根据权利要求6所述的光敏树脂组合物,其中所述cardo基树脂包含重量比为1:9至9:1的所述第一cardo基树脂和所述第二cardo基树脂。
8.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述着色剂包含染料、颜料、或它们的组合。
9.根据权利要求8所述的光敏树脂组合物,其中所述颜料包含有机颜料、无机颜料、或它们的组合,
所述有机颜料包含黑色有机颜料,且
所述无机颜料包含炭黑、氧化铬、氧化铁、钛黑、碳化钛、苯胺黑、或它们的组合。
10.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述光敏树脂组合物包含
0.5至30wt%的粘合剂树脂(A);
1至20wt%的可光致聚合单体(B);
0.1至10wt%的光致聚合引发剂(C);
1至50wt%的着色剂(D);和
余量的溶剂(E)。
11.一种使用根据权利要求1至10中任一项所述的光敏树脂组合物制备的光阻挡层。
12.根据权利要求11所述的光阻挡层,其中所述光阻挡层在具有膜台阶差异的图案中具有从20至50°范围的图案倾斜角。
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