CN104375379B - 正性光敏树脂组合物、光敏树脂膜和用其制备的显示装置 - Google Patents

正性光敏树脂组合物、光敏树脂膜和用其制备的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了正性光敏树脂组合物、光敏树脂膜和用其制备的显示装置。所述正性光敏树脂组合物包括：(A)碱溶性树脂；(B)光敏重氮醌化合物；(C)包含由化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种的第一溶解控制剂；(D)包含由化学式3表示的化合物的第二溶解控制剂；以及(E)溶剂。

Description

正性光敏树脂组合物、光敏树脂膜和用其制备的显示装置
相关申请的引用
本申请要求于2013年8月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0096165的优先权和权益，通过引用将其全部内容并入本文中。
技术领域
本公开涉及正性光敏树脂组合物以及光敏树脂膜和通过使用其制备的显示装置(显示器件)。
背景技术
用于半导体器件的表面保护层和层间绝缘膜使用具有优异的耐热性、电特性、机械特性等的聚酰亚胺树脂。近来，聚酰亚胺树脂已经被用作光敏聚酰亚胺前体组合物。光敏聚酰亚胺前体组合物容易被涂覆在半导体装置上，通过紫外(UV)线进行图案化、显影以及热酰亚胺化，从而形成表面保护层、层间绝缘膜等。因此，与常规非光敏聚酰亚胺前体组合物相比，光敏聚酰亚胺前体组合物可以显著地缩短加工时间。然而，由于聚酰胺酸的羧酸过高地溶于碱中，因此正性光敏聚酰亚胺前体组合物具有不能获得期望图案的问题。为了解决该问题，已经建议具有酚羟基的材料(专利特许公开Pyong10-307393)代替羧酸，但是这种材料不足够开发并且已经引入膜损失或树脂从基板脱层的问题。近来，通过将聚苯并噁唑前体和重氮萘醌化合物混合制备的另一材料已经引起关注(日本专利特许公开Sho63-96162)。然而，当被实际用作聚苯并噁唑前体组合物时，未曝光部分的膜损失显著增加，显影之后很难获得期望的图案。此外，由于用于调节溶解度的酚化合物在热固化过程中的高温下分解，引起副反应等，并且对固化膜的机械性能造成巨大损害，因此要求对溶解控制剂进行研究。
发明内容
本发明的一个实施方式提供了具有曝光部分和未曝光部分之间的改善的对比度、以及高灵敏度(敏感性)和高分辨率的正性光敏树脂组合物。
本发明的另一个实施方式提供了使用该正性光敏树脂组合物的光敏树脂膜。
本发明的又一个实施方式提供了包括该光敏树脂膜的显示装置。
本发明的一个实施方式提供了一种正性光敏树脂组合物，包含：(A)碱溶性树脂；(B)光敏重氮醌化合物；(C)包含由以下化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种的第一溶解控制剂；(D)包含由以下化学式3表示的化合物的第二溶解控制剂；以及(E)溶剂。
[化学式1]
[化学式2]
在以上化学式1和2中，
R1和R2独立地是氢、或取代或未取代的C1至C30烷基，
m和n独立地是1至5的整数，以及
R3至R8独立地是氢、羟基、或取代或未取代的C1至C30烷基。
[化学式3]
在以上化学式3中，
L是O、CO、CONH、NH、S2、SO、SO2或单键，
R9和R10独立地是氢、取代或未取代的C1至C30烷基、或取代或未取代的C6至C30芳基，以及
o和p独立地是1至5的整数。
第二溶解控制剂可以具有约150℃至约350℃的沸点。
碱溶性树脂可以包括聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺、或它们的组合。
正性光敏树脂组合物可以进一步包含硅烷偶联剂、热生酸剂(热酸生成剂，thermal acid generator)、或它们的组合。
基于100重量份的碱溶性树脂(A)，正性光敏树脂组合物可以包括约5重量份至约100重量份的光敏重氮醌化合物(B)、约1重量份至约60重量份的第一溶解控制剂(C)、约1重量份至约20重量份的第二溶解控制剂(D)、以及约10重量份至约900重量份的溶剂(E)。
本发明的另一个实施方式提供了使用该正性光敏树脂组合物形成的光敏树脂膜。
本发明的又一个实施方式提供了一种包括光敏树脂膜的显示装置。
本发明的其他实施方式包括在以下具体实施方式中。
本发明的正性光敏树脂组合物提供了通过同时改善曝光部分的灵敏度(敏感性)和未曝光部分的膜残留率而具有曝光部分和未曝光部分之间的改善的对比度和分辨率的光敏树脂膜。
具体实施方式
在下文中，详细描述了本发明的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，并且本公开内容并不限于此。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“取代的”是指用下述的至少一种取代基取代，代替官能团中的至少一个氢，所述取代基选自卤素(-F、-Cl、-Br或-I)、羟基、硝基、氰基、氨基(NH2、NH(R200)或N(R201)(R202)，其中R200、R201和R202相同或不同，并且独立地是C1至C10烷基)、脒基、肼基、腙基、羧基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的脂环族有机基团、取代或未取代的芳基、以及取代或未取代的杂环基。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“烷基”是指C1至C30烷基，并且具体地是C1至C15烷基，术语“环烷基”是指C3至C30环烷基，并且具体地是C3至C18环烷基，术语“烷氧基”是指C1至C30烷氧基，并且具体地是C1至C18烷氧基，术语“芳基”是指C6至C30芳基，并且具体地是C6至C18芳基，术语“烯基”是指C2至C30烯基，并且具体地是C2至C18烯基，术语“亚烷基”是指C1至C30亚烷基，并且具体地是C1至C18亚烷基，并且术语“亚芳基”是指C6至C30亚芳基，并且具体地是C6至C16亚芳基。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“脂肪族有机基团”是指C1至C30烷基、C2至C30烯基、C2至C30炔基、C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、或C2至C30亚炔基，并且具体地是C1至C15烷基、C2至C15烯基、C2至C15炔基、C1至C15亚烷基、C2至C15亚烯基，或C2至C15亚炔基，术语“脂环族有机基团”是指C3至C30环烷基、C3至C30环烯基、C3至C30环炔基、C3至C30亚环烷基、C3至C30亚环烯基，或C3至C30亚环炔基，并且具体地是C3至C15环烷基、C3至C15环烯基、C3至C15环炔基、C3至C15亚环烷基、C3至C15亚环烯基，或C3至C15亚环炔基，术语“芳香族有机基团”是指C6至C30芳基或C6至C30亚芳基，并且具体地是C6至C16芳基或C6至C16亚芳基，术语“杂环基”是指C2至C30杂环烷基、C2至C30亚杂环烷基、C2至C30杂环烯基、C2至C30亚杂环烯基、C2至C30杂环炔基、C2至C30亚杂环炔基、C2至C30杂芳基，或在一个环内包括1至3个选自O、S、N、P、Si以及它们的组合的杂原子的C2至C30亚杂芳基，并且具体地是C2至C15杂环烷基、C2至C15亚杂环烷基、C2至C15杂环烯基、C2至C15亚杂环烯基、C2至C15杂环炔基、C2至C15亚杂环炔基、C2至C15杂芳基，或在一个环内包括1至3个选自O、S、N、P、Si以及它们的组合的杂原子的C2至C15亚杂芳基。
而且，“*”是指相同或不同原子之间、或化学式之间的连接部分。
根据一个实施方式的正性光敏树脂组合物包含：(A)碱溶性树脂；(B)光敏重氮醌化合物；(C)包含由以下化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种的第一溶解控制剂；(D)包含由以下化学式3表示的化合物的第二溶解控制剂；以及(E)溶剂。
[化学式1]
[化学式2]
在以上化学式1和2中，
R1和R2独立地是氢、或取代或未取代的C1至C30烷基，以及
R3至R8独立地是氢、羟基、或取代或未取代的C1至C30烷基。
[化学式3]
在以上化学式3中，
R9和R10独立地是氢、取代或未取代的C1至C30烷基、或取代或未取代的C6至C30芳基，
L是O、CO、CONH、NH、S2、SO、SO2或单键，
m和n独立地是1至5的整数，以及
o和p独立地是1至5的整数。
第一溶解控制剂增加了曝光部分的溶解速率，从而改善了曝光部分的可显影性；而第二溶解控制剂抑制未曝光部分的溶解性，并且因而保持了未曝光部分中的膜，从而可以优化曝光部分和未曝光部分之间的对比度和平衡。
在下文中，将详细描述各个组分。
(C)第一溶解控制剂
第一溶解控制剂可以包括由以上化学式1表示的烷氧基化双酚A型化合物以及由以上化学式2表示的化合物。
第一溶解控制剂可以增加用碱性水溶液的显影过程中曝光部分的溶解速率和灵敏度，从而改善曝光部分的可显影性，并且可以便于用高分辨率图案化而没有浮渣。
基于100重量份的碱溶性树脂，可以以约1重量份至约60重量份，例如约20重量份至约50重量份的量使用第一溶解控制剂。当在所述量的范围内使用第一溶解控制剂时，适当地增加曝光部分的溶解速率，并且在显影过程中改善了其灵敏度，同时降低了未曝光部分的膜损失。
(D)第二溶解控制剂
第二溶解控制剂可以包括由以上化学式3表示的化合物。
第二溶解控制剂可以通过第一溶解控制剂来防止未曝光部分的膜损失，从而改善曝光部分和未曝光部分之间的对比度。
第二溶解控制剂在分子的一部分中包括极性元素如氧(O)、氮(N)、硫(S)等并且在分子的其余部分包括非极性元素如碳(C)、氢(H)等。
在未曝光部分中，在由以上化学式3表示的化合物中的包括极性元素如氧(O)、氮(N)、硫(S)等的分子部分与碱溶性树脂和/或光敏重氮醌化合物形成氢键并且不会被暴露于膜的表面。另一方面，在由以上化学式3表示的化合物中示出了非极性的分子部分不会与碱溶性树脂和/或光敏重氮醌化合物形成氢键，而是被暴露于膜的表面。以这种方式，第二溶解控制剂的一部分与可溶性树脂在碱溶性树脂膜的表面上形成氢键等，而第二溶解控制剂的苯基部分排列在膜的表面上并且抑制未曝光部分的膜溶解在碱性显影液中。
另一方面，由以上化学式3表示的化合物与由曝光部分中的光敏重氮醌化合物产生的酸反应并且被变成具有高极性的材料，从而很好地溶解在碱性显影液中。因此，曝光部分的碱溶性树脂很好地溶解在碱性显影液中。然而，由以上化学式3表示的化合物的端基没有被以上酸分离。
以这种方式，第二溶解控制剂可以控制未曝光部分以具有非极性以及曝光部分以具有极性，从而增加显影液中曝光部分和未曝光部分之间的溶解速率差异。具体地，第二溶解控制剂可以降低在未曝光部分中的溶解速率而增加在曝光部分中的溶解速率，从而改善曝光部分和未曝光部分之间的对比度、以及膜残留率、图案形成性能、灵敏度和分辩率。
此外，第二溶解控制剂可以增加光敏重氮醌化合物以及保持在曝光部分中的碱溶性树脂对于显影液的可润湿性，从而有效地去除浮渣。
由以上化学式3表示的化合物可以例如由以下化学式3-1至化学式3-3中的一个表示。
[化学式3-1]
[化学式3-2]
[化学式3-3]
第二溶解控制剂可以具有约150℃至约350℃，并且优选约200℃至约250℃的沸点。
当第二溶解控制剂具有在该范围内的沸点时，第二溶解控制剂可以在预烘烤过程中起保持未曝光部分的膜的作用，但可以挥发并且在后烘烤过程中对最终膜特性没有影响，以及降低排气。
基于100重量份的碱溶性树脂，可以以约1重量份至约20重量份，例如约3重量份至约10重量份的量包括第二溶解控制剂。当第二溶解控制剂包括在该范围内时，可以有效地抑制未曝光部分的溶解性，同时曝光部分可以很好地保持灵敏度、以及显影，浮渣也可以容易地除去。
(A)碱溶性树脂
碱溶性树脂可以是聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺、或它们的组合。
聚苯并噁唑前体可以包括由以下化学式5表示的重复单元，并且聚酰亚胺前体可以包括由以下化学式7表示的重复单元。
[化学式5]
在以上化学式5中，
X1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团，并且
Y1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价C1至C30脂肪族有机基团、或取代或未取代的二价至六价C3至C30脂环族有机基团。
[化学式7]
在以上化学式7中，
X3是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价C1至C30脂肪族有机基团、或取代或未取代的二价至六价C3至C30脂环族有机基团、或有机硅烷基，以及
Y3是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的四价至六价C1至C30脂肪族有机基团、或取代或未取代的四价至六价C3至C30脂环族有机基团。
在以上化学式5中，X1可以是芳香族有机基团，其是获自芳香族二胺的残基。
芳香族二胺的实例可以包括选自以下中的至少一种：3,3'-二氨基-4,4'-二羟基联苯、4,4'-二氨基-3,3'-二羟基联苯、双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、双(4-氨基-3-羟基苯基)丙烷、双(3-氨基-4-羟基苯基)砜、双(4-氨基-3-羟基苯基)砜、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷和2-(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷，但不限于此。
X1的实例可以是由以下化学式8和化学式9表示的官能团，但不限于此。
[化学式8]
[化学式9]
在以上化学式8和化学式9中，
A1是单键、O、CO、CR47R48、SO2、或S，其中，R47和R48独立地是氢原子、或取代或未取代的C1至C30烷基并且具体地是C1至C30氟烷基，
R50至R52独立地是氢原子、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C30羧基、羟基或硫醇基，
n10是0至2的整数，以及n11和n12独立地是0至3的整数。
在以上化学式5中，Y1是芳香族有机基团、二价至六价脂肪族有机基团、或二价至六价脂环族有机基团，并且可以是二羧酸的残基或二羧酸衍生物的残基。具体地，Y1可以是芳香族有机基团、或二价至六价脂环族有机基团。
二羧酸衍生物的具体实例可以是4,4'-氧二苯甲酰氯、二苯基氧二羰基二氯、双(苯基羰基氯)砜、双(苯基羰基氯)醚、双(苯基羰基氯)苯酮(phenone)、邻苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、间苯二甲酰二氯、二羰基二氯、二苯基氧二羧酸酯二苯并三唑、或它们的组合，但不限于此。
Y1的实例可以是由以下化学式10至化学式12表示的官能团，但不限于此。
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
在以上化学式10至12中，
R53至R56独立地是氢原子、或取代或未取代的C1至C30烷基，
n13和n14独立地是0至4的整数，以及n15和n16独立地是0至3的整数，
A2是单键、O、CR47R48、CO、CONH、S、或SO2，其中，R47和R48独立地是氢原子、取代或未取代的C1至C30烷基并且具体地是C1至C30氟烷基。
聚苯并噁唑前体在支链的一个末端或两个末端可以具有来自活性封端单体的可热聚合官能团。活性封端单体可以是具有碳-碳双键的单胺、单酸酐、或它们的组合。单胺可以是甲苯胺、二甲基苯胺、乙基苯胺、氨基苯酚、氨基苄醇、氨基茚满、氨基苯乙酮、或它们的组合，但不限于此。
在以上化学式7中，X3是芳香族有机基团、二价至六价脂肪族有机基团、二价至六价脂环族有机基团。具体地，X3可以是芳香族有机基团、二价至六价脂环族有机基团。
具体地，X3可以是来自芳香族二胺、脂环族二胺、或硅二胺的残基。可以单独地或以一种或多种的混合物来使用芳香族二胺、脂环族二胺以及硅二胺。
芳香族二胺的实例可以是3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二苯基硫化物、联苯胺、间苯二胺、对苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双(3-氨基苯氧基苯基)砜、双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、包含用烷基或卤素取代的芳香环的前述化合物、或它们的组合，但不限于此。
脂环族二胺的实例可以是1,2-环己基二胺、1,3-环己基二胺、或它们的组合，但不限于此。
硅二胺的实例可以是双(4-氨基苯基)二甲基甲硅烷、双(4-氨基苯基)四甲基硅氧烷、双(对氨基苯基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、1,4-双(γ-氨基丙基二甲基甲硅烷基)苯、双(4-氨基丁基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四苯基二硅氧烷、1,3-双(氨基丙基)四甲基二硅氧烷、或它们的组合，但不限于此。
在以上化学式7中，Y3是芳香族有机基团、四价至六价脂肪族有机基团、或四价至六价脂环族有机基团。具体地，Y3可以是芳香族有机基团、或四价至六价脂环族有机基团。
Y3可以是得自芳香酸二酐、或脂环酸二酐的残基。可以单独地或以多于一种的混合物来使用芳香酸二酐和脂环酸二酐。
芳香酸二酐的实例可以包括：苯均四酸二酐；二苯甲酮四羧酸二酐，如二苯甲酮-3,3',4,4'-四羧酸二酐；氧二邻苯二甲酸二酐，如氧二邻苯二甲酸二酐；二邻苯二甲酸二酐，如3,3',4,4'-二邻苯二甲酸二酐；(六氟异丙叉基)二邻苯二甲酸二酐，如4,4'-(六氟异丙叉基)二邻苯二甲酸二酐；萘-1,4,5,8-四羧酸二酐；3,4,9,10-二萘嵌苯四羧酸二酐等，但不限于此。
脂环酸二酐的实例可以是1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢化呋喃基)-3-甲基-环己烷-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二氧代四氢化呋喃-3-基)-四氢萘-1,2-二羧酸酐、二环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二环辛烯-1,2,4,5-四羧酸二酐等，但不限于此。
碱溶性树脂可以具有约3,000g/mol至约300,000g/mol，并且具体地约5,000g/mol至约30,000g/mol的重均分子量(Mw)。在以上碱溶性树脂的重均分子量(Mw)内，在使用碱性水溶液的显影期间获得了未曝光部分的足够的膜残留率，并且可以有效地进行图案化。
(B)光敏重氮醌化合物
光敏重氮醌化合物可以是具有1,2-苯醌二叠氮化物结构或1,2-萘醌二叠氮化物结构的化合物。
光敏重氮醌化合物可以包括选自由以下化学式13和15至17表示的化合物中的至少一个，但不限于此。
[化学式13]
在以上化学式13中，R60至R62可以独立地是氢原子、或取代或未取代的C1至C30烷基并且具体地是甲基。
R63至R65可以独立地是OQ，其中，Q是氢原子、由以下化学式14a表示的官能团、或由以下化学式14b表示的官能团，条件是Q不同时是氢，以及
n20至n22可以独立地是0至5的整数。
[化学式14a]
[化学式14b]
[化学式15]
在以上化学式15中，
R66可以是氢原子、或取代或未取代的C1至C30烷基，
R67至R69可以独立地是OQ，其中，Q与在以上化学式13中定义的相同，以及
n23至n25可以独立地是0至5的整数。
[化学式16]
在以上化学式16中，
A3可以是CO或CR74R75，其中，R74和R75可以独立地是取代或未取代的C1至C30烷基，
R70至R73可以独立地是氢原子、取代或未取代的C1至C30烷基、OQ或NHQ，其中，Q与在以上化学式13中定义的相同。
n26至n29可以独立地是0至4的整数，n26+n27以及n28+n29可以独立地是小于或等于5的整数。
R70至R73中的至少一个可以是OQ，并且一个芳香环包括1至3个OQ，并且另一个芳香环包括1至4个OQ。
[化学式17]
在以上化学式17中，
R74至R81可以独立地是氢原子、或取代或未取代的C1至C30烷基，
n30和n31可以独立地是1至5的整数，以及
Q与在以上化学式13中定义的相同。
基于100重量份的正性光敏树脂组合物中的碱溶性树脂，可以以约5重量份至约100重量份，并且具体地约10重量份至约50重量份的量包括光敏重氮醌化合物。在此范围内，很好地形成图案而没有来自曝光的残留物，并且可以防止显影过程中的膜厚度损失，从而提供良好的图案。
(E)溶剂
正性光敏树脂组合物可以包括能够容易地溶解每个组分的溶剂。
溶剂的具体实例可以是亚烷基二醇烷基醚，如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、1,3-丁二醇-3-单甲醚等；烷基乙酸酯，如乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等；酮，如乙酰丙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁酮、环戊酮等；醇，如丁醇、异丁醇、戊烯醇、4-甲基-2-戊烯醇等；芳香烃，如甲苯、二甲苯等；N-甲基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、甲基-1,3-丁二醇乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、以及它们的组合，但不限于此。可以单独地或以两种或多种的混合物来使用溶剂。
可以根据诸如旋涂、狭缝模涂覆等的形成光敏树脂膜的方法来适当地选择溶剂。
基于100重量份的正性光敏树脂组合物中的碱溶性树脂，可以以约10重量份至约900重量份，例如约10重量份至约400重量份的量包括溶剂。在该范围内，可以获得足够厚的膜，并且可以提供良好的溶解度和涂覆性能。
(F)其他添加剂
根据一个实施方式的正性光敏树脂组合物可以进一步包括其他添加剂。
其他添加剂可以包括硅烷偶联剂、热生酸剂、或它们的组合。
硅烷偶联剂可以是例如具有碳-碳不饱和键的硅烷化合物，但不限于此。
具有碳-碳不饱和键的硅烷化合物可以是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]硅烷等。
基于100重量份的碱溶性树脂，可以以约0.01重量份至约1重量份的量使用硅烷偶联剂。当在该范围内使用硅烷类化合物时，可以改善对于金属基板的粘附，显影之后不会残留残余膜，并且可以改善光特性和机械性能如拉伸强度、伸长率等。
热生酸剂的实例可以是芳基磺酸，如对甲苯磺酸、苯磺酸等；全氟烷基磺酸，如三氟甲磺酸、三氟丁磺酸等；烷基磺酸，如甲磺酸、乙磺酸、丁磺酸等；或它们的组合，但不限于此。
热生酸剂是用于包含聚苯并噁唑前体的酚羟基的聚酰胺的脱水反应和环化反应的催化剂，并且因此即使固化温度降低至300℃也可以顺利地进行环化反应。
此外，可以包括添加剂如合适的表面活性剂或流平剂，以便防止膜的染色或改善显影。
使用正性光敏树脂组合物形成图案的方法可以包括：以旋涂、狭缝涂覆、喷墨式印刷等方法将正性光敏树脂组合物涂覆在支撑基板上；干燥涂覆的正性光敏树脂组合物以形成正性光敏树脂组合物膜；将正性光敏树脂组合物膜暴露于光；用碱性水溶液显影暴露的正性光敏树脂组合物膜以形成光敏树脂膜；以及热处理光敏树脂膜。图案的形成方法在相关技术中的众所周知的条件下进行，并且在本文中将不会对其进行详细说明。
根据另一个实施方式，提供了使用正性光敏树脂组合物制备的光敏树脂膜。
光敏树脂膜可以具有范围从约70mJ/cm2至约90mJ/cm2的灵敏度。在本文中，改善了光敏树脂膜的灵敏度，从而可能会减少其产率和时间。
根据一个实施方式，提供了包括光敏树脂膜的显示装置。
在下文中，将参照实施例和比较例更详细地说明本发明。然而，提供以下实施例和比较例是为了说明的目的，并且本发明不限于此。
制备实施例1：碱溶性树脂的制备
将41.1g的2,6-双[[[5-[1-(氨基-4-羟基苯基)-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基]-2-羟基苯基]氨基]甲基]-4-甲酚溶解在具有搅拌器、温度控制器、氮气注射器、以及冷凝器的四颈烧瓶中的280g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，同时使氮气通过烧瓶。当固体被完全溶解时，向溶液中加入9.9g的吡啶，并且在将混合物保持在0℃至5℃的温度下时用30分钟以逐滴方式向混合物中缓慢加入通过将13.3g的4,4'-氧二苯甲酰氯溶解在142g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中所获得的另一溶液。使获得的混合物在0℃至5℃下反应1小时，然后将其加热至室温并搅拌1小时以完成反应。
随后，向其中加入1.6g的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐，并且将混合物在70℃下搅拌24小时以完成反应。将反应混合物置于水/甲醇＝10/1(体积比)的溶液中以产生沉淀物，过滤沉淀物并用水洗涤，并且在80℃下在真空下干燥大于或等于24小时，从而制备具有9,500g/mol的重均分子量且由以下化学式A表示的聚苯并噁唑前体。
[化学式A]
实施例：正性光敏树脂组合物的制备
如下提供了用于制备正性光敏树脂组合物的组分。
(A)碱溶性树脂
使用根据制备实施例1的由以上化学式A表示的化合物。
(B)光敏重氮醌化合物
使用由以下化学式B表示的化合物。
[化学式B]
(C)第一溶解控制剂
(C-1)：使用由以下化学式C-1表示的2-[4-[2-[4-(2-羟基乙氧基]苯基]丙烷-2-基]苯氧基]乙醇
[化学式C-1]
(C-2)：使用由以下化学式C-2表示的TPPA(α,α,α-三(4-羟基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯)。
[化学式C-2]
(D)第二溶解控制剂
使用由化学式3-1表示的化合物(D-1)和由化学式3-3表示的化合物(D-2)。
[化学式3-1]
[化学式3-3]
(E)溶剂
(E-1)：使用丙二醇单甲醚(PGME)。
(E-2)：使用乳酸乙酯(EL)。
(E-3)：使用γ-丁内酯(GBL)。
(F)添加剂
将由以下化学式F表示的三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]硅烷用作硅烷偶联剂。
[化学式F]
实施例1至9和比较例1至5
制备根据实施例1至9和比较例1至5的正性光敏树脂组合物以具有在以下表1中示出的各组分。具体地，通过将碱溶性树脂溶解在溶剂中，向其中加入光敏重氮醌化合物、添加剂(硅烷偶联剂)、第一溶解控制剂、以及第二溶解控制剂，搅拌并使混合物在室温下稳定3小时，然后用0.45μm的氟树脂过滤器过滤生成物而获得正性光敏树脂组合物。在以下表1中，基于100重量份的碱溶性树脂(A)，以重量份作为单位使用各组分(B)、(C)、(D)、(E)以及(F)。
(表1)
评价：膜残留率、灵敏度以及对比度
(1)膜和图案的形成
将根据实施例1至9和比较例1至5的光敏树脂组合物分别旋涂在ITO玻璃上，并且在120℃下在热板上加热100秒，形成各光敏聚苯并噁唑前体膜。随后，在将具有不同尺寸的图案的掩模放置在其上之后，使用I线步进机(NSR i10C,Mikon Corp.)将聚苯并噁唑前体膜曝光，然后在室温下，在2.38wt％的氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液中通过2个坑(puddle)持续40秒溶解并除去曝光部分之后，用纯水洗涤30秒。接着，通过使用电炉，在250℃下在N2气氛下，在小于或等于1000ppm的氧浓度下固化所获得的图案40分钟。
(2)膜残留率
在23.5℃下，将预烘烤膜在2.38％的氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液中显影60秒，用超纯水洗涤60秒，然后使用薄膜厚度轮廓测度仪(Alpha Step)(Tencor Corp.)测定膜厚度变化，根据以下等式1计算膜的膜残留率，并将结果提供在以下表2中。
[等式1]
膜残留率(％)＝(显影后的膜厚度/显影前的膜厚度)X100
(3)灵敏度
通过使用I线光源来测定灵敏度，并将结果提供在以下表2中。在曝光和显影之后，测定用于形成1:1线宽度的10μm L/S图案的曝光时间并将其视为最大曝光时间。根据最大曝光时间中的最小图案尺寸测定分辨率。具体地，通过使用10μm的目标作为CD(临界尺寸)大小并且用120mJ/秒、140mJ/秒以及160mJ/秒的各照射剂量将膜曝光和显影之后测量CD大小来计算目标CD(临界尺寸)照射剂量。
(4)溶解速率(DR)
在8英寸厚的硅晶片上将光敏树脂组合物分别旋涂成具有相同厚度(4μm)，然后在120℃下软烘烤100秒。用抗蚀剂显影系统(resist development system)(RDA-760系统，Litho Tech Japan Corp)测定这些涂覆的晶片的平均溶解速率，并且将结果显示在以下表2中。在本文中，将2.38％的氢氧化四甲铵(TAMH)用作显影液，并且将显影液和显影区域保持在23.5℃下。将每一样品重复测量三次，并且将获得的测量结果取平均。
(5)对比度
对比度被计算为在以下等式2中测量的曝光部分的DR和未曝光部分的DR之间的比率，即，4，并且将结果提供在以下表2中。
[等式2]
对比度＝曝光部分的DR/未曝光部分的DR
(表2)
参照表2，当根据比较例1、2、3和4的组合物包括更多的第一溶解控制剂时，更加改善了灵敏度，但显影后劣化了膜残留率。此外，由于曝光部分和未曝光部分之间的各溶解速率(DR)以与第一溶解控制剂的量成比例增加，使得曝光部分和未曝光部分之间的对比度降低。
此外，没有使用改善溶解速率的第一溶解控制剂的比较例5在显影后示出了95％的非常高的膜残留率，但将灵敏度劣化降至250mJ/cm2，因而可以适当地使用第一溶解控制剂。
另一方面，包括第一溶解控制剂和第二溶解控制剂两者的实施例1至9保持了优异的灵敏度并且还示出了良好的膜残留率。此外，实施例1至9示出了良好的膜残留率以及保持了优异的灵敏度，从而示出了曝光部分和未曝光部分之间增强的对比度。
尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同安排。

Claims (7)

1.一种正性光敏树脂组合物，包括：
(A)碱溶性树脂；
(B)光敏重氮醌化合物；
(C)包含由以下化学式1表示的化合物的第一溶解控制剂；
(D)包含由以下化学式3表示的化合物的第二溶解控制剂；以及
(E)溶剂：
[化学式1]
其中，在以上化学式1中，
R1和R2独立地是氢、或取代或未取代的C1至C30烷基，
m和n是1至5的整数，以及
[化学式3]
其中，在以上化学式3中，
L是O、CO、CONH、NH、S2、SO、SO2或单键，
R9和R10独立地是氢、取代或未取代的C1至C30烷基、或取代或未取代的C6至C30芳基，以及
o和p独立地是1至5的整数。
2.根据权利要求1所述的正性光敏树脂组合物，其中，所述第二溶解控制剂具有150℃至350℃的沸点。
3.根据权利要求1所述的正性光敏树脂组合物，其中，所述碱溶性树脂是聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺、或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的正性光敏树脂组合物，其中，所述正性光敏树脂组合物进一步包含硅烷偶联剂、热生酸剂、或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的正性光敏树脂组合物，其中，基于100重量份的所述碱溶性树脂(A)，所述正性光敏树脂组合物包括：
5重量份至100重量份的所述光敏重氮醌化合物(B)，
1重量份至60重量份的所述第一溶解控制剂(C)，
1重量份至20重量份的所述第二溶解控制剂(D)，以及
10重量份至900重量份的所述溶剂(E)。
6.一种通过使用根据权利要求1所述的正性光敏树脂组合物形成的光敏树脂膜。
7.一种包括根据权利要求6所述的光敏树脂膜的显示装置。
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