CN116360211A - 化学增幅型正型感光性树脂组成物、保护膜及具有保护膜的元件 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关一种化学增幅型正型感光性树脂组成物、保护膜及具有保护膜的元件。此化学增幅型正型感光性树脂组成物含有树脂(A)、光酸产生剂(B)、溶剂(C)与增感剂(D)。利用此化学增幅型正型感光性树脂组成物所制得的保护膜具有良好的平坦性与感度。
Description
技术领域
本发明是有关一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,特别是提供一种具有良好平坦性与感度的化学增幅型正型感光性树脂组成物与其所制得的保护膜,以及含有此保护膜的元件。
背景技术
薄膜电晶体型液晶显示元件、有机电致发光元件(organic electroluminescencedevice;有机EL元件)、半导体元件或感光元件等电子元件中,通常包含层间绝缘膜或平坦化膜,而该层间绝缘膜或平坦化膜通常使用感光性组成物来形成。为符合图案化性能的需求,通常可使用包含萘醌二叠氮化物(naphthoquinone diazide)等酸产生剂的正型感光性树脂组成物(参照日本专利特开2001-354822号公报),但近年来陆续仍有其他的感光性组成物被提出。
举例而言,例如日本专利特开2004-4669号公报,是关于一种正型化学增幅材料,其形成显示元件用的硬化膜,所述正型化学增幅材料较前述使用萘醌二叠氮化物等酸产生剂的正型感光性树脂组成物具有更高的感度。所述正型化学增幅材料含有交联剂、酸产生剂及酸解离性树脂,其中酸解离性树脂具有可被酸作用而解离的保护基,虽然酸解离性树脂本身不溶或难溶于碱性水溶液中,但通过酸的作用,使保护基解离而可溶于碱性水溶液中。另外,例如日本专利特开2004-264623号公报、日本专利特开2011-215596号公报以及日本专利特开2008-304902号公报也提出了含有具有缩醛结构及/或缩酮结构以及环氧基的树脂及酸产生剂的正型感光性组成物。
此类感光性树脂组成物中,若作为保护膜材料时,需具有高光感度,才得以形成理想的图案,此外,亦需具备良好的平坦性。然而,目前的感光性树脂组成物所形成的保护膜仍有平坦性及感度不佳的问题,而仍无法为业界所接受。
发明内容
本发明的一态样是在提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,其包含树脂(A)、光酸产生剂(B)、溶剂(C)与增感剂(D)。利用此化学增幅型正型感光性树脂组成物所制得的保护膜具有良好的平坦性与感度。
本发明的另一态样是在提供一种保护膜,其是利用上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物所形成。
本发明的又一态样是在提供一种元件,其包含上述的保护膜。
根据本发明的上述态样,提出一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,且此化学增幅型正型感光性树脂组成物包含树脂(A)、光酸产生剂(B)、溶剂(C)与增感剂(D),以下析述之。
树脂(A)
本发明的树脂(A)具有含酸解离性基的树脂(A1)与其他含酸解离性基的树脂(A2)。
含酸解离性基的树脂(A1)
含酸解离性基的树脂(A1)可由第一混合物经共聚合所形成。该第一混合物包含具有如下式(I)所示结构的含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)、如下式(II)所示的含氟不饱和单体(a1-2)。此外,第一混合物可视情况包含不饱和羧酸单体(a1-3)、含内酯结构的不饱和单体(a1-4)与其他不饱和单体(a1-5)。
含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)
本发明的含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)具有如下式(I)所示的结构。
在式(I)中,R11与R12分别独立地代表氢原子、经取代基取代或不取代的烷基、脂环式烃基或芳基,且R11及R12不可同时为氢原子;R13代表经取代基取代或不取代的烷基、脂环式烃基、芳烷基或芳基;R11与R13可以相互键结而与R11所键结的碳原子和R13所键结的氧原子共同形成环状醚结构;其中,该R11、R12及R13的该取代基包含卤素原子、羟基或有机基。
含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)的酸解离性基,在曝光时通过自后述的光酸产生剂(B)产生的酸的作用而解离,并产生极性基。因此,原本不溶或难溶于碱水溶液的树脂(A)变成对碱水溶液具有可溶性。
含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)只要具有由式(I)所示的结构,则无特别限定。含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)可通过酸而容易解离。
R11及R12所表示的脂环式烃基可例如为碳数为3至20的脂环式烃基等。另外,此碳数为3至20的脂环式烃基可以是多环。上述碳数为3至20的脂环式烃基可例如为环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、冰片基、降冰片基或金刚烷基等。
R11及R12所表示的芳基可例如为碳数为6至14的芳基等。上述碳数为6至14的芳基可以是单环,也可以是单环连结而成的结构,还可以是缩合环。上述碳数为6至14的芳基可例如为苯基或萘基等。
R11及R12所表示的可经取代的烷基、脂环式烃基及芳基的取代基可例如为:卤素原子、羟基或有机基。
有机基可例如为:硝基、氰基、羧基、羰基、脂环式烃基(例如环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、冰片基、降冰片基或金刚烷基等)、芳基(例如苯基或萘基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等碳数为1至20的烷氧基等)、酰基(例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基等碳数为2至20的酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、第三丁酰氧基、第三戊酰氧基等碳数为2至10的酰氧基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基等碳数为2至20的烷氧基羰基)、卤代烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基、正十八烷基等直链状烷基;异丙基、异丁基、第三丁基、新戊基、2-己基、3-己基等分支状烷基;环丙基、环丁基、环戊基、降冰片基、金刚烷基等脂环式烃基,将上述基团的一部分或者全部的氢原子经卤素原子取代而得的基团)或羟基烷基(例如羟基甲基等)等的取代基。
R13所表示的烷基、脂环式烃基与芳基可相同于上述R11及R12所表示的烷基、脂环式烃基与芳基。此外,R13所表示的烷基较佳为碳数为1至6的烷基,且更佳为甲基、乙基或正丙基。R13所表示的芳烷基可例如为苄基、苯乙基、萘基甲基或萘基乙基等。
R11与R13相互键结所形成的环状醚结构较佳可为环员数3至20的环状醚结构,更佳为环员数5至8的环状醚结构,且甚佳可例如为四氢呋喃或四氢吡喃。
由式(I)所表示的结构可例如为如下所示的基团。
含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)可例如为:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-异丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-第三丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-氯乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-正丙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-环己氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-环己基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-苄氧基乙酯、甲基丙烯酸2-四氢吡喃基酯(2-tetrahydropyranylmethacrylate)、甲基丙烯酸2-四氢呋喃基酯(2-tetrahydrofuranyl methacrylate)、丙烯酸1-乙氧基乙酯、丙烯酸1-甲氧基乙酯、丙烯酸1-正丁氧基乙酯、丙烯酸1-异丁氧基乙酯、丙烯酸1-第三丁氧基乙酯、丙烯酸1-(2-氯乙氧基)乙酯、丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、丙烯酸1-正丙氧基乙酯、丙烯酸1-环己氧基乙酯、丙烯酸1-(2-环己基乙氧基)乙酯、丙烯酸1-苄氧基乙酯、丙烯酸2-四氢吡喃基酯、5,6-二(1-甲氧基乙氧基羰基)-2-降冰片烯、5,6-二(1-(环己氧基)乙氧基羰基)-2-降冰片烯、5,6-二(1-(苄氧基)乙氧基羰基)-2-降冰片烯、对-1-乙氧基乙氧基苯乙烯或间-1-乙氧基乙氧基苯乙烯、对-1-甲氧基乙氧基苯乙烯或间-1-甲氧基乙氧基苯乙烯、对-1-正丁氧基乙氧基苯乙烯或间-1-正丁氧基乙氧基苯乙烯、对-1-异丁氧基乙氧基苯乙烯或间-1-异丁氧基乙氧基苯乙烯、对-1-(1,1-二甲基乙氧基)乙氧基苯乙烯或间-1-(1,1-二甲基乙氧基)乙氧基苯乙烯、对-1-(2-氯乙氧基)乙氧基苯乙烯或间-1-(2-氯乙氧基)乙氧基苯乙烯、对-1-(2-乙基己氧基)乙氧基苯乙烯或间-1-(2-乙基己氧基)乙氧基苯乙烯、对-1-正丙氧基乙氧基苯乙烯或间-1-正丙氧基乙氧基苯乙烯、对-1-环己氧基乙氧基苯乙烯或间-1-环己氧基乙氧基苯乙烯、对-1-(2-环己基乙氧基)乙氧基苯乙烯或间-1-(2-环己基乙氧基)乙氧基苯乙烯、对-1-苄氧基乙氧基苯乙烯或间-1-苄氧基乙氧基苯乙烯等。
含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)较佳可为甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-四氢吡喃基酯、甲基丙烯酸1-苄氧基乙酯、甲基丙烯酸1-环己氧基乙酯或甲基丙烯酸2-四氢呋喃基酯等,且更佳可为甲基丙烯酸2-四氢吡喃基酯或甲基丙烯酸2-四氢呋喃基酯。
前述的含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)可单独一种使用或混合多种使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)的使用量为10重量份至60重量份,较佳为12重量份至58重量份,且更佳为15重量份至55重量份。
若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中,所使用的含酸解离性基的树脂(A1)的第一混合物中,若不包含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)时,所制得的感光性树脂组成物的感度不佳。
含氟不饱和单体(a1-2)
含氟不饱和单体(a1-2)具有如下式(II)所示的结构。
在式(II)中,R21代表氢原子或甲基;R22代表单键或其中氧原子与苯环键结;R23代表卤素原子、羟基、碳数为1至4的卤代烷基或碳数为1至12的烷基,其中该烷基中的-CH2-可以被-O-或-CO-取代;m代表1至3的整数,n代表0至4的整数,且m与n的总和是小于或等于5,其中当n大于或等于2时,多个R23是相同或不相同。
较佳地,R21可为氢原子。
R23所代表的卤素原子的具体例可包含氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
R23所代表碳数为1至4的卤代烷基代表具有卤原子且碳数为1至4的烷基,且其具体例可为氯甲基、溴甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基或全氟丁基。
R23所代表碳数为1至12的烷基的具体例可包含甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基和壬基。该烷基的碳数较佳可为1至9,且更佳为1至4。
当R23所代表的烷基中的-CH2-被-O-或-CO-取代时,取代前的烷基碳数是作为该烷基的总碳数。此外,R23可为羟基(所含甲基的-CH2-被-O-取代的基团)、羧基(所含乙基的-CH2-CH2-被-O-CO-取代的基团)、碳数为1至11的烷氧基(碳数为2至12的烷基中所含的-CH2-被-O-取代的基团)、碳数为2至11的烷氧基羰基(碳数为3至12的烷基中所含的-CH2-CH2-被-O-CO-取代的基团)、碳数为2至12的烷基羰基(碳数为2至12的烷基中所含-CH2-被-CO-取代的基团),或碳数为2至11的烷基羰氧基(碳数为3至12的烷基中所含-CH2-CH2-被-CO-O-取代的基团)。
前述碳数为1至11的烷氧基的具体例可包含甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基或十一烷氧基等。
碳数为2至11的烷氧基羰基的具体例可包含甲氧基羰基、乙氧基羰基或丁氧基羰基等。碳数为2至12的烷基羰基的具体例可包含乙酰基、丙酰基或丁酰基等。碳数为2至11的烷基羰氧基的具体例可包含乙酰氧基、丙酰氧基或丁酰氧基。
R23所代表的卤素原子、碳数为1至4的卤代烷基或碳数为1至12的烷基(烷基中所含的-CH2-可被-O-或-CO-代替);较佳可为氟原子、碳数为1至3的卤代烷基或碳数为1至6的烷基(烷基中包含的-CH2-可以被-O-或-CO-代替)。
m较佳可为1或2。n较佳可为0至2的整数,且更佳为0。
式(II)所示的含氟不饱和单体(a1-2)的具体例可包含如下式(II-1)至式(II-16)所示的单体。在式(II-1)至式(II-8)所示的结构单元中,其可包含R21所代表的氢原子可被甲基所取代的结构单元,在式(II-9)至式(II-16)所示的结构单元中,其可包含R21所代表的甲基可被氢原子所取代的结构单元。其中,含氟不饱和单体(a1-2)较佳可为式(II-1)至(II-8)所示的单体,更佳为式(II-1)至(II-4)所示的单体。
前述的含氟不饱和单体(a1-2)可单独一种使用或混合多种使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,如式(II)所示的含氟不饱和单体(a1-2)的使用量为2重量份至25重量份,较佳为2.5重量份至24重量份,且更佳为3重量份至23重量份。
若第一混合物不包含氟不饱和单体(a1-2)时,此化学增幅型正型感光性树脂组成物所制得的保护膜的平坦性较差。
不饱和羧酸单体(a1-3)
本发明的不饱和羧酸单体(a1-3)是指包含羧酸基或羧酸酐的结构与用以聚合结合的不饱和键的化合物,其结构并无特别限制,其可包括但不限于不饱和单羧酸化合物、不饱和二羧酸化合物、不饱和二羧酸酐化合物、多环型不饱和羧酸化合物、多环型不饱和二羧酸化合物或多环型不饱和二羧酸酐化合物。
不饱和单羧酸化合物的具体例可例如为:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-(甲基)丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-(甲基)丙烯酰乙氧基六氢化苯二甲酸酯、2-(甲基)丙烯酰乙氧基苯二甲酸酯,或ω-羧基聚己内酯多元醇单丙烯酸酯(商品名为ARONIX M-5300,东亚合成制)等。
不饱和二羧酸化合物的具体例可例如为:马来酸、富马酸、甲基富马酸、衣康酸或柠康酸等。
在本发明的具体例中,不饱和二羧酸酐化合物可为前述不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
多环型不饱和羧酸化合物的具体例可例如为:5-羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯,或5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯等。
多环型不饱和二羧酸化合物的具体例可例如为5,6-二羧酸二环[2.2.1]庚-2-烯。
多环型不饱和二羧酸酐化合物为前述多环型不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
不饱和羧酸单体(a1-2)的较佳具体例可为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯,或2-甲基丙烯酰基乙氧基六氢化苯二甲酸。
前述的不饱和羧酸单体(a1-3)可单独一种使用或混合多种使用。
基于第一混合物的使用量100重量份,不饱和羧酸单体(a1-3)的使用量为2重量份至30重量份,较佳为2.5重量份至28重量份,且更佳为3重量份至25重量份。
含内酯结构的不饱和单体(a1-4)
本发明的含内酯结构的不饱和单体(a1-4)可为如下式(VI)所示的化合物。
式(VI)中,R41代表氢原子或烷基;R42代表碳数1至8的烷基、碳数3至7的环烷基、碳数1至8的烷氧基、碳数2至8的烷氧基羰基、羧基、卤素原子、羟基、氰基或酸分解性基;R43代表单键或二价连结基;R44代表含有的单环或多环结构;b1为0以上的整数,当b1大于1时,多个R42可相同或不同。
R41所代表的烷基较佳为直链状或支链状且碳数为1至3的烷基,且更佳为甲基。所述的烷基可具有取代基,且取代基较佳为羟基或卤素原子(尤其是氟原子)。
R42较佳为碳数1至4的烷基或氰基。
R43的二价连结基可例如为:直链状的伸烷基、支链状的伸烷基、环状伸烷基、伸芳基、-O-、-COO-、-S-、-NR"-、-CO-、-NR"CO-或-SO2-等二价连结基,或含有前述官能基的组合的基团,其中R"可为氢原子或碳数为1至4的烷基,且较佳为氢原子。R43的二价连结基较佳含有-O-、-COO-、-S-、-NH-及-CO-的至少一个,或所述多个基团与-(CH2)d-的组合的基团,其中d代表1至10的整数,较佳为1至6的整数,且更佳为1至4的整数。
R44较佳为单环结构。当R44表示单环结构时,其较佳为形成5员环至7员环的内酯结构,且更佳为形成5员环或6员环的内酯结构。当R44表示多环结构时,其较佳为其他环结构,并形成双环结构或螺环结构等形式的缩环于内酯结构上。其他环结构可例如碳数为3至20的环状烃基,或碳数为3至20的杂环基等。该杂环基并无特别限定,其可列举构成环的原子中的一个以上为杂原子者,或芳香族杂环基。另外,杂环基较佳为5员环或6员环,且尤佳为5员环。具体而言,杂环基较佳为至少含有一个氧原子,例如可列举:氧杂环戊烷环、恶烷环、二恶烷环等。
b1较佳为0至4的整数,更佳为0至2的整数,且甚佳为0。当b1表示2以上的整数时,多个R42可相同或不同。另外,多个R42亦可相互键结而形成环,但较佳为不相互键结形成环。
含内酯结构的不饱和单体(a1-4)较佳可为如下式(VI-1)所示的化合物。
式(VI-1)中,R41'为氢原子或烷基;R42'为碳数1至8的烷基、碳数3至7的环烷基、碳数1至8的烷氧基、碳数2至8的烷氧基羰基、羧基、卤素原子、羟基、氰基或酸分解性基;b2代表0以上的整数,当b2大于1时,多个R42'可为相同或不同;R43'为单键或二价连结基;R44'为含有的单环或多环结构;R45'为氧原子或-NR"-,且R"为氢原子或烷基。
R41'所表示的烷基较佳可为直链状或支链状且碳数为1至3的烷基,更佳为甲基。所述烷基可具有取代基,且取代基较佳为羟基或卤素原子,更佳为氟原子。
R42'较佳为碳数1至4的烷基或氰基。
R43'的二价连结基可例如为:直链状伸烷基、支链状伸烷基、环状伸烷基、伸芳基,-O-、-COO-、-S-、-NR"-、-CO-、-NR"CO-、-SO2-等二价基,或前述官能基的组合的基团,其中R"可为氢原子或碳数为1至4的烷基,且较佳为氢原子。R43'的二价连结基较佳含有-COO-及-CO-的至少一个,或所述多个基团与-(CH2)d-的组合的基团,d代表1至10的整数,较佳为1至6的整数,且更佳为1至4的整数。R43'尤其较佳为单键。
R44'较佳为单环结构。当R44'表示单环结构时,其较佳为形成5员环至7员环的内酯结构,且更佳为形成5员环或6员环的内酯结构。当R44'表示多环结构时,其较佳为其他环结构,并形成双环结构或螺环结构等形式的缩环于内酯结构上。其他环结构可列举碳数为3至20的环状的烃基,或碳数为3至20的杂环基等。该杂环基并无特别限定,其可列举构成环的原子中的一个以上为杂原子者,或芳香族杂环基。另外,杂环基较佳为5员环或6员环,且尤佳为5员环。具体而言,杂环基较佳为至少含有一个氧原子,例如可列举:氧杂环戊烷环、恶烷环、二恶烷环等。
b2较佳为0至4的整数,更佳为0至2的整数,且甚佳为0。当b2表示2以上的整数时,多个R42'可相同或不同。另外,多个R42'亦可相互键结而形成环,但较佳为不相互键结而形成环。
R45'较佳可为氧原子。若R45'为-NR"-,R"可为氢原子或碳数为1至4的烷基,且较佳为氢原子。
由式(VI)所示的化合物较佳为含有下述式(VI-2-1)至式(VI-2-21)的任一者所表示的结构。
在式(VI-2-1)至式(VI-2-21)中,R46代表碳数为1至8的烷基、碳数为3至7的环烷基、碳数为1至8的烷氧基、碳数为2至8的烷氧基羰基、羧基、卤素原子、羟基、氰基或酸分解性基,当s大于1时,多个R46可相同或不同。
式(VI-2-1)至式(VI-2-21)所表示的结构可具有或不具有R46,且较佳为不具有R46(即s为0)。R46较佳代表碳数为1至4的烷基或氰基。
s较佳为0至4的整数,更佳为0至2的整数,且更佳为0。当s代表2以上的整数时,多个R46可为相同或不同。另外,多个R46亦可相互键结而形成环,但较佳为不相互键结而形成环。
如式(VI)所示的化合物较佳含有式(VI-2-1)、式(VI-2-4)、式(VI-2-5)、式(VI-2-6)、式(VI-2-13)、式(VI-2-14)或式(VI-2-17)所示的结构,且更佳为含有式(VI-2-1)、式(VI-2-4)或式(VI-2-17)所示的结构。
如式(VI)所示的化合物的具体例可列举为如下式(VI-3-1)至式(VI-3-21)所示的化合物。
在式(VI-3-1)至式(VI-3-2)中,R47的定义与前述R41'的定义相同,在此不另赘述。在式(VI-3-18)中,Me代表甲基。
含内酯结构的不饱和单体(a1-4)的具体例可列如为如下式(VI-4-1)至式(VI-4-11)所示的化合物,且较佳为如下式(VI-4-1)至式(VI-4-11)所示的化合物。
前述含内酯结构的不饱和单体(a1-4)可单独一种使用或混合多种使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,含内酯结构的不饱和单体(a1-4)的使用量为1重量份至15重量份,较佳为1.5重量份至14重量份,且更佳为2重量份至13重量份。
其他不饱和单体(a1-5)
该其他不饱和单体(a1-5)可包括含环氧基的不饱和单体、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸脂环族酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不饱和二羧酸二酯、(甲基)丙烯酸羟烷酯、(甲基)丙烯酸酯的聚醚、芳香乙烯化合物及前述化合物以外的其他不饱和单体。
含环氧基的不饱和单体可包括但不限于含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物、含环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物、环氧丙醚化合物、如式(VII)所示的具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体,及上述单体的任意组合。
式(VII)中,R51代表氢原子或碳数为1至4的烷基;R52代表氢原子或碳数为1至4的烷基;R53、R54、R55及R56各自独立地代表氢原子、氟原子、苯基、碳数为1至4的烷基或碳数为1至4的全氟烷基;且a为1至6的整数。
含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例可为:(甲基)丙烯酸环氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环氧丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己酯或(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯。
含环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物的具体例可为:α-乙基丙烯酸环氧丙酯、α-正丙基丙烯酸环氧丙酯、α-正丁基丙烯酸环氧丙酯或α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯。
环氧丙醚化合物的具体例可为:邻-乙烯基苯甲基环氧丙醚(o-vinylbenzylglycidyl ether)、间-乙烯基苯甲基环氧丙醚(m-vinylbenzyl glycidyl ether)、对-乙烯基苯甲基环氧丙醚(p-vinylbenzyl glycidyl ether)。
如式(VII)所示的具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体的具体例可包含但不限于甲基丙烯酸酯类化合物、丙烯酸酯类化合物或如下述式(VII-1)至式(VII-4)所示的不饱和单体。
甲基丙烯酸酯类化合物可包含但不限于3-(甲基丙烯酰甲氧基)氧杂环丁烷(3-(methacryloyl oxymethyl)oxetane;OXMA)、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷(3-(methacryloyl oxymethyl)-3-ethyloxetane;EOXMA)、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-甲基氧杂环丁烷(3-(methacryloyl oxymethyl)-3-methyloxetane;MOXMA)、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、2-乙基-3-(甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、2,2-二氟-3-(甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷或3-(甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等的化合物。
丙烯酸酯类化合物可包含但不限于3-(丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、2-乙基-3-(丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、2,2-二氟-3-(丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷或3-(丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等的化合物。
在一些实施例中,含环氧基的不饱和单体可更包含其他具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体,如:3-甲基-3-(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷(3-methyl-3-(vinyloxymethyl)oxetane;MOXV)、3-乙基-3-(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷(3-ethyl-3-(vinyloxy methyl)oxetane;EOXV)、3-丙基-3-(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧杂环丁烷、3-丙基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧杂环丁烷、3-丙基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧杂环丁烷、3-丙基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧杂环丁烷、乙二醇((3-乙基-3-氧杂环丁基)甲基)乙烯基醚、丙二醇((3-乙基-3-氧杂环丁基)甲基)乙烯基醚或3,3-双((乙烯氧基)甲基)氧杂环丁烷等的具有氧杂环丁烷基的乙烯基醚化合物。
(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例可为:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸二级丁酯或(甲基)丙烯酸三级丁酯。
(甲基)丙烯酸脂环族酯的具体例可为:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基环己酯、三环[5.2.1.02.6]癸-8-基(甲基)丙烯酸酯(或称为(甲基)丙烯酸双环戊酯)、(甲基)丙烯酸二环戊氧基乙酯或(甲基)丙烯酸异冰片酯。
(甲基)丙烯酸芳基酯的具体例可为:(甲基)丙烯酸苯基酯或(甲基)丙烯酸苯甲酯。
不饱和二羧酸二酯的具体例可为:马来酸二乙酯、富马酸二乙酯或衣康酸二乙酯。
(甲基)丙烯酸羟烷酯的具体例可为:(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯。
(甲基)丙烯酸酯的聚醚的具体例可为:聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯或聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯。
芳香乙烯化合物的具体例可为:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯或对-甲氧基苯乙烯。
前述化合物以外的其他不饱和化合物的具体例可为:丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯乙酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基1,3-丁二烯、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-芐基马来酰亚胺,N-丁二酰亚胺基-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-丁二酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-丁二酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-丁二酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯或N-(9-吖啶基)马来酰亚胺。
前述的其他不饱和单体(a1-5)可单独一种使用或混合多种使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,其他不饱和单体(a1-5)的使用量为5重量份至95重量份,较佳为10重量份至90重量份,且更佳为15重量份至80重量份。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,该含酸解离性基的树脂(A1)的使用量可为30重量份至100重量份,较佳为50重量份至100重量份,且更佳为70重量份至100重量份。
其他含酸解离性基的树脂(A2)
本发明的其他含酸解离性基的树脂(A2)没有特别的限制,其仅需含有酸解离性基且不同于前述的含酸解离性基的树脂(A1)即可。举例而言,其他含酸解离性基的树脂(A2)可为由第二混合物经共聚和而形成的共聚物。第二混合物与前述第一混合物的差异在于第二混合物不包含前述如式(II)所示的含氟不饱和单体(a1-2)。
另外,在其他含酸解离性基的树脂(A2)的制备过程中,所使用的含酸解离性基的不饱和单体、不饱和羧酸单体、含内酯结构的不饱和单体与其他不饱和单体等的具体例可相同于含酸解离性基的树脂(A1)的制备过程所使用的含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)、不饱和羧酸单体(a1-3)、含内酯结构的不饱和单体(a1-4)与其他不饱和单体(a1-5)的具体例,故在此不另赘述。
含酸解离性基的树脂(A1)与其他含酸解离性基的树脂(A2)的合成方法
含酸解离性基的树脂(A1)与(A2)的合成方法可例如通过使用自由基聚合起始剂,使第一混合物或第二混合物中的单体在适当的溶剂中进行聚合,以制得含酸解离性基的树脂(A1)或(A2)。例如较佳为利用以下方法来合成:将含有单体及自由基聚合起始剂的溶液,滴加于含有反应溶剂或单体的溶液中,以进行聚合反应;将含有单体的溶液,以及含有自由基聚合起始剂的溶液,分别滴加于含有反应溶剂或单体的溶液中,以进行聚合反应;或者将含有各单体的多种溶液,以及含有自由基聚合起始剂的溶液,分别滴加于含有反应溶剂或单体的溶液中,以进行聚合反应等方法。
前述含酸解离性基的树脂(A1)与(A2)的聚合反应所使用的溶剂可例如为与后述溶剂(C)所示者相同的溶剂等。
可使用常见的自由基聚合起始剂作为聚合反应用的聚合起始剂,例如可为:2,2'-偶氮双-2-甲基丁腈、2,2'-偶氮双异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)等偶氮化合物;苯甲酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、第三丁基过氧化三甲基乙酸酯、1,1'-双-(第三丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;或者过氧化氢等。
含酸解离性基的树脂(A1)与(A2)的聚合反应中,为了调整分子量,可适量使用分子量调整剂,该分子量调整剂可例如为:氯仿、四溴化碳、正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、异十二烷基硫醇(tert-dodecyl mercaptan)、巯基乙酸(thioglycolic acid)、3-巯基丙酸等。
通过胶体渗透层析法(Gel Penetration Chromatography;GPC),并使用聚苯乙烯可换算获得含酸解离性基的树脂(A1)及其他含酸解离性基的树脂(A2)的重量平均分子量(Mw)独立地为2000至38000,较佳为3000至28000,且更佳为4000至18000。
光酸产生剂(B)
本发明的光酸产生剂(B)可包括含肟磺酸酯基的肟磺酸酯化合物、N-磺酰氧基酰亚胺化合物、鎓盐、含卤素的化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物或羧酸酯化合物等。
肟磺酸酯化合物包括具有如下式(VIII)所示结构的肟磺酸酯基的化合物。
在式(VIII)中,Z1可代表经取代或未取代且碳数为1至20的烷基、脂环式烃基或芳基;*为键结处。
Z1所表示的烷基较佳可为碳数为1至12的直链状或分支状的烷基。
Z1所表示的一价脂环式烃基较佳可为碳数为4至12的脂环式烃基。
Z1所表示的芳基较佳可为碳数为6至20的芳基,且更佳为苯基、萘基、甲苯基或二甲苯基。
前述Z1的取代基可例如为:碳数为1至5的烷基、烷氧基、侧氧基或卤素原子等。
具有如式(VIII)所示结构的肟磺酸酯基的化合物可例如为如下式(VIII-1)至式(VIII-3)所示的肟磺酸酯化合物等。
在式(VIII-1)至式(VIII-3)中,Z1的定义相同于前述式(VIII)的Z1的定义,故在此不另赘述。在式(VIII-1)及式(VIII-2)中,Z2可代表碳数为1至12的烷基或碳数为1至12的氟烷基。式(VIII-3)中,Z3代表烷基、烷氧基或卤素原子。i为0至3的整数,且当i为2或3时,多个Z3可彼此相同或不同。
Z3所表示的烷基较佳可为碳数为1至4的直链状或分支状的烷基。Z3所表示的烷氧基较佳为碳数为1至4的直链状或分支状的烷氧基。Z3所表示的卤素原子较佳为氯原子或氟原子。
如式(VIII-3)所示的肟磺酸酯化合物可例如为如下式(VIII-3-1)至式(VIII-3-5)所示的化合物等。
如式(VIII-3)所示的肟磺酸酯化合物可例如为如:(5-丙基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-辛基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-樟脑磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-对甲苯磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、2-(辛基磺酰氧基亚胺基)-2-(4-甲氧基苯基)乙腈、4-甲基苯基磺酰氧基亚胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈,且可使用上述化合物的市售产品。
N-磺酰氧基酰亚胺化合物可例如为:N-(三氟甲基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-氟苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、(4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(九氟丁磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(N-((trifluoromethylsulfonyl)oxy)naphthalene dicarboximide)、N-(樟脑磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(五氟乙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(七氟丙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(九氟丁基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(乙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(丙基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(丁基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(戊基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(己基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(庚基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺、N-(辛基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺或N-(壬基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺等。
鎓盐、含卤素的化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物与羧酸酯化合物等可使用日本专利特开2011-232632号公报中记载的化合物。例如:苄基(4-羟苯基)甲基硫鎓六氟锑酸盐。
前述的光酸产生剂(B)可单独一种使用或混合多种使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,光酸产生剂(B)的使用量为0.5重量份至8重量份,较佳为0.6重量份至7.5重量份,且更佳为0.7重量份至7重量份。
溶剂(C)
本发明的溶剂(C)没有特别的限制。溶剂(C)的具体例可为含醇式羟基(alcoholichydroxy)的化合物或含羰基(carbonyl group)的环状化合物等。
含醇式羟基的化合物的具体例为丙酮醇(acetol)、3-羟基-3-甲基-2-丁酮(3-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、4-羟基-3-甲基-2-丁酮(4-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、5-羟基-2-戊酮(5-hydroxy-2-pentanone)、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone)(亦称为二丙酮醇(diacetone alcohol;DAA))、乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)、丙二醇单甲醚propylene glycolmonomethyl ether)、丙二醇单乙醚(propylene glycol monoethyl ether;PGEE)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate;PGMEA)、丙二醇单正丙醚(propylene glycol mono-n-propyl ether)、丙二醇单正丁醚(propylene glycol mono-n-butyl ether)、丙二醇单第三丁醚(propylene glycol mono-t-butyl ether)、二乙二醇甲乙醚(diethylene glycol methyl ethyl ether)、二乙二醇二甲醚、3-甲氧基-1-丁醇(3-methoxy-1-butanol)、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇(3-methyl-3-methoxy-1-butanol)或其组合。较佳地,含醇式羟基的化合物可为二丙酮醇、乳酸乙酯、丙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或其组合。前述含醇式羟基的化合物可单独一种使用或混合多种来使用。
含羰基的环状化合物的具体例为γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、γ-戊内酯(γ-valerolactone)、δ-戊内酯(δ-valerolactone)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、氮-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone)、环己酮(cyclohexanone)或环庚酮(cycloheptanone)等。较佳地,含羰基的环状化合物可为γ-丁内酯、氮-甲基吡咯烷酮、环己酮或其组合。前述含羰基的环状化合物可单独一种使用或混合多种来使用。
含醇式羟基的化合物可与含羰基的环状化合物组合使用,且其重量比率没有特别限制。含醇式羟基的化合物与含羰基的环状化合物的重量比值较佳为99/1至50/50,且更佳为95/5至60/40。
在不损及本发明的效果的范围内,溶剂(C)亦可包含其他溶剂。该其他溶剂的具体例可为:(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;或者(3)醚类:二乙醚、二异丙醚、二正丁醚或二苯醚等。
前述的溶剂(C)可单独一种使用或混合多种使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,溶剂(C)的使用量可为150重量份至1500重量份,较佳为180重量份至1400重量份,且更佳为200重量份至1300重量份。
增感剂(D)
增感剂(D1)
本发明的增感剂(D)可包含如下式(III)所示的增感剂(D1)。
在式(III)中,X1与X2分别独立地代表氢原子、卤素原子、烷基、芳烷基、烷氧基或芳氧基,且X1与X2是相同或不相同;X3代表碳数是大于或等于1且小于10的烷基,且该烷基可以被氧原子取代或不取代;p1与p2分别独立地代表0至3的整数,且p1与p2的总和为2或3,其中多个X3是相同或不相同。
式(III)的X3所代表经氧原子取代且碳数是大于或等于1且小于10的烷基的具体例可包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基、2-乙基己基、正癸基、正十二烷基、2-甲氧基乙基或2-乙氧基乙基等。
式(III)的X1和X2所代表的卤素原子的具体例可包含氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;所代表的烷基的具体例可包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、戊基、2-乙基己基、4-甲基戊基或4-甲基-3-戊基等;所代表的芳烷基的具体例可包含芐基、苯乙基、苯丙基、萘甲基或萘乙基等;所代表的烷氧基的具体例可包含甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基或己氧基等;所代表的芳氧基的具体例可包含苯氧基、对甲苯氧基、邻甲苯氧基或萘氧基等。
式(III)所示的萘醚化合物较佳可为萘-1,4-二醚化合物和萘-2,6-二醚化合物,且更佳为萘-1,4-二醚化合物。
前述萘-1,4-二醚化合物的具体例可包含如下式(III-1)所示的萘醚化合物。
在式(III-1)中,X31和X31'可为相同或不相同的,且X31和X31'可代表经氧原子取代且碳数为大于或等于1且小于10的烷基。X1'与X2'可为相同或不相同的,且其分别独立地代表氢原子、卤素原子、烷基、芳烷基、烷氧基或芳氧基。
在式(III-1)中,X31和X31'所代表经氧原子取代且碳数为大于或等于1且小于10的烷基的具体例可相同于式(III)的X3,X1'与X2'所代表的卤素原子、烷基、芳烷基、烷氧基和芳氧基的具体例可相同于式(III)的X1与X2。
由式(III-1)所示的萘-1,4-二醚化合物的具体例可包含1,4-二甲氧基萘、1,4-二乙氧基萘、1,4-二丙氧基萘、1,4-二丁氧基萘、1,4-二缩水甘油氧基萘、1,4-双(2-甲氧基乙氧基)萘、1,4-双(2-苯氧基乙氧基)萘、1-甲氧基-4-乙氧基萘、1-甲氧基-4-丁氧基萘、1-甲氧基-4-缩水甘油氧基萘、2-甲基-1,4-二乙氧基萘、2-氯-1,4-二乙氧基萘、2-甲氧基-1,4-二乙氧基萘、2-苯氧基-1,4-二乙氧基萘、1,4-二乙氧基-2-乙基萘或1,4-二甲氧基-2-甲基萘等。前述的萘-1,4-二醚化合物较佳包含1,4-二乙氧基-2-乙基萘、1,4-二乙氧基萘、1,4-二甲氧基-2-甲基萘、1,4-二甲氧基萘,且更佳包含1,4-二乙氧基-2-乙基萘。
除了式(III-1)所示的化合物外,式(III)所示的萘醚化合物的具体例可包含2,6-二甲氧基萘、2,6-二乙氧基萘、2,6-二丙氧基萘、2,6-二丁氧基萘、2,6-二缩水甘油氧基萘、2-甲氧基-1-乙氧基萘、1-甲基-2,6-二甲氧基萘、1-氯-2,6-二甲氧基萘、1,5-二甲氧基萘、1,5-二乙氧基萘、1,5-二丙氧基萘、1,5-二丁氧基萘、1,5-二缩水甘油氧基萘、2-甲基-1,5-二甲氧基萘、2-氯-1,5-二甲氧基萘、1,2,4-三甲氧基萘、1,2,4-三乙氧基萘、1,2,4-三丙氧基萘或1,2,4-三丁氧基萘等。
前述的式(III)所示的增感剂(D1)较佳可为1,4-二乙氧基萘、1,4-二乙氧基-2-乙基萘、1,4-二甲氧基萘、1,4-二甲氧基-2-甲基萘、2-甲氧基-1,4-二乙氧基萘、2,6-二丙氧基萘、1,5-二丁氧基萘或1,2,4-三甲氧基萘。
前述的增感剂(D1)可单独一种使用或混合多种使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,增感剂(D1)的使用量可为1重量份至10重量份,较佳为1.2重量份至9.5重量份,且更佳为1.5重量份至9重量份。
若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物不包含增感剂(D1)时,所制得的保护膜的感度不佳。
增感剂(D2)
本发明的增感剂(D)可选择性地包含如下式(IV)所示的增感剂(D2)。
在式(IV)中,X4与X5分别独立地代表烷基、芳烷基、烷氧基烷基、芳氧基烷基或缩水甘油基;X6与X7分别独立地代表氢原子、烷基、烷氧基、芳氧基或卤素原子;r1与r2分别独立地代表0至2的整数,r1与r2的总和为0至2,其中多个X6、X7是相同或不相同。
在式(IV)中,X4和X5所代表的烷基的具体例可包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基、2-乙基己基、正癸基或正十二烷基等。X4和X5所代表的芳烷基的具体例可包含芐基或苯乙基。X4和X5所代表的烷氧基烷基的具体例可包含2-甲氧基乙基或2-乙氧基乙基。X4和X5所代表的芳氧基烷基的具体例可包含2-苯氧基乙基或2-萘氧基乙基。X4和X5所代表的缩水甘油基的具体例可包含缩水甘油基或2-甲基缩水甘油基。
在式(IV)中,X6和X7所代表的烷基的具体例可包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基或4-甲基戊基。X6和X7所代表的烷氧基的具体例可包含甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基等。X6和X7所代表的芳氧基的具体例可包含苯氧基。X6和X7所代表的卤素原子的具体例可包含氯原子、溴原子或碘原子。
如式(IV)所示的增感剂(D2)的具体例可为9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二(正丙氧基)蒽、9,10-二(异丙氧基)蒽、9,10-二(正丁氧基)蒽、9,10-二(异丁氧基)蒽、9,10-二(正戊氧基)蒽、9,10-二(正己氧基)蒽、9,10-二(2-乙基己氧基)蒽、9,10-二(十二烷氧基)蒽、9,10-二(烯丙氧基)蒽、9,10-二(2-甲基烯丙氧基)蒽、9,10-二(芐氧基)蒽、9,10-二(苯乙氧基)蒽、9,10-双(2-苯氧基乙氧基)蒽、9,10-二缩水甘油氧基蒽、2-甲基-9,10-二甲氧基蒽、2-甲基-9,10-二乙氧基蒽、2-甲基-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(正己氧基)蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-乙基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-乙基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-乙基-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-乙基-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-乙基-9,10-二(正己氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二甲氧基蒽、2-叔丁基-9,10-二乙氧基蒽、2-叔丁基-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(正己氧基)蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二甲氧基蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二乙氧基蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-(4-甲基戊基)-9,10-二(正己氧基)蒽、2-氯-9,10-二甲氧基蒽、2-氯-9,10-二乙氧基蒽、2-氯-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-氯-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-氯-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-氯-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-氯-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-氯-9,10-二(正己氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二甲氧基蒽、2-苯氧基-9,10-二乙氧基蒽、2-苯氧基-9,10-二(正丙氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二(异丁氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二(正戊氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二(正己氧基)蒽、2,3-二甲基-9,10-二甲氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二乙氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二(正丙氧基)蒽、2,3-二甲基-9,10-二(异丙氧基)蒽、2,3-二甲基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2,3-二甲基-9,10-二(异丁氧基)蒽、2,3-二甲基-9,10-二(正戊氧基)蒽或2,3-二甲基-9,10-二(正己氧基)蒽等。
前述如式(IV)所示的增感剂(D2)较佳可为9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二(正丙氧基)蒽、9,10-二(正丁氧基)蒽、2-甲基-9,10-二(正丁氧基)蒽、2-苯氧基-9,10-二乙氧基蒽、2-氯-9,10-二甲氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二甲氧基蒽或9,10-二缩水甘油氧基蒽。
前述的增感剂(D2)可单独一种使用或混合多种使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,增感剂(D2)的使用量可为0.05重量份至1重量份,较佳为0.07重量份至0.9重量份,且更佳为0.1重量份至0.8重量份。
若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物包含增感剂(D2)时,所制得的保护膜具有更佳的感度。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,增感剂(D)的使用量可为1重量份至11重量份,较佳为1.2重量份至10.5重量份,且更佳为1.5重量份至10重量份。
化合物(E)
本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物可选择性包含如下式(V)所示的化合物(E)。
在式(V)中,,Y1代表表含有至少一个氮原子的基团;Y2代表二价连结基团;且Y3代表有机基团。
Y1所代表含有至少一个氮元素的基团较佳含有1至3个氮元素,且更佳可表示为-NY11Y12。Y1较佳是由含有1至10个碳原子且含有氧原子和至少一个氮原子的1至3个杂原子的基团所组成。其中,杂原子的具体例可包含氧原子和硫原子,且较佳为氧原子。Y1较佳为环状基团,且更佳为5员环或6员环。Y11和Y12分别独立地代表有机基团。有机基团的具体例可为烷基或烯基,或由前述基团与-O-、-S-和-N-中的至少一种所组成的基团。较佳地,Y11和Y12分别为碳数为1至3的基团。Y11和Y12可相互键结形成环,且较佳是键结形成环。
Y1的具体例可如下所述。(1)Y1代表-NY11Y12,且Y11和Y12相互键结形成环,或者Y11和Y12分别代表脂肪族烃基。(2)Y1代表-NY11Y12,Y11和Y12相互键结形成5员环或6员环,或者Y11和Y12分别代表碳数为1至4的直链脂族烃基或支链脂族烃基。(3)Y1代表-NY11Y12,Y11和Y12相互键结形成含有两个或多个杂原子(至少一个为氮原子,且其余较佳为氧原子或氮原子)的5员环或6员环,或者Y11和Y12分别代表碳数为1至4的直链脂肪族烃基。
Y1的具体例可为吗啉基、肼基、吡啶基、咪唑基、喹啉基、哌啶基、吡咯烷基、吡唑基、恶唑基、噻唑基、苯并恶唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、吡嗪基或二乙氨基。较佳地,Y1可为吗啉基。
Y3所代表的有机基团较佳可为烃基或由烃基与-O-和的至少一者所组成的基团。Y3的碳数较佳为1至20,且更佳为1至10。Y3所代表的有机基团较佳代表碳数为1至20的烷基或碳数为6至12的芳基,或代表由前述基团与-O-和/>的至少一者所组成的基团。前述的基团可具有取代基,且取代基的具体例可为卤素原子。当Y3代表烷基时,Y3较佳代表碳数为的直链烷基、支链烷基或环状烷基。当Y3代表环烷基时,较佳可为5员环烷基或6员环烷基。当Y3代表芳基时,较佳可为苯基和萘基,且更佳为苯基。
较佳地,Y3的具体例可包含碳数为1至4的直链烷基,且碳数更佳为2或3。
Y2所代表的二价连结基团较佳可为碳数为1至20的烃基,更佳为碳数为1至10的烃基,且尤佳为碳数为2至6的烃基。烃基的具体例可包含伸烷基和伸芳基,且较佳为伸烷基。伸烷基的具体例可包含伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸环己基或伸环戊基等。伸芳基的具体例可包含1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基或伸萘基等。本发明的Y2较佳可为伸甲基、伸乙基或伸丙基,且更佳为伸乙基或伸丙基。
较佳地,Y2的具体例可包含碳数为1至4的直链烷基或支链烷基,或者5员环或6员环的环烷基或苯基。
如式(V)所示的化合物(E)较佳可为如下式(V-1)所示的化合物。
在式(V-1)中,Y2与Y3的定义如前所述,且其较佳具体例亦如前所述,故在此不另赘述。特别地,式(V-1)所示的化合物较佳可为:(1)Y2代表碳数为1至4的直链伸烷基,且Y3代表直链烷基、支链烷基或环烷基;(2)Y2代表碳数为2或3的伸烷基,且Y3代表碳数为2至6的直链烷基、支链烷基或环烷基。
本发明如式(V)所示的化合物(E)的具体例可包含但不限于如下式(V-2)至式(V-16)所示的化合物。在式(V-9)中,Et代表乙基。
前述的化合物(E)可单独一种使用或混合多种使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,化合物(E)的使用量可为0.03重量份至0.5重量份,较佳为0.04重量份至0.45重量份,且更佳为0.05重量份至0.4重量份。
若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物包含如式(V)所示的化合物(E)时,所制得的保护膜具有更佳的平坦性。
添加剂(F)
在不影响本发明的功效范围内,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物可选择性地包含添加剂(F)。添加剂(F)的具体例可例如为、密着助剂(adhesion auxiliaryagent)、界面活性剂(surfactant)、溶解促进剂(solubility promoter)、消泡剂(defoamer)或其组合。
密着助剂的具体例可为三聚氰胺(melamine)化合物及硅烷系化合物等。
三聚氰胺的具体例可为由三井化学制造,且商品名为Cymel-300或Cymel-303等的市售商品;或者由三和化学制造,且商品名为MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706等的市售商品。
当使用三聚氰胺化合物做为密着助剂时,基于树脂(A)的使用量为100重量份,三聚氰胺化合物的使用量为0重量份至20重量份,较佳为0.5重量份至18重量份,且更佳为1.0重量份至15重量份。
硅烷系化合物的具体例可为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-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺丙基三乙氧基硅烷、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-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷,或者由信越化学公司制造的市售品(商品名如KBM403)等。
当使用硅烷系化合物作为密着助剂时,基于树脂(A)的使用量为100重量份,硅烷系化合物的使用量为0重量份至2重量份,较佳为0.05重量份至1重量份,且更佳为0.1重量份至0.8重量份。
界面活性剂的具体例为阴离子系界面活性剂、阳离子系界面活性剂、非离子系界面活性剂、两性界面活性剂、聚硅氧烷系界面活性剂、氟系界面活性剂或其组合。
界面活性剂的具体例可包括(1)聚环氧乙烷烷基醚类(polyoxyethylene alkylethers):聚环氧乙烷十二烷基醚等;(2)聚环氧乙烷烷基苯基醚类(polyoxyethylenephenyl ethers):聚环氧乙烷辛基苯基醚,或聚环氧乙烷壬基苯基醚等;(3)聚乙二醇二酯类(polyethylene glycol diesters):聚乙二醇二月桂酸酯,或聚乙二醇二硬酸酯等;(4)山梨糖醇酐脂肪酸酯类(sorbitan fatty acid esters);(5)经脂肪酸改质的聚酯类(fatty acid modified poly esters);以及(6)经三级胺改质的聚胺基甲酸酯类(tertiary amine modified polyurethanes)等。界面活性剂的市售商品的具体例可为KP(由信越化学工业制造)、SF-8427(由道康宁东丽聚硅氧股份有限公司(Dow Corning ToraySilicone Co.,Ltd.)制造)、Polyflow(由共荣社油脂化学工业制造)、F-Top(由得克姆股份有限公司制造(Tochem Products Co.,Ltd.)制造)、Megaface(由大日本印墨化学工业(DIC)制造)、Fluorade(由住友3M股份有限公司(Sumitomo 3M Ltd.)制造)、Surflon(由旭硝子制造)、SINOPOL E8008(由中日合成化学制造)、F-475(由大日本印墨化学工业制造)或上述化合物的任意组合。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,界面活性剂的使用量为0.5重量份至50重量份,较佳为1重量份至40重量份,且更佳为3至30重量份。
溶解促进剂的具体例可包含氮-羟基二羧基酰亚胺化合物(N-hydroxydicarboxylic imide)或含酚式羟基的化合物。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,溶解促进剂的使用量为1重量份至20重量份,较佳为2重量份至15重量份,且更佳为3重量份至10重量份。
消泡剂的具体例可包含Surfynol MD-20、Surfynol MD-30、EnviroGem AD01、EnviroGem AE01、EnviroGem AE02、Surfynol DF110D、Surfynol 104E、Surfynol 420、Surfynol DF37、Surfynol DF58、Surfynol DF66、Surfynol DF70及Surfynol DF210(由空气化工公司(Air Products and Chemicals,Inc.)制造)等。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,消泡剂的使用量为1重量份至10重量份,较佳为2重量份至9重量份,且更佳为3重量份至8重量份。
前述的密着助剂、界面活性剂、溶解促进剂与消泡剂可单独一种使用或混合多种使用。
化学增幅型正型感光性树脂组成物的制备
本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物可以通过下列方式来制备:将树脂(A)、光酸产生剂(B)、溶剂(C)与增感剂(D)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时,可加入增感剂(D2)、化合物(E)与/或添加剂(F)。
保护膜与元件的制备方法
本发明亦提供一种保护膜,此保护膜是通过将前述的化学增幅型正型感光性树脂组成物涂布于基材上,再经预烤、曝光、显影及后烤处理后所形成。
本发明另提供一种具有保护膜的元件,此元件包含基材及前述的保护膜,且该保护膜附着于该基材。
在一些实施例中,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物可作为显示元件的保护膜的形成材料。另外,本发明也包含适用于由化学增幅型正型感光性树脂组成物形成的显示元件用保护膜。
所述保护膜的形成方法包括下述步骤:使用化学增幅型正型感光性树脂组成物,在基板上形成涂膜的步骤(以下简称为步骤(1));对上述涂膜的至少一部分照射放射线的步骤(以下简称为步骤(2));对照射放射线后的上述涂膜进行显影的步骤(以下简称为步骤(3));以及对显影后的上述涂膜进行加热的步骤(以下简称为步骤(4))。
依据此形成方法,能够形成表面硬度、耐溶剂性、耐热性以及电压保持率优异的显示元件用保护膜。另外,通过使用具有良好感度的化学增幅型正型感光性树脂组成物,能够容易地形成具有微细且精巧的图案的显示元件用保护膜。因此,所形成的显示元件用保护膜适用于液晶显示元件或有机EL显示元件等显示元件。
步骤(1):本步骤中,将化学增幅型正型感光性树脂组成物涂布于基板上,以形成涂膜。较佳地,通过预烘烤涂膜来去除溶剂。基板可例如为:玻璃、石英、硅基材或树脂等。树脂可例如为:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺、环状烯烃的开环聚合物以及其氢化物等。预烘烤的条件也根据各成分的种类、调配比例等而有所不同,可设为70℃至120℃,且进行1分钟至10分钟。
步骤(2):本步骤中,对所前述所形成的涂膜的至少一部分照射放射线来进行曝光。曝光时,通常隔着具有预定图案的光罩进行曝光。用于曝光的放射线较佳为波长于190nm至450nm的范围内的放射线,更佳为包含365nm的紫外线的放射线。曝光量是利用照度计(OAI光学协会(OAI Optical Associates)制造,且型号为OAI model 356)来测定波长为365nm的放射线的强度而得的值,较佳为500J/m2至6,000J/m2,且更佳为1,500J/m2至1,800J/m2。
步骤(3):本步骤中,对照射放射线后的上述涂膜进行显影。通过对曝光后的涂膜进行显影,去除不需要的部分(放射线的照射部分),以形成预定的图案。显影步骤中使用的显影液较佳为碱性的水溶液。碱可例如为:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠或胺等无机碱;四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵等四级铵盐。
碱水溶液中,也可以适量添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或界面活性剂来使用。就获得适当显影性的观点而言,碱水溶液中的碱的浓度较佳为0.1质量%以上且为5质量%以下。显影方法可例如为:覆液法(puddle method)、浸渍法、摇动浸渍法或喷淋法等。显影时间根据化学增幅型正型感光性树脂组成物的组成而有所不同,显影时间可例如为10秒至180秒。在显影处理之后,进行例如流水清洗30秒至90秒,然后利用例如压缩空气或压缩氮,风干涂膜,以形成所需图案。
步骤(4):本步骤中,将上述经显影的涂膜进行加热。加热时,通过使用加热板或烘箱等加热装置,加热图案化的薄膜,以促进树脂(A)的硬化反应,并获得硬化物。加热温度例如为120℃至250℃。加热时间根据加热机器的种类而有所不同,例如在加热板上为5分钟至30分钟,而在烘箱中为30分钟至90分钟。另外,也可以使用进行2次以上加热步骤的阶段式烘烤法等。如此一来,可将与做为目标的显示元件用保护膜对应的图案状薄膜形成于基板的表面上。此外,上述硬化膜的用途并不限定于显示元件用保护膜,也可以作为间隔件或层间绝缘膜来利用。
所形成的显示元件用保护膜的膜厚较佳为0.1μm至8μm,更佳为0.1μm至6μm,且甚佳为0.1μm至4μm。
以下利用实施例以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
具体实施方式
制备树脂(A)
制备例A1-1
在容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后,添加10重量份的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(以下简称为MAEVE)、15重量份如式(II-1)所示的含氟不饱和单体(a1-2-1)、18重量份的甲基丙烯酸(以下简称为MAA)、2重量份如式(VI-4-1)所示的不饱和单体(a1-4-1)、20重量份的甲基丙烯酸环氧丙酯(以下简称为GMA)、35重量份的苯乙烯(以下简称为SM)、10重量份的2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(以下简称为ADVN)与200重量份的二乙二醇二甲醚(以下简称为Diglyme)。接着,缓慢搅拌上述成份使溶液升温至70℃,并在此温度下聚合6小时。然后,将溶剂脱挥后,即可制得制备例A1-1的树脂(A1-1)。
制备例A1-2至制备例A2-2及制备例A’
制备例A1-2至制备例A2-2及制备例A’使用与制备例A1-1的树脂(A1-1)的制作方法相同的制备方法,不同之处在于制备例A1-2至制备例A2-2及制备例A’改变树脂中原料的种类与使用量,其配方如第1表所示,此处不另赘述。
制备化学增幅型正型感光性树脂组成物
实施例1
将100重量份的制备例A1-1所制得的树脂(A1-1)、0.5重量份的N-(三氟甲基磺酰氧基)萘二甲酰亚胺(B-1)、1.0重量份的1,4-二乙氧基萘(D-1-1)与0.65重量份的9,10-二甲氧基蒽(D-2-1)添加至150重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(C-1)中,并以摇动式搅拌器(shaking type stirrer)搅拌均匀后,即可制得实施例1的化学增幅型正型感光性树脂组成物。所得的化学增幅型正型感光性树脂组成物以下列的评价方式进行评价,其结果如第2表所示,其中平坦性与感度的检测方法容后再述。
实施例2至实施例12与比较例1至比较例4
实施例2至实施例12与比较例1至比较例4是使用与实施例1的化学增幅型正型感光性树脂组成物相同的制备方法,不同之处在于实施例2至实施例12与比较例1至比较例4是改变化学增幅型正型感光性树脂组成物中原料的种类及使用量,其配方及评价结果分别如第2表所示,此处不另赘述。
评价方式
平坦性
将实施例1至实施例12及比较例1至比较例4所制得的化学增幅型正型感光性树脂组成物以旋转涂布方式涂布于包含最大段差约1.5μm的黑色矩阵图案的玻璃基板上。接着,在加热板上以110℃进行2分钟预烘烤,以形成涂膜。其后,利用烘箱,以230℃进行30分钟加热,使涂膜硬化,而获得膜厚为2μm的硬化膜。
使用测定装置(科磊(KLA TENCOR)股份有限公司制作,且型号为P-16)来测量所制包含硬化膜的基板的硬化膜表面的最大段差,并依据以下基准进行评价。
◎:最大段差<0.7μm。
○:0.7μm≦最大段差<0.8μm。
△:0.8μm≦最大段差<0.9μm。
╳:最大段差≧0.9μm。
感度
将实施例1至实施例12及比较例1至比较例4所制得的化学增幅型正型感光性树脂组成物以旋转涂布方式涂布于玻璃基板(100mm×100mm)上,并以110℃、2分钟,间隙约1mm的加热条件进行预烤,形成膜厚3μm的光阻膜。接着,使用i线曝光装置(尼康公司制作,且型号为FX-702J,NA=0.14)及可同时描绘2.0μm L&S(线与空间)的光阻图案与3.0μm L&S的光阻图案的试验图表光罩(标度线)进行选择性曝光。接着,使用23℃,2.38质量%四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液进行70秒钟的显影处理。将曝光部分除去后,以纯水进行15秒钟的冲洗,并进行旋转干燥。以可忠实重现2.0μmL&S的光阻图案的曝光量(Eop,单位:mJ)做为感度评估的指标,并依据以下基准进行评价。
◎:曝光量<60mJ。
○:60mJ≦曝光量<150mJ。
△:150mJ≦曝光量<300mJ。
╳:曝光量≧300mJ。
第2表
由第2表的结果可知,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中,若第一混合物不包含酸解离性基的不饱和单体(a1-1)时,所制得的感光性树脂组成物的感度不佳;若第一混合物不包含氟不饱和单体(a1-2)时,此化学增幅型正型感光性树脂组成物所制得的保护膜的平坦性较差。
其次,若化学增幅型正型感光性树脂组成物不包含增感剂(D1)时,所制得的感光性树脂组成物的感度不佳。
其次,若化学增幅型正型感光性树脂组成物包含增感剂(D2)时,所形成的感光性树脂组成物具有更佳的感度。
另外,若化学增幅型正型感光性树脂组成物含有如式(V)所示的化合物(E)时,所制得的保护膜具有更佳的平坦性。
需补充的是,本发明虽以特定的化合物、组成、反应条件、工艺、分析方法或特定仪器作为例示,说明本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物、保护膜及具有保护膜的元件,惟本发明所属技术领域中任何具有通常知识者可知,本发明并不限于此,在不脱离本发明的精神和范围内,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物、保护膜及具有保护膜的元件亦可使用其他的化合物、组成、反应条件、工艺、分析方法或仪器进行。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (9)
1.一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,该化学增幅型正型感光性树脂组成物包含:
树脂(A),包括含酸解离性基的树脂(A1);
光酸产生剂(B);
溶剂(C);以及
增感剂(D),
其中该含酸解离性基的树脂(A1)由第一混合物经共聚合所形成,该第一混合物包含具有如下式(I)所示结构的含酸解离性基不饱和单体(a1-1)及如下式(II)所示的含氟不饱和单体(a1-2);
在式(I)中,R11与R12分别独立地代表氢原子,或者经取代基取代或不取代的烷基、脂环式烃基或芳基,且R11及R12不可同时为氢原子;R13代表经取代基取代或不取代的烷基、脂环式烃基、芳烷基或芳基;R11与R13能够相互键结而与R11所键结的碳原子以及R13所键结的氧原子共同形成环状醚结构;其中,该R11、R12及R13的该取代基包含卤素原子、羟基或有机基;
在式(II)中,R21代表氢原子或甲基;R22代表单键或其中氧原子与苯环键结;R23代表卤素原子、羟基、碳数为1至44的卤代烷基或碳数为1至12的烷基,其中该烷基中的-CH2-能够被-O-或-CO-取代;m代表1至3的整数,n代表0至4的整数,且m与n的总和是小于或等于5,其中当n大于或等于2时,多个R23是相同或不相同;
该增感剂(D)包含如下式(III)所示的增感剂(D1):
在式(III)中,X1与X2分别独立地代表氢原子、卤素原子、烷基、芳烷基、烷氧基或芳氧基,且X1与X2是相同或不相同;X3代表碳数是大于或等于1且小于10的烷基,且该烷基能够被氧原子取代或不取代;p1与p2分别独立地代表0至3的整数,且p1与p2的总和为2或3,其中多个X3是相同或不相同。
4.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该含酸解离性基的树脂(A1)的使用量为30重量份至100重量份,该光酸产生剂(B)的使用量为0.5重量份至8重量份,该溶剂(C)的使用量为150重量份至1500重量份,该增感剂(D)的使用量为1重量份至11重量份,且该增感剂(D1)的使用量为1重量份至10重量份。
5.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,基于该第一混合物的使用量为100重量份,式(II)所示的该含氟不饱和单体(a1-2)的使用量为2重量份至25重量份。
6.根据权利要求2所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该增感剂(D2)的使用量为0.05重量份至1重量份。
7.根据权利要求3所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该化合物(E)的使用量为0.03重量份至5重量份。
8.一种保护膜,其特征在于,该保护膜是通过涂布如权利要求1至7中任一项所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物于基材上,并依序进行预烤处理、曝光处理、显影处理与后烤处理所形成。
9.一种具有保护膜的元件,其特征在于,该元件包含如权利要求8所述的保护膜。
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