TW201339761A - 感光性樹脂組合物、硬化膜的製造方法、硬化膜、有機電致發光顯示裝置以及液晶顯示裝置 - Google Patents

感光性樹脂組合物、硬化膜的製造方法、硬化膜、有機電致發光顯示裝置以及液晶顯示裝置 Download PDF

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Kenta Yamazaki
Hiroyuki Yonezawa
Tatsuya Shimoyama
Takashi Kawashima
Katsuhiro Shimono
Satoru Yamada
Masatoshi Yumoto
Takeshi Ando
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Fujifilm Corp
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Abstract

本發明提供一種感光度高、體積電阻率及耐溶劑性優異的感光性樹脂組合物。一種正型感光性樹脂組合物,其包括:(A)共聚物,具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、及含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2);(B)光酸產生劑;以及(D)溶劑。

Description

感光性樹脂組合物、硬化膜的製造方法、硬化膜、有機電致發光顯示裝置以及液晶顯示裝置
本發明關於一種正型感光性樹脂組合物。另外,本發明關於一種使用所述正型感光性樹脂組合物的硬化膜的製造方法、使正型感光性組合物硬化而成的硬化膜、使用所述硬化膜的各種影像顯示裝置。
更詳細而言,本發明關於一種適合於形成液晶顯示裝置、有機電致發光(Electroluminescence,EL)顯示裝置、積體電路元件、固體攝影元件等電子零件的平坦化膜、保護膜或層間絕緣膜的正型感光性樹脂組合物、及使用其的硬化膜的製造方法。
在有機EL顯示裝置或液晶顯示裝置等中設置有形成有圖案的層間絕緣膜。就用以獲得所需的圖案形狀的步驟數少、且可獲得充分的平坦性等而言,在該層間絕緣膜的形成中廣泛使用感光性樹脂組合物。
就降低製造成本的觀點而言,使用如上所述的感光性樹脂組合物而形成有圖案的層間絕緣膜或平坦化膜需要感光度高的感光性樹脂組合物。另外,最近由於智能手機等移動顯示器已廣泛普及,因此特別需要在廣泛的溫度環境中的可靠性高的硬化膜。
已知有使用提升保存穩定性、感光度等的感光性樹脂組合物的例子(例如,參照日本專利特開2011-221494號公報、日本專利特開2004-264623號公報、日本專利特開2005-15532號公報)。但是,感光度優異、且體積電阻率及耐溶劑性優異的感光性樹脂組合物並不為人所知。
本發明是解決所述課題的發明,其目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物的感光度高、生產性高、且體積電阻率及耐溶劑性優異。
本發明者為了解決所述課題而進行努力研究的結果,發現在包括(A)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)的聚合物、(B)光酸產生劑、及(D)溶劑的正型感光性樹脂組合物中,通過在所述(A)聚合物中包含具有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)、及該(a2)以外的交聯基,可實現所述感光度、體積電阻率及耐溶劑性的並存,從而完成了本發明。
具體而言,通過下述<1>,優選通過<2>~<13>來解決所述課題。
一種正型感光性樹脂組合物,其特徵在於包括:(A)滿足下述(1)及下述(2)的至少一個的聚合物成分,(1)(A1)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)、及該(a2)以外的含有交聯基的構成單元(a3)的共聚物,(2)(A2)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、及含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)的共聚物,以及(C)具有該(a2)以外的含有交聯基(c2)的構成單元的聚合物;(B)光酸產生劑;以及(D)溶劑。
<2>根據<1>所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:所述構成單元(a2)為由下述通式(1)所表示的構成單元,通式(1)
(所述式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示碳數為1~20的烷基)。
<3>根據<1>或<2>所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:所述構成單元(a1)為由式(A2')所表示的構成單元,
(式中,R1及R2分別表示氫原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一個為烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2與R3可連結而形成環狀醚,R4表示氫原子或甲基,X表示單鍵或亞芳基)。
<4>根據<1>至<3>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4)。
<5>根據<1>至<4>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元。
<6>根據<1>至<5>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:包括肟磺酸酯化合物或鎓鹽化合物作為(B)光酸產生劑。
<7>根據<1>至<6>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:正型感光性組合物中所含有的總聚合物成分的10莫耳%以上為所述構成單元(a2),總聚合物成分的20莫耳%以上為所述構成單元(a3)及/或所述構成單元(c2)。
<8>根據<1>至<7>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物,其特徵在於:正型感光性樹脂組合物中所含有的聚合物的30質量%(質量百分比)以上為所述(1)共聚物。
<9>一種硬化膜的製造方法,其特徵在於包括:將根據<1>至<8>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物應用於基板上的步驟;從所應用的感光性樹脂組合物中去除溶劑的步驟;利用活性放射線進行曝光的步驟;利用水性顯影液進行顯影的步驟;以及進行熱硬化的後烘烤步驟。
<10>根據<9>所述的硬化膜的製造方法,其特徵在於:在所述顯影步驟後、後烘烤步驟前,包括進行全面曝光的步驟。
<11>一種硬化膜,其特徵在於:其是使根據<1>至<8>中任一項所述的正型感光性樹脂組合物硬化而形成。
<12>根據<11>所述的硬化膜,其特徵在於:其為層間絕緣膜。
<13>一種液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置,其特徵在於:包括根據<11>或<12>所述的硬化膜。
根據本發明,可提供一種感光度、體積電阻率及耐溶劑性優異的感光性樹脂組合物。
1‧‧‧TFT(薄膜電晶體)
2‧‧‧配線
3‧‧‧絕緣膜
4‧‧‧平坦化膜
5‧‧‧第一電極
6‧‧‧玻璃基板
7‧‧‧接觸孔
8‧‧‧絕緣膜
10‧‧‧液晶顯示裝置
12‧‧‧背光單元
14、15‧‧‧玻璃基板
16‧‧‧TFT
17‧‧‧硬化膜
18‧‧‧接觸孔
19‧‧‧ITO透明電極
20‧‧‧液晶
22‧‧‧彩色濾光片
圖1表示有機EL顯示裝置的一例的構成概念圖。表示底部發光型的有機EL顯示裝置中的基板的示意剖面圖,且具有平坦化膜4。
圖2表示液晶顯示裝置的一例的構成概念圖。表示液晶顯示裝置中的 有源矩陣基板的示意剖面圖,且具有作為層間絕緣膜的硬化膜17。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。以下所記載的構成要件的說明有時基於本發明的具有代表性的實施方式來進行,但本發明並不限定於此種實施方式。再者,在本申請說明書中,“~”是以包含其前後所記載的數值作為下限值及上限值的含義來使用。
再者,在本說明書中的基(原子團)的表述中,未記載經取代及未經取代的表述包含不具有取代基的基(原子團),並且也包含具有取代基的基(原子團)。例如,所謂“烷基”,不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),也包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。
[感光性樹脂組合物]
本發明的感光性樹脂組合物的特徵在於包括:(A)滿足下述(1)及下述(2)的至少一個的聚合物成分、(B)光酸產生劑、以及(D)溶劑。
(1)(A1)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)\、及該(a2)以外的含有交聯基的構成單元(a3)的共聚物,(2)(A2)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、及含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)的共聚物,以及(C)具有該(a2)以外的含有交聯基(c2)的構成單元的聚合物。
本發明的感光性樹脂組合物為正型感光性樹脂組合物。另外,本發明的感光性樹脂組合物優選化學增幅型的正型感光性樹脂組合物(化學增幅正型感光性樹脂組合物)。
以下,針對本發明的感光性樹脂組合物,依次說明各成分的優選的形態。
<(A)成分>
在第一實施形態中,本發明的感光性樹脂組合物的特徵在於包括(A1)共聚物作為(A)成分,所述(A1)共聚物具有含有酸基由酸 分解性基保護的基的構成單元(a1)、含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)、及該(a2)以外的含有交聯基的構成單元(a3)。在第二實施形態中,包括以下2種聚合物,即(A2)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、及含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)的共聚物,以及(C)具有該(a2)以外的含有交聯基(c2)的構成單元的聚合物。當然,在本發明中,也包括滿足第一實施形態與第二實施形態的形態、或在第一實施形態中進一步包含(C)聚合物的形態,這一點自不待言。以下,對(A1)共聚物、(A2)共聚物、(C)聚合物進行說明。
另外,在本說明書中,有時將(A1)共聚物與(A2)共聚物一併稱為“(A)成分”或“(A)共聚物”。
此處,(A)成分優選加成聚合型的樹脂,更優選含有源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元的聚合物。再者,也可以具有源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元以外的構成單元,例如源自苯乙烯的構成單元、或源自乙烯基化合物的構成單元等。
所述(A)成分相對於聚合物中的總構成單元,優選含有50莫耳%以上的源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元、源自苯乙烯的構成單元、源自順丁烯二醯亞胺化合物的構成單元、α-甲基-對羥基苯乙烯、及對羥基苯乙烯,更優選含有90莫耳%以上,進而更優選含有95莫耳%以上,特優選僅包含源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元、源自苯乙烯的構成單元、源自順丁烯二醯亞胺化合物的構成單元、α-甲基-對羥基苯乙烯、及對羥基苯乙烯的聚合物。
再者,也將“源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元”稱為“丙烯酸系構成單元”。另外,“(甲基)丙烯酸”是指“甲基丙烯酸及/或丙烯酸”。
所述(A)共聚物也可以具有含有後述的羧基、源自羧酸酐的結構及/或酚性羥基的其他構成單元等。但是,當導入酸性基時,優選在將所述(A)共聚物整體保持為堿不溶性的範圍內導入。
(A1)共聚物
本發明中的第一實施形態為將構成單元(a1)、構成單元(a2) 及構成單元(a3)包含於1個聚合物中來作為聚合物成分的形態。
<構成單元(a1)>
聚合物(A1)至少具有(a1)含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元。通過(A1)成分具有構成單元(a1),可製成感光度極高的感光性樹脂組合物。
本發明中的“酸基由酸分解性基保護的基”可使用作為酸基及酸分解性基而公知的基,並無特別限定。作為具體的酸基,可優選地列舉羧基、及酚性羥基。另外,作為酸分解性基,可使用比較容易通過酸而分解的基(例如由後述的式(A1)所表示的基的酯結構、四氫吡喃酯基、或四氫呋喃酯基等縮醛系官能基)、或比較難以通過酸而分解的基(例如第三丁酯基等三級烷基、碳酸第三丁酯基等碳酸三級烷基酯基)。
(a1)含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元優選含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元、或含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元。
以下,依次對含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)、及含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)分別進行說明。
<<<(a1-1)含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元>>>
所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)是含有羧基的構成單元具有以下將詳細說明的由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元。
作為可用於所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的所述含有羧基的構成單元,可無特別限制地使用公知的構成單元。例如可列舉:源自不飽和一元羧酸、不飽和二羧酸、不飽和三羧酸等分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元(a1-1-1),或同時具有乙烯性不飽和基與源自酸酐的結構的構成單元(a1-1-2)。
以下,依次對可用作所述含有羧基的構成單元的(a1-1-1)源自分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元、及(a1-1-2)同時具有乙烯性不飽和基與源自酸酐的結構的構成單元分別進行說明。
<<<<(a1-1-1)源自分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元>>>>
作為所述源自分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元(a1-1-1),可使用如以下所列舉的不飽和羧酸作為本發明中所使用的不飽和羧酸。即,作為不飽和一元羧酸,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、桂皮酸等。另外,作為不飽和二羧酸,例如可列舉:順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、檸康酸、中康酸等。另外,用於獲得含有羧基的構成單元的不飽和多元羧酸也可以是其酸酐。具體而言,可列舉順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等。另外,不飽和多元羧酸也可以是多元羧酸的單(2-甲基丙烯醯氧基烷基)酯,例如可列舉:丁二酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、丁二酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯等。進而,不飽和多元羧酸也可以是其兩末端二羧基聚合物的單(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉ω-羧基聚己內酯單丙烯酸酯、ω-羧基聚己內酯單甲基丙烯酸酯等。另外,作為不飽和羧酸,也可以使用丙烯酸-2-羧基乙酯、甲基丙烯酸-2-羧基乙酯、順丁烯二酸單烷基酯、反丁烯二酸單烷基酯、4-羧基苯乙烯等。
其中,就顯影性的觀點而言,為了形成所述源自分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元(a1-1-1),優選使用丙烯酸、甲基丙烯酸、或不飽和多元羧酸的酐等,更優選使用丙烯酸或甲基丙烯酸。
所述源自分子中具有至少1個羧基的不飽和羧酸等的構成單元(a1-1-1)可單獨包含1種,也可以包含2種以上。
<<<<(a1-1-2)同時具有乙烯性不飽和基與源自酸酐的結構的構成單元>>>>
同時具有乙烯性不飽和基與源自酸酐的結構的構成單元(a1-1-2)優選源自使含有乙烯性不飽和基的構成單元中所存在的羥基與酸酐進行反應而獲得的單體的單元。
作為所述酸酐,可使用公知的酸酐,具體而言,可列舉:順丁烯二酸酐、丁二酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、氯菌酸酐等二元酸酐;偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、聯苯四羧酸酐等酸酐。這些酸酐之中,就顯影性的觀 點而言,優選鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、或丁二酸酐。
就顯影性的觀點而言,所述酸酐對於羥基的反應率優選10莫耳%~100莫耳%,更優選30莫耳%~100莫耳%。
<<<<可用於構成單元(a1-1)的酸分解性基>>>>
作為可用於所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的所述酸分解性基,可使用所述酸分解性基。
這些酸分解性基之中,就感光性樹脂組合物的基本物性,特別是感光度或圖案形狀、接觸孔的形成性、感光性樹脂組合物的保存穩定性的觀點而言,優選羧基由縮醛的形式保護的保護羧基。進而,酸分解性基之中,就感光度的觀點而言,更優選羧基由以下述通式(a1-1)所表示的縮醛的形式保護的保護羧基。再者,在羧基由以下述通式(a1-1)所表示的縮醛或縮酮的形式保護的保護羧基的情況下,保護羧基的整體變成-(C=O)-O-CR101R102(OR103)的結構。
(式(a1-1)中,R101及R102分別獨立地表示氫原子或烷基,其中,排除R101與R102均為氫原子的情況。R103表示烷基。R101或R102與R103可連結而形成環狀醚)
所述通式(a1-1)中,R101~R103分別獨立地表示氫原子或烷基,所述烷基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀的任一種。此處,不存在R101及R102均表示氫原子的情況,R101及R102的至少一個表示烷基。
所述通式(a1-1)中,當R101、R102及R103表示烷基時,所述烷基可為直鏈狀、支鏈狀或環狀的任一種。
作為所述直鏈狀或支鏈狀的烷基,優選碳數為1~12,更優選碳數為1~6,進而更優選碳數為1~4。具體而言,可列舉:甲基、乙基 正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、第三丁基、正戊基、新戊基、正己基、2,3-二甲基-2-丁基(thexyl)、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基等。
作為所述環狀烷基,優選碳數為3~12,更優選碳數為4~8,進而更優選碳數為4~6。作為所述環狀烷基,例如可列舉:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、降冰片基、異冰片基等。
所述烷基也可以具有取代基,作為取代基,可例示鹵素原子、芳基、烷氧基。當具有鹵素原子作為取代基時,R101、R102、R103成為鹵代烷基,當具有芳基作為取代基時,R101、R102、R103成為芳烷基。
作為所述鹵素原子,可例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,這些鹵素原子之中,優選氟原子或氯原子。
另外,作為所述芳基,優選碳數為6~20的芳基,更優選碳數為6~12的芳基,具體而言,可例示苯基、α-甲基苯基、萘基等,作為由芳基取代的烷基整體,即芳烷基,可例示苄基、α-甲基苄基、苯乙基、萘基甲基等。
作為所述烷氧基,優選碳數為1~6的烷氧基,更優選碳數為1~4的烷氧基,進而更優選甲氧基或乙氧基。
另外,當所述烷基為環烷基時,所述環烷基可具有碳數為1~10的直鏈狀或支鏈狀的烷基作為取代基,當烷基為直鏈狀或支鏈狀的烷基時,可具有碳數為3~12的環烷基作為取代基。
這些取代基也可以由所述取代基進一步取代。
所述通式(a1-1)中,當R101、R102及R103表示芳基時,所述芳基優選碳數為6~12,更優選碳數為6~10。所述芳基可具有取代基,作為所述取代基,可優選例示碳數為1~6的烷基。作為芳基,例如可例示苯基、甲苯基、矽烷基(silyl)、異丙苯基、1-萘基等。
另外,R101、R102及R103可相互鍵結,並與它們所鍵結的碳原子一同形成環。作為R101與R102、R101與R103或R102與R103鍵結時的環結構,例如可列舉:環丁基、環戊基、環己基、環庚基、四氫呋喃基、金剛烷基及四氫吡喃基等。
再者,所述通式(a1-1)中,優選R101及R102的任一個為氫 原子或甲基。
用於形成含有由所述通式(a1-1)所表示的保護羧基的構成單元的自由基聚合性單體可使用市售的自由基聚合性單體,也可以使用通過公知的方法所合成的自由基聚合性單體。例如,可通過日本專利特開2011-221494號公報的段落號0037~段落號0040中所記載的合成方法等來合成。
所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的第一優選的形態為由式(A2')所表示的構成單元。
(式中,R1及R2分別表示氫原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一個為烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2與R3可連結而形成環狀醚,R4表示氫原子或甲基,X表示單鍵或亞芳基)
當R1及R2為烷基時,優選碳數為1~10的烷基。當R1及R2為芳基時,優選苯基。R1及R2分別優選氫原子或碳數為1~4的烷基。
R3表示烷基或芳基,優選碳數為1~10的烷基,更優選碳數為1~6的烷基。
X表示單鍵或亞芳基,優選單鍵。
所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的第二優選的形態為下述通式的結構單元。
(式中,R121表示氫原子或碳數為1~4的烷基,L1表示羰基或亞苯基,R122~R128分別獨立地表示氫原子或碳數為1~4的烷基)
R121優選氫原子或甲基。
L1優選羰基。
R122~R128優選氫原子。
作為所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的優選的具體例,可例示下述的構成單元。再者,R表示氫原子或甲基。
<<<(a1-2)含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元>>>
所述含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)是含有酚性羥基的構成單元具有以下將詳細說明的由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元。
<<<<(a1-2-1)含有酚性羥基的構成單元>>>>
作為所述含有酚性羥基的構成單元,可列舉羥基苯乙烯系構 成單元或酚醛清漆系的樹脂中的構成單元,這些構成單元之中,就透明性的觀點而言,優選源自羥基苯乙烯、或α-甲基羥基苯乙烯的構成單元。含有酚性羥基的構成單元之中,就透明性、感光度的觀點而言,優選由下述通式(a1-2)所表示的構成單元。
(通式(a1-2)中,R220表示氫原子或甲基,R221表示單鍵或二價的連結基,R222表示鹵素原子或碳數為1~5的直鏈或支鏈狀的烷基,a表示1~5的整數,b表示0~4的整數,a+b為5以下。再者,當存在2個以上的R222時,這些R222相互可不同,也可以相同)
所述通式(a1-2)中,R220表示氫原子或甲基,優選甲基。
另外,R221表示單鍵或二價的連結基。當R221為單鍵時,可提升感光度,進而可提升硬化膜的透明性,因此優選。作為R221的二價的連結基,可例示亞烷基,作為R221為亞烷基的具體例,可列舉:亞甲基、亞乙基、亞丙基、異亞丙基、正亞丁基、異亞丁基、第三亞丁基、亞戊基(pentylene)、異亞戊基、新亞戊基、亞己基等。其中,R221優選單鍵、亞甲基、亞乙基。另外,所述二價的連結基可具有取代基,作為取代基,可列舉鹵素原子、羥基、烷氧基等。另外,a表示1~5的整數,但就本發明的效果的觀點、或容易製造這一觀點而言,優選a為1或2,更優選a為1。
另外,當將與R221進行鍵結的碳原子作為基準(1位)時,苯環中的羥基的鍵結位置優選鍵結在4位上。
R222為鹵素原子或者碳數為1~5的直鏈或支鏈狀的烷基。
具體而言,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、新戊基等。 其中,就容易製造這一觀點而言,優選氯原子、溴原子、甲基或乙基。
另外,b表示0或1~4的整數。
<<<<可用於構成單元(a1-2)的酸分解性基>>>>
作為可用於所述含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)的所述酸分解性基,與可用於所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)的所述酸分解性基同樣地,可使用公知的酸分解性基,並無特別限定。酸分解性基之中,就感光性樹脂組合物的基本物性,特別是感光度或圖案形狀、感光性樹脂組合物的保存穩定性、接觸孔的形成性的觀點而言,優選含有由縮醛保護的保護酚性羥基、或酚性羥基由縮酮保護的保護酚性羥基的構成單元。進而,酸分解性基之中,就感光度的觀點而言,更優選酚性羥基由以所述通式(a1-1)所表示的縮醛或縮酮保護的保護酚性羥基。再者,在酚性羥基由以所述通式(a1-1)所表示的縮醛或縮酮保護的保護酚性羥基的情況下,保護酚性羥基的整體變成-Ar-O-CR101R102(OR103)的結構。再者,Ar表示亞芳基。
酚性羥基的縮醛酯結構的優選例可例示R101=R102=R103=甲基、或R101=R102=甲基且R103=苄基的組合。
另外,作為用於形成含有酚性羥基由縮醛或縮酮的形式保護的保護酚性羥基的構成單元的自由基聚合性單體,例如可列舉日本專利特開2011-215590號公報的段落號0042中所記載的自由基聚合性單體等。
這些自由基聚合性單體之中,就透明性的觀點而言,優選甲基丙烯酸4-羥基苯酯(4-hydroxy phenyl methacrylate)的1-烷氧基烷基保護體、甲基丙烯酸4-羥基苯酯的四氫吡喃基保護體。
作為酚性羥基的縮醛保護基及縮酮保護基的具體例,可列舉1-烷氧基烷基,例如可列舉1-乙氧基乙基、1-甲氧基乙基、1-正丁氧基乙基、1-異丁氧基乙基、1-(2-氯乙氧基)乙基、1-(2-乙基己氧基)乙基、1-正丙氧基乙基、1-環己氧基乙基、1-(2-環己基乙氧基)乙基、1-苄氧基乙基等,這些基可單獨使用、或將2種以上組合使用。
用於形成所述含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)的自由基聚合性單體可使用市售的自由基聚合性單體,也可以使用通過公知的方法所合成的自由基聚合性單體。例如,可通過在酸觸 媒的存在下使含有酚性羥基的化合物與乙烯基醚進行反應來合成。所述合成也可以事先使含有酚性羥基的單體與其他單體進行共聚,然後在酸觸媒的存在下與乙烯基醚進行反應。
作為所述含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)的優選的具體例,可例示下述的構成單元,但本發明並不限定於這些構成單元。
<<<構成單元(a1)的優選的形態>>>
構成共聚物(A1)的構成單元中,就感光度的觀點而言,將聚合物作為整體,構成單元(a1)的含有率優選1莫耳%~95莫耳%,更優選10莫耳%~80莫耳%,進而更優選20莫耳%~70莫耳%,特優選20莫耳%~50莫耳%。另外,尤其在可用於所述構成單元(a1)的所述酸分解 性基為含有羧基由縮醛保護的保護羧基、或羧基由縮酮保護的保護羧基的構成單元的情況下,構成含有構成單元(a1)的聚合物的構成單元中的構成單元(a1)的含有率更優選20莫耳%~60莫耳%,特優選20莫耳%~50莫耳%。
與所述含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)相比,所述含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)具有顯影快這一特徵。因此,在欲快速顯影的情況下,優選含有由酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(a1-1)。相反地,在欲使顯影變慢的情況下,優選使用含有由酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(a1-2)。
<<(a2)含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元>>
本發明中所使用的(A1)共聚物具有含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)(以下,也稱為“構成單元(a2)”)。通過具有構成單元(a2),可利用緩和的加熱處理產生硬化反應,而可獲得各種特性優異的硬化膜。此處,R優選碳數為1~9的烷基,更優選碳數為1~4的烷基。另外,烷基可為直鏈、分支或環狀的烷基的任一種,但優選直鏈或分支的烷基。構成單元(a2)更優選具有由下述通式(1)所表示的基的構成單元。
(所述式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示碳數為1~20的烷基)
R2優選碳數為1~9的烷基,更優選碳數為1~4的烷基。另 外,烷基可為直鏈、分支或環狀的烷基的任一種,但優選直鏈或分支的烷基。
作為R2的具體例,可列舉:甲基、乙基、正丁基、異丁基、環己基、及正己基。其中,優選異丁基、正丁基、甲基。
構成(A1)共聚物的構成單元中,構成單元(a2)的含有率優選1莫耳%~95莫耳%,更優選1莫耳%~60莫耳%,進而更優選1莫耳%~40莫耳%,進而更優選1莫耳%~30莫耳%,特優選3莫耳%~30莫耳%。若為所述數值的範圍內,則由感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜的各種特性變得良好。
<<(a3)含有交聯基的構成單元>>
(A1)共聚物將含有交聯基的構成單元(a3)作為必需成分。所述交聯基只要是通過加熱處理而產生硬化反應的基,則並無特別限定(但是,相當於(a2)者除外)。通過含有交聯基,硬化膜的機械特性提升。作為優選的含有交聯基的構成單元的形態,可列舉含有選自由環氧基、氧雜環丁基、及乙烯性不飽和基所組成的群組中的至少1個的構成單元,更優選環氧基及/或氧雜環丁基。
更詳細而言,可列舉以下者。
<<<(a3-1)具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元>>>
所述(A1)共聚物可含有具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(構成單元(a3-1))。
作為用於形成具有環氧基的構成單元的自由基聚合性單體的具體例,例如可列舉丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸-3,4-環氧基丁酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧基丁酯、丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、α-乙基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、鄰乙烯基苄基縮水甘油醚、間乙烯基苄基縮水甘油醚、對乙烯基苄基縮水甘油醚、日本專利第4168443號公報的段落號0031~段落號0035中所記載的含有脂環式環氧基骨架的化合物等。
作為用於形成具有氧雜環丁基的構成單元的自由基聚合性 單體的具體例,例如可列舉日本專利特開2001-330953號公報的段落號0011~段落號0016中所記載的具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯等。
作為用於形成所述具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(a3-1)的自由基聚合性單體的具體例,優選含有甲基丙烯酸酯結構的單體、含有丙烯酸酯結構的單體。
這些單體之中,更優選的單體為日本專利第4168443號公報的段落號0034~段落號0035中所記載的含有脂環式環氧基骨架的化合物、及日本專利特開2001-330953號公報的段落號0011~段落號0016中所記載的具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯,特優選的單體為日本專利特開2001-330953號公報的段落號0011~段落號0016中所記載的具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯。這些單體之中,優選甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、及甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯,最優選丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、及甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯。這些構成單元可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
所述具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(a3-1)優選具有選自由下述式(a2-1-1)及式(a2-1-2)所組成的群組中的結構。
所謂所述具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(a3-1)具有由所述式(a2-1-1)所表示的3種結構的任一種,是指具有從由式(a2-1-1)所表示的結構中去除1個以上的氫原子而成的基。
所述具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(a3-1)更優選具有3,4-環氧環己基、2,3-環氧環己基、2,3-環氧環戊基。
(通式(a2-1-2)中,R1b及R6b分別獨立地表示氫原子或烷基,R2b、R3b、R4b、R5b、R7b、R8b、R9b、R10b分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、或芳基)
所述通式(a2-1-2)中,R1b及R6b分別獨立地表示氫原子或烷基,優選氫原子或碳數為1~8的烷基,更優選氫原子或碳數為1~5的烷基(以下,也稱為“低級烷基”)。
R2b、R3b、R4b、R5b、R7b、R8b、R9b、R10b分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、或芳基。
作為所述鹵素原子,可例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更優選氟原子及氯原子,進而更優選氟原子。
所述烷基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀的任一種,另外,也可以具有取代基。作為直鏈狀及支鏈狀的烷基,優選碳數為1~8,更優選碳數為1~6,進而更優選碳數為1~4。作為所述環狀烷基,優選碳數為3~10,更優選碳數為4~8,進而更優選碳數為5~7。再者,直鏈狀及支鏈狀的烷基可由環狀烷基取代,環狀烷基也可以由直鏈狀及/或支鏈狀烷基取代。
作為所述芳基,優選碳數為6~20的芳基,更優選碳數為6~10的芳基。
所述烷基、芳基可進一步具有取代基,作為烷基可具有的取代基,可例示鹵素原子、芳基,作為芳基可具有的取代基,可例示鹵素原子、烷基。這些之中,更優選R2b、R3b、R4b、R5b、R7b、R8b、R9b、R10b分別獨立為氫原子、氟原子、碳數為1~4的烷基、苯基、或碳數為1~4的全氟烷基。
作為具有由所述通式(a2-1-2)所表示的結構的基,可優選例示(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲基。
作為所述具有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元(a3-1)的 優選的具體例,可例示下述的構成單元。再者,R表示氫原子或甲基。
<<<(a3-2)具有乙烯性不飽和基的構成單元>>>
作為所述含有交聯基的構成單元(a3)的1種,可列舉具有乙烯性不飽和基的構成單元(a3-2)(以下,也稱為“構成單元(a3-2)”)。作為所述具有乙烯性不飽和基的構成單元(a3-2),優選側鏈上具有乙烯性不飽和基的構成單元,更優選末端具有乙烯性不飽和基、且具有碳數為3~16的側鏈的構成單元,進而更優選具有由下述通式(a3-2-1)所表示的側鏈的構成單元。
(通式(a3-2-1)中,R301表示碳數為1~13的二價的連結基,R302表示氫原子或甲基,*表示與含有交聯基的構成單元(a3)的主鏈連結的部位)
R301為碳數為1~13的二價的連結基,包含烯基、環烯基、亞芳基或將它們組合而成的基,也可以含有酯鍵、醚鍵、醯胺鍵、聚氨酯鍵等鍵。另外,二價的連結基可在任意的位置上具有羥基、羧基等取代基。作為R301的具體例,可列舉下述的二價的連結基。
由所述通式(a3-2-1)所表示的側鏈之中,優選包含由所述R301所表示的二價的連結基的脂肪族的側鏈。
另外,優選相對於所述聚合物(A)的合計、或聚合物(A)與聚合物(C)的合計150 g~2,000 g,包含1莫耳由所述通式(a3-2-1)所表示的側鏈中所含有的乙烯性不飽和基,更優選相對於所述聚合物(A)的合計、或聚合物(A)與聚合物(C)的合計200 g~1,300 g,包含1莫耳由所述通式(a3-2-1)所表示的側鏈中所含有的乙烯性不飽和基。
在本發明中,所述具有乙烯性不飽和基的構成單元(a3-2)優選由下述通式(a3-2-2)所表示的構成單元。
(通式(a3-2-2)中,R311的含義與所述通式(a3-2-1)中的R301相同,優選的範圍也相同。R312、R313分別獨立地表示氫原子或甲基)
獲得具有由所述通式(a3-2-1)所表示的側鏈的構成單元 (a3-2)的方法並無特別限定,例如,可事先通過自由基聚合等聚合方法,而生成具有特定官能基的聚合物,然後使該聚合物與具有和其特定官能基進行反應的基、且末端具有乙烯性不飽和基的化合物(以下,稱為特定化合物)進行反應,由此製成含有具有由所述通式(a3-2-1)所表示的側鏈的構成單元(a3-2)的共聚物。
此處,作為所述特定官能基,可列舉:羧基、環氧基、羥基、含有活性氫的氨基、酚性羥基、異氰酸酯基等。用以合成具有特定官能基的聚合物的具有特定官能基的單體將後述。
作為所述特定官能基與所述特定化合物所具有的和特定官能基進行反應的基的組合,可列舉:羧基與環氧基的組合、羧基與氧雜環丁基的組合、羥基與異氰酸酯基的組合、酚性羥基與環氧基的組合、羧基與異氰酸酯基的組合、氨基與異氰酸酯基的組合、羥基與醯氯的組合等。
另外,作為所述特定化合物,可列舉:甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸異氰酸基乙酯、丙烯酸異氰酸基乙酯、甲基丙烯醯氯、丙烯醯氯、甲基丙烯酸、丙烯酸等。
作為優選的所述特定官能基與所述特定化合物的組合,可列舉:作為所述特定官能基的羧基與作為所述特定化合物的甲基丙烯酸縮水甘油酯的組合、及作為所述特定官能基的羥基與作為所述特定化合物的甲基丙烯酸異氰酸基乙酯的組合。
以下,列舉用以獲得具有所述特定官能基的聚合物所需要的具有所述特定官能基的單體的具體例,但並不限定於這些具體例。
作為具有所述羧基的單體,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、鄰苯二甲酸單(2-(丙烯醯氧基)乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-(甲基丙烯醯氧基)乙基)酯、N-(羧基苯基)順丁烯二醯亞胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(羧基苯基)丙烯醯胺等。
作為具有所述環氧基的單體,例如可列舉:甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷、1,2-環氧基-5-己烯、1,7-辛二烯單環氧化物、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯等。
作為具有所述羥基的單體,例如可列舉:丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內酯2-(丙烯醯氧基)乙酯、己內酯2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯醯氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧酸-6-內酯、5-甲基丙烯醯氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧酸-6-內酯等。
作為具有所述含有活性氫的氨基的單體,可列舉:丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基甲酯等。
作為具有所述酚性羥基的單體,例如可列舉:羥基苯乙烯、N-(羥苯基)丙烯醯胺、N-(羥苯基)甲基丙烯醯胺、N-(羥苯基)順丁烯二醯亞胺等。
進而,作為具有所述異氰酸酯基的單體,例如可列舉:異氰酸丙烯醯基乙酯(acryloyl ethyl isocyanate)、異氰酸甲基丙烯醯基乙酯、異氰酸間四甲基二甲苯酯等。
另外,在本發明中,當要獲得具有所述特定官能基的聚合物時,並用構成單元(a2)與成為(a1)含有由酸分解性基保護的基的構成單元的單體。進而,可並用其他單體。
獲得本發明中所使用的具有所述特定官能基的聚合物的方法並無特別限定,例如可通過在使具有特定官能基的單體、其以外的單體及視需要而定的聚合起始劑等共存的溶劑中,在50℃~110℃的溫度下進行聚合反應而獲得。此時,所使用的溶劑只要是溶解構成具有特定官能基的聚合物的單體及具有特定官能基的聚合物的溶劑,則並無特別限定。作為具體例,可列舉後述的(D)溶劑中所記載的溶劑。以所述方式獲得的具有特定官能基的聚合物通常為溶解在溶劑中的溶液的狀態。
繼而,可使所獲得的具有特定官能基的聚合物與特定化合物進行反應,而獲得側鏈的末端具有乙烯性不飽和基的構成單元(a3-2)。此時,通常將具有特定官能基的聚合物的溶液供於反應。例如,在苄基三乙基氯化銨等觸媒的存在下,以80℃~150℃的溫度使具有羧基的丙烯酸聚合物的溶液與甲基丙烯酸縮水甘油酯進行反應,由此可獲得構成單元(a3-2)。
另外,為了形成構成單元(a3-2),除利用如上所述的高分子反應以外,也可以將甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯等用作自由基聚合性單體。這些構成單元可單獨使用、或將2種以上組合使用。
在將構成單元(a3)與所述構成單元(a1)及構成單元(a2)包含於同一聚合物的第一形態的情況下,構成共聚物(A1)的構成單元中,構成單元(a3)的含有率優選所有重複單元的5莫耳%~70莫耳%,更優選10莫耳%~50莫耳%。
若為所述數值的範圍內,則由感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜的各種特性變得良好。
<<(a4)其他構成單元>>
在本發明中,(A1)成分除所述構成單元(a1)、構成單元(a2)及構成單元(a3)以外,也可以具有這些構成單元以外的其他構成單元(a4)。作為成為其他構成單元(a4)的單體,並無特別限制。例如可列舉:苯乙烯類、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環狀烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不飽和二羧酸二酯、雙環不飽和化合物類、順丁烯二醯亞胺化合物類、不飽和芳香族化合物、共軛二烯系化合物、不飽和一元羧酸、不飽和二羧酸、不飽和二羧酸酐、其他不飽和化合物。
具體而言,可列舉由以下化合物形成的構成單元:苯乙烯、甲基苯乙烯、羥基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、乙烯基苯甲酸乙酯、4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、丙烯腈、乙二醇單乙醯醋酸酯單(甲基)丙烯酸酯等。除此以外,可列舉日本專利特開2004-264623號公報的段落號0021~段落號0024中所記載的化合物。
在本發明中,就感光度的觀點而言,特優選含有具有羧基的構成單元、或具有酚性羥基的構成單元。含量優選1莫耳%~50莫耳%,更優選2莫耳%~30莫耳%,進而更優選5莫耳%~20莫耳%,特優選5莫耳%~15莫耳%。作為具有羧基或酚性羥基的構成單元,可列舉具有公知的酸 性基的單體,其中,優選羥基苯乙烯類或(甲基)丙烯酸、下述的長鏈羧酸。
作為具有長鏈羧酸的構成單元,優選由下述式所表示的構成單元。
(所述式中,R1為氫原子或甲基,R2為n+1價的有機基,n為1~4的整數)
R2優選碳數為2~15及雜原子數為0~6(更優選雜原子數為1~6)的有機基。
具有長鏈羧酸的構成單元更優選由下述式所表示的構成單元。
(所述式中,R1為氫原子或甲基,R3為碳數為1~10的亞烷基,R4為碳數為1~10的亞烷基)
R3及R4分別可為直鏈、分支、環狀的任一種。R3及R4分別優選碳數為2~8的亞烷基。
另外,作為其他構成單元(a4),就電特性的觀點而言,優選苯乙烯類、具有脂肪族環式骨架的基。具體而言,可列舉:苯乙烯、甲基苯乙烯、羥基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
進而,作為其他構成單元(a4),就密接性的觀點而言,優選(甲基)丙烯酸烷基酯。具體而言,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸 乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯等,更優選(甲基)丙烯酸甲酯。
所述成為其他構成單元(a4)的單體可單獨使用、或將2種以上組合使用。
構成共聚物(A1)的構成單元中,構成單元(a4)的含有率優選60莫耳%以下,更優選50莫耳%以下,進而更優選40莫耳%以下。下限值可為0莫耳%,但例如可設為1莫耳%以上,進而可設為5莫耳%以上。若為所述數值的範圍內,則由感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜的各種特性變得良好。
<<(A1)共聚物的分子量>>
(A1)共聚物的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計,優選1,000~200,000,更優選2,000~50,000的範圍。若為所述數值的範圍內,則各種特性良好。數量平均分子量與重量平均分子量的比(分散度)優選1.0~5.0,更優選1.5~3.5。
<<(A1)共聚物的製造方法>>
另外,關於(A1)成分的合成法,也已知有各種方法,若列舉一例,則可通過利用自由基聚合起始劑,使至少含有用於形成由所述(a1)及所述(a2)所表示的構成單元的自由基聚合性單體的自由基聚合性單體混合物在有機溶劑中進行聚合來合成。另外,也可以通過所謂的高分子反應來合成。
另外,(A)成分在末端具有羧基也優選。
[末端具有羧基的樹脂的合成方法]
末端具有羧基的樹脂可通過利用自由基聚合、陰離子聚合、基團轉移聚合(Group Transfer Polymerization,GTP)等使所對應的單體進行共聚來製造。本發明的末端具有羧基的樹脂的製造方法並無特別限定,例如可列舉日本專利特開2005-122035號公報0099段落~0117段落記載的(I)~(Ⅷ)的方法。
其中,優選(I)與(Ⅱ)的方法。
(I)作為使用具有羧基的聚合起始劑的方法,在聚合時使用具有羧基的聚合起始劑作為起始劑。
作為廣泛用作具有羧基的聚合起始劑的例子,可列舉 VA-057(和光純藥工業公司製造)、V-501(和光純藥工業公司製造)。
相對於聚合性單體100莫耳,該聚合起始劑優選0.05 mol%~10 mol%,更優選0.1 mol%~5 mol%。
共聚反應的反應溫度優選50℃~100℃,更優選60℃~100℃。
(Ⅱ)在聚合時使用具有羧基的鏈轉移劑的方法中,在聚合時並用具有至少一個羧基的硫醇化合物。作為具有至少一個羧基的硫醇化合物,有以下的例子。
相對於起始劑量,優選以1/100莫耳~2/3莫耳的比例調配鏈轉移劑,更優選以1/20莫耳~1/3莫耳的比例調配鏈轉移劑。
通過起始劑量與鏈轉移劑的總和來調整分子量,但相對於所有單體總莫耳,優選0.05 mol%~10 mol%,更優選0.1 mol%~5 mol%。
共聚反應的反應溫度優選50℃~100℃,更優選60℃~95℃。
(A2)共聚物
本發明中的第二實施形態為包含具有構成單元(a1)及構成單元(a2)的共聚物、及(C)具有該(a2)以外的含有交聯基(c2)的構成單元的聚合物作為聚合物成分的形態。
以下所述的事項以外與所述(A1)的形態相同,優選的範圍也相同。
<<<構成單元(a1)的優選的形態>>>
構成共聚物(A2)的構成單元中,就感光度的觀點而言,將聚合物作為整體,構成單元(a1)的含有率優選1莫耳%~95莫耳%,更優選10莫耳%~80莫耳%,進而更優選20莫耳%~70莫耳%,特優選30莫耳%~60莫耳%。另外,尤其在可用於所述構成單元(a1)的所述酸分解性基為含有羧基由縮醛保護的保護羧基、或羧基由縮酮保護的保護羧基的構成單元的情況下,構成含有構成單元(a1)的聚合物的構成單元中的構成 單元(a1)的含有率更優選20莫耳%~70莫耳%,特優選30莫耳%~60莫耳%。
<<<構成單元(a2)的優選的形態>>>
構成共聚物(A2)的構成單元中,構成單元(a2)的含有率優選1莫耳%~95莫耳%,更優選1莫耳%~70莫耳%,進而更優選1莫耳%~50莫耳%,進而更優選5莫耳%~50莫耳%,特優選6莫耳%~50莫耳%。若為所述數值的範圍內,則由感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜的各種特性變得良好。
<<<構成單元(a4)的優選的形態>>>
在第二實施形態中,(A2)共聚物也可以含有其他構成單元(a4)(但是,相當於所述(a3)的構成單元除外)。
構成共聚物(A2)的構成單元中,構成單元(a4)的含有率優選60莫耳%以下,更優選50莫耳%以下,進而更優選40莫耳%以下。下限值可為0莫耳%,但例如可設為1莫耳%以上,進而可設為5莫耳%以上。若為所述數值的範圍內,則由感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜的各種特性變得良好。
<<(A2)共聚物的分子量>>
(A2)共聚物的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計,優選1,000~200,000,更優選2,000~50,000的範圍。若為所述數值的範圍內,則各種特性良好。數量平均分子量與重量平均分子量的比(分散度)優選1.0~5.0,更優選1.5~3.5。
<(C)成分>
本發明的感光性樹脂組合物在不含(A1)共聚物時,包含(A2)共聚物與(C)至少具有(c2)交聯基的聚合物作為聚合物成分。另外,本發明的感光性樹脂組合物在包含(A1)共聚物時,也可以包含(C)成分作為聚合物成分。
(C)成分優選加成聚合型的樹脂,更優選含有源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元的聚合物。再者,也可以具有源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元以外的構成單元,例如源自苯乙烯的構成單元、或源自乙烯基化合物的構成單元等。
(C)成分優選相對於聚合物中的總構成單元,含有50莫耳%以上的源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元、源自苯乙烯的構成單元、源自順丁烯二醯亞胺化合物的構成單元、α-甲基-對羥基苯乙烯、及對羥基苯乙烯,更優選含有90莫耳%以上,進而更優選含有95莫耳%以上,特優選僅包含源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元、源自苯乙烯的構成單元、源自順丁烯二醯亞胺化合物的構成單元、α-甲基-對羥基苯乙烯、及對羥基苯乙烯的聚合物。
(C)成分可進一步包含(c1)含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元。通過(C)成分含有(c1),感光度提升,通過(C)成分含有(c2),永久膜特性提升。另外,(C)成分優選實質上不包含含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元。通過設為此種構成,存在本發明的效果更有效地發揮的傾向。此處,所謂實質上不包含,是指不以對本發明的效果造成影響的水準添加,例如可列舉設為(C)成分的總構成單元的4莫耳%以下,進而設為1莫耳%以下。
作為(C)成分的(c1),可使用與所述<<(a1)含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元>>相同的基。構成共聚物(C)的構成單元中,就感光度的觀點而言,構成單元(c1)的含有率優選聚合物整體的0莫耳%~95莫耳%,更優選5莫耳%~90莫耳%,特優選20莫耳%~70莫耳%。
作為(C)成分的(c2),可使用與所述<<(a3)含有交聯基的構成單元>>相同的基。優選的形態也相同。構成共聚物(C)的構成單元中,就感光度的觀點而言,將聚合物作為整體,構成單元(c2)的含有率優選1莫耳%~95莫耳%,更優選5莫耳%~90莫耳%,特優選30莫耳%~70莫耳%。
(C)成分除(c1)、(c2)及(a2)以外,也可以具有其他構成單元(c3)。成為其他構成單元(c3)的單體並無特別限制。可適宜地使用與所述<<(a4)其他構成單元>>相同的基。優選的形態也相同。優選的範圍也相同。
<<(C)成分的分子量>>
(C)成分的分子量以聚苯乙烯換算重量平均分子量計,優 選1,000~200,000,更優選2,000~50,000的範圍。若為所述數值的範圍內,則各種特性良好。數量平均分子量與重量平均分子量的比(分散度)優選1.0~5.0,更優選1.5~3.5。
<<(C)成分的製造方法>>
關於(C)成分的合成法,也已知有各種方法,若列舉一例,則可通過利用自由基聚合起始劑,使含有用於形成由所述(c1)及所述(c2)所表示的構成單元的自由基聚合性單體的自由基聚合性單體混合物在有機溶劑中進行聚合來合成。另外,也可以通過所謂的高分子反應來合成。
與(A)成分同樣地,末端具有羧基也優選。
作為(C)成分的例子,可列舉:甲基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯/丙烯酸/羥基苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(莫耳比為30/40/15/15,Mw為7000)
甲基丙烯酸縮水甘油酯/甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸二環戊酯共聚物(莫耳比為70/10/10/10,Mw為15000)
對乙烯基苄基縮水甘油醚/甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲酯/順丁烯二酸/甲基丙烯酸環己酯共聚物(莫耳比為25/25/30/20,Mw為27000)
甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(莫耳比為38/7/35/15/5,Mw為35000)
甲基丙烯酸1-環己氧基乙酯/甲基丙烯酸/甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Blemmer PME-400,日油(股份)共聚物(莫耳比為70/10/10,Mw為45000)
丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲酯/甲基丙烯酸/N-苯基順丁烯二醯亞胺共聚物(莫耳比為30/30/,Mw為57000)。
當與所述(A2)共聚物並用時,(C)成分的含量優選總聚合物成分的10質量%~80質量%,更優選20質量%~70質量%,進而更優選30質量%~65質量%,特優選30質量%~60質量%。
當與所述(A1)共聚物並用時,(C)成分的含量優選總聚合物成分的0質量%~80質量%,更優選8質量%~70質量%,進而更優選 10質量%~60質量%,特優選10質量%~50質量%。
當含有2種以上的(C)成分時,其合計量變成所述範圍。
<各構成單元對於總聚合物成分的比例>
本發明的感光性樹脂組合物優選聚合物成分的99質量%以上為(A)成分或(C)成分。
另外,在本發明中,總聚合物成分中的構成單元(a2)的比例優選1莫耳%~50莫耳%,更優選1莫耳%~40莫耳%,進而更優選1莫耳%~30莫耳%。
另外,在本發明中,總聚合物成分中的構成單元(a3)及構成單元(c2)的合計的比例優選1莫耳%~50莫耳%,更優選10莫耳%~50莫耳%,進而更優選15莫耳%~50莫耳%。
<<(A)共聚物的調配量>>
本發明的感光性樹脂組合物優選以合計為總固體成分的80質量%以上的比例,包含(A1)共聚物、(A2)共聚物及(C)聚合物。
<(B)光酸產生劑>
本發明的感光性樹脂組合物含有(B)光酸產生劑。作為本發明中所使用的光酸產生劑(也稱為“(B)成分”),感應波長為300 nm以上、優選波長為300 nm~450 nm的光化射線而產生酸的化合物為優選,但不受其化學結構限制。另外,關於不直接感應波長為300 nm以上的光化射線的光酸產生劑,若為通過與增感劑並用來感應波長為300 nm以上的光化射線而產生酸的化合物,則也可以與增感劑組合後優選地使用。作為本發明中所使用的光酸產生劑,優選產生pKa為4以下的酸的光酸產生劑,更優選產生pKa為3以下的酸的光酸產生劑,最優選產生pKa為2以下的酸的光酸產生劑。
作為光酸產生劑的例子,可列舉:三氯甲基-均三嗪類、鋶鹽或碘鎓鹽、四級銨鹽類、重氮甲烷化合物、醯亞胺磺酸酯化合物、及肟磺酸酯化合物等。這些光酸產生劑之中,就絕緣性的觀點而言,優選使用肟磺酸酯化合物。這些光酸產生劑可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。作為三氯甲基-均三嗪類、二芳基碘鎓鹽類、三芳基鋶鹽類、四級銨鹽類、及重氮甲烷衍生物的具體例,可例示日本專利特開2011-221494號公報 的段落號0083~段落號0088中所記載的化合物。
作為肟磺酸酯化合物,即具有肟磺酸酯結構的化合物,可優選例示含有由下述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的化合物。
(通式(B1)中,R21表示烷基或芳基。波狀線表示與其他基的鍵結)
任何基均可被取代,R21中的烷基可以是直鏈狀,也可以是分支狀,也可以是環狀。以下說明所容許的取代基。
作為R21的烷基,優選碳數為1~10的直鏈狀烷基或分支狀烷基。R21的烷基可由碳數為6~11的芳基、碳數為1~10的烷氧基、或環烷基(包含7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等橋環式脂環基,優選雙環烷基等)取代。
作為R21的芳基,優選碳數為6~11的芳基,更優選苯基或萘基。R21的芳基可由低級烷基、烷氧基或鹵素原子取代。
含有由所述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的所述化合物為由下述通式(B2)所表示的肟磺酸酯化合物也優選。
(式(B2)中,R42表示烷基或芳基,X表示烷基、烷氧基或鹵素原子,m4表示0~3的整數,當m4為2或3時,多個X可相同,也可 以不同)
R42的優選的範圍與所述R21的優選的範圍相同。
作為X的烷基優選碳數為1~4的直鏈狀烷基或分支狀烷基。
作為X的烷氧基優選碳數為1~4的直鏈狀烷氧基或分支狀烷氧基。
作為X的鹵素原子優選氯原子或氟原子。
m4優選0或1。
所述通式(B2)中,特優選m4為1,X為甲基,X的取代位置為鄰位,R42為碳數為1~10的直鏈狀烷基、7,7-二甲基-2-氧代降冰片基甲基、或對甲苯甲醯基的化合物。
含有由所述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的化合物為由下述通式(B3)所表示的肟磺酸酯化合物也更優選。
(式(B3)中,R43的含義與式(b1)中的R42相同,X1表示鹵素原子、羥基、碳數為1~4的烷基、碳數為1~4的烷氧基、氰基或硝基,n4表示0~5的整數)
作為所述通式(B3)中的R43,優選甲基、乙基、正丙基、正丁基、正辛基、三氟甲基、五氟乙基、全氟-正丙基、全氟-正丁基、對甲苯基、4-氯苯基或五氟苯基,特優選正辛基。
X1優選碳數為1~5的烷氧基,更優選甲氧基。
n4優選0~2,特優選0~1。
作為由所述通式(B3)所表示的化合物的具體例,可列舉:α-(甲基磺醯氧基亞氨基)苄基氰、α-(乙基磺醯氧基亞氨基)苄基氰、α-(正 丙基磺醯氧基亞氨基)苄基氰、α-(正丁基磺醯氧基亞氨基)苄基氰、α-(4-甲苯磺醯氧基亞氨基)苄基氰、α-[(甲基磺醯氧基亞氨基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(乙基磺醯氧基亞氨基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(正丙基磺醯氧基亞氨基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(正丁基磺醯氧基亞氨基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(4-甲苯磺醯氧基亞氨基)-4-甲氧基苯基]乙腈。
作為優選的肟磺酸酯化合物的具體例,可列舉下述化合物(i)~化合物(viii)等,這些化合物可單獨使用1種,或並用2種以上。化合物(i)~化合物(viii)可作為市售品而獲得。另外,也可以與其他種類的(B)光酸產生劑組合使用。
作為含有由所述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的化合物,由下述通式(OS-1)所表示的化合物也優選。
所述通式(OS-1)中,R101表示氫原子、烷基、烯基、烷氧基、烷氧基羰基、醯基、氨基甲醯基(carbamoyl)、氨磺醯基、磺基、氰基、芳基、或雜芳基。R102表示烷基、或芳基。
X101表示-O-、-S-、-NH-、-NR105-、-CH2-、-CR106H-、或-CR105R107-,R105~R107表示烷基、或芳基。
R121~R124分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、氨基、烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、醯胺基、磺基、氰基、或芳基。R121~R124中的2個可分別相互鍵結而形成環。
作為R121~R124,優選氫原子、鹵素原子、及烷基,另外,也可以優選列舉R121~R124中的至少2個相互鍵結而形成芳基的形態。其中,就感光度的觀點而言,優選R121~R124均為氫原子的形態。
已述的官能基均可進一步具有取代基。
由所述通式(OS-1)所表示的化合物更優選由下述通式(OS-2)所表示的化合物。
所述通式(OS-2)中,R101、R102、R121~R124的含義分別與式(OS-1)中的R101、R102、R121~R124相同,另外,優選例也相同。
這些化合物之中,更優選所述通式(OS-1)及所述通式(OS-2)中的R101為氰基、或芳基的形態,最優選由所述通式(OS-2)表示,且R101為氰基、苯基或萘基的形態。
另外,在所述肟磺酸酯化合物中,關於肟或苯並噻唑環的立體結構(E、Z等),分別可為任一種立體結構,也可以是混合物。
作為可適宜地用於本發明的由所述通式(OS-1)所表示的化合物的具體例,可列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落號0128~段落號0132中所記載的化合物(例示化合物b-1~例示化合物b-34),但本發明並不限定於此。
在本發明中,作為含有由所述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的化合物,優選由下述通式(OS-3)、下述通式(OS-4)或下述通式(OS-5)所表示的肟磺酸酯化合物。
(通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R22、R25及R28分別獨立 地表示烷基、芳基或雜芳基,R23、R26及R29分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或鹵素原子,R24、R27及R30分別獨立地表示鹵素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺醯基或烷氧基磺醯基,X1~X3分別獨立地表示氧原子或硫原子,n1~n3分別獨立地表示1或2,m1~m3分別獨立地表示0~6的整數)
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R22、R25及R28中的烷基、芳基或雜芳基可具有取代基。
所述式(OS-3)~式(OS-5)中,作為R22、R25及R28中的烷基,優選可具有取代基的總碳數為1~30的烷基。
另外,所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,作為R22、R25及R28中的芳基,優選可具有取代基的總碳數為6~30的芳基。
另外,所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,作為R1中的雜芳基,優選可具有取代基的總碳數為4~30的雜芳基。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R22、R25及R28中的雜芳基只要至少1個環為雜芳香環即可,例如雜芳香環與苯環也可以進行縮環。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R23、R26及R29優選氫原子、烷基或芳基,更優選氫原子或烷基。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,優選在化合物中存在2個以上的R23、R26及R29中的1個或2個為烷基、芳基或鹵素原子,更優選1個為烷基、芳基或鹵素原子,特優選1個為烷基、且剩餘為氫原子。
作為R23、R26及R29中的烷基,優選可具有取代基的總碳數為1~12的烷基,更優選可具有取代基的總碳數為1~6的烷基。
作為R23、R26及R29中的芳基,優選可具有取代基的總碳數為6~30的芳基。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,X1~X3分別獨立地表示O或S,優選O。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,含有X1~X3作為環員的環為5員環或6員環。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,n1~n3分別獨立地表示1或2,當X1~X3為O時,優選n1~n3分別獨立為1,另外,當X1~X3 為S時,優選n1~n3分別獨立為2。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R24、R27及R30分別獨立地表示鹵素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺醯基或烷氧基磺醯基。其中,優選R24、R27及R30分別獨立為烷基或烷氧基。
R24、R27及R30中的烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺醯基及烷氧基磺醯基可具有取代基。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,作為R24、R27及R30中的烷基,優選可具有取代基的總碳數為1~30的烷基。
所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,作為R24、R27及R30中的烷氧基,優選可具有取代基的總碳數為1~30的烷氧基。
另外,所述通式(OS-3)~通式(OS-5)中,m1~m3分別獨立地表示0~6的整數,優選0~2的整數,更優選0或1,特優選0。
另外,關於所述(OS-3)~(OS-5)的各個取代基,日本專利特開2011-221494號公報的段落號0092~段落號0109中所記載的(OS-3)~(OS-5)的取代基的優選的範圍也同樣優選。
另外,含有由所述通式(B1)所表示的肟磺酸酯結構的化合物特優選由下述通式(OS-6)~通式(OS-11)的任一個所表示的肟磺酸酯化合物。
(式(OS-6)~式(OS-11)中,R301~R306表示烷基、芳基或雜芳基,R307表示氫原子或溴原子,R308~R310、R313、R316及R318分別獨立地表示氫原子、碳數為1~8的烷基、鹵素原子、氯甲基、溴甲基、溴乙基、甲氧基甲基、苯基或氯苯基,R311及R314分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、甲基或甲氧基,R312、R315、R317及R319分別獨立地表示氫原子或甲基)
所述通式(OS-6)~通式(OS-11)中的優選的範圍與日本專利特開2011-221494號公報的段落號0110~段落號0112中所記載的(OS-6)~(OS-11)的優選的範圍相同。
作為由所述通式(OS-3)~所述通式(OS-5)所表示的肟磺酸酯化合物的具體例,可列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落號0114~段落號0120中所記載的化合物,但本發明並不限定於這些化合物。
在本發明的感光性樹脂組合物中,相對於感光性樹脂組合物中的所有樹脂成分(優選固體成分,更優選共聚物的合計)100質量份,(B)光酸產生劑優選使用0.1質量份~10質量份,更優選使用0.5質量份~10質量份。也可以並用2種以上。
<(D)溶劑>
本發明的感光性樹脂組合物含有(D)溶劑。本發明的感光性樹脂組合物優選作為如下的溶液來製備:將作為必需成分的所述(C)成分~(D)成分、作為優選的成分的後述的(E)成分~(I)成分、以及後述的任意的成分溶解在(D)溶劑中而成的溶液。
作為本發明的感光性樹脂組合物中所使用的(D)溶劑,可使用公知的溶劑,可例示:乙二醇單烷基醚類、乙二醇二烷基醚類、乙二醇單烷基醚醋酸酯類、丙二醇單烷基醚類、丙二醇二烷基醚類、丙二醇單烷基醚醋酸酯類、二乙二醇二烷基醚類、二乙二醇單烷基醚醋酸酯類、二丙二醇單烷基醚類、二丙二醇二烷基醚類、二丙二醇單烷基醚醋酸酯類、酯類、酮類、醯胺類、內酯類等。另外,作為本發明的感光性樹脂組合物中所使用的(D)溶劑的具體例,也可以列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落號0174~段落號0178中所記載的溶劑。
另外,視需要也可以向這些溶劑中進一步添加苄基乙基醚(benzyl ethyl ether)、二己醚(dihexyl ether)、乙二醇單苯醚醋酸酯、二乙二 醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、茴香醚、醋酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等溶劑。這些溶劑可單獨使用1種、或將2種以上混合使用。可用於本發明的溶劑優選單獨使用1種、或並用2種,更優選並用2種,進而更優選並用丙二醇單烷基醚醋酸酯類或二烷基醚類、二醋酸酯類與二乙二醇二烷基醚類,或者酯類與丁二醇烷基醚醋酸酯類。
另外,作為成分D,優選沸點為130℃以上、未滿160℃的溶劑,沸點為160℃以上的溶劑,或這些溶劑的混合物,更優選沸點為130℃以上、未滿160℃的溶劑,沸點為160℃以上、200℃以下的溶劑,或這些溶劑的混合物,進而更優選沸點為130℃以上、未滿160℃的溶劑與沸點為160℃以上、200℃以下的溶劑的混合物。
作為沸點為130℃以上、未滿160℃的溶劑,可例示:丙二醇單甲醚醋酸酯(沸點為146℃)、丙二醇單乙醚醋酸酯(沸點為158℃)、丙二醇甲基-正丁醚(methyl-n-buthyl ether)(沸點為155℃)、丙二醇甲基-正丙醚(沸點為131℃)。
作為沸點為160℃以上的溶劑,可例示:3-乙氧基丙酸乙酯(沸點為170℃)、二乙二醇甲基乙基醚(沸點為176℃)、丙二醇單甲醚丙酸酯(沸點為160℃)、二丙二醇甲醚醋酸酯(沸點為213℃)、3-甲氧基丁醚醋酸酯(沸點為171℃)、二乙二醇二乙醚(沸點為189℃)、二乙二醇二甲醚(沸點為162℃)、丙二醇二醋酸酯(沸點為190℃)、二乙二醇單乙醚醋酸酯(沸點為220℃)、二丙二醇二甲醚(沸點為175℃)、1,3-丁二醇二醋酸酯(沸點為232℃)。
相對於感光性樹脂組合物中的所有樹脂成分(優選固體成分,更優選所述(C)共聚物)100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的(D)溶劑的含量優選50質量份~3,000質量份,更優選100質量份~2,000質量份,進而更優選150質量份~1,500質量份。
<其他成分>
在本發明的正型感光性樹脂組合物中,除所述成分以外,視需要可優選添加(E)增感劑、(F)交聯劑、(G)密接改良劑、(H)鹼性化合物、(I)界面活性劑。進而,在本發明的正型感光性樹脂組合物中,可 添加塑化劑、熱自由基產生劑、抗氧化劑、熱酸產生劑、紫外線吸收劑、增黏劑、顯影促進劑、及有機或無機的防沉澱劑等公知的添加劑。
(E)增感劑
本發明的感光性樹脂組合物優選在與(B)光酸產生劑的組合中含有增感劑,以促進(B)光酸產生劑的分解。增感劑吸收光化射線或放射線而成為電子激發狀態。成為電子激發狀態的增感劑與光酸產生劑接觸,而產生電子移動、能量移動、發熱等作用。由此,光酸產生劑產生化學變化而分解,並生成酸。作為優選的增感劑的例子,可列舉屬於以下的化合物類、且在350 nm~450 nm的波段的任一者中具有吸收波長的化合物。
多核芳香族類(例如芘、苝、三亞苯、蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、3,7-二甲氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽)、氧雜蒽類(例如熒光素、曙紅、赤蘚紅、羅丹明B、孟加拉玫瑰紅)、氧雜蒽酮類(例如氧雜蒽酮、硫雜蒽酮、二甲基硫雜蒽酮、二乙基硫雜蒽酮)、花青類(例如硫雜羰花青、氧雜羰花青)、部花青素類(例如部花青素、羰部花青素)、若丹菁類、氧雜菁類、噻嗪類(例如硫堇、亞甲基藍、甲苯胺藍)、吖啶類(例如吖啶橙、氯黃素、吖啶黃)、吖啶酮類(例如吖啶酮、10-丁基-2-氯吖啶酮)、蒽醌類(例如蒽醌)、方酸內鎓類(例如方酸內鎓)、苯乙烯基類、鹼性苯乙烯基類(例如2-[2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基]苯並惡唑)、香豆素類(例如7-二乙氨基4-甲基香豆素、7-羥基4-甲基香豆素、2,3,6,7-四氫-9-甲基-1H,5H,11H[1]苯並吡喃並[6,7,8-ij]喹嗪-11-酮)。
這些增感劑之中,優選多核芳香族類、吖啶酮類、苯乙烯基類、鹼性苯乙烯基類、香豆素類,更優選多核芳香族類。多核芳香族類之中,最優選蒽衍生物。
相對於感光性樹脂組合物的光酸產生劑100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的增感劑的添加量優選0質量份~1000質量份,更優選10質量份~500質量份,進而更優選50質量份~200質量份。
也可以並用2種以上。
(F)交聯劑
視需要,本發明的感光性樹脂組合物優選含有交聯劑。通過添加交聯劑,可使由本發明的感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜變成更牢 固的膜。
作為交聯劑,只要是通過熱而產生交聯反應者,則並無限制(A成分除外)。例如可添加以下所述的分子內具有2個以上的環氧基或氧雜環丁基的化合物、含有烷氧基甲基的交聯劑、或具有至少1個乙烯性不飽和雙鍵的化合物、封閉型異氰酸酯(blocked isocyanate)化合物等。
相對於感光性樹脂組合物的總固體成分100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的交聯劑的添加量優選0.01質量份~50質量份,更優選0.1質量份~30質量份,進而更優選0.5質量份~20質量份。通過在該範圍內進行添加,可獲得機械強度及耐溶劑性優異的硬化膜。交聯劑也可以並用多種,在此情況下,將所有交聯劑加以合計來計算含量。
<分子內具有2個以上的環氧基或氧雜環丁基的化合物>
作為分子內具有2個以上的環氧基的化合物的具體例,可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂等。
這些化合物可作為市售品而獲得。例如可列舉JER157S70、JER157S65、JER1007(三菱化學控股(Mitsubishi Chemical Holdings)(股份)製造)等日本專利特開2011-221494號公報的段落號0189中所記載的市售品等。
除此以外,也可以列舉:ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKA RESIN EP-4010S、ADEKA RESIN EP-4011S(以上,艾迪科(ADEKA)(股份)製造),NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上,艾迪科(股份)製造),Denacol EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301、DLC-402(以上,長瀨化成製造),YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324、YH-325(以上,新日鐵化學製造),Celloxide 2021P、2081、3000,EHPE3150,Epolead GT400,Celvenus B0134、B0177(大賽璐(Daicel)(股份))等。
這些化合物可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
這些化合物之中,可更優選列舉雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂,可特優選列舉雙酚A型環氧樹脂。
作為分子內具有2個以上的氧雜環丁基的化合物的具體例,可使用ARON OXETANE OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上,東亞合成(股份)製造)。
另外,含有氧雜環丁基的化合物優選單獨使用、或與含有環氧基的化合物混合使用。
另外,作為其他交聯劑,也可以優選使用日本專利特開2012-8223號公報的段落號0107~段落號0108中所記載的含有烷氧基甲基的交聯劑、及具有至少1個乙烯性不飽和雙鍵的化合物等。
<封閉型異氰酸酯化合物>
封閉型異氰酸酯化合物只要是具有封閉型異氰酸酯基的化合物,則並無特別限制,但就硬化性的觀點而言,優選1分子內具有2個以上的封閉型異氰酸酯基的化合物。
再者,本發明中的封閉型異氰酸酯基是指可通過熱而生成異氰酸酯基的基,例如,可優選例示使封閉劑與異氰酸酯基進行反應來保護異氰酸酯基而成的基。另外,所述封閉型異氰酸酯基優選可通過90℃~250℃的熱而生成異氰酸酯基的基。
另外,作為封閉型異氰酸酯化合物,其骨架並無特別限定,只要是1分子中具有2個異氰酸酯基的化合物,則可為任何化合物,也可以是脂肪族、脂環族或芳香族的聚異氰酸酯,例如可適宜地使用:2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1,3-三亞甲基二異氰酸酯、1,4-四亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,9-九亞甲基二異氰酸酯、1,10-十亞甲基二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、2,2'-二乙醚二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、鄰二甲苯二異氰酸酯、間二甲苯二異氰酸酯、對二甲苯二異氰酸酯、亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、環己烷-1,3-二亞甲基二異氰酸酯、環己烷-1,4-二亞甲基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰 酸酯、對苯二異氰酸酯、3,3'-亞甲基二甲苯-4,4'-二異氰酸酯、4,4'-二苯醚二異氰酸酯、四氯亞苯基二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯、氫化1,3-苯二甲基二異氰酸酯、氫化1,4-苯二甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物及從這些化合物衍生出的預聚物(prepolymer)型的骨架的化合物。這些化合物之中,特優選甲苯二異氰酸酯(Tolylene Diisocyanate,TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(Diphenyl Methane Diisocyanate,MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(Hexamethylene Diisocyanate,HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(Isophorone Diisocyanate,IPDI)。
作為本發明的感光性樹脂組合物中的封閉型異氰酸酯化合物的母結構,可列舉:縮二脲型、異氰脲酸酯(isocyanurate)型、加合物型、二官能預聚物型等。
作為形成所述封閉型異氰酸酯化合物的封閉結構的封閉劑,可列舉:肟化合物、內醯胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亞甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑系化合物、醯亞胺系化合物等。這些封閉劑之中,特優選選自肟化合物、內醯胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亞甲基化合物、吡唑化合物中的封閉劑。
作為所述肟化合物,可列舉肟、及酮肟,具體而言,可例示:丙酮肟、甲醛肟、環己烷肟(cyclohexane oxime)、甲基乙基酮肟、環己酮肟、二苯甲酮肟等。
作為所述內醯胺化合物,可例示:ε-己內醯胺、γ-丁內醯胺等。
作為所述酚化合物,可例示:苯酚、萘酚、甲酚、二甲酚、鹵素取代苯酚等。
作為所述醇化合物,可例示:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、環己醇、乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、乳酸烷基酯等。
作為所述胺化合物,可列舉一級胺及二級胺,可為芳香族胺、脂肪族胺、脂環族胺的任一種,可例示:苯胺、二苯胺、乙烯亞胺、聚乙烯亞胺等。
作為所述活性亞甲基化合物,可例示:丙二酸二乙酯、丙二酸二甲酯、乙醯醋酸乙酯、乙醯醋酸甲酯等。
作為所述吡唑化合物,可例示:吡唑、甲基吡唑、二甲基吡唑等。
作為所述硫醇化合物,可例示:烷基硫醇、芳基硫醇等。
可用於本發明的感光性樹脂組合物的封閉型異氰酸酯化合物可作為市售品而獲得,例如可優選使用:Coronate AP Stable M,Coronate2503、2515、2507、2513、2555,Millionate MS-50(以上,日本聚氨酯工業(Nippon Polyurethane Industry)(股份)製造),Takenate B-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上,三井化學(股份)製造),Duranate17B-60PX、17B-60P、TPA-B80X、TPA-B80E、MF-B60X、MF-B60B、MF-K60X、MF-K60B、E402-B80B、SBN-70D、SBB-70P、K6000(以上,旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals)(股份)製造),Desmodur BL1100、BL1265MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、Desmodur BL3175(以上,住化拜耳聚氨酯(Sumika Bayer Urethane)(股份)製造)等。
(G)密接改良劑
本發明的感光性樹脂組合物也可以含有(G)密接改良劑(也稱為“(G)成分”)。若使用密接改良劑,則可提升由本發明的感光性樹脂組合物所形成的膜與基板的密接性、或可調整由本發明的感光性樹脂組合物所形成的膜的性質。作為密接改良劑,優選二烷氧基矽烷化合物或三烷氧基矽烷化合物,更優選三烷氧基矽烷化合物。烷氧基矽烷化合物所具有的烷氧基的碳數優選1~5。
可用於本發明的感光性樹脂組合物的(G)密接改良劑優選提升成為基板的無機物,例如矽、氧化矽、氮化矽等矽化合物,金、銅、鉬、鈦、鋁等金屬與絕緣膜的密接性的化合物。具體而言,公知的矽烷偶聯劑等也有效。
作為矽烷偶聯劑,例如可列舉:γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基二烷氧基矽烷、γ-氯丙基三烷氧基矽烷、γ-巰基丙基三烷氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三烷氧基矽烷、乙烯基三烷氧基矽 烷。這些矽烷偶聯劑之中,更優選γ-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷或γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷,進而更優選γ-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷,進而更優選3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷。這些密接改良劑可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
另外,也可以優選採用下述的化合物。
(R1)4-n-Si-(OR2)n
通式中,R1為不具有反應性基的碳數為1~20的烴基,R2為碳數為1~3的烷基或苯基,n為1~3的整數。
作為具體例,可列舉以下的化合物。
在所述化合物中,Ph為苯基。
相對於感光性樹脂組合物中的總固體成分100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的(G)密接改良劑的含量優選0.1質量份~30質量份,更優選0.5質量份~10質量份。
(H)鹼性化合物
本發明的感光性樹脂組合物也可以含有(H)鹼性化合物。作為(H)鹼性化合物,可從化學增幅抗蝕劑中所使用的鹼性化合物中任意地選擇來使用。例如可列舉:脂肪族胺、芳香族胺、雜環式胺、氫氧化四級銨、羧酸的四級銨鹽等。作為這些鹼性化合物的具體例,可列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落號0204~段落號0207中所記載的化合物。
具體而言,作為脂肪族胺,例如可列舉:三甲胺、二乙胺、三乙胺、二-正丙胺、三-正丙胺、二-正戊胺、三-正戊胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二環己胺、二環己基甲胺等。
作為芳香族胺,例如可列舉:苯胺、苄胺(benzylamine)、N,N-二甲基苯胺、二苯胺(diphenylamine)等。
作為雜環式胺,例如可列舉:吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑、苯並咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯並咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、煙鹼、煙鹼酸、煙鹼醯胺、喹啉、8-羥基喹啉、吡嗪、吡唑、噠嗪、嘌呤、吡咯烷、呱啶、呱嗪、嗎啉、4-甲基嗎啉、N-環己基-N'-[2-(4-嗎啉基)乙基]硫脲、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二氮雜雙環[5.3.0]-7-十一烯等。
作為氫氧化四級銨,例如可列舉:氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四-正丁基銨、氫氧化四-正己基銨等。
作為羧酸的四級銨鹽,例如可列舉:醋酸四甲基銨、苯甲酸四甲基銨、醋酸四-正丁基銨、苯甲酸四-正丁基銨等。
可用於本發明的鹼性化合物可單獨使用1種,也可以並用2種以上,優選並用2種以上,更優選並用2種,進而更優選並用2種雜環式胺。
相對於感光性樹脂組合物中的總固體成分100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的(H)鹼性化合物的含量優選0.001質量份~1質量份,更優選0.005質量份~0.2質量份。
界面活性劑
本發明的感光性樹脂組合物也可以含有(I)界面活性劑。作為(I)界面活性劑,可使用陰離子系、陽離子系、非離子系、或兩性的任一種,但優選的界面活性劑為非離子系界面活性劑。
作為非離子系界面活性劑的例子,可列舉:聚氧乙烯高級烷基醚類、聚氧乙烯高級烷基苯醚類、聚氧乙烯二醇的高級脂肪酸二酯類、矽酮系、氟系界面活性劑。另外,可列舉以下商品名:KP(信越化學工業(股份)製造),Polyflow(共榮社化學(股份)製造),Eftop(三菱材料化成公司製造),Megafac(迪愛生(DIC)(股份)製造),Fluorad(住友3M(股份)製造),Asahi Guard、Surflon(旭硝子(股份)製造),PolyFox(歐諾法(OMNOVA)公司製造),SH-8400(東麗道康寧矽酮(Dow Corning Toray Silicone))等各系列。
另外,作為界面活性劑,可列舉如下的共聚物作為優選例,該共聚物含有由下述通式(1)所表示的構成單元A及構成單元B,且將四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)作為溶劑時的由凝膠滲透色譜法(Gel Penetration Chromatography)所測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為1,000以上、10,000以下。
通式(1)
(式(1)中,R401及R403分別獨立地表示氫原子或甲基,R402表示碳數為1以上、4以下的直鏈亞烷基,R404表示氫原子或碳數為1以上、 4以下的烷基,L表示碳數為3以上、6以下的亞烷基,p及q為表示聚合比的質量百分率,p表示10質量%以上、80質量%以下的數值,q表示20質量%以上、90質量%以下的數值,r表示1以上、18以下的整數,s表示1以上、10以下的整數)
所述L優選由下述通式(2)所表示的分支亞烷基。通式(2)中的R405表示碳數為1以上、4以下的烷基,就相容性與對於被塗布面的潤濕性的觀點而言,優選碳數為1以上、3以下的烷基,更優選碳數為2或3的烷基。p與q的和(p+q)優選p+q=100,即為100質量%。
所述共聚物的重量平均分子量(Mw)更優選1,500以上、5,000以下。
這些界面活性劑可單獨使用1種、或將2種以上混合使用。
相對於感光性樹脂組合物中的總固體成分100質量份,本發明的感光性樹脂組合物中的(I)界面活性劑的添加量優選10質量份以下,更優選0.001質量份~50質量份,進而更優選0.01質量份~10質量份。
[抗氧化劑]
本發明的感光性樹脂組合物也可以含有抗氧化劑。可含有公知的抗氧化劑作為抗氧化劑。通過添加抗氧化劑,具有如下的優點:可防止硬化膜的著色、或可減少由分解所引起的膜厚減少,另外,耐熱透明性優異。
作為此種抗氧化劑,例如可列舉:磷系抗氧化劑、醯胺類、醯肼類、受阻胺系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、酚系抗氧化劑、抗壞血酸類、硫酸鋅、糖類、亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、羥胺衍生物等。這些抗氧化劑之中,就硬化膜的著色、膜厚減少的觀點而言,特優選酚系抗氧化劑、醯胺系抗氧化劑、醯肼系抗氧化劑、硫系抗氧化劑。這些抗氧化劑 可單獨使用1種,也可以混合2種以上。
作為酚系抗氧化劑的市售品,例如可列舉:Adekastab AO-15、Adekastab AO-18、Adekastab AO-20、Adekastab AO-23、Adekastab AO-30、Adekastab AO-37、Adekastab AO-40、Adekastab AO-50、Adekastab AO-51、Adekastab AO-60、Adekastab AO-70、Adekastab AO-80、Adekastab AO-330、Adekastab AO-412S、Adekastab AO-503、Adekastab A-611、Adekastab A-612、Adekastab A-613、Adekastab PEP-4C、Adekastab PEP-8、Adekastab PEP-8W、Adekastab PEP-24G、Adekastab PEP-36、Adekastab PEP-36Z、Adekastab HP-10、Adekastab 2112、Adekastab 260、Adekastab 522A、Adekastab 1178、Adekastab 1500、Adekastab C、Adekastab 135A、Adekastab 3010、Adekastab TPP、Adekastab CDA-1、Adekastab CDA-6、Adekastab ZS-27、Adekastab ZS-90、Adekastab ZS-91(以上,艾迪科(股份)製造),Irganox 245FF、Irganox 1010FF、Irganox 1010、Irganox MD1024、Irganox 1035FF、Irganox 1035、Irganox 1076、Irganox 1098、Irganox 1330、Irganox 1520L、Irganox 3114、Irganox 1726、Irgafos 168、Irgamod 295(巴斯夫(BASF)(股份)製造),sumilizer GM、sumilizer GS、sumilizer MDP-S、sumilizer BBM-S、sumilizer WX-R、sumilizer GA-80(住友化學(股份)製造),Yoshinox BHT、Yoshinox BB、Yoshinox 2246G、Yoshinox 425、Yoshinox 250、Yoshinox 930、Yoshinox SS、Yoshinox TT、Yoshinox 917、Yoshinox 314((股份)API公司製造)等。
其中,可適宜地使用Adekastab AO-60、Adekastab AO-80、Irganox 1726、Irganox 1035、Irganox 1098。
相對於感光性樹脂組合物的總固體成分,抗氧化劑的含量優選0.1質量%~10質量%,更優選0.2質量%~5質量%,特優選0.5質量%~4質量%。通過設為該範圍內,所形成的膜可獲得充分的透明性、且圖案形成時的感光度也變得良好。
另外,也可以將“高分子添加劑的新進展(日刊工業新聞社(股份))”中所記載的各種紫外線吸收劑、或金屬鈍化劑等作為抗氧化劑以外的添加劑,添加至本發明的感光性樹脂組合物中。
另外,在本發明中,使用實質上不會因曝光光的照射而產生酸,而通過熱來產生酸的磺酸酯也優選。
實質上不會因曝光光的照射而產生酸可通過根據化合物的曝光前後的紅外線(Infrared,IR)光譜或核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)光譜測定,光譜無變化來判定。
磺酸酯的分子量優選230~1,000,更優選230~800。
可用於本發明的磺酸酯可使用市售的磺酸酯,也可以使用通過公知的方法所合成的磺酸酯。磺酸酯例如可通過在鹼性條件下,使磺醯氯或磺酸酐與所對應的多元醇進行反應來合成。
當將(C)成分的總含量設為100質量份時,熱酸產生劑在感光性樹脂組合物中的含量優選0.5質量份~20質量份,更優選1質量份~15質量份。
[酸增殖劑]
為了提升感光度,本發明的感光性樹脂組合物可使用酸增殖劑。
可用於本發明的酸增殖劑是可通過酸觸媒反應而進一步產生酸並使反應系統內的酸濃度上升的化合物,且為於不存在酸的狀態下穩定地存在的化合物。此種化合物通過1次反應而增加1種以上的酸,故伴隨反應的進展,反應加速地進行,但所產生的酸本身會誘發自分解,因此此處所產生的酸的強度以酸解離常數、pKa計,優選3以下,特優選2以下。
作為酸增殖劑的具體例,可列舉:日本專利特開平10-1508號公報的段落號0203~段落號0223、日本專利特開平10-282642號公報的段落號0016~段落號0055、及日本專利特表平9-512498號公報第39頁第12行~第47頁第2行中所記載的化合物。
作為可用於本發明的酸增殖劑,可列舉通過從酸產生劑所產生的酸而分解,並產生二氯醋酸、三氯醋酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟甲磺酸、苯基膦酸等pKa為3以下的酸的化合物。
具體而言,可列舉以下化合物等。
就曝光部與未曝光部的溶解對比度的觀點而言,相對於光酸產生劑100質量份,將酸增殖劑在感光性樹脂組合物中的含量優選設為10質量份~1,000質量份,更優選設為20質量份~500質量份。
[顯影促進劑]
本發明的感光性樹脂組合物可含有顯影促進劑。
作為顯影促進劑,可使用具有顯影促進效果的任意的化合物,但優選具有選自羧基、酚性羥基、及亞烷氧基的群組中的至少一種結構的化合物,更優選具有羧基或酚性羥基的化合物,最優選具有酚性羥基的化合物。
另外,作為(M)顯影促進劑的分子量,優選100~2000,更優選100~1000,最合適的是100~800。
作為顯影促進劑的例子,作為具有亞烷氧基的顯影促進劑,可列舉:聚乙二醇、聚乙二醇的單甲醚、聚乙二醇的二甲醚、聚乙二醇甘油酯、聚丙二醇甘油酯、聚丙二醇二甘油酯、聚丁二醇、聚乙二醇-雙酚A醚、聚丙二醇-雙酚A醚、聚氧乙烯的烷基醚、聚氧乙烯的烷基酯、及日本專利特開平9-222724號公報中所記載的化合物等。
作為具有羧基的顯影促進劑,可列舉:順丁烯二酸、反丁烯二酸、乙炔羧酸、1,4-環己烷二羧酸、辛二酸、己二酸、檸檬酸、蘋果酸等。除此以外,可列舉:日本專利特開2000-66406號公報、日本專利特開平9-6001號公報、日本專利特開平10-20501號公報、日本專利特開平11-338150號公報等中所記載的化合物。
作為具有酚性羥基的顯影促進劑,可列舉:日本專利特開2005-346024號公報、日本專利特開平10-133366號公報、日本專利特開平9-194415號公報、日本專利特開平9-222724號公報、日本專利特開平11-171810號公報、日本專利特開2007-121766號公報、日本專利特開平9-297396號公報、日本專利特開2003-43679號公報等中所記載的化合物。這些之中,合適的是苯環數為2個~10個的酚化合物,更合適的是苯環數為2個~5個的酚化合物。作為特優選的化合物,可列舉日本專利特開平10-133366號公報中作為溶解促進劑所揭示的酚性化合物。
顯影促進劑可單獨使用1種,也可以並用2種以上。
就感光度與殘膜率的觀點而言,當將(A)成分設為100質量份時,本發明的感光性樹脂組合物中的顯影促進劑的添加量優選0質量份~30質量份,更優選0.1質量份~20質量份,最優選0.5質量份~10質量份。
另外,也可以使用日本專利特開2012-8223號公報的段落號0120~段落號0121中所記載的熱自由基產生劑、及熱酸產生劑作為其他添加劑。
<感光性樹脂組合物的製備方法>
以規定的比例且以任意的方法將各成分混合,然後進行攪拌溶解來製備感光性樹脂組合物。例如,也可以在事先使成分分別溶解於溶劑中而製成溶液後,將這些成分以規定的比例混合來製備樹脂組合物。如以上般製備的組合物溶液也可以在使用孔徑為0.2 μm的過濾器等進行過濾後,供於使用。
[硬化膜的製造方法]
其次,對本發明的硬化膜的製造方法進行說明。
本發明的硬化膜的製造方法優選包括以下的(1)~(5)的步驟。
將本發明的感光性樹脂組合物塗布在基板上的步驟;從所塗布的感光性樹脂組合物中去除溶劑的步驟;利用光化射線對去除了溶劑的感光性樹脂組合物進行曝光的步驟;利用水性顯影液對經曝光的感光性樹脂組合物進行顯影的步驟;對經顯影的感光性樹脂組合物進行熱硬化的後烘烤步驟。
以下依次對各步驟進行說明。
在(1)的塗布步驟中,優選將本發明的感光性樹脂組合物塗布在基板上而製成含有溶劑的濕潤膜。優選在將感光性樹樹脂組合物塗布於基板上之前進行堿清洗或等離子清洗等基板的清洗,更優選在基板清洗後進而利用六甲基二矽氮烷對基板表面進行處理。通過進行該處理,存 在感光性樹脂組合物對於基板的密接性提升的傾向。作為利用六甲基二矽氮烷對基板表面進行處理的方法,並無特別限定,例如可列舉先使基板曝露在六甲基二矽氮烷蒸氣中的方法等。
作為所述基板,可列舉無機基板、樹脂、樹脂複合材料等。
作為無機基板,例如可列舉:玻璃,石英,矽酮,氮化矽,以及在此種基板上蒸鍍鉬、鈦、鋁、銅等而成的複合基板。
作為樹脂,可列舉包含如下合成樹脂的基板:聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚芳酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚苯並唑、聚苯硫醚、聚環烯烴、降冰片烯樹脂、聚氯三氟乙烯等氟樹脂、液晶聚合物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂、離聚物樹脂、氰酸酯樹脂、交聯反丁烯二酸二酯、環狀聚烯烴、芳香族醚、順丁烯二醯亞胺-烯烴、纖維素、環硫化合物等。
這些基板直接以所述形態使用的情況少,通常根據最終製品的形態,而形成有例如薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)元件般的多層積層構造。
朝基板上的塗布方法並無特別限定,例如可使用:狹縫塗布法、噴霧法、輥塗法、旋轉塗布法、流延塗布法、狹縫及旋轉(slit and spin)法等方法。進而,也可以應用如日本專利特開2009-145395號公報中所記載的所謂的預濕(prewet)法。
進行完塗布時的濕膜厚度並無特別限定,能夠以對應於用途的膜厚進行塗布,但通常在0.5 μm~10 μm的範圍內使用。
在(2)的溶劑去除步驟中,通過減壓(真空)及/或加熱而從所塗布的所述膜中去除溶劑,從而在基板上形成乾燥塗膜。溶劑去除步驟的加熱條件優選在70℃~130℃下加熱30秒~300秒左右。當溫度與時間為所述範圍時,存在圖案的密接性更良好、且殘渣也可以進一步減少的傾向。
在(3)的曝光步驟中,經由具有規定的圖案的遮罩對設置有塗膜的基板照射光化射線。在該步驟中,光酸產生劑分解並產生酸。塗 膜成分中所含有的酸分解性基因所產生的酸的觸媒作用而得到水解,從而生成羧基或酚性羥基。
作為利用光化射線的曝光光源,可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源、準分子雷射產生裝置等,可優選使用g射線(436 nm)、i射線(365 nm)、h射線(405 nm)等具有300 nm以上、450 nm以下的波長的光化射線。另外,視需要也可以通過如長波長截止濾波器、短波長截止濾波器、帶通濾波器(band-pass filter)般的分光濾波器來調整照射光。
作為曝光裝置,可使用鏡面投影對準曝光器(mirror projection aligner),步進機,掃描器,近接式、接觸式、微透鏡陣列、雷射曝光等各種方式的曝光機。
在生成有酸觸媒的區域中,為了加快所述水解反應,可進行曝光後加熱處理:曝光後烘烤(Post Exposure Bake)(以下,也稱為“PEB”)。通過PEB,可促進來自酸分解性基的羧基或酚性羥基的生成。進行PEB時的溫度優選30℃以上、130℃以下,更優選40℃以上、110℃以下,特優選50℃以上、100℃以下。
但是,本發明中的酸分解性基由於酸分解的活化能低,容易因由曝光所產生的源自光酸產生劑的酸而分解,並產生羧基或酚性羥基,因此未必進行PEB,也可以通過顯影而形成正像。
在(4)的顯影步驟中,使用鹼性顯影液對具有已遊離的羧基或酚性羥基的聚合物進行顯影。將包含具有容易溶解於鹼性顯影液中的羧基或酚性羥基的樹脂組合物的曝光部區域去除,由此形成正像。
優選在顯影步驟中所使用的顯影液中含有鹼性化合物。作為鹼性化合物,例如可使用:氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物類;碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬碳酸鹽類;重碳酸鈉、重碳酸鉀等鹼金屬重碳酸鹽類;氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化膽鹼等氫氧化銨類;矽酸鈉、偏矽酸鈉等的水溶液。另外,也可以將向所述堿類的水溶液中添加適當量甲醇或乙醇等水溶性有機溶劑或界面活性劑而成的水溶液用作顯影液。
作為優選的顯影液,可列舉氫氧化四乙基銨的0.4%水溶 液、0.5%水溶液、0.7%水溶液、2.38%水溶液。
顯影液的pH優選10.0~14.0。
顯影時間優選30秒~500秒,另外,顯影的方法可為水坑式(puddle)顯影法、浸漬法等任一種方法。顯影後,通常可進行30秒~300秒的流水清洗,而形成所期望的圖案。
在顯影後,也可以進行淋洗步驟。在淋洗步驟中,利用純水等清洗顯影後的基板,由此將所附著的顯影液去除,並將顯影殘渣去除。淋洗方法可使用公知的方法。例如可列舉噴淋淋洗或浸漬淋洗等。
在(5)的後烘烤步驟中,通過對所獲得的正像進行加熱,可使酸分解性基進行熱分解而生成羧基或酚性羥基,並與交聯性基、交聯劑等進行交聯,由此可形成硬化膜。該加熱優選使用加熱板或烘箱等加熱裝置,在規定的溫度,例如180℃~250℃下,以規定的時間,例如若為加熱板上則進行5分鐘~90分鐘的加熱處理,若為烘箱則進行30分鐘~120分鐘的加熱處理。通過進行此種交聯反應,可形成耐熱性、硬度等更優異的保護膜或層間絕緣膜。另外,當進行加熱處理時,也可以在氮氣環境下進行,由此進一步提升透明性。
也可以在後烘烤前、以比較低的溫度進行烘烤後進行後烘烤(中間烘烤步驟的追加)。當進行中間烘烤時,優選在90℃~150℃下加熱1分鐘~60分鐘後,在200℃以上的高溫下進行後烘烤。另外,也可以將中間烘烤、後烘烤分成3個階段以上的多階段來進行加熱。通過此種中間烘烤、後烘烤的設計,可調整圖案的錐角。所述加熱可使用加熱板、烘箱、紅外線加熱器等公知的加熱方法。
再者,可在後烘烤之前,利用光化射線對形成有圖案的基板進行全面再曝光(後曝光),然後進行後烘烤,由此從存在於未曝光部分中的光酸產生劑中產生酸,並使其作為促進交聯步驟的觸媒發揮功能,從而可促進膜的硬化反應。包括後曝光步驟時的優選的曝光量優選100 mJ/cm2~3,000 mJ/cm2,特優選100 mJ/cm2~500 mJ/cm2
進而,由本發明的感光性樹脂組合物所獲得的硬化膜也可以用作幹蝕刻抗蝕劑(dry etching resist)。當將通過後烘烤步驟進行熱硬化而獲得的硬化膜用作幹蝕刻抗蝕劑時,可進行灰化、等離子蝕刻、臭氧蝕刻 等幹蝕刻處理作為蝕刻處理。
[硬化膜]
本發明的硬化膜是使本發明的感光性樹脂組合物硬化而獲得的硬化膜。
本發明的硬化膜可適宜地用作層間絕緣膜。另外,本發明的硬化膜優選通過本發明的硬化膜的製造方法所獲得的硬化膜。
通過本發明的感光性樹脂組合物,可獲得絕緣性優異、在高溫下進行烘烤時也具有高透明性的層間絕緣膜。使用本發明的感光性樹脂組合物而成的層間絕緣膜具有高透明性、且硬化膜物性優異,因此對於有機EL顯示裝置或液晶顯示裝置的用途有用。
[液晶顯示裝置]
本發明的液晶顯示裝置的特徵在於具備本發明的硬化膜。
作為本發明的液晶顯示裝置,除具有使用所述本發明的感光性樹脂組合物所形成的平坦化膜或層間絕緣膜以外,並無特別限制,可列舉採用各種構造的公知的液晶顯示裝置。
例如,作為本發明的液晶顯示裝置所具備的TFT(Thin-Film Transistor)的具體例,可列舉:非晶矽-TFT、低溫多晶矽-TFT、氧化物半導體TFT等。本發明的硬化膜由於電特性優異,因此可與這些TFT組合後優選使用。
另外,作為本發明的液晶顯示裝置可採用的液晶驅動方式,可列舉:扭曲向列(Twisted Nematic,TN)方式、垂直配向(Vertical Alignment,VA)方式、共面切換(In-Plane Switching,IPS)方式、邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)方式、光學補償彎曲(Optically Compensated Bend,OCB)方式等。
在面板構成中,即便在彩色濾光片陣列(Color Filter on Array,COA)方式的液晶顯示裝置中,也可以使用本發明的硬化膜,例如可用作日本專利特開2005-284291號公報的有機絕緣膜(115)、或日本專利特開2005-346054號公報的有機絕緣膜(212)。
另外,作為本發明的液晶顯示裝置可採用的液晶配向膜的具體的配向方式,可列舉摩擦配向法、光配向法等。另外,也可以通過日本 專利特開2003-149647或日本專利特開2011-257734中所記載的聚合物穩定配向(Polymer Sustained Alignment,PSA)技術而得到聚合物配向支持。
另外,本發明的感光性樹脂組合物及本發明的硬化膜並不限定於所述用途,可用於各種用途。例如,除平坦化膜或層間絕緣膜以外,也可以適宜地用於彩色濾光片的保護膜、或用以將液晶顯示裝置中的液晶層的厚度保持為固定的墊片、或固體攝影元件中設置在彩色濾光片上的微透鏡等。
圖2是表示有源矩陣方式的液晶顯示裝置10的一例的概念剖面圖。該彩色液晶顯示裝置10為背面具有背光單元12的液晶面板,液晶面板配置有與配置在貼附有偏光膜的2片玻璃基板14、15之間的所有像素相對應的TFT16的元件。在形成於玻璃基板上的各元件中,通過形成在硬化膜17中的接觸孔18而佈線有形成像素電極的ITO透明電極19。在ITO透明電極19上設置有液晶20的層、及配置有黑色矩陣的RGB彩色濾光片22。
作為背光的光源,並無特別限定,可使用公知的光源。例如可列舉:白色LED、藍色.紅色.綠色等的多色LED、螢光燈(冷陰極管)、有機EL等。
另外,液晶顯示裝置也可以製成3D(立體視)型的裝置、或觸控面板型的裝置。進而,也可以設為可撓型,可用作日本專利特開2011-145686號公報的第2相間絕緣膜(48)、或日本專利特開2009-258758號公報的相間絕緣膜(520)。
[有機EL顯示裝置]
本發明的有機EL顯示裝置的特徵在於具備本發明的硬化膜。
作為本發明的有機EL顯示裝置,除具有使用所述本發明的感光性樹脂組合物所形成的平坦化膜或層間絕緣膜以外,並無特別限制,可列舉採用各種構造的公知的各種有機EL顯示裝置或液晶顯示裝置。
例如,作為本發明的有機EL顯示裝置所具備的TFT(Thin-Film Transistor)的具體例,可列舉:非晶矽-TFT、低溫多晶矽-TFT、氧化物半導體TFT等。本發明的硬化膜由於電特性優異,因此可與這些TFT 組合後優選使用。
圖1表示有機EL顯示裝置的一例的構成概念圖。表示底部發光型的有機EL顯示裝置中的基板的示意剖面圖,且具有平坦化膜4。
在玻璃基板6上形成底柵型的TFT1,並在覆蓋該TFT1的狀態下形成包含Si3N4的絕緣膜3。在絕緣膜3上形成此處省略了圖示的接觸孔後,經由該接觸孔而在絕緣膜3上形成連接於TFT1的配線2(高度為1.0 μm)。配線2是用以將TFT1間、或將其後的步驟中形成的有機EL元件與TFT1加以連接的線。
進而,為了使由配線2的形成所產生的凹凸平坦化,在埋入由配線2所產生的凹凸的狀態下,在絕緣膜3上形成平坦化膜4。
在平坦化膜4上形成底部發光型的有機EL元件。即,使包含ITO的第一電極5經由接觸孔7連接於配線2而形成在平坦化膜4上。另外,第一電極5相當於有機EL元件的陽極。
形成覆蓋第一電極5的周緣的形狀的絕緣膜8,通過設置該絕緣膜8,可防止第一電極5與其後的步驟中所形成的第二電極之間的短路。
進而,雖然圖1中未圖示,但經由所期望的圖案遮罩而依次進行蒸鍍來設置空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層,繼而,在基板上方的整個面上形成包含A1的第二電極,然後通過使用密封用玻璃板與紫外線硬化型環氧樹脂進行貼合來密封,而獲得在各有機EL元件上連接用以對其進行驅動的TFT1而成的有源矩陣型的有機EL顯示裝置。
本發明的感光性樹脂組合物由於硬化性及硬化膜特性優異,因此將使用本發明的感光性樹脂組合物所形成的抗蝕劑圖案製成隔離壁來作為微機電系統(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)用元件的構造構件、或作為機械驅動零件的一部分加以組裝後使用。作為此種MEMS用元件,例如可列舉:表面聲波濾波器(Surface Acoustic Wave Filter)、體聲波濾波器(Bulk Acoustic Wave Filter)、陀螺儀感測器、顯示器用微快門、影像感測器、電子紙、噴墨頭、生物芯片、密封劑等零件。更具體的例子在日本專利特表2007-522531號公報、日本專利特開2008-250200號公報、日本專利特開2009-263544號公報等中有例示。
本發明的感光性樹脂組合物由於平坦性或透明性優異,因此 也可以用於形成例如日本專利特開2011-107476號公報的圖2中所記載的堆積層(16)及平坦化膜(57)、日本專利特開2010-9793號公報的圖4(a)中所記載的隔離壁(12)及平坦化膜(102)、日本專利特開2010-27591號公報的圖10中所記載的堆積層(221)及第3層間絕緣膜(216b)、日本專利特開2009-128577號公報的圖4(a)中所記載的第2層間絕緣膜(125)及第3層間絕緣膜(126)、日本專利特開2010-182638號公報的圖3中所記載的平坦化膜(12)及像素分離絕緣膜(14)等。除此以外,也可以適宜地用於用以將液晶顯示裝置中的液晶層的厚度保持為固定的墊片,或者傳真機、電子複印機、固體攝影元件等的晶載彩色濾光片的成像光學系統或光纖連接器的微透鏡。
實施例
以下,列舉實施例來更具體地說明本發明。只要不脫離本發明的主旨,則以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理程序等可適宜變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示的具體例。再者,只要事先無特別說明,則“份”、“%”為質量基準。
在以下的合成例中,以下的符號分別表示以下的化合物。
V-65:2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(和光純藥工業製造)
V-601:二甲基-2,2'-偶氮雙(丙酸2-甲酯)(和光純藥工業製造)
MAEVE:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯
MATHF:甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯
MATHP:甲基丙烯酸四氫-2H-吡喃-2-基酯
CHOEMA:甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯
StOEVE:4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯
t-BuMA:甲基丙烯酸第三丁酯
P-Ph-1:4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯的1-乙氧基乙醚
StCOOEVE:苯乙烯羧酸的1-乙氧基乙醚
NBMA:正丁氧基甲基丙烯醯胺(NBMA,東京化成製造)
IBMAA:異丁氧基甲基丙烯醯胺(東京化成製造)
MMAA:甲氧基甲基丙烯醯胺(MRC UNITEC公司製造)
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
M100:甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(大賽璐化學工業(股份)製造)
OXE-30:甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯(大阪有機化學工業(股份)製造)
AllyMA:甲基丙烯酸烯丙酯
MAA-GMA:下述結構
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
THFFMA:甲基丙烯酸四氫糠酯
St:苯乙烯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
MAA:甲基丙烯酸
AA:丙烯酸
HO-MS:下述結構(HO-MS,共榮社製造)
HO(A)-HH:下述結構(HO(A)-HH,共榮社製造)
PHS:對羥基苯乙烯
Ph-1:4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯(和光純藥工業製造)
AcAc:乙二醇單乙醯醋酸酯單甲基丙烯酸酯(下述結構)
DCPM:甲基丙烯酸二環戊酯
EDM:二乙二醇乙基甲基醚(東邦化學工業製造,Hisolve EDM)
<聚合物A-1的合成>
如以下般合成作為共聚物(A)的聚合物A-1。
向乙基乙烯基醚144.2份(2莫耳當量)中添加吩噻嗪0.5份,在反應系統中一面冷卻至10℃以下一面滴加甲基丙烯酸86.1份(1莫耳當量)後,在室溫(25℃)下攪拌4小時。添加對甲苯磺酸吡啶鎓5.0份後,在室溫下攪拌2小時,然後在室溫下放置一夜。向反應液中添加碳酸氫鈉5份及硫酸鈉5份,在室溫下攪拌1小時,將不溶物過濾後在40℃以下進行減壓濃縮,對殘渣的黃色油狀物進行減壓蒸餾,而獲得作為無色油狀物的沸點(bp.)43℃~45℃/7 mmHg餾分的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(MAEVE)134.0份。
將二乙二醇乙基甲基醚(東邦化學工業製造,Hisolve EDM,45 g)作為溶劑而加入至三口燒瓶中,在氮氣環境下升溫至90℃。歷時2小時向該溶液中滴加作為單體成分的甲基丙烯酸甲酯(MMA,和光純藥工業製造,3.27 g)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(MAEVE,22.45 g)、甲基丙烯 酸羥基乙酯(HEMA,和光純藥製造,6.57 g)、甲基丙烯酸3-乙基-3-氧雜環丁基甲酯(OXE-30,大阪有機化學工業製造,20.26 g)、及正丁氧基甲基丙烯醯胺(NBMA,東京化成製造,9.43 g),以及作為聚合起始劑的二甲基2,2'-偶氮雙(丙酸2-甲酯)(V-601,和光純藥工業製造,7.36 g,相對於單體為8 mol%),並使它們溶解。滴加結束後攪拌2小時。向該溶液中進一步添加V-601(1.84 g,相對於單體為2 mol%),進而攪拌2小時,然後結束反應。由此獲得聚合物A-1。重量平均分子量為12000。
如下述表中所示般變更單體種類等,並同樣地合成聚合物A-2~聚合物A-8、聚合物C-1~聚合物C-3、聚合物C-5。
<聚合物C-4的合成>
在氮氣氣流下,將甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(79.06質量份(0.5莫耳當量))、甲基丙烯酸(43.05質量份(0.5莫耳當量))及二乙二醇乙基甲基醚(99.9質量份)的混合溶液加熱至70℃。一面對該混合溶液進行攪拌,一面歷時2.5小時滴加自由基聚合起始劑V-65(和光純藥工業(股份)製造,4.5質量份)及二乙二醇乙基甲基醚(90.0質量份)的混合溶液。滴加結束後,在70℃下反應5小時,由此獲得聚合物C-1的二乙二醇乙基甲基醚溶液(固體成分濃度:40質量%)。
向所述聚合物C-1溶液中進一步添加甲基丙烯酸縮水甘油酯(56.86質量份(0.4莫耳當量))、苄基三乙基銨(2.41質量份)、二乙二醇乙基甲基醚(85.3質量份),並在75℃下進行反應,由此獲得聚合物C-4的二乙二醇乙基甲基醚溶液(固體成分濃度:40質量%)。所獲得的聚合物C-4的通過凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測定的重量平均分子量為20,000。
<CHOEMA的合成>
以與所述聚合物A-1的合成中的MAEVE的合成法相同的方法進行CHOEMA的合成。
<MATHF的合成>
先將甲基丙烯酸(86 g,1 mol)冷卻至15℃,然後添加樟腦磺酸(4.6 g,0.02 mol)。向該溶液中滴加2-二氫呋喃(71 g,1 mol,1.0當量)。攪拌1小時後,添加飽和碳酸氫鈉(500 mL),並利用醋酸乙酯(500 mL) 進行萃取,利用硫酸鎂進行乾燥後,將不溶物過濾,然後在40℃以下進行減壓濃縮,對殘渣的黃色油狀物進行減壓蒸餾,而獲得作為無色油狀物的沸點(bp.)54℃~56℃/3.5 mmHg餾分的甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯(MATHF)125 g(產率為80%)。
<Ph-1的合成>
在攪拌下,向4-羥基苯甲酸(3-羥丙基)酯23 g的乙腈100 ml溶液中添加N-甲基吡咯烷酮20 ml,進而添加甲基丙烯醯氯16 g。一面在35℃下攪拌8小時一面進行反應後,將反應混合物倒出至冰水中,對所析出的結晶進行濾取,從醋酸乙酯/正己烷進行再結晶,而獲得4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯。
<P-Ph-1的合成>
P-Ph-1是通過利用1-乙氧基乙醚保護Ph-1而獲得。
<聚合物A-9的合成>
在聚合物A-2的合成中,相對於單體總量,進一步添加硫代蘋果酸1.5 mol%,除此以外,與聚合物A-2同樣地合成。
<感光性樹脂組合物的製備>
以成為下述表記載的固體成分比的方式,使聚合物(A成分)、酸產生劑(B成分)、聚合物(C成分)、增感劑(E成分)、交聯劑(F成分)、密接改良劑(G成分)、猝滅劑(H成分)、界面活性劑(I成分)溶解混合於溶劑中,利用口徑為0.2 μm的聚四氟乙烯制過濾器進行過濾,而獲得各種實施例及比較例的感光性樹脂組合物。
再者,溶劑使用丙二醇單甲醚醋酸酯/二乙二醇乙基甲基醚/1,3-丁二醇二醋酸酯=60/37/3(質量比)的混合溶劑,且以黏度變成5 mPa.s的方式進行調整。
表示實施例、比較例中所使用的各化合物的略號的詳細情況如下所述。
<B成分>
B-1:PAG-103(商品名,下述所示的結構,巴斯夫公司製造)
B-2:PAI-101(商品名,下述所示的結構,巴斯夫公司製造)
B-3:α-(羥基亞氨基)-2-苯基乙腈(其後說明合成例)
B-4:下述所示的結構(其後說明合成例)
B-5:下述所示的結構(其後說明合成例)
B-6:下述所示的結構(其後說明合成例)
B-7:下述所示的結構(其後說明合成例)
B-8:下述所示的結構(其後說明合成例)
B-9:TPS-1000(商品名,下述所示的結構,綠化學(Midori Kagaku)公司製造)
NQD:4,4'-[1-[4-[1-[4-羥苯基]-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚(1.0莫耳)與1,2-萘醌二疊氮-5-磺醯氯(2.0莫耳)的縮合物
<B-3的合成>
使苯基乙腈(5.85 g,東京化成公司製造)混合在四氫呋喃(50 ml,和光純藥公司製造)中,然後置於冰浴中來將反應液冷卻至5℃以下。繼而,滴加SM-28(甲醇鈉28%甲醇溶液,11.6 g,和光純藥公司製造),在冰浴下攪拌30分鐘來進行反應。繼而,一面將內溫保持為20℃以下一面滴加亞硝酸異戊酯(7.03 g,東京化成公司製造),滴加結束後使反應液在室 溫下反應1小時。將所獲得的反應液投入至溶解有氫氧化鈉(1 g)的水(150 mL)中並使其完全溶解,繼而添加醋酸乙酯(100 ml)來進行分液,獲得約180 ml的具有目標物的水層。進而,再次添加醋酸乙酯(100 ml),利用濃鹽酸使水層變成pH為3以下的酸性,然後對產物進行萃取、濃縮。若利用己烷對所獲得的粗結晶進行清洗,則以63%的產率獲得α-(羥基亞氨基)-2-苯基乙腈(4.6 g)。
使α-(羥基亞氨基)-2-苯基乙腈11.5 g溶解在四氫呋喃:100 ml(和光純藥公司製造)中,然後置於冰浴中來將反應液冷卻至5℃以下。繼而,滴加甲烷磺醯氯9.9 g(和光純藥公司製造),繼而一面將內溫保持為20℃以下一面滴加三乙胺9.55 g(和光純藥公司製造),然後在冰浴下攪拌1小時來進行反應。
將所獲得的反應液滴加至水500 mL中,並在室溫下攪拌一小時。若對所獲得的粉末狀的析出物進行過濾、乾燥,則以90%的產率獲得α-(甲基磺醯氧基亞氨基)-2-苯基乙腈(化合物B-3)(16 g)。該化合物的H-NMR光譜顯示產物為肟結構異構物(順/反(syn/anti))的混合物,其存在比為syn:anti=25/75。
<B-4的合成>
根據日本專利特表2002-528451號公報的段落號[0108]中所記載的方法,合成α-(對甲苯磺醯氧基亞氨基)苯基乙腈(化合物B-4)。
<B-5的合成> 合成中間物B-5A的合成
在室溫(25℃)下,使2-氨基苯硫醇(31.3 g,東京化成工業(股份)製造)溶解在甲苯(100 mL,和光純藥工業(股份)製造)中。繼而,向所獲得的溶液中滴加苯基乙醯氯(40.6 g,東京化成工業(股份)製造),在室溫下攪拌1小時,繼而在100℃下攪拌2小時來進行反應。向所獲得的反應液中加入水500 mL而使所析出的鹽溶解,對甲苯油分進行萃取,並利用旋轉蒸發器對萃取液進行濃縮,而獲得合成中間物B-5A。
1-2. B-5的合成
使以所述方式獲得的合成中間物B-5A(2.25 g)混合在四氫呋喃(10 mL,和光純藥工業(股份)製造)中後,置於冰浴中來將反應液 冷卻至5℃以下。繼而,向反應液中滴加氫氧化四甲基銨(4.37 g,25質量%甲醇溶液,Alfa Acer公司製造),在冰浴下攪拌0.5小時來進行反應。進而,一面將內溫保持為20℃以下一面滴加亞硝酸異戊酯(7.03 g),滴加結束後將反應液升溫至室溫為止,然後攪拌一小時。
繼而,將反應液冷卻至5℃以下後,投入對甲苯磺醯氯(1.9 g)(東京化成工業(股份)製造),一面保持10℃以下一面攪拌1小時。其後投入水(80 mL),並在0℃下攪拌1小時。將所獲得的析出物過濾後,投入異丙醇(Isopropyl alcohol,IPA)60 mL,加熱至50℃後攪拌1小時,並趁熱進行過濾、乾燥,由此獲得B-5的化合物(所述結構)(1.8 g)。
所獲得的B-5的1H-NMR光譜(300 MHz,氘代二甲基亞碸(Deuterated Dimethyl Sulfoxide)((D3C)2S=O))為δ=8.2~8.17(m,1H),8.03~8.00(m,1H),7.95~7.9(m,2H),7.6~7.45(m,9H),2.45(s,3H)。
根據所述1H-NMR測定結果,推斷所獲得的B-5為單獨1種的幾何異構物。
<B-6的合成>
向2-萘酚(10 g)、氯苯(30 mL)的懸濁溶液中添加氯化鋁(10.6 g)、2-氯丙醯氯(10.1 g),將混合液加熱至40℃後反應2小時。在冰浴冷卻下,向反應液中滴加4 N的HCl水溶液(60 mL),然後添加醋酸乙酯(50 mL)來進行分液。向有機層中添加碳酸鉀(19.2 g),在40℃下反應1小時後,添加2 N的HCl水溶液(60 mL)來進行分液,將有機層濃縮後,利用二異丙醚(10 mL)對結晶進行再打漿(reslurry),然後進行過濾、乾燥而獲得酮化合物(6.5 g)。
向所獲得的酮化合物(3.0 g)、甲醇(30 mL)的懸濁溶液中添加醋酸(7.3 g)、50質量%羥胺水溶液(8.0 g),並進行加熱回流。放置冷卻後,添加水(50 mL),對所析出的結晶進行過濾,利用冷甲醇進行清洗後,加以乾燥而獲得肟化合物(2.4 g)。
使所獲得的肟化合物(1.8 g)溶解在丙酮(20 mL)中,在冰浴冷卻下添加三乙胺(1.5 g)、對甲苯磺醯氯(2.4 g),升溫至室溫後反應1小時。向反應液中添加水(50 mL),對所析出的結晶進行過濾後,利用甲醇(20 mL)進行再打漿,然後進行過濾、乾燥而獲得B-6的化合物(所述 結構)(2.3 g)。
再者,B-6的1H-NMR光譜(300 MHz,CDCl3)為δ=8.3(d,1H),8.0(d,2H),7.9(d,1H),7.8(d,1H),7.6(dd,1H),7.4(dd,1H),7.3(d,2H),7.1(d,1H),5.6(q,1H),2.4(s,3H),1.7(d,3H)。
<B-7的合成>
使2-萘酚(20 g)溶解在N,N-二甲基乙醯胺(150 mL)中,添加碳酸鉀(28.7 g)、2-溴辛酸乙酯(52.2 g)後在100℃下反應2小時。向反應液中添加水(300 mL)、醋酸乙酯(200 mL)來進行分液,將有機層濃縮後,添加48質量%氫氧化鈉水溶液(23 g)、乙醇(50 mL)、水(50 mL),並進行2小時反應。將反應液倒出至1 N的HCl水溶液(500 mL)中,對所析出的結晶進行過濾、水洗而獲得羧酸粗產物後,添加聚磷酸30 g並在170℃下反應30分鐘。將反應液倒出至水(300 mL)中,添加醋酸乙酯(300 mL)來進行分液,將有機層濃縮後利用矽膠柱色譜法(silica gel column chromatography)進行精製,而獲得酮化合物(10 g)。
向所獲得的酮化合物(10.0 g)、甲醇(100 mL)的懸濁溶液中添加醋酸鈉(30.6 g)、鹽酸羥胺(25.9 g)、硫酸鎂(4.5 g),並進行24小時加熱回流。放置冷卻後,添加水(150 mL)、醋酸乙酯(150 mL)來進行分液,利用水80 mL對有機層進行4次分液,並加以濃縮後,利用矽膠柱色譜法進行精製而獲得肟化合物(5.8 g)。
針對所獲得的肟(3.1 g),與B-6的化合物同樣地進行磺酸酯化,而獲得B-7的化合物(所述結構)(3.2 g)。
再者,B-7的1H-NMR光譜(300 MHz,CDCl3)為δ=8.3(d,1H),8.0(d,2H),7.9(d,1H),7.8(d,1H),7.6(dd,1H),7.5(dd,1H),7.3(d,2H),7.1(d,1H),5.6(dd,1H),2.4(s,3H),2.2(ddt,1H),1.9(ddt,1H),1.4~1.2(m,8H),0.8(t,3H)。
<B-8的合成>
使用苯磺醯氯來代替B-6中的對甲苯磺醯氯,除此以外,以與B-6相同的方式合成B-8的化合物(所述結構)。
再者,B-8的1H-NMR光譜(300 MHz,CDCl3)為δ=8.3(d,1H),8.1(d,2H),7.9(d,1H),7.8(d,1H),7.7-7.5(m,4H),7.4(dd,1H),7.1(d,1H), 5.6(q,1H),1.7(d,3H)。
<E成分>
E-1:DBA(商品名,9,10-二丁氧基蒽,川崎化成工業製造)
E-2:NBCA(下述結構,黑金化成(股份)製造)
<F成分>
F-1:JER157S65(商品名,苯酚酚醛清漆型環氧樹脂,三菱化學控股公司製造)
F-2:Nikalac MW-100LM(三和化學(Sanwa Chemical)公司製造)
F-3:EX-111(長瀨化成(Nagase chemteX)公司製造)
F-4:EX-212L(長瀨化成公司製造)
F-5:Kayarad DPHA(日本化藥公司製造)
F-6:Celloxide 2021P(大賽璐公司製造)
F-7:Duranate 17B-60P(旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals)公司製造)
F-8:Denacol EX-321L(長瀨化成公司製造)
<G成分>
G-1:KBM-403(商品名,3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷,下述所示的結構,信越化學工業(股份)製造)
G-2:KBE-403(商品名,3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
G-3:KBE-1003(商品名,乙烯基三乙氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
G-4:KBM-502(商品名,3-甲基丙烯醯氧基丙基二甲氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
G-5:KBM-5103(商品名,3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
G-6:KBM-803(商品名,3-巰基丙基三甲氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
G-7:KBM-903(商品名,3-氨基丙基三甲氧基矽烷,信越化學工業(股份)製造)
<H成分>
H-1:1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯
H-2:三苯基咪唑
H-3:下述結構
<I成分>
I-1:由下述結構式所表示的含有全氟烷基的非離子性界面 活性劑
I-2:矽酮系界面活性劑SH-8400(東麗道康寧矽酮)
<其他添加劑>
AO-60:受阻酚Adekastab AO-60(艾迪科製造)
SE-1:水楊酸
SE-2:下述化合物
SE-3:檸檬酸
SA-1:下述化合物
<感光度的評價>
將各感光性樹脂組合物狹縫塗布在玻璃基板(Corning 1737,0.7 mm厚(康寧公司製造))上後,在加熱板上以95℃/140秒進行預烘烤而使溶劑揮發,從而形成膜厚為4.0 μm的感光性樹脂組合物層。
繼而,利用佳能(Canon)(股份)製造的PLA-501F曝光機(超高壓水銀燈),經由規定的遮罩對所獲得的感光性樹脂組合物層進行曝光。然後,利用鹼性顯影液(0.4質量%的氫氧化四甲基銨水溶液),以23℃/60秒對曝光後的感光性組合物層進行顯影後,利用超純水淋洗20秒。
將通過這些操作而以1:1對9 μm的線與空間(Line and Space)進行解析時的最佳i射線曝光量(Eopt)設為感光度。再者,評價基準如下所述。A、B、C為實用上無問題的水準。
A:未滿40 mJ/cm2
B:40 mJ/cm2以上、未滿60 mJ/cm2
C:60 mJ/cm2以上、未滿80 mJ/cm2
D:80 mJ/cm2以上、未滿150 mJ/cm2
E:150 mJ/cm2以上
以下僅對實施例8進行感光度評價。其原因在於:t-BuMA是原本感光度低的化合物。
將感光性樹脂組合物狹縫塗布在玻璃基板(Corning 1737, 0.7 mm厚(康寧公司製造))上後,在加熱板上以95℃/140秒進行預烘烤而使溶劑揮發,從而形成膜厚為4.0 μm的感光性樹脂組合物層。
繼而,利用佳能(股份)製造的PLA-501F曝光機(超高壓水銀燈),經由規定的遮罩對所獲得的感光性樹脂組合物層進行曝光。然後,利用60℃加熱板對曝光後的基板進行1分鐘加熱後,利用鹼性顯影液(2.38質量%的氫氧化四甲基銨水溶液)以23℃/60秒進行顯影,然後利用超純水淋洗20秒。
將通過這些操作而以1:1對9 μm的線與空間進行解析時的最佳i射線曝光量(Eopt)設為感光度。再者,評價基準相同。
<體積電阻率的測定> [製作樣品]
將材料塗布在鋁基板上後,在90℃下進行2分鐘乾燥,然後利用超高壓水銀燈進行300 mJ曝光,進而,在230℃下利用烘箱進行30分鐘加熱,而形成膜厚為3 μm的硬化膜。將在該硬化膜上進行鋁蒸鍍而成者作為體積電阻率測定用樣品。
[測定]
在23℃、相對濕度60%、24小時的條件下對所述體積電阻率測定用樣品進行調濕後,利用超高電阻計(ULTRA HIGH RESISTANCE METER)(愛德萬測試(ADVANTEST)製造)進行體積電阻率測定。
測定方法是依據JIS K6911,以施加電壓10 V、1分鐘的條件對體積電阻測定值(Ω)進行測定。
根據本測定值與鋁電極的面積及試樣厚度,算出體積電阻率(Ω.cm)(越高越好)。A、B、C為實用上無問題的水準。
A:5.0×1016 Ω.cm以上
B:3.0×1016 Ω.cm以上、未滿5.0×1016 Ω.cm
C:1.0×1016 Ω.cm以上、未滿3.0×1016 Ω.cm
D:5.0×1015 Ω.cm以上、未滿1.0×1016 Ω.cm
E:未滿5.0×1015 Ω.cm
<耐溶劑性的評價>
將各感光性樹脂組合物狹縫塗布在玻璃基板(Corning 1737,0.7 mm厚(康寧公司製造))上後,在加熱板上以95℃/140秒進行預烘烤而使溶劑揮發,從而形成膜厚為3.0 μm的感光性樹脂組合物層。利用超高壓水銀燈進行300 mJ曝光,進而,在230℃下利用烘箱進行60分鐘加熱,而形成硬化膜。
對所獲得的硬化膜的膜厚(T1)進行測定。而且,使形成有該硬化膜的基板在將溫度控制成60℃的二甲基亞碸:單乙醇胺=5:5溶液中浸漬10分鐘後,對浸漬後的硬化膜的膜厚(t1)進行測定,並算出由浸漬所產生的膜厚變化率{| t1-T1 |/T1}×100[%]。將結果示於下述表中。A、B、C為實用上無問題的水準。
A:未滿2%
B:2%以上、未滿3%
C:3%以上、未滿4%
D:4%以上、未滿6%
E:6%以上
<實施例22>
實施例22是在實施例21中,將基板從玻璃基板(Corning 1737,0.7 mm厚(康寧公司製造))變更為6英寸矽晶片,除此以外,同樣地進行。
<實施例26>
實施例26是在實施例23中,將溶劑替換成丙二醇單甲醚醋酸酯/二乙二醇乙基甲基醚/1,3-丁二醇二醋酸酯=60/37/3(質量比)的混合溶劑,並以組合物的黏度變成35 mPa.s的方式進行調整,且將所有塗佈設為旋塗,除此以外,同樣地進行。
如所述表而明確般,可知本發明的感光性樹脂組合物具有高的感光度、體積電阻率及耐溶劑性。尤其,可知總聚合物成分中的含有-NH-CH2-O-R的構成單元及含有交聯基的構成單元的比例多者取得更優異的效果。
<實施例30>
實施例30是在實施例23中,將曝光機從佳能(股份)製造的PLA-501F曝光機變更成尼康(Nikon)(股份)製造的FX-803M(gh-Line步進機),除此以外,同樣地進行。感光度的評價為“A”。
<實施例31>
實施例31是在實施例23中,將曝光機從佳能(股份)製造的PLA-501F曝光機變更成355 nm雷射曝光機來進行355 nm雷射曝光,除此以外,同樣地進行。此處,作為355 nm雷射曝光機,使用V科技(V-Technology)股份有限公司製造的“AEGIS”(波長為355 nm,脈衝寬度為6 nsec),曝光量是使用OPHIR公司製造的“PE10B-V2”來測定。
感光度的評價為“A”。
<實施例32>
實施例32是在實施例23中,將曝光機從佳能(股份)製造的PLA-501F曝光機變更成紫外線(Ultraviolet,UV)-LED光源曝光機,除此以外,同樣地進行。感光度的評價為“A”。
如上所述,可知不論基板、曝光機如何,實施例的感光性樹脂組合物均顯示優異的感光度,且所形成的圖案的形狀也優異。
<實施例33>
通過以下的方法來製作使用薄膜電晶體(TFT)的有機EL顯示裝置(參照圖1)。
在玻璃基板6上形成底柵型的TFT1,並在覆蓋該TFT1的狀態下形成包含Si3N4的絕緣膜3。繼而,在該絕緣膜3上形成此處省略了圖示的接觸孔後,經由該接觸孔而在絕緣膜3上形成連接於TFT1的配線2(高度為1.0 μm)。該配線2是用以將TFT1間、或將其後的步驟中形成的有機EL元件與TFT1加以連接的線。
進而,為了使由配線2的形成所產生的凹凸平坦化,在埋入 由配線2所產生的凹凸的狀態下,朝絕緣膜3上形成平坦化膜4。在絕緣膜3上形成平坦化膜4是將實施例16的感光性樹脂組合物旋塗在基板上,在加熱板上進行預烘烤(90℃×2分鐘)後,使用高壓水銀燈從遮罩上照射45 mJ/cm2(照度為20 mW/cm2)的i射線(365 nm),然後利用鹼性水溶液進行顯影而形成圖案,並在230℃下進行60分鐘的加熱處理。
塗布感光性樹脂組合物時的塗布性良好,在曝光、顯影、煆燒後所獲得的硬化膜中,未看到皺折或裂痕的產生。進而,配線2的平均階差為500 nm,所製作的平坦化膜4的膜厚為2,000 nm。
繼而,在所獲得的平坦化膜4上形成底部發光型的有機EL元件。首先,使包含ITO的第一電極5經由接觸孔7連接於配線2而形成在平坦化膜4上。其後,塗布抗蝕劑,並進行預烘烤,經由所期望的圖案的遮罩進行曝光,然後進行顯影。將該抗蝕劑圖案作為遮罩,通過使用ITO蝕刻劑的濕蝕刻來進行圖案加工。其後,在50℃下,使用抗蝕劑剝離液(Remover 100,安智電子材料(AZ Electronic Materials)公司製造)將所述抗蝕劑圖案剝離。以所述方式獲得的第一電極5相當於有機EL元件的陽極。
繼而,形成覆蓋第一電極5的周緣的形狀的絕緣膜8。將實施例22的感光性樹脂組合物用於絕緣膜8,以與所述相同的方法形成絕緣膜8。通過設置該絕緣膜8,可防止第一電極5與其後的步驟中所形成的第二電極之間的短路。
進而,在真空蒸鍍裝置內,經由所期望的圖案遮罩而依次進行蒸鍍來設置空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層。繼而,在基板上方的整個面上形成包含A1的第二電極。從蒸鍍機中取出所獲得的所述基板,通過使用密封用玻璃板與紫外線硬化型環氧樹脂進行貼合來密封。
如以上般,獲得在各有機EL元件上連接用以對其進行驅動的TFT1而成的有源矩陣型的有機EL顯示裝置。經由驅動電路而施加電壓的結果,可知其為顯現良好的顯示特性、且可靠性高的有機EL顯示裝置。
<實施例34>
在日本專利第3321003號公報的圖1中所記載的有源矩陣型液晶顯示裝置中,以如下方式形成硬化膜17作為層間絕緣膜,而獲得實施例34的液晶顯示裝置。
即,使用實施例25的感光性樹脂組合物,以與所述實施例33中的有機EL顯示裝置的平坦化膜4的形成方法相同的方法,形成硬化膜17作為層間絕緣膜。
對所獲得的液晶顯示裝置施加驅動電壓的結果,可知其為顯現良好的顯示特性、且可靠性高的液晶顯示裝置。
10‧‧‧液晶顯示裝置
12‧‧‧背光單元
14、15‧‧‧玻璃基板
16‧‧‧TFT
17‧‧‧硬化膜
18‧‧‧接觸孔
19‧‧‧ITO透明電極
20‧‧‧液晶
22‧‧‧彩色濾光片

Claims (19)

  1. 一種正型感光性樹脂組合物,包括:(A)滿足下述(1)及下述(2)的至少一個的聚合物成分,(1)(A1)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)、及所述(a2)以外的含有交聯基的構成單元(a3)的共聚物,(2)(A2)具有含有酸基由酸分解性基保護的基的構成單元(a1)、及含有由-NH-CH2-O-R(R為碳數為1~20的烷基)所表示的部分結構的構成單元(a2)的共聚物,以及(C)具有所述(a2)以外的含有交聯基(c2)的構成單元的聚合物;(B)光酸產生劑;以及(D)溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述構成單元(a2)為由下述通式(1)所表示的構成單元, 所述式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示碳數為1~20的烷基。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述構成單元(a1)為由式(A2')所表示的構成單元,式(A2') 式中,R1及R2分別表示氫原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一個為烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2與R3可連結而形成環狀醚,R4表示氫原子或甲基,X表示單鍵或亞芳基。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4)。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:包括肟磺酸酯化合物或鎓鹽化合物作為(B)光酸產生劑。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:正型感光性組合物中所含有的總聚合物成分的10莫耳%以上為所述構成單元(a2),總聚合物成分的20莫耳%以上為所述構成單元(a3)及/或所述構成單元(c2)。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:正型感光性樹脂組合物中所含有的聚合物的30質量%以上為所述(1)共聚物。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4),所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4),正型感光性樹脂組合物中所含有的聚合物的30 質量%以上為所述(1)共聚物。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元,正型感光性組合物中所含有的總聚合物成分的10莫耳%以上為所述構成單元(a2),總聚合物成分的20莫耳%以上為所述構成單元(a3)及/或所述構成單元(c2)。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4),所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元,正型感光性組合物中所含有的總聚合物成分的10莫耳%以上為所述構成單元(a2),總聚合物成分的20莫耳%以上為所述構成單元(a3)及/或所述構成單元(c2)。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物,其中:所述(A)聚合物成分中所含有的任一種聚合物包括含有羧酸的構成單元作為其他構成成分(a4),所述構成單元(a2)或構成單元(c2)為含有環氧基及/或氧雜環丁基的構成單元,正型感光性組合物中所含有的總聚合物成分的10莫耳%以上為所述構成單元(a2),總聚合物成分的20莫耳%以上為所述構成單元(a3)及/或所述構成單元(c2),正型感光性樹脂組合物中所含有的聚合物的30質量%以上為所述(1)共聚物。
  14. 一種硬化膜的製造方法,其特徵在於包括:(1)將如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物應用於基板上的步驟;(2)從所應用的感光性樹脂組合物中去除溶劑的步驟;(3)利用活性放射線進行曝光的步驟;(4)利用水性顯影液進行顯影的步驟;以及(5)進行熱硬化的後烘烤步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的硬化膜的製造方法,其中:在所述顯影步驟後、後烘烤步驟前,包括進行全面曝光的步驟。
  16. 一種硬化膜,其是使如申請專利範圍第1項或第2項所述的正型感光性樹脂組合物硬化而形成。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的硬化膜,其中:其為層間絕緣膜。
  18. 一種液晶顯示裝置,包括如申請專利範圍第16項所述的硬化膜。
  19. 一種有機電致發光顯示裝置,包括如申請專利範圍第16項所述的硬化膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI704414B (zh) * 2015-03-06 2020-09-11 南韓商東友精細化工有限公司 化學增強型感光性樹脂組成物以及由其所製造的絕緣膜

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6252049B2 (ja) * 2012-09-11 2017-12-27 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
WO2014054455A1 (ja) * 2012-10-02 2014-04-10 日産化学工業株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物
JP6079289B2 (ja) * 2013-02-15 2017-02-15 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、その形成方法、及び表示素子
JP6136727B2 (ja) * 2013-08-02 2017-05-31 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、その形成方法及び表示素子
JP6136787B2 (ja) * 2013-09-05 2017-05-31 Jsr株式会社 表示素子の絶縁膜形成用感放射線性樹脂組成物、この組成物の調製方法、表示素子の絶縁膜、この絶縁膜の形成方法及び表示素子
WO2016052255A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 Tft基板の製造方法、有機el表示装置及びその製造方法、並びに、液晶表示装置、及びその製造方法
JP6306621B2 (ja) * 2015-02-17 2018-04-04 富士フイルム株式会社 薄膜トランジスタ基板の製造方法、表示装置の製造方法及び表示装置
JP6947027B2 (ja) * 2015-02-19 2021-10-13 日本ゼオン株式会社 樹脂組成物、樹脂膜、及び電子部品
JP6622479B2 (ja) * 2015-03-31 2019-12-18 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6986564B2 (ja) * 2017-09-26 2021-12-22 富士フイルム株式会社 磁気記録媒体用組成物、磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法
US20220236644A1 (en) * 2019-07-16 2022-07-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition, photosensitive dry film, layered product, and pattern formation method
JP6986534B2 (ja) * 2019-09-11 2021-12-22 株式会社タムラ製作所 感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物を有するドライフィルム及び感光性樹脂組成物の光硬化物を有するプリント配線板

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58137834A (ja) * 1982-02-09 1983-08-16 Kuraray Co Ltd 感光性組成物
DE3442756A1 (de) * 1984-11-23 1986-05-28 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Strahlungsempfindliches gemisch, daraus hergestelltes aufzeichnungsmaterial und verfahren zur herstellung von waermebestaendigen reliefaufzeichnungen
DE3504658A1 (de) * 1985-02-12 1986-08-14 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Lichtempfindliches gemisch und damit hergestelltes aufzeichnungsmaterial
JPS6279444A (ja) * 1985-10-03 1987-04-11 Kuraray Co Ltd 架橋性レジスト
DE4003025A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Hoechst Ag Strahlungsempfindliches gemisch, hiermit hergestelltes strahlungsempfindliches aufzeichnungsmaterial und verfahren zur herstellung von reliefaufzeichnungen
TWI363251B (en) * 2003-07-30 2012-05-01 Nissan Chemical Ind Ltd Sublayer coating-forming composition for lithography containing compound having protected carboxy group
JP4637209B2 (ja) * 2007-06-05 2011-02-23 富士フイルム株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物及びそれを用いた硬化膜形成方法
US20110183264A1 (en) * 2008-09-12 2011-07-28 Sumitomo Chemical Company, Limited Resist processing method and use of positive type resist composition
JP5623896B2 (ja) * 2010-01-15 2014-11-12 富士フイルム株式会社 感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機el表示装置、及び、液晶表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI704414B (zh) * 2015-03-06 2020-09-11 南韓商東友精細化工有限公司 化學增強型感光性樹脂組成物以及由其所製造的絕緣膜

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