TW201817749A - 負型感光性樹脂組成物、硬化膜、具備硬化膜之元件、具備元件之顯示裝置、及有機el顯示器 - Google Patents

負型感光性樹脂組成物、硬化膜、具備硬化膜之元件、具備元件之顯示裝置、及有機el顯示器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種負型感光性樹脂組成物,其具有高的顏料分散性安定性,且能減少顯像時的未曝光部之殘渣。本發明為一種負型感光性樹脂組成物,其係含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有超過0的胺價之分散劑、(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮(benzofuranone)系有機顏料、(D)自由基聚合性化合物及(E)光聚合起始劑之負型感光性樹脂組成物,前述(A)鹼可溶性樹脂包含選自包含(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物之群組中的1種類以上,且前述(B)具有超過0的胺價之分散劑包含:(B1)包含通式(2)所示的重複單元及通式(3)所示的重複單元之分散劑、與(B2)胺價為15~60mgKOH/g的丙烯酸嵌段共聚物之分散劑及/或(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑。
(通式(2)中,R1表示伸烷基;R2及R3係可各自相同,也可相異,表示氫、烷基或羥基;x表示0~20之整數;惟,x為0時,R2、R3的至少一者為烷基;m表示1~100之整數;通式(3)中,n表示1~100之整數)。

Description

負型感光性樹脂組成物、硬化膜、具備硬化膜之元件、具備元件之顯示裝置、及有機EL顯示器
本發明關於負型感光性樹脂組成物、硬化膜、元件、顯示裝置及有機EL顯示器。
近年來,於智慧型手機、平板PC及電視等之具有薄型顯示器的顯示裝置中,開發出許多的使用有機電致發光(以下,「EL」)顯示器之製品。
有機EL顯示器由於是自發光元件,若室外的太陽光等之外光入射,則因該外光反射而視覺辨認性及對比降低。因此,要求減低外光反射之技術。為了減少如此的外光反射,已知於發光元件的光取出側形成偏光板、1/4波長板或抗反射層等之方法。然而,形成偏光板時,可藉由偏光板來減少外光反射,但另一方面,自發光元件所輸出的光之一部分亦被偏光板所阻隔,故有機EL顯示器的亮度會降低。因此,要求在不使用偏光板等下減少外光反射之技術。
作為阻隔外光之技術,可舉出液晶顯示器之彩色濾光片中所用的黑色矩陣。
一般而言,有機EL顯示器係為了分割發光元件的畫素之間,而在透明電極與金屬電極之層間形成 被稱為畫素分割層的絕緣膜。有藉由將此畫素分割層予以著色化,賦予遮光性,而吸收所入射的外光,結果減少外光反射之手法。
為了賦予遮光性,使用黑色的顏料或染料,但特佳為使用遮光性優異的顏料。再者,於有機EL顯示器中,在基板上形成有TFT,但為了TFT上的遮罩之對位,較宜使用能光穿透近紅外或紅外區域的有機顏料。此時,若顏料的遮光性過高,則亦阻隔圖案曝光時的紫外線等。因此,一般使用藉由自由基聚合能有效率的硬化、能形成膜之負型感光性樹脂組成物。
使用顏料時,必須藉由各式各樣的微細化處理方法將顏料予以微細化,而在膜形成時成為均勻。然而,即使微細化,也一次粒子或二次粒子的微細化已進行之顏料一般為容易凝聚。因此,若微細化過度進行,則會形成巨大的塊狀顏料固形物。
而且,於負型感光性樹脂組成物之形成中,通常使用鹼顯像液,但容易造成未曝光部的殘渣(顯像性),難以實現能兼顧分散安定性與顯像性之負型感光性樹脂組成物。
因此,一般而言為了保持良好的分散狀態,利用分散劑。分散劑兼具吸附於著色材的部位與作為分散介質的溶劑親和性高的部位之結構,以此2個機能部位之平衡決定性能。分散劑係配合作為被分散物的顏料之表面狀態,使用各種者。
例如,作為適合喹酞酮顏料之顏料分散劑,有記載:具有環氧乙烷鏈或環氧丙烷鏈的至少一者之分散劑(專利文獻1),適合雙苯并呋喃酮(benzofuranone)系顏料、苝系顏料之高分子分散劑(專利文獻2),具有特定的重複單元之胺系分散劑(專利文獻3),具有環氧乙烷單元的分散劑(專利文獻4),由在側鏈具有胺基的嵌段與不具有的嵌段所構成之共聚物(專利文獻5),於黑色用感放射線組成物中具有胺基甲酸酯鍵的分散劑(專利文獻6)、具有來自具有伸烷基二醇鏈的乙烯性不飽和單體之重複單元的嵌段共聚物(專利文獻7)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2013-24934號公報
專利文獻2 日本特開2014-130173號公報
專利文獻3 日本特表2013-529228號公報
專利文獻4 日本發明專利第5079583號公報
專利文獻5 日本特開2009-25813號公報
專利文獻6 日本特開2000-227654號公報
專利文獻7 日本特開2011-232735號公報
然而,此等的分散劑雖然具有某程度的顏料分散能力,但是無法兼顧顯像時的未曝光部之殘渣減少。
因此,本發明之目的在於提供一種負型感光性樹脂組成物,其具有高的顏料分散性安定性,且能減少顯像時的未曝光部之殘渣。
一種負型感光性樹脂組成物,其係含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有超過0的胺價之分散劑、(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料、(D)自由基聚合性化合物、及(E)光聚合起始劑
之負型感光性樹脂組成物,前述(A)鹼可溶性樹脂包含選自包含(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物之群組中的1種類以上,且,前述(B)具有超過0的胺價之分散劑包含:(B1)包含通式(2)所示的重複單元及通式(3)所示的重複單元之分散劑、與(B2)胺價為15~60mgKOH/g的丙烯酸嵌段共聚物之分散劑及/或(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑;
(通式(2)中,R1表示伸烷基;R2及R3係可各自相同,也可相異,表示氫、烷基或羥基;x表示0~20 之整數;惟,x為0時,R2、R3的至少一者為烷基;m表示1~100之整數;通式(3)中,n表示1~100之整數)。
依照本發明,可得到一種負型感光性樹脂組成物,其具有高的顏料分散安定性,且能減少顯像時的未曝光部之殘渣。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧TFT
3‧‧‧TFT平坦化用的硬化膜
4‧‧‧反射電極
5a‧‧‧預烘烤膜
5b‧‧‧硬化圖案
6‧‧‧遮罩
7‧‧‧活性化學線
8‧‧‧EL發光層
9‧‧‧透明電極
10‧‧‧平坦化用的硬化膜
11‧‧‧蓋玻璃
34‧‧‧玻璃基板
35‧‧‧PI薄膜基板
36‧‧‧氧化物TFT
37‧‧‧TFT平坦化用的硬化膜
38‧‧‧反射電極
39a‧‧‧預烘烤膜
39b‧‧‧硬化圖案
40‧‧‧遮罩
41‧‧‧活性化學線
42‧‧‧EL發光層
43‧‧‧透明電極
44‧‧‧平坦化用的硬化膜
45‧‧‧玻璃基板
46‧‧‧PET薄膜基板
47‧‧‧無鹼玻璃基板
48‧‧‧第1電極
49‧‧‧輔助電極
50‧‧‧絕緣膜
51‧‧‧有機EL層
52‧‧‧第2電極
53‧‧‧無鹼玻璃基板
54‧‧‧源極電極
55‧‧‧汲極電極
56‧‧‧反射電極
57‧‧‧氧化物半導體層
58‧‧‧通孔
59‧‧‧畫素區域
60‧‧‧閘絕緣層
61‧‧‧閘極電極
62‧‧‧TFT保護層/畫素分割層
63‧‧‧有機EL發光層
64‧‧‧透明畫素電極
65‧‧‧密封膜
66‧‧‧無鹼玻璃基板
圖1係顯示使用本發明之負型感光性樹脂組成物的硬化膜之有機EL顯示器的製程之步驟圖。
圖2係顯示使用本發明之負型感光性樹脂組成物的硬化膜之可撓性有機EL顯示器的製程之步驟圖。
圖3係用於發光特性評價之有機EL顯示裝置的概略圖。
圖4係不具有偏光層之有機EL顯示器的概略圖。
實施發明的形態
本發明係一種負型感光性樹脂組成物,其係含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有超過0的胺價之分散劑、(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料、(D)自由基聚合性化合物、及(E)光聚合起始劑
之負型感光性樹脂組成物, 前述(A)鹼可溶性樹脂包含選自包含(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物之群組中的1種類以上,且,前述(B)具有超過0的胺價之分散劑包含:(B1)包含通式(2)所示的重複單元及通式(3)所示的重複單元之分散劑、與(B2)胺價為15~60mgKOH/g的丙烯酸嵌段共聚物之分散劑及/或(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑。
(通式(2)中,R1表示伸烷基;R2及R3係可各自相同,也可相異,表示氫、烷基或羥基;x表示0~20之整數;惟,x為0時,R2、R3的至少一者為烷基;m表示1~100之整數;通式(3)中,n表示1~100之整數)
<鹼可溶性樹脂>
本發明之負型感光性樹脂組成物含有(A)鹼可溶性樹脂。(A)鹼可溶性樹脂係在負型光阻中一般使用的在鹼水溶液中具有可溶性者。從耐熱性之觀點來看,較佳為包含由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑、(A4)聚苯并唑前驅物所選出的1種類以上。
<(A1)聚醯亞胺及(A2)聚醯亞胺前驅物>
作為(A1)聚醯亞胺,例如可舉出藉由加熱或使用酸或鹼等的反應,使聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯胺酸醯 胺或聚異醯亞胺(polyisoimide)進行脫水閉環而得者,具有四羧酸及/或其衍生物殘基與二胺及/或其衍生物殘基。
作為(A2)聚醯亞胺前驅物,例如可舉出藉由使四羧酸、對應的四羧酸二酐或四羧酸二酯二氯化物(tetracarboxylic acid diester dichloride)等與二胺、對應的二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺(trimethylsilylated diamine)等反應而得者,具有四羧酸及/或其衍生物殘基與二胺及/或其衍生物殘基。作為(A2)聚醯亞胺前驅物,例如可舉出聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯胺酸醯胺或聚異醯亞胺。
(A2)聚醯亞胺前驅物係熱硬化性樹脂,藉由在高溫使其熱硬化、脫水閉環而形成高耐熱性的醯亞胺鍵,得到(A1)聚醯亞胺。因此,藉由在樹脂組成物中含有具有高耐熱性的醯亞胺鍵之(A1)聚醯亞胺,可顯著提高所得之硬化膜的耐熱性。因此,適合將硬化膜使用於要求高耐熱性的用途之情況等。又,(A2)聚醯亞胺前驅物由於是在脫水閉環後耐熱性升高之樹脂,故適合於欲兼顧脫水閉環前的前驅物結構之特性與硬化膜之耐熱性的用途中使用之情況等。
另外,(A1)聚醯亞胺及(A2)聚醯亞胺前驅物係具有醯亞胺鍵及/或醯胺鍵作為具有極性的鍵。因此,尤其含有後述之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,由於此等之具有極性的鍵係與(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料強烈地相互作用,故可提高 (C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性。
作為本發明中所用之(A1)聚醯亞胺,從硬化膜的耐熱性升高之觀點來看,較佳為含有通式(3a)所示的結構單元。
(通式(3a)中,R4表示4~10價的有機基,R5表示2~10價的有機基;R6及R7各自獨立地表示酚性羥基、磺酸基、巰基或下述通式(4)或下述通式(5)所示的取代基;p表示0~6之整數,q表示0~8之整數)。
通式(3a)之R4表示四羧酸及/或其衍生物殘基,R5表示二胺及/或其衍生物殘基。作為四羧酸衍生物,可舉出四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。作為二胺衍生物,可舉出二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
通式(3a)中,R4較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之4~10價的有機基,更佳為具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之 4~10價的有機基。又,R5較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基,更佳為具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基。q較佳為1~8。上述的脂肪族結構、脂環式結構及芳香族結構可為無取代物或取代物之任一者。
(通式(4)及(5)中,R8~R10表示氫、碳數1~10的烷基、碳數2~6的醯基或碳數6~15的芳基)。
通式(4)及(5)中,R8~R10係從耐熱性之觀點來看,較佳為氫、碳數1~6的烷基、碳數2~4的醯基或碳數6~10的芳基。上述的烷基、醯基及芳基可為無取代物或取代物之任一者。
作為通式(3a)之R4及R5的脂肪族結構,例如可舉出乙烷結構、正丁烷結構、正戊烷結構、正己烷結構、正癸烷結構、3,3-二甲基戊烷結構、二正丁基醚結構、二正丁基酮結構或二正丁基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂肪族結構為取代物時,作為R4及R5,例如可舉出3,3-雙(三氟甲基)戊烷結構或3-甲氧基戊烷結構。
作為通式(3a)之R4及R5的脂環式結構,例如可舉出環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構、乙基環己烷結構、四氫呋喃結構、雙環己基結構、2,2-二環己基丙烷結構、二環己基醚結構、二環己基酮結構或二環己基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂環式結構為取代物時,作為R4及R5,例如可舉出1,1-二環己基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二環己基-1-甲氧基甲烷結構。
作為通式(3a)之R4及R5的芳香族結構,例如可舉出苯結構、乙苯結構、萘結構、1,2,3,4-四氫萘結構、茀結構、聯苯結構、聯三苯結構、2,2-二苯基丙烷結構、二苯基醚結構、二苯基酮結構、二苯基碸結構或9,9-二苯基茀結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當芳香族結構為取代物時,作為R4及R5,例如可舉出1,1-二苯基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二苯基-1-甲氧基甲烷結構。
作為(A1)聚醯亞胺,較佳為含有通式(3a)所示的結構單元作為主成分,來自(A1)聚醯亞胺中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(3a)所示的結構單元之含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
作為本發明中使用之(A2)聚醯亞胺前驅物,從硬化膜的耐熱性提高及顯像後的解析度提高之觀點來看,較佳為含有下述通式(6)所示的結構單元。
(通式(6)中,R11表示4~10價的有機基,R12表示2~10價的有機基。R13表示通式(4)或通式(5)所示的取代基,R14表示酚性羥基、磺酸基或巰基,R15表示酚性羥基、磺酸基、巰基或前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基。t表示2~8之整數,u表示0~6之整數,v表示0~8之整數,2≦t+u≦8)。
通式(6)之R11表示四羧酸及/或其衍生物殘基,R12表示二胺及/或其衍生物殘基。作為四羧酸衍生物,可舉出四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。作為二胺衍生物,可舉出二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
通式(6)中,R11較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之4~10價的有機基,更佳為具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之4~10價的有機基。又,R12較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基,更佳為 具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基。v較佳為1~8。上述的脂肪族結構、脂環式結構及芳香族結構為無取代物或取代物之任一者。
作為通式(6)之R11及R12的脂肪族結構,例如可舉出乙烷結構、正丁烷結構、正戊烷結構、正己烷結構、正癸烷結構、3,3-二甲基戊烷結構、二正丁基醚結構、二正丁基酮結構或二正丁基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂肪族結構為取代物時,作為R11及R12,例如可舉出3,3-雙(三氟甲基)戊烷結構或3-甲氧基戊烷結構。
作為通式(6)之R11及R12的脂環式結構,例如可舉出環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構、乙基環己烷結構、四氫呋喃結構、雙環己基結構、2,2-二環己基丙烷結構、二環己基醚結構、二環己基酮結構或二環己基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂環式結構為取代物時,作為R11及R12,例如可舉出1,1-二環己基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二環己基-1-甲氧基甲烷結構。
作為通式(6)之R11及R12的芳香族結構,例如可舉出苯結構、乙苯結構、萘結構、1,2,3,4-四氫萘結構、茀結構、聯苯結構、聯三苯結構、2,2-二苯基丙烷結構、二苯基醚結構、二苯基酮結構、二苯基碸結構或9,9-二苯基茀結構。又,作為其取代基,例如可舉出 鹵素原子或烷氧基。當芳香族結構為取代物時,作為R11及R12,例如可舉出1,1-二苯基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二苯基-1-甲氧基甲烷結構。
作為(A2)聚醯亞胺前驅物,較佳為含有通式(6)所示的結構單元作為主成分,來自(A2)聚醯亞胺前驅物中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(6)所示的結構單元之含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高解析度。
<(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物>
作為(A3)聚苯并唑,例如可舉出藉由使用多磷酸的反應,使二羧酸與作為二胺的雙胺基苯酚化合物進行脫水閉環而得者,或藉由加熱或使用磷酸酐、鹼或碳二亞胺化合物等的反應,使上述的聚羥基醯胺進行脫水閉環而得者,具有二羧酸及/或其衍生物殘基與雙胺基苯酚化合物及/或其衍生物殘基。
作為(A4)聚苯并唑前驅物,例如可舉出藉由使二羧酸、對應的二羧酸二氯化物或二羧酸活性二酯等與作為二胺的雙胺基苯酚化合物等反應而得者,具有二羧酸及/或其衍生物殘基與雙胺基苯酚化合物及/或其衍生物殘基。
(A4)聚苯并唑前驅物係熱硬化性樹脂,藉由在高溫使其熱硬化、脫水閉環而形成高耐熱性且剛 直的苯并唑環,得到(A3)聚苯并唑。因此,藉由在樹脂組成物中含有具有高耐熱性且剛直的苯并唑環之(A3)聚苯并唑,可顯著提高所得之硬化膜的耐熱性。因此,適合將硬化膜使用於要求高耐熱性的用途之情況等。又,(A4)聚苯并唑前驅物由於是在脫水閉環後耐熱性升高之樹脂,適合於欲兼顧脫水閉環前的前驅物結構之特性與硬化膜之耐熱性的用途中使用之情況等。
另外,(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物係具有唑鍵及/或醯胺鍵作為具有極性的鍵。因此,尤其含有後述之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,由於此等之具有極性的鍵係與(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料強烈地相互作用,故可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性。
作為本發明中使用之(A3)聚苯并唑,從硬化膜的耐熱性提高之觀點來看,較佳為含有通式(7)所示的結構單元。
(通式(7)中,R17表示2~10價的有機基,R16表示具有芳香族結構之4~10價的有機基。R18及R19 各自獨立地表示酚性羥基、磺酸基、巰基或前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基。r表示0~8之整數,s表示0~6之整數)。
通式(7)之R17表示二羧酸及/或其衍生物殘基,R16表示雙胺基苯酚化合物及/或其衍生物殘基。作為二羧酸衍生物,可舉出二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯、三羧酸酐、三羧酸氯化物、三羧酸活性酯、二甲醯基(diformyl)化合物。
通式(7)中,R16較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基,更佳為具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基。又,R17較佳為具有碳數6~30的芳香族結構之4~10價的有機基,更佳為具有碳數6~25的芳香族結構之4~10價的有機基。s較佳為1~8。上述的脂肪族結構、脂環式結構及芳香族結構可為無取代物或取代物之任一者。
作為通式(7)之R16的脂肪族結構,例如可舉出乙烷結構、正丁烷結構、正戊烷結構、正己烷結構、正癸烷結構、3,3-二甲基戊烷結構、二正丁基醚結構、二正丁基酮結構或二正丁基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂肪族結構為取代物時,作為R16,例如可舉出3,3-雙(三氟甲基)戊烷結構或3-甲氧基戊烷結構。
作為通式(7)之R16的脂環式結構,例如可舉出環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構、乙基環己烷結構、四氫呋喃結構、雙環己基結構、2,2-二環己基丙烷結構、二環己基醚結構、二環己基酮結構或二環己基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂環式結構為取代物時,作為R16,例如可舉出1,1-二環己基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二環己基-1-甲氧基甲烷結構。
作為通式(7)之R16及R17的芳香族結構,例如可舉出苯結構、乙苯結構、萘結構、1,2,3,4-四氫萘結構、茀結構、聯苯結構、聯三苯結構、2,2-二苯基丙烷結構、二苯基醚結構、二苯基酮結構、二苯基碸結構或9,9-二苯基茀結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當芳香族結構為取代物時,作為R16及R17,例如可舉出1,1-二苯基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二苯基-1-甲氧基甲烷結構。
作為(A3)聚苯并唑,較佳為含有通式(7)所示的結構單元作為主成分,來自(A3)聚苯并唑中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(7)所示的結構單元之含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
作為本發明中使用之(A3)聚苯并唑前驅物,從硬化膜的耐熱性提高及顯像後的解析度提高之觀點來看,較佳為含有通式(8)所示的結構單元。
(通式(8)中,R20表示2~10價的有機基,R21表示具有芳香族結構之4~10價的有機基。R22表示酚性羥基、磺酸基、巰基或通式(4)或通式(5)所示的取代基,R23表示酚性羥基,R24表示磺酸基、巰基或前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基。w表示0~8之整數,x表示2~8之整數,y表示0~6之整數,2≦x+y≦8。)。
通式(8)之R20表示二羧酸及/或其衍生物殘基,R21表示雙胺基苯酚化合物及/或其衍生物殘基。作為二羧酸衍生物,可舉出二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯、三羧酸酐、三羧酸氯化物、三羧酸活性酯、二甲醯基化合物。
通式(8)中,R20較佳為具有由碳數2~20的脂肪族結構、碳數4~20的脂環式結構及碳數6~30的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基,更佳為具有由碳數4~15的脂肪族結構、碳數4~15的脂環式結構及碳數6~25的芳香族結構所選出的一種類以上之2~10價的有機基。又,R21較佳為具有碳數6~30的芳香族結構之4~10價的有機基,更佳為具有碳數6~25的芳香族結構之4~10價的有機基。上述的脂肪族結構、脂環式結構及芳香族結構可為無取代物或取代物之任一者。
作為通式(8)之R20的脂肪族結構,例如可舉出乙烷結構、正丁烷結構、正戊烷結構、正己烷結構、正癸烷結構、3,3-二甲基戊烷結構、二正丁基醚結構、二正丁基酮結構或二正丁基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂肪族結構為取代物時,作為R20,例如可舉出3,3-雙(三氟甲基)戊烷結構或3-甲氧基戊烷結構。
作為通式(8)之R20的脂環式結構,例如可舉出環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構、乙基環己烷結構、四氫呋喃結構、雙環己基結構、2,2-二環己基丙烷結構、二環己基醚結構、二環己基酮結構或二環己基碸結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當脂環式結構為取代物時,作為R20,例如可舉出1,1-二環己基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二環己基-1-甲氧基甲烷結構。
作為通式(8)之R20及R21的芳香族結構,例如可舉出苯結構、乙苯結構、萘結構、1,2,3,4-四氫萘結構、茀結構、聯苯結構、聯三苯結構、2,2-二苯基丙烷結構、二苯基醚結構、二苯基酮結構、二苯基碸結構或9,9-二苯基茀結構。又,作為其取代基,例如可舉出鹵素原子或烷氧基。當芳香族結構為取代物時,作為R20及R21,例如可舉出1,1-二苯基-1,1-雙(三氟甲基)甲烷結構或1,1-二苯基-1-甲氧基甲烷結構。
作為(A4)聚苯并唑前驅物,較佳為含有通式(8)所示的結構單元作為主成分,來自(A4)聚苯并 唑前驅物中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(8)所示的結構單元之含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高解析度。
<四羧酸及二羧酸以及該等的衍生物>
作為四羧酸,例如可舉出芳香族四羧酸、脂環式四羧酸或脂肪族四羧酸。
作為芳香族四羧酸及其衍生物,例如可舉出1,2,4,5-苯四羧酸(苯均四酸)、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸、2,3,3’,4’-聯苯基四羧酸、2,2’,3,3’-聯苯基四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-萘四羧酸、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸、2,2’,3,3’-二苯基酮四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷、2,2’-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)六氟丙烷、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、2,3,5,6-吡啶四羧酸或3,4,9,10-苝四羧酸、N,N’-雙[5,5’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(2-羥基苯基)]雙(3,4-二羧基苯甲酸醯胺)等。即,可舉出下述通式(70)所示的化合物、或該等的四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。
(通式(70)中,Y66表示直接鍵結、氧原子或碳數1~4的伸烷基鏈。當Y66為直接鍵結或氧原子時,a及b為0。當Y66為碳數1~4的伸烷基鏈時,R230及R231表示氫、碳數1~4的烷基或具有1~8個氟原子之碳數1~4的烷基。R232及R233表示氫、碳數1~4的烷基或羥基。a及b表示0~4之整數。上述的伸烷基鏈、烷基可為無取代物或取代物之任一者)。
作為脂環式四羧酸及其衍生物,例如可舉出雙環[2.2.2]辛烷-7-烯-2,3,5,6-四羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸或2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸、或該等之四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。
作為脂肪族四羧酸及其衍生物,例如可舉出丁烷-1,2,3,4-四羧酸、或其四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。
作為(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物中之二羧酸及其衍生物,亦可使用三羧酸及/或其衍生物。
作為二羧酸及三羧酸,例如可舉出芳香族二羧酸、芳香族三羧酸、脂環式二羧酸、脂環式三羧酸、脂肪族二羧酸或脂肪族三羧酸。
作為芳香族二羧酸及其衍生物,例如可舉出酞酸、異酞酸、對酞酸、4,4’-二羧基聯苯基、2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二羧基聯苯基、4,4’-二苯基酮二羧酸、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-羧基苯基)六氟丙烷或4,4’-二羧基二苯基醚、或該等之二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯或二甲醯基化合物。
作為芳香族三羧酸及其衍生物,例如可舉出1,2,4-苯三羧酸、1,3,5-苯三羧酸、2,4,5-二苯基酮三羧酸、2,4,4’-聯苯基三羧酸或3,3’,4’-三羧基二苯基醚、或該等之三羧酸酐、三羧酸氯化物、三羧酸活性酯或二甲醯基單羧酸。
作為脂環式二羧酸及其衍生物,例如可舉出1,4-環己烷二羧酸或1,2-環己烷二羧酸、或該等之二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯或二甲醯基化合物。
作為脂環式三羧酸及其衍生物,例如可舉出1,2,4-環己烷三羧酸或1,3,5-環己烷三羧酸、或該等之三羧酸酐、三羧酸氯化物、三羧酸活性酯或二甲醯基單羧酸。
作為脂肪族二羧酸及其衍生物,例如可舉出己烷-1,6-二羧酸或琥珀酸、或該等之二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯或二甲醯基化合物。
作為脂肪族三羧酸及其衍生物,例如可舉出己烷-1,3,6-三羧酸或丙烷-1,2,3-三羧酸、或該等之三羧酸酐、三羧酸氯化物、三羧酸活性酯或二甲醯基單羧酸。
<二胺及其衍生物>
作為二胺及其衍生物,例如可舉出芳香族二胺、雙胺基苯酚化合物、脂環式二胺、脂環式二羥基二胺、脂肪族二胺或脂肪族二羥基二胺。
作為芳香族二胺及雙胺基苯酚化合物以及該等的衍生物,例如可舉出間苯二胺、對苯二胺、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-二胺基聯苯、雙(4-胺基苯氧基)聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二乙基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二乙基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’,3,3’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’,4,4’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二胺基-4,4’-聯苯酚、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、9,9-雙(3-胺基-4-羥基苯基)茀、3,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(3-胺基-4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、雙(4-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、3,4’-二胺基二苯基硫化物(3,4'-diaminodiphenyl sulfide)、4,4’-二胺基二苯基硫化物、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]醚、雙(3-胺基-4-羥基苯基)醚、3-磺酸-4,4’-二胺基二苯基醚或二巰基伸苯二胺、N,N’-雙[5,5’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(2-羥基苯基)]雙(3-胺基苯甲酸醯胺)等。即,可舉 出下述通式(61)~通式(66)所示的化合物、或該等之二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
(通式(61)~通式(66)中,Y67及Y68表示直接鍵結、氧原子或碳數1~4的伸烷基鏈。當Y67及Y68為直接鍵結或氧原子時,a、b、c及d為0。當Y67及Y68 為碳數1~4的伸烷基鏈時,R234~R237表示氫、碳數1~4的烷基或具有1~8個氟原子之碳數1~4的烷基。R238~R250表示氫、碳數1~4的烷基或羥基。a、b、c及d表示0~4之整數。上述的伸烷基鏈、烷基可為無取代物或取代物之任一者)。
作為脂環式二胺及脂環式二羥基二胺以及該等的衍生物,例如可舉出上述之芳香族二胺及雙胺基苯酚化合物的芳香環之氫原子的一部分經碳數1~10的烷基、氟烷基或鹵素原子所取代之化合物、1,2-環己烷二胺、1,4-環己烷二胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、3,6-二羥基-1,2-環己烷二胺、2,5-二羥基-1,4-環己烷二胺或雙(3-羥基-4-胺基環己基)甲烷、或該等之二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
作為脂肪族二胺及脂肪族二羥基二胺以及該等的衍生物,例如可舉出1,6-六亞甲基二胺或2,5-二羥基-1,6-六亞甲基二胺、或該等之二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
<具有氟原子的結構單元>
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上較佳為含有具有氟原子的結構單元。藉由由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上含有具有氟原子的結構單元,而透明性升高,可提高曝光時的感度。又,可將撥水性賦予膜表面,可抑制鹼顯像時的自膜表面之滲 入。此處所謂的曝光,就是活性化學線(放射線)之照射者,例如可舉出可見光線、紫外線、電子線或X射線等之照射。從一般使用的光源之觀點來看,較佳為例如能照射可見光線或紫外線之照射的超高壓水銀燈光源,更佳為照射j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)或g線(波長436nm)。以後,所謂的曝光係指活性化學線(放射線)之照射。
又,一般使用(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物時,作為溶解此等樹脂用的後述之溶劑,必須使用N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸、N,N-二甲基甲醯胺或γ-丁內酯等之高極性溶劑。然而,含有後述之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,由於此等之高極性溶劑與(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料強烈地相互作用,故有因(A)鹼可溶性樹脂所致的分散安定性提高效果變得不充分之情況。
由於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上含有具有氟原子的結構單元,可提高在溶劑中的溶解性。因此,前述高極性溶劑之含量的減低或在不用高極性溶劑下溶解此等樹脂者係成為可能,可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性。
作為(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物所含有之具有氟原子的結構單元,可舉出來自具有氟 原子的四羧酸及/或其衍生物之結構單元或來自具有氟原子的二胺及/或其衍生物之結構單元。
作為(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物所含有之具有氟原子的結構單元,可舉出來自具有氟原子的四羧酸及/或其衍生物之結構單元或來自具有氟原子的雙胺基苯酚化合物及/或其衍生物之結構單元。
作為具有氟原子的四羧酸及該等的衍生物,例如可舉出2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)六氟丙烷或N,N’-雙[5,5’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(2-羥基苯基)]雙(3,4-二羧基苯甲酸醯胺)、或該等之四羧酸二酐、四羧酸二氯化物或四羧酸活性二酯。
作為具有氟原子的二羧酸及該等的衍生物,例如可舉出2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二羧基聯苯、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷或2,2-雙(3-羧基苯基)六氟丙烷、或該等之二羧酸酐、二羧酸氯化物、二羧酸活性酯或二甲醯基化合物。
作為具有氟原子的二胺或雙胺基苯酚化合物及該等的衍生物,例如可舉出2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷或N,N’-雙[5,5’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(2-羥基苯基)]雙(3-胺基苯甲酸醯胺)、或該等之二異氰酸酯化合物或三甲基矽烷化二胺。
於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑、(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的來自由具有氟原子的四羧酸、具有氟原子的四羧酸衍生物、具有氟原子的二羧酸及具有氟原子的二羧酸衍生物所選出的一種類以上之結構單元的含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑、(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的來自由具有氟原子的二胺、具有氟原子的二胺衍生物、具有氟原子的雙胺基苯酚化合物及具有氟原子的雙胺基苯酚化合物衍生物所選出的一種類以上之結構單元的含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<來自由具有氟原子的四羧酸、具有氟原子的四羧酸衍生物、具有氟原子的二羧酸及具有氟原子的二羧酸衍生物所選出的一種類以上之結構單元>
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物較佳為含有通式(16)所示的結構單元及/或通式(17)所示的結構單元作為來自具有氟原子的四羧酸及其衍生物之結構單元。
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物更佳為含有通式(3a)之R1或通式(6)之R11為通式(16)所示的結構單元及/或通式(17)所示的結構單元。
(通式(16)及通式(17)中,R40、R41、R44及R45各自獨立地表示前述通式(5)或前述通式(6)所示的取代基,R42、R43、R46及R47各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。X9~X12各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或通式(20)所示的鍵結。當X9~X12為直接鍵結時,Y9~Y12各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X9及~X12為氧原子或通式(20)所示的鍵結時,Y9~Y12各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~d各自獨立地表示0~4之整數,e~h各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦3,0≦f+h≦3)。
通式(16)及通式(17)中,R42、R43、R46及R47各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。Y9~Y12各自獨 立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
(通式(20)中,R38表示氫、碳數1~10的烷基、碳數2~6的醯基或碳數6~15的芳基)。
通式(20)中,R38較佳為氫、碳數1~6的烷基、碳數2~4的醯基或碳數6~10的芳基。上述的烷基、醯基及芳基可為無取代物或取代物之任一者。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物較佳為含有通式(18)所示的結構單元及/或通式(19)所示的結構單元作為來自具有氟原子的二羧酸及其衍生物之結構單元。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物更佳為含有通式(2)之R5或通式(4)之R14為通式(18)所示的結構單元及/或通式(19)所示的結構單元。
(通式(18)及通式(19)中,R48、R49、R52及R53各自獨立地表示前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基,R50、R51、R54及R55各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。X13~X16各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X13~X16為直接鍵結時,Y13~Y16各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X13~X16為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y13~Y16各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~d各自獨立地表示0~4之整數,e~h各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦3,0≦f+h≦3)。
通式(18)及通式(19)中,R50、R51、R54及R55各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。Y13~Y16各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
作為(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物所含有的通式(16)或(17)所示的結構單元,較佳為通式(33)~(38)之任一者所示的結構單元。
(通式(33)~通式(38)中,R90、R91、R94、R95、R98、R99、R102、R103、R106、R107、R110及R111各自獨立地表示前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基,R92、R93、R96、R97、R100、R101、R104、R105、R108、R109、R112及R113各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。X41~X52各自獨立地表示直接鍵結氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X41~X52為直接鍵結時,Y41~Y52各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X41~X52為氧 原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y41~Y52各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~l各自獨立地表示0~4之整數,m~x各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦4,0≦f+h≦4,0≦i+k≦4,0≦j+l≦4,0≦m+o≦3,0≦n+p≦3,0≦q+s≦3,0≦r+t≦3,0≦u+w≦3,0≦v+x≦3。
通式(33)~通式(38)中,R92、R93、R96、R97、R100、R101、R104、R105、R108、R109、R112及R113各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。Y41~Y52各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
作為(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物所含有之通式(18)或通式(19)所示的結構單元,較佳為通式(39)~(44)之任一者所示的結構單元。
(通式(39)~通式(44)中,R114、R115、R118、R119、R122、R123、R126、R127、R130、R131、R134及R135各自獨立地表示前述通式(4)或前述通式(5)所示的取代基,R116、R117、R120、R121、R124、R125、R128、R129、R132、R133、R136及R137各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。X53~X64各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X53~X64為直接鍵結時,Y53~Y64各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基 鏈。當X53~X64為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y53~Y64各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~l各自獨立地表示0~4之整數,m~x各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦4,0≦f+h≦4,0≦i+k≦4,0≦j+l≦4,0≦m+o≦3,0≦n+p≦3,0≦q+s≦3,0≦r+t≦3,0≦u+w≦3,0≦v+x≦3)。
通式(39)~通式(44)中,R116、R117、R120、R121、R124、R125、R128、R129、R132、R133、R136及R137各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、酚性羥基、磺酸基或巰基。Y53~Y64各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
來自(A1)聚醯亞胺中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(33)~通式(38)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A2)聚醯亞胺前驅物中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(33)~通式(38)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為 70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A3)聚苯并唑中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(39)~通式(44)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A4)聚苯并唑前驅物中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(39)~通式(44)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<來自由具有氟原子的二胺、具有氟原子的二胺衍生物、具有氟原子的雙胺基苯酚化合物及具有氟原子的雙胺基苯酚化合物衍生物所選出的一種類以上之結構單元>
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物較佳為含有通式(12)所示的結構單元及/或通式(13)所示的結構單元作為來自具有氟原子的二胺及其衍生物之結構單元。
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物更佳為含有通式(3a)之R2或通式(6)之R11為通式(12)所示的結構單元及/或通式(13)所示的結構單元。
(通式(12)及通式(13)中,R30~R33各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、磺酸基、羧基或巰基。X1~X4各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X1~X4為直接鍵結時,Y1~Y4各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X1~X4為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y1~Y4各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~h及α~δ各自獨立地表示0~4之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦4,0≦f+h≦4。當Y1~Y4為直接鍵結時α~δ為0)。
通式(12)及通式(13)中,R30~R33各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、磺酸基、羧基或巰基。Y1~Y4各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。a、b、e及f各自獨立地較佳為1~4。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物較佳為含有通式(14)所示的結構單元及/或通式(15)所示的結構單元作為來自具有氟原子的雙胺基苯酚化合物及其衍生物之結構單元。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物更佳為含有通式(7)之R17或通式(8)之R21為通式(14)所示的結構單元及/或通式(15)所示的結構單元。
(通式(14)及通式(15)中,R34~R37各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、磺酸基、羧基或巰基。X5~X8各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X5~X8為直接鍵結時,Y5~Y8各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X5~X8為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y5~Y8各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~d及ε~θ各自獨立地表示0~4之整數,e~h各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦3,0≦f+h≦3。當Y5~Y8為直接鍵結時,ε~θ為0)。
通式(14)及通式(15)中,R34~R37各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、磺酸基、羧基或巰基。Y5~Y8各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。a、b、e及f各自獨立地較佳為1~4。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
作為(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物所含有之通式(12)或(13)所示的結構單元,較佳為通式(21)~通式(26)所示的結構單元。
(通式(21)~通式(26)中,R60~R71各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、磺酸基、羧基或巰基。X17~X28各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X17~X28為直接鍵結時,Y17~Y28各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X17~X28為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y17~Y28各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。a~l及α~μ各自獨立地表示0~4之整數,m~x各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦4,0≦f+h≦4,0≦i+k≦4,0≦j+l≦4,0≦m+o≦3,0≦n+p≦3,0≦q+s≦3,0≦r+t≦3,0≦u+w≦3,0≦v+x≦3。當Y17~Y28為直接鍵結時,α~μ為0)。
通式(21)~通式(26)中,R60~R71各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、磺酸基、羧基或巰基。Y17~Y28各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。a、b、e、f、i、j、m、n、q、r、u及v各自獨立地較佳為1~4。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
作為(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物所含有之通式(14)或(15)所示的結構單元,較佳為通式(27)~通式(32)之任一者所示的結構單元。
(通式(27)~通式(32)中,R72~R83各自獨立地表示碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基、碳數6~15的芳基、磺酸基、羧基或巰基。X29~X40各自獨立地表示直接鍵結、氧原子或前述通式(20)所示的鍵結。當X29~X40為直接鍵結時,Y29~Y40各自獨立地表示直接鍵結、碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸芳基鏈。當X29~X40為氧原子或前述通式(20)所示的鍵結時,Y29~Y40各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈、碳數4~10的伸環烷基鏈或碳數6~15的伸 芳基鏈。a~l及α~μ各自獨立地表示0~4之整數,m~x各自獨立地表示0~3之整數,0≦a+c≦4,0≦b+d≦4,0≦e+g≦4,0≦f+h≦4,0≦i+k≦4,0≦j+l≦4,0≦m+o≦3,0≦n+p≦3,0≦q+s≦3,0≦r+t≦3,0≦u+w≦3,0≦v+x≦3。當Y29~Y40為直接鍵結時,α~μ為0)。
通式(27)~通式(32)中,R72~R83各自獨立地較佳為碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數6~10的芳基、磺酸基、羧基或巰基。Y29及Y30各自獨立地較佳為直接鍵結、碳數1~6的伸烷基鏈、碳數4~7的伸環烷基鏈或碳數6~10的伸芳基鏈。a、b、e、f、i、j、m、n、q、r、u及v各自獨立地較佳為1~4。上述的烷基、環烷基、芳基、伸烷基鏈、伸環烷基鏈及伸芳基鏈可為無取代物或取代物之任一者。
來自(A1)聚醯亞胺中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(21)~通式(26)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A2)聚醯亞胺前驅物中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(21)~通式(26)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A3)聚苯并唑中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(27)~通式(32)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
來自(A4)聚苯并唑前驅物中的全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的通式(27)~通式(32)之任一者所示的結構單元之含有比率較佳為30~100mol%之範圍內,更佳為50~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<來自芳香族、脂環式及脂肪族羧酸以及該等的衍生物之結構單元>
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物較佳為含有來自芳香族四羧酸及/或其衍生物之結構單元。由於(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅含有來自芳香族羧酸及/或其衍生物之結構單元,可藉由芳香族基之耐熱性,提高硬化膜的耐熱性。作為芳香族羧酸及其衍生物,較佳為芳香族四羧酸及/或其衍生物。
來自(A1)聚醯亞胺中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的來自芳香族四羧酸及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
來自(A2)聚醯亞胺前驅物中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的來自芳香族四羧酸及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物亦可含有來自脂環式羧酸或脂肪族羧酸及/或該等的衍生物之結構單元。作為脂環式羧酸或脂肪族羧酸及該等的衍生物,較佳為脂環式四羧酸或脂肪族四羧酸及/或該等的衍生物。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物較佳為含有來自芳香族羧酸及/或其衍生物之結構單元。由於(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物含有來自芳香族羧酸及/或其衍生物之結構單元,可藉由芳香族基之耐熱性,提高硬化膜的耐熱性。作為芳香族羧酸及其衍生物,較佳為芳香族二羧酸或芳香族三羧酸及/或該等的衍生物,更佳為芳香族二羧酸及/或其衍生物。
來自(A3)聚苯并唑中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的來自芳香族羧酸及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
來自(A4)聚苯并唑前驅物中的全部羧酸及其衍生物之結構單元中所佔有的來自芳香族羧酸及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
(A3)聚苯并唑及/或(A4)聚苯并唑前驅物亦可含有來自脂環式羧酸或脂肪族羧酸及/或該等的衍生物之結構單元。作為脂環式羧酸或脂肪族羧酸及該等的衍生物,較佳為脂環式二羧酸、脂肪族二羧酸、脂環式三羧酸或脂肪族三羧酸及/或該等的衍生物,更佳為脂環式二羧酸或脂肪族二羧酸及/或該等的衍生物。
<來自芳香族、脂環式及脂肪族胺以及該等的衍生物之結構單元>
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,較佳為含有來自芳香族胺及/或其衍生物之結構單元。由於由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上含有來自芳香族胺及/或其衍生物之結構單元,藉由芳香族基的耐熱性,可提高硬化膜的耐熱性。作為芳香族胺及其衍生物,較佳為芳香族二胺、雙胺基苯酚化合物、芳香族三胺或三胺基苯酚化合物化合物及/或該等的衍生物,更佳為芳香族二胺或雙胺基苯酚化合物及/或該等的衍生物。
於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的來自芳香族胺及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為50~100mol%之範圍內,更佳為60~100mol%之範圍內,尤佳為70~100mol%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上亦可含有來自脂環式胺或脂肪族胺及/或該等的衍生物之結構單元。作為脂環式胺或脂肪族胺及該等的衍生物,較佳為脂環式二胺、脂環式二羥基二胺、脂肪族二胺或脂肪族二羥基二胺及/或該等的衍生物。
<來自具有矽烷基(silyl)或矽氧烷鍵的二胺及其衍生物之結構單元>
由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,較佳為含有來自具有矽烷基或矽氧烷鍵的二胺及/或其衍生物之結構單元。由於由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上含有來自具有矽烷基或矽氧烷鍵的二胺及/或其衍生物之結構單元,樹脂組成物的硬化膜與基底之基板界面的相互作用增大,可提高與基底之基板的密著性及硬化膜的耐藥品性。
作為具有矽烷基或矽氧烷鍵的二胺及其衍生物,例如可舉出1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷或1,9-雙(4-胺基苯基)八甲基五矽氧烷。
於由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的來自具有矽烷基或矽氧烷鍵的二胺及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為0.1mol%以上,更佳為0.5mol%以上,尤佳為1.0mol%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高基底之基板的密著性及硬化膜之耐藥品性。另一方面,含有比率較佳為30mol%以下,更佳為20mol%以下,尤佳為10mol%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
<來自具有氧化烯(oxyalkylene)結構的胺及其衍生物之結構單元>
由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,較佳為含有來自具有氧化烯結構的胺及/或其衍生物之結構單元。由於由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上含有來自具有氧化烯結構的胺及/或其衍生物之結構單元,可得到低錐形的圖案形狀之硬化膜,同時可提高硬化膜的機械特性。
作為具有氧化烯結構的胺及其衍生物,較佳為具有氧化烯結構的二胺或具有氧化烯結構的三胺及/或該等的衍生物。
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,較佳為含有通式(45)所示的結構單元作為來自具有氧化烯結構的二胺及其衍生物之結構單元。
(A1)聚醯亞胺及/或(A2)聚醯亞胺前驅物更佳含有通式(3a)之R5或通式(3)之R12為通式(45)所示的結構單元。
(通式(45)中,X65表示直接鍵結或碳數1~10的伸烷基鏈。R138表示氫、碳數1~10的烷基、碳數4~10的環烷基或碳數6~15的芳基。a及b表示1~10之整數)。
通式(45)中,X65較佳為直接鍵結或碳數1~6的伸烷基鏈。R138較佳為氫、碳數1~6的烷基、碳數4~7的環烷基或碳數6~10的芳基。上述的伸烷基鏈、烷基、環烷基及芳基可為無取代物或取代物之任一者。
作為具有氧化烯結構的三胺及其衍生物,較佳為通式(46)所示的化合物。
(通式(46)中,X66~X68各自獨立地表示直接鍵結或碳數1~10的伸烷基鏈,Y65表示次甲基、碳數1~10的烷烴-1,1,1-三基、碳數4~10的環烷烴-三基或碳數6~15的芳烴-三基。R139~R147各自獨立地表示氫或碳數1~10的烷基。c~h表示1~10之整數)。
通式(46)中,X66~X68各自獨立地較佳為直接鍵結或碳數1~6的伸烷基鏈。又,Y65較佳為次甲基、碳數1~6的烷烴-1,1,1-三基、碳數4~7的環烷烴-三基或碳數6~10的芳烴-三基。另外,R139~R147各自獨立地較佳為氫或碳數1~6的烷基。上述的烷基、伸烷基鏈、烷烴-1,1,1-三基、環烷烴-三基或芳烴-三基可為無取代物或取代物之任一者。
作為具有氧化烯結構的二胺及其衍生物,例如可舉出「JEFFAMINE」(註冊商標)D-230、同D-400、同D-2000、同D-4000、同HK-511、同ED-600、同ED-900、同ED-2003、同EDR-148、同EDR-176、同SD-231、同SD-401、同SD-2001、同THF-100、同THF-140、同THF-170、同XTJ-582、同XTJ-578、同XTJ-542、同XTJ-548或同XTJ-559或「ELASTAMINE」(註冊商標)RP-405、同RP-409、同RP-2005、同RP-2009、同RT-1000、同RE-600、同RE-900、同RE-2000、同HE-150、同HE-180、同HE-1700、同HT-1700、同RE1-1000、同RE1-2005、同RE1-2007、同RP3-400或同RP3-5000(以上,皆HUNTSMAN公司製)。
作為具有氧化烯結構的三胺及其衍生物,例如可舉出「JEFFAMINE」(註冊商標)T-403、同T-3000、同T-5000或同ST-404(以上,皆HUNTSMAN公司製)。
於由(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部胺及其衍生物之結構單元中所佔有的來自具有氧化烯結構的胺及/或其衍生物之結構單元的含有比率較佳為1mol%以上,更佳為5mol%以上,尤佳為10mol%以上。若含有比率為上述範圍內,則可得到低錐形的圖案形狀之硬化膜,同時可提高硬化膜的機械特性。另一方面,含有比率較佳為60mol%以下,更佳為50mol%以下,尤佳為40mol%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
<封端劑>
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,係樹脂的末端亦可被單胺、二羧酸酐、單羧酸、單羧酸氯化物或單羧酸活性酯等之封端劑所封閉。由於樹脂的末端被封端劑所封閉,可提高含有由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂組成物的塗液之保管安定性。
作為封端劑使用的單胺,例如可舉出5-胺基-8-羥基喹啉、1-羥基-7-胺基萘、1-羥基-6-胺基萘、1-羥基-5-胺基萘、1-羥基-4-胺基萘、2-羥基-7-胺基萘、2- 羥基-6-胺基萘、2-羥基-5-胺基萘、1-羧基-7-胺基萘、1-羧基-6-胺基萘、1-羧基-5-胺基萘、2-羧基-7-胺基萘、2-羧基-6-胺基萘、2-羧基-5-胺基萘、2-胺基苯甲酸、3-胺基苯甲酸、4-胺基苯甲酸、4-胺基水楊酸、5-胺基水楊酸、6-胺基水楊酸、3-胺基-4,6-二羥基嘧啶、2-胺基苯酚、3-胺基苯酚、4-胺基苯酚、2-胺基硫酚、3-胺基硫酚或4-胺基硫酚。
作為封端劑使用的二羧酸酐,例如可舉出酞酸酐、馬來酸酐、琥珀酸酐、5-降烯-2,3-二羧酸酐、環己烷二羧酸酐或3-羥基酞酸酐。
作為封端劑使用的單羧酸及單羧酸氯化物,例如可舉出苯甲酸、3-羧基苯酚、4-羧基苯酚、3-羧基硫酚、4-羧基硫酚、1-羥基-7-羧基萘、1-羥基-6-羧基萘、1-羥基-5-羧基萘、1-巰基-7-羧基萘、1-巰基-6-羧基萘、1-巰基-5-羧基萘、3-羧基苯磺酸或4-羧基苯磺酸、該等之單羧酸氯化物或對酞酸、酞酸、馬來酸、環己烷二羧酸、1,5-二羧基萘、1,6-二羧基萘、1,7-二羧基萘或2,6-二羧基萘之單羧酸氯化物。
作為封端劑使用的單羧酸活性酯,例如可舉出藉由上述的酸氯化物與N-羥基苯并三唑或N-羥基-5-降烯-2,3-二羧基醯亞胺之反應而得的單羧酸活性酯化合物。
於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,來自全部胺、全部羧酸及該等的衍生 物之結構單元中所佔有的來自封端劑之結構單元的含有比率較佳為1mol%以上,更佳為3mol%以上,尤佳為5mol%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高樹脂組成物的塗液之保管安定性。另一方面,含有比率較佳為30mol%以下,更佳為25mol%以下,尤佳為20mol%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。
(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物中所佔有的來自各種羧酸或胺及該等的衍生物之結構單元的含有比率,係可組合1H-NMR、13C-NMR、15N-NMR、IR、TOF-MS、元素分析法及灰分測定等而求得。
<(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物之物性>
於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂中,結構單元的重複數n較佳為5以上,更佳為10以上,尤佳為15以上。若重複數n為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。另一方面,重複數n較佳為1,000以下,更佳為500以下,尤佳為100以下。若重複數n為上述範圍內,則可提高塗布時的平整性及鹼顯像液的圖案加工性。
作為由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之樹脂的重量平均分子量(以下,「Mw」), 以凝膠滲透層析法(以下,「GPC」)所測定的聚苯乙烯換算,較佳為1,000以上,更佳為3,000以上,尤佳為5,000以上。若Mw為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。另一方面,Mw較佳為500,000以下,更佳為300,000以下,尤佳為100,000以下。若Mw為上述範圍內,則可提高塗布時的平整性及鹼顯像液的圖案加工性。
又,作為數量平均分子量(以下,「Mn」),較佳為1,000以上,更佳為3,000以上,尤佳為5,000以上。若Mn為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。另一方面,Mn較佳為500,000以下,更佳為300,000以下,尤佳為100,000以下。若Mn為上述範圍內,則可提高塗布時的平整性及鹼顯像液的圖案加工性。
(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物之Mw及Mn係可藉由GPC、光散射法或X射線小角散射法等,以聚苯乙烯換算之值而容易測定。(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物中的結構單元之重複數n係可將結構單元的分子量當作M,將樹脂的重量平均分子量當作Mw,以n=Mw/M求得。
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上之鹼溶解速度,較佳為50nm/min以上,更佳為70nm/min以上,尤佳為100nm/min以上。若鹼溶解速度為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。另一方面,鹼溶解速度較佳為12,000nm/min以下,更佳為 10,000nm/min以下,尤佳為8,000nm/min以下。若鹼溶解速度為上述範圍內,則可抑制鹼顯像時的減膜(film reduction)。
此處所言的鹼溶解速度,就是指將在γ-丁內酯中溶解有樹脂的溶液塗布於Si晶圓上後,在120℃預烘烤4分鐘而形成膜厚10μm±0.5μm的預烘烤膜,將該預烘烤膜在23±1℃的2.38質量%氫氧化四甲銨水溶液中顯像60秒,以水沖洗30秒後的膜厚減少值。
<(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物之合成方法>
(A1)聚醯亞胺或(A2)聚醯亞胺前驅物係可用眾所周知的方法來合成。例如,可舉出:於N-甲基-2-吡咯啶酮等的極性溶媒中,使四羧酸二酐與二胺(將一部分置換成作為封端劑的單胺)在80~200℃反應之方法;或使四羧酸二酐(將一部分置換成作為封端劑的二羧酸酐、單羧酸、單羧酸氯化物或單羧酸活性酯)與二胺在80~200℃反應之方法等。又,可舉出:在0~80℃進行同樣的方法等,合成(A2)聚醯亞胺前驅物,使用眾所周知的醯亞胺化反應法,使所得之(A2)聚醯亞胺前驅物完全醯亞胺化之方法;於途中停止醯亞胺化反應,導入一部分醯亞胺鍵之方法;或藉由混合經完全醯亞胺化的(A1)聚醯亞胺與(A2)聚醯亞胺前驅物,而導入一部分醯亞胺鍵之方法等。
(A3)聚苯并唑或(A4)聚苯并唑前驅物係可用眾所周知的方法來合成。例如,可舉出:於N-甲基-2-吡咯啶酮等之極性溶媒中,使二羧酸活性二酯與雙 胺基苯酚化合物(將一部分置換成作為封端劑的單胺)在80~250℃反應之方法;或使二羧酸活性二酯(將一部分置換成作為封端劑的二羧酸酐、單羧酸、單羧酸氯化物或單羧酸活性酯)與雙胺基苯酚化合物在80~250℃反應之方法等。又,可舉出:在0~80℃進行同樣的方法等,合成(A4)聚苯并唑前驅物,使用眾所周知的唑化反應法,使所得之(A2-2)聚苯并唑前驅物完全唑化之方法:於途中停止唑化反應,導入一部分唑結構之方法:或藉由混合經完全唑化的(A3)聚苯并唑與(A4)聚苯并唑前驅物,而導入一部分唑結構之方法等。
由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上,較佳為:在聚合反應結束後,於甲醇或水等之對於由(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并唑及(A4)聚苯并唑前驅物所選出的一種類以上為不良溶媒中沈澱化後,進行洗淨、乾燥而得者。由於可藉由再沈澱處理而去除低分子量成分等,故硬化膜的機械特性係大幅地升高。
說明關於合成(A1)聚醯亞胺、(A3)聚苯并唑、(A2)聚醯亞胺前驅物或(A4)聚苯并唑前驅物之具體的方法。首先,將二胺類或雙胺基苯酚化合物類溶解於反應溶媒中,於此溶液中徐徐地添加實質上等莫耳量的羧酸酐類。使用機械攪拌器,將混合溶液較佳在0~200℃、更佳在40~150℃之溫度,較佳攪拌0.5~50小時,更佳攪拌2~24小時。使用封端劑時,於添加羧酸酐 類後,在指定溫度攪拌指定時間後,徐徐地添加封端劑,進行攪拌。
聚合反應中所用的反應溶媒只要是能溶解作為原料的二胺類或雙胺基苯酚化合物類與羧酸酐類即可,較佳為極性溶媒。作為反應溶媒,例如可舉出N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺或N-甲基-2-吡咯啶酮等之醯胺類、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯等之環狀酯類、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯等之碳酸酯類、三乙二醇等之二醇類、間甲酚或對甲酚等之苯酚類或苯乙酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、環丁碸、二甲亞碸等之其它溶媒。將二胺類或雙胺基苯酚化合物類與羧酸酐類之合計當作100質量份時,反應溶媒量較佳為100~1900質量份,更佳為150~950質量份。
(A1)聚醯亞胺或(A2)聚醯亞胺前驅物的醯亞胺環閉環率(醯亞胺化率)例如可用以下之方法容易地求得。首先,測定樹脂的紅外吸收光譜,確認因聚醯亞胺結構所造成的醯亞胺鍵之吸收峰(1780cm-1附近、1377cm-1附近)的存在。接著,使該樹脂在350℃熱硬化1小時,測定紅外吸收光譜。藉由比較熱硬化前後的1780cm-1附近或1377cm-1附近之波峰強度,算出熱硬化前的樹脂中之醯亞胺鍵的含量,可求得醯亞胺化率。
(A3)聚苯并唑或(A4)聚苯并唑前驅物的唑環閉環率(唑化率)例如可用以下之方法容易地求得。首先,測定樹脂的紅外吸收光譜,確認因聚苯并 唑結構所造成的唑鍵之吸收峰(1574cm-1附近、1557cm-1附近)的存在。接著,使該樹脂在350℃熱硬化1小時,測定紅外吸收光譜。藉由比較熱硬化前後的1574cm-1附近或1557cm-1附近之波峰強度,算出熱硬化前的樹脂中之唑鍵的含量,可求得唑化率。
<(B)具有超過0的胺價之分散劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物含有(B)具有超過0的胺價之分散劑。所謂(B)具有超過0的胺價之分散劑,就是使用電位差自動滴定裝置(AT-510;京都電子工業(股)製),使用0.1mol/L的HCl水溶液作為滴定試藥,使用THF作為滴定溶劑,根據「JIS K2501:2003」的「7.電位差滴定法(酸價)」,藉由電位差滴定法所算出的值(mgKOH/g)超過0之分散劑。
較佳為具有與(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之表面相互作用的表面親和性基及提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性之分散安定化結構的化合物。作為(B)具有超過0的胺價之分散劑的分散安定化結構,可舉出聚合物鏈及/或具有靜電荷的取代基等。
再者,本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為包含(B1)包含通式(2)及通式(3)所示的重複單元之分散劑(以下,亦稱為「(B1)分散劑」)。
(通式(2)中,R1表示烷基。R2及R3可各自相同,也可相異,表示氫、烷基或羥基。x為0~20之範圍內之整數。惟,x為0時,R2、R3的至少一者為烷基。m為1~100之範圍內之整數。通式(3)中,n為1~100之範圍內之整數)。
(B1)分散劑較佳為具有三級胺基。若為三級,則對於後述之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料,更分散安定化,因此較佳。
再者,(B1)分散劑較佳為具有羥基。由於具有羥基,可賦予鹼顯像性。又,藉由包含通式(2)及通式(3)所示的重複單元,進一步提高鹼顯像性,因此較佳。
若通式(2)之x為0,則成為氧丙烯骨架,合成上容易,因此較佳。再者,由於通式(2)之m為10~50之範圍內之整數,通式(3)之n為10~50之範圍內之整數,而與(A)鹼可溶性樹脂的相溶性增加,進一步提高分散安定性,因此較佳。
(B)具有超過0的胺價之分散劑係可為1種,也可併用2種以上,前述(B)具有超過0的胺價之分散劑較佳為進一步包含(B2)胺價為15~60mgKOH/g的範圍內之丙烯酸嵌段共聚物的分散劑(以下,亦稱為「(B2)分散劑」)、(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑(以下,亦稱為「(B3)分散劑」)中的至少1種以上。
一般而言,負型感光性樹脂組成物係混合分散液與稀釋液而使用,但其比率係隨著所要求的光學濃度之值而變化。於此,所謂的分散液,就是至少包含(A)具有胺價的分散劑、(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料及溶劑之液;所謂的稀釋液,就是混合有(A)鹼可溶性樹脂、(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合起始劑、溶劑、其它鏈轉移劑、界面活性劑等之液。
為了出現高的光學濃度,必須增加(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之使用量。伴隨其,由於相對於稀釋液而言分散液的使用比率變高,僅使用前述(A)具有胺價的分散劑時,有由於分散劑使用量的增加而鹼溶解速度變大之傾向。因此,使分散液或稀釋液中含有至少1種以上的上述之(B2)胺價為15mgKOH/g以上的丙烯酸嵌段共聚物之分散劑、(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑,藉此藉由丙烯酸嵌段結構及胺基甲酸酯結構而賦予疏水性,可一邊維持分散安定性,一邊抑制鹼溶解速度,即顯像速度的控制成為可能。
若(B2)分散劑為胺價60mgKOH/g以內,則可藉由分散劑的高極性,抑制與(A)鹼可溶性樹脂、(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合性起始劑、溶劑的相溶性之降低,而較宜。再者,由於胺價為20~30mgKOH/g的範圍內,(A)鹼可溶性樹脂、(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合性起始劑、溶劑的相溶性變得最良好,因此較佳。
(B3)分散劑只要是具有胺基甲酸酯鍵,則沒有特別的限定,但只要胺價為10mgKOH/g以上,則可兼顧分散安定性與(A)鹼可溶性樹脂、(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合性起始劑、溶劑的相溶性,因此較佳。
相對於100質量份的前述(B1)分散劑,(B2)分散劑及(B3)分散劑之總量較佳為10~100質量份之範圍內。若(B2)分散劑及(B3)分散劑之總量以10質量份以上含有,則可一邊維持高的分散性,一邊控制鹼顯像速度,因此較佳。又,若相對於100質量份的前述(B1)分散劑,(B2)分散劑及(B3)分散劑之總量為100質量份以下,則可一邊維持高的分散性,一邊抑制與(A)鹼可溶性樹脂、(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合起始劑、溶劑的相溶性之降低,而較宜。
僅包含(B2)分散劑時,(B2)分散劑較佳為10~100質量份之範圍內。僅包含(B3)分散劑時,(B3)分散劑較佳為10~100質量份之範圍內。
作為具有丙烯酸嵌段結構的市售分散劑,可舉出「EFKA」(註冊商標)4300、同4310、同4320(以上,皆BASF製)等,惟不受此等所限定。
再者,如後述,當前述(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料為下述通式(1)所示的化合物時,通式(1)之m在10~30之範圍內,通式(2)之n在5~15之範圍內,且若前述m及n為m≧n,則由於通式(1)的疏水性與親水性之平衡良好,故可兼顧與(A)鹼可溶性樹脂的高相溶性及高的分散安定性,再者,由於亦可控制 鹼顯像速度而較宜。由於m為10以上或n為5以上,分子量變大,藉由(B1)分散劑的立體障礙所致的分散安定化係成為可能,因此較佳。再者,由於m為30以內或n為15以內,可抑制因分子量過大所致的分散不安定化,可一邊維持親水性與疏水性之平衡,一邊控制鹼顯像速度,而較宜。又,若為m≧n之關係,則可一邊維持與(A)鹼可溶性樹脂的相溶性,一邊得到高的分散安定性,而較宜。
於(B)具有超過0的胺價之分散劑中,亦可包含上述以外的分散劑;作為具有表面親和性基之(B)具有超過0的胺價之分散劑,亦較佳為具有表面親和性基的胺基及/或酸性基與酸及/或鹼形成鹽之結構。
作為(B)具有超過0的胺價之分散劑,除了(B1)分散劑、(B2)分散劑、(B3)分散劑,例如還可舉出「DISPERBYK」(註冊商標)-108、同-109、同-160、同-161、同-162、同-163、同-164、同-166、同-167、同-168、同-182、同-184、同-185、同-2000、同-2008、同-2009、同-2022、同-2050、同-2055、同-2150、同-2155、同-2163、同-2164或同-2061、「BYK」(註冊商標)-9075、同-9076、同-9077、同-LP-N6919、同-LP-N21116或同-LP-N21324(以上,皆BYK化學日本(股)製)、「EFKA」(註冊商標)4015、同4020、同4046、同4047、同4050、同4055、同4060、同4080、同4300、同4330、同4340、同4400、同4401、同4402、同4403或同4800(以上,皆BASF製)、「Ajisper」(註冊商標)PB711(味之素精密 科技(股)製)或「SOLSPERSE」(註冊商標)13240、同13940、同20000、同71000或同76500(以上,皆Lubrizol製)。
於(B)具有超過0的胺價之分散劑之中,作為亦具有酸價的分散劑,例如可舉出「ANTI-TERRA」(註冊商標)-U100或同-204、「DISPERBYK」(註冊商標)-106、同-140、同-142、同-145、同-180、同-2001、同-2013、同-2020、同-2025、同-187或同-191、「BYK」(註冊商標)-9076(BYK化學日本(股)製)、「Ajisper」(註冊商標)PB821、同PB880或同PB881(以上,皆味之素精密科技(股)製)或「SOLSPERSE」(註冊商標)9000、同11200、同13650、同24000、同32000、同32500、同32500、同32600、同33000、同34750、同35100、同35200、同37500、同39000、同56000或同76500(以上,皆Lubrizol製)。
作為(B)具有超過0的胺價之分散劑的胺價,較佳為5mgKOH/g以上,更佳為8mgKOH/g以上,尤佳為10mgKOH/g以上。若胺價為上述範圍內,則可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之分散安定性。另一方面,胺價較佳為150mgKOH/g以下,更佳為120mgKOH/g以下,尤佳為100mgKOH/g以下。若胺價為上述範圍內,則可提高樹脂組成物的保管安定性。
此處所言的胺價,就是指與每1g(B)具有超過0的胺價之分散劑反應的酸相當之量的氫氧化鉀之質量,單位為mgKOH/g。可用酸中和1g(B)具有超過0的 胺價之分散劑後,用氫氧化鉀水溶液滴定而求得。作為(B)具有超過0的胺價之分散劑的酸價,較佳為5mgKOH/g以上,更佳為8mgKOH/g以上,尤佳為10mgKOH/g以上。若酸價為上述範圍內,則可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之分散安定性。另一方面,酸價較佳為200mgKOH/g以下,更佳為170mgKOH/g以下,尤佳為150mgKOH/g以下。若酸價為上述範圍內,則可提高樹脂組成物的保管安定性。
此處所言的酸價,就是指與每1g(B)具有超過0的胺價之分散劑反應的氫氧化鉀之重量,單位為mgKOH/g。可用氫氧化鉀水溶液滴定1g(B)具有超過0的胺價之分散劑而求得。
作為具有聚合物鏈之(B)具有超過0的胺價之分散劑,可舉出丙烯酸樹脂系分散劑、聚氧化烯醚系分散劑、聚酯系分散劑、聚胺基甲酸酯系分散劑、多元醇系分散劑、聚乙烯亞胺系分散劑或聚烯丙胺系分散劑。從鹼顯像液的圖案加工性之觀點來看,較佳為丙烯酸樹脂系分散劑、聚氧化烯醚系分散劑、聚酯系分散劑、聚胺基甲酸酯系分散劑或多元醇系分散劑。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的(B)具有超過0的胺價之分散劑之含有比率,於後述之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料及(B)具有超過0的胺價之分散劑的合計為100質量%時,較佳為1質量%以上,更佳為5質量%以上,尤佳為10質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高(C)具有醯胺結構的苯 并呋喃酮系有機顏料之分散安定性,可提高顯像後的解析度。另一方面,(B)具有超過0的胺價之分散劑之含有比率較佳為60質量%以下,更佳為55質量%以下,尤佳為50質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
<(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料>
本發明之負型感光性樹脂組成物進一步含有(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料。所謂之(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料,就是吸收特定波長的光之化合物,尤其指因吸收可見光線的波長(380~780nm)之光而著色的化合物。
由於含有(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料,藉由與分散劑的相互作用而分散安定化,故可使由樹脂組成物所得之膜著色,可使穿透樹脂組成物之膜的光或自樹脂組成物之膜所反射的光著色成所欲之色而賦予著色性。又,由穿透樹脂組成物之膜的光或自樹脂組成物之膜所反射的光來遮蔽(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料所吸收的波長之光,可賦予遮光性。
作為(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料,可舉出吸收可見光線的波長之光,著色成白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之化合物。藉由組合二色以上的此等之著色劑,可將樹脂組成物之穿透所欲的樹脂組成物之膜的光或自樹脂組成物之膜所反射的光調色至所欲 的色座標,可提高調色性。具有醯胺結構的有機顏料,從遮光性之觀點來看,若本發明之負型感光性樹脂組成物的固體含量比率為10%以上,則可充分遮蔽外光,因此較佳。又,若固體含量比率為70%以內,則可充分遮蔽外光,可形成負型感光性樹脂組成物的硬化膜之圖案,因此較佳。再者,所謂的固體含量比率,就是指去掉負型感光性樹脂組成物中的溶劑後之全部固體含量的比率。
作為本發明之負型感光性樹脂組成物,前述(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料較佳為下述通式(1)所示的化合物,藉由含有此,由於樹脂組成物的膜係黑色化,故可提高將穿透樹脂組成物之膜的光或自樹脂組成物之膜所反射的光予以遮蔽之遮光性。因此,適合彩色濾光片的黑色矩陣或液晶顯示器之黑柱間隔物等的遮光膜或要求藉由外光反射的抑制而高對比化之用途。
(通式(1)中,R101、R102各自獨立表示氫、鹵素原子、碳數1~10的烷基或具有1~20個氟原子之碳數1~10的烷基。R104~R107、R109~R112各自獨立地表示氫、鹵素原子、碳數1~10的烷基、羧基、磺酸基、胺基或硝基。R103、R108各自獨立地表示氫、碳數1~10的烷基或碳數6~15的芳基)。
於(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之中,藉由含有通式(1)所示的化合物,由於樹脂組成物之膜係黑色化,同時隱蔽性優異,故可提高樹脂組成物之膜的遮光性。再者,由於為有機物,故藉由化學結構變化或官能轉換,調整能穿透或遮蔽所欲的特定波長之光等的樹脂組成物之膜的穿透光譜或吸收光譜,可提高調色性。特別地,由於可提高近紅外區域之波長(例如,700nm以上)之穿透率,故具有遮光性,適合利用近紅外區域之波長的光之用途。
作為通式(1)所示的化合物,例如可舉出「IRGAPHOR」(註冊商標)BLACK S0100CF(BASF製)、國際公開第2010-081624號記載之黑色顏料或國際公開第2010-081756號記載之黑色顏料。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的通式(1)所示的化合物之含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性及調色性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
再者,於(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料中,亦可包含(C1)苝系顏黑色顏料。
<(C1)苝系黑色顏料>
所謂的(C1)苝系黑色顏料,就是指在分子內具有苝結構之因吸收可見光線的波長之光而著色成黑色之化合物。
藉由含有(C1)苝系黑色顏料,由於樹脂組成物之膜係黑色化,同時隱蔽性優異,故可提高樹脂組成物之膜的遮光性。再者,由於為有機物,故藉由化學結構變化或官能轉換,調整能穿透或遮蔽所欲的特定波長之光等的樹脂組成物之膜的穿透光譜或吸收光譜,可提高調色性。特別地,由於可提高近紅外區域的波長(例如,700nm以上)之穿透率,故具有遮光性,適合利用近紅外區域的波長之光的用途。
作為(C1)苝系顏黑色顏料,較佳為通式(71)或通式(72)所示的苝化合物。
(通式(71)及通式(72)中,X92、X93、X94及X95各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基鏈。R224及R225各自獨立地表示氫、羥基、碳數1~6的烷氧基或碳數2~6的醯基)。
通式(71)及通式(72)中,X92、X93、X94及X95各自獨立地較佳為碳數1~6的伸烷基鏈。又,R224及R225各自獨立地較佳為氫、羥基、碳數1~4的烷氧基或碳數2~4的醯基。上述的伸烷基鏈、烷氧基及醯基可為無取代物或取代物之任一者。
作為(C1)苝系顏黑色顏料,例如可舉出顏料黑21、30、31、32、33或34(數值皆C.I.號碼)。
於上述以外,可舉出「PALIOGEN」(註冊商標)BLACK S0084、同K0084、同L0086、同K0086、同EH0788或同FK4281(以上,皆BASF製)。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C3)苝系顏黑色顏料之含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性及調色性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
於上述的(C1)苝系黑色顏料以外,亦可包含由後述之(C2)染料、(C3)黑色染料、(C4)二色以上的染料混合物、(C5)黑色以外的染料、(C6)碳黑、(C7)黑色無機顏料、(C8)黑色以外的有機顏料及(C9)黑色以外的無機顏料所選出的一種類以上。
<(C2)染料、(C3)黑色染料、(C4)二色以上的染料混合物、(C5)黑色以外的染料>
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,前述(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料較佳為含有(C2)染料。
所謂的(C2)染料,就是指對於對象物的表面結構,以(C2)染料中的離子性基或羥基等之取代基進行化學吸附或強烈地相互作用等,而使對象物著色之化合物,一般可溶於溶劑等中。又,(C2)染料之著色由於係分子一個一個地與對象物吸附,故著色力高,顯色效率高。
藉由含有(C2)染料,可著色成著色力優異之色,可提高樹脂組成物之膜的著色性及調色性。
作為(C2)染料,例如可舉出直接染料、反應性染料、硫化染料、甕染料、硫化染料、酸性染料、含金屬染料、含金屬酸性染料、鹼性染料、媒染染料、酸性媒染染料、分散染料、陽離子染料或螢光增白染料。
作為(C2)染料,可舉出蒽醌系染料、偶氮系染料、吖(azine)系染料、酞菁系染料、次甲基系染料、系染料、喹啉系染料、靛藍系染料、靛屬系染料、碳鎓系染料、士林系染料、紫環酮(perinone)系染料、苝系染料、三芳基甲烷系染料或系染料。從在後述之溶劑中的溶解性及耐熱性之觀點來看,較佳為蒽醌系染料、偶氮系染料、吖系染料、次甲基系染料、三芳基甲烷系染料、系染料。
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,前述(C2)染料較佳為含有後述之(C3)黑色染料、(C4)二色以上的染料混合物及(C5)黑色以外的染料。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C2)染料之含有比率較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,尤佳為0.10質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高著色性或調色性。另一方面,含有比率較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,尤佳為40質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,前述(C2)染料較佳為含有(C3)黑色染料、(C4)二色以上的染料混合物及(C5)黑色以外的染料。
所謂的(C3)黑色染料,就是指因吸收可見光線之波長的光而著色成黑色之染料。
藉由含有(C3)黑色染料,由於樹脂組成物之膜係黑色化,同時著色性優異,故可提高樹脂組成物之膜的遮光性。
作為(C3)黑色染料,例如可使用溶劑黑3、5、7、22、27、29或34、媒染黑1、11或17、酸性黑2或52、或直接黑19或154(數值皆C.I.號碼)。
於上述以外,可舉出「NUBIAN」(註冊商標)BLACK TH-807、同TH-827、同TH-827K、同TN-870、同PC-0855、同PC-5856、同PC-5857、同PC-5877、同PC-8550、同TN-873、同TN-877或同AH-807、OIL BLACK HBB或同860、「VALIFAST」(註冊商標)BLACK 1807、同3904、同3810、同3820、同3830、同3840、同3866或同3870或WATER BLACK 100-L、同191-L、同256-L、同R-510或同187-LM(以上,皆ORIENT化學工業(股)製)。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C3)黑色染料之含有比率較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,尤佳為0.10質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性。另一方面,含有比率較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,尤佳為40質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
所謂(C4)二色以上的染料混合物,就是指藉由組合由白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之染料所選出的二色以上之染料,而模擬地著色成黑色之染料混合物。
藉由含有(C4)二色以上的染料混合物,由於樹脂組成物之膜係黑色化,同時著色性優異,故可提高樹脂組成物之膜的遮光性。再者,由於混合二色以上的染料,可調整能穿透或遮蔽所欲的特定波長之光等的樹脂組成物之膜的穿透光譜或吸收光譜,提高調色性。
作為著色成紅色之染料,例如可舉出直接紅2、4、9、23、26、28、31、39、62、63、72、75、76、79、80、81、83、84、89、92、95、111、173、184、207、211、212、214、218、221、223、224、225、226、 227、232、233、240、241、242、243或247、酸性紅35、42、51、52、57、62、80、82、111、114、118、119、127、128、131、143、145、151、154、157、158、211、249、254、257、261、263、266、289、299、301、305、319、336、337、361、396或397、活性紅3、13、17、19、21、22、23、24、29、35、37、40、41、43、45、49或55、或鹼性紅12、13、14、15、18、22、23、24、25、27、29、35、36、38、39、45或46(數值皆C.I.號碼)。
作為著色成橙色之染料,例如可舉出鹼性橙21或23(數值皆C.I.號碼)。
作為著色成黃色之染料,例如可舉出直接黃8、9、11、12、27、28、29、33、35、39、41、44、50、53、58、59、68、87、93、95、96、98、100、106、108、109、110、130、142、144、161或163、酸性黃17、19、23、25、39、40、42、44、49、50、61、64、76、79、110、127、135、143、151、159、169、174、190、195、196、197、199、218、219、222或227、活性黃2、3、13、14、15、17、18、23、24、25、26、27、29、35、37、41或42、或鹼性黃1、2、4、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、39或40(數值皆C.I.號碼)。
作為著色成綠色之染料,例如可舉出酸性綠16(數值皆C.I.號碼)。
作為著色成藍色之染料,例如可舉出酸性藍9、45、80、83、90或185(數值皆C.I.號碼)。
作為著色成紫色之染料,例如可舉出直接紫7、9、47、48、51、66、90、93、94、95、98、100或101、酸性紫5、9、11、34、43、47、48、51、75、90、103或126、活性紫1、3、4、5、6、7、8、9、16、17、22、23、24、26、27、33或34、或鹼性紫1、2、3、7、10、15、16、20、21、25、27、28、35、37、39、40或48(數值皆C.I.號碼)。
於上述以外,可舉出「SUMILAN」(註冊商標)染料、「LANYL染料」(註冊商標)(以上,皆住友化學工業(股)製)、「ORASOL」(註冊商標)染料、「ORACET」(註冊商標)染料、「FILAMID」(註冊商標)染料、「IRGASPERSE」(註冊商標)染料(以上,皆CIBA特殊化學品(股)製)、「ZAPON」(註冊商標)染料、「NEOZAPON」(註冊商標)染料、「NEPTUNE」(註冊商標)染料、「ACIDOL」(註冊商標)染料(以上,皆BASF製)、「KAYASET」(註冊商標)染料、「KAYAKALAN」(註冊商標)染料(以上,皆日本化藥(股)製)、「VALIFAST」(註冊商標)COLORS染料、「NUBIAN」(註冊商標)COLORS染料(ORIENT化學工業(股)製)、「SAVINYL」(註冊商標)染料、「SANDOPLAST」(註冊商標)染料、「POLYSYNTHREN」(註冊商標)染料、「LANASYN」(註冊商標)染料(以上,皆CLARIANT日本(股)製)、「AIZEN」(註冊商標)「SPILON」(註冊商標)染料(保土谷化學工業 (股)製)、機能性色素(山田化學工業(股)製)或PLAST COLOR染料、OIL COLOR染料(以上,皆有本化學工業(股)製)。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有之(C4-3)二色以上的染料混合物之含有比率較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,尤佳為0.10質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性及調色性。另一方面,含有比率較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,尤佳為40質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
所謂(C5)黑色以外之染料,就是指因吸收可見光線之波長的光而著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之染料。
藉由含有(C5)黑色以外之染料,可使樹脂組成物之膜著色,可賦予著色性或調色性。藉由組合二色以上的(C5)黑色以外之染料,可將樹脂組成物之膜調色至所欲的色座標,可提高調色性。
作為(C5)黑色以外之染料,可舉出前述之著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之染料。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C4)黑色以外之染料的含有比率較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,尤佳為0.10質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提 高著色性或調色性。另一方面,含有比率較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,尤佳為40質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性。
<(C6)碳黑>
作為碳黑,例如可舉出槽黑、爐黑、熱黑、乙炔黑及燈黑。從遮光性之觀點來看,較佳為槽黑。
作為碳黑,較佳為經表面處理之碳黑。作為表面處理,較佳為導入酸性基的表面處理、藉由矽烷偶合劑的表面處理或藉由樹脂的被覆處理。
由於進行導入酸性基的表面處理或藉由矽烷偶合劑的表面處理,可將碳黑的粒子表面予以酸性化、親水性化或疏水性化等之將粒子的表面狀態予以改質,可使樹脂組成物中含有的樹脂或後述之(B)具有超過0的胺價之分散劑所致的分散安定性提高。
藉由導入酸性基的表面處理而導入至碳黑的酸性基,係布忍斯特之定義中的顯示酸性之取代基。作為酸性基之具體例,可舉出羧基、磺酸基或磷酸基。
導入至碳黑的酸性基亦可形成鹽。作為與酸性基形成鹽的陽離子,可舉出各種的金屬離子、含氮化合物的陽離子、芳基銨離子、烷基銨離子或銨離子。從硬化膜的絕緣性之觀點來看,較佳為芳基銨離子、烷基銨離子或銨離子。
作為進行將酸性基導入至碳黑的表面處理之方法,例如可舉出以下(1)~(5)之方法。
(1)藉由使用濃硫酸、發煙硫酸或氯磺酸的直接取代法或使用亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽的間接取代法,將磺酸基導入至碳黑之方法。
(2)使具有胺基與酸性基的有機化合物與碳黑進行重氮偶合之方法。
(3)藉由威廉遜(Williamson)之醚化法,使具有鹵素原子與酸性基的有機化合物與具有羥基的碳黑反應之方法。
(4)使具有鹵化羰基與經由保護基所保護的酸性基之有機化合物與具有羥基的碳黑反應之方法。
(5)使具有鹵化羰基與經由保護基所保護的酸性基之有機化合物與碳黑進行夫里德耳-夸夫特(Friedel-Crafts)反應後,使酸性基脫保護之方法。
從容易且安全之觀點來看,酸性基的導入處理較佳為(2)之方法。作為(2)之方法所用之具有胺基與酸性基的有機化合物,例如較佳為在芳香族基上結合有胺基與酸性基的有機化合物。作為在芳香族基上結合有胺基與酸性基的有機化合物,可使用4-胺基苯磺酸或4-胺基苯甲酸等眾所周知者。
相對於100g的碳黑,導入至碳黑的酸性基之莫耳數較佳為1mmol以上,更佳為5mmol以上。若莫耳數為上述範圍內,則可提高碳黑的分散安定性。另一方面,莫耳數較佳為200mmol以下,更佳為150mmol以下。若莫耳數為上述範圍內,則可提高碳黑的分散安定性。
作為藉由將碳黑粒子的表面狀態改質之矽烷偶合劑(以下,「表面處理有機矽烷」)所致的表面處理而導入至碳黑的取代基,例如可舉出酸性基、鹼性基、親水性基或疏水性基。作為酸性基、鹼性基、親水性基或疏水性基,例如可舉出烷基矽烷基、芳基矽烷基或具有羥基、羧基或胺基的烷基矽烷基或芳基矽烷基。
作為進行表面處理有機矽烷所致的表面處理之方法,例如可舉出混合處理表面處理有機矽烷與碳黑之方法。再者,視需要亦可添加反應溶媒、水或觸媒。
作為表面處理有機矽烷所致的表面處理中使用之反應溶媒,例如可舉出與後述之溶劑同樣者。當碳黑及表面處理有機矽烷之合計為100質量份時,反應溶媒之添加量較佳為10~1,000質量份。相對於1mol的水解性基,水之添加量較佳為0.5~2mol。
作為表面處理有機矽烷所致的表面處理中使用之觸媒,較佳為酸觸媒或鹼觸媒。作為酸觸媒,例如可舉出鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、磷酸、乙酸、三氟乙酸、甲酸或多元羧酸或此等之酐或離子交換樹脂。作為鹼觸媒,例如可舉出三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、三正戊胺、三正己胺、三正庚胺、三正辛胺、二乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、具有胺基的烷氧基矽烷或離子交換樹脂。當碳黑及表面處理有機矽烷為100質量份時,觸媒之添加量較佳為0.01~10質量份。
表面處理有機矽烷的表面處理溫度較佳為20~250℃,更佳為40~200℃,尤佳為60~180℃。
可使用甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三正丁氧基矽烷、甲基三氯矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正癸基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、4-羥基苯基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、4-胺基苯基三甲氧基矽烷或3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸酐等眾所周知者。
當碳黑及表面處理有機矽烷之合計為100質量份時,表面處理有機矽烷之含量較佳為0.01質量份以上,更佳為0.05質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高碳黑的分散安定性。另一方面,含量較佳為20質量份以下,更佳為15質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高碳黑之分散安定性。
作為碳黑,經樹脂所被覆處理之碳黑亦較佳。藉由進行被覆碳黑的樹脂(以下,「被覆樹脂」)所致之被覆處理,碳黑的粒子表面係被導電性低的絕緣性被覆樹脂所被覆,可將粒子的表面狀態予以改質,可提高硬化膜的遮光性及絕緣性。又,藉由洩漏電流之減低等,可提高顯示器的可靠性等。因此,適合將硬化膜使用於要求絕緣性的用途之情況等。
作為被覆樹脂,可舉出聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、聚胺基甲酸酯、酞酸二烯丙酯樹脂、烷基 苯樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對酞酸丁二酯或改質聚苯醚。
當碳黑及被覆樹脂之合計為100質量份時,被覆樹脂之含量較佳為0.1質量份以上,更佳為0.5質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高硬化膜的遮光性及絕緣性。另一方面,含量較佳為40質量份以下,更佳為30質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高硬化膜的遮光性及絕緣性。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有之施有表面處理的碳黑之含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性及調色性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<(C7)黑色無機顏料>
所謂的(C7)黑色無機顏料,就是指因吸收可見光線的波長之光而著色成黑色之無機顏料。
藉由含有(C7)黑色無機顏料,由於樹脂組成物之膜係黑色化,同時隱蔽性優異,故可提高樹脂組成物之膜的遮光性。再者,由於為無機物,耐熱性及耐候性更優異,可提高樹脂組成物之膜的耐熱性及耐候性。
作為(C7)黑色無機顏料,例如可舉出石墨或銀錫合金、或鈦、銅、鐵、錳、鈷、鉻、鎳、鋅、鈣或銀等之金屬的微粒子、氧化物、複合氧化物、硫化物、 硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、氮化物、碳化物或氧氮化物。從遮光性提高之觀點來看,較佳為鈦或銀之微粒子、氧化物、複合氧化物、硫化物、氮化物、碳化物或氧氮化物,更佳為鈦之氮化物或氧氮化物。
作為黑色有機顏料或黑色無機顏料,例如可舉出顏料黑1、6、7、12、20、31或32。(數值皆顏色指數(以下,「C.I.」)號碼)
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(D1a-2)黑色無機顏料之含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高遮光性、耐熱性及耐候性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<(C8)黑色以外的有機顏料、(C9)黑色以外的無機顏料>
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,除了前述(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料,還可包含(C8)黑色以外的有機顏料、(C9)黑色以外的無機顏料。
所謂(C8)黑色以外的有機顏料,就是指因吸收可見光線之波長的光而著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之有機顏料。
由於含有(C9)黑色以外之有機顏料,可使樹脂組成物之膜著色,可賦予著色性或調色性。再者,由於為有機物,藉由化學結構變化或官能轉換,調整能 穿透或遮蔽所欲的特定波長之光等的樹脂組成物之膜的穿透光譜或吸收光譜,可提高調色性。藉由組合二色以上的(C7-1)黑色以外之有機顏料,可將樹脂組成物之膜調色至所欲的色座標,可提高調色性。
作為(C8)黑色以外之有機顏料,可舉出著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之有機顏料。
作為(C9)黑色以外之有機顏料,例如可舉出酞菁系顏料、蒽醌系顏料、喹吖啶酮系顏料、皮蒽酮(pyranthrone)系顏料、二系顏料、硫靛系顏料、二酮基吡咯并吡咯系顏料、喹酞酮系顏料、士林系顏料、吲哚啉系顏料、異吲哚啉系顏料、異吲哚啉酮系顏料、苯并呋喃酮系顏料、苝系顏料、苯胺系顏料、偶氮系顏料、次甲基偶氮系顏料、金屬錯合物系顏料、色澱顏料、色劑顏料或螢光顏料。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C7-1)黑色以外之有機顏料的含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高著色性及調色性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
所謂(C9)黑色以外之無機顏料,就是指因吸收可見光線的波長之光而著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之無機顏料。
由於含有(C9)黑色以外之無機顏料,可使樹脂組成物之膜著色,可賦予著色性或調色性。再者,由於為無機物,耐熱性及耐候性更優異,可提高樹脂組成物之膜的耐熱性及耐候性。藉由組合二色以上的(C9)黑色以外之無機顏料,可將樹脂組成物之膜調色至所欲的色座標,可提高調色性。
藉由組合二色以上的(C9)黑色以外之無機顏料,可將樹脂組成物之膜調色至所欲的色座標,可提高調色性。
作為(C9)黑色以外之無機顏料,可舉出著色成黑色以外的白、紅、橙、黃、綠、藍或紫色之無機顏料。
作為(C9)黑色以外之無機顏料,例如可舉出氧化鈦、碳酸鋇、氧化鋯、鋅華、硫化鋅、鉛白、碳酸鈣、硫酸鋇、白碳、鋁白、二氧化矽、高嶺土黏土、滑石、膨潤土、鐵紅、鉬紅、鉬橙、鉻朱砂、黃鉛、鎘黃、黃色氧化鐵、鈦黃、氧化鉻、深翠綠、鈦鈷綠、鈷綠、鈷鉻綠、維多利亞綠、群藍、紺藍、鈷藍、天藍、鈷二氧化矽藍、鈷鋅二氧化矽藍、錳紫或鈷紫。
溶劑以外的本發明之負感光性樹脂組成物的固體含量中所佔有的(C7-2)黑色以外之無機顏料的含有比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為15質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高著色性或調色性、耐熱性及耐候性。另一方面,含有比率較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下,尤佳為60質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
此處,(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的一次粒徑係可使用次微米粒度分布測定裝置(N4-PLUS;Beckman-Coulter(股)製)或仄他電位‧粒徑‧分子量測定裝置(Zetasizer Nano ZS;SYSMEX(股)製),測定溶液中的(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之布朗運動所致的雷射散射(動態光散射法)而求得。又,由樹脂組成物所得之硬化膜中的(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之數量平均粒徑,係可使用SEM及TEM測定而求得。將放大倍率設為50,000~200,000倍,直接測定(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之數量平均粒徑。當(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料為真球時,測定真球之直徑,當作數量平均粒徑。當(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料不是真球時,測定最長徑(以下,「長軸徑」)及與長軸徑正交的方向中最長徑(以下,「短軸徑」),將長軸徑與短軸徑予以平均,將二軸平均徑當作數量平均粒徑。
<(D)自由基聚合性化合物>
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,較佳為進一步含有(D)自由基聚合性化合物。
所謂的(D)自由基聚合性化合物,就是在分子中具有複數的乙烯性不飽和雙鍵基之化合物。於曝光時,藉由自後述的(E)光聚合起始劑所產生之自由基,進行(D)自由基聚合性化合物之自由基聚合,且樹脂組成物之膜的曝光部相對於鹼顯像液為不溶解化,藉此可形成負型的圖案。
由於含有(D)自由基聚合性化合物,可促進曝光時的UV硬化,可提高曝光時的感度。此外,熱硬化後的交聯密度升高,可提高硬化膜的硬度。
作為(D)自由基聚合性化合物,較佳為容易進行自由基聚合之具有(甲基)丙烯酸基的化合物。從曝光時的感度升高及硬化膜的硬度升高之觀點來看,更佳為在分子內具有二個以上的(甲基)丙烯酸基之化合物。作為(D)自由基聚合性化合物的雙鍵當量,從曝光時的感度升高及硬化膜的硬度升高之觀點來看,較佳為80~400g/mol。
作為(D)自由基聚合性化合物,例如可舉出二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基-三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四 醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四新戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、四新戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、五新戊四醇十一(甲基)丙烯酸酯、五新戊四醇十二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]丙烷、1,3,5-參((甲基)丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸、1,3-雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基丙氧基)苯基]茀或9,9-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基苯基)茀或該等之酸改質物、環氧乙烷改質物或環氧丙烷改質物。
從曝光時的感度升高及硬化膜的硬度升高之觀點來看,較佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]丙烷、1,3,5-參((甲基)丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸、1,3-雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(3-(甲基)丙烯醯氧基丙氧基)苯基]茀或9,9-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基苯基)茀或該等之酸改質物、環氧乙烷改質物或環氧丙烷改質物,從顯像後的解析度升高之觀點來看,更佳為該等之酸改質物或環氧乙烷改質物。
又,從顯像後的解析度升高之觀點來看,亦較佳為對於使在分子內具有二個以上的環氧丙氧基之化合物與具有乙烯性不飽和雙鍵基的不飽和羧酸進行開環加成反應而得之化合物,使多元酸羧酸或多元羧酸酐反應而得之化合物。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的(D)自由基聚合性化合物之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為15質量份以上,更佳為20質量份以上,尤佳為25質量份以上,特佳為30質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高曝光時的感度,同時可得到低錐形的圖案形狀。另一方面,含量較佳為65質量份以下,更佳為60質量份以下,尤佳為55質量份以下,特佳為50質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性,同時可得到低錐形的圖案形狀。
<(E)光聚合起始劑>
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,進一步含有(E)光聚合起始劑。
所謂的(E)光聚合起始劑,就是藉由曝光而鍵裂開及/或反應,產生自由基之化合物。
藉由含有(E)光聚合起始劑,進行前述之(D)自由基聚合性化合物的自由基聚合,且樹脂組成物之膜的曝光部相對於鹼顯像液為不溶解化,藉此可形成負型的圖案。又,可促進曝光時的UV硬化,提高感度。
作為(E)光聚合起始劑,例如較佳為苄基縮酮系光聚合起始劑、α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基膦氧化物系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑、二茂鈦(titanocene)系光聚合起始劑、二苯基酮系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、芳香族酮酯系光聚合起始劑或苯甲酸酯系光聚合起始劑;從曝光時的感度升高之觀點來看,更佳為α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基膦氧化物系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑或二苯基酮系光聚合起始劑,尤佳為α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基膦氧化物系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑。
作為苄基縮酮系光聚合起始劑,例如可舉出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮。
作為α-羥基酮系光聚合起始劑,例如可舉出1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮或2-羥基-1-[4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基]-2-甲基丙烷-1-酮。
作為α-胺基酮系光聚合起始劑,例如可舉出2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-N-啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-N-啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-N-啉基苯基)-丁烷-1-酮或3,6-雙(2-甲基-2-N-啉基丙醯基)-9-辛基-9H-咔唑。
作為醯基膦氧化物系光聚合起始劑,例如可舉出2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物或雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-(2,4,4-三甲基戊基)膦氧化物。
作為肟酯系光聚合起始劑,例如可舉出1-苯基丙烷-1,2-二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基丁烷-1,2-二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1,3-二苯基丙烷-1,2,3-三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯基)肟、1-[4-[4-(羧基苯基)硫基]苯基]丙烷-1,2-二酮-2-(O-乙醯基)肟、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙醯基)肟、1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-[1-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環-4-基)甲氧基]苯甲醯基]-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙醯基)肟或1-(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)-1-[2-甲基-4-(1-甲氧基丙烷-2-基氧基)苯基]甲酮-1-(O-乙醯基)肟。
作為吖啶系光聚合起始劑,例如可舉出1,7-雙(吖啶-9-基)正庚烷。
作為二茂鈦系光聚合起始劑,例如可舉出雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙[2,6-二氟)-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]鈦(IV)或雙(η5-3-甲基-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟苯基)鈦(IV)。
作為二苯基酮系光聚合起始劑,例如可舉出二苯基酮、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮、4-苯基二苯基酮、4,4-二氯二苯基酮、4-羥基二苯基酮、烷基化二苯基酮、3,3’,4,4’-肆(三 級丁基過氧羰基)二苯基酮、4-甲基二苯基酮、二苄基酮或茀酮。
作為苯乙酮系光聚合起始劑,例如可舉出2,2-二乙氧基苯乙酮、2,3-二乙氧基苯乙酮、4-三級丁基二氯苯乙酮、亞苄基苯乙酮或4-疊氮基亞苄基苯乙酮。
作為芳香族酮酯系光聚合起始劑,例如可舉出2-苯基-2-氧基乙酸甲酯。
作為苯甲酸酯系光聚合起始劑,例如可舉出4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸(2-乙基)己酯、4-二乙基胺基苯甲酸乙酯或2-苯甲醯基苯甲酸甲酯。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的(E)光聚合起始劑之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.1質量份以上,更佳為0.5質量份以上,尤佳為0.7質量份以上,特佳為1.0質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。另一方面,含量較佳為25質量份以下,更佳為20質量份以下,尤佳為17質量份以下,特佳為15質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度,同時可得到低錐形的圖案形狀。
<鏈轉移劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有鏈轉移劑。
所謂的鏈轉移劑,就是指能接受因曝光時之自由基聚合所得的聚合物鏈之聚合物生長末端而來的自由基,通過往其它聚合物鏈的自由基移動之化合物。
由於含有鏈轉移劑,可提高曝光時的感度。此推測係因為因曝光所產生的自由基係藉由鏈轉移劑而往其它的聚合物鏈進行自由基移動,進行到膜的深部為止之自由基交聯。特別地,例如當樹脂組成物含有(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,由於曝光之光被(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料所吸收,有光不到達膜的深部為止之情況。另一方面,當含有鏈轉移劑時,由於藉由鏈轉移劑所致的自由基移動,進行到膜的深部為止之自由基交聯,而可提高曝光時的感度。
又,由於含有鏈轉移劑,可得到低錐形的圖案形狀。此推測係因為藉由鏈轉移劑所致的自由基移動,可進行曝光時的藉由自由基聚合所得之聚合物鏈的分子量控制。即,由於含有鏈轉移劑,而阻礙因曝光時的過剩自由基聚合所致的顯著高分子量的聚合物鏈之生成,抑制所得之膜的軟化點之上升。因此,判斷熱硬化時的圖案之回流性升高,得到低錐形的圖案形狀。
作為鏈轉移劑,較佳為硫醇系鏈轉移劑。作為硫醇系鏈轉移劑,例如可舉出β-巰基丙酸、β-巰基丙酸甲酯、β-巰基丙酸乙酯、β-巰基丙酸2-乙基己酯、β-巰基丙酸正辛酯、β-巰基丙酸甲氧基丁酯、β-巰基丙酸十八酯、β-巰基丙酸異壬酯、β-巰基丁酸、β-巰基丁酸甲酯、β-巰基丁酸乙酯、β-巰基丁酸2-乙基己酯、β-巰基丁酸正辛酯、β-巰基丁酸甲氧基丁酯、β-巰基丁酸十八酯、β-巰基丁酸異壬酯、巰基乙酸甲酯、巰基乙酸正辛 酯、巰基乙酸甲氧基丁酯、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,4-雙(3-巰基丙醯氧基)丁烷、1,4-雙(巰基乙醯氧基)丁烷、乙二醇雙(巰基乙酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷參(巰基乙酸酯)、1,3,5-參[(3-巰基丙醯氧基)乙基]異三聚氰酸、1,3,5-參[(3-巰基丁醯氧基)乙基]異三聚氰酸、新戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、新戊四醇肆(巰基乙酸酯)、二新戊四醇六(3-巰基丙酸酯)或二新戊四醇六(3-巰基丁酸酯)。
從曝光時的感度提高及低錐形的圖案形狀之觀點來看,較佳為1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,4-雙(3-巰基丙醯氧基)丁烷、1,4-雙(巰基乙醯氧基)丁烷、乙二醇雙(巰基乙酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷參(巰基乙酸酯)、1,3,5-參[(3-巰基丙醯氧基)乙基]異三聚氰酸、1,3,5-參[(3-巰基丁醯氧基)乙基]異三聚氰酸、新戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、新戊四醇肆(巰基乙酸酯)、二新戊四醇六(3-巰基丙酸酯)或二新戊四醇六(3-巰基丁酸酯)。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的鏈轉移劑之含量,當(A1)第1樹脂、(A2)第2樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.1質量份以上,尤佳為0.5 質量份以上,特佳為1.0質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高曝光時的感度,同時可得到低錐形的圖案形狀之硬化膜。另一方面,含量較佳為15質量份以下,更佳為13質量份以下,尤佳為10質量份以下,特佳為8質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度及硬化膜的耐熱性。
<聚合抑制劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有聚合抑制劑。
所謂的聚合抑制劑,就是能捕捉曝光時所產生的自由基或藉由曝光時的自由基聚合而得的聚合物鏈之聚合物生長末端的自由基,作為安定自由基保持,停止自由基聚合之化合物。
藉由含有適量的聚合抑制劑,可抑制顯像後的殘渣發生,提高顯像後的解析度。此推測係因為聚合抑制劑捕捉曝光時所產生的過剩量之自由基或高分子量的聚合物鏈之生長末端的自由基,而抑制過剩的自由基聚合之進行。
作為聚合抑制劑,較佳為酚系聚合抑制劑。作為酚系聚合抑制劑,例如可舉出4-甲氧基苯酚、1,4-氫醌、1,4-苯醌、2-三級丁基-4-甲氧基苯酚、3-三級丁基-4-甲氧基苯酚、4-三級丁基兒茶酚、2,6-二三級丁基-4-甲基苯酚、2,5-二三級丁基-1,4-氫醌或2,5-二三級戊基-1,4-氫醌或「IRGANOX」(註冊商標)1010、同1035、同1076、同1098、同1135、同1330、同1726、同1425、 同1520、同245、同259、同3114、同565或同295(以上,皆BASF製)。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的聚合抑制劑之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.03質量份以上,尤佳為0.05質量份以上,特佳為0.10質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度及硬化膜的耐熱性。另一方面,含量較佳為10質量份以下,更佳為8質量份以下,尤佳為5質量份以下,特佳為3質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。
<增感劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有增感劑。
所謂的增感劑,就是指能吸收曝光的能量,藉由內部轉換及狀態間轉換而產生激發三重態的電子,通過往前述(E)光聚合起始劑等的能量移動之化合物。
藉由含有增感劑,可提高曝光時的感度。此推測係因為增感劑吸收(E)光聚合起始劑等不具有吸收的長波長之光,將其能量由增感劑往(E)光聚合起始劑等進行能量轉移,可提高光反應效率。
作為增感劑,較佳為噻噸酮系增感劑。作為噻噸酮系增感劑,例如可舉出噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮或2,4-二氯噻噸酮。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的增感劑之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.1質量份以上,尤佳為0.5質量份以上,特佳為1.0質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高曝光時的感度。另一方面,含量較佳為15質量份以下,更佳為13質量份以下,尤佳為10質量份以下,特佳為8質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度,同時可得到低錐形的圖案形狀。
<交聯劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有交聯劑。所謂的交聯劑,就是指具有能與樹脂鍵結的交聯性基之化合物。由於含有交聯劑,可提高硬化膜的硬度及耐藥品性。此推測係因為藉由交聯劑,可在樹脂組成物的硬化膜中導入新的交聯結構,而交聯密度升高。
作為交聯劑,較佳為在分子內具有二個以上的烷氧基甲基、羥甲基、環氧基或氧雜環丁基(oxetanyl)等之熱交聯性的化合物。
作為在分子內具有二個以上的烷氧基甲基或羥甲基之化合物,例如可舉出DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DML-BisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、 DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAPHML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA或HMOM-TPHAP(以上,皆本州化學工業(股)製)或「NIKALAC」(註冊商標)MX-290、同MX-280、同MX-270、同MX-279、同MW-100LM、同MW-30HM、同MW-390或同MX-750LM(以上,(股)三和化學製)。
作為在分子內具有二個以上的環氧基之化合物,例如可舉出「Epolite」(註冊商標)40E、同100E、同200E、同400E、同70P、同200P、同400P、同1500NP、同80MF、同4000或同3002(以上,皆共榮社化學(股)製)、「Denacol」(註冊商標)EX-212L、同EX-214L、同EX-216L、同EX-321L或同EX-850L(以上,皆NAGASE CHEMTEX(股)製)、「jER」(註冊商標)828、同1002、同1750、同1007、同YX8100-BH30、同E1256、同E4250或同E4275(以上,皆三菱化學(股)製)、GAN、GOT、EPPN-502H、NC-3000或NC-6000(以上,皆日本化藥(股)製)、「EPICLON」(註冊商標)EXA-9583、同HP4032、同N695或同HP7200(以上,皆大日本油墨化學工業(股)製)、「TECHMORE」(註冊商標)VG-3101L((股)PRINTECH製)、「TEPIC」(註冊商標)S、同G或同P(以上,皆日產化學工業(股)製)或「Epototo」(註冊商標)YH-434L(東都化成(股)製)。
作為在分子內具有二個以上的氧雜環丁基之化合物,例如可舉出「ETERNACOLL」(註冊商標)EHO、同OXBP、同OXTP或同OXMA(以上,皆宇部興產(股)製)或氧雜環丁烷化苯酚酚醛清漆。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的交聯劑之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.1質量份以上,更佳為0.5質量份以上,尤佳為1.0質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高硬化膜的硬度及耐藥品性。另一方面,含量較佳為70質量份以下,更佳為60質量份以下,尤佳為50質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高硬化膜的硬度及耐藥品性。
<矽烷偶合劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有矽烷偶合劑。所謂的矽烷偶合劑,就是指具有水解性的矽烷基或矽醇基之化合物。由於含有矽烷偶合劑,樹脂組成物的硬化膜與基底的基板界面之相互作用增大,可提高與基底的基板之密著性及硬化膜之耐藥品性。
作為矽烷偶合劑,較佳為三官能有機矽烷、四官能有機矽烷或矽酸酯化合物。
作為三官能有機矽烷,例如可舉出甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三正丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正辛基三甲氧基矽烷、正癸基三甲氧基矽烷、環戊基三 甲氧基矽烷、環己基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、4-甲苯基三甲氧基矽烷、4-羥基苯基三甲氧基矽烷、4-甲氧基苯基三甲氧基矽烷、4-三級丁基苯基三甲氧基矽烷、1-萘基三甲氧基矽烷、2-萘基三甲氧基矽烷、4-苯乙烯基三甲氧基矽烷、2-苯基乙基三甲氧基矽烷、4-羥基苄基三甲氧基矽烷、1-(4-羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、2-(4-羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、4-羥基-5-(4-羥基苯基羰氧基)戊基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三乙氧基矽烷、2-(3-三甲氧基矽烷基丙基)-4-(N-三級丁基)胺基-4-側氧丁酸、3-(3-三甲氧基矽烷基丙基)-4-(N-三級丁基)胺基-4-側氧丁酸、3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸、3-三乙氧基矽烷基丙基琥珀酸、3-三甲氧基矽烷基丙酸、4-三甲氧基矽烷基丁酸、5-三甲氧基矽烷基戊酸、3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸酐、3-三乙氧基矽烷基丙基琥珀酸酐、4-(3-三甲氧基矽烷基丙基)環己烷-1,2-二羧酸酐、4-(3-三甲氧基矽烷基丙基)酞酸酐、三氟甲基三甲氧基矽烷、三氟甲基三乙氧基矽烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、3-[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三甲氧 基矽烷、3-[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽、3-(4-胺基苯基)丙基三甲氧基矽烷、1-[4-(3-三甲氧基矽烷基丙基)苯基]脲、1-(3-三甲氧基矽烷基丙基)脲、1-(3-三乙氧基矽烷基丙基)脲、3-三甲氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、1,3,5-參(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸、1,3,5-參(3-三乙氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸、N-三級丁基-2-(3-三甲氧基矽烷基丙基)琥珀酸醯亞胺或N-三級丁基-2-(3-三乙氧基矽烷基丙基)琥珀酸醯亞胺。
作為四官能有機矽烷或矽酸酯化合物,例如可舉出通式(68)所示的有機矽烷。
(通式(68),R226~R229各自獨立地表示氫、烷基、醯基或芳基,x表示1~15之整數)。
通式(68)中,R226~R229各自獨立地較佳為氫、碳數1~6的烷基、碳數2~6的醯基或碳數6~15的芳基,更佳為氫、碳數1~4的烷基、碳數2~4的醯基或碳數6~10的芳基。上述的烷基、醯基及芳基可為無取代物或取代物之任一者。
作為通式(68)所示之有機矽烷,例如可舉出四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四正丁氧基矽烷或四乙醯氧基矽烷等之四官能有機矽烷或矽酸甲酯51(扶桑化學工業(股)製)、M矽酸酯51、矽酸酯40或矽酸酯45(以上,皆多摩化學工業(股)製)、矽酸甲酯51、矽酸甲酯53A、矽酸乙酯40或矽酸乙酯48(以上,皆COLCOAT(股)製)等之矽酸酯化合物。
作為矽烷偶合劑,從與基底的基板之密著性及硬化膜之耐藥品性提高之觀點來看,較佳為乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、1-萘基三甲氧基矽烷、2-萘基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三乙氧基矽烷、3-[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、3-[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(4-胺基苯基)丙基三 甲氧基矽烷、1-[4-(3-三甲氧基矽烷基丙基)苯基]脲、1-(3-三甲氧基矽烷基丙基)脲、1-(3-三乙氧基矽烷基丙基)脲、3-三甲氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、1,3,5-參(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸、1,3,5-參(3-三乙氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸、N-三級丁基-2-(3-三甲氧基矽烷基丙基)琥珀酸醯亞胺或N-三級丁基-2-(3-三乙氧基矽烷基丙基)琥珀酸醯亞胺等之三官能有機矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四正丁氧基矽烷或四乙醯氧基矽烷等之四官能有機矽烷或矽酸甲酯51(扶桑化學工業(股)製)、M矽酸酯51、矽酸酯40或矽酸酯45(以上,皆多摩化學工業(股)製)、矽酸甲酯51、矽酸甲酯53A、矽酸乙酯40或矽酸乙酯48(以上,皆COLCOAT(股)製)等之矽酸酯化合物。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的矽烷偶合劑之含量,當(A)鹼可溶性樹脂及(D)自由基聚合性化合物之合計為100質量份時,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.1質量份以上,尤佳為0.5質量份以上,特佳為1.0質量份以上。若含量為上述範圍內,則可提高與基底的基板之密著性及硬化膜之耐藥品性。另一方面,含量較佳為15質量份以下,更佳為13質量份以下,尤佳為10質量份以下,特佳為8質量份以下。若含量為上述範圍內,則可提高顯像後的解析度。
<界面活性劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物亦可進一步含有界面活性劑。所謂的界面活性劑,就是指具有親水性的結構及疏水性的結構之化合物。由於含有適量的界面活性劑,可任意地調整樹脂組成物的表面張力,提高塗布時的平整性,可提高塗膜的膜厚均勻性。
作為界面活性劑,較佳為氟樹脂系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、聚氧化烯醚系界面活性劑或丙烯酸樹脂系界面活性劑。
作為氟樹脂系界面活性劑,例如可舉出1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇雙(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八乙二醇雙(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇雙(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二基磺酸鈉、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、N-[3-(全氟辛烷碸醯胺)丙基]-N,N’-二甲基-N-羧基亞甲基銨甜菜鹼、全氟烷基碸醯胺丙基三甲基銨鹽、全氟烷基-N-乙基磺醯基甘胺酸鹽或磷酸雙(N-全氟辛基磺醯基-N-乙基胺基乙酯)。又,可舉出在單全氟烷基乙基磷酸酯等之末端、主鏈及側鏈的任一部位具有氟烷基或氟伸烷基鏈之化合物
作為如此的化合物,例如可舉出「Megafac」(註冊商標)F-142D、同F-172、同F-173、同F-183、同F-444、同F-445、同F-470、同F-475、同F-477、同F-555、同F-558或同F-559(以上,皆大日本油墨化學工業(股) 製)、「Eftop」(註冊商標)EF301、同303或同352(以上,皆三菱材料電子化成(股)製)、「Florad」(註冊商標)FC-430或同FC-431(以上,皆住友3M(股)製)、「Asahiguard」(註冊商標)AG710(旭硝子(股)製)、「Suflon」(註冊商標)S-382、同SC-101、同SC-102、同SC-103、同SC-104、同SC-105或同SC-106(以上,皆AGCSEIMI化學(股)製)、BM-1000或BM-1100(以上,皆裕商(股)製)或「Ftergent」(註冊商標)710FM或同730LM(以上,皆(股)NEOS製)。
作為聚矽氧系界面活性劑,例如可舉出SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA或ST94PA(以上,皆東麗-道康寧(股)製)或「BYK」(註冊商標)-301、同-306、同-307、同-331、同-333、同-337或同-345(以上,皆BYK化學日本(股)製)。
作為聚氧化烯醚系界面活性劑,可舉出「Ftergent」(註冊商標)212M、同209F、同208G、同240G、同212P、同220P、同228P、同NBX-15、同FTX-218或同DFX-218(以上,皆(股)NEOS製)。
作為丙烯酸樹脂系界面活性劑,可舉出「BYK」(註冊商標)-350、同-352、同-354、同-355、同-356、同-358N、同-361N、同-392、同-394或同-399(以上,皆BYK化學日本(股)製)。
本發明之負感光性樹脂組成物中所佔有的界面活性劑之含有比率較佳為負型感光性樹脂組成物全體之0.001質量%以上,更佳為0.005質量%以上,尤佳 為0.010質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高塗布時的平整性。另一方面,界面活性劑之含有比率較佳為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下,尤佳為0.03質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高塗布時的平整性。
<溶劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物較佳為進一步含有溶劑。所謂的溶劑,就是指能使樹脂組成物中所含有的各種樹脂及各種添加劑溶解之化合物。由於含有溶劑,可使樹脂組成物中含有的各種樹脂及各種添加劑均勻地溶解,提高硬化膜的穿透率。又,可任意地調整樹脂組成物的黏度,可在基板上以所欲的膜厚成膜。此外,可任意調整樹脂組成物的表面張力或塗布時的乾燥速度等,可提高塗布時的平整性及塗膜的膜厚均勻性。
作為溶劑,從各種樹脂及各種添加劑的溶解性之觀點來看,較佳為具有醇性羥基的化合物、具有羰基的化合物或具有3個醚鍵的化合物。此外,更佳為大氣壓下的沸點是110~250℃之化合物。藉由將沸點設為110℃以上,由於在塗布時溶劑適度揮發而進行塗膜的乾燥,可抑制塗布不均,提高膜厚均勻性。另一方面,藉由將沸點設為250℃以下,可減少塗膜中殘存的溶劑量。因此,可減低熱硬化時的膜收縮量,提高硬化膜的平坦性,可提高膜厚均勻性。
作為具有醇性羥基且大氣壓下的沸點是110~250℃之化合物,例如可舉出羥基丙酮、4-羥基-2- 丁酮、3-羥基-3-甲基-2-丁酮、4-羥基-3-甲基-2-丁酮、5-羥基-2-戊酮、4-羥基-2-戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(別名:二丙酮醇)、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、丙二醇單三級丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、四氫糠醇、正丁醇或正戊醇。從塗布時的平整性之觀點來看,較佳為二丙酮醇、乳酸乙酯、乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、二乙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇或四氫糠醇。
作為具有羰基且大氣壓下的沸點是110~250℃之化合物,例如可舉出乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲氧基正丁基乙酸酯(3-methoxy-n-butyl acetate)、3-甲基-3-甲氧基正丁基乙酸酯(3-methyl-3-methoxy-n-butyl acetate)、3-甲基-3-甲氧基正丁基丙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚乙酸酯、 二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單正丁基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單乙基醚乙酸酯、環己醇乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、2-庚酮、乙醯基丙酮、環戊酮、環己酮、環庚酮、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、碳酸丙烯酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N’-二甲基甲醯胺、N,N’-二甲基乙醯胺或1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。從塗布時的平整性之觀點來看,較佳為3-甲氧基正丁基乙酸酯、3-甲基-3-正丁基乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯或γ-丁內酯。
作為具有3個以上的醚鍵且大氣壓下的沸點是110~250℃之化合物,例如可舉出二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二正丙基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基-正丙基醚、二丙二醇乙基甲基醚或二丙二醇二正丙基醚。從塗布時的平整性之觀點來看,較佳為二乙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚或二丙二醇二甲基醚。
本發明之負型感光性樹脂組成物中所佔有的溶劑之含有比率係可按照塗布方法等來適宜調整。例如,當藉由旋轉塗布來形成塗膜時,一般為負型感光性樹脂組成物全體的50~95質量%之範圍內。
當含有(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,作為溶劑,較佳為具有羰基或酯鍵的溶劑。 藉由含有具有羰基或酯鍵的溶劑,可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料或分散染料的分散安定性。從分散安定性之觀點來看,作為溶劑,更佳為具有乙酸酯鍵的溶劑。藉由含有具有乙酸酯鍵的溶劑,可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性。
作為具有乙酸酯鍵的溶劑,例如可舉出乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、3-甲氧基正丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基正丁基乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單正丁基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單乙基醚乙酸酯、環己醇乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯或1,4-丁二醇二乙酸酯。
於本發明之負型感光性樹脂組成物中,溶劑中所佔有之具有羰基或酯鍵的溶劑之含有比率較佳為30~100質量%之範圍內,更佳為50~100質量%之範圍內,尤佳為70~100質量%之範圍內。若含有比率為上述範圍內,則可提高(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料的分散安定性。
<其它的添加劑>
本發明之負型感光性樹脂組成物亦可進一步含有其它的樹脂或該等的前驅物。作為其它的樹脂或該等的前驅物,例如可舉出聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、環氧樹脂、 酚醛清漆樹脂、尿素樹脂或聚胺基甲酸酯或該等的前驅物。
<本發明之負型感光性樹脂組成物之製造方法>
說明本發明之負型感光性樹脂組成物的代表性製造方法。例如,當(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料含有(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料時,於(A)鹼可溶性樹脂之溶液中添加(B)具有超過0的胺價之分散劑,使用分散機,使(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料分散於此混合溶液中,調製顏料分散液。接著,於此顏料分散液中,添加(D)自由基聚合性化合物、(E)光聚合起始劑、其它的添加劑及任意的溶劑,攪拌20分鐘~3小時而成為均勻溶液。於攪拌後,過濾所得之溶液,而得到本發明之負型感光性樹脂組成物。
作為分散機,例如可舉出球磨機、珠磨機、砂磨機、三輥磨機或高速度衝撃磨機。從分散效率化及微分散化之觀點來看,較佳為珠磨機。作為珠磨機,例如可舉出共球磨機(coball mill)、籃磨機、針磨機或戴諾磨機(dyno-mill)。作為珠磨機之珠,例如可舉出二氧化鈦珠、氧化鋯珠或鋯石珠。珠磨機之珠徑較佳為0.01~6mm,更佳為0.015~5mm,尤佳為0.03~3mm。當(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之一次粒徑及一次粒子凝聚而形成的二次粒子之粒徑為數百nm以下時,較佳為0.015~0.1mm的微小珠。此時,較佳為具備能分離微小珠與顏料分散液之離心分離方式的分離器之 珠磨機。另一方面,當(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料為數百nm以上的粗大粒子時,從分散效率化之觀點來看,較佳為0.1~6mm的珠。
<光學濃度>
由本發明之負型感光性樹脂組成物所得之硬化膜的光學濃度若為0.3以上,則可抑制外光反射而較宜。再者,由於硬化膜的光學濃度為5.0以內,不損害顯像後的圖案加工性,可充分地抑制來自外光的反射,可提高對比或視覺辨認性,因此較佳。由於在上述範圍,硬化膜的遮光性高,可充分防止外光反射,可提高對比或視覺辨認性。若超過4.0,則遮光性過高,故難以藉由光微影述使膜充分地硬化。
<使用本發明之負型感光性樹脂組成物的程序>
由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜,係可適用於有機EL顯示器之畫素分割層、彩色濾光片、彩色濾光片之黑色矩陣、液晶顯示器之黑柱間隔物、半導體之閘絕緣膜、半導體之層間絕緣膜、金屬配線用保護膜、金屬配線用絕緣膜或TFT用平坦化膜等之由發光元件或顯示元件等的元件所構成之用途。於該等之中,較宜使用於有機EL顯示器或液晶顯示器等之TFT用平坦化膜及絕緣膜的任一者,若使用於兩者,則由於可防止外光反射而較宜。從對比升高之觀點來看,絕緣膜較佳更是畫素分割層。
<有機EL顯示器之製程>
作為使用本發明之負型感光性樹脂組成物的程序,以使用該組成物的硬化膜作為有機EL顯示器的遮光性畫素分割層之程序為例,顯示於圖1中而說明。首先,(1)於玻璃基板1上形成薄膜電晶體(以下,「TFT」)2,將TFT平坦化膜用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使熱硬化而形成TFT平坦化用的硬化膜3。其次,(2)藉由濺鍍而將鎂與銀的合金予以成膜,使用光阻,藉由蝕刻進行圖案加工,形成反射電極4作為第1電極。然後,(3)塗布及預烘烤本發明之負型感光性樹脂組成物,而形成預烘烤膜5a。接著,(4)隔著具有所欲圖案的遮罩6,照射活性化學線7。隨後,(5)顯像而進行圖案加工後,視需要進行漂白曝光及中間(middle)烘烤,使熱硬化而成為遮光性的畫素分割層,形成具有所欲圖案的硬化圖案5b。然後,(6)藉由隔著遮罩的蒸鍍,將EL發光材料予以成膜,而形成EL發光層8,藉由蒸鍍而將ITO成膜,使用光阻,藉由蝕刻進行圖案加工,而形成透明電極9作為第2電極。接著,(7)將平坦化膜用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使熱硬化而形成平坦化用的硬化膜10,然後使蓋玻璃11接合,藉此得到在遮光性的畫素分割層具有本發明之負型感光性樹脂組成物的有機EL顯示器。
<液晶顯示器之製程>
作為使用本發明之負型感光性樹脂組成物的另一程序,以使用該組成物的硬化膜作為液晶顯示器的黑柱間 隔物(以下,「BCS」)及彩色濾光片的黑色矩陣(以下,「BM」)之程序為例,顯示於圖2中而說明。首先,於(1)玻璃基板12上,形成背光單元(以下,「BLU」)13,得到具有BLU的玻璃基板14。
又,(2)於另一玻璃基板15上,形成TFT16,將TFT平坦化膜用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使熱硬化而形成TFT平坦化用的硬化膜17。接著,(3)藉由濺鍍將ITO成膜,使用光阻,藉由蝕刻進行圖案加工,而形成透明電極18,於其上形成平坦化膜19及配向膜20。然後,(4)塗布及預烘烤本發明之負型感光性樹脂組成物,形成預烘烤膜21a。隨後,(5)隔著具有所欲圖案的遮罩22,照射活性化學線23。接著,(6)顯像而進行圖案加工後,視需要進行漂白曝光及中間烘烤,使熱硬化而形成具有所欲圖案的硬化圖案21b作為遮光性的BCS,得到具有BCS的玻璃基板24。接著,(7)使前述玻璃基板14與該玻璃基板24接合,藉此得到具有BLU及BCS的玻璃基板25。
再者,(8)於另一玻璃基板26上,形成紅色、綠色、藍色的三色彩色濾光片27。接著,(9)以與上述同樣之方法,由本發明之負型感光性樹脂組成物來形成具有所欲圖案的硬化圖案28作為遮光性的BM。然後,(10)將平坦化用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使其熱硬化而形成平坦化用的硬化膜29,於其上形成配向膜30,而得到彩色濾光片基板31。接著,(11)使前述玻璃基板25與該彩色濾光片基板 31接合,(12)得到具有BLU、BCS及BM的玻璃基板32。隨後,(13)注入液晶而形成液晶層33,得到在BCS及BM具有本發明之負型感光性樹脂組成物的液晶顯示器。
如以上,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的有機EL顯示器之製造方法,可得到經圖案加工、含有聚醯亞胺及/或聚苯并唑之高耐熱性且遮光性的硬化膜,因此導致有機EL顯示器之製造中的良率升高、性能提高及可靠性提高。
又,以往使用含有聚醯胺酸作為聚醯亞胺前驅物的非感光性著色樹脂組成物之程序係非常地繁雜。例如,於得到具有所欲圖案的遮光性硬化圖案時,首先於基板上,將非感光性的著色樹脂組成物予以成膜。接著,於著色樹脂組成物之膜上,將光阻予以成膜。再者,以光微影術進行圖案加工時,在顯像時將光阻與下層的著色樹脂組成物予以同時地圖案加工。然後,去除光阻,使熱硬化而得到具有所欲圖案的遮光性硬化圖案。即,為了將著色樹脂組成物之膜予以圖案加工,必須使用光阻,而成為步驟數多的程序。再者,為了將光阻與下層的著色樹脂組成物予以同時地圖案加工,亦要求控制光阻與著色樹脂組成物之溶解速度。
另一方面,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的程序,由於樹脂組成物為感光性,故可藉由光微影術直接地圖案加工,於不需要光阻之點係優異。因此,與以往的程序比較下,由於可削減步驟數,故生產性的提高、加工時間縮短及產距時間(takt time)縮短係成為可能。
由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜係適合作為具有EL發光層的顯示裝置、具有液晶層的顯示裝置以及具有EL發光層及液晶層的顯示裝置之絕緣膜。作為該顯示裝置,例如可舉出有機EL顯示器或液晶顯示器。
<使用由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜之顯示裝置>
又,本發明之負型感光性樹脂組成物係可得到高解析度且低錐形的圖案形狀,可得到高耐熱性優異的硬化膜。因此,適合有機EL顯示器的畫素分割層等之絕緣層等要求高耐熱性及低錐形的圖案形狀之用途。特別地,於設想因熱分解之脫氣所致的元件不良或特性降低或因高錐形的圖案形狀所致的電極配線之斷線等起因於耐熱性及圖案形狀的問題之用途中,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的硬化膜,可製造上述問題不發生的高可靠性之元件。再者,由於硬化膜係遮光性優異,電極配線的可見化防止或外光反射的減低係成為可能,可提高影像顯示的對比。因此,藉由使用由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜作為有機EL顯示器的畫素分割層,可於發光元件的光取出側不形成偏光板及1/4波長板,而提高對比。
以往的有機EL顯示器之情況,為了外光反射的減低,於發光元件的光取出側形成偏光板、1/4波長板或抗反射層等。然而,自發光元件所輸出的光係因1/4波長板而相位變化,被偏光板所一部分遮斷,僅已穿透的偏光輸出到外部,故有機EL顯示器的亮度降低。
另一方面,藉由使用由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜之有機EL顯示器,由於不用偏光板及1/4波長板,故可提高有機EL顯示器的亮度。
使用由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜之有機EL顯示器的情況,由於不具有偏光板及1/4波長板,自發光元件所輸出的光係相位沒有被偏光板或1/4波長板所改變,亦沒有被一部分遮斷。使用由該組成物所得的硬化膜之顯示裝置,當不具有液晶層時,由該顯示裝置所輸出的光為無偏光,自發光元件所輸出的光之相位係直接往外部輸出。另一方面,當使用由該組成物所得的硬化膜之顯示裝置具有液晶層時,自該顯示裝置所輸出的光係自該液晶層所輸出的偏光,自發光元件所輸出的光係以被液晶層所改變的相位直接往外部輸出。
<使用由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜之可撓性有機EL顯示器>
作為使用本發明之負型感光性樹脂組成物的程序,以使用該組成物的硬化膜作為可撓性有機EL顯示器的遮光性畫素分割層之程序為例,顯示於圖3中而說明。首先,(1)於玻璃基板34上,暫時固定聚醯亞胺(以下,「PI」)薄膜基板35。其次,(2)於PI薄膜基板上,形成氧化物TFT36,將TFT平坦化膜用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使熱硬化而形成TFT平坦化用的硬化膜37。然後,(3)藉由濺鍍將鎂與銀的合金予以成膜,使用光阻,藉由蝕刻進行圖案加工,形成 反射電極38作為第1電極。接著,(4)塗布及預烘烤本發明之負型感光性樹脂組成物,而形成預烘烤膜39a。隨後,(5)隔著具有所欲圖案的遮罩40,照射活性化學線41。然後,(6)顯像而進行圖案加工後,視需要進行漂白曝光及中間烘烤,使熱硬化而成為可撓性及遮光性的畫素分割層,形成具有所欲圖案的硬化圖案39b。接著,(7)藉由隔著遮罩的蒸鍍,將EL發光材料予以成膜,而形成EL發光層42,藉由濺鍍將ITO予以成膜,使用光阻,藉由蝕刻進行圖案加工,形成透明電極43作為第2電極。然後,(8)將平坦化膜用的感光性材料予以成膜,藉由光微影術進行圖案加工後,使其熱硬化而形成平坦化用的硬化膜44。接著,(9)將在另一玻璃基板45上暫時固定的聚對酞酸乙二酯(以下,「PET」)薄膜基板46予以接合。然後,(10)自前述PI薄膜基板35剝離前述玻璃基板34,自該PET薄膜基板46剝離該玻璃基板45,而得到在可撓性及遮光性的畫素分割層具有本發明之負型感光性樹脂組成物的可撓性有機EL顯示器。
如以上,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的可撓性有機EL顯示器之製造方法,可得到經圖案加工、含有聚醯亞胺及/或聚苯并唑之高耐熱性且遮光性的硬化膜,故導致可撓性有機EL顯示器之製造中的良率升高、性能升高及可靠性故高。
又,本發明之負型感光性樹脂組成物係可得到高解析度且低錐形的圖案形狀,可得到具有可撓性的硬化膜。因此,可具有該硬化膜作為可撓性基板上的 積層結構,適合可撓性有機EL顯示器之畫素分割層等的絕緣層等要求可撓性及低錐形的圖案形狀之用途。再者,由於硬化膜具有高耐熱性,於設想因熱分解之脫氣所致的元件不良或特性降低或因高錐形的圖案形狀所致的電極配線之斷線等起因於耐熱性及圖案形狀的問題之用途中,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的硬化膜,可製造上述問題不發生的高可靠性之元件。
作為可撓性基板,較佳為含有碳原子作為主成分的基板。由於含有碳原子作為主成分,可將可撓性賦予前述基板。又,由於由本發明之負型感光性樹脂組成物所得的硬化膜之主成分亦為碳原子,可提高硬化膜對於成為基底的基板之可撓性基板的相互作用,提高與基板的密著性。再者,可提高能追隨基底的基板之硬化膜的可撓性。
可撓性基板中的碳原子含有比率較佳為20質量%以上,更佳為25質量%以上,尤佳為30質量%以上。若含有比率為上述範圍內,則可提高與基底的基板之密著性及硬化膜之可撓性。另一方面,含有比率較佳為100質量%以下,更佳為95質量%以下,尤佳為90質量%以下。若含有比率為上述範圍內,則可提高與基底的基板之密著性及硬化膜之可撓性。
<成膜之步驟>
使用本發明之負型感光性樹脂組成物的顯示裝置之製造方法,係具有(1)於基板上將前述樹脂組成物予以成膜之步驟。
作為將本發明之負型感光性樹脂組成物予以成膜之方法,例如可舉出於基板上塗布前述樹脂組成物之方法,或於基板上圖案狀地塗布前述樹脂組成物之方法。
作為基板,例如使用在玻璃上形成有具有由銦、錫、鋅、鋁及鎵所選出的一種類以上之氧化物、金屬(鉬、銀、銅、鋁、鉻或鈦等)或CNT(Carbon Nano Tube,碳奈米管)作為電極或配線之基板等。
作為具有由銦、錫、鋅、鋁及鎵所選出的一種類以上之氧化物,例如可舉出氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)或氧化鋅(ZnO)。
<於基板上,塗布本發明之負型感光性樹脂組成物之方法>
作為於基板上塗布本發明之負型感光性樹脂組成物之方法,例如可舉出微凹版塗布、旋轉塗布、浸塗、簾幕塗布、輥塗、噴塗或狹縫塗布。塗布膜厚係隨著塗布方法、樹脂組成物的固體含量濃度或黏度等而不同,但通常以塗布及預烘烤後的膜厚成為0.1~30μm之方式塗布。
於基板上塗布本發明之負型感光性樹脂組成物後,較佳為進行預烘烤而成膜。預烘烤係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火(flash annealing)裝置或雷射退火裝置等。預烘烤溫度較佳為50~150℃。預烘烤時間較佳為30秒~數小時。亦可於80℃預烘烤2分鐘後, 於120℃預烘烤2分鐘等,以二段或其以上之多段進行預烘烤。
<於基板上圖案狀地塗布本發明之負型感光性樹脂組成物之方法>
作為於基板上圖案狀地塗布本發明之負型感光性樹脂組成物之方法,例如可舉出凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷、平版印刷、網版印刷、噴墨印刷、膠版印刷或雷射印刷。塗布膜厚係隨著塗布方法、本發明之感光性樹脂組成物的固體含量濃度或黏度等而不同,但通常以塗布及預烘烤後的膜厚成為0.1~30μm之方式塗布。
於基板上圖案狀地塗布本發明之負型感光性樹脂組成物後,較佳為進行預烘烤而成膜。預烘烤係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火裝置或雷射退火裝置等。預烘烤溫度較佳為50~150℃。預烘烤時間較佳為30秒~數小時。亦可於80℃預烘烤2分鐘後,於120℃預烘烤2分鐘等,以二段或其以上之多段進行預烘烤。
<藉由光微影術形成圖案之步驟>
使用本發明之負型感光性樹脂組成物的顯示裝置之製造方法,係具有(2)對前述樹脂組成物,隔著光罩照射活性化學線後,使用鹼溶液形成前述組成物的圖案之步驟。
作為將於基板上所成膜的本發明之負型感光性樹脂組成物的塗膜予以圖案加工之方法,例如可舉出藉由光微影術直接圖案加工之方法或藉由蝕刻進行圖案加工之方法。從步驟數的削減而生產性提高及加工時 間縮短之觀點來看,較佳為藉由光微影術直接圖案加工之方法。
於基板上塗布及預烘烤本發明之負型感光性樹脂組成物而成膜後,使用步進曝光機、鏡面投影對準曝光機(MPA)或平行光罩對準曝光機(PLA)等之曝光機進行曝光。作為曝光時所照射的活性化學線,例如可舉出紫外線、可見光線、電子線、X射線、KrF(波長248nm)雷射或ArF(波長193nm)雷射等。較佳為使用水銀燈的j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)或g線(波長436nm)。又,曝光量通常為100~40,000J/m2(10~4,000mJ/cm2)程度(i線照度計之值),視需要可隔著具有所欲圖案的遮罩進行曝光。
於照射活性化學線後,亦可進行曝光後烘烤。藉由進行曝光後烘烤,可期待顯像後的解析度升高或顯像條件的容許度增大等效果。曝光後烘烤係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火裝置或雷射退火裝置等。曝光後烘烤溫度較佳為50~180℃,更佳為60~150℃。曝光後烘烤時間較佳為10秒~數小時。若曝光後烘烤時間為上述範圍內,則反應係良好地進行,有能縮短顯像時間之情況。
曝光後,使用自動顯像裝置等進行顯像。本發明之負型感光性樹脂組成物由於具有負型的感光性,故於顯像後,用顯像液去除未曝光部,可得到浮凸圖案。
作為顯像液,一般使用鹼顯像液。作為鹼顯像液,例如較佳為有機系的鹼溶液或顯示鹼性的化合物之水溶液,從環境面之觀點來看,更佳為顯示鹼性的化合物之水溶液,即鹼水溶液。
作為有機系的鹼溶液或顯示鹼性的化合物,例如可舉出2-胺基乙醇、2-(二甲基胺基)乙醇、2-(二乙基胺基)乙醇、二乙醇胺、甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺、三乙胺、乙酸(2-二甲基胺基)乙酯、(甲基)丙烯酸(2-二甲基胺基)乙酯、環己胺、乙二胺、六亞甲基二胺、氨、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、碳酸鈉或碳酸鉀。
作為顯像液,亦可使用有機溶媒。作為有機溶媒,例如可舉出前述之溶劑、乙酸乙酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸或六甲基磷三醯胺。
作為顯像液,亦可使用含有上述之有機溶媒與對於本發明之負型感光性樹脂組成物而言不良溶媒之兩者的混合溶液。作為對於本發明之負型感光性樹脂組成物而言不良溶媒,例如可舉出水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲苯或二甲苯。
作為顯像之方法,例如可舉出對曝光後之膜,直接塗布上述之顯像液,霧狀地放射上述之顯像液,將曝光後的膜浸漬上述之顯像液中或將曝光後之膜浸漬於上述之顯像液中後,照射超音波等之方法。曝光後之膜較佳為接觸顯像液5秒~10分鐘。
於顯像後,較佳為以沖洗液洗淨所得之浮凸圖案。當使用鹼水溶液作為顯像液時,沖洗液較佳為水。
作為沖洗液,例如亦可使用乙醇或異丙醇等之醇類的水溶液、丙二醇單甲基醚乙酸酯等之酯類的水溶液或碳酸氣體、鹽酸或醋酸等之顯示酸性的化合物之水溶液。
作為沖洗液,亦可使用有機溶媒。作為有機溶媒,從與顯像液的親和性之觀點來看,較佳為甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯或2-庚酮。
藉由選自於光微影術、蝕刻或圖案狀塗布而成膜的一種類以上之方法,得到本發明之負型感光性樹脂組成物的圖案後,亦可進行漂白曝光。藉由進行漂白曝光,可任意地控制熱硬化後的圖案形狀。又,可提高硬化膜的透明性。
漂白曝光係可使用步進曝光機、鏡面投影對準曝光機(MPA)或平行光罩對準曝光機(PLA)等之曝光機。作為漂白曝光時所照射的活性化學線,例如可舉出紫外線、可見光線、電子線、X射線、KrF(波長248nm)雷射或ArF(波長193nm)雷射等。較佳為使用水銀燈的j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)或g線(波長436nm)。又,曝光量通常為500~500,000J/m2(50~50,000mJ/cm2)左右(i線照度計之值),視需要可隔著具有所欲圖案的遮罩進行曝光。
於得到本發明之負型感光性樹脂組成物的圖案後,亦可進行中間烘烤。藉由進行中間烘烤,可提高熱硬化後的解析度,同時任意地控制熱硬化後的圖案形狀。中間烘烤係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火裝置或雷射退火裝置等。中間烘烤溫度較佳為50~250℃,更佳為70~220℃。中間烘烤時間較佳為10秒~數小時。亦可於100℃中間烘烤5分鐘後,於150℃中間烘烤5分鐘等,以二段或其以上之多段進行中間烘烤。
<使其熱硬化而得到硬化圖案之步驟>
使用本發明之負型感光性樹脂組成物的顯示裝置之製造方法,係具有(3)加熱前述樹脂組成物的圖案,得到前述組成物的硬化圖案之步驟。
於基板上所成膜的本發明之負型感光性樹脂組成物的圖案之熱硬化,係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火裝置或雷射退火裝置等。藉由加熱本發明之負型感光性樹脂組成物的圖案而使其熱硬化,可提高硬化膜的耐熱性,同時可得到低錐形的圖案形狀。
熱硬化溫度較佳為150℃以上,更佳為200℃以上,尤佳為250℃以上。若熱硬化溫度為上述範圍內,則可提高硬化膜的耐熱性,同時可使熱硬化後的圖案形狀更低錐形化。另一方面,從產距時間縮短之觀點來看,熱硬化溫度較佳為500℃以下,更佳為450℃以下,尤佳為400℃以下。
熱硬化時間較佳為1分鐘以上,更佳為5分鐘以上,尤佳為10分鐘以上,特佳為30分鐘以上。 若熱硬化時間為上述範圍內,則可使熱硬化後的圖案形狀更低錐形化。另一方面,從產距時間縮短之觀點來看,熱硬化時間較佳為300分鐘以下,更佳為250分鐘以下,尤佳為200分鐘以下,特佳為150分鐘以下。又,亦可於150℃熱硬化30分鐘後,於250℃熱硬化30分鐘等,以二段或其以上之多段使其熱硬化。
<圖案加工透明電極或反射電極之步驟>
使用本發明之負型感光性樹脂組成物的顯示裝置之製造方法,亦可具有圖案加工透明電極或反射電極之步驟。
作為圖案加工透明電極或反射電極之步驟,例如可舉出藉由蝕刻的圖案加工之方法。
作為基板上的積層結構,形成透明電極或反射電極後,於該電極上,以與上述同樣之方法塗布光阻並成膜。塗布後,較佳為以與上述同樣之方法,進行預烘烤。
於透明電極或反射電極上,塗布及預烘烤光阻後,以與上述同樣之方法進行曝光及顯像,藉由光微影術,可在該電極上形成光阻的圖案。
於顯像後,較佳為使所得之圖案熱硬化。藉由使其熱硬化,光阻的硬化膜之耐藥品性及耐乾蝕刻性升高,可適宜使用光阻的圖案作為蝕刻遮罩。熱硬化係可使用烘箱、熱板、紅外線、快速退火裝置或雷射退火裝置等。熱硬化溫度較佳為70~200℃。熱硬化時間較佳為30秒~數小時。
於顯像及熱硬化後,將光阻的圖案當作蝕刻遮罩,藉由蝕刻來圖案加工前述圖案下層之透明電極或反射電極。
作為蝕刻方法,例如可舉出使用蝕刻液的濕蝕刻或使用蝕刻氣體的乾蝕刻。作為蝕刻液,較佳為使用酸性或鹼性的蝕刻液或有機溶媒。
<藉由濕蝕刻進行圖案加工之方法>
作為酸性的蝕刻液,例如可使用氫氟酸、鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、亞磷酸、醋酸或草酸等之顯示酸性的化合物之溶液等眾所周知者。
作為鹼性的蝕刻液,較佳為有機系的鹼溶液或顯示鹼性的化合物之水溶液。
作為有機系的鹼溶液或顯示鹼性的化合物,例如可使用2-胺基乙醇、2-(二乙基胺基)乙醇、二乙醇胺、三乙胺、氨、氫氧化四甲銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鉀等眾所周知者。
作為有機溶媒,例如可使用前述之溶劑、二乙二醇單正丁基醚、3-甲氧基丙酸乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮或異丙醇等眾所周知者。
作為蝕刻液,亦可使用含有鹼性的蝕刻液與有機溶媒之兩者的混合溶液。
作為濕蝕刻之方法,例如可舉出下述方法:對在本發明之感光性樹脂組成物的塗膜上形成有光阻的圖案之基板,直接塗布上述的蝕刻液或者呈霧狀地散射上述的蝕刻液;將在本發明之感光性樹脂組成物的塗膜 上形成有光阻的圖案之基板浸漬於上述之蝕刻液中;或者在將在本發明之感光性樹脂組成物的塗膜上形成有光阻的圖案之基板浸漬於上述之蝕刻液中後,照射超音波;等。
於濕蝕刻後,較佳為以沖洗液洗淨經由濕蝕刻所圖案加工的透明電極或反射電極。
作為沖洗液,例如可使用水、甲醇、乙醇、異丙醇或乳酸乙酯等眾所周知者。作為蝕刻液,使用酸性的蝕刻液或顯示鹼性的化合物之水溶液時,較佳為使用含有水者作為沖洗液。
<藉由乾蝕刻進行圖案加工之方法>
作為蝕刻氣體,例如可舉出氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟甲烷、氯氟甲烷、氯二氟甲烷、氯三氟甲烷、二氯氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、六氟化硫、二氟化氙、氧、臭氧、氬或氟。
作為乾蝕刻之方法,例如可舉出:對在透明電極或反射電極上形成有光阻的圖案之基板,使上述的蝕刻氣體暴露之反應性氣體蝕刻;對在透明電極或反射電極上形成有光阻的圖案之基板,使經由電磁波所離子化或自由基化的蝕刻氣體暴露之電漿蝕刻;或對在透明電極或反射電極上形成有光阻的圖案之基板,將偏壓施加於經由電磁波所離子化或自由基化的蝕刻氣體,使加速而碰衝之反應性離子蝕刻;等。
於蝕刻後,藉由去除透明電極或反射電極上殘存的光阻,而得到透明電極或反射電極之圖案。
<光阻之去除>
作為去除光阻之方法,例如可舉出使用光阻剝離液之去除或利用灰化之去除。作為光阻剝離液,較佳為使用酸性或鹼性的光阻剝離液或有機溶媒,可使用眾所周知者。作為酸性的光阻剝離液,例如可舉出酸性溶液或酸性溶液與氧化劑之混合溶液,可使用眾所周知者。從光阻的去除性之觀點來看,較佳為酸性溶液與氧化劑之混合溶液。
作為利用灰化之去除中所用的氣體,可舉出含有由氧、臭氧、氬、氟或氯所選出的一種類以上作為成分之氣體。從光阻的去除性之觀點來看,較佳為含有氧或臭氧作為成分之氣體。
藉由本發明之負型感光性樹脂組成物,可得到高解析度且低錐形的圖案形狀,可得到耐熱性及遮光性優異之硬化膜,可調製能鹼顯像的塗液。
又,藉由本發明之負型感光性樹脂組成物,可得到一種硬化膜,其適用於有機EL顯示器之畫素分割層、彩色濾光片、彩色濾光片之黑色矩陣、液晶顯示器之黑柱間隔物、半導體之閘絕緣膜、半導體之層間絕緣膜、金屬配線用保護膜、金屬配線用絕緣膜或TFT用平坦化膜等之用途。特別地,由於遮光性優異,而適合作為有機EL顯示器之具有遮光性的畫素分割層、彩色濾光片之黑色矩陣或液晶顯示器之黑柱間隔物。此外,可得到具備該硬化膜作為前述之用途的元件及顯示裝置。
再者,藉由使用本發明之負型感光性樹脂組成物的顯示裝置之製造方法,由於可得到經圖案加工、含有聚醯亞胺及/或聚苯并唑之高耐熱性且遮光性的硬化膜,故導致有機EL顯示器之製造中的良率升高、性能提高及可靠性提高。此外,與以往使用含有聚醯胺酸作為聚醯亞胺前驅物的非感光性著色樹脂組成物之方法比較下,在不用光阻下可藉由光微影術直接圖案加工之點較優異。因此,由於與以往之程序比較下,可削減步驟數,故生產性的提高、加工時間縮短及產距時間縮短係成為可能。
實施例
以下舉出實施例及比較例來更具體說明本發明,惟本發明不受此等之範圍所限定。再者,於所用的化合物之中,使用縮寫符號者係表示以下的名稱。
4,4’-DAE:4,4’-二胺基二苯基醚
4-MOP:4-甲氧基苯酚
6FDA:3-(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐;4,4’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(1,2-酞酸酐)
6FDAc:2,2-(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷;4,4’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(1,2-酞酸酐)
AcrTMS:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
AIBN:2,2’-偶氮雙(異丁腈)
BAHF:2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷
BAPF:9,9-雙(3-胺基-4-羥基苯基)茀
BFE:1,2-雙(4-甲醯基苯基)乙烷
BGEF:9,9-雙[4-(2-環氧丙氧基乙氧基)苯基]茀
BGPF:9,9-雙(4-環氧丙氧基苯基)茀
BHEF:9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀
BHPF:9,9-雙(4-羥基苯基)茀
Bis-A-AF:2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷
Bk-S0084:「PALIOGEN」(註冊商標)BLACK S0084(BASF製;一次粒徑50~100nm的苝系黑色顏料)
Bk-S0100CF:「IRGAPHOR」(註冊商標)BLACKS0100CF(BASF製;一次粒徑40~80nm的苯并呋喃酮系黑色顏料)
Bk-TH-807:「NUBIAN」(註冊商標)BLACK TH-807(ORIENT化學工業(股)製;吖系黑色染料)
BnMA:甲基丙烯酸苄酯
BSAA:3’-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐
BZAc:苯甲酸
cyEpoTMS:2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷
DBA:二苄基胺
D.BYK-167:「DISPERBYK」(註冊商標)-167(BYK化學日本(股)製;具有胺價的分散劑)
D.Y.201:C.I.分散黃201
DETX-S:「KAYACURE」(註冊商標)DETX-S(日本化藥(股)製;2,4-二乙基噻噸酮)
DFA:N,N-二甲基甲醯胺二甲基縮醛
DMeDMS:二甲基甲氧基矽烷
DMF:N,N-二甲基甲醯胺
DPHA:「KAYARAD」(註冊商標)DPHA(日本化藥(股)製;二新戊四醇六丙烯酸酯)
ED-900:「JEFFAMINE」(註冊商標)ED-900(HUNTSMAN製;具有氧化烯結構的二胺)
GMA:甲基丙烯酸環氧丙酯
HCl:鹽酸
HFHA:N,N’-雙[5,5’-六氟丙烷-2,2-二基-雙(2-羥基苯基)]雙(3-胺基苯甲酸醯胺)
ICl:一氯化碘
IGZO:氧化銦鎵鋅
ITO:氧化銦錫
KOH:氫氧化鉀
KI:碘化鉀
MAA:甲基丙烯酸
MAP:3-胺基苯酚;間胺基苯酚
MBA:3-甲氧基正丁基乙酸酯
MeTMS:甲基三甲氧基矽烷
MgAg:鎂銀
MT-PE1:「Karenz MT」-PE1(昭和電工(股)製;新戊四醇肆(3-巰基丁酸酯))
NA:5-降烯-2,3-二羧酸酐;納狄克酸酐
NapTMS:1-萘基三甲氧基矽烷
Na2S2O3:硫代硫酸鈉
NCI-831:「Adeka Arkls」(註冊商標)NCI-831((股)ADEKA製;1-(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)-1-[2-甲基-4-(1-甲氧基丙烷-2-基氧基)苯基]甲酮-1-(O-乙醯基)肟)
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
ODPA:雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐;氧基二酞酸二酐
ODPAc:雙(3,4-二羧基苯基)醚;氧基二酞酸
P.B.15:6:C.I.顏料藍15:6
P.R.254:C.I.顏料紅254
P.Y.139:C.I.顏料黃139
PA-5600:「NUBIAN」(註冊商標)BLUE PA-5600(ORIENT化學工業(股)製;藍色染料)
PET:聚對酞酸乙二酯
PGDA:丙二醇二乙酸酯
PGMEA:丙二醇單甲基醚乙酸酯
PHA:酞酸酐
PhTMS:苯基三甲氧基矽烷
PI:聚醯亞胺
S-20000:「SOLSPERSE」(註冊商標)20000(Lubrizol製;聚醚系分散劑)
SiDA:1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷
S.B.63:C.I.溶劑藍63
S.R.18:C.I.溶劑紅18
STR:苯乙烯
TCDM:甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯;二羥甲基-三環癸烷二甲基丙烯酸酯
TFEMA:甲基丙烯酸(2,2,2-三氟)乙酯
TFMB:2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯
TFPrTMS:3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷
THF:四氫呋喃
TMOS:四甲氧基矽烷
TMSSucA:3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸酐
TPK-1227:已進行導入磺酸基的表面處理之碳黑(CABOT製)
TrisP-PA:1-雙(4-羥基苯基)-1-[4-[1-(4-羥基苯基)-1-甲基乙基]苯基]乙烷(本州化學工業(股)製)。
合成例(A)
於三口燒瓶中,秤量18.31g(0.05mol)的BAHF、17.4g(0.3mol)的環氧丙烷、100mL的丙酮及使其溶解。於其中,滴加在10mL的丙酮中溶解有20.41g(0.11mol)的3-硝基苯甲醯氯之溶液。滴加結束後,在-15℃反應4小時,然後回到室溫。過濾取得所析出的白色固體,在50℃真空乾燥。將30g所得之白色固體置入300mL的不銹鋼高壓釜內,使分散於250mL的2-甲氧基乙醇中,添加2g的5%鈀-碳。用氣球將氫氣導入其中,在室溫反應2小時。2小時後,確認氣球不再萎縮。於反應結束後,過濾去除作為觸媒的鈀化合物,減壓餾去而濃縮,得到下述結構之含羥基的二胺化合物(HFHA)。
合成例(B)超過0的具有萘醌二疊氮結構的化合物(QD-1)之合成
於乾燥氮氣流下,在三口燒瓶中,秤量21.23g(0.05mol)的TrisP-PA、37.62g(0.14mol)的5-萘醌二疊氮磺醯氯,使其溶解於450g的1,4-二烷中,成為室溫。於其中,以系統內不成為35℃以上之方式,邊攪拌邊滴加50g的1,4-二烷與15.58g(0.154mol)的三乙胺之混合溶液。滴加結束後,在30℃攪拌混合溶液2小時。攪拌後,過濾去除所析出的三乙胺鹽後,將濾液投入水中並攪拌,過濾得到所析出的固體沈澱。藉由減壓乾燥而使所得之固體乾燥,得到具有下述結構的萘醌二疊氮結構之化合物(QD-1)。
合成例1聚醯亞胺(PI-1)之合成
於乾燥氮氣流下,在三口燒瓶中,秤量31.13g(0.085mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言77.3mol%)的BAHF、6.21g(0.0050mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言4.5mol%)的SiDA、2.18g(0.020mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言9.5mol%)作為封端劑的MAP、150.00g的NMP,使其溶解。於其中,添加在50.00g的NMP中溶解有31.02g(0.10mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言100mol%)的ODPA之溶液,在20℃攪拌1小時,接著在50℃攪拌4小時。然後,添加15g的二甲苯,一邊將水與二甲苯一起共沸,一邊在150℃攪拌5小時。反應結束後,將反應溶液投入3L的水中,過濾得到所析出的固體沈澱。以水洗淨所得之固體3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,得到聚醯亞胺(PI-1)。
合成例2~11聚醯亞胺(PI-2)~聚醯亞胺(PI-11)之合成
以表1中記載之比率,與合成例1同樣地聚合,得到聚醯亞胺(PI-2)~聚醯亞胺(PI-11)。
合成例12聚苯并唑(PBO-1)之合成
於裝滿甲苯之附有狄安-史塔克水分離器及冷卻管的500mL圓底燒瓶中,秤量34.79g(0.095mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言95.0mol%)的BAHF、1.24g(0.0050mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言5.0mol%)的SiDA、75.00g的NMP,使 其溶解。於其中,添加在25.00g的NMP中溶解有19.06g(0.080mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言66.7mol%)的BFE、6.57g(0.040mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言33.3mol%)作為封端劑的NA之溶液,在20℃攪拌1小時,接著在50℃攪拌1小時。然後,於氮氣環境下,在200℃以上加熱攪拌10小時,而進行脫水反應。反應結束後,將反應溶液投入3L的水中,過濾得到所析出的固體沈澱。以水洗淨所得之固體3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,以水洗淨3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,得到聚苯并唑(PBO-1)。
合成例13及14聚苯并唑(PBO-2)及聚苯并唑(PBO-3)之合成
以表2中記載之比率,與合成例12同樣地聚合,得到聚苯并唑(PBO-2)及聚苯并唑(PBO-3)。
合成例15聚醯亞胺前驅物(PIP-1)之合成
於乾燥氮氣流下,在三口燒瓶中,秤量31.02g(0.10mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言100mol%)的ODPA、150g的NMP及使其溶解。於其中,添加在50g的NMP中溶解有25.64g(0.070mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言56.0mol%)的BAHF、6.21g(0.0050mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言4.0mol%)的SiDA之溶液,在20℃攪拌1小時,接著在50℃攪拌2小時。接著,作為封端劑,添加在15g的NMP中溶解有 5.46g(0.050mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言40.0mol%)的MAP之溶液,在50℃攪拌2小時。然後,費10分鐘滴加在15g的NMP中溶解有23.83g(0.20mol)的DFA之溶液。滴加結束後,在50℃攪拌3小時。反應結束後,將反應溶液冷卻至室溫後,將反應溶液投入3L的水中,過濾得到所析出的固體沈澱。以水洗淨所得之固體3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,得到聚醯亞胺前驅物(PIP-1)。
合成例16~25聚醯亞胺前驅物(PIP-2)~聚醯亞胺前驅物(PIP-11)之合成
以表3中記載之比率,與合成例15同樣地聚合,得到聚醯亞胺前驅物(PIP-2)~聚醯亞胺前驅物(PIP-11)。
合成例26聚苯并唑前驅物(PBOP-1)之合成
於裝滿甲苯之附有狄安-史塔克水分離器及冷卻管的500mL圓底燒瓶中,秤量34.79g(0.095mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言95.0mol%)的BAHF、1.24g(0.0050mol;相對於來自全部胺及其衍生物的結構單元而言5.0mol%)的SiDA、70.00g的NMP,使其溶解。於其中,添加在20.00g的NMP中溶解有19.06g(0.080mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言66.7mol%)的BFE之溶液,在20℃攪拌1小時,接著在50℃攪拌2小時。接著,作為封端劑,添加在10g的NMP中溶解有6.57g(0.040mol;相對於來自全部羧酸及其衍生物的結構單元而言33.3mol%)的NA之 溶液,在50℃攪拌2小時。然後,於氮氣環境下,在100℃攪拌2小時。反應結束後,將反應溶液投入3L的水中,過濾得到所析出的固體沈澱。以水洗淨所得之固體3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,以水洗淨3次後,於80℃的真空乾燥機中乾燥24小時,得到聚苯并唑前驅物(PBOP-1)。
合成例27及28聚苯并唑前驅物(PBOP-2)及聚苯并唑前驅物(PBOP-3)之合成
以表4中記載之比率,與合成例12同樣地聚合,得到聚苯并唑前驅物(PBOP-2)及聚苯并唑前驅物(PBOP-3)。
彙總合成例1~28之組成,顯示於表1~表4中。
合成例46分散劑(DP1-1)之合成
於圓底燒瓶中,添加50g的JEFFAMINE(註冊商標)M-2005(Huntsman製)、7g的GIPE(東京化成製)、51g的PMA-P(NH Neochem製),於80℃加熱攪拌2小時。所得之生成物係Mw=2200、胺價26mgKOH/g。
合成例47分散劑(DP1-2)之合成
於圓底燒瓶中,添加50g的JEFFAMINE(註冊商標)M-2007(Huntsman製)、7g的GIPE(東京化成製)、51g的PMA-P(NH Neochem製),於80℃加熱攪拌2小時。所得之生成物係Mw=2000、胺價29。
合成例48分散劑(DP1-3)之合成
於圓底燒瓶中,添加50g的JEFFAMINE(註冊商標)D-4000(Huntsman製)、14g的GIPE(東京化成製)、51g的PMA-P(NH Neochem製),於80℃加熱攪拌2小時。所得之生成物係Mw=4300、胺價13。
合成例49分散劑(DP1-4)之合成
於圓底燒瓶中,添加7g的JEFFAMINE(註冊商標)EDR-148(Huntsman製)、23g的GIPE(東京化成製)、30g的PMA-P(NH Neochem製),於80℃加熱攪拌2小時。所得之生成物係Mw=3800、胺價15。
調製例1顏料分散液(Bk-1)之調製
秤量184.0g作為樹脂的合成例1所得之聚醯亞胺(PI-1)的30質量%之MBA溶液、653.2g作為溶劑的MBA、82.8g作為顏料的Bk-S0100CF及g作為分散劑的DP1-1並混合,使用高速分散機(均質分散機2.5型; PRIMIX(股)製)攪拌20分鐘,得到預備分散液。於具備已填充75%作為顏料分散用的陶瓷珠之0.10mmΦ的氧化鋯粉碎球(Torayceram;東麗(股)製)之離心分離式分離器的超微粉碎分散機(UAM-015;壽工業(股)製)中,供給所得之預備分散液,以8.0m/s的轉子周速處理3小時,得到固體含量濃度15質量%、顏料/樹脂/分散劑=60/30/10(質量比)之顏料分散液(Bk-1)。所得之顏料分散液中的顏料之數量平均粒徑為50nm。
還有,使用BYK-9076(胺價44mgKOH/g,酸價38mgKOH/g)作為(DP2-1),使用「DISPERBYK」(註冊商標)-2164(胺價14mgKOH/g)作為(DP2-2)。
以表5中記載之比率,與調製例1地同樣地進行顏料分散,得到顏料分散液(Bk-2)~顏料分散液(BK-14)、顏料分散液(Bk-15)~顏料分散液(BK-19)。
彙總調製例1~調製例19之組成,顯示於表5中。
(1)樹脂之重量平均分子量
使用GPC分析裝置(HLC-8220;東曹(股)製),使用THF或NMP或氯仿作為流動層,根據「JIS K7252-3(2008)」,藉由在常溫附近之方法,測定聚苯乙烯換算之重量平均分子量而求得。
(2)樹脂之鹼溶解速度
使用旋轉塗布機(MS-A100;MIKASA(股)製),以任意的旋轉數,於Si晶圓上旋轉塗布在γ-丁內酯中溶解有樹脂的溶液後,使用熱板(SCW-636;大日本SCREEN製造(股)製),在120℃預烘烤4分鐘,製作膜厚10.0μm±0.5μm的預烘烤膜。
使用光微影用小型顯像裝置(AC3000;瀧澤產業(股)製),以2.38質量%TMAH水溶液,將所製作的預烘烤膜予以顯像60秒,將以水沖洗30秒後的膜厚減少值當作鹼溶解速度(單位為nm/min),依照以下之式算出。
膜厚減少值=顯像前的膜厚值-顯像後的膜厚值。
(3)酸價
使用電位差自動滴定裝置(AT-510;京都電子工業(股)製),使用0.1mol/L的NaOH/乙醇溶液作為滴定試藥,使用二甲苯/DMF=1/1(質量比)作為滴定溶劑,根據「JIS K2501(2003)」,藉由電位差滴定法,測定酸價(單位為mgKOH/g)而求得。
(4)胺價
使用電位差自動滴定裝置(AT-510;京都電子工業(股)製),使用0.1mol/L的HCl水溶液作為滴定試藥,使用THF作為滴定溶劑,根據「JIS K2501(2003)」的「7.電位差滴定法(酸價)」,藉由電位差滴定法,測定胺價(單位為mgKOH/g)而求得。
(5)雙鍵當量
使用電位差自動滴定裝置(AT-510;京都電子工業(股)製),使用ICl溶液(ICl3=7.9g、I2=8.9g、AcOH=1,000mL之混合溶液)作為碘供給源,使用100g/L的KI水溶液作為未反應碘之捕捉水溶液,使用0.1mol/L的Na2S2O3水溶液作為滴定試藥,根據「JIS K0070:1992」之「6.碘價」,藉由威杰斯(Wijs)法,測定樹脂的碘價。自所測定的碘價(單位為gI/100g)之值來算出雙鍵當量(單位為g/mol)。
(6)分散液的保存安定性評價
使用E型黏度計(R115型;東機產業製),測定所得之顏料分散液的黏度。又,將顏料分散液填充於遮光玻璃容器內,於密閉狀態下在23℃靜置14日後,使用E型黏度計(東機產業製),再度測定黏度。然後,算出相對於調製後立即的黏度而言14日保存後的黏度之隨著時間經過的黏度變化率,如以下地算出。
[隨著時間經過的黏度變化率(%)]=[隨著時間經過的黏度]/[初期黏度]×100。
(7)顏料之數量平均粒徑測定
使用仄他電位‧粒徑‧分子量測定裝置(Zetasizer ZS;SYSMEX(股)製),使用PGMEA作為稀釋溶媒,將顏料分散液稀釋至1.0×10-5~40體積%之濃度,將藉由稜鏡耦合器(型2010;METRICON公司製)之測定所得的PGMEA及測定對象之折射率設定在1.1及1.8,照射波長633nm的雷射光,測定顏料分散液中的顏料之數量平均粒徑。
(8)基板之前處理
經由濺鍍而成膜有ITO的玻璃基板(GEOMATEC(股)製;以下,「ITO基板」)係不進行前處理就使用。Si晶圓((股)Electronics and Materials Corporation製)係使用熱板(HP-1SA;AS ONE(股)製),在130℃加熱2分鐘,脫水烘烤處理而使用。作為聚醯亞胺薄膜的「Kapton」(註冊商標)-150EN-C(東麗-杜邦(股)製;以下,「PI薄膜基板」)係不進行前處理就使用。作為聚對酞酸乙二酯薄膜的Lumirror(註冊商標)U34(東麗(股)製;以下,「PET薄膜基板」)係不進行前處理就使用。
(9)膜厚測定
使用表面粗糙度‧輪廓形狀測定機(SURFCOM 1400D;(股)東京精密製),將測定倍率設為10,000倍,將測定長度設為1.0mm,將測定速度設為0.30mm/s,測定預烘烤後、顯像後及熱硬化後之膜厚。
(10)感度
以下述實施例1記載之方法,使用兩面對準單面曝光裝置(遮罩對準器PEM-6M;UNION光學(股)製),隔著感度測定用的灰階遮罩(MDRM MODEL 4000-5-FS;Opto-Line International製),以超高壓水銀燈的i線(波長365nm)、h線(波長405nm)及g線(波長436nm)進行圖案化曝光後,使用光微影用小型顯像裝置(AC3000;瀧澤產業(股)製)進行顯像,製作組成物的顯像後膜。
使用FPD檢査顯微鏡(MX-61L;OLYMPUS(股)製),觀察所製作的顯像後膜之解析圖案,將以1比1之寬度形成20μm的線與間隙(line and space)圖案的曝光量(i線照度計之值)當作感度。
(11)有機EL顯示裝置之製作方法
圖4中顯示所使用的基板之概略圖。首先,於38×46mm的無鹼玻璃基板47上,藉由濺鍍法,將ITO透明導電膜10nm形成在基板全面,蝕刻作為第2電極48。又,取出第2電極用的輔助電極49亦同時地形成。以「Semico Clean」(註冊商標)56(FURUCHI化學(股)製)超音波洗淨所得之基板10分鐘,以超純水洗淨。接著,於此基板上,以上述之方法塗布及預烘烤組成物2,隔著具有指定圖案的光罩進行圖案化曝光,於顯像及沖洗後,使其熱硬化。用以上之方法,將寬度70μm及長度260μm的開口部以寬度方向中間距155μm及長度方向中間距465μm進行配置,將各自的開口部為使第1電極露出之形狀的絕緣膜50限定於基板有效面積內而形成。再 者,此開口部係最終地成為有機EL顯示裝置之發光畫素。又,基板有效面積為16mm見方,絕緣膜50的厚度係以約1.0μm形成。
接著,使用形成有第1電極、輔助電極及絕緣膜之基板,進行有機EL顯示裝置之製作。進行氮電漿處理作為前處理後,藉由真空蒸鍍法,形成含有發光層的有機EL層51。再者,蒸鍍時的真空度為1×10-3Pa以下,蒸鍍中係對於蒸鍍源,使基板旋轉。首先,蒸鍍10nm的化合物(HT-1)作為電洞注入層,蒸鍍50nm的化合物(HT-2)作為電洞輸送層。其次,於發光層中,將作為主體材料的化合物(GH-1)與作為摻雜材料的化合物(GD-1),以摻雜濃度成為10%方式蒸鍍至40nm之厚度。然後,將作為電子輸送材料的化合物(ET-1)與化合物(LiQ)以1:1的體積比積層至40nm之厚度。以下顯示有機EL層所用的化合物之結構。
(12)光學濃度
於無鹼玻璃基板(AN100)上,用旋轉器(1H-DS;MIKASA(股)公司製)塗布顏料分散液(Bk-1),將塗布膜在100℃乾燥2分鐘後,在230℃後烘烤30分鐘,而形成膜厚為1.0μm的塗布膜。對於此塗布膜,使用光學濃度計(361TVisual;X-Rite公司製),分別測定塗布膜的入射光及穿透光之強度,由以下之式(X)算出遮光性OD值。
OD值=log10(I0/I)…式(X)
I0:入射光強度
I:穿透光強度。
接著,蒸鍍2nm的化合物(LiQ)後,以10:1的體積比蒸鍍10nm的MgAg而形成第2電極52。然後,於低濕氮氣環境下,使用環氧樹脂系接著劑,黏著帽狀玻璃板而進行密封,於1片的基板上製作4個5mm見方的有機EL顯示裝置。還有,此處所言的膜厚係晶體振盪式膜厚監視器顯示值。
(13)發光特性評價
以10mA/cm2直流驅動經上述方法所製作的有機EL顯示裝置而使其發光,觀察是否有非發光區域或亮度不均。將所製作的有機EL顯示裝置在80℃保持500小時,當作耐久性試驗。耐久性試驗後,以10mA/cm2直流驅 動有機EL顯示裝置而使其發光,觀察在發光特性是否變化。
[實施例1]
於黃色燈下,秤量0.256g的NCI-831,添加10.186g的MBA,攪拌而使其溶解。接著,添加0.300g的合成例1所得之聚醯亞胺(PI-1)的30質量%之MBA溶液、1.422g的DPHA的80質量%之MBA溶液並攪拌,得到均勻溶液的調合液。隨後,秤量12.968g的調製例1所得之顏料分散液(Bk-1),於其中添加12.032g的上述所得之調合液並攪拌,而成為均勻溶液。然後,以0.45μmΦ的過濾器過濾所得之溶液,調製組成物1。進行組成物1之保存安定性評價。
於ITO基板上,使用旋轉塗布機(MS-A100;MIKASA(股)製),以任意的旋轉數旋轉塗布而塗布所調製的組成物1後,使用熱板(SCW-636;大日本SCREEN製造(股)製),在100℃預烘烤120秒,製作膜厚約2.0μm的預烘烤膜。
使用兩面對準單面曝光裝置(遮罩對準器PEM-6M;UNION光學(股)製),隔著感度測定用的灰階遮罩(MDRM MODEL 4000-5-FS;Opto-Line International製),以超高壓水銀燈的i線(波長365nm)、h線(波長405nm)及g線(波長436nm),將所製作的預烘烤膜予以圖案化曝光。曝光後,使用光微影用小型顯像裝置(AC3000;瀧澤產業(股)製),以2.38質量%TMAH水溶液來顯像55秒,以水沖洗30秒。
顯像後,使用高溫惰氣烘箱(INH-9CD-S;光洋熱系統(股)製),在230℃使其熱硬化,製作膜厚約1.6μm的硬化膜。熱硬化條件係於氮氣環境下,在230℃使其熱硬化60分鐘。
[實施例2~3、8~13、參考例1~4、比較例1~6]
與實施例1同樣地,除了將分散液及(A)鹼可溶性樹脂變更為如表6中記載者以外,與實施例1同樣地調製組成物2~19,進行保存安定性評價。使用所得之各組成物,與實施例1同樣地,於基板上將組成物成膜,進行顯像時的殘渣評價(目視)及硬化膜的感度評價、有機EL顯示裝置的發光特性評價。又,測定各組成物之顏料分散液的數量平均粒徑、光學濃度。彙總該等之評價結果,顯示於表6中。

Claims (11)

  1. 一種負型感光性樹脂組成物,其係含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有超過0的胺價之分散劑、(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料、(D)自由基聚合性化合物、及(E)光聚合起始劑之負型感光性樹脂組成物,該(A)鹼可溶性樹脂包含選自包含(A1)聚醯亞胺、(A2)聚醯亞胺前驅物、(A3)聚苯并 唑及(A4)聚苯并 唑前驅物之群組中的1種類以上,且,該(B)具有超過0的胺價之分散劑包含:(B1)包含通式(2)所示的重複單元及通式(3)所示的重複單元之分散劑、與(B2)胺價為15~60mgKOH/g的丙烯酸嵌段共聚物之分散劑及/或(B3)具有胺基甲酸酯鍵的分散劑; (通式(2)中,R 1表示伸烷基;R 2及R 3係可各自相同,也可相異,表示氫、烷基或羥基;x表示0~20之整數;惟,x為0時,R 2、R 3的至少一者為烷基;m表示1~100之整數;通式(3)中,n表示1~100之整數)。
  2. 如請求項1之負型感光性樹脂組成物,其中該(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料係下述通式(1)所示的化合物; (通式(1)中,R 101、R 102各自獨立地表示氫、鹵素原子、碳數1~10的烷基或具有1~20個氟原子之碳數1~10的烷基;R 104~R 107、R 109~R 112各自獨立地表示氫、鹵素原子、碳數1~10的烷基、羧基、磺酸基、胺基或硝基;R 103、R 108各自獨立地表示氫、碳數1~10的烷基或碳數6~15的芳基)。
  3. 如請求項1或2之負型感光性樹脂組成物,其中該通式(2)中的m為10~30之整數,該通式(3)中的n為5~15之整數,且該m及n滿足m≧n之關係。
  4. 如請求項1至3中任一項之負型感光性樹脂組成物,其中相對於100質量份的該(B1)分散劑,(B2)分散劑及(B3)分散劑之總量為10~100質量份。
  5. 如請求項1至4中任一項之負型感光性樹脂組成物,其中該(A)鹼可溶性樹脂係(A1)聚醯亞胺。
  6. 如請求項1至5中任一項之負型感光性樹脂組成物,其中該(C)具有醯胺結構的苯并呋喃酮系有機顏料之含量為固體含量中5~70質量%。
  7. 一種硬化膜,其包含如請求項1至6中任一項之負型感光性樹脂組成物的硬化物。
  8. 如請求項7之硬化膜,其膜厚每1μm的光學濃度為0.3~4.0。
  9. 一種元件,其具備如請求項7或8之硬化膜。
  10. 一種顯示裝置,其具備如請求項9之元件。
  11. 一種有機EL顯示器,其係在發光元件內具備包含如請求項7或8之硬化膜的平坦化膜及/或包含如請求項7或8之硬化膜的第1電極上的絕緣膜。
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