TW201925917A - 負型感光性樹脂組成物及其應用 - Google Patents

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蔡宇傑
廖豪偉
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奇美實業股份有限公司
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Abstract

本發明是有關於一種負型感光性樹脂組成物及其應用,該負型感光性樹脂組成物包括:鹼可溶性樹脂(A);光酸產生劑(B);化合物(C);交聯劑(D);以及溶劑(E),其中鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1),且酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度為1~2.5;化合物(C)包括如式(I)所示之化合物及/或式(II)所示之化合物,可用於形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案。

Description

負型感光性樹脂組成物及其應用
本發明是有關於一種應用於半導體製程或有機電激發光顯示裝置中的感光性樹脂組成物,且特別是有關於一種可用於形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案的負型感光性樹脂組成物。
近年來,隨著半導體工業、液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)以及有機電激發光顯示裝置(organic electro-luminescence display device, OELD)的發展,伴隨而來對於尺寸縮小化的需求,使得微影(photolithography)製程成為非常重要的議題。在微影(photolithography)製程中,必須將所需的光阻圖案(pattern)微細化(finer),以達到尺寸縮小化的目的。
一般而言,在半導體製程中,金屬圖案(metallic pattern)可以剝離法(lift-off method)來製作。所述剝離法的步驟如下:首先,在基板上形成光阻圖案。接著,在上面形成有光阻圖案的基板上蒸鍍金屬層。最後,剝離光阻圖案與形成在光阻圖案上的金屬層來形成金屬圖案。在剝離法中,由於光阻圖案的剖面為逆錐狀(reversed tapered shape),因此覆蓋在基板上的金屬層與覆蓋在光阻圖案上的金屬層不連續,而易於移除。
日本特許3320397號揭示一種逆錐狀光阻圖案的形成方法,其是使用雙酚類化合物來作為負型感光性樹脂組成物,並且以所述負型感光性樹脂組成物來形成光阻圖案。如此一來,便可以蒸鍍方式於光阻圖案上形成金屬圖案,並且所述光阻圖案亦可形成為耐熱性佳、吸水性低的隔離壁。然而,值得一提的是,上述光阻圖案存在有形成逆錐狀剖面形狀不佳、顯影密著性不佳等問題。
於是,亟需發展一種負型感光性樹脂組成物,其適用於形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案。
有鑑於此,本發明提供一種負型感光性樹脂組成物,其適用於形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案。
本發明提供一種負型感光性樹脂組成物,包括:鹼可溶性樹脂(A)、光酸產生劑(B)、化合物(C)、交聯劑(D)、以及溶劑(E),其中鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1),且酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度為1~2.5;化合物(C)包括如下述式(I)所示之化合物及/或下述式(II)所示之化合物:式(I)中,D代表分別氫原子、縮水甘油基或如下述式(I-1)所示之結構,其中至少一個D代表如下述式(I-1)所示之結構,且至少二個D代表縮水甘油基;a代表1至100之整數:式(I-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數;式(II)中,D’代表氫原子、縮水甘油基或如下述式(II-1)所示之結構,其中至少一個D’代表如下述式(II-1)所示之結構,且至少二個D’代表縮水甘油基;AO代表碳數為2至6之伸烷氧基;f代表4至10之整數;g代表0至10之整數;h代表0至10之整數;且i代表0至10之整數:式(II-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數。
在本發明的一實施例中,鹼可溶性樹脂(A)更包括其他酚醛清漆樹脂(A-2)。
在本發明的一實施例中,光酸產生劑(B)包括鎓鹽化合物、含鹵化合物、碸化合物、磺酸化合物、磺醯亞胺化合物或上述化合物之組合。
在本發明的一實施例中,負型感光性樹脂組成物更包括鹼性化合物(F)。
在本發明的一實施例中,鹼性化合物(F)包括脂肪族一級胺、脂肪族二級胺、脂肪族三級胺、胺基醇、芳香族胺、四級銨氫氧化物、脂環族胺或上述化合物之組合。
在本發明的一實施例中,基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,酚醛清漆樹脂(A-1)的含量為30至100重量份;光酸產生劑(B)的含量為0.5至5重量份;化合物(C)的含量為0.4至4重量份;交聯劑(D)的含量為5至45重量份,且溶劑(E)的含量為100至600重量份。
在本發明的一實施例中,基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,其他酚醛清漆樹脂(A-2)的含量為10至70重量份。
在本發明的一實施例中,基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,鹼性化合物(F)的含量為0.2至2重量份。
本發明亦提供一種光阻圖案的形成方法,包括下述步驟:首先,在基板上,塗佈負型感光性樹脂組成物。接著,對負型感光性樹脂組成物進行處理步驟,以形成光阻圖案。
在本發明的一實施例中,其中光阻圖案為隔離壁。
本發明另提供一種金屬圖案的形成方法,包括下述步驟:首先,於基板上形成上述的光阻圖案。接著,於基板上及光阻圖案上形成金屬層。最後,移除光阻圖案與位於光阻圖案上的金屬層,以形成金屬圖案。
本發明還提供一種發光二極體晶粒(grain)的製造方法,包括下述步驟:首先,於基板上形成半導體層。接著,於半導體層的至少其中一側形成金屬圖案,以作為電極層,其中金屬圖案是以上述的方法來形成。
本發明提供一種有機發光二極體顯示裝置的形成方法,步驟如下:首先,於基板上形成第一電極層。接著,於基板上塗佈負型感光性樹脂組成物。然後,對負型感光性樹脂組成物進行處理步驟,以形成隔離壁。接著,於隔離壁所定義的區域內形成有機層。最後,於有機層上形成第二電極層。
基於上述,本發明的負型感光性樹脂組成物因含有鹼可溶性樹脂(A)、光酸產生劑(B)以及化合物(C),其中鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1),且酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度為1~2.5,並且化合物(C)包括如下述式(I)所示之化合物及/或式(II)所示之化合物,故能夠形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例作詳細說明如下。
負型感光性 樹脂組成物的製備 本發明提供一種負型感光性樹脂組成物,包括鹼可溶性樹脂(A)、光酸產生劑(B)、化合物(C)、交聯劑(D)以及溶劑(E)。此外,若需要,負型感光性樹脂組成物可進一步包括添加劑(F)。以下將詳細說明用於本發明的負型感光性樹脂組成物的各個成分: 可溶性樹脂( A
鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1)與其他酚醛清漆樹脂(A-2)。以下詳細說明酚醛清漆樹脂(A-1)與其他酚醛清漆樹脂(A-2):酚醛清漆樹脂 A-1
本發明的酚醛清漆樹脂(A-1)的製造方法並沒有特別的限制,只要能獲得具有目標重量平均分子量與分子量分布的酚醛清漆樹脂(A-1)即可。例如,在由磷酸和其他酸(羧酸和有機膦酸)組成之酸觸媒的存在下,將包含苯酚作為主成分的酚類,與醛類進行非均相反應;或者,藉由習知的方法將包含苯酚作為主成分的酚類,與醛類進行縮合反應後,獲得苯酚酚醛清漆樹脂,並如同日本專利特開2004-204037號公報所記載,利用特定孔徑的無機過濾膜(例如陶瓷過濾膜)對苯酚酚醛清漆樹脂進行分餾,獲得具有目標重量平均分子量與分子量分布的酚醛清漆樹脂(A-1)。
作為原料的酚類可列舉鄰-甲酚(o-cresol)、間-甲酚(m-cresol)、對-甲酚(p-cresol)等之甲酚類;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚等之二甲酚(xylenol)類;苯酚(phenol);間-乙基苯酚、對-乙基苯酚、鄰-乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、丁基苯酚、4-第三丁基苯酚、3-第三丁基苯酚、2-第三丁基苯酚、2-第三丁基-4-甲基苯酚、2-第三丁基-5-甲基苯酚、6-第三丁基-3-甲基苯酚等之烷基苯酚(alkyl phenol)類;對-甲氧基苯酚、間-甲氧基苯酚、對-乙氧基苯酚、間-乙氧基苯酚、對-丙氧基苯酚、間-丙氧基苯酚等之烷氧基苯酚(alkoxy phenol)類;鄰-異丙烯基苯酚、對-異丙烯基苯酚、2-甲基-4-異丙烯基苯酚、2-乙基-4-異丙烯基苯酚等之異丙烯基苯酚(isopropenyl phenol)類;苯基苯酚(phenyl phenol)之芳基苯酚(aryl phenol)類;4,4'-二羥基聯苯、雙酚A、間-苯二酚(resorcinol)、對-苯二酚(hydroquinone)、1,2,3-苯三酚(pyrogallol)等之多羥基苯(polyhydroxyphenol)類等,但本發明並不以此為限,並且,上述化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。
作為原料的醛類可列舉甲醛、福馬林、多聚甲醛(paraformaldehyde)、三聚甲醛(trioxane)、乙醛、三聚乙醛、丙醛、丁醛、三甲基乙醛、丙烯醛(acrolein)、丁烯醛(crotonaldehyde)、環己醛(cyclo hexanealdehyde)、呋喃甲醛(furfural)、呋喃基丙烯醛(furylacrolein)、苯甲醛、對苯二甲醛(terephthal aldehyde)、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、鄰-羥基苯甲醛、間-羥基苯甲醛、對-羥基苯甲醛、鄰-甲基苯甲醛、間-甲基苯甲醛、對-甲基苯甲醛、鄰-氯苯甲醛、間-氯苯甲醛、對-氯苯甲醛、肉桂醛等,但本發明並不以此為限,並且,上述化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。若以分散度的觀點,較佳為多聚甲醛。
作為原料的酚類(X)與醛類(Y)的調配莫耳比(Y/X)較佳為0.33~1.00,更佳為0.35~0.9。當調配莫耳比(Y/X)未滿0.33時,可能導致產量提高的效果被減弱,而當調配莫耳比(Y/X)超過1.00時,可能導致產物的分子量分布擴大,不利於目標分子量分布的酚醛清漆樹脂(A-1)的取得。具體來說,調配莫耳比(Y/X)於0.80以上且1.00以下的範圍時,藉由GPC的面積法測定出酚醛清漆樹脂(A-1)中,包含的酚類單體與酚類二聚體的合計含量為15%以下,更佳為10%以下,在這個情況下生產出的酚醛清漆樹脂(A-1),藉由GPC測定出其重量平均分子量(Mw)與數目平均分子量(Mn)的分散度(Mw/Mn)為1.1~3.0,更佳為1.5~2.5。並且,酚醛清漆樹脂(A-1)的重量平均分子量(Mw)較佳為500~4500,更佳為900~3500;另外,調配莫耳比(Y/X)於0.33以上且未滿0.80的範圍時,藉由GPC的面積法測定出酚醛清漆樹脂(A-1)中,包含的酚類單體含量為3%以下,更佳為1%以下,而包含的酚類二聚體含量為10%~95%,更佳為20~90%以下,在這個情況下生產出的酚醛清漆樹脂(A-1),藉由GPC測定出其重量平均分子量(Mw)與數目平均分子量(Mn)的分散度(Mw/Mn)為1.8以下,更佳為1.05~1.7。並且,該酚醛清漆樹脂(A-1)的重量平均分子量(Mw)較佳為200~1200,更佳為300~1000。
在本實施例中,酚醛清漆樹脂(A-1)的重量平均分子量較佳為200~4500,更佳為500~3500;酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度較佳為1~2.5,更佳為1.2~2.2,當酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度大於2.5時,則光阻圖案的逆錐狀剖面形狀不佳。
作為酸觸媒的磷酸和其他酸,在酚類與醛類進行相分離反應(非均相反應)中扮演重要的角色。磷酸類可列舉偏磷酸、焦磷酸、正磷酸、三磷酸、四磷酸等多磷酸以及磷酸酐等,但本發明並不以此為限,並且,上述化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。若以低成本與易取得的觀點,較佳為正磷酸水溶液,例如75質量%磷酸、89質量%磷酸等。本發明定義其他酸為磷酸以外的酸,可列舉鹽酸、硫酸、對甲苯磺酸、羧酸、有機膦酸等,但本發明並不以此為限,並且,上述化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。若以促進相分離反應的觀點,較佳為羧酸、有機膦酸。
作為上述其他酸的羧酸,較佳為包含羥基、巰基或胺基的羧酸,但本發明並不以此為限,包含羥基的羧酸可列舉檸檬酸、酒石酸、蘋果酸等;包含巰基的羧酸可列舉巰基乙酸等;包含胺基的羧酸可列舉含有一級胺的天門冬胺酸、麩胺酸、含有二級胺的亞胺基二乙酸、含有三級胺的腈三乙酸、N-羥乙基亞胺基二乙酸、乙二胺四乙酸、N,N'-乙二胺二乙酸、N-羥乙基乙二胺三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、1,2-環己烷二胺四乙酸、三亞甲基二胺四乙酸、乙二醇二乙醚二胺四丙酸、乙二胺二丙酸二乙酯等。其中,作為上述其他酸的羧酸更佳為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、巰基乙酸。
作為上述其他酸的有機膦酸,可列舉乙二胺四亞甲基膦酸、乙二胺雙亞甲基膦酸、胺基三亞甲基膦酸、β-胺基乙基膦酸N,N-二乙酸、胺基甲基膦酸N,N-二乙酸、1-羥基亞乙基-1,1'-二膦酸、2-膦醯基丁烷-1,2,4-三羧酸,但本發明並不以此為限。
本發明之酚醛清漆樹脂(A-1)的製造方法中,基於酚類的總使用量為100重量份,酸觸媒的調配量較佳為5重量份以上,更佳為10重量份以上,但本發明並不以此為限。當酸觸媒的調配量未滿5重量份時,相分離反應(非均相反應)將難以進行,並因酚類單體未減少而可能導致產量下降。另外,上限值沒有特別的限制,若從反應容積效率與安全性等的觀點,酸觸媒的調配量的上限較佳為100重量份,並且,當酸觸媒的調配量為70重量份以上時,藉由分批將酸觸媒投入反應體系,可抑制反應初期的發熱以確保安全性。
作為酸觸媒的磷酸和其他酸的調配莫耳比(磷酸/其他酸)較佳為10/90~90/10,但本發明並不以此為限。
從促進相分離反應的觀點,較佳為作為反應補助溶媒的非反應性含氧有機溶媒。反應補助溶媒較佳為選自由醇類、多元醇型醚、環醚類、多元醇型酯、酮類、亞碸類所組成的群組中的至少一種來使用,但本發明並不以此為限。
上述作為反應補助溶媒的醇類,可列舉甲醇、乙醇、丙醇等一元醇;丁二醇、戊二醇、己二醇、乙二醇、丙二醇、三亞甲基二醇、二乙二醇、一縮二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、聚乙二醇等二元醇;甘油等三元醇,但本發明並不以此為限。
上述作為反應補助溶媒的多元醇型醚,可列舉乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單戊醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙基甲基醚、乙二醇單苯醚等乙二醇類,但本發明並不以此為限。
上述作為反應補助溶媒的環醚類,可列舉1,3-二氧雜環己烷、1,4-二噁烷等;上述作為反應補助溶媒的多元醇型酯,可列舉乙二醇乙酸酯等的乙二醇酯類;上述作為反應補助溶媒的酮類,可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等;上述作為反應補助溶媒的亞碸類,可列舉二甲基亞碸、二乙基亞碸等,但本發明並不以此為限。其中,反應補助溶媒較佳為甲醇、乙二醇單甲醚,聚乙二醇,1,4-二噁烷等。
本發明的反應補助溶媒的種類並不以上述為限,只要具有上述的化合物特性,並且在反應時呈現液體或固體,都可應用在本發明中。並且,反應補助溶媒可以單獨使用,也可以選擇2種以上合併使用。另外,基於酚類的總使用量為100重量份,反應補助溶媒較佳為5重量份以上,更佳為10重量份~200重量份,但本發明並不以此為限。
本發明的酚醛清漆樹脂(A-1)的製造方法中,水的含量並不受限制,以提升相分離效果與生產效率的觀點,水的含量較佳為40%重量份以下。若水的含量超過40%,可能導致生產效率的降低。
本發明的酚醛清漆樹脂(A-1)的製造方法中,以提高相分離效果的觀點,酚類與醛類的反應溫度較佳為40o C至回流溫度,更佳為80o C至回流溫度,最佳為回流溫度。另外,不論反應溫度、原料調配比例、酸觸媒調配量等的差異,反應時間一般約1小時至30小時。另外,反應的環境在常壓之下即可,若以維持非均相反應的觀點,較佳為加壓下或減壓下的環境進行反應,但本發明並不以此為限。
基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,酚醛清漆樹脂(A-1)的含量為30至100重量份,較佳為30至90重量份,更佳為40至80重量份。
若本發明之負型感光性樹脂組成物中未使用酚醛清漆樹脂(A-1)時,則光阻圖案的逆錐狀剖面形狀不佳。其他酚醛清漆樹脂( A-2
本發明的其他酚醛清漆樹脂(A-2)的種類並不限制,只要是與上述酚醛清漆樹脂(A-1)不同的酚醛清漆樹脂即可,在本實施例中,其他酚醛清漆樹脂(A-2)的分散度較佳為大於2.5;本發明的酚醛清漆樹脂(A-2)的重量平均分子量較佳為1500~10000,更佳為2000~9000,但本發明並不以此為限。
基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,其他酚醛清漆樹脂(A-2)的含量為0至70重量份,較佳為10至70重量份,更佳為20至60重量份。
若本發明之負型感光性樹脂組成物中更包含其他酚醛清漆樹脂(A-2)時,可進一度改善光阻圖案的顯影密著性。其他鹼可溶性樹脂( A-3
在可達到前述目的的前提下,本發明的負型感光性樹脂組成物的鹼可溶性樹脂(A)可進一步包括其他鹼可溶性樹脂(A-3),可舉例丙烯酸酯系樹脂、茀(fluorene)系樹脂或胺基甲酸酯(urethane)系樹脂。光酸產生 劑( B
光酸產生劑(B)是一種照射光之後可產生酸的化合物。在本發明中,光酸產生劑(B)作為鹼可溶性樹脂(A)與下述交聯劑(D)進行聚合反應的催化劑。具體而言,光酸產生劑(B)例如是鎓鹽化合物、含鹵化合物、碸化合物、磺酸化合物、磺醯亞胺化合物或上述化合物之組合。
鎓鹽化合物例如是碘鹽(iodonium salt)、鋶鹽(sulfonium salt)、鏻鹽(phosphonium salt)、重氮鹽(diazonium salt)、吡啶鹽(pyridinium salt)或其類似物。鎓鹽化合物的具體例包括二苯基碘三氟甲烷磺酸鹽(diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate)、二苯基碘對甲苯磺酸鹽(diphenyliodonium p-toluenesulfonate)、二苯基碘六氟銻酸鹽(diphenyliodonium hexafluoroantimonate)、二苯基碘六氟磷酸鹽(diphenyliodonium hexafluorophosphate)、二苯基碘四氟硼酸鹽(diphenyliodonium tetrafluoroborate)、三苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽(triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate)、三苯基鋶對甲苯磺酸鹽(triphenylsulfonium p-toluenesulfonate)、三苯基鋶六氟銻酸鹽(triphenylsulfonium hexafluoroantimonate)、4-第三丁基苯基二苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽(4-t-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate)、4-第三丁基苯基二苯基鋶對甲苯磺酸鹽(4-t-butylphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate)、4,7-二正丁氧基萘基四氫噻吩鎓三氟甲烷磺酸鹽(4,7-di-n-butoxynaphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate)或上述化合物之組合。
此外,鎓鹽化合物也可以是環己基甲基(2-側氧基環己基) 鋶三氟甲烷磺酸鹽(cyclohexylmethyl(2-oxocyclohexyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate)、二環己基(2-側氧基環己基)鋶三氟甲烷磺酸鹽(dicyclohexyl(2-oxocyclohexyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate)、(2-側氧基環己基)( 2-降冰片烷基)鋶三氟甲烷磺酸鹽(2-oxocyclohexyl)(2-norbornyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate)、2-環己基碸基環己酮 (2-cyclohexylsulfonyl cyclohexanone)、二甲基(2-側氧基環己基)鋶三氟甲烷磺酸鹽(dimethyl(2-oxocyclohexyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate)、N-羥基丁二醯亞胺三氟甲烷磺酸鹽(N-hydroxy succinimide trifluoromethanesulfonate)、苯基對甲苯磺酸鹽(phenyl p-toluenesulfonate)或上述化合物之組合。
含鹵化合物例如是含有鹵烷基的碳氫化合物(haloalkyl-containing hydrocarbon compound)或含有鹵烷基的雜環化合物(haloalkyl-containing heterocyclic compound)。含鹵化合物的具體例包括1,10-二溴正癸烷(1,10-dibromo-n-decane)、1,1-雙(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷(1,1-bis(4-chlorophenyl)-2,2,2-trichloroethane)、苯基-雙(三氯甲基)-s-三嗪(phenyl-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、4-甲氧基苯基-雙(三氯甲基)-s-三嗪(4-methoxyphenyl bis(trichloromethyl)-s-triazine)、苯乙烯基雙(三氯甲基)-s-三嗪)(styryl bis(trichloromethyl)-s-triazine)、萘基雙(三氯甲基) -s-三嗪(naphthyl bis(trichloromethyl)-s-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-p-methoxystyryl-s-triazine, TAZ-110)或類似之s-三嗪,或上述化合物之組合。
此外,含鹵化合物也可以是三(2,3-溴丙基)磷酸酯(tris(2,3-dibromopropyl)phosphate)、三(2,3-二溴-3-氯丙基)磷酸酯(tris(2,3-dibromo-3-chloropropyl) phosphate)、四溴氯丁烷(tetrabromochlorobutane)、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲烷)-s-三嗪(2-[2-(3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、2-[2-(4-甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲烷)-s-三嗪(2-[2-(4-methoxypheny) ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、六氯苯(hexachlorobenzene)、六溴苯(hexabromobenzene)、六溴環十二烷(hexabromocyclododecane)、六溴環十二烯(hexabromocyclododecene)、六溴聯苯(hexabromobiphenyl)、丙烯基三溴苯基醚(allyltribromophenyl ether)、四氯雙酚A (tetrachlorobisphenol A)、四溴雙酚A (tetrabromobisphenol A)、四氯雙酚A的雙(氯乙基)醚(bis(chloroethyl)ether of tetrachlorobisphenol A)、四溴雙酚A的雙(溴乙基)醚(bis(bromoethyl)ether of tetrabromobisphenol A)、雙酚A 的雙(2,3-二氯丙基)醚(bis(2,3-dichloropropyl)ether of bisphenol A)、雙酚A 的雙(2,3-二溴丙基)醚(bis(2,3-dibromopropyl)ether of bisphenol A)、四氯雙酚A 的雙(2,3-二氯丙基)醚(bis(2,3-dichloropropyl)ether of tetrachlorobisphenol A)、四溴雙酚A 的雙(2,3-二溴丙基)醚(bis(2,3-dibromopropyl)ether of tetrabromobisphenol A)、四氯雙酚S的雙(氯乙基)醚(bis(chloroethyl)ether of the tetrachlorobisphenol S)、四溴雙酚S (tetrabromobisphenol S)、四氯雙酚S(tetrachlorobisphenol S)、四溴雙酚S的雙(溴乙基)醚(bis(bromoethyl)ether of tetrabromobisphenol S)、雙酚S的雙(2,3-二氯丙基)醚(bis(2,3-dichloropropyl)ether of the bisphenol S)、雙酚S的雙(2,3-二溴丙基)醚(bis(2,3-dichloropropyl)ether of the bisphenol S)、三(2,3-二溴丙基)三聚氰酸酯(tris(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate)、2,2-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)丙烷(2,2-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)propane)、2,2-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3,5-二溴苯基)丙烷(2,2-bis(4-(2-hydroxyethoxy)-3,5-dibromophenyl)propane)或其類似物的鹵素系阻燃劑(halogen series flame retardant)。
碸化合物例如是β-酮碸化合物(β-ketosulfone compounds)、碸基化合物(β-sulfonyl sulfone compounds)或上述這些化合物的α-重氮化合物(α- diazocompound)。碸化合物的具體例包括4-三苯甲醯甲基碸(4-trisphenacyl sulfone)、2,4,6-三甲苯基苯甲醯甲基碸(mesityl phenacyl sulfone)、雙(苯甲醯甲基碸基)甲烷(bis(phenacylsulfonyl)methane)或上述化合物之組合。
磺酸化合物例如是烷基磺酸酯類(alkylsulfonic acid ester)、鹵烷基磺酸酯類(haloalkylsulfonic acid ester)、芳基磺酸酯類(arylsulfonic acid ester)或亞胺基磺酸酯類(iminosulfonate)。磺酸化合物的具體例包括安息香甲苯磺酸酯(benzoin tosylate)、五倍子酚三(三氟甲烷磺酸酯)(pyrogallol tris(trifluoromethanesulfonate))、鄰硝基苯基三氟甲烷磺酸酯(o-nitrobenzyl trifluoromethanesulfonate)、鄰硝基苯基對甲苯磺酸酯(o-nitrobenzyl p-toluenesulfonate)或上述化合物之組合。
磺醯亞胺化合物的具體例包括N-(三氟甲基碸基氧基)丁二醯亞胺(N-(trifluoromethylsulfonyloxy)succinimide)、N-(三氟甲基碸基氧基)酞醯亞胺(N-(trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide)、N-(三氟甲基碸基氧基)二苯基馬來醯亞胺(N-(trifluoromethyl sulfonyloxy) diphenylmaleimide)、N-(三氟甲基碸基氧基)-雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基亞醯胺(N-(trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide)、N-(三氟甲基碸基氧基)萘二甲醯亞胺(N-(trifluoromethyl sulfonyloxy) naphthylimide,NAI-105) 或上述化合物之組合。
前述之光酸產生劑(B)較佳為2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-p-methoxystyryl-s-triazine, TAZ-110)、N-(三氟甲基碸基氧基)萘二甲醯亞胺(N-(trifluoromethyl sulfonyloxy) naphthylimide, NAI-105)、三苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽(triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate) 或上述化合物之組合。
光酸產生劑(B)可單獨使用或組合多種來使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,光酸產生劑(B)的使用量通常為0.5至5重量份,較佳為0.7至4.5重量份,且更佳為1至4重量份。化合物( C
本案的化合物(C)為含有多官能環氧基之有機矽化合物,可包含如式(I)所示之化合物:於式(I)中,D可代表分別氫原子、縮水甘油基或如下式(I-1)所示之結構,其中至少一個D代表如下式(I-1)所示之結構,且至少二個D代表縮水甘油基;a代表1至100之整數:於式(I-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數。
該化合物(C)可選擇性地包含如式(II)所示之化合物:於式(II)中,D’代表氫原子、縮水甘油基或如式(II-1)所示之結構,其中至少一個D’代表如式(II-1)所示之結構,且至少二個D’代表縮水甘油基;AO代表碳數為2至6之伸烷氧基(alkylene oxide group);f代表4至10之整數;g代表0至10之整數;h代表0至10之整數;且i代表0至10之整數:於式(II-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數。
在一實施例中,前述式(I)及式(II)之a、f、g、h及i可分別獨立地代表不同之整數。較佳地,a代表1至40之整數,f代表4至8之整數,g代表0至8之整數,h代表0至8之整數,且i代表0至8之整數。更佳地,a代表1至30之整數,f代表4至5之整數,g代表0至5之整數,h代表0至5之整數,且i代表0至5之整數。
於式(I)中,a可如上所述代表1以上之整數。當a為1時,如式(I)所示之化合物為丙三醇衍生物。基於增加反應基團之觀點,如式(I)所示之化合物可為a為2之二丙三醇衍生物或a為3之三丙三醇衍生物等。其中,a可為2以上之整數,較佳為3以上之整數,且更佳可為4以上之整數(亦即聚丙三醇衍生物)。此外,雖然g、h及i均可代表0以上之整數,惟g、h及i較佳分別獨立地代表1以上之整數。g、h及i之總合可為0至24之整數,較佳為3至24之整數,且更佳可為3至21之整數。
式(II)中之AO可代表碳數為2至6之伸烷氧基。在一具體例中,AO可代表伸乙氧(Ethylene Oxide;EO)基,伸丙氧(Propylene Oxide;PO)基或伸丁氧(Butylene Oxide;BO)基等。此外,當g、h及i分別代表2以上之整數時,伸烷氧基可為連接鏈,其中每個EO、PO及BO可為單獨之伸烷氧基團之結構,或由兩種以上之伸烷氧基團的組合所形成之結構。再者,當g、h及i分別代表3以上之整數,且AO鏈段係由兩種以上之伸烷氧基組成時,該AO鏈段可為隨機聚合物(random polymer)或嵌段聚合物。
於式(I-1)中,D1 之具體例可為甲基、乙基、丙基、丁基、庚基或己基等。當D2 代表碳數為1至4之烷基時,D2 可為甲基、乙基、丙基或丁基等。
於式(I)中,縮水甘油基之含量[以下簡稱為(i)]與烷氧矽烷基或矽烷醇基等官能基團之含量[以下簡稱為(I)]的莫耳比[(i)/(I)]可為0.02至100,較佳為0.05至50,且更佳為0.1至10。若前述之莫耳比小於0.02時,烷氧矽烷基或矽烷醇基等官能基團之含量過多,基於所設計之結構,其合成較為困難,且所製得之產物有安定性較差之缺陷。若前述之莫耳比大於100時,烷氧矽烷基或矽烷醇基等官能基團之含量極少,而消除所導入之烷氧矽烷基或矽烷醇等官能基團的功效。
於前述之式(II)中,縮水甘油基之含量[以下簡稱為(Ii)]與烷氧矽烷基或矽烷醇基等官能基團之含量[以下簡稱為(II)]的莫耳比[(Ii)/(II)]可為0.1至9,且較佳為0.2至5。
含有多官能環氧基之有機矽化合物是由該含有多官能環氧基之聚縮水甘油醚化合物的構造中,一部份之羥基和矽烷偶合劑反應形成鍵結所形成。在一具體例中,具有異氰酸酯基之矽烷偶合劑(以下簡稱為異氰酸酯基)可作為矽烷偶合劑。其中,羥基可與異氰酸酯基形成氨基甲酸酯鍵。
在一具體例中,該含有多官能環氧基之有機矽化合物可為具有至少二個環氧基與至少一個烷氧矽烷基與矽烷醇基之含有多官能環氧基之化合物。其中該具有至少二個環氧基與至少一個烷氧矽烷基與矽烷醇基之含有多官能環氧基之化合物可藉由具有至少二個環氧基與至少一個羥基之聚縮水甘油醚化合物之羥基與矽烷偶合劑之異氰酸酯基反應而製得,其中此矽烷偶合劑具有異氰酸酯基與至少一個烷氧基或矽烷醇基。
在此具體例中,當(聚)甘油聚縮水甘油醚作為前述具有至少二個環氧基與至少一個羥基之聚縮水甘油醚化合物時,即可製得如前述式(I)所示之化合物(C)。當山梨糖醇聚縮水甘油醚作為前述具有至少二個環氧基與至少一個羥基之聚縮水甘油醚化合物時,即可製得如前述式(II)所示之化合物(C)。
前述之(聚)甘油聚縮水甘油醚可具有如下式(III)所示之結構:於式(III)中,D3 代表氫原子或縮水甘油基,其中至少一個D3 代表氫原子,且至少二個D3 代表縮水甘油基。a之定義如前所述。
如式(III)所示,縮水甘油基之含量[以下簡稱為(v)]與羥基之含量[以下簡稱為(vi)]的莫耳比[(v)/(vi)]可為0.01至100,較佳為0.02至50,且更加為0.1至40。另外,其環氧當量可為100至500,較佳為100至400,且更加為100至300。若環氧當量小於100時,如式(III)所示之(聚)甘油聚縮水甘油醚不易合成製作,若環氧當量大於500時,則環氧基之含量太低,所製得之含有多官能環氧基之化合物添加至負型感光性樹脂組成物中,在經由微影製程後,所形成之光阻圖案之顯影密著性不佳。
前述之山梨糖醇聚縮水甘油醚可具有如下式(VI)所示之結構:於式(IV)中,D4 代表氫原子或縮水甘油基,其中至少一個D4 代表氫原子,且至少二個D4 代表縮水甘油基。AO代表碳數為2至6之伸烷氧基。f代表4至10之整數,g代表0至10之整數,h代表0至10之整數,且i代表0至10之整數。
如式(IV)所示,縮水甘油基之含量[以下簡稱為(vI)]與羥基之含量[以下簡稱為(vIi)]的莫耳比[(vI)/(vIi)]可為0.1至9,且較佳為0.2至5。其次,環氧當量可為100至500,較佳為100至400,且更佳為100至300。若環氧當量小於100時,如式(IV)所示之山梨糖醇聚縮水甘油醚不易合成製作。若環氧當量大於500時,則環氧基之含量太低,所製得之含有多官能環氧基之化合物添加至負型感光性樹脂組成物中,在經由微影製程後,所形成之光阻圖案之顯影密著性不佳。
前述聚縮水甘油醚化合物之(聚)甘油聚縮水甘油醚與山梨糖醇聚縮水甘油醚可為市售之產品,例如:阪本藥品工業株式會社製造,且型號為SR-4GL之產品。長瀨產業株式會社製造,且型號為Denacol Ex-1310、Denacol EX-1410、Denacol E-1610或Denacol EX-610U等之產品。
其次,於前述與聚縮水甘油醚之反應中,藉由導入具水解性之矽烷基的矽烷偶合劑,其不與環氧基團反應,而具有可選擇性與羥基產生反應之官能基。其中,該矽烷偶合劑較佳可為異氰酸酯基矽烷。
異氰酸酯基矽烷之具體例可為3-異氰酸酯丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基二甲基甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基甲基二乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基二甲基乙氧基矽烷、異氰酸酯甲基三甲氧基矽烷、異氰酸酯甲基甲基二甲氧基矽烷、異氰酸酯甲基二甲基甲氧基矽烷、異氰酸酯甲基三乙氧基矽烷、異氰酸酯甲基甲基二乙氧基矽烷、異氰酸酯甲基二甲基乙氧基矽烷等。其中,異氰酸酯基矽烷較佳可為3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷或3-異氰酸酯丙基三甲氧基矽烷。
於前述聚縮水甘油醚化合物與異氰酸酯基矽烷的反應中,基於聚縮水甘油醚化合物中之羥基的含量為1莫耳,異氰酸酯基矽烷中之異氰酸酯基的含量可為0.01莫耳至1莫耳,且較佳為0.1莫耳至1莫耳。
本發明具有多官能環氧基之有機矽化合物可藉由聚縮水甘油醚化合物與異氰酸酯基矽烷反應得到。其反應溫度可為25℃至90℃,且較佳為40℃至80℃。當反應溫度不為前述之範圍,反應溫度低於25℃時,反應速度變低,反應溫度高於90℃時,聚縮水甘油醚化合物之羥基與異氰酸酯基矽烷之烷氧矽烷基的部分產生酯交換反應時,可能會發生副反應。其次,前述反應之反應時間沒有特別之限制,一般可為10分鐘至24小時。
於前述聚縮水甘油醚化合物與異氰酸酯基矽烷的反應中,所使用之溶劑沒有特別之限制,只要溶劑不與異氰酸酯基矽烷產生反應即可。溶劑之具體例可為烴類溶劑、芳香族溶劑、酮類溶劑、醯胺類溶劑、酯類溶劑或醚類溶劑等。前述溶劑之具體例可為戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷或環己烷等之烴類溶劑;苯、甲苯或二甲苯等之芳香族溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮或環己酮等之酮類溶劑;甲醯胺、二甲基甲醯胺、吡咯烷酮或N-甲基吡咯烷酮等之醯胺類溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯或內酯等之酯類溶劑;乙醚、二丁基醚、環戊基甲基醚、四氫呋喃或1,4-二噁烷等之醚類溶劑。
於前述聚縮水甘油醚化合物與異氰酸酯基矽烷的反應中,反應可添加催化劑,以增加反應速率。催化劑可為一般聚氨酯反應所使用之催化劑。催化劑之具體例可為3級胺化合物、氧化二丁基錫、二辛基氧化錫或錫(I)雙(2-乙基己酸酯)等。
基於聚縮水甘油醚化合物與異氰酸酯基矽烷之總使用量為100重量百分比,催化劑之含量可為0.001重量百分比至1重量百分比。
所製得之含有多官能環氧基團之有機矽化合物藉由膠體滲透層析儀,以聚苯乙烯作為樣品換算後,含有多官能環氧基團之有機矽化合物的重量平均分子量可為200至10,000,且較佳為300至8,000。若含有多官能環氧基團之有機矽化合物的重量平均分子量小於200時,含有多官能環氧基團之有機矽化合物不易合成製作。若含有多官能環氧基團之有機矽化合物的重量平均分子量大於10,000時,其具有可操作性較差之缺陷。
本發明之化合物的具體例可如下所列: 於式(I)中,b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(I)中,b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為6; 於式(I)中,b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為0.3; 於式(I)中,b為3,d為3,a之平均值為7,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為2,AO為伸乙氧基,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為2,AO為伸丙氧基,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為2,AO為伸丁氧基,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為2,AO為伸乙氧基與伸丙氧基之混合,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3; 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為4,AO為伸乙氧基與伸丙氧基之混合,每個AO基團形成為隨機聚合物,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3;以及 於式(II)中,b為3,d為3,f為4,g、h及i均為4,AO為伸乙氧基與伸丙氧基之混合,每個AO基團形成為嵌段聚合物,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
基於該鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該化合物(C)之使用量可為0.4重量份至4重量份,較佳為0.5重量份至3.5重量份,且更佳為0.6重量份至3重量份。
若本發明之負型感光性樹脂組成物中未使用化合物(C)時,則光阻圖案的顯影密著性不佳。交聯劑 D
交聯劑(D)是一種促進線性分子(linear molecule)之間的共價鍵(covalent bond)或離子鍵(ionic bond)形成的化合物,其可使線性分子相互鍵結,進而形成網狀聚合物(polymer network)。值得注意的是,鹼可溶性樹脂(A)可經由上述光酸產生劑(B)的催化與交聯劑(D)反應,而形成交聯度(degree of crosslinking)較高的聚合物。
交聯劑(D)例如是烷氧基甲基化尿素樹脂(alkoxy methylated urea resin)、烷氧基甲基化三聚氰胺樹脂(alkoxy methylated melamine resin)、烷氧基甲基化尿羰基酸樹脂(alkoxy methylated uronresin)、烷氧基甲基化甘脲樹脂(alkoxy methylated glycoluryl resin)或烷氧基甲基化胺基樹脂(alkoxy methylated amino resin)。
此外,交聯劑(D)例如是烷基醚化三聚氰胺樹脂(alkyl etherified melamine resin)、苯幷胍胺樹脂(benzoguanamine resin)、烷基醚化苯幷胍胺樹脂(alkyl etherified benzoguanamine resin)、尿素樹脂(urea resin)、烷基醚化尿素樹脂(alkyl etherified urea resin)、胺基甲酸乙脂甲醛樹脂(urethane formaldehyde resins)、溶膠態酚醛型酚樹脂(resol-type phenol-formaldehyde resin)、烷基醚化溶膠態酚醛型酚樹脂(alkyl etherified resol-type phenol-formaldehyde resin)、環氧樹脂(epoxy resin)、烷氧基甲基化胺基樹脂或上述化合物之組合。
烷氧基甲基化胺基樹脂的具體例包括甲氧基甲基化胺基樹脂(methoxy methylated amino resin)、乙氧基甲基化胺基樹脂(ethoxy methylated amino resin)、正丙氧基甲基化胺基樹脂(n-propoxy methylated amino resin)、正丁氧基甲基化胺基樹脂(n-butoxy methylated amino resin)或上述化合物之組合。舉例而言,烷氧基甲基化胺基樹脂的市售產品的具體例包括PL-1170、PL-1174、UFR 65、CYMEL 300、CYMEL 303(以上由三井塞鐵克(Sumitomo Cytec)製造)、BX-4000、NIKALAC MW-30、MX-290、MW-30HM、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706(以上由三和化學(sanwa chemicals)製造)或上述化合物之組合。
交聯劑(D)較佳為CYMEL 303、NIKALAC MW-30、PL-1170或上述化合物之組合。
交聯劑(D)可單獨使用或組合多種來使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,交聯劑(D)的使用量通常為5至45重量份,較佳為6至40重量份,且更佳為7至35重量份。溶劑( E
負型感光性樹脂組成物所使用的溶劑(E)是指可將上述成分溶解,但又不與上述成分反應的有機溶劑。
溶劑(E)例如是(聚)亞烷基二醇單烷醚類、(聚)亞烷基二醇單烷醚醋酸酯類(alkylene glycol monoalkyl ether acetate)、其他醚類、酮類、乳酸烷酯類(alkyl lactate)、芳香族烴類、醯胺類或其組合。
(聚)亞烷基二醇單烷醚類的具體例包括乙二醇單甲醚(ethylene glycol monomethyl ether)、乙二醇單乙醚(ethylene glycol monoethyl ether)、二乙二醇單乙醚(diethylene glycol monoethyl ether)、二乙二醇單正丙醚(diethylene glycol mono-n-propyl ether)、二乙二醇單正丁醚(diethylene glycol mono-n-butyl ether)、三乙二醇單甲醚(triethylene glycol monomethyl ether)、三乙二醇單乙醚(triethylene glycol monoethyl ether)、丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethyl ether)、丙二醇單乙醚(propylene glycol monoethyl ether, PGEE)、二丙二醇單甲醚(dipropylene glycol monomethyl ether)、二丙二醇單乙醚(dipropylene glycol monoethyl ether)、二丙二醇單正丙醚(dipropylene glycol mono-n-propyl ether)、二丙二醇單正丁醚(dipropylene glycol mono-n-butyl ether)、三丙二醇單甲醚(tripropylene glycol monomethyl ether)、三丙二醇單乙醚(tripropylene glycol monoethyl ether)或其類似物,或上述化合物之組合。
(聚)亞烷基二醇單烷醚醋酸酯類(alkylene glycol monoalkyl ether acetate)的具體例包括乙二醇甲醚醋酸酯(ethylene glycol monomethyl ether acetate)、乙二醇乙醚醋酸酯(diethylene glycol monoethyl ether acetate)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA)、丙二醇乙醚醋酸酯(propylene glycol monoethyl ether acetate)或其類似物,或上述化合物之組合。
醚類的具體例包括二乙二醇二甲醚(diethylene glycol dimethyl ether)、二乙二醇甲乙醚(diethylene glycol methyl ethyl ether)、二乙二醇二乙醚(diethylene glycol diethyl ether)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)或其類似物,或上述化合物之組合。
酮類的具體例包括甲乙酮(methyl ethyl ketone)、環己酮(cyclohexanone)、2-庚酮(2-heptone)、3-庚酮(3-heptone)或其類似物,或上述化合物之組合。
乳酸烷酯類(alkyl lactate) 的具體例包括2-羥基丙酸甲酯(methyl 2-hydroxy propionate)、2-羥基丙酸乙酯(ethyl 2-hydroxy propionate)(亦稱為乳酸乙酯(ethyl lactate, EL))或其類似物,或上述化合物之組合。
其他酯類的具體例包括2-羥基-2-甲基丙酸甲酯(methyl 2-hydroxy-2-methyl propionate)、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯(ethyl 2-hydroxy-2-methyl propionate)、3-甲氧基丙酸甲酯(methyl 3-methoxy propionate)、3-甲氧基丙酸乙酯(ethyl 3-methoxy propionate)、3-乙氧基丙酸甲酯(methyl 3-ethoxy propionate)、3-乙氧基丙酸乙酯(ethyl 3-ethoxy propionate)、乙氧基醋酸乙酯(ethyl ethoxy acetate)、羥基醋酸乙酯(ethyl hydroxyl acetate)、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯(methyl 2-hydroxy-3-methyl butanoate)、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯(3-methyl-3-methoxybutyl acetate)、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯(3-methyl-3-methoxybutyl propionate)、醋酸乙酯(ethyl acetate)、醋酸正丙酯(n-propyl acetate)、醋酸異丙酯(i-propyl acetate)、醋酸正丁酯(n-butyl acetate)、醋酸異丁酯(i-butyl acetate)、醋酸正戊酯(n-pentyl acetate)、醋酸異戊酯(i-pentyl acetate)、丙酸正丁酯(n-butyl propionate)、丁酸乙酯(ethyl butanoate)、丁酸正丙酯(n-propyl butanoate)、丁酸異丙酯(i-propyl butanoate)、丁酸正丁酯(n-butyl butanoate)、丙酮酸甲酯(methyl pyruvate)、丙酮酸乙酯(ethyl pyruvate)、丙酮酸正丙酯(n-propyl pyruvate)、乙醯醋酸甲酯(methyl acetoacetate)、乙醯醋酸乙酯(ethyl acetoacetate)、2-側氧基丁酸乙酯(ethyl 2-oxobutanoate)或其類似物,或上述化合物之組合。
芳香族烴類的具體例包括甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)或其類似物,或上述化合物之組合。
醯胺類的具體例包括N-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone)、N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide)、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide)或其類似物,或上述化合物之組合。溶劑(E)較佳為丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、環己酮、丙二醇單乙醚或上述溶劑之組合。溶劑(E)可單獨使用或組合多種來使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,溶劑(E)的使用量通常為100至600重量份,較佳為110至550重量份,且更佳為120至500重量份。鹼性化合物( F
鹼性化合物(F)例如是脂肪族一級胺、脂肪族二級胺、脂肪族三級胺、胺基醇、芳香族胺、四級銨氫氧化物、脂環族胺或上述化合物之組合。鹼性化合物(F)的具體例包括丁胺(butylamine)、己胺(hexylamine)、乙醇胺(ethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、2-乙基己胺(2-ethylhexylamine)、2-乙基己氧基丙胺(2-ethylhexyloxypropylamine)、甲氧基丙胺(methoxy propylamine)、二乙胺基丙胺(diethylaminopropylamine)、 N-甲苯胺(N-methylaniline)、N-乙苯胺(N-ethylaniline)、N-丙苯胺(N-propylaniline)、二甲基-N-甲苯胺(dimethyl-N-methylaniline) 、二乙基-N-甲苯胺(diethyl-N-methylaniline)、二異丙基-N-甲苯胺(diisopropyl-N-dimethylaniline)、N-甲胺基酚(N-methylamino phenol)、N-乙胺基酚(N-ethylamino phenol)、N,N-二甲苯胺(N,N-dimethylaniline)、N,N-二乙苯胺(N,N-diethylaniline)、N,N-二甲胺基酚(N,N-dimethylamino phenol)、三戊胺(tripentylamine)、氫氧化四丁基銨(tetrabutylammonium hydroxide)、氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide)、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene)或上述化合物之組合。
鹼性化合物(F)較佳為三戊胺(tripentylamine)、N-乙苯胺(N-ethylaniline)、N,N-二甲胺基酚(N,N-dimethylamino phenol)、氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)、二乙胺基丙胺(diethylaminopropylamine)或上述化合物之組合。
鹼性化合物(F)可單獨使用或組合多種來使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,鹼性化合物(F)的使用量通常為0.2至2重量份,較佳為0.3至1.8重量份,且更佳為0.4至1.6重量份。
若本發明之負型感光性樹脂組成物中使用鹼性化合物(F)時,可進一度改光阻圖案的逆錐狀剖面形狀。添加劑( G
本發明的負型感光性樹脂組成物可選擇性地進一步添加添加劑(G),具體而言,添加劑(G)例如是密著助劑(adhesion auxiliary agent)、平坦劑(leveling agent)、稀釋劑或增感劑(sensitizer)或其類似物。
密著助劑例如是矽烷系(silane)化合物,以增加負型感光性樹脂組成物與基板之間的密著性(adhesion property)。矽烷(silane)系化合物的具體例包括:乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(3-(methyl)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, MPTMS)、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷(vinyltris(2-methoxyethoxy)silane)、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane)、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-胺基丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、3-環氧丙氧基丙基二甲基甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane)、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane)、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷(3-chloropropylmethyldimethoxysilane)、3-氯丙基三甲氧基矽烷(3-chloropropyltrimethoxysilane)、3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)、1,2-雙- (三甲氧基矽基)乙烷(1,2-bis- (trimethoxysilyl)ethane)或上述化合物之組合。
在本發明之具體例中,基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,密著助劑的使用量通常為0重量份至2重量份,較佳為0.001重量份至1重量份,且更佳為0.005重量份至0.8重量份。
平坦劑可包括氟系界面活性劑或矽系界面活性劑。氟系界面活性劑的具體例包括市售的Flourate FC-430、FC-431 (由3M製造)、F top EF122A、122B、122C、126、BL20 (由得克姆股份有限公司製造(Tochem Products Co., Ltd.)) 或上述化合物之組合。矽系界面活性劑的具體例包括:市售的SF-8427、SH29PA(由道康寧東麗聚矽氧股份有限公司(Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)製造)或上述化合物之組合。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,界面活性劑的使用量一般為0重量份至1.2重量份,較佳為0.025重量份至1.0重量份,且更佳為0.050重量份至0.8重量份。
稀釋劑的具體例包括市售之RE801、RE802(帝國油墨(TEIKOKU INK)製)或其類似物,或上述化合物之組合。
增感劑的具體例包括:TPPA-1000P、TPPA-100-2C、TPPA-1100-3C、TPPA-1100-4C、TPPA-1200-24X、TPPA-1200-26X、TPPA-1300-235T、TPPA-1600-3M6C、TPPA-MF市售品(日本本州化學工業製)或上述化合物之組合。增感劑較佳為TPPA-600-3M6C或TPPA-MF。增感劑可單獨使用或組合多種來使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,增感劑的使用量通常為0重量份至20重量份,較佳為0.5重量份至18重量份,且更佳為1.0重量份至15重量份。
添加劑(G)可單獨使用或組合多種來使用。此外,本發明亦可依需要再添加其他的添加劑,例如是:可塑劑(plasticizer)或安定劑(stabilizer)或其類似物。
將上述鹼可溶性樹脂(A)、光酸產生劑(B)、化合物(C)、交聯劑(D)以及溶劑(E)放置於攪拌器中攪拌,使其均勻混合成溶液狀態,即可獲得負型感光性樹脂組成物,並且必要時,亦可添加添加劑(G)。
上述負型感光性樹脂組成物可以用來形成光阻圖案。上述光阻圖案可以用來作為形成金屬圖案的圖案,並且金屬圖案可進一步作為發光二極體晶粒中的金屬電極。此外,在有機發光二極體顯示裝置中,上述光阻圖案也可以用來作為基板上的隔離壁。具體而言,如下所述:光阻圖案的形成方法
上述負型感光性樹脂組成物可用來形成光阻圖案。以下將詳細描述光阻圖案的形成方法,其依序包括:使用負型感光性樹脂組成物來形成光阻膜;對光阻膜進行光阻圖案化曝光;以及藉由鹼顯影移除未曝光區域以形成光阻圖案。- 形成塗膜 -
藉由旋轉塗佈(spin coating)、流延塗佈(cast coating)或輥式塗佈(roll coating)等塗布方式,在基板上均勻地塗佈溶液狀態的負型感光性樹脂組成物,以形成塗膜。上述基板例如是矽基板、玻璃基板、銦錫氧化物(Indium tin oxide, ITO)膜基板、鉻膜形成基板或樹脂基板。
形成塗膜之後,以減壓乾燥方式去除光硬化性聚矽氧烷組成物的大部分有機溶劑,然後以預烤(pre-bake)方式將殘餘的有機溶劑完全去除,使其形成光阻膜。一般而言,預烤乃在80℃至110℃溫度下對光阻膜進行10秒至200秒的加熱處理。如此一來,便可獲得厚度為0.5微米至5微米的光阻膜。- 光阻圖案化曝光 -
以具有特定圖案的光罩對上述光阻膜進行曝光。在本實施例中,負型感光性樹脂組成物是一種交聯型光增強光阻材料(cross-linking amplified resist material),並且以光酸產生劑(B)以及交聯劑(D)作為交聯成份(cross-linking component)。因此,在對光阻膜圖案化曝光後,在100℃至130℃的溫度下,對光阻膜進行加熱處理10秒至200秒,以增強交聯反應的程度。
在曝光過程中所使用的光線例如是紫外光、遠紫外光、KrF準分子雷射光束(KrF excimer laser beam)或X光(X ray)。具體而言,曝光所使用的光線的具體例包括436奈米、405奈米、365奈米、254奈米的汞的放射線光譜(line spectrum)以及248奈米的KrF準分子雷射光束。- 顯影 -
將上述經曝光的光阻膜浸漬於鹼性顯影液(alkali developing solution)中,以去除上述未經曝光的部分的光阻膜,藉此可在基板上形成光阻圖案。
一般而言,使用鹼性水溶液作為顯影劑。鹼性顯影液例如是氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)、矽酸鈉(sodium silicate)、氨(ammonia)或其類似物的無機鹼;乙胺(ethylamine)、丙胺(propylamine)或其類似物的一級胺(primary amine);二乙胺(diethylamine)、二丙胺(propylamine)或其類似物的二級胺(secondary amine);三甲胺(trimethylamine)、三乙胺(triethylamine)或其類似物的三級胺(tertiary amine);二乙基乙醇胺(diethylethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)或其類似物的胺基醇(amino alcohols);氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide)、氫氧化四乙基銨(tetraethylammoniumhydroxide)、氫氧化三乙基氫氧基甲基銨(triethylhydroxymethyl ammonium hydroxide)、氫氧化三甲基氫氧基乙基銨(trimethylhydroxyethylammonium hydroxide)或其類似物的氫氧化四級銨(quaternary ammonium hydroxide)。必要時,亦可在鹼性水溶液中添加甲醇(methyl alcohol)、乙醇(ethyl alcohol)、丙醇(propyl alcohol)、乙二醇(ethylene glycol)或其類似物的水溶性有機溶劑(water-soluble organic solvent);界面活性劑(surfactant);或樹脂的溶解抑制劑(dissolution inhibitor)。發光二極體晶粒的製造方法
在本實施例中,可以使用上述負型感光性樹脂組成物來形成的光阻圖案作為圖案來形成發光二極體晶粒的金屬電極。具體而言,發光二極體晶粒的形成方法如圖1A至圖1C所示。
請參見圖1A,首先,在基板110上形成半導體層120。在本實施例中,半導體層120包括N型半導體層120a、主動層120b以及P型半導體層120c,並且自基板110上依序為N型半導體層120a、主動層120b以及P型半導體層120c。接著,藉由上述光阻圖案的形成方法在半導體層120上形成光阻圖案130。在本實施例中,光阻圖案130例如是上寬下窄的形狀(亦即逆錐狀)。
然後,請參見圖1B,利用濺鍍法(sputtering)、蒸鍍法 (deposition method)或其他合適的方法分別於半導體層120的兩側形成金屬層140,以使金屬層140分別覆蓋在基板110、半導體層120以及光阻圖案130上。此外,金屬層140的材質可為金、銀、鋁、銅或是其他合適的金屬材料。
然後,請參見圖1C。利用剝離法移除光阻圖案130與位於光阻圖案130上的金屬層140,來對金屬層140進行圖案化,藉此在半導體層120上形成金屬圖案140a。值得注意的是,在本實施例中,由於光阻圖案130為上寬下窄的形狀(亦即逆錐狀),因此覆蓋在半導體層120上的金屬層140與覆蓋在光阻圖案130上的金屬層140不連續,而易於移除。在其他實施例中,也可以視需求,將光阻圖案設計為上窄下寬的形狀(亦即順錐狀)或上下等寬(亦即垂直狀)。
值得一提的是,在半導體層120上的金屬圖案140a可用來作為第一電極層142,並且位於基板110上的金屬層140可作為第二電極層144。如此一來,便可形成如圖1C所示的發光二極體晶粒100。此外,雖然在本實施例中,第二電極層144未經圖案化,並且全面覆蓋於基板110上,但設計者亦可視產品需求而將第二電極層144圖案化。有機發光二極體顯示裝置的製作方法
在本實施例中,可以上述負型感光性樹脂組成物來形成的光阻圖案做為隔離壁,藉此形成有機發光二極體顯示裝置。具體而言,有機發光二極體顯示裝置的製造方法如圖2A至圖2C所示。
請參見圖2A,首先,在基板210上形成第一電極層220。根據一實施例,第一電極層220為多個電極圖案,其材質包括金屬氧化物,其例如是銦錫氧化物或是其他的類似物。根據另一實施例,第一電極層220包括多個電極圖案以及與電極圖案電性連接的主動元件。所述電極圖案之材質包括金屬氧化物,其例如是銦錫氧化物或是其他的類似物。所述主動元件包括至少一薄膜電晶體。
然後,在基板210上形成隔離壁230。在本實施例中,形成隔離壁的230的方法例如是使用上述光阻圖案的形成方法。在此,隔離壁230是位於第一電極層220的週邊。此外,在本實施例中,隔離壁230為逆錐狀。在其他實施例中,也可以視需求,將隔離壁230設計為順錐狀或垂直狀。
再接著,請參見圖2B,以噴墨法(Ink-jet method)法,將有機材料塗佈於上述隔離壁230所定義的區域內,以形成有機層240。值得注意的是,有機層240可為單層或多層結構,具體而言,有機層240包括發光層(light-emitting layer)、電洞傳輸材料(hole transporting material)、電洞注入材料(hole injecting material)、電子傳輸材料(electron transporting material)、電子注入材料(electron injecting material)或上述之組合。
最後,請參見圖2C,以濺鍍法、蒸鍍法或是其他合適的方法於隔離壁230與有機層240的表面上蒸鍍一層金屬層,以形成第二電極層250。如此一來,便可形成如圖2C所示的有機發光二極體顯示裝置200。 合成例 酚醛清漆樹脂 A-1 )的合成例
以下說明酚醛清漆樹脂(A-1)的合成例A-1-1至A-1-6:
合成例A-1-1 在具有溫度計、攪拌器和冷凝器的反應容器中,加入141.0重量份的酚、41.6重量份的92%多聚甲醛(調配莫耳比(Y/X)為0.85莫耳%)、17重量份的89%磷酸與7重量份的巰基乙酸後,藉由攪拌器進行混合以形成白色混濁的狀態(兩相混合物),並緩緩提高反應溫度至回流溫度,並維持該溫度以進行縮合反應,並於反應8小時之後將反應停止。 接者,在持續攪拌的狀態下,添加甲基異丁基酮使縮合物溶解,之後,停止攪拌並將溶液移到分離燒瓶內靜置,使甲基異丁基酮溶液層(上層)與磷酸水溶液層(下層)進行分離。接者,將磷酸水溶液層去除,將甲基異丁基酮溶液經由水進行數次的清洗使磷酸去除後,將溶液移回上述反應容器,藉由真空蒸餾使甲基異丁基酮完全的去除,獲得150.8重量份的酚醛清漆樹脂A-1-1,其分散度為2.4。
合成例A-1-2至A-1-6 合成例A-1-2至A-1-6是以與合成例A-1-1相同的步驟來製備,並且其不同處在於:改變所使用酚類化合物(X)種類、醛類化合物(Y)種類、觸媒的種類以及反應時間(如表1所示),合成例A-1-2至A-1-6獲得的其他酚醛清漆樹脂A-1-2至A-1-6的分散度為1~2.5。。其他酚醛清漆樹脂( A-2 )的合成例
以下說明其他酚醛清漆樹脂(A-2)的合成例A-2-1至A-2-3:
合成例A-2-1至合成例A-2-3 合成例A-2-1至A-2-3是以與合成例A-1-1相同的步驟來製備,並且其不同處在於:改變所使用酚類化合物(X)種類、醛類化合物(Y)種類、觸媒的種類以及反應時間,特別注意的是,合成例A-2-1至A-2-3使用的觸媒與上述合成例A-1-1至A-1-6使用的觸媒完全不同(如表1所示),合成例A-2-1至A-2-3獲得的其他酚醛清漆樹脂A-2-1至A-2-3的分散度大於2.5。
[表1] 化合物( C )的合成例
以下說明化合物(C)的合成例C-1至C-8:
合成例C-1 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為168;阪本藥品工業株式會社製造,且型號為SR-4GL之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將49.0公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之氨基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-1,其為淡黃色液體,重量平均分子量為1800,黏度為1074mPa.S,且環氧當量為265。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
合成例C-2 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為168;阪本藥品工業株式會社製造,且型號為SR-4GL之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將24.5公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之氨基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-2,其為淡黃色液體,重量平均分子量為1700,黏度為1184mPa.S,且環氧當量為219。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為6。
合成例C-3 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為168;阪本藥品工業株式會社製造,且型號為SR-4GL之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將441.0公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之氨基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-3,其為淡黃色液體,重量平均分子量為2500,黏度為1374mPa.S,且環氧當量為910。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為0.3。
合成例C-4 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為168;阪本藥品工業株式會社製造,且型號為SR-4GL之產品)與0.6公克之二辛基氧化錫加入反應瓶中。加熱至80℃後,將49.0公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌2小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之胺基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-4,其為淡黃色液體,重量平均分子量為1800,黏度為1014mPa.S,且環氧當量為267。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為9,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
合成例C-5 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為172;Nagase ChemteX株式會社製造,且型號為Denacor EX-1310之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將49.7公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之胺基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即化合物C-5,其為淡黃色液體,重量平均分子量為1870,黏度為108mPa.S,且環氧當量為259。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為7,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
合成例C-6 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之聚甘油聚縮水甘油醚(環氧當量為172;Nagase ChemteX株式會社製造,且型號為Denacor EX-1310之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將52.2公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之胺基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-6,其為淡黃色液體,重量平均分子量為1700,黏度為200mPa.S,且環氧當量為247。所得之產物具有如式(I)所示之結構,其中b為3,d為3,a之平均值為7,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
合成例C-7 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之山梨糖醇型聚縮水甘油醚(環氧當量為172;Nagase ChemteX株式會社製造,且型號為Denacor EX-1610之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將49.9公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之胺基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-7,其為淡黃色液體,重量平均分子量為3800,黏度為1421mPa.S,且環氧當量為261。所得之產物具有如式(II)所示之結構,其中b為3,d為3,f為4,AO為伸乙氧基,g、h、i為2,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。
合成例C-8 在1公升之反應瓶設置攪拌器、冷凝管、低液漏斗及溫度計。將100公克之山梨糖醇型聚縮水甘油醚(環氧當量為220;Nagase ChemteX株式會社製造,且型號為Denacor EX-610U之產品)加入反應瓶中。加熱至80℃後,將39.8公克之3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷加至滴液漏斗中,並滴加至反應瓶中。於80℃攪拌4小時後,以紅外線光譜(Infrared Spectroscopy;IR Spectroscopy)測定原料之異氰酸酯基的吸收峰,確認其已消失,並由所生成之胺基甲酸酯鍵的吸收峰取代,而可確認為反應完成。所得之產物即為化合物C-8,其為淡黃色混濁液體,重量平均分子量為3600,黏度為1114mPa.S,且環氧當量為315。所得之產物具有如式(II)所示之結構,其中b為3,d為3,f為4,AO為伸丙氧基,g、h、i為2,且縮水甘油基之含量與乙氧基矽烷基之含量的莫耳比為3。 實施例
以下說明負型感光性樹脂組成物的實施例1至10、以及比較例1至3:實施例 1
將100重量份前述合成例所製得之酚醛清漆樹脂A-1-1、0.5重量份之2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪(B-1)、1.6重量份前述合成例C-1所製得之化合物C-1、36重量份之CYMEL 303(D-1)以及400重量份之丙二醇甲醚醋酸酯(E-1)以搖動式攪拌器(shaking type stirrer)攪拌均勻後,即可製得實施例1的負型感光性樹脂組成物。所得之負型感光性樹脂組成物以下述顯影密著性與逆錐狀剖面形狀之評價方式進行評價,所得結果如下表2與表3所示。實施例 2-10
實施例2至實施例10及比較例1至比較例3係使用與實施例1之負型感光性樹脂組成物的製作方法相同之製備方法,不同之處在於實施例2至實施例10及比較例1至比較例3係改變負型感光性樹脂組成物中原料的種類及使用量,其配方及評價結果如下表2與表3所示,此處不另贅述。
特別注意的是,比較例1與比較例3不包含本發明的酚醛清漆樹脂(A-1),比較例2與比較例3不包含本發明的化合物(C);另外,實施例7至實施例10更包含本發明的其他酚醛清漆樹脂(A-2);實施例4至實施例6、實施例9與實施例10更包含本發明的鹼性化合物(F)。
[表2]
[表3]
表2~3中標號所對應的化合物如下所示。 評價 方式
顯影密著性 將上述實施例的負型感光性樹脂組成物以旋轉塗佈方式塗佈於玻璃基板上,以形成塗膜。接著,將塗膜在100℃下預烤90秒,以形成厚度為約4μm的光阻膜。然後,使用線與間距(line and space)的光罩(由日本惠爾康(NIPPON FILCON)製造),利用70mJ/cm2的紫外光對光阻膜進行圖案化曝光(曝光機型號為AG500-4N,由M&R奈米科技(M&R Nanotechnology)製造。接著,在110℃的溫度下,對光阻膜進行烘烤2分鐘,以增強交聯反應的程度。接下來,將上面有經曝光的光阻膜的基板以23℃的2.38%的氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)水溶液50秒進行顯影,以去除基板上未經曝光的部分的光阻膜。如此一來,便可獲得光阻圖案的半成品,利用其留下的光阻線寬作為顯影密著性評價的指標,可顯影的線寬越小,顯影密著性越佳: ◎:可顯影的線寬≦5μm ○:5μm<可顯影的線寬≦10μm △:10μm<可顯影的線寬≦20μm X:可顯影的線寬>20μm
逆錐狀剖面形狀 將上述實施例的負型感光性樹脂組成物以旋轉塗佈方式塗佈於玻璃基板上,以形成塗膜。接著,將塗膜在100℃下預烤90秒,以形成厚度為約4μm的光阻膜。然後,使用欲形成圖案的光罩,利用70mJ/cm2的紫外光對光阻膜進行圖案化曝光(曝光機型號為AG500-4N,由M&R奈米科技(M&R Nanotechnology)製造。接著,在110℃的溫度下,對光阻膜進行烘烤2分鐘,以增強交聯反應的程度。接下來,將上面有經曝光的光阻膜的基板以23℃的2.38%的氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)水溶液50秒進行顯影,以去除基板上未經曝光的部分的光阻膜。如此一來,便可獲得光阻圖案的半成品。然後,用水清洗玻璃基板。最後,將光阻圖案的半成品在120℃下以烘箱進行後烤2分鐘,即可獲得光阻圖案。 請參照圖3,圖3為量測逆錐狀剖面形狀光阻圖案的角度示意圖。在逆錐狀光阻圖案剖面形狀中,角度1(角度θ)為基板3與光阻圖案2間的夾角,觀察該夾角的角度作為逆錐狀剖面形狀的指標。其具體評價標準如下: ◎:120°≦θ≦150° ○:100°≦θ<120° △:90°≦θ<100°;150°<θ<180° ╳:θ<90°評價結果
由表2、表3得知,與包括含有酚醛清漆樹脂(A-1)、光酸產生劑(B)、化合物(C)、交聯劑(D)以及溶劑(E)的負型感光性樹脂組成物(實施例1-10)所製得的光阻圖案相比,未包括含有酚醛清漆樹脂(A-1)的負型正型感光性樹脂組成物(比較例1、3),其逆錐狀剖面形狀評價不佳;且即使包含有酚醛清漆樹脂(A-1),而未包括化合物(C)的負型感光性樹脂組成物(比較例2),其顯影密著性評價不佳。
並且,包括含有分散度為1~2.5的鹼可溶性樹脂(A)之負型感光性樹脂組成物(實施例1-10),相較於只含有分散度為大於2.5的鹼可溶性樹脂(A)之負型感光性樹脂組成物(比較例1、3),其逆錐狀剖面形狀評價較佳。
另外,當負型感光性樹脂組成物中更包含有其他酚醛清漆樹脂(A-2)時(實施例7-實施例10),其顯影密著性評價更佳。
另外,當負型感光性樹脂組成物中,更包括鹼性化合物(F)(實施例4-6、9-10)時,其逆錐狀剖面形狀的評價表現更佳。
綜上所述,本發明的負型感光性樹脂組成物因含有鹼可溶性樹脂(A)、光酸產生劑(B)以及化合物(C),其中鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1),且酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度為1~2.5,並且化合物(C)包括如下述式(I)所示之化合物及/或式(II)所示之化合物,故能夠形成逆錐狀剖面形狀佳且顯影密著性良好的光阻圖案。
另一方面,若本發明的負型感光性樹脂組成物中,更包含有其他酚醛清漆樹脂(A-2)時,其顯影密著性評價更佳。
另一方面,若本發明的負型感光性樹脂組成物中更含有鹼性化合物(F)時,其逆錐狀剖面形狀的評價表現更佳。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧夾角(θ)
2‧‧‧光阻圖案
3‧‧‧基板
100‧‧‧發光二極體晶粒
110、210‧‧‧基板
120‧‧‧半導體層
120a‧‧‧N型半導體層
120b‧‧‧主動層
120c‧‧‧P型半導體層
130‧‧‧光阻圖案
140‧‧‧金屬層
140a‧‧‧金屬圖案
142、220‧‧‧第一電極層
144、250‧‧‧第二電極層
200‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
230‧‧‧隔離壁
240‧‧‧有機層

Claims (13)

  1. 一種負型感光性樹脂組成物,包括: 鹼可溶性樹脂(A); 光酸產生劑(B); 化合物(C); 交聯劑(D);以及 溶劑(E), 其中所述鹼可溶性樹脂(A)包括酚醛清漆樹脂(A-1),且所述酚醛清漆樹脂(A-1)的分散度為1~2.5; 所述化合物(C)包括如下述式(I)所示之化合物及/或下述式(II)所示之化合物:式(I)中,D代表分別氫原子、縮水甘油基或如下述式(I-1)所示之結構,其中至少一個D代表如下述式(I-1)所示之結構,且至少二個D代表縮水甘油基;a代表1至100之整數:式(I-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數;式(II)中,D’代表氫原子、縮水甘油基或如下述式(II-1)所示之結構,其中至少一個D’代表如下述式(II-1)所示之結構,且至少二個D’代表縮水甘油基;AO代表碳數為2至6之伸烷氧基;f代表4至10之整數;g代表0至10之整數;h代表0至10之整數;且i代表0至10之整數:式(II-1)中,D1 代表碳數為1至6之烷基;D2 代表氫原子或碳數為1至4之烷基;b代表1至3之整數;且d代表1至10之整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的負型感光性樹脂組成物,其中所述鹼可溶性樹脂(A)更包括其他酚醛清漆樹脂(A-2)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的負型感光性樹脂組成物,其中所述光酸產生劑(B)包括鎓鹽化合物、含鹵化合物、碸化合物、磺酸化合物、磺醯亞胺化合物或上述化合物之組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的負型感光性樹脂組成物,其中更包括鹼性化合物(F)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的負型感光性樹脂組成物,其中所述鹼性化合物(F)包括脂肪族一級胺、脂肪族二級胺、脂肪族三級胺、胺基醇、芳香族胺、四級銨氫氧化物、脂環族胺或上述化合物之組合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的負型感光性樹脂組成物,其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,所述酚醛清漆樹脂(A-1)的含量為30至100重量份;所述光酸產生劑(B)的含量為0.5至5重量份;所述化合物(C)的含量為0.4至4重量份;所述交聯劑(D)的含量為5至45重量份,且所述溶劑(E)的含量為100至600重量份。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的負型感光性樹脂組成物,其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,所述其他酚醛清漆樹脂(A-2)的含量為10至70重量份。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的負型感光性樹脂組成物,其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,所述鹼性化合物(F)的含量為0.2至2重量份。
  9. 一種光阻圖案的形成方法,包括: 於一基板上塗佈一負型感光性樹脂組成物,所述負型感光性樹脂組成物如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述;以及 對所述負型感光性樹脂組成物進行一處理步驟,以形成一光阻圖案。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光阻圖案的形成方法,其中所述光阻圖案為一隔離壁。
  11. 一種金屬圖案的形成方法,包括: 於一基板上形成一光阻圖案,其中所述光阻圖案是以如申請專利範圍第9項所述的方法而形成; 於所述基板上以及所述光阻圖案上形成一金屬層;以及 移除所述光阻圖案以及位於所述光阻圖案上的所述金屬層,以形成一金屬圖案。
  12. 一種發光二極體晶粒的製造方法,包括: 於一基板上形成一半導體層;以及 於所述半導體層的至少其中一側形成一金屬圖案,以作為一電極層,其中所述金屬圖案是以如申請專利範圍第11項所述的方法形成。
  13. 一種有機發光顯示裝置的製造方法,包括: 於一基板上形成一第一電極層; 於所述基板上塗佈一負型感光性樹脂組成物,其中所述負型感光性樹脂組成物如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述; 對所述負型感光性樹脂組成物進行一處理步驟,以形成一隔離壁; 於所述隔離壁所定義的區域內形成一有機層;以及 於所述有機層上形成一第二電極層。
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CN115524923A (zh) * 2022-09-20 2022-12-27 深圳市容大感光科技股份有限公司 一种负性感光性树脂组合物、其图形化的方法及其用途

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