TW202024790A - 感光性樹脂組成物、硬化膜及使用該硬化膜之顯示裝置 - Google Patents

感光性樹脂組成物、硬化膜及使用該硬化膜之顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係以提供開口部之油墨濕潤性優越、硬化膜具有充分撥液性的感光性樹脂組成物為目的。又,本發明之目的在於提供一種顯示不良之發生少、對其後之熱處理具有高耐久性的顯示裝置。
為了達成上述目的,本發明之感光性樹脂組成物之一態樣,係含有至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)、鹼可溶性樹脂(B)及感光劑(E)者,鹼可溶性樹脂(B)包含選自由聚醯亞胺、聚苯并

Description

感光性樹脂組成物、硬化膜及使用該硬化膜之顯示裝置
本發明係關於感光性樹脂組成物、硬化膜及使用該硬化膜之顯示裝置。
於智慧型手機、平板PC、電視等具有薄型顯示器的顯示裝置方面,已開發出許多使用有機電致(以下稱為「有機EL」)發光元件的製品。一般而言,有機EL發光元件係於基板上具有驅動電路、平坦化層、第一電極、絕緣層、發光層及第二電極,於相對向之第一電極與第二電極之間施行電壓可進行發光。此等之中,作為平坦化層用材料及絕緣層用材料,一般使用可藉由紫外線照射進行圖案化的感光性樹脂組成物。其中,使用了聚醯亞胺系或聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0001-49
唑系之樹脂的感光性樹脂組成物,由於樹脂之耐熱性高、由硬化膜所產生之氣體成分少,故可獲致高耐久性之有機EL顯示裝置而適合使用(專利文獻1)。
近年來在發光層之形成時,開始利用以噴墨法為代表的印刷法。具體而言,已知有例如於基板上形成隔壁圖案後,於隔壁間之開口部,使用噴墨法滴下發光材料、電洞輸送材料、電子輸送材料等之機能材料溶液,形成具有機能層之有機EL發光元件的方法。
為了藉由噴墨法將機能材料溶液滴下至既定之隔壁 圖案的區間內,必須使隔壁圖案表現撥液性。為了實現此情況,已檢討有於基板上之隔壁圖案之上層面,施行藉電漿照射之氟化處理而使其表現撥液性的方法(專利文獻2)。
又,另外已檢討有藉由添加了具撥液性之化合物的感光性樹脂組成物形成隔壁的方法。例如已檢討有含有特定氟系聚合物的阻蝕劑組成物(專利文獻3)、以具有矽烷化合物之含氟化合物與酚醛清漆型酚樹脂為主成分的感光性樹脂組成物(專利文獻4)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2002-91343號公報
專利文獻2:日本專利第4612773號公報
專利文獻3:日本專利特開2012-220860號公報
專利文獻4:日本專利第6098635號公報
然而,對於有機EL發光元件之驅動壽命之長壽命化等高耐久性的要求逐年嚴苛,要求即使在高溫、高濕、光照射等加速條件下之耐久性試驗後仍維持作為發光元件的性能。
專利文獻1之技術所形成的隔壁由於不具撥液性,故有藉噴墨法所滴下之機能材料溶液跨越隔壁而混入至附近之畫素內、發生發光不良的問題。
專利文獻2之技術係因氟化處理而於隔壁間之開口部亦附著撥液成分,有開口部之油墨濕潤性不足的問題發生。
又,專利文獻3及專利文獻4之技術係具備充分之撥液性,可作為感光性樹脂組成物進行圖案形成,但由於成為主成分之樹脂係使用酚化合物,故因來自構成隔壁圖案之樹脂組成物的脫氣成分而容易發生顯示不良,有大幅損及有機EL元件之驅動壽命的問題發生。
因此,本發明為了解決上述習知技術所伴隨之問題點,其目的在於提供開口部之油墨濕潤性優越、硬化膜具有充分撥液性的感光性樹脂組成物。又,本發明之目的在於提供一種顯示裝置,其具備該感光性樹脂組成物之硬化膜,顯示不良之發生少,對其後之熱處理具有高耐久性。
為了解決上述課題,本發明具有以下構成。亦即,
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣,係含有至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)、鹼可溶性樹脂(B)及感光劑(E)者,鹼可溶性樹脂(B)包含選自由聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0003-50
唑、聚醯胺醯亞胺、其等之前驅物及其等之共聚合體所構成群中之至少1種鹼可溶性樹脂。
又,本發明之硬化膜的第一態樣,係由本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣之硬化物所構成。
又,本發明之顯示裝置的第一態樣,係具有形成於基板上之格子狀隔壁者,該隔壁係包含本發明之硬化膜的第一態樣。
又,本發明之附隔壁之基板之製造方法的第一態樣,係依序具有下述(1)~(4)之步驟。
(1)於具有第一電極之基板上塗佈本發明之感光性樹脂組成物 的第一態樣而形成感光性樹脂膜的步驟;
(2)對上述感光性樹脂膜進行曝光的步驟;
(3)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的步驟;
(4)藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理而形成隔壁的步驟。
又,本發明之顯示裝置之製造方法的第一態樣,係依序具有下述(5)~(6)之步驟。
(5)於具有含本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣之硬化物的隔壁的附隔壁之基板,於該隔壁所包圍之區域內將機能性油墨藉噴墨進行塗佈而形成機能層的步驟;
(6)於該機能層上形成第2電極形成的步驟。
可提供開口部之油墨濕潤性優越、硬化膜具有充分撥液性的感光性樹脂組成物。又,本發明可提供一種顯示裝置,其具備該感光性樹脂組成物之硬化膜,顯示不良之發生少,對其後之熱處理具有高耐久性。
1:無鹼玻璃板
2:第一電極
3:輔助電極
4:於中央配置一處開口部的隔壁圖案
5:隔壁圖案
6:有機EL層
7:第二電極
8:基板
9:第一隔壁部
10:第二隔壁部
11:機能層
12:機能層端部
圖1為對形成於基板上之格子狀隔壁,於隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切斷的橫剖面之一例。
圖2為實施例之評價中所使用的基板的概略圖。
針對本發明之實施形態進行詳細說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣,係含有至少 具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)、鹼可溶性樹脂(B)及感光劑(E)者,其中,鹼可溶性樹脂(B)為選自由聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0005-51
唑、聚醯胺醯亞胺、此等之前驅物及此等之共聚合體所構成群中之至少1種鹼可溶性樹脂。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣係為了對硬化膜表面賦予撥液性,而含有至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)。又,本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,有時將「至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)」稱為「(A)成分」或「撥液材(A)」。(A)成分係藉由具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基,而有提升與後述鹼可溶性樹脂(B)間之相溶性、減少收縮(cissing)等缺陷、提升硬化膜之膜厚均勻性的效果;其結果,減少顯示裝置之顯示不良。尤其,於本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,由於鹼可溶性樹脂(B)係包含選自由聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0005-53
唑、聚醯胺醯亞胺、此等之前驅物及此等之共聚合體所構成群中之至少1種鹼可溶性樹脂,故可獲得相溶性顯著提升的效果。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)較佳係包含具有下述一般式(1)或下述一般式(11)所示構造單位的化合物。
[化1]
Figure 108136694-A0101-12-0005-1
一般式(1)中,R1、R2及R3表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,分別可為相同或不同。
[化2]
Figure 108136694-A0101-12-0006-2
一般式(11)中,R18表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R19表示碳數1~6之脂肪族基。A表示下述(A-1)或(A-2)之胺基甲酸乙酯基。
[化3]
Figure 108136694-A0101-12-0006-3
具有一般式(1)或一般式(11)所示構造單位的化合物,例如可藉由將下述一般式(3)所示(甲基)丙烯醯胺單體或下述一般式(12)所示(甲基)丙烯酸酯單體進行(共)聚合而獲得。
[化4]
Figure 108136694-A0101-12-0006-4
一般式(3)中,R1、R2及R3表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,分別可為相同或不同。
[化5]
Figure 108136694-A0101-12-0007-5
一般式(12)中,R18表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R19表示碳數1~6之脂肪族基。A表示下述式(A-1)或(A-2)所示胺基甲酸乙酯基。
[化6]
Figure 108136694-A0101-12-0007-6
一般式(3)所示(甲基)丙烯醯胺單體的較佳例,可舉例如N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺等。
又,一般式(12)所示(甲基)丙烯酸酯單體之較佳例,可舉例如下述構造。
[化7]
Figure 108136694-A0101-12-0008-8
由容易提升與鹼可溶性樹脂(B)間之相溶性方面而言,一般式(1)或一般式(11)所示構造單位的合計,較佳為構成撥液材(A)之構造單位全體的15莫耳%以上、更佳為30莫耳%以上。又,為了更加提升撥液性,較佳為85莫耳%以下、更佳為70莫耳%以下。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,由提升鹼溶解性的觀點而言,至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)較佳係含有具胺基甲酸乙酯基的化合物,更佳為含有具有一般式(11)所示構造單位的化合物。藉由提升鹼溶解性,由於鹼顯影時開口部的殘渣減少,故可更加提升塗佈於開口部之機能性油墨的濕潤性。結果,容易提升藉機能性油墨所形成之機能層的膜厚均勻性,容易使顯示裝置之顯示不良減低,容易更加提升耐久性。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)較佳係包含具有一般式(2)所示構造單位或一般式(13)所示構造的化合 物。藉由具有一般式(2)所示構造單位或一般式(13)所示構造,可容易對硬化膜表面賦予撥液性。
[化8]
Figure 108136694-A0101-12-0009-9
一般式(2)中,R4表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R5表示碳數1~6之脂肪族基,R6表示碳數3~6之全氟烷基。
[化9]
Figure 108136694-A0101-12-0009-10
一般式(13)中,X係選自以下構造式(a)~(e),所有X可為相同構造,亦可為複數構造無規、或嵌段狀存在。m為表示重複單位數的1~100之整數。
[化10]
Figure 108136694-A0101-12-0010-11
具有一般式(2)所示構造單位或一般式(13)所示構造的化合物,可藉由將下述一般式(4)所示(甲基)丙烯酸酯單體或具有一般式(13)所示構造之單體進行(共)聚合而獲得。
[化11]
Figure 108136694-A0101-12-0010-12
一般式(4)中,R4表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R5表示碳數1~6之脂肪族基,R6表示碳數3~6之全氟烷基。
一般式(4).所示之具有全氟烷基的(甲基)丙烯酸酯單體的較佳例,可舉例如2-(全氟丁基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一般式(13)所示構造之單體的較佳例,可舉 例如具有下述構造的單體等。
[化12]
Figure 108136694-A0101-12-0011-16
[化13]
Figure 108136694-A0101-12-0012-15
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,由更加提升鹼溶解性的觀點而言,至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)較佳係含有具有一般式(13)所示構造的化合物。藉由更加提升鹼溶解性,由於鹼顯影時開口部的殘渣減少,故可更加提升塗佈於開口部之機能性油墨的濕潤性。結果,容易提升藉機能性油墨所形成之機能層的膜厚均勻性,容易使顯示裝置之顯示不良減低、及耐久性提升。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係包含具有胺基甲酸乙酯基及一般式(13)所示構造的化合物。藉由含有此種化合物,容易更加 提升(A)成分之鹼溶解性。本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣更佳係包含具有一般式(11)所示構造單位及一般式(13)所示構造的化合物。
作為含有具有胺基甲酸乙酯基及一般式(13)所示構造的化合物、且具有一般式(11)所示構造單位及一般式(13)所示構造的化合物的撥液材的市售物,可舉例如「MEGAFAC(註冊商標)」RS-72-K、RS-72-A、RS-75、RS-76-E、RS-76-NS、RS-78、RS-90(DIC股份有限公司製)。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)較佳係進一步具有環氧基。藉由具有環氧基,容易更加提升與鹼可溶性樹脂(B)進行聚縮合而作為發光元件的耐久性。(A)成分更佳係進一步具有一般式(5)所示構造單位。具有一般式(5)所示構造單位的成分(A),例如可藉由以一般式(6)所示含環氧基之(甲基)丙烯酸酯單體作為共聚合成分之一進行共聚合而得。
[化14]
Figure 108136694-A0101-12-0013-17
[化15]
Figure 108136694-A0101-12-0014-18
一般式(5)及(6)中,R7表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R8表示具有環氧基之碳數2~16之1價有機基。
作為一般式(6)所示含環氧基之(甲基)丙烯酸酯單體的較佳例,可舉例如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸4-羥基丁基酯縮水甘油醚(4-HBAGE)、甲基丙烯酸4-羥基丁基酯縮水甘油醚、具脂環式環氧基之丙烯酸酯、具脂環式環氧基之甲基丙烯酸酯。
再者,一般式(5)所示構造單位較佳係構成撥液材(A)之構造單位全體的10莫耳%以上;更佳係20莫耳%以上。若為此範圍,在形成感光性樹脂組成物之硬化膜時,與鹼可溶性樹脂(B)進行聚縮合,形成耐熱性高之硬化膜,感光性樹脂組成物之硬化膜之耐熱性提升,顯示裝置之耐久性提升。又,為了獲得撥液性或與鹼可溶性樹脂(B)間之相溶性提升的效果,較佳為50莫耳%以下、更佳為40莫耳%以下。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)亦可為進一步使官能基取代(甲基)丙烯酸單體進行共聚合的共聚合物。藉由進一步使不同之官能基取代(甲基)丙烯酸單體進行共聚合,可容易獲得撥液性與溶解性的平衡。可舉例如含有羥基之(甲基)丙烯 酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類、含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類、含有苯氧基之(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸烷基酯類、含有乙烯基之化合物類等。
含有羥基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯等。
含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類可舉例如N-羥基甲基丙烯醯胺等。
含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等。
含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如甲基丙烯酸2-(0-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙基酯(Karenz MOI-BM:昭和電工股份有限公司製,註冊商標)等。
含有苯氧基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如丙烯酸2-苯氧基苄酯、丙烯酸3-苯氧基苄酯等。
(甲基)丙烯酸烷基酯類可舉例如具有無取代、或亦可經胺基、單烷基胺基、二烷基胺基、烴芳香環、雜環之至少任一者取代或對羥基使酸酐進行裂解加成的直鏈狀、分枝鏈狀、及/或環狀且碳數1~12之烷基的無取代或取代(甲基)丙烯酸烷基酯的稀釋單體,例如丙烯酸烷基酯等。
含有乙烯基之化合物類可舉例如正丁基乙烯基醚等。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)所含有之化合物通常為(共)聚合物。作為撥液材(A)所含之化合物的(共)聚合物,可藉由公知聚合方法獲得。(共)聚合物亦可例如藉由自由 基聚合或陰離子聚合等離子聚合而獲得。又,可為無規共聚合體、嵌段共聚合體、接枝(共)聚合體之任一者,亦可為交替共聚合體。於此列舉自由基(共)聚合方法為例。例如將二甲基(甲基)丙烯醯胺之既定量、與既定量之含氟(甲基)丙烯酸酯單體、視需要之既定量的含環氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類、含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類、含有苯氧基之(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸烷基酯類、含有乙烯基之化合物類,於適當溶媒中,於自由基聚合起始劑、視需要之鏈移動劑的存在下進行無規共聚合,藉此可獲得(A)成分。作為自由基聚合起始劑,例如可使用過氧-2-乙己酸三級丁酯。作為鏈移動劑,可使用例如十二烷基硫醇。又,作為溶媒,可使用例如環己酮等惰性溶媒。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)之重量平均分子量較佳為1500~50000之範圍。藉由設為此範圍內之分子量,可更容易溶解於感光性樹脂組成物所使用之溶媒中。又,藉由設為此範圍內之分子量,感光性樹脂組成物溶液之消泡性容易提高。
至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係相對於鹼可溶性樹脂(B)100質量份,由所得硬化膜容易充分表現撥液性的觀點而言,較佳為0.1質量份以上、更佳為0.3質量份以上。又,由畫素內不易發生撥液性、容易獲得高耐久性的觀點而言,較佳為10質量份以下、更佳為5質量份以下。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣係含有鹼可溶性樹脂(B)(以下有時稱為(B)成分)。本發明之感光性樹脂組成物 的第一態樣中,所謂鹼可溶性樹脂係指以下定義之溶解速度為50nm/分鐘以上的樹脂。詳言之,將使樹脂溶解於γ-丁內酯的溶液塗佈於矽晶圓上,依120℃進行預烤4分鐘形成膜厚10μm±0.5μm的預烤膜,將上述預烤膜浸漬於23±1℃之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液中1分鐘後,以純水進行沖洗處理時之由膜厚減少所求得的溶解速度為50nm/分鐘以上的樹脂。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,鹼可溶性樹脂(B)係為了賦予鹼可溶性,較佳為於樹脂之構造單元中及/或其主鏈末端具有鹼可溶性基。所謂鹼可溶性基,係指藉由與鹼進行相互作用或反應而使對鹼溶液之溶解性增加的官能基,具體而言可舉例如酸性基等。作為較佳之鹼可溶性基可舉例如羧基、酚性羥基、磺酸基、硫醇基等。
本發明之第一態樣中的鹼可溶性樹脂(B),係包含選自由聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0017-54
唑、聚醯胺醯亞胺、此等之前驅物及此等之共聚合體所構成群中之至少1種鹼可溶性樹脂。此等鹼可溶性樹脂可單獨使用,亦可將複數之鹼可溶性樹脂組合使用。此等鹼可溶性樹脂由於耐熱性高,故在使用於顯示裝置時,熱處理後之200℃以上之高溫下的逸氣量少,可提高顯示裝置之耐久性。
作為鹼可溶性樹脂(B)所使用的聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0017-55
唑、聚醯胺醯亞胺、此等之前驅物及此等之共聚合體的較佳態樣等,係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中鹼可溶性樹脂(B-I)之說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣較佳係進一步含有選自由酚樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂所構成群中之至少一種 之樹脂(C)(以下有時稱為(C)成分)。此等樹脂係具有作為相溶化劑的機能,藉由混合此等,可更加提升(A)成分與(B)成分的相溶性,有助於各成分對顯影液之溶解性的穩定化,容易提升圖案的直進性。其結果,可期待減低顯示裝置之顯示不良。又,於使用正型者作為後述感光劑(E)的情況,藉由含有(C)成分,由於可降低顯影步驟之膜減少量,故有(A)成分容易停留於顯影後之膜表面的效果,可提升用於獲得良好撥液性的製程寬容度。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,相對於上述鹼可溶性樹脂(B)100質量份,上述選自由酚樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂所構成群中之至少1種以上之樹脂(C)的總和較佳為10~100質量份。由提升(A)成分與(B)成分之相溶性而使圖案之直進性良好、容易減低顯示裝置之顯示不良的觀點而言,(C)成分之總和較佳為10質量份以上、更佳為30質量份以上。又,由感光性樹脂組成物之硬化膜之耐久性不易降低的觀點而言,較佳為100質量份以下、更佳為80質量份以下。
選自由酚樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂所構成群中之至少1種之樹脂(C)的較佳態樣等,係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中酚樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂之至少任1種以上之樹脂(C-I)的說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣較佳係進一步含有熱交聯劑(D)。藉由含有熱交聯劑,容易更加提升顯示裝置之耐久性。熱交聯劑(D)之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中熱交聯劑(D-I)的說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣係含有感光 劑(E)。感光劑(E)可為藉由光進行硬化的負型、亦可為藉由光進行可溶化的正型。作為感光劑(E),較佳可含有(e-1)聚合性不飽和化合物及光聚合起始劑、或(e-2)醌二疊氮化合物等。本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣中,由藉由半色調加工依1次光刻形成後述之段差形狀隔壁的觀點而言,較佳為正型。感光劑(E)之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中感光劑(E-I)的說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣較佳係進一步含有著色劑(F)。作為著色劑(F)之具體例,可舉例如電子資訊材料領域一般所使用的公知有機顏料、無機顏料或染料等。著色劑(F)較佳可為有機顏料及/或無機顏料。著色劑(F)之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中著色劑(F-I)的說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣較佳係含有有機溶劑(G)。作為有機溶劑(G),可舉例如醚類、乙酸酯類、酯類、酮類、芳香族烴類、醯胺類或醇類之化合物。有機溶劑(G)之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中有機溶劑(G-I)的說明。
本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣可含有密黏改良劑。密黏改良劑之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中密黏劑的說明。
接著,說明製造本發明之感光性樹脂組成物的方法。本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣例如可藉由使上述(A)成分~著色劑(F)溶解於有機溶劑(G)而獲得。作為溶解方法,可舉例如攪拌或加熱等。於加熱的情況,加熱溫度較佳係設定為不致損及樹脂 組成物之性能的範圍,通常為20℃~80℃。又,各成分之溶解順序並無特別限定,例如為依溶解性低之化合物起依序使其溶解的方法。
所得感光性樹脂組成物較佳係使用過濾器進行過濾,將雜質或粒子去除。過濾器之較佳態樣等係如後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中過濾器的說明。
本發明之硬化膜的第一態樣係由本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣的硬化物所構成。
製造本發明之硬化膜的第一態樣的方法的說明,係對應至後述本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣之硬化膜之製造方法。
本發明之硬化膜的第一態樣可使用於有機EL顯示裝置或半導體裝置、多層佈線板等之電子零件。具體而言,適合使用於有機EL元件之隔壁、使用了有機EL元件之顯示裝置的具驅動電路基板的平坦化層、半導體裝置或半導體零件之再佈線間之層間絕緣膜、半導體之鈍化膜、半導體元件之保護膜高密度安裝用多層佈線之層間絕緣膜、電路基板之佈線保護絕緣層、固體影像感測元件之晶載微透鏡或各種顯示器.固體影像感測元件用平坦化層等用途。作為具有配置了本發明之硬化膜的第一態樣之表面保護膜或層間絕緣膜等的電子裝置,可舉例如低耐熱性之磁阻式記憶體(以下稱為MRAM)等。亦即,本發明之硬化膜的第一態樣適合作為MRAM之表面保護膜用。又,可使用於含有形成於基板上之第一電極、及與上述第一電極相對向設置之第二電極的顯示裝置,具體而言例如LCD、ECD、ELD、有機EL等顯示裝置的隔壁或絕緣層。更佳可 使用作為於由形成於基板上之格子狀隔壁所包圍之區域(畫素)內藉噴墨塗佈機能性油墨而形成機能層的顯示裝置的隔壁。本發明之硬化膜的第一態樣係具有良好之撥液性,可防止藉噴墨方式所塗佈之油墨侵入至鄰接之畫素內,顯示不良的發生減少。再者,本發明之硬化膜的第一態樣由於高溫下之逸氣量少,故可適合使用於在機能層中包含選自由有機EL發光材料、電洞注入材料及電洞輸送材料所構成群中之至少1種以上的有機EL顯示裝置。
本發明之硬化膜的第一態樣中,根據JIS-R3258,藉靜滴法滴下丙二醇單甲醚乙酸酯時之硬化膜表面的接觸角較佳為30°以上、更佳為40°以上。硬化膜表面的接觸角係例如在增加至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)之含量時變大,減少撥液材(A)之含量時變小。藉此,例如可藉由調整至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)之含量而設為上述範圍。
本發明之顯示裝置的第一態樣係具有形成於基板上之格子狀隔壁者,該隔壁係包含本發明之硬化膜的第一態樣。藉由包含本發明之硬化膜的第一態樣,可減少顯示裝置之顯示不良發生。又,熱處理後之200℃以上之高溫下的逸氣量變少,可提高顯示裝置之耐久性。再者,本發明之硬化膜的第一態樣由於具有良好撥液性,故防止藉噴墨方式塗佈於由格子狀隔壁所包圍之畫素內的油墨侵入至相鄰接之畫素內的情形,顯示不良之發生變少。
本發明之顯示裝置的第一態樣中,上述形成於基板上之格子狀隔壁係具有在隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切割的橫剖面為梯形狀之第1隔壁部、與在該第1隔壁部之上部具有橫剖面為梯形狀之第2隔壁部的段差形狀,於該橫剖面,在將該第1 隔壁部之上面寬設為A、將該第2隔壁部之底面寬設為B時,較佳係滿足A>B之關係。圖1表示將形成於基板上之格子狀隔壁,於隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切割的橫剖面之概略圖一例。隔壁係形成於具有第一電極2的基板8上。圖1之例中,隔壁係於第1隔壁部9之上部具有橫剖面為梯形狀之第2隔壁部10的段差形狀,並滿足A>B之關係。
一般而言,在藉由噴墨將機能性油墨塗佈於由形成於基板上之格子狀隔壁所包圍之區域(畫素)內而形成機能層的情況,於機能性油墨之塗佈後,使機能性油墨所含之溶媒乾燥而形成機能層。油墨液滴之乾燥由於從隔壁附近開始,故隨著乾燥進行,有隔壁附近之油墨黏度變高的傾向。因此,已知機能層之膜厚係端部較中心部更厚。若為有機EL顯示裝置,則成為輝度於畫素之中心部與外周部有所差異之問題的原因。
在本發明之顯示裝置的第一態樣之由具有上述段差形狀之格子狀隔壁所包圍之區域,藉由噴墨塗佈機能性油墨時,可於第1隔壁部之上面形成膜厚較厚之機能層端部。亦即,於與基板呈垂直方向切割的面中,可作成該機能層之端部位於上述第2隔壁部之側面上的形狀。若為此種構造,膜厚較厚之機能層端部因第1隔壁部而成為非發光,可僅使機能層之膜厚均勻區域進行發光。結果,可解決輝度於畫素之中心部與端部有所差異的問題。圖1之隔壁之橫剖面的概略圖一例中,表示機能層11與機能層之端部12。
本發明之顯示裝置的第一態樣中,隔壁之膜厚較佳為0.5~5.0μm。若為0.5μm以上,可容易將機能性油墨儲留於畫素內。由感光性樹脂組成物容易藉由光刻進行加工的觀點而言,隔壁之膜 厚較佳為5.0μm以下。又,上述第1隔壁部之膜厚較佳為0.1~1.0μm。若上述第1隔壁部之膜厚為0.1μm以上,可維持隔壁所要求的絕緣性。若上述第1隔壁部之膜厚為1.0μm以下,可於第1隔壁部之上部形成膜厚較厚之機能層端部。本發明之顯示裝置的第一態樣中,更佳係上述隔壁之膜厚為0.5~5.0μm,且上述第1隔壁部之膜厚為0.1~1.0μm。
本發明之顯示裝置的第一態樣中,較佳係上述第1隔壁部與上述第2隔壁部由相同材料之硬化膜所形成。本發明中所謂「相同材料」係指由相同之感光性樹脂組成物所構成者。若為本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣,則可藉由後述半曝光而依1次光刻輕易形成段差形狀。
本發明之顯示裝置的第一態樣,較佳係於由上述顯示裝置之隔壁所包圍之區域內形成機能層。例如,藉由形成將穿透光著色的著色層,並配置具有各畫素為不同色彩之複數色之著色層,其可使用作為彩色濾光片。又,藉由形成含有選自有機EL發光材料、電洞注入材料、電洞輸送材料之至少1種以上的有機EL發光層,其可使用作為有機EL顯示裝置。
本發明之顯示裝置的第一態樣,較佳係於隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切割的橫剖面中,該機能層之端部位於上述第2隔壁部之側面上。若為該機能層之端部位於上述第2隔壁部之側面上的構造,則膜厚較厚之機能層端部因第1隔壁部而成為非發光,可僅使機能層之膜厚均勻區域進行發光。結果,可解決輝度於畫素之中心部與端部有所差異的問題。
本發明之有機EL顯示裝置的第一態樣,係於上述顯 示裝置之機能層包含選自由有機EL發光材料、電洞注入材料、及電洞輸送材料所構成群中之至少1種。藉由於機能層含有選自由有機EL發光材料、電洞注入材料、及電洞輸送材料所構成群中之至少1種,可形成有機EL發光層。
本發明之有機EL顯示裝置的第一態樣,係於基板上具有驅動電路、平坦化層、第1電極、隔壁、有機EL發光層及第2電極,該隔壁係由本發明之硬化膜的第一態樣所構成。列舉主動矩陣型之顯示裝置為例,於玻璃或樹脂薄膜等之基板上,具有TFT、及位於TFT側方部並與TFT連接的佈線,於其上以被覆凹凸之方式具有平坦化層,進而於平坦化層上設置顯示元件。顯示元件與佈線間係經由形成於平坦化層之接觸孔而連接。
藉由將本發明之硬化膜的第一態樣使用於隔壁,可獲得具有撥液性,防止噴墨方式中所使用之吐出液侵入至鄰接之畫素內,顯示不良之發生少、耐久性優越的有機EL顯示裝置。
接著說明本發明之附隔壁之基板之製造方法的第一態樣、及本發明之顯示裝置之製造方法的第一態樣。
本發明之附隔壁之基板之製造方法的第一態樣,係依序具有下述(1)~(4)之步驟。
(1)於具有第一電極之基板上塗佈本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣而形成感光性樹脂膜的步驟
(2)對上述感光性樹脂膜進行曝光的步驟
(3)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的步驟
(4)藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理而形成隔壁的步驟。
首先,說明(1)於具有第一電極之基板上塗佈感光性樹脂組成物而形成感光性樹脂膜的步驟。
作為於具有第一電極之基板上塗佈感光性樹脂組成物的方法,可舉例如旋塗法、狹隙塗佈法、浸塗法、噴塗法、印刷法等。在塗佈前,亦可事先對塗佈感光性樹脂組成物之基板藉上述密黏處理劑進行前處理。例如,使用將密黏改良劑依0.5~20質量%溶解於異丙醇、乙醇、甲醇、水、四氫呋喃、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、乳酸乙酯、己二酸二乙酯等溶媒中的溶液,對基材表面進行處理的方法。作為基材表面之處理方法,可舉例如旋塗、狹隙塗佈、棒塗、浸塗、噴塗、蒸氣處理等方法。
接著,例如視需要對經塗佈之感光性樹脂膜施行減壓乾燥處理,其後,使用加熱板、烘爐、紅外線等,依50℃~180℃之範圍施行1分鐘~數小時之熱處理可獲得乾燥之感光性樹脂膜。
接著,說明(2)對上述感光性樹脂膜進行曝光的步驟。
對感光性樹脂膜上經由具有所需圖案之光罩照射化學射線。作為曝光所使用之化學射線,有如紫外線、可見光線、電子束、X射線等,本發明中較佳係使用水銀燈之i射線(365nm)、h射線(405nm)、g射線(436nm)。照射化學射線後,亦可進行曝光後烘烤。藉由進行曝光後烘烤,可期待顯影後之解析度提升或顯影條件之容許幅度增大等效果。曝光後烘烤可使用烘爐、加熱板、紅外線、閃光退火裝置或雷射退火裝置等。作為曝光後烘烤溫度,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,則反應良好地進行,有可縮短顯影時間的情形。
本發明中藉由「半曝光」,可容易形成:具有橫剖面為梯形狀之第1隔壁部、與在該第1隔壁部之上部的橫剖面為梯形狀之第2隔壁部的段差形狀,且於與該基板呈垂直方向切割的面,在將該第1隔壁部之上面寬設為A、將該第2隔壁部之底面寬設為B的情況,滿足A>B之關係的段差形狀。
所謂「半曝光」係指使於顯影完成時經曝光之部分之感光性樹脂膜的基底某程度殘留的製程。換言之,係指依感光性樹脂膜之第1隔壁部不感光的方式進行曝光的製程。
接著,說明(3)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的步驟。
對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的顯影步驟,係對經曝光之感光性樹脂膜使用顯影液進行顯影,並將曝光部以外去除。作為顯影液,較佳為四甲基氫氧化銨、二乙醇胺、二乙基胺基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙基胺、二乙基胺、甲基胺、二甲基胺、醋酸二甲基胺基乙酯、二甲基胺基乙醇、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、環己基胺、乙二胺、六亞甲基二胺等顯示鹼性之化合物的水溶液。又,視情況亦可於此等鹼水溶液中將N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、二甲基丙烯醯胺等極性溶媒;甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類;環戊酮、環己酮、異丁基酮、甲基異丁基酮等酮類等單獨或組合數種進行添加。作為顯影方式,可為噴霧、積滯(paddle)、浸漬、超音波等方式。
接著,較佳係對藉顯影所形成之圖案以蒸餾水進行沖 洗處理。於此,亦可將乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類等加入至蒸餾水中進行沖洗處理。
接著,說明(4)藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理而形成隔壁的步驟。
藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理的步驟獲得硬化膜。本發明中,感光性樹脂組成物之硬化膜可適合使用於有機EL顯示裝置之隔壁。由於藉由加熱處理可去除殘留溶劑或低耐熱性的成分,故可提升耐熱性及耐藥品性。又,於含有熱交聯劑(D)的情況,可藉由加熱處理使熱交聯反應進行,可提升耐熱性及耐藥品性。此加熱處理係選擇溫度、階段性進行升溫,或選擇某溫度範圍連續地進行升溫而實施5分鐘~5小時。作為一例,可舉例如於150℃、250℃各進行30分鐘熱處理的方法。或者,由室溫至300℃為止歷時2小時直線地進行升溫的方法等。本發明中作為加熱處理條件,較佳為180℃以上、更佳為200℃以上、又更佳為230℃以上、特佳為250℃以上。又,加熱處理條件較佳為400℃以下、更佳為350℃以下、又更佳為300℃以下。
本發明之顯示裝置之製造方法的第一態樣,係依序具有下述(5)~(6)之步驟。
(5)於具有含本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣之硬化物的隔壁的附隔壁之基板,於該隔壁所包圍之區域內將機能性油墨藉噴墨進行塗佈而形成機能層的步驟
(6)於該機能層上形成第2電極形成的步驟。
首先,說明(5)於具有含本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣之硬化物的隔壁的附隔壁之基板,於該隔壁所包圍之區域 內將機能性油墨藉噴墨進行塗佈而形成機能層的步驟。
在由基板上所形成之格子狀隔壁所包圍的區域(畫素)內藉噴墨塗佈機能性油墨而形成機能層。例如,在有機EL顯示裝置的情況,將含有選自由有機EL發光材料、電洞注入材料、及電洞輸送材料所構成群中之至少1種組成物作為機能性油墨滴下至畫素內,使其乾燥,藉此可形成有機EL發光層。乾燥時較佳係使用加熱板或烘爐,依150℃~250℃加熱0.5分鐘至120分鐘。
接著,說明(6)於該機能層上形成第2電極形成的步驟。
以被覆隔壁及機能層之全體的方式形成第2電極。作為第2電極之形成方法,可舉例如濺鍍法或蒸鍍法等。又,較佳係依無斷線、均勻層厚形成第2電極。
本發明之顯示裝置之製造方法的第一態樣,較佳係依序具有下述(1)~(6)之步驟。
(1)於具有第一電極之基板上塗佈本發明之感光性樹脂組成物的第一態樣而形成感光性樹脂膜的步驟
(2)對上述感光性樹脂膜進行曝光的步驟
(3)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的步驟
(4)藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理而形成隔壁的步驟。
(5)於該隔壁所包圍之區域內將機能性油墨藉噴墨進行塗佈而形成機能層的步驟
(6)於該機能層上形成第2電極形成的步驟。
本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣,係至少含 有:具有一般式(1)與一般式(2)所示構造單位的化合物(A-I)(以下有時稱為化合物(A-I));與選自聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0029-56
唑、聚醯胺醯亞胺、此等任一者之前驅物及此等之共聚合體的鹼可溶性樹脂(B-I)。本說明書中,有時將本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中的感光性樹脂組成物稱為感光性樹脂組成物(I)。
[化16]
Figure 108136694-A0101-12-0029-19
一般式(1)中,R1、R2及R3表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,分別可為相同或不同。
[化17]
Figure 108136694-A0101-12-0029-20
一般式(2)中,R4表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R5表示碳數1~6之脂肪族基,R6表示碳數3~6之全氟烷基。
化合物(A-I)係至少使一般式(3)所示(甲基)丙烯醯胺單體、與一般式(4)所示具有全氟基之(甲基)丙烯酸酯單體進行共聚 合者,其係與感光性樹脂組成物(I)相溶,用於對硬化膜表面賦予潑液性而添加的撥液材。
[化18]
Figure 108136694-A0101-12-0030-22
一般式(3)中,R1、R2及R3表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,分別可為相同或不同。
[化19]
Figure 108136694-A0101-12-0030-23
一般式(4)中,R4表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R5表示碳數1~6之脂肪族基,R6表示碳數3~6之全氟烷基。
一般式(3)所示(甲基)丙烯醯胺單體的較佳例,可舉例如N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺。又,一般式(4)所示具有全氟烷基之(甲基)丙烯酸酯單體的較佳例,可舉例如2-(全氟丁基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯等。
化合物(A-I)係使上述一般式(3)所示(甲基)丙烯醯胺單體進行共聚合而得,並具有一般式(1)所示構造單位。一般式(1)所示構造單位係具有提升與後述鹼可溶性樹脂(B)間之相溶性、減少收縮(cissing)等缺陷、提升硬化膜之膜厚均勻性的效果;其結果,減少有機EL顯示裝置之顯示不良。由減低有機EL顯示裝置之顯示不良的觀點而言,一般式(1)所示構造單位較佳係構成化合物(A-I)之構造單位全體的35莫耳%以上、更佳係40莫耳%以上,且更佳係構成化合物(A-I)之複數構造單位中的最多莫耳比率。又,為了賦予撥液性,較佳為85莫耳%以下、更佳為70莫耳%以下。
化合物(A-I)係在形成感光性樹脂組成物(I)之硬化膜時,以與鹼可溶性樹脂(B)進行聚縮合而進一步提升作為發光元件之耐久性的目的,較佳係具有一般式(5)所示構造單位,更佳係與一般式(6)所示含環氧基之(甲基)丙烯酸酯單體進行共聚合的共聚合物。
[化20]
Figure 108136694-A0101-12-0031-24
[化21]
Figure 108136694-A0101-12-0032-25
一般式(5)及(6)中,R7表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R8表示具有環氧基之碳數2~16之1價有機基。
作為一般式(6)所示含環氧基之(甲基)丙烯酸酯單體的較佳例,可舉例如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸4-羥基丁基酯縮水甘油醚(4-HBAGE)、具脂環式環氧基之丙烯酸酯單體。
再者,一般式(5)所示構造單位若為與一般式(2)所示構造單位等莫耳或其以上之莫耳比率,則在形成感光性樹脂組成物(I)之硬化膜時,與鹼可溶性樹脂(B)進行聚縮合,形成耐熱性高之硬化膜,感光性樹脂組成物(I)之硬化膜之耐熱性提升,有機EL顯示裝置之耐久性提升,故較佳。
化合物(A-I)係以獲得撥液性與溶解性的平衡為目的,亦可為進一步使不同之官能基取代(甲基)丙烯酸單體進行共聚合的共聚合物。可舉例如含有羥基之(甲基)丙烯酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類、含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類、含有苯氧基之(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸烷基酯類、含有乙烯基之化合物類等。
含羥基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如(甲基)丙烯酸2- 羥基乙酯等。
含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類可舉例如N-羥基甲基丙烯醯胺等。
含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等。
含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如甲基丙烯酸2-(0-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙基酯(Karenz MOI-BM:昭和電工股份有限公司製,註冊商標)等。
含有苯氧基之(甲基)丙烯酸酯類可舉例如丙烯酸2-苯氧基苄酯、丙烯酸3-苯氧基苄酯等。
(甲基)丙烯酸烷基酯類可舉例如具有無取代、或亦可經胺基、單烷基胺基、二烷基胺基、烴芳香環、雜環之至少任一者取代或對羥基使酸酐進行裂解加成的直鏈狀、分枝鏈狀、及/或環狀且碳數1~12之烷基的無取代或取代(甲基)丙烯酸烷基酯的稀釋單體,例如丙烯酸烷基酯等。
含有乙烯基之化合物類可舉例如正丁基乙烯基醚等。
化合物(A-I)之共聚合物亦可藉由如自由基聚合或陰離子聚合等離子聚合而獲得,可藉由公知聚合方法獲得。又,可為無規共聚合體、嵌段共聚合體、接枝共聚合體之任一者,亦可為交替共聚合體。於此列舉自由基聚合方法為例。例如將二甲基(甲基)丙烯醯胺之既定量、與既定量之含氟(甲基)丙烯酸酯單體、視需要之既定量的含環氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯酸酯類、含有羥基之(甲基)丙烯醯胺類、含有烷氧基之(甲基)丙烯酸酯類、含有封端異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸酯類、含有苯氧基之 (甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸烷基酯類、含有乙烯基之化合物類,於適當溶媒中,於自由基聚合起始劑、視需要之鏈移動劑的存在下進行無規共聚合,藉此可獲得化合物(A-I)。作為自由基聚合起始劑,例如可使用過氧-2-乙己酸三級丁酯。作為鏈移動劑,可使用例如十二烷基硫醇。又,作為溶媒,可使用例如環己酮等惰性溶媒。
化合物(A-I)之重量平均分子量較佳為1500~50000之範圍,若為此範圍內之分子量,可更容易溶解於感光性樹脂組成物(I)所使用之溶媒中,感光性樹脂組成物溶液之消泡性較高,故較佳。
本發明之化合物(A-I)係相對於後述選自聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0034-57
唑或聚醯胺醯亞胺、此等之前驅物及此等之共聚合體的鹼可溶性樹脂(B)100質量份,由所得硬化膜充分表現撥液性的觀點而言,較佳為0.1質量份以上、更佳為0.3質量份以上。又,由畫素內不發生撥液性、獲得高耐久性的觀點而言,較佳為10質量份以下、更佳為5質量份以下。尚且,化合物(A-I)之適當添加量,可使用對於感光性樹脂組成物(I)之硬化膜表面滴下丙二醇單甲醚乙酸酯時之接觸角進行判斷,根據JIS-R3258、藉靜滴法測定時的接觸角較佳為40°以上。
感光性樹脂組成物(I)係含有選自聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0034-58
唑、聚醯胺醯亞胺、此等任一者之前驅物及此等之共聚合體的鹼可溶性樹脂(B-I)(以下有時稱為(B-I)成分)。又,亦可含有選自聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0034-59
唑、聚醯胺醯亞胺、此等任一者之前驅物的2種以上,亦可含有具此等2種以上重複單位的共聚合。
本發明之感光性樹脂組成物的第二態樣中,所謂鹼可溶性樹脂係指將使樹脂溶解於γ-丁內酯的溶液塗佈於矽晶圓上,依 120℃進行4分鐘預烤形成膜厚10μm±0.5μm的預烤膜,將該預烤膜浸漬於23±1℃之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液中1分鐘後,以純水進行沖洗處理時之由膜厚減少所求得的溶解速度為50nm/分鐘以上。
聚醯亞胺例如可使四羧酸或四羧酸二酐、四羧酸二酯二氯化物等,與二胺或二異氰酸酯化合物、三甲基矽基化二胺等反應而獲得。聚醯亞胺係具有四羧酸殘基與二胺殘基。又,聚醯亞胺例如可藉由對使四羧酸二酐與二胺反應而得之屬於聚醯亞胺前驅物之一的聚醯胺酸,藉由加熱處理進行脫水閉環而獲得。此加熱處理時,亦可加入間二甲苯等與水進行共沸的溶媒。或者,加入羧酸酐或二環己基碳二亞胺等之脫水縮合劑或三乙基胺等之鹼等作為閉環觸媒,藉由化學熱處理進行脫水閉環而獲得。又,亦可藉由加入弱酸性之羧酸化合物依100℃以下之低溫藉由加熱處理進行脫水閉環而獲得。
聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0035-60
唑例如可使雙胺基酚化合物、與二羧酸或二羧酸氯化物、二羧酸活性酯等反應而獲得。聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0035-61
唑係具有二羧酸殘基與雙胺基酚殘基。又,聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0035-62
唑例如可藉由對使雙胺基酚化合物與二羧酸反應而得之屬於聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0035-63
唑前驅物之一的聚羥基醯胺,藉由加熱處理進行脫水閉環而獲得。或者,加入磷酸酐、鹼、碳二亞胺化合物等,藉由化學處理進行脫水閉環而獲得。
作為聚醯亞胺前驅物,可舉例如聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯胺酸醯胺、聚異醯亞胺等。例如聚醯胺酸可使四羧酸或四羧酸二酐、四羧酸二酯二氯化物等與二胺或二異氰酸酯化合物、三甲基矽基化二胺反應而獲得。聚醯亞胺例如可對上述方法所得之聚 醯胺酸,藉由加熱或酸或鹼等之化學處理進行脫水閉環而獲得。
作為聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0036-64
唑前驅物,可舉例如聚羥基醯胺等。例如聚羥基醯胺可使雙胺基酚與二羧酸或二羧酸氯化物、二羧酸活性酯等反應而獲得。聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0036-65
唑例如可對上述方法所得之聚羥基醯胺,藉由加熱或磷酸酐、鹼、碳二亞胺化合物等之化學處理進行脫水閉環而獲得。
聚醯胺醯亞胺前驅物例如可使三羧酸、對應之三羧酸酐、三羧酸酐鹵化物等與二胺或二異氰酸酯反應而獲得。聚醯胺醯亞胺例如可對上述方法所得之前驅物,藉由加熱或酸或鹼等之化學處理進行脫水閉環而獲得。
作為聚醯亞胺、聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0036-66
唑、聚醯胺醯亞胺之共聚合體,可為嵌段共聚合、無規共聚合、交替共聚合、接枝共聚合之任一者或其等之組合。例如,可對聚羥基醯胺使四羧酸、對應之四羧酸二酐、四羧酸二酯二氯化物等反應而獲得嵌段共聚合體。進而,亦可藉由加熱或者酸或鹼等化學處理進行脫水閉環。
(B-I)成分較佳係具有一般式(7)~(10)之任一者所示構造單位,更佳係具有(10)所示構造單位。亦可含有具有此等構造單位2種以上的樹脂,亦可使2種以上構造單位進行共聚合。(B-I)成分之樹脂較佳係於分子中含有一般式(7)~(10)之任一者所示構造單位3~1000者、更佳為含有20~200者。
[化22]
Figure 108136694-A0101-12-0037-26
一般式(7)~(10)中,R9及R12表示4價有機基,R10、R11及R14表示2價有機基,R13表示3價有機基,R15表示2~4價有機基,R16表示2~12價有機基。R17表示氫原子或碳數1~20之1價烴基。p表示0~2之整數,q表示0~10之整數。n表示0~2之整數。
R9~R16較佳係任一者均具有芳香族環及/或脂肪族環者。
一般式(7)~(10)中,R9表示四羧酸衍生物殘基,R11表示二羧酸衍生物殘基,R13表示三羧酸衍生物殘基,R15表示二、三或四羧酸衍生物殘基。作為構成R9、R11、R13、R15(COOR17)n(OH)p的酸成分,二羧酸之例可舉例如對酞酸、異酞酸、二苯基醚二羧酸、雙(羧基苯基)六氟丙烷、聯苯基二羧酸、二苯基酮二羧酸、三苯基二羧酸等;三羧酸之例可舉例如1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、二苯基醚三羧酸、聯苯基三羧酸等;四羧酸之例可舉例如1,2,4,5-苯四甲酸、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、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸、2,2’,3,3’-二苯基酮四羧酸、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、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、1,2,5,6-萘四羧酸、2,3,6,7-萘四羧酸、2,3,5,6-吡啶四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸等芳香族四羧酸;或丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸等之脂肪族四羧酸等。此等之中,一般式(10)中,三羧酸、四羧酸之各1個或2個之羧基係相當於COOR15基。此等之酸成分可直接使用,或作成酸酐、活性酯等使用。又,亦可將此等2種以上酸成分組合使用。
一般式(7)~(10)中,R10、R12、R14及R16表示二胺衍生物殘基。構成R10、R12、R14、R16(OH)q的二胺成分的例,可舉例如雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)亞甲基、雙(3-胺基-4-羥基苯基)醚、雙(3-胺基-4-羥基苯基)聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)茀等含羥基二胺,3-磺酸-4,4’-二胺基二苯基醚等含磺酸二 胺,二巰基苯二胺等之含硫醇基二胺,3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基硫、4,4’-二胺基二苯基硫、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、石油醚、間苯二胺、對苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、雙(4-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基苯氧基苯基)碸、雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙{4-(4-胺基苯氧基)苯基}醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)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’-二胺基聯苯等芳香族二胺,或將此等之芳香族環之部分氫原子藉碳數1~10之烷基或氟烷基、鹵原子等取代的化合物、環己基二胺、亞甲基雙環己基胺等脂環式二胺等。此等二胺可直接使用,或作成對應之二異氰酸酯化合物、三甲基矽化二胺而使用。又,亦可將此等2種以上之二胺成分組合使用。於要求耐熱性的用途中,較佳係依二胺全體之50莫耳%以上使用芳香族二胺。
一般式(7)~(10)之R9~R16,可於其骨架中含有酚性羥基、磺酸基、硫醇基等。藉由使用適度具有酚性羥基、磺酸基或硫醇基的樹脂,則成為具有適度鹼可溶性的正型感光性樹脂組成物。
又,(B-I)成分之構造單位中較佳係具有氟原子。藉由氟原子,於鹼顯影時對膜表面賦予撥水性,可抑制由表面的滲入等。(B-I)成分中之氟原子含量,係為了充分獲得界面之滲入防止效果,較佳為10質量%以上;又,由對鹼水溶液之溶解性的觀點而言,較佳為20質量%以下。
又,為了提升樹脂組成物的保存穩定性,(B-I)成分之樹脂較佳係藉由公知之單胺、酸酐、單羧酸、單酸氯化物、單活性酯化合物等末端封閉劑對主鏈末端進行封端。使用為末端封閉劑之單胺的導入比例,係相對於總胺成分,較佳為0.1莫耳%以上、特佳為5莫耳%以上,且較佳為60莫耳%以下、特佳為50莫耳%以下。使用為末端封閉劑之酸酐、單羧酸、單酸氯化物或單活性酯化合物的導入比例,係相對於二胺成分,較佳為0.1莫耳%以上、特佳為5莫耳%以上,且較佳為100莫耳%以下、特佳為90莫耳%以下。藉由使複數之末端封閉劑反應,亦可導入複數之不同的末端基。
於具有一般式(7)~(9)之任一者所示構造單位的樹脂中,構造單位之重複數較佳為3以上且200以下。又,於具有一般式(10)所示構造單位的樹脂中,構造單位之重複數較佳為10以上且1000以下。若為此範圍,可容易形成厚膜。
(B-I)成分可為僅由一般式(7)~(10)之任一者所示構造單位構成者,亦可為與其他構造單位的共聚合體或混合體。此時,較佳係依樹脂全體之10質量%以上含有一般式(7)~(10)之任一者所示構造單位,更佳係30質量%以上。共聚合或混合所使用的構造單位的種類及量,可於不損及藉最終加熱處理所得薄膜之機械特性的範圍內選擇。
感光性樹脂組成物(I)較佳係進一步含有酚樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂之至少任1種以上的樹脂(C-I)(以下有時稱為(C-I)成分)。此等樹脂係具有作為相溶化劑的機能,藉由將此等混合,可使化合物(A-I)與(B-I)成分之相溶性提升,有助於各成分對顯影液之溶解性的穩定化,提升圖案的直進性。其結果,可期待減低有機 EL顯示裝置的顯示不良。又,在後述之感光劑(E-I)為正型的情況,藉由含有(C-I)成分,由於可降低顯影步驟之膜減少量,故有將化合物(A-I)停留於顯影後之膜表面的效果,可提升用於獲得良好撥液性的製程寬容度。
酚樹脂係有酚醛清漆酚樹脂或可溶酚醛酚樹脂,藉由將各種酚類之單獨或此等之複數種之混合物使用福馬林等醛類藉公知方法進行聚縮合而獲得。
構成酚醛清漆酚樹脂及可溶酚醛酚樹脂的酚類,可舉例如酚、對甲苯酚、間甲苯酚、鄰甲苯酚、2,3-二甲基酚、2,4-二甲基酚、2,5-二甲基酚、2,6-二甲基酚、3,4-二甲基酚、3,5-二甲基酚、2,3,4-三甲基酚、2,3,5-三甲基酚、3,4,5-三甲基酚、2,4,5-三甲基酚、亞甲基雙酚、亞甲基雙對甲苯酚、間苯二酚、兒茶酚、2-甲基間苯二酚、4-甲基間苯二酚、鄰氯酚、間氯酚、對氯酚、2,3-二氯酚、間甲氧基酚、對甲氧基酚、對丁氧基酚、鄰乙基酚、間乙基酚、對乙基酚、2,3-二乙基酚、2,5-二乙基酚、對異丙基酚、α-萘酚、β-萘酚等,此等可單獨使用,或作為複數之混合物使用。又,作為醛類,福馬林之外,尚可舉例如三聚甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、氯乙醛等,此等可單獨使用,或作為複數之混合物使用。
作為聚羥基苯乙烯樹脂,亦可使用乙烯基酚之均聚物或與苯乙烯之共聚合體。
酚樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂的較佳重量平均分子量,係依GPC(凝膠滲透層析法)之聚苯乙烯換算計為2,000~20,000、較佳為3,000~10,000。若為此範圍,可得到高濃度且低黏度之樹脂組成物。
感光性樹脂組成物(I)中之酚樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂 之含量的總和,係相對於(B-I)成分100質量份,由提升化合物(A-I)與(B-I)成分之相溶性而圖案之直進性變得良好、減低有機EL顯示裝置之顯示不良的觀點而言,較佳為20質量份以上、更佳為30質量份以上。又,以不致降低感光性樹脂組成物之硬化膜之耐久性為目的,較佳為50質量份以下、更佳為40質量份以下。
感光性樹脂組成物(I)係以容易獲得硬化膜為目的,較佳係進一步具有熱交聯劑(D-1)。
所謂熱交聯劑,係指於分子內至少具有2個以羥甲基、烷氧基甲基、環氧基、氧環丁烷基為首的熱反應性官能基的化合物。熱交聯劑(D-1)係使(B-I)成分或其他添加成分進行交聯,可提高硬化膜之耐久性。
作為至少具有2個烷氧基甲基或羥甲基之化合物的較佳例,可舉例如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-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上,商品名,本州化學工業(股)製)、NIKALAC(註冊商標)MX-290、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-279、NIKALAC MW-100LM、NIKALAC MX-750LM(以上,商品名,三和化學(股)製);分別可由上述各公司 取得。
作為具有環氧基或氧環丁烷基的化合物,一分子內具有2個環氧基者可舉例如EPIKOTE(註冊商標)807、EPIKOTE 828、EPIKOTE 1002、EPIKOTE 1750、EPIKOTE 1007、YX8100-BH30、E1256、E4250、E4275(以上商品名,JAPAN EPOXY(股)製)、EPICLON(註冊商標)EXA-4880、EPICLON EXA-4822、EPICLON EXA-9583、HP4032(以上商品名,大日本油墨化學工業(股)製)、EPOLIGHT(註冊商標)40E、EPOLIGHT 100E、EPOLIGHT 200E、EPOLIGHT 400E、EPOLIGHT 70P、EPOLIGHT 200P、EPOLIGHT 400P、EPOLIGHT 1500NP、EPOLIGHT 80MF、EPOLIGHT 4000、EPOLIGHT 3002(以上商品名,共榮社化學(股)製)、DENACOL(註冊商標)EX-212L、DENACOL EX-214L、DENACOL EX-216L、DENACOL EX-252、DENACOL EX-850L(以上商品名,Nagase ChemteX(股)製)、GAN、GOT(以上商品名,日本化藥(股)製)、Celloxide(註冊商標)2021P(商品名,DAICEL(股)製)、RIKARESIN(註冊商標)DME-100、RIKARESIN BEO-60E(以上商品名,新日本理化(股)製)等分別可由各公司取得。
又,作為具有3個以上環氧基者,可舉例如VG3101L(商品名,PRINTEC(股)製)、TEPIC(註冊商標)S、TEPIC G、TEPIC P(以上商品名,日產化學工業(股)製)、EPICLON N660、EPICLON N695、HP7200(以上商品名,大日本油墨化學工業(股)製)、DENACOL EX-321L(商品名,Nagase ChemteX(股)製)、NC6000、EPPN502H、NC3000(以上商品名,日本化藥(股)製)、Epotohto(註冊商標)YH-434L(商品名,東都化成(股)製)、EHPE-3150(商品名, DAICEL(股)製),作為具有2個以上氧環丁烷基之化合物,可舉例如OXT-121、OXT-221、OX-SQ-H、OXT-191、PNOX-1009、RSOX(以上商品名,東亞合成(股)製)、ETERNACOLL(註冊商標)OXBP、ETERNACOLL OXTP(以上商品名,宇部興產(股)製)等,分別可由各公司取得。
作為熱交聯劑(D-1),較佳係一分子中具有酚性羥基、且於上述酚性羥基之兩鄰位具有羥甲基及/或烷氧基甲基者。藉由使羥甲基及/或烷氧基甲基鄰接於酚性羥基,可更加提升硬化膜之耐久性。作為烷氧基甲基,可舉例如甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基,但並不限定於此等。
(D-1)熱交聯劑之含量係相對於(B-I)鹼可溶性樹脂100質量份,較佳為5質量份以上、更佳為10質量份以上、又更佳為15質量份以上。又,較佳為50質量份以下、更佳為40質量份以下、又更佳為30質量份以下。藉由將(D-1)熱交聯劑之含量設為5質量份以上,可提升硬化膜之耐熱性;藉由設為50質量份以下,可防止硬化膜之伸度降低。
感光性樹脂組成物(I)較佳係含有感光劑(E-I)。感光劑(E-I)可為藉由光進行硬化的負型、亦可為藉由光進行可溶化的正型,可較佳地含有(e-1)聚合性不飽和化合物及光聚合起始劑、或(e-2)醌二疊氮化合物等。
作為(e-1)中之聚合性不飽和化合物,可舉例如具有乙烯基、烯丙基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等之不飽和雙鍵官能基及/或炔丙基等之不飽和三鍵官能基的化合物等公知者,此等之中,由聚合性方面而言,較佳為共軛型的乙烯基或丙烯醯基、甲基丙烯醯 基。又,此官能基之含有數係由穩定性的觀點而言,較佳為1~4,亦可分別不為相同基。又,於此所謂化合物,較佳係分子量30~800者。若分子量為30~800之範圍,則與聚合物及反應性稀釋劑間的相溶性佳。具體而言,可舉例如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-三環癸烷二丙烯酸酯、丙烯酸異
Figure 108136694-A0101-12-0045-67
酯、甲基丙烯酸異
Figure 108136694-A0101-12-0045-68
酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、亞甲基雙丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、2,2,6,6-四甲基哌啶基甲基丙烯酸酯、2,2,6,6-四甲基哌啶基丙烯酸酯、N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶基甲基丙烯酸酯、N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶基丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A二丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A二甲基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺等。此等可單獨或組合2種類以上使用。
(e-1)中之光聚合起始劑係指藉由照射紫外~可見光區域之光而主要產生自由基,藉此開始聚合者。由可使用通用光源之觀點及速硬化性之觀點而言,較佳為選自苯乙酮衍生物、二苯基酮衍生物、苯偶姻醚衍生物、
Figure 108136694-A0101-12-0045-70
酮衍生物的公知光聚合起始劑。作為較佳之光聚合起始劑的例子,可舉例如二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羥基-環己基苯基酮、異丁基苯偶姻醚、苯偶姻甲基醚、9-氧硫
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、異丙基9-氧硫
Figure 108136694-A0101-12-0045-72
、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-
Figure 108136694-A0101-12-0045-73
啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-
Figure 108136694-A0101-12-0045-74
啉基苯基)-丁酮-1等,但並不限定於此等。
作為(e-2)之醌二疊氮化合物,可舉例如醌二疊氮的磺 酸以酯鍵鍵結於多羥基化合物者、醌二疊氮的磺酸以磺醯胺鍵鍵結於多胺基化合物者、醌二疊氮的磺酸以酯鍵及/或磺醯胺鍵鍵結於多羥基多胺基化合物者等。此等多羥基化合物、多胺基化合物、多羥基多胺基化合物的所有官能基亦可未被醌二疊氮取代,但較佳係平均官能基全體之40莫耳%以上被醌二疊氮所取代。藉由使用此種醌二疊氮化合物,可得到對一般紫外線之水銀燈的i射線(波長365nm)、h射線(波長405nm)、g射線(波長436nm)感光之正型感光性樹脂組成物。
多羥基化合物可舉例如Bis-z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、methylene tris-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、二羥甲基-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-BP、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(以上為商品名,本州化學工業製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(以上為商品名,旭有機材工業製)、2,6-二甲氧基甲基-4-三級丁基苯酚、2,6-二甲氧基甲基對甲酚、2,6-二乙醯氧基甲基對甲酚、萘酚、四羥基二苯基酮、五倍子酸甲酯、雙酚A、雙酚E、亞甲基雙酚、BisP-AP(商品名、本州化學工業製)、酚醛清漆樹脂等,但不限定於此等。
多胺基化合物可舉例如1,4-苯二胺、1,3-苯二胺、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基硫醚等,但不限定於此等。
又,多羥基多胺基化合物可舉例如2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、3,3’-二羥基聯苯胺等,但不限定於此等。
此等之中,(e-2)醌二疊氮化合物更佳係含有苯酚化合物及5-萘醌二疊氮磺醯基的酯。藉此可獲得i射線曝光下的高感度與更高解析度。
(e-2)醌二疊氮化合物之含量係相對於(B-I)成分的樹脂100質量份,較佳為1~50質量份,更佳為10~40質量份。藉由將醌二疊氮化合物之含量設為此範圍,可達到更高感度化,可不妨礙撥液性而獲得感光性。
感光性樹脂組成物(I)可含有著色劑(F-1)。著色劑(F-1)係指一般在電子資訊材料的領域所使用的公知之有機顏料、無機顏料或染料。著色劑(F-1)較佳可為有機顏料及/或無機顏料。
作為有機顏料,可舉例如:二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)系顏料、偶氮、雙偶氮或多偶氮等的偶氮系顏料、銅酞花青、鹵化銅酞花青或無金屬酞花青等的酞花青系顏料、胺基蒽醌、二胺基二蒽醌、蒽嘧啶(anthrapyrimidine)、黃士酮、蒽嵌蒽酮(anthanthrone)、陰丹士林、皮蒽酮或紫蒽酮等的蒽醌系顏料、喹吖酮系顏料、二
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系顏料、紫環酮(perinone)系顏料、苝系顏料、硫靛系顏料、異吲哚啉系顏料、異吲哚啉酮系顏料、喹啉黃系顏料、還原系顏料、苯并呋喃酮系、或金屬錯合物系顏料。
作為無機顏料,可舉例如:黑色氧化鐵、鎘紅、紅丹、 鉬紅、鉬橙、鉻朱紅、鉛黃、鎘黃、黃色氧化鐵、鈦黃、氧化鉻、鉻綠、鈦鈷綠、鈷綠、鈷鉻綠、維多利亞綠、群青、普魯士藍、鈷藍、天藍(cerulean blue)、鈷矽藍、鈷鋅矽藍、錳紫或鈷紫。
作為染料,可舉例如偶氮染料、蒽醌染料、縮合多環芳香族羰基染料、靛藍染料、碳陽離子染料、酞花青染料、次甲基或聚次甲基染料。
作為紅色的顏料,可舉例如:顏料紅9、48、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240或254(數值皆為色指數(以下稱為「CI」Number))。
作為橙色的顏料,可舉例如:顏料橙13、36、38、43、51、55、59、61、64、65或71(數值皆為CI Number)。
作為黃色的顏料,可舉例如:顏料黃12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、125、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168或185(數值皆為CI Number)。
作為紫色的顏料,可舉例如:顏料紫19、23、29、30、32、37、40或50(數值皆為CI Number)。
作為藍色的顏料,可舉例如:顏料藍15、15:3、15:4、15:6、22、60或64(數值皆為CI Number)。
作為綠色的顏料,可舉例如:顏料綠7、10、36或58(數值皆為CI Number)。
作為黑色的顏料,可舉例如:黑色有機顏料及黑色無機顏料等。作為黑色有機顏料,可舉例如:碳黑、苯并呋喃酮系黑色顏料(國際公開第2010/081624號記載)、苝系黑色顏料、苯胺系 黑色顏料、或蒽醌系黑色顏料。此等之中,從可得到感度更優異之負型感光性樹脂組成物的觀點而言,特佳為苯并呋喃酮系黑色顏料或苝系黑色顏料。此係由於苯并呋喃酮系黑色顏料或苝系黑色顏料係在可視區域為低穿透率而實現高遮光性,且在紫外區域的穿透率相對較高,藉此效率佳地進行曝光時的化學反應。亦可同時含有苯并呋喃酮系黑色顏料及苝系黑色顏料。作為黑色無機顏料,可舉例如:石墨、或是鈦、銅、鐵、錳、鈷、鉻、鎳、鋅、鈣或銀等金屬之微粒子、氧化物、複合氧化物、硫化物、氮化物或氮氧化物,較佳為具有高遮光性的碳黑或氮化鈦。
作為染料,可舉例如:Sumilan、Lanyl(註冊商標)系列(以上皆為住友化學工業(股)製)、Orasol(註冊商標)、Oracet(註冊商標)、Filamid(註冊商標)、Irgasperse(註冊商標)、Zapon、Neozapon、Neptune、Acidol系列(以上皆為BASF(股)製)、Kayaset(註冊商標)、Kayakalan(註冊商標)系列(以上皆為日本化藥(股)製)、Valifast(註冊商標)Colors系列(ORIENT化學工業(股)製)、Savinyl、Sandoplast、Polysynthren(註冊商標)、Lanasyn(註冊商標)系列(以上皆為Clariant Japan(股)製)、Aizen(註冊商標)、Spilon(註冊商標)系列(以上皆為保土谷化學工業(股)製)、機能性色素(山田化學工業(股)製)、Plast Color、Oil Color系列(有本化學工業(股)製)等。
以提升有機EL顯示裝置之對比為目的,著色劑之顏色較佳係在全波長域能遮蔽可見光的黑色,若使用選自有機顏料、無機顏料及染料的至少1種以上,且在作成硬化膜時呈黑色般的著色劑即可。因此,可使用上述的黑色有機顏料及黑色無機顏料,亦可藉由將兩種以上的有機顏料及染料混合而使其仿黑色化。於仿黑 色化的情況,可藉由從上述紅色、橙色、黃色、紫色、藍色、綠色等之有機顏料及染料將兩種以上混合而得。尚且,感光性樹脂組成物(I)本身並不一定為黑色,亦可使用藉由在加熱硬化時發生顏色變化而使硬化膜呈黑色般的著色劑。
此等之中,從可確保高耐熱性的觀點而言,較佳係使用含有有機顏料及/或無機顏料、且在作成硬化膜時呈黑色般的著色劑。又,從可確保高絕緣性的觀點而言,較佳係使用含有有機顏料及/或染料、且在作成硬化膜時呈黑色般的著色劑。亦即,從可兼具高耐熱性與絕緣性的觀點而言,較佳係使用含有有機顏料、且在作成硬化膜時呈黑色般的著色劑。
著色劑(F-1)之含量係相對於(B-I)成分100質量份,較佳為10質量份以上、更佳為20重質量份以上、再更佳為30質量份以上,且較佳為300質量份以下、更佳為200質量份以下、再更佳為150質量份以下。藉由使著色劑的含量為10質量份以上,可得到硬化膜所需的著色性,藉由設為300質量份以下,可使保存穩定性良好。
感光性樹脂組成物(I)係在使用顏料作為著色劑(F-1)時,較佳為含有分散劑。藉由含有分散劑,可使著色劑均勻且穩定地分散於樹脂組成物中。分散劑並無特別限制,較佳為高分子分散劑。作為高分子分散劑,可舉例如聚酯系高分子分散劑、丙烯酸系高分子分散劑、聚胺基甲酸乙酯系高分子分散劑、聚烯丙基胺系高分子分散劑或碳二亞胺系分散劑。更具體而言,高分子分散劑係指主鏈包含多胺基、聚醚、聚酯、聚胺基甲酸乙酯、聚丙烯酸酯等,於側鏈或主鏈末端具有胺、羧酸、磷酸、胺鹽、羧酸鹽、磷酸鹽等 的具有極性基的高分子化合物。極性基係吸附於顏料,藉由主鏈聚合物的立體障礙而發揮使顏料分散穩定化的作用。
分散劑係分類為:僅具有胺價之(高分子)分散劑、僅具有酸價之(高分子)分散劑、具有胺價及酸價之(高分子)分散劑、或不具有胺價及酸價之(高分子)分散劑,較佳為具有胺價及酸價之(高分子)分散劑、僅具有胺價之(高分子)分散劑,更佳為僅具有胺價之(高分子)分散劑。
作為僅具有胺價之高分子分散劑的具體例,可舉例如:DISPERBYK(註冊商標)102、160、161、162、2163、164、2164、166、167、168、2000、2050、2150、2155、9075、9077、BYK-LP N6919、BYK-LP N21116或BYK-LP N21234(以上皆為BYK公司製)、EFKA(註冊商標)4015、4020、4046、4047、4050、4055、4060、4080、4300、4330、4340、4400、4401、4402、4403或4800(以上皆為BASF公司製)、AJISPER(註冊商標)PB711(味之素Fine-Techno公司製)或SOLSPERSE(註冊商標)13240、13940、20000、71000或76500(以上皆為Lubrizol公司製)。
為了維持耐熱性並提升分散穩定性,分散劑相對於著色劑的比例較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上。又,較佳為100質量%以下,更佳為50質量%以下。
感光性樹脂組成物(I)較佳係含有有機溶劑(G-I)。作為有機溶劑(G-I),可舉例如醚類、乙酸酯類、酯類、酮類、芳香族烴類、醯胺類或醇類的化合物。
更具體而言,可舉例如:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單正丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二 醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單正丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲基正丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚或四氫呋喃等的醚類;乙酸丁酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧丁酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、環己醇乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯(以下稱為「PGMEA」)、二丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯或1,6-己二醇二乙酸酯等的乙酸酯類;甲乙酮、環己酮、2-庚酮或3-庚酮等的酮類;2-羥基丙酸甲酯或2-羥基丙酸乙酯等的乳酸烷酯類;2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲氧丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯或2-側氧基丁酸乙酯等的其他酯類;甲苯或二甲苯等的芳香族烴類;N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺等的醯胺類;或丁醇、異丁醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-2- 丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇或二丙酮醇等的醇類。
於使用顏料作為著色劑(F-1)的情況下,為了使顏料分散穩定化,較佳為使用乙酸酯類化合物作為有機溶劑(G-I)。於感光性樹脂組成物(I)所含之全部有機溶劑(G-I)中所佔的乙酸酯類化合物的比例,較佳為50質量%以上,更佳為70質量%以上。又,較佳為100質量%以下,更佳為90質量%以下。
上述溶劑之使用量,由於視所需之膜厚或採用之塗佈方法而變更,故無特別限定,相對於(B-I)成分之樹脂100質量份,較佳為50~2000質量份、特佳為100~1500質量份。
感光性樹脂組成物(I)視需要亦可以提升與基板間之濕潤性為目的而含有界面活性劑、乳酸乙酯或丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類、乙醇等醇類、環己酮、甲基異丁基酮等酮類、四氫呋喃、二
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烷等醚類。
感光性樹脂組成物(I)可含有密黏改良劑。作為密黏改良劑,可舉例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、環氧環己基乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、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等矽烷偶合劑、鈦螯合劑、鋁螯合劑、使芳香族胺化合物與含有烷氧基之矽化合物進行反應所得到的化合物等。此等亦可含有2種以上。藉由含有此等密黏改良劑,在對感光性樹脂膜進行顯影的情況等,可提高與矽晶圓、ITO、SiO2、氮化矽等基底基材間的密黏性。又,可提高對用於洗淨等之氧電漿、UV臭氧處理的耐性。相對於(B-I)成分100質量份,密黏改良劑之含量較佳為 0.1質量份以上,更佳為0.3質量份以上。又,較佳為10質量份以下,更佳為5質量份以下。
感光性樹脂組成物(I)係視需要以提升與基板間之濕潤性為目的,亦可含有界面活性劑。界面活性劑可使用市售化合物,具體而言,作為聚矽氧系界面活性劑,可舉例如東麗道康寧聚矽氧公司之SH系列、SD系列、ST系列、BYK JAPAN公司的BYK系列、信越Silicones公司之KP系列、東芝Silicones公司之TSF系列等;作為氟系界面活性劑,可舉例如大日本油墨工業公司之「MEGAFAC(註冊商標)」系列、住友3M公司之FLUORAD系列、旭硝子公司之「Surflon(註冊商標)」系列、「AsahiGuard(註冊商標)」系列、新秋田化成公司之EF系列、Omnova Solution公司之PolyFox系列等;作為包含丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系之聚合物的界面活性劑,可舉例如共榮社化學公司之Polyflow系列、楠本化成公司之「DISPARLON(註冊商標)」系列等,但並不限定於此等。
相對於(B-I)成分100質量份,界面活性劑之含量較佳為0.001質量份以上,更佳為0.002質量份以上。又,較佳為1質量份以下,更佳為0.5質量份以下。
接著,說明感光性樹脂組成物(I)之製造方法。例如,可藉由使上述(A-I)~(E-I)成分溶解於有機溶劑(G-I),而獲得感光性樹脂組成物(I)。作為溶解方法,可舉例如攪拌或加熱。於加熱的情況,加熱溫度較佳設定為不致損及樹脂組成物之性能的範圍,通常為室溫~80℃。又,各成分之溶解順序並無特別限定,例如為依溶解性低之化合物起依序使其溶解的方法。
所得感光性樹脂組成物(I)較佳係使用過濾器進行過 濾,將雜質或粒子去除。過濾器孔徑為例如0.5μm、0.2μm、0.1μm、0.05μm等,但並不定於此等。過濾器之材質有如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龍(NY)、聚四氟乙烯(PTFE)等,較佳係使用聚乙烯或尼龍進行過濾。
接著,詳細說明使用感光性樹脂組成物(I)之硬化膜的製造方法。
硬化膜之製造方法係依序包含:
(1)將該感光性樹脂組成物(I)塗佈於基板,形成感光性樹脂膜的步驟;
(2)將該感光性樹脂膜進行乾燥的預烤步驟;
(3)對經乾燥之感光性樹脂膜經由光罩照射化學射線的曝光步驟;
(4)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的顯影步驟;及
(5)對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱而形成硬化膜的步驟。
於形成感光性樹脂膜之步驟中,將感光性樹脂組成物(I)藉由旋塗法、狹隙塗佈法、浸塗法、噴塗法、印刷法等進行塗佈,得到感光性樹脂組成物(I)之感光性樹脂膜。在塗佈前,亦可事先對塗佈感光性樹脂組成物(I)之基板藉上述密黏改良劑進行前處理。例如,使用將密黏改良劑依0.5~20質量%溶解於異丙醇、乙醇、甲醇、水、四氫呋喃、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、乳酸乙酯、己二酸二乙酯等溶媒中的溶液,對基材表面進行處理的方法。作為基材表面之處理方法,可舉例如旋塗、狹隙塗佈、棒塗、浸塗、噴塗、蒸氣處理等方法。
對感光性樹脂膜進行乾燥的預烤步驟,係視需要對經 塗佈之感光性樹脂膜施行減壓乾燥處理,其後,使用加熱板、烘爐、紅外線等,依50℃~180℃之範圍施行1分鐘~數小時之熱處理,可獲得經乾燥之感光性樹脂膜。
接著,說明對經乾燥之感光性樹脂膜經由光罩進行曝光的步驟。對感光性樹脂膜上經由具有所需圖案之光罩照射化學射線。作為曝光所使用之化學射線,有紫外線、可見光線、電子束、x射線等,本發明中較佳係使用水銀燈之i射線(365nm)、h射線(405nm)、g射線(436nm)。照射化學射線後,亦可進行曝光後烘烤。藉由進行曝光後烘烤,可期待顯影後之解析度提升或顯影條件之容許幅度增大等效果。曝光後烘烤可使用烘爐、加熱板、紅外線、閃光退火裝置或雷射退火裝置等。作為曝光後烘烤溫度,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,則反應良好地進行,有可縮短顯影時間的情形。
對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的顯影步驟,係對經曝光之感光性樹脂膜使用顯影液進行顯影,並將曝光部以外去除。作為顯影液,較佳為四甲基氫氧化銨、二乙醇胺、二乙基胺基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙基胺、二乙基胺、甲基胺、二甲基胺、醋酸二甲基胺基乙酯、二甲基胺基乙醇、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、環己基胺、乙二胺、六亞甲基二胺等顯示鹼性之化合物的水溶液。又,視情況亦可於此等鹼水溶液中將N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、二甲基丙烯醯胺等極性溶媒;甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類;環戊酮、環 己酮、異丁基酮、甲基異丁基酮等酮類等單獨或組合數種進行添加。作為顯影方式,可為噴霧、積滯(paddle)、浸漬、超音波等方式。
接著,較佳係對藉顯影所形成之圖案以蒸餾水進行沖洗處理。於此,亦可將乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類等加入至蒸餾水中進行沖洗處理。
接著,藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理的步驟獲得硬化膜。由於藉由加熱處理可去除殘留溶劑或低耐熱性的成分,故可提升耐熱性及耐藥品性。又,於含有熱交聯劑(D-I)的情況,可藉由加熱處理使熱交聯反應進行,可提升耐熱性及耐藥品性。此加熱處理係選擇溫度、階段性進行升溫,或選擇某溫度範圍連續地進行升溫並實施5分鐘~5小時。作為一例,可舉例如於150℃、250℃各進行30分鐘熱處理。或者,由室溫至300℃為止歷時2小時直線地進行升溫的方法等。本發明中作為加熱處理條件,較佳為180℃以上、更佳為200℃以上、又更佳為230℃以上、特佳為250℃以上。又,加熱處理條件較佳為400℃以下、更佳為350℃以下、又更佳為300℃以下。
接著,說明使用了由感光性樹脂組成物(I)所形成之感光性片材的硬化膜之製造方法。尚且,於此,感光性片材係定義為於剝離性基板上塗佈感光性樹脂組成物(I),並進行乾燥而得的片材。
在使用由感光性樹脂組成物(I)所形成之感光性片材的情況、於上述感光性片材具有保護薄膜的情況係將其剝離,使感光性片材與基板相對向,藉熱壓黏貼合,得到感光性樹脂膜。感光 性片材係可將感光性樹脂組成物(I)於屬於剝離性基材之由聚對苯二甲酸乙二酯等所構成的支撐薄膜上進行塗佈、乾燥而得。
熱壓黏可藉由熱壓處理、熱層合處理、熱真空層合處理等進行。貼合溫度係由對基板之密黏性、埋入性的觀點而言,較佳為40℃以上。又,在感光性片材具有感光性的情況,為了防止貼合時感光性片材發生硬化、於曝光.顯影步驟中圖案形成之解析度降低,貼合溫度較佳為140℃以下。
將感光性片材貼合於基板而得之感光性樹脂膜,係藉由上述對感光性樹脂膜進行曝光之步驟、對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影之步驟、及加熱硬化之步驟而可形成硬化膜。
使感光性樹脂組成物(I)或感光性片材經硬化的硬化膜(以下有時稱為本發明之硬化膜的第二態樣),可使用於有機EL顯示裝置或半導體裝置、多層佈線板等之電子零件。具體而言,適合使用於有機EL元件之絕緣層、使用了有機EL元件之顯示裝置的具驅動電路基板的平坦化層、半導體裝置或半導體零件之再佈線間之層間絕緣膜、半導體之鈍化膜、半導體元件之保護膜、高密度安裝用多層佈線之層間絕緣膜、電路基板之佈線保護絕緣層、固體影像感測元件之晶載微透鏡或各種顯示器.固體影像感測元件用平坦化層等用途。作為具有配置了本發明之硬化膜的第二態樣之表面保護膜或層間絕緣膜等的電子裝置,可舉例如低耐熱性之MRAM等。亦即,本發明之硬化膜的第二態樣適合作為MRAM之表面保護膜用。又,可使用於含有形成於基板上之第一電極、及與上述第一電極相對向設置之第二電極的顯示裝置,具體而言例如LCD、ECD、ELD、有機EL等顯示裝置的絕緣層。以下以有機EL顯示裝 置為例進行說明。
具備感光性樹脂組成物(I)之硬化膜的有機EL顯示裝置,係於基板上具有驅動電路、平坦化層、第1電極、絕緣層、發光層及第2電極,該絕緣層係由本發明之硬化膜的第二態樣所構成。列舉主動矩陣型之顯示裝置為例,於玻璃或樹脂薄膜等之基板上,具有TFT、及位於TFT側方部並與TFT連接的佈線,於其上以被覆凹凸之方式具有平坦化層,進而於平坦化層上設置顯示元件。顯示元件與佈線間係經由形成於平坦化層之接觸孔而連接。
具備感光性樹脂組成物(I)之硬化膜的有機EL顯示裝置,較佳係適合使用於在使用由該硬化膜包圍之畫素內之至少一部分藉噴墨方式形成的製造方法之情況。藉由使用使感光性樹脂組成物(I)或感光性樹脂片材硬化的硬化膜,可獲得具有撥液性、防止噴墨方式中所使用之吐出液侵入至鄰接之畫素內,而顯示不良之發生少、耐久性優越的有機EL顯示裝置。
[實施例]
以下列舉實施例說明本發明,但本發明並不受限於此等例。首先,說明測定方法及評價方法。
(1)平均分子量測定
實施例所使用之(a1)~(a8)及(c1)~(c2)的分子量,係使用GPC(凝膠滲透層析)裝置Waters2690-996(日本Waters(股)製),以四氫呋喃(以下稱為THF)作為展開溶媒進行測定,依聚苯乙烯換算計算出重量平均分子量(Mw)。
又,實施例所使用之(b1)~(b4)的分子量,係使用上述 GPC裝置,以N-甲基-2-吡咯啶酮(以下稱為NMP)作為展開溶媒進行測定,依聚苯乙烯換算計算出數量平均分子量(Mn)。
(2)膜厚測定
使用表面粗糙度、輪廓形狀測定機(SURFCOM1400D;東京精密(股)),依測定倍率10,000倍、測定長度1.0mm、測定速度0.30mm/s,測定預烘烤後、顯影後及硬化後的膜厚。
(3)接觸角之評價
於接觸角之測定時,係在依後述方法形成於基板上之隔壁圖案上,滴下1μL之丙二醇單甲醚乙酸酯(以下稱為PGMEA)測定接觸角。測定時係使用接觸角測定裝置DMs-401(協和界面科學公司製),根據JIS-R3257,依23℃藉靜滴法進行測定。
如下述般判定硬化膜上之PGMEA接觸角的測定結果,將接觸角為60°以上(A+)、接觸角為50°以上且未滿60°(A)、及接觸角為40°以上且未滿50°(B)視為優秀,將接觸角為30°以上且未滿40°(C)視為良好,將接觸角未滿30°(D)視為不良。
A+:接觸角為60°以上
A:觸角為50°以上且未滿60°
B:接觸角為40°以上且未滿50°
C:接觸角為30°以上且未滿40°
D:接觸角未滿30°
(4)開口部之油墨濕潤性評價
使用形成後述隔壁圖案5的基板,作為電洞注入層,係將以苯甲酸甲酯為溶媒的化合物(HT-1)的油墨,使用噴墨裝置(ULVAC公司製Litlex142),滴下至由隔壁包圍之區域時,計數用於塗佈開口部全體所需的油墨液滴數。此評價中所使用之油墨之每1滴的體積為15pl。
(5)顯示不良發生率之評價
將依後述方法所製作的有機EL顯示裝置,依10mA/cm2進行直流驅動使其發光,觀察畫素中心部是否有非發光區域等之顯示不良,於20個有機EL顯示裝置中,從正常發光之個數算出顯示不良發生率。
如下述般進行判定,將顯示不良發生率為30%以上且未滿40(C)視為合格,將顯示不良發生率為20%以上且未滿30%(B)視為良好,將顯示不良發生率未滿20%(A及A+)視為優秀。
A+:顯示不良發生率為0%以上且未滿10%
A:顯示不良發生率為10%以上且未滿20%
B:顯示不良發生率為20%以上且未滿30%
C:顯示不良發生率為30%以上且未滿40%
D:顯示不良發生率為40%以上且未滿70%
E:顯示不良發生率為70%以上且未滿100%
(6)耐久性之評價
將依後述方法所製作的有機EL顯示裝置,於80℃保持100小時後,依10mA/cm2進行直流驅動使其發光,觀察畫素中心部是否有非發光區域等之顯示不良,與上述同樣地算出顯示不良發生率, 並判定耐久性。
A+:顯示不良發生率為0%以上且未滿10%
A:顯示不良發生率為10%以上且未滿20%
B:顯示不良發生率為20%以上且未滿30%
C:顯示不良發生率為30%以上且未滿40%
D:顯示不良發生率為40%以上且未滿70%
E:顯示不良發生率為70%以上且未滿100%
實施例及比較例所使用之化合物如以下所示。
合成例1:化合物(A-I)及撥液材(A)之合成
於具備攪拌裝置、回流冷卻管、滴下漏斗、溫度計及氮氣吹入口的1000mL反應容器中,加入環己酮100質量份,於氮氣環境下升溫至110℃。將環己酮之溫度維持於110℃,將表1所示單體混合溶液藉滴下漏斗依2小時進行等速滴下,調製各單體溶液。滴下結束後,將單體溶液升溫至115℃,使其反應2小時而得到共聚合物(a1)~(a9)。使用GPC求得重量平均分子量。其結果示於表1。
表1中之簡稱如以下所示。
DMAA:N,N-二甲基丙烯醯胺
FAMAC-6:2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
Karenz MOI-BM:甲基丙烯酸2-(0-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙基酯
[表1]
Figure 108136694-A0101-12-0063-82
合成例2:含有羥基之二胺化合物的合成
使2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷(以下稱為BAHF)18.3g(0.05莫耳)溶解於丙酮100mL、環氧丙烷17.4g(0.3莫耳),冷卻至-15℃。於其中滴下使3-硝基苯甲醯氯20.4g(0.11莫耳)溶解於丙酮100mL的溶液。滴下結束後,依-15℃反應4小時。其後回復至室溫。濾取析出之白色固體,以50℃進行真空乾燥。
將固體30g置入於300mL之不鏽鋼高壓釜中,分散於甲基賽珞蘇250mL,加入5%鈀-碳2g。於其中藉氣球導入氫,於室溫進行還原反應。約2小時後,確認氣球不再減小則結束反應。反應結束後,進行過濾去除屬於觸媒之鈀化合物,藉旋轉蒸發器進行濃縮,得到下式所示含有羥基之二胺化合物。
[化23]
Figure 108136694-A0101-12-0064-27
合成例3:鹼可溶性樹脂(b1)之合成
於乾燥氮氣流下,使3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐(以下稱為ODPA)62.0g(0.20莫耳)溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下稱為NMP)500g。於其中將合成例2所得含有羥基之二胺化合物96.7g(0.16莫耳)與NMP100g一起加入,依20℃反應1小時,接著依50℃反應2小時。接著,將作為末端封閉劑之3-胺基酚8.7g(0.08 莫耳)與NMP50g一起加入,依50℃反應2小時。其後,投入N,N-二甲基甲醯胺二甲基縮醛47.7g(0.40莫耳)。投入後,依50℃攪拌3小時。攪拌結束後,將溶液冷卻至室溫後,將溶液投入至水5L中得到白色沉澱。過濾並收集此沉澱,以水洗淨3次後,以80℃之真空乾燥機進行乾燥24小時,得到目標之聚醯亞胺前驅物(b1)。聚醯亞胺前驅物(b1)之數量平均分子量為11000。
合成例4:鹼可溶性樹脂(b2)之合成
於乾燥氮氣流下,使BAHF58.6g(0.16莫耳)、作為末端封閉劑之3-胺基酚8.7g(0.08莫耳)溶解於N-甲基-3-吡咯啶酮(NMP)300g。於其中將ODPA62.0g(0.20莫耳)與NMP100g一起加入,依20℃攪拌1小時,接著依50℃攪拌4小時。其後,添加二甲苯15g,使水與二甲苯一起共沸,並依150℃攪拌5小時。攪拌結束後,將溶液投入至水5L中並收集白色沉澱。過濾並收集此沉澱,以水洗淨3次後,以80℃之真空乾燥機進行乾燥24小時,得到目標之聚醯亞胺(b2)。聚醯亞胺(b2)之數量平均分子量為8200。
合成例5:鹼可溶性樹脂(b3)之合成
於乾燥氮氣流下,使二苯基醚-4,4’-二羧酸41.3g(0.16莫耳)與1-羥基-1,2,3-苯并三唑43.2g(0.32莫耳)反應而得到的二羧酸衍生物之混合物0.16莫耳、與BAHF73.3g(0.20莫耳)溶解於NMP570g,其後以75℃反應12小時。接著,加入溶解於NMP 70g之5-降
Figure 108136694-A0101-12-0065-77
烯-2,3-二羧酸酐13.1g(0.08莫耳),再攪拌12小時而結束反應。過濾反應混合物後,將反應混合物投入至水/甲醇=3/1(容積比)之溶液中 得到白色沉澱。過濾並收集此沉澱,以水洗淨3次後,以80℃之真空乾燥機進行乾燥24小時,得到目標之聚苯并
Figure 108136694-A0101-12-0066-78
唑(PBO)前驅物(b3)。PBO前驅物(b3)之數量平均分子量為8500。
合成例6:鹼可溶性樹脂(b4)之合成
藉由公知方法(日本專利第3120476號,實施例1),合成甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/苯乙烯共聚合體(質量比30/40/30)。對該共聚合體100質量份,使甲基丙烯酸縮合甘油酯40質量份加成,藉精製水進行再沉澱,並進行過濾及乾燥,藉此得到數量平均分子量10000、酸價110(mgKOH/g)的屬於含有自由基聚合性單體之聚合體的丙烯酸樹脂(b4)。
合成例7:酚樹脂(c1)之合成
於乾燥氮氣流下,填裝間甲苯酚108.0g(1.00莫耳)、37質量%甲醛水溶液75.5g(甲醛0.93莫耳)、草酸二水合物0.63g(0.005莫耳)、甲基異丁基酮264g後,浸漬於油浴中,使反應液回流並進行聚縮合反應4小時。其後,將油浴溫度歷時3小時進行升溫,其後,將燒瓶內之壓力減壓至4.0kPa~6.7kPa,去除揮發份,將溶解之樹脂冷卻至室溫,得到酚醛清漆型酚樹脂(c1)。由GPC測得重量平均分子量為3,500。
合成例8:醌二疊氮化合物(e2)之合成
於乾燥氮氣流下,使TrisP-PA(商品名,本州化學工業(股)製)21.22g(0.05莫耳)與氯化-5-萘醌二疊氮磺醯酸36.27g(0.135莫耳) 溶解於1,4-二
Figure 108136694-A0101-12-0067-79
烷450g中,並設為室溫。於其中依系統內不致成為35℃以上的方式,滴下與1,4-二
Figure 108136694-A0101-12-0067-80
烷50g混合的三乙基胺15.18g。滴下後,於30℃下攪拌2小時。將三乙基胺鹽過濾,將濾液投入至水中。其後,藉過濾收集析出之沉澱。將此沉澱利用真空乾燥機進行乾燥,獲得下式所示之醌二疊氮化合物(e2)。
[化24]
Figure 108136694-A0101-12-0067-29
以下表示實施例所使用成分的簡稱。
<(A)撥液材>
「MEGAFAC(註冊商標)」RS-72-K(含有下述化學式之聚合體作為具胺基甲酸乙酯基及一般式(13)所示構造之化合物的撥液材,DIC(股)製)
[化25]
Figure 108136694-A0101-12-0067-30
<(D-I)及(D)熱交聯劑>
HMOM-TPHAP:(具有酚性羥基,且於上述酚性羥基之兩鄰位 具有分子量40以上之取代基的下述化學式所示化合物,本州化學工業(股)製)
[化26]
Figure 108136694-A0101-12-0068-31
VG3101L:「TECHMORE」(註冊商標)VG3101L(下述化學式所示化合物,Printec(股)製)。
[化27]
Figure 108136694-A0101-12-0068-32
<溶劑>
PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯
PGME:丙二醇單甲醚
GBL:γ-丁內酯。
[實施例1~27、比較例1~7]
圖2表示評價所使用之基板的概略圖。首先,於38×46mm之無鹼玻璃板1,藉濺鍍法,於無鹼玻璃板全面形成ITO透明導電膜10nm,作為第一電極2並進行蝕刻。又,為了取出第二電極而亦同時形成輔助電極3。將所得基板藉由「Semico Clean」(註冊商標)56(Furuuchi化學(股)製)進行超音波洗淨10分鐘後以超純水洗淨,並進行乾燥作為基板。
接著,於黃色燈下,依表2及表3所示調配比混合各成分,於室溫進行充分攪拌使其溶解。其後,將所得溶液藉孔徑1μm之過濾器進行過濾,得到感光性樹脂組成物W1~W34。使用所得感光性樹脂組成物,於此基板上藉由旋塗法進行塗佈,於120℃之加熱板上預烘烤4分鐘形成乾燥塗膜後,經由具有既定圖案之光罩進行圖案曝光後,藉2.38%TMAH水溶液進行顯影60秒或120秒,使不需要之部分溶解後,藉純水沖洗,分別作成:於基板上,在中央配置了一處寬70μm及長260μm之開口部的隔壁圖案4者;與同樣地於基板上使寬70μm及長260μm之開口部依寬方向上間隙155μm及長度方向上間隙465μm進行配置,且形成各開口部係露出第一電極之形狀的隔壁圖案5者。
接著,將形成了於中央配置一處開口部的隔壁圖案4、及隔壁圖案5的基板,依250℃使用無塵爐(光洋THERMO SYSTEM(股)公司製),於氮環境下加熱1小時使其硬化,使用形成了於中央配置一處開口部的隔壁圖案4的基板,進行(3)接觸角之評 價。其結果示於表4及表5。
接著,藉2.38%TMAH水溶液進行顯影60秒,使用形成了隔壁圖案5的基板,作為電洞注入層,係將以苯甲酸甲酯為溶媒的化合物(HT-1)的油墨,使用噴墨裝置(ULVAC公司製Litlex142),滴下至由隔壁包圍之區域,實施(4)開口部之油墨濕潤性評價。其後,依200℃燒成,形成電洞注入層。接著,作為電洞輸送層,係將以4-甲氧基甲苯為溶媒的化合物(HT-2),使用噴墨裝置滴下至由隔壁包圍之區域後,依190℃燒成,形成電洞輸送層。進而,作為發光層,係將以4-甲氧基甲苯為溶媒的化合物(GH-1)與化合物(GD-1)的混合物,使用噴墨裝置滴下至由隔壁包圍之區域後,依130℃燒成,形成發光層。其後,作為電子輸送材料,係將化合物(ET-1)與化合物(LiQ)依體積比1:1,藉真空蒸鍍法順序積層,形成有機EL層6。接著,將化合物(LiQ)蒸鍍2nm後,將Mg與Ag依體積比10:1蒸鍍10nm作成第二電極7。最後,於低濕氮環境下使用環氧樹脂系接黏劑將蓋狀玻璃板接黏而密封,於1片基板上製作4個5mm四方的發光裝置。
[化28]
Figure 108136694-A0101-12-0071-33
將依上述方法所製作的有機EL顯示裝置,依10mA/cm2進行直流驅動使其發光,進行(5)顯示不良發生率的評價。進而,於80℃保持100小時,再次依10mA/cm2進行直流驅動使其發光,確認發光特性有無變化而實施(6)耐久性之評價,結果示於表4及表5。
如此,確認到顯示不良之發生少、於加速條件之耐久性試驗後仍維持作為發光元件的性能、具有高耐久性的有機EL發光元件。
[表2]
Figure 108136694-A0101-12-0072-34
[表3]
Figure 108136694-A0101-12-0073-35
[表4]
Figure 108136694-A0101-12-0074-36
[表5]
Figure 108136694-A0101-12-0075-37
[實施例28~34]
圖2表示評價所使用之基板的概略圖。首先,於38×46mm之無鹼玻璃板1,藉濺鍍法,於無鹼玻璃板全面形成ITO透明導電膜10nm,作為第一電極2並進行蝕刻。又,為了取出第二電極而亦同時形成輔助電極3。將所得基板藉由「Semico Clean」(註冊商標)56(Furuuchi化學(股)製)進行超音波洗淨10分鐘後以超純水洗淨,並進行乾燥作為基板。
接著,使用感光性樹脂組成物W21,於此基板上藉由旋塗法進行塗佈,於120℃之加熱板上預烘烤4分鐘形成乾燥塗膜。其後,經由具有既定圖案之光罩進行圖案曝光。此時,藉由「半曝光」,依成為下述段差形狀之方式進行曝光,該段差形狀係具有 橫剖面為梯形狀之第1隔壁部、與在該第1隔壁部之上部具有橫剖面為梯形狀之第2隔壁部,且於與該基板呈垂直方向切割的面中,在將該第1隔壁部之上面寬設為A、將該第2隔壁部之底面寬設為B時,滿足A>B之關係。
接著,藉2.38%TMAH水溶液進行顯影60秒,使不需要之部分溶解後,藉純水沖洗,作成2片:於基板上使寬70μm及長260μm之開口部依寬方向上間隙155μm及長度方向上間隙465μm進行配置,且形成各開口部係露出第一電極之形狀的隔壁圖案5。表6表示所作成之隔壁的膜厚。
接著,使用形成了隔壁圖案5的基板,作為電洞注入層,係將以苯甲酸甲酯為溶媒的化合物(HT-1)的油墨,使用噴墨裝置(ULVAC公司製Litlex142),滴下至由隔壁包圍之區域。此時,確認開口部外有無油墨漏出,如下述般評價。
A:無油墨漏出
B:有油墨漏出
接著,依200℃燒成,形成電洞注入層。其後,使用第1片基板對開口部之橫剖面進行SEM觀察,確認電洞注入層端部的位置。如下述般評價。
A:電洞注入層端部位於第2隔壁部側面上。
B:電洞注入層端部位於第1隔壁部側面上。
接著,於另一基板上,作為電洞輸送層,係將以4-甲氧基甲苯為溶媒的化合物(HT-2),使用噴墨裝置滴下至由隔壁包圍之區域後,依190℃燒成,形成電洞輸送層。進而,作為發光層, 係將以4-甲氧基甲苯為溶媒的化合物(GH-1)與化合物(GD-1)的混合物,使用噴墨裝置滴下至由隔壁包圍之區域後,依130℃燒成,形成發光層。其後,作為電子輸送材料,係將化合物(ET-1)與化合物(LiQ)依體積比1:1,藉真空蒸鍍法順序積層,形成有機EL層6。接著,將化合物(LiQ)蒸鍍2nm後,將Mg與Ag依體積比10:1蒸鍍10nm作成第二電極7。最後,於低濕氮環境下使用環氧樹脂系接黏劑將蓋狀玻璃板接黏而密封,於1片基板上製作4個5mm四方的發光裝置。
將依上述方法所製作的有機EL顯示裝置,依10mA/cm2進行直流驅動使其發光,比較畫素之中心部與外周部,觀察有無畫素內之輝度不均,並進行評價。
A:比較畫素之中心部與外周部,無顯示不良。
B:比較畫素之中心部與外周部,有顯示不良。
[表6]
Figure 108136694-A0101-12-0077-38

Claims (21)

  1. 一種感光性樹脂組成物,係含有至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)、鹼可溶性樹脂(B)及感光劑(E)者,其中,鹼可溶性樹脂(B)包含選自由聚醯亞胺、聚苯并
    Figure 108136694-A0101-13-0001-81
    唑、聚醯胺醯亞胺、其等之前驅物及其等之共聚合體所構成群中之至少1種鹼可溶性樹脂。
  2. 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係包含具有下述一般式(1)或下述一般式(11)所示構造單位的化合物;
    [化1]
    Figure 108136694-A0101-13-0001-39
    (一般式(1)中,R1、R2及R3表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,分別可為相同或不同;)
    [化2]
    Figure 108136694-A0101-13-0001-41
    (一般式(11)中,R18表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R19表 示碳數1~6之脂肪族基;A表示下述式(A-1)或(A-2)所示胺基甲酸乙酯基;)
    [化3]
    Figure 108136694-A0101-13-0002-42
  3. 如請求項1或2之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係包含具有下述一般式(2)所示構造單位或下述一般式(13)所示構造的化合物;
    [化4]
    Figure 108136694-A0101-13-0002-43
    (一般式(2)中,R4表示氫原子或碳數1~4之1價有機基,R5表示碳數1~6之脂肪族基,R6表示碳數3~6之全氟烷基;)
    [化5]
    Figure 108136694-A0101-13-0002-44
    (一般式(13)中,X係選自以下構造式(a)~(e),所有X可為相同構造,亦可為複數構造以無規或嵌段狀存在;m為表示重複單位數的1~100之整數;)
    [化6]
    Figure 108136694-A0101-13-0003-83
  4. 如請求項3之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係包含具有一般式(11)所示構造單位及一般式(13)所示構造的化合物。
  5. 如請求項2至4中任一項之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係一般式(1)或一般式(11)所示構造單位的合計為構成該撥液材(A)之構造單位全體的15~85莫耳%之範圍。
  6. 如請求項1至5中任一項之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)係進一步具有環氧基。
  7. 如請求項1至6中任一項之感光性樹脂組成物,其中,上述至少具有醯胺基或胺基甲酸乙酯基的撥液材(A)之含量係相對於上述鹼可溶性樹脂(B)100質量份為0.1~10質量份。
  8. 如請求項1至7中任一項之感光性樹脂組成物,其中,進一步含有選自由酚樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂所構成群中之至少1種之樹 脂(C)。
  9. 如請求項8之感光性樹脂組成物,其中,相對於上述鹼可溶性樹脂(B)100質量份,上述選自由酚樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂所構成群中之至少1種以上之樹脂(C)的總和為10~100質量份。
  10. 如請求項1至9中任一項之感光性樹脂組成物,其中,進一步含有熱交聯劑(D)。
  11. 如請求項1至10中任一項之感光性樹脂組成物,其中,進一步含有著色劑(F)。
  12. 一種硬化膜,係由請求項1至11中任一項之感光性樹脂組成物之硬化物所構成。
  13. 一種顯示裝置,係具有形成於基板上之格子狀隔壁者,其中,該隔壁係包含請求項12之硬化膜。
  14. 如請求項13之顯示裝置,其中,上述形成於基板上之格子狀隔壁,係具有在隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切割的橫剖面為梯形狀之第1隔壁部、與在該第1隔壁部之上部其橫剖面為梯形狀之第2隔壁部的段差形狀,於該橫剖面,在將該第1隔壁部之上面寬設為A、將該第2隔壁部之底面寬設為B時,滿足A>B之關係。
  15. 如請求項14之顯示裝置,其中,上述隔壁之膜厚為0.5~5.0μm,且上述第1隔壁部之膜厚為0.1~1.0μm。
  16. 如請求項14或15之顯示裝置,其中,上述第1隔壁部與上述第2隔壁部係由相同材料之硬化膜所形成。
  17. 一種顯示裝置,係於請求項13至16中任一項之顯示裝置之由隔壁所包圍的區域內,形成了機能層。
  18. 如請求項17之顯示裝置,其中,於隔壁之長度方向及對基板表面呈垂直切割的橫剖面中,該機能層之端部係位於上述第2隔壁部之側面上。
  19. 一種有機EL顯示裝置,係於請求項17或18之顯示裝置的機能層包含選自由有機EL發光材料、電洞注入材料及電洞輸送材料所構成群中之至少1種。
  20. 一種附隔壁之基板之製造方法,係依序具有下述(1)~(4)之步驟;
    (1)於具有第一電極之基板上塗佈請求項1至11中任一項之感光性樹脂組成物而形成感光性樹脂膜的步驟;
    (2)對上述感光性樹脂膜進行曝光的步驟;
    (3)對經曝光之感光性樹脂膜進行顯影的步驟;
    (4)藉由對經顯影之感光性樹脂膜進行加熱處理而形成隔壁的步驟。
  21. 一種顯示裝置之製造方法,係依序具有下述(5)~(6)之步驟;
    (5)於具有含請求項1至11中任一項之感光性樹脂組成物之硬化物的隔壁的附隔壁之基板,於該隔壁所包圍之區域內將機能性油墨藉噴墨進行塗佈而形成機能層的步驟;
    (6)於該機能層上形成第2電極形成的步驟。
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