TWI492976B - 用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物、使用其之絕緣膜、及使用其之顯示裝置（一） - Google Patents

用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物、使用其之絕緣膜、及使用其之顯示裝置（一） Download PDF

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Description

用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物、使用其之絕緣膜、及使用其 之顯示裝置(一) 相關申請案之對照參考資料
本申請案主張於2012年12月26日於韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2012-0153749號案之優先權及利益，其完整內容合併於本文中以供參考。
發明背景 (a)發明領域
本揭露內容係有關於用於顯示裝置絕緣膜之一光敏樹脂組成物，使用其之一顯示裝置絕緣膜，及一顯示裝置。
 (b)相關技藝說明
傳統上，用於一半導體裝置之一表面保護層及一層間絕緣膜使用具有優異耐熱性、電特徵、機械特徵等之一聚醯亞胺樹脂。聚醯亞胺樹脂最近已被作為一光敏聚醯亞胺先質組成物。光敏聚醯亞胺先質組成物係輕易塗覆於一半導體裝置上，藉由紫外(UV)線圖案化，顯影，及熱醯 亞胺化，且因此，形成一表面保護層、一層間絕緣膜等。因此，與一傳統非光敏聚醯亞胺先質組成物相比，光敏聚醯亞胺先質組成物可顯著縮短加工時間。
光敏聚醯亞胺先質組成物可以正型(其中，一經曝光部份被顯影及溶解)及負型(其中，經曝露部份被固化及維持)塗敷。正型光敏聚醯亞胺先質組成物係較佳地被使用，因為一無毒鹼水溶液被作為一顯影溶液。正光敏聚醯亞胺先質組成物包含聚醯胺酸之聚醯亞胺先質、重氮萘醌光敏材料等。但是，正光敏聚醯亞胺先質組成物具有不會獲得所欲圖案之問題，因為聚醯胺酸之羧酸係太高度地可溶於鹼中。為解決此問題，已提出藉由以酚羧基酸替代羧酸而製備之材料，例如，以具有至少一羧基基團之一醇化合物酯化聚醯胺酸(參考日本專利早期公開第H10-30739號案)，但此材料係不足地顯影，且造成膜損失及自一基材脫層之問題。
最近，藉由使聚苯并唑先質與一重氮萘醌化合物混合而製備之另一材料已引起注意(日本專利早期公開第S63-96162號案)。但是，當實際作為聚苯并唑先質組成物時，未曝光部份之膜損失顯著增加，於顯影後幾乎不能獲得一所欲圖案。為改善此問題，若聚苯并唑先質之分子量增加，未曝光部份之膜損失降低，但殘質(浮渣)於顯影期間產生，使解析度惡化且增加曝光部份之顯影時間。為解決此問題，對一聚苯并唑先質組成物添加一特定酚化合物已被報導於顯影期間抑制未曝光部份之膜損失(日本 專利早期公開第H9-302221號案及日本專利早期公開第2000-292913號案)。但是，未曝光部份之膜損失的抑制不足夠。因此，需要關於增加抑制膜損失及避免顯影殘質(浮渣)產生之研究。此外，需要關於溶解抑制劑之研究，因為用以調整溶解度之酚化合物於固化期間之高溫分解，造成副反應等，且因此，對經固化之膜的機械性質造成重大損害。
另一方面，含有一聚苯并唑先質之正光敏樹脂組成物可被應用於顯示裝置領域之一有機絕緣膜或一阻隔壁(barrier rib)材料。作為一顯示裝置之一例子，一液晶顯示器具有輕、薄、低成本、低操作耗電量、與積體電路優異黏著性等之優點，且已更廣範應用於一膝上型電腦、一監視器，及一電視螢幕。液晶顯示器包含一具有一黑色矩陣、一濾色器，及一ITO像素電極之下基材，一含有一液晶層、一薄膜電晶體，及一電容器層之主動電路部，及一具有一ITO像素電極之上基材。於液晶顯示裝置，濾色器係於一像素區域藉由一預定順序依序堆疊多數個濾色器(一般係由諸如紅色(R)、綠色(G)，及藍色(B)之三原色形成)形成每一像素而形成，且一黑色矩陣係以一預定圖案置於一透明基材上於像素間形成一邊界。
至於最近時期積極發展之有機發光二極體(OLED)，每一有機發光元件係以呈矩陣格式之像素配置。此等像素可被配置發射相同顏色，及製造一單色顯示器，或配置成紅(R)、綠(G)及藍(B)三原色發寸各種不同顏色。
 發明概要
本發明之實施例提供用於顯示裝置之一正光敏樹脂組成物，其具有改良之膜殘餘率、敏感性，及介電常數，與一曝光部份之低殘質發生率。
本發明之另一實施例提供一絕緣膜，其使用用於顯示裝置之此正光敏樹脂組成物。
本發明之另一實施例提供一顯示裝置，其包含此絕緣膜。
本發明之一實施提供一種光敏樹脂組成物，包含(A)一鹼可溶樹脂，(B)一光敏重氮醌化合物，(C)一含矽氧烷之顆粒，其具有100至400 m2 /g之比表面積，及(D)一溶劑。
含矽氧烷之顆粒(C)可具有100至300 m2 /g之比表面積。
鹼可溶樹脂(A)可為一聚苯并唑先質、聚醯胺酸、聚醯亞胺，或其等之組合。
含矽氧烷之顆粒可以下列化學式1表示。
[化學式1]Rm Si(OR1)4-m
於上之化學式1，R係一氫原子、一羥基基團、一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取 代之C6至C30芳基基團，或其等之組合，R1係一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取代之C6至C30芳基基團，或其等之組合，且m係1至3之整數。
以100重量份之鹼可溶樹脂(A)為基準，正光敏樹脂組成物可包含5至100重量份之光敏重氮醌化合物(B)，1至10重量份之含矽氧烷之顆粒(C)，及100至400重量份之溶劑(D)。
正光敏樹脂組成物可進一步包含一酚化合物。
於本發明之另一實施例，提供一顯示裝置絕緣膜，其係使用此正光敏樹脂組成物製造。
於本發明之另一實施例，提供一顯示裝置，其含有此絕緣膜。
依據本發明一實施例之用於絕緣膜之光敏樹脂組成物、使用其之一絕緣膜，及含有其之一顯示裝置可具有改良之膜殘餘率、敏感性，及低電常數，但於一曝光部份係低殘質發生率。
100‧‧‧第一電極之開口部
200‧‧‧第二電極之開口部
101‧‧‧圓錐角
102‧‧‧發射層
103‧‧‧陰極
104‧‧‧絕緣層
105‧‧‧陽極
106‧‧‧TFT電極層
107‧‧‧玻璃
圖式簡單說明
圖1係顯示據一實施例之一顯示裝置之示意(截面)圖。
圖2係顯示於曝光/顯影後之依據一實施例的一光敏樹脂組成物之一絕緣膜圖案之示意圖。
 詳細說明
例示實施例其後會以詳細說明而描述。但是，此等實施例係例示性，且本揭露內容不限於此。
於本說明書，當特別定義未以其它方式提供時，術語“取代”係指以至少一選自下列之一取代基取代者：一鹵素(-F、-Cl、-Br，或-I)、一羥基基團、一硝基基團、一氰基基團、一胺基基團、(NH2 、NH(R200 )或N(R201 )(R202 )，其中，R200 、R201 及R202 係相同或不同，且獨立地係一C1至C10烷基基團)、一甲脒基基團、一聯胺基團、一聯胺基團、一羧基基團、一經取代或未經取代之烷基基團、一經取代或未經取代之烯基基團、一經取代或未經取代之炔基基團、一經取代或未經取代之脂環狀有機基團、一經取代或未經取代之芳基基團，及一經取代或未經取代之雜環狀基團，以替代一官能基之至少一氫。
於本說明書，當特別定義未以其它方式提供時，術語“烷基基團”係指一C1至C30烷基基團，且特別係一C1至C15烷基基團，術語“環烷基基團”係指一C3至C30環烷基基團，且特別是一C3至C18環烷基基團，術語“烷氧基基團”係指一C1至C30烷氧基基團，且特別是一C1至C18烷氧基基團，術語“芳基基團”係指一C6至C30芳基基團，且特別是一C6至C18芳基基團，術語“烯基基團”係指一C2至C30烯基基 團，且特別是一C2至C18烯基基團，術語“亞烷基基團”係指一C1至C30亞烷基基團，且特別是一C1至C18亞烷基基團，且術語“亞芳基基團”係指一C6至C30亞芳基基團，且特別是一C6至C16亞芳基基團。
於本說明書，當特別定義未以其它方式提供時，術語“脂族有機基團”係指一C1至C30烷基基團、一C2至C30烯基基團、一C2至C30炔基基團、一C1至C30亞烷基基團、一C2至C30亞烯基基團，或一C2至C30亞炔基基團，且特別是一C1至C15烷基基團、一C2至C15烯基基團、一C2至C15炔基基團、一C1至C15亞烷基基團、一C2至C15亞烯基基團，或一C2至C15亞炔基基團，術語“脂環狀有機基團”係指一C3至C30環烷基基團、一C3至C30環烯基基團、一C3至C30環炔基基團、一C3至C30亞環烷基基團、一C3至C30亞環烯基基團，或一C3至C30亞環炔基基團，且特別是一C3至C15環烷基基團、一C3至C15環烯基基團、一C3至C15環炔基基團、一C3至C15亞環烷基基團、一C3至C15亞環烯基基團，或一C3至C15亞環炔基基團，術語“芳香族有機基團”係指一C6至C30芳基基團，或一C6至C30亞芳基基團，且特別是一C6至C16芳基基團，或一C6至C16亞芳基基團，術語“雜環狀基團”係指一C2至C30雜環烷基基團、一C2至C30亞雜環烷基基團、一C2至C30雜環烯基基團、一C2至C30亞雜環烯基基團、一C2至C30雜環炔基基團、一C2至C30亞雜環炔基基團、一C2至C30雜芳基基團，或一C2至C30亞雜芳基基團，其於一環內係包含1至3個選自O、S、N、P、Si，及 此等之組合的雜原子，且特別是一C2至C15雜環烷基基團、一C2至C15亞雜環烷基基團、一C2至C15雜環烯基基團、一C2至C15亞雜環烯基基團、一C2至C15雜環炔基基團、一C2至C15亞雜環炔基基團、一C2至C15雜芳基基團，或一C2至C15亞雜芳基基團，其於一環內係包含1至3個選自O、S、N、P、Si，及此等之組合的雜原子。
依據本發明之一實施例之一正光敏樹脂組成物包含(A)一鹼可溶樹脂，(B)一光敏重氮醌化合物，(C)一含矽氧烷之顆粒，其具有100至400 m2 /g之比表面積，及(D)一溶劑。
其後，正光敏樹脂組成物之每一組份被說明。
(A)鹼可溶樹脂
鹼可溶樹脂(A)可不受限地為本發明技藝之任何一般使用之鹼可溶樹脂。特別地，鹼可溶樹脂可為選自含有以下列化學式2表示之一重複單元之一聚苯并唑先質、含有以下列化學式3表示之一重複單元之聚醯胺酸，及含有以下列化學式4表示之一重複單元之聚醯亞胺之至少一者。
聚苯并唑先質
於上之化學式2中，X1 係一經取代或未經取代之C6至C30芳香族有機基團，且Y1 係一經取代或未經取代之C6至C30芳香族有機基團、一經取代或未經取代之二價至 六價之C1至C30脂族有機基團，或一經取代或未經取代之二價至六價之C3至C30脂環狀有機基團。
於如上化學式2中，X1 可為一芳香族有機基團，其係自芳香族二胺衍生之一殘餘基團。
芳香族二胺之例子可包含選自下列之至少一者：3,3'-二胺基-4,4'-二羥基聯苯、4,4'-二胺基-3,3'-二羥基聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(4-胺基-3-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(4-胺基-3-羥基苯基)碸、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基-3-羥基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基-3-羥基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基-3-羥基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基-3-羥基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-胺基-4-羥基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-胺基-4-羥基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-胺基-4-羥基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羥基-4-胺基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-胺基-4-羥基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羥基-4-胺基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-胺基-4-羥基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羥基-4-胺基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-胺基-4-羥基-2-三氟甲基苯基)-2-(3-羥基-4-胺基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷，及2-(3-胺基-4-羥基-6-三氟甲基苯基)-2-(3-羥基-4-胺基-5-三氟甲 基苯基)六氟丙烷，但不限於此等。
於上之化學式2中，Y1 可為一芳香族有機基團、二價至六價之脂族有機基團，或二價至六價之脂環狀有機基團，且可為二羧酸之一殘餘基團或二羧酸衍生物之一殘餘基團。特別地，Y1 可為一芳香族有機基團，或二價至六價之脂環狀有機基團。
二羧酸之例子包含可為Y1 (COOH)2 (其中，Y1 係如上化學式1之Y1 相同)。
羧酸衍生物之例子包含二羧酸衍生物之羰基鹵化物衍生物，或藉由使Y1 (COOH)2 與1-羥基-1,2,3-苯并三唑反應獲得之活性酯衍生物之一活性化合物(其中，Y1 係與如上化學式1之Y1 相同)。
二羧酸衍生物之例子包含4,4'氧二苯甲醯氯、二苯基氧二羰基二氯化物、雙(苯基羰基氯化物)碸、雙(苯基羰基氯化物)醚、雙(苯基羰基氯化物)苯酮、鄰苯二甲醯二氯、對苯二甲醯二氯、間苯二甲醯二氯、二羰基二氯化物、二苯基氧二羧酸酯二苯并三唑，或其等之組合，但不限於此等。
聚苯并唑先質可於分支鏈之一終端或二終端具有自一反應性封端單體衍生之一可熱聚合的官能基團。反應性封端單體可為具有一碳-碳雙鍵之單胺、單酐，或其等之組合。單胺可為甲苯胺、二甲基苯胺、乙基苯胺、胺基酚、胺基苯甲醇、胺基茚滿、胺基丙酮苯酮，或此等之組合，但不限於此。
聚醯胺酸及聚醯亞胺
於上之化學式3及4，X2 及X3 獨立地係一經取代或未經取代之C6至C30芳香族有機基團、經取代或未經取代之二價至六價C1至C30脂族有機基團、經取代或未經取代之二價至六價C3至C30脂環狀有機基團，或一有機矽烷基團。
特別地，於上之化學式3及4中，X2 及X3 獨立地係自芳香族二胺、脂環狀二胺，或矽二胺衍生之一殘餘基團。芳香族二胺、脂環狀二胺，及矽二胺可單獨或以一或多者之混合物使用。
芳香族二胺可包含3,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯基甲烷、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、聯苯胺、間-苯二胺、對-苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、雙[4-(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、含有以一烷基基團或一鹵素取代之一芳香族環之前述化合物，或其等之組合，但不限於此。
脂環狀二胺可包含1,2-環己二胺、1,3-環己二胺，或此等之組合，但不限於此。
矽二胺可包含雙(4-胺基苯基)二甲基矽烷、雙(4-胺基苯基)四甲基矽氧烷、雙(對-胺基苯基)四甲基二矽氧烷、雙(γ-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、1,4-雙(γ-胺基丙基二甲基矽烷基)苯、雙(4-胺基丁基)四甲基二矽氧烷、雙(γ-胺基丙基)四苯基二矽氧烷、1,3-雙(胺基丙基)四甲基二矽氧烷，或此等之組合，但不限於此等。
於上之化學式3及4，Y2 及Y3 獨立地係一經取代或未經取代之C6至C30芳香族有機基團、經取代或未經取代之四價至六價C1至C30脂族有機基團，或經取代或未經取代之四價至六價C3至C30脂環狀有機基團。
Y2 及Y3 可獨立地係自芳香族酸二酐或脂環酸二酐衍生之殘餘基團。芳香族酸二酐及脂環酸二酐可單獨或以多於一者之混合物使用。
芳香族酸二酐可包含二苯基酮四羧酸二酐，諸如，焦蜜石酸二酐；二苯基酮-3,3',4,4'-四羧酸二酐等；氧二鄰苯二酸二酐，諸如，4,4'-氧二鄰苯二酸二酐；聯苯四羧酸二酐，諸如，3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐；(六氟亞異丙基)二鄰苯二酸二酐，諸如，4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二酸二酐；萘-1,4,5,8-四羧酸二酐；3,4,9,10-苝四羧酸二酐等，但不限於此等。
脂環酸二酐可包含1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、5-(2,5-二氧四氫呋喃基)-3-甲基-環己烷-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-四氫萘-1,2-二羧酸酐、二環辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二環辛烯-1,2,4,5-四羧酸二酐等，但不限於此等。
鹼可溶樹脂可具有3,000至300,000克/莫耳且特別是5,000至30,000克/莫耳之重量平均分子量(Mw)。於鹼可溶樹脂之如上重量平均分子量(Mw)內，，於使用鹼水溶液顯影期間在未曝光部份之足夠膜殘餘率，及圖案化可有效實施。
(B)光敏重氮醌化合物
光敏重氮醌化合物可為具有一1,2-苯醌重氮化物結構或1,2-萘醌重氮化物結構之一化合物。
光敏重氮醌化合物可包含選自以下列化學式5及7至9表示之化合物之至少一者，但不限於此。
於上之化學式5，R60 至R62 獨立地係一氫原子，或一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團，特別是一甲 基基團。
於上之化學式5，R63 至R65 獨立地係OQ，其中，Q係氫、以下列化學式6a表示之一官能基團，或以下列化學式5b表示一官能基團，只要Q不同時係氫。
於上之化學式5，n20 至n22 可獨立地係0至5之整數。
於上之化學式7，R66 可為一氫原子，或一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團，R67 至R69 可獨立地係OQ，其中，Q係與如上之化學式5中定義相同，且n23 至n25 可為0至5之整數。
於上之化學式8中，A3 可為CO或CR74 R75 ，其中，每一R74 及R75 可獨立地係一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團。
於上之化學式8，R70 至R73 可獨立地係一氫原子、一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、OQ，或NHQ，其中，Q係與如上之化學式5定義相同。
於上之化學式8，n26 至n29 可獨立地係0至4之整數，且n26 +n27 及n28 +n29 可獨立地係少於或等於5之整數。
R70 及R71 之至少一者可為OQ，且一芳香族環包含1至3個OQ，且其它芳香族環含有1至4個OQ。
於上之化學式9中，R74 至R81 可獨立地係一氫原子，或一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團，n30 及n31 係1至5之整數，且Q係與如上之化學式5定義相同。
以100重量份之聚苯并唑先質為基準，光敏重 氮醌化合物可包含5至100重量份，且特別係10至50重量份。於此範圍內，圖案可被良好地形成而無因曝光之殘質，且顯影期間之膜厚度損失可被避免，且因此，提供一良好圖案。
(C)含矽氧烷之顆粒
含矽氧烷之顆粒可藉由噴灑乾燥及表面改質一含矽氧烷之化合物而製造。含矽氧烷之顆粒可具有少於一奈米之尺寸，且可為結晶或非結晶，及比一般矽石更高之純度，因此係透明，因此具有低的光折射率及較少光損失。
依據一實施例之含矽氧烷之顆粒可具有100至400 m2 /g且特別是100至300 m2 /g之比表面積。當含矽氧烷之顆粒具有此範圍內之比表面積，一正光敏阻隔壁可維持高敏感性及強化耐熱性及絕緣。
含矽氧烷之顆粒可特別地以下列化學式1表示。
[化學式1]Rm Si(OR1)4-m
於上之化學式1，R係一氫原子、一羥基基團、一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取代之C6至C30芳基基團，或其等之組合，R1係一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2 至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取代之C6至C30芳基基團，或其等之組合，且m係1至3之整數。
以100重量份之鹼可溶樹脂為基準，含矽氧烷之顆粒可以1至10重量份且特別是1至7重量份之量被包含。當含矽氧烷之顆粒於此範圍內被包含，矽石顆粒可避免黏聚，且可均勻塗覆於一基材上，獲得具有高耐熱性及絕緣且無光損失之一光敏像素阻隔壁層組成物。
(D)溶劑
用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物可包含能輕易溶解每一組份之一溶劑。
溶劑之例子可包含N-甲基-2-吡咯酮、γ -丁內酯、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、甲基-1,3-丁二醇乙酸酯、1,3-丁二醇-3-單甲醚基、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯等。溶劑可單獨或以二或更多者之混合物使用。
以100重量份之鹼可溶樹脂為基準，溶劑可以100至400重量份之量使用。於此範圍內，可獲得一足夠厚之膜，且可提供良好溶解度及塗覆性質。
特別地，溶劑可被使用，使得正光敏樹脂組成物 之固體含量係於3至50重量%，且特別是5至30重量%。
(E)酚化合物
用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物可進一步包含一酚化合物。當光敏樹脂組成物用於形成圖案時，於使用鹼水溶液顯影期間，此酚化合物扮演增加一經曝光部份之溶解率及敏感性及形成具高解析度之一圖案且無任何殘質之角色。
酚化合物可包含以下列化學式10至16表示之化合物，但不限於此等。
於上之化學式10， R82 至R87 獨立地係氫、一羥基基團(OH)、一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團、一C1至C8烷氧基烷基或-OCO-R88 ，其中，R88 係一C1至C8經取代或未經取代之烷基基，R82 至R87 之至少一者係一羥基基團，且所有的R82 至R87 不是一羥基基團。
於上之化學式11， R99 至R101 獨立地係氫，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，R102 至R106 獨立地係H、OH，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，特別地，烷基基團可為CH3 ，且n68 係範圍從1至5之整數。
於上之化學式12，R107 至R112 獨立地係H、OH，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團。A3 係CR205 R206 或一單鍵，其中，R205 及R206 獨立地係氫，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，且特別係CH3 ，且n69 +n70 +n71 及n72 +n73 +n74 獨立地係少於或等於5之整數。
於上之化學式13，R113 至R115 獨立地係氫，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，n75 、n76 及n79 獨立地係範圍從1至5之整數，且n77 及n78 獨立地係範圍從0至4之整數。
於上之化學式14，R116 至R121 獨立地係氫、OH，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，且n80 至n83 獨立地係範圍從1至4之整數，n80 +n82 及n81 +n83 獨立地係少於或等於5之整數。
於上之化學式15，R122 係一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，且特別是CH3 ，R123 至R125 獨立地係氫，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，n84 、n86 及n88 獨立地係1至5之整數，且n85 、n87 及n89 獨立地係範圍從0至4之整數。n84 +n85 ,、n86 +n87 及n88 +n89 獨立地係少於或等於5之整數。
於上之化學式16，R126 至R128 獨立地係一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，且特別是CH3 ，R129 至R132 獨立地係氫，或一C1至C8經取代或未經取代之烷基基團，n90 、n92 及n94 獨立地係範圍從1至5之整數，n91 、n93 及n95 獨立地係範圍從0至4之整數，且n96 係範圍從1至4之整數。n90 +n91 、n92 +n93 及n94 +n95 獨立地係少於或等於5之整數。
酚化合物可包含2,6-二甲氧基甲基-4-第三丁酚、2,6-二甲氧基甲基-對-甲酚、2,6-二乙醯氧基甲基-對-甲酚等，但不限於此等。
以100重量份之鹼可溶樹脂為基準，酚化合物可以1至40重量份之量被包含。當酚化合物以此範圍內被包含，光敏樹脂組成物不會使敏感性惡化，但於顯影期間適當地增加一未曝光部份之溶解率，結果獲得一良好圖案。此外，當酚化合物於一冷凍器內貯存期間未萃取出，可完成優異貯存穩定性。
(F)其它添加劑
依據一實施例之用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹 脂組成物可進一步包含其它添加劑。
用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物可包含一添加劑，諸如，丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；具有一乙烯基基團或一(甲基)丙烯氧基基團之一矽烷偶合劑，以避免塗覆期間之膜污斑、整平改良，或由於未顯影之殘質產生。添加劑之使用量可依所欲性質控制。以矽烷為主之偶合劑可改良用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物與一基材間之黏著性。矽烷偶合劑可包含以下列化學式17至19表示之化合物；乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷；或一含碳-碳不飽和之矽烷化合物，諸如，2-(3,4環氧環己基)-乙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、對-苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷；三甲氧基[3-(苯基胺基)丙基]矽烷等，但不限於此等。
於上之化學式17，R20 係一乙烯基基團、一經取代或未經取代之烷基基團，或一經取代或未經取代之芳基基團，且特別是3-(甲基)丙烯氧基丙基、對-苯乙烯基，或3-(苯基胺基)丙基。
於上之化學式17，R21 至R23 獨立地係一經取代或未經取代之烷氧基基團、一經取代或未經取代之烷基基團，或一鹵素，其中，R21 至R23 之至少一者係一烷氧基基團或一鹵素，且特別地，烷氧基基團可為一C1至C8烷氧基基團，且烷基基團可為一C1至C20烷基基團。
於上之化學式18，R24 係-NH2 或-CH3 CONH，R25 至R27 獨立地係一經取代或未經取代之C1至C20烷氧基基團，特別地，烷氧基基團可為OCH3 或OCH2 CH3 ，且n34可為1至5之整數。
於上之化學式19，R28 至R31 獨立地係一經取代或未經取代之C1至C20烷基基團，或一經取代或未經取代之C1至C20烷氧基基團，且特別是CH3 或OCH3 。
於上之化學式19，R32 及R33 獨立地係一經取代或未經取代之胺基基團，且特別是NH2 或CH3 CONH。n35及n36可為1至5之整數。
以100重量份之鹼可溶樹脂為基準，以矽烷為主之化合物可以0.1至30重量份，且特別是1至7重量份之量被包含。於此範圍內，膜與下層及上層具優異黏著性，且顯 影後無殘質，改良之諸如透射率之光學性質及改良之諸如抗張強度、伸長率等之機械性質。
用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物可進一步包含一環氧化合物添加劑，以改良與一基材之黏著性。環氧化合物可包一環氧酚醛清漆丙烯基羧酸酯樹脂、一鄰甲酚酚醛清漆環氧樹脂、一酚酚醛清漆環氧樹脂、一四甲基聯苯環氧樹脂、一雙酚A環氧樹脂、一脂環狀環氧樹脂，或此等之組合。
當進一步使用此環氧化合物時，諸如一過氧化物起始劑或一以偶氮雙為主之起始劑的一基聚合反應起始劑可進一步被使用。
以100重量份之用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物為基準，環氧化合物可以0.01至5重量份之量被包含。當環氧化合物以此範圍內使用時，貯存及黏著性及其它特徵可具經濟性地被改良。
製備用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物之方法不受特別限制，而可藉由使染料、以丙烯基為主之結合劑樹脂、一光聚合反應起始劑、一可光聚合之單體、溶劑，及選擇性之添加劑混合製備用於顯示裝置絕緣膜之一光敏樹脂組成物而製備。
其它添加劑可包含一潛熱酸產生劑。潛熱酸產生劑可包含芳基磺酸，諸如，對-甲苯磺酸、苯磺酸等；全氟烷基磺酸，諸如，三氟甲烷磺酸、三氟丁烷磺酸等；烷基磺酸，諸如，甲烷磺酸、乙烷磺酸、丁烷磺酸等；或此等 之組合，但不限於此等。
潛熱酸產生劑係用於係含有一酚羥基基團之聚醯胺之聚苯并唑先質之脫水反應及環化反應之一催化劑，因此，環化反應可平順地實施，即使固化溫度減少。
此外，諸如一適合界面活性劑或調平劑之一添加劑可被包含，以避免膜污斑，或改良顯影。
依據另一實施例，提供一顯示裝置絕緣膜，其係使用用於顯示裝置絕緣膜之此光敏樹脂組成物製造。
此顯示裝置絕緣膜可依據下列方法形成。光敏樹脂組成物係以一噴灑方法、一輥塗覆機方法、一旋塗方法等塗覆於一基材之表面上，且其內之一溶劑係預烘烤及移除形成一塗覆膜。預烘烤係於範圍從70至120℃之溫度實施1至5分鐘。然後，經預烘烤之塗覆膜係以一可見光、紫外線(UV)、遠紫外線(UV)、一電子束、遠紫外線(UV)、一x射線等依據一預定圖案輻射，然後，顯影移除一不需要部份，獲得預定圖案。此處，顯影溶液可包含一鹼水溶液，且特別係選自無機鹼，諸如，氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等；一級胺，諸如，乙胺、正丙胺等；二乙胺、二級胺，諸如，正丙胺等；三級胺，諸如，三甲胺、甲基二乙胺、二甲基乙胺、三乙胺等；醇胺，諸如，二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺等；一四級銨鹽水溶液，諸如，氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨等；及其等之混合物。顯影溶液包含0.1至10%濃度之一鹼化合物。此外，諸如甲醇、乙醇等之一水溶性有機溶劑或與此溶劑一起之一界面活性劑 可以一適當量使用。因此，絕緣膜係以顯影溶液顯影，然後，以超純水清洗30至140秒以移除一不需要部份，及乾燥獲得一圖案。此圖案以諸如紫外線(UV)等之光輻射，且於一爐等之內於範圍從110至300℃之溫度加熱30至120分鐘，獲得一最終圖案。
於本發明之另一實施例，提供包含此絕緣膜之一顯示裝置。此顯示裝置可為一液晶顯示器、一發光二極體、一電漿顯示器，或一有機發光二極體(OLED)。
下列範例更詳細地例示本發明。但是，需瞭解本發明不限於此等範例。
(製備聚苯并唑先質)
合成例1：製備聚苯并唑先質(PBO-1)
於氮氣通過時，12.4克之2,2-雙(3-(胺基-4-羥基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷溶於在裝設一攪拌器、一溫度計、一氮氣注射器，及一冷卻器之一4頸燒瓶內之125克的N-甲基-2-吡咯酮(NMP)。當固體完全溶解，4.2克之吡啶添加至此溶液，且藉由使9.4克之4,4'-氧二苯甲醯氯溶於100克之N-甲基-2-叱咯酮(NMP)而製備之一溶液以滴液方式緩慢添30分鐘，同時維持維持次0至5℃。混合物於範圍從0至5℃之溫度反應1小時，溫度增加至最高達室溫，且反應物攪拌1小時，終止此反應。
添加1.1克之5-降莰烯-2,3-二羧蚥酐，且於70℃攪拌24小時，終止此反應。反應混合物添加至水產生一沉澱物，此沉澱物被過濾，以水充份清洗，且於80℃真空乾 燥大於或等於24小時，製備一聚苯并唑先質(PBO-1)。
合成例2：製備聚苯并唑先質(PBO-2)
一聚苯并唑先質(PBO-2)係依據與合成例1相同之方法製備，但使用馬來酸酐替代5-降莰烯-2,3-二羧酸酐。
其後，下列組份於範例中使用。
(A)鹼可溶樹脂
(A-1)使用依據合成例1製備之聚苯并唑先質。
(A-2)使用依據合成例2製備之聚苯并唑先質。
(B)光敏重氮醌化合物
使用以下列化學式20表示之光敏重氮醌。
於上之化學式20，二至三個Q係以下列化學式21取代，且最後一Q係以氫取代。
(C)含矽氧烷之顆粒
(C-1)使用具有150±25m2 /g之比表面積之含矽氧 烷之顆粒(R805，Aerosil)。
(C-2)使用具有260±30m2 /g之比表面積之含矽氧烷之顆粒(R812，Aerosil)。
(C-3)使用具有190±20m2 /g之比表面積之含矽氧烷之顆粒(R816，Aerosil)。
(C-4)使用具有200±25m2 /g之比表面積之含矽氧烷之顆粒(R200，Aerosil)。
(C-5)使用具有50±15m2 /g之比表面積之含矽氧烷之顆粒(OX50，Aerosil)。
(D)溶劑
使用γ-丁內酯。
(E)酚化合物
使用以下列化學式22表示之一酚化合物。
實施例1至5與比較例1及2
每一正光敏樹脂組成物係藉由依據下表1之組成物混合各組份而製備。特別地，鹼可溶樹脂(A)溶於溶劑(D)，且光敏重氮醌化合物(B)及酚化合物(E)被添加及溶解。然後，含矽氧烷之顆粒添加至混合物，且於室溫攪拌1小時使其等穩定，過濾係使用一0.45 μm氟樹脂過濾器進行，製備一正光敏樹脂組成物。
於表1，以100重量份之組份(A)為基準，組份(B)至(E)係以使用之重量份的單位使用。
製造圖案膜
依據範例1至5與比較例1及2之正光敏樹脂組成物係個別以一旋塗機塗覆於一ITO玻璃上，且於一熱板上於120℃加熱100秒，形成光敏聚醯亞胺先質膜。於聚醯亞胺先質膜使用具有各種不同尺寸圖案之一圖案罩及一曝光設備(I-line stepper，Nikon Inc.，NSR i10C)曝光後，膜於室溫 使用23℃之2.38%之氫氧化四甲銨水溶液清洗。然後，獲得之圖案於少於或等於1000ppm之氧濃度下於250℃固化40分鐘，獲得圖案膜。
評估例
製造之圖案膜的膜殘餘率、敏感性、耐熱性、殘質、介電常數、塗覆性質，及透明度係如下測量，且結果係顯示於下之表2。
(1)膜殘餘率測量
經預烘烤之膜於23℃之2.38%氫氧化四甲銨(TMAH)水溶液內顯影60秒，以超純水清洗60秒，及乾燥，然後，使用一Alpha step(Tencor Co.)測量有關於厚度變化，且依據下列計算式1計算。
[計算式1]
膜殘餘率=(顯影後之厚度/顯影前之起始厚度)X 100
(○：大於或等於90%之優異膜殘餘率，△：80-90%之中等膜殘餘率，X：少於或等於80%之低膜殘餘率)
(2)敏感性測量(2)敏感性測量
圖案膜之最佳曝光次數係藉由測量於曝光及顯影後形成具有1：1線寬度之每一10μm L/S圖案所花之曝光次數而獲得。最佳曝光次數之最小圖案尺寸被獲得作為圖案膜之解析度。
(○：少於或等於100mJ/cm2 之優異敏感性，△：100-200mJ/cm2 之中度敏感性，X：大於或等於200mJ/cm2 之低敏感性)
(3)殘質測量
使用光敏樹脂組成物形成之圖案的殘質係使用一光學顯微鏡及CD-SEM獲得。
(○：澄清，△：一些殘質，X：嚴重殘質)
(4-1)耐熱性評估：玻璃轉移溫度(Tg)測量
塗覆光敏樹脂組成物於一晶圓上形成一光敏樹脂膜，且此光敏樹脂膜浸漬於2%氟酸(HF)水溶液，且無受損地分離。然後，分離之樹脂膜的玻璃轉移溫度係經由TMA(一熱機械分析器)測量。
(○：大於或等於280℃之Tg，因此，優異耐熱性， △：範圍230-280℃之Tg，因此，中度耐熱性，X：少於或等於330℃之Tg，因此，低耐熱性)
(4-2)耐熱性評估：5%重量損失(Td)測量
光敏樹脂組成物塗覆於一晶圓上形成一光敏樹脂膜，且光敏樹脂膜浸漬於2%氟酸(HF)水溶液，且無受損地分離。然後，樹脂膜之5%重量損失溫度係經由TGA(熱重量分析器)分析而測量。
(○：大於或等於380℃之Td，因此，優異耐熱性，△：範圍330-380℃之Td，因此，中度耐熱性，X：少於或等於330℃之Td，因此，低耐熱性)
(5)介電常數測量
每一正光敏樹脂組成物塗覆於一鉻基材上，且於一熱板上於120℃處理100秒，形成具有3.0μm最終厚度之塗覆膜。塗覆膜於250℃之一電爐內固化40分鐘，然後，介電 常數係使用一DEA(介電分析器)設備測量。
(○：少於或等於3.0之介電常數，X：大於3.0之介電常數)
(6)塗覆性質評估
正光敏樹脂組成物係以一旋塗機塗覆於一ITO玻璃上，且於一熱板上以120℃/100秒處理，然後，一獲得之正光敏樹脂層之均勻性及缺陷產生係使用一光學顯微鏡及一SP1設備檢測。
(○：優異塗覆性質，△：令水滿意之塗覆性質/部份缺陷，X：惡化之塗覆性質)
(7)透明度評估：濁度測量
正光敏樹脂組成物係以一旋塗機塗覆於一石英基材上，於一熱板上以120℃/100秒處理，且於一電爐內於250℃固化40分鐘，然後，正光敏樹脂膜之透明度係使用一濁度計(NDH-2000，Nippon DENSHOKU Industries Co.,Ltd.)檢測。
(○：大於或等於90%之透光度，因此，優異透明度，△：範圍80-90%之透光度，因此，中度透明度，X：80%之透光度，因此，低透明度)
以評估例結果為基準，依據本發明之正光敏樹脂組成物藉由適當調整一曝光部份之顯影速率實現未留下膜殘質之敏感性(EOP)，且於具有各種不同膜差異之曝光部份的整個區域上亦未產生殘質。
如表2所示，依據比較例1之正光敏樹脂組成物具有相對較低之玻璃轉移溫度及5%重量損失溫度，因此，低耐熱性，而依據範例1至5之正光敏樹脂組成物維持一未曝光部份之優異膜殘餘率、敏感性、介電常數，及耐熱性，且於一曝光部份不具有膜殘質。依據比較例2之正光敏樹脂組成物具有些微優異之耐熱性及介電常數，但具有顯影後留下浮渣之問題，因為其內之含矽氧烷之顆粒的小比表面積使塗覆性質及透明度惡化，且對敏感性具負面影響。
雖然本發明已關於現認為實際之例示實施例作 說明，但需瞭解本發明不限於揭露之實施例，相反地，係意欲涵蓋包含於所附申請專利範圍之範圍內的各種修改及相等配置。
100‧‧‧第一電極之開口部
200‧‧‧第二電極之開口部
101‧‧‧圓錐角
102‧‧‧發射層
103‧‧‧陰極
104‧‧‧絕緣層
105‧‧‧陽極
106‧‧‧TFT電極層
107‧‧‧玻璃

Claims (8)

  1. 一種正光敏樹脂組成物，包含：(A)一鹼可溶樹脂；(B)一光敏重氮醌化合物；(C)一含矽氧烷之顆粒，其具有100至400 m2 /g之比表面積，及(D)一溶劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之正光敏樹脂組成物，其中，該含矽氧烷之顆粒(C)具有100至300 m2/g之比表面積。
  3. 如申請專利範圍第1項之正光敏樹脂組成物，其中，該鹼可溶樹脂(A)包含一聚苯并唑先質、聚醯胺酸、聚醯亞胺，或其等之組合。
  4. 如申請專利範圍第1項之正光敏樹脂組成物，其中，該含矽氧烷之顆粒係以下列化學式1表示[化學式1]Rm Si(OR1)4-m 其中，於上之化學式1，R係一氫原子、一羥基基團、一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取代之C6至C30芳基基團，或其等之組合， R1係一經取代或未經取代之C1至C30烷基基團、一經取代或未經取代之C2至C30烯基基團、一經取代或未經取代之C2至C30炔基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烷基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環烯基基團、一經取代或未經取代之C3至C30環炔基基團、一經取代或未經取代之C6至C30芳基基團，或其等之組合，且m係1至3之整數。
  5. 如申請專利範圍第1項之正光敏樹脂組成物，其中，以100重量份之該鹼可溶樹脂(A)為基準，該正光敏樹脂組成物包含5至100重量份之該光敏重氮醌化合物(B)，1至10重量分之該含矽氧烷之顆粒(C)，及100至400重量份之該溶劑(D)。
  6. 如申請專利範圍第1項之正光敏樹脂組成物，其中，該光敏樹脂組成物進一步包含一酚化合物。
  7. 一種絕緣膜，其係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之正光敏樹脂組成物製造。
  8. 一種顯示裝置，包含申請專利範圍第7項之絕緣膜。
TW102117355A 2012-12-26 2013-05-16 用於顯示裝置絕緣膜之光敏樹脂組成物、使用其之絕緣膜、及使用其之顯示裝置（一） TWI492976B (zh)

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