TWI501037B - 感光性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜之形成方法、有機el顯示裝置、及液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種感光性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜之形成方法、有機EL(電激發光)顯示裝置及液晶顯示裝置。
在有機EL顯示裝置、或液晶顯示裝置等是設置有經圖案形成之層間絕緣膜(interlayer insulating film)。為形成該層間絕緣膜,感光性樹脂組成物是由於為獲得所必要之圖案形狀所需之步驟數少,而且可獲得充分的平坦性而被廣泛使用。
對於使用如上述感光性樹脂組成物所圖案形成之層間絕緣膜或平坦化膜(planarization film),除了透明性外,也要求必須為耐溶劑性優異、可靠性高之硬化膜。
如此之感光性樹脂組成物,例如在日本特開平5-165214號公報中,提案一種感光性樹脂組成物,其係具有:(A)(a)不飽和羧酸或不飽和羧酸酐、(b)具有環氧基之自由基聚合性化合物、及(c)其他之自由基聚合性化合物的共聚合物之可溶於鹼水溶液之樹脂、以及(B)感放射線性酸形成化合物。
此外,可確保保存安定性、感度、所形成的硬化膜之高可靠性(透明性、耐溶劑性)之感光性樹脂組成物,例如在日本特開2004-264623號公報中,揭示一種感放射線性樹脂組成物,其係包含:具有縮醛結構或縮酮結構之(甲基)丙烯酸酯化合物、具有環氧基之自由基聚合性化合物、及其他自由基聚合性化合物之共聚物的樹脂、與可藉由照射放射線而產生pKa為4.0以下之酸的化合物。
此外,在日本特開2009-98616號公報中,揭述一種正型感光性樹脂組成物,其係包含:具有特定的酸解離性基(acid-dissociable group)之結構單元、可與羧基反應而形成共價鍵之結構單元的共聚物之樹脂,及具有肟磺酸酯基之光酸產生劑(photo-acid generator)。
在另一方面,在使用於傳真機、電子複印機、固態攝像元件等之晶載彩色濾光片(on-chip color filter)的成像光學系統或光纖連結器之光學材料方面,則已在使用將具有約3μm至100μm之透鏡徑的微透鏡、或將此等微透鏡規律地排列之微透鏡陣列。
微透鏡或微透鏡陣列之形成,已知有經形成相當於透鏡的光阻圖案後,以加熱處理使其熔融流動而仍以此狀態直接利用作為透鏡之方法、或將經加以熔融流動的透鏡圖案作為遮罩而進行乾式蝕刻以將透鏡形狀轉印於基底質之方法等。關於如此的透鏡圖案之形成,已廣泛使用感放射線性樹脂組成物(參閱例如日本特開平6-18702號公報、及特開平6-136239號公報)。
對於用於形成層間絕緣膜之感光性樹脂組成物,則要求必須為高感度,且保存安定性為良好,同時對於由該感光性組成物所形成的硬化膜則要求高可靠性(透明性、耐溶劑性等)。並且,對於層間絕緣膜,從形成接觸孔(contact hole)等的觀點,則要求良好的圖案形狀之形成性,該圖案形狀較佳為正向錐型。
然而,如在日本特開2004-264623號、及特開2009-98616號公報中所揭示之正型感光性樹脂組成物,含有三氮系、鎓鹽系、肟磺酸酯系等之光酸產生劑者是光酸產生效率不佳,如就達成高感度化的觀點而言,則不一定是可令人滿意者。
在另一方面,在使用感光性樹脂組成物來形成絕緣膜等之圖案的情況,通常是在經感光性樹脂組成物之曝光後實施加熱處理(後烘烤步驟),但是若為先前的感光性樹脂組成物,由於在後烘烤步驟後之圖案形狀是隨著高感度化而接近於矩形,提高感度與良好的圖案形狀之形成性則一向是成為折衷選擇之關係。因此,目前的情況,雖然一邊同時具有高感度與保存安定性,且一邊確保所形成的硬化膜之高可靠性(透明性、耐溶劑性),但是並未獲得所形成的圖案形狀為良好的層間絕緣膜形成用之感光性樹脂組成物。
本發明所欲解決之第一問題是提供一種感光性樹脂組成物,其係可形成保存安定性及感度優異,且透明性、耐溶劑性及圖案形狀優異的硬化膜者。
另外,本發明所欲解決之第二問題是提供一種以本發明之正型感光性樹脂組成物所形成的透明性、耐溶劑性及圖案形狀優異的硬化膜及形成該硬化膜之方法,具備該硬化膜作為層間絕緣膜的顯示特性優異且生產性高之有機EL顯示裝置及液晶顯示裝置。
茲說明本發明之模式如下。
<1> 一種感光性樹脂組成物,其係包含:(A)含有具有選自經酸分解性基保護之羧基及經酸分解性基保護之酚性羥基中至少一者之結構單元(1)與具有選自環氧基及氧雜環丁烷基(oxetanyl group)中至少一者之結構單元(2)之共聚物;(B)選自以下述通式(I)、通式(OS-1)、通式(OS-3)、通式(OS-4)、及通式(OS-5)所代表之光酸產生劑中至少一種光酸產生劑;(C)增感劑;及(D)溶劑。
R1A
-C(R2A
)=N-O-SO2
-R3A
(I)
通式(I)中,R1A
是代表碳原子數為1至6之烷基、碳原子數為1至4之鹵化烷基、苯基、聯苯基、萘基、2-呋喃基、2-噻吩基、碳原子數為1至4之烷氧基或氰基;R1A
為苯基、聯苯基、萘基或蒽基時,則此等之基可為經選自由鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基及硝基所構成的群組中之取代基加以取代。R2A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基、二烷基胺基、嗎啉基或氰基。R2A
與R1A
是可相互鏈結而形成5員環或6員環,該5員環或6員環是可與也可具有一個或兩個任意之取代基的苯環鍵結。R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基。W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基。
通式(OS-1)中,R1
是代表氫原子、烷基、烯基、烷氧基、烷氧基羰基、醯基、胺甲醯基、胺磺醯基、磺基、氰基、芳基、或雜芳基。R2
是代表烷基、或芳基。X是代表-O-、-S-、-NH-、-NR5
-、-CH2
-、-CR6
H-、或-CR6
R7
-,R5
至R7
是各自獨立地代表烷基、或芳基。R21
至R24
是各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、胺基、烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、醯胺基、磺基、氰基、或芳基。
通式(OS-3)至通式(OS-5)中,R1
是代表烷基、芳基、或雜芳基,可存在數個的R2
是各自獨立地代表氫原子、烷基、芳基、或鹵素原子,可存在數個的R6
是各自獨立地代表鹵素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、胺基磺醯基、或烷氧基磺醯基,X是代表O或S,n是代表1或2,m是代表0至6之整數。
<2> 如前述第<1>項之感光性樹脂組成物,其中前述(C)增感劑是以下述通式(III)、通式(IV)、通式(V)、或通式(VI)所代表之化合物。
通式(III)中,R1
及R2
是代表碳原子數為1至4之烷基,且R1
及R2
是相同。R3
及R4
是各自獨立地代表一價取代基。m及n是各自獨立地代表0至4之整數。
通式(IV)中,R5
是代表碳原子數為1至6之烷基或也可經取代之苯基。R6
及R7
是各自獨立地代表一價取代基。o及p是各自獨立地代表0至4之整數。
通式(V)中,R8
、R9
、及R10
是各自獨立地代表一價取代基,q、r及s是各自獨立地代表0至2之整數。R8
、R9
、及R10
是其兩個以上可相互鍵結而形成5員環或6員環。
通式(VI)中,R11
及R12
是各自獨立地代表經取代或未經取代之碳原子數為1至4之烷基、或經取代或未經取代之苯基。R13
及R14
是各自獨立地代表氫原子或碳原子數為1至20之脂肪族基、雜環基、或芳香族基。R13
及R14
是可相互鍵結而形成5員環或6員環。
<3> 如前述第<1>或<2>項之感光性樹脂組成物,其中以前述通式(I)所代表之光酸產生劑是以下述通式(II)所代表之光酸產生劑。
通式(II)中,R4A
是代表鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基、或硝基,l是代表0至5之整數。R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基。W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基。
<4> 如前述第<1>至<3>項中任一項之感光性樹脂組成物,其中前述(A)共聚物所具有的結構單元(2)是具有氧雜環丁烷基之結構單元。
<5> 如前述第<1>至<4>項中任一項之感光性樹脂組成物,其中更進一步含有交聯劑。
<6> 一種硬化膜,其係對前述第<1>至<5>項中任一項之感光性樹脂組成物賦予光及熱中至少一者而形成。
<7> 一種硬化膜之形成方法,其包括下列步驟:
(1)將前述第<1>至<5>項中任一項之感光性樹脂組成物塗布於基板上;
(2)從所塗布的感光性樹脂組成物移除溶劑;
(3)將所塗布的感光性樹脂組成物以活性光線(active light rays)加以曝光;
(4)將經曝光的感光性樹脂組成物以水性顯影液加以顯影;及
(5)將經顯影的感光性樹脂組成物加以熱硬化。
<8> 一種硬化膜,其係以前述第<7>項之方法所形成。
<9> 如前述第<6>或<8>項之硬化膜,其係層間絕緣膜。
<10> 一種有機EL顯示裝置,其係具備如前述第<6>、<8>或<9>項之硬化膜。
<11> 一種液晶顯示裝置,其係具備如前述第<6>、<8>或<9>項之硬化膜。
根據本發明之一模式,可提供一種感光性樹脂組成物,其係可形成保存安定性及感度優異,且透明性、耐溶劑性及圖案形狀優異之硬化膜。
此外,根據本發明之另一模式,可提供一種以本發明之正型感光性樹脂組成物所形成的透明性、耐溶劑性及圖案形狀優異之硬化膜及形成該硬化膜之方法,將該硬化膜作為層間絕緣膜而具備之顯示特性優異且生產性高之有機EL顯示裝置及液晶顯示裝置。
茲就本發明之感光性樹脂組成物詳加說明如下。
另外,在本發明中,所謂的感光性樹脂組成物之固體成分含量是表示從包含在感光性樹脂組成物的全部成分之總質量扣除溶劑等揮發性成分的質量後之質量。
在本說明書使用「至」所標記之數值範圍是表示將「至」之前後所標記之數值分別作為最小值及最大值而包含之範圍。
本發明之感光性樹脂組成物係包含:(A)含有具有選自經酸分解性基保護之羧基及經酸分解性基保護之酚性羥基中至少一者之結構單元(1)與具有選自環氧基及氧雜環丁烷基中至少一者之結構單元(2)之共聚物;(B)選自以下述通式(I)、通式(OS-1)、通式(OS-3)、通式(OS-4)、及通式(OS-5)所代表之光酸產生劑中至少一種光酸產生劑(在下文中,適當地總稱為「光酸產生劑(B)」);(C)增感劑;及(D)溶劑之感光性樹脂組成物。
R1A
-C(R2A
)=N-O-SO2
-R3A
(I)
通式(I)中,R1A
是代表碳原子數為1至6之烷基、碳原子數為1至4之鹵化烷基、苯基、聯苯基、萘基、2-呋喃基、2-噻吩基、碳原子數為1至4之烷氧基或氰基;R1A
為苯基、聯苯基、萘基或蒽基時,則此等之基可為經選自由鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基及硝基所構成的群組中之取代基加以取代。R2A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基、二烷基胺基、嗎啉基或氰基。R2A
與R1A
是可相互鍵結而形成5員環或6員環,該5員環或6員環是可與也可具有一個或兩個任意之取代基的苯環鍵結。R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基。W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基。
通式(OS-1)中,R1
是代表氫原子、烷基、烯基、烷氧基、烷氧基羰基、醯基、胺甲醯基、胺磺醯基、磺基、氰基、芳基、或雜芳基。R2
是代表烷基、或芳基。X是代表-O-、-S-、-NH-、-NR5
-、-CH2
-、-CR6
H-、或-CR6
R7
-,R5
至R7
是各自獨立地代表烷基、或芳基。R21
至R24
是各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、胺基、烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、醯胺基、磺基、氰基、或芳基。
通式(OS-3)至通式(OS-5)中,R1
是代表烷基、芳基、或雜芳基,可存在數個的R2
是各自獨立地代表氫原子、烷基、芳基、或鹵素原子,可存在數個的R6
是各自獨立地代表鹵素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、胺基磺醯基、或烷氧基磺醯基,X是代表O或S,n是代表1或2,m是代表0至6之整數。
本發明之感光性樹脂組成物是正型感光性樹脂組成物。
此外,本發明之感光性樹脂組成物較佳為化學增幅型之正型感光性樹脂組成物(化學增幅正型感光性樹脂組成物)。
本發明之感光性樹脂組成物由於含有前述(A)至(D)之各成分,將成為保存安定性及感度優異者。
此外,本發明之感光樹脂組成物是可形成透明性及耐溶劑性、及圖案形狀優異的硬化膜。
在此,在本發明所謂「圖案形狀」優異是意謂經形成的圖案之形狀為正向錐型。
因此,本發明之感光性樹脂組成物在層間絕緣膜形成用方面是特別有用,在此情況時,則可進行適合於形成接觸孔等的正向錐型形狀之圖案形成。
此外,在本發明所謂「透明性」是意謂在使用本發明之感光性樹脂組成物至少實施曝光後、加熱處理(烘烤處理)所獲得之硬化膜,著色是受到抑制之性質。另外,在下文中,有時候則將經以本發明之感光樹脂組成物所形成的硬化膜所顯現的透明性,稱此為「耐熱透明性」。
並且,本發明之感光性樹脂組成物是也可用作為微透鏡形成用。
其係對於微透鏡形成用之感光性樹脂組成物,除了感度及保存安定性必須為優異、由該感光性樹脂組成物所形成的微透鏡(硬化膜)是必須為透明性及耐溶劑性優異之外,也對需要顯現良好的熔融形狀(吾所欲曲率半徑)有所要求的時候,由於本發明之感光性樹脂組成物是具有感度及保存安定性優異,由此所形成的硬化膜是透明性及耐溶劑性優異,同時也可顯現良好的熔融形狀之優點。
在下文中,就在感光性樹脂組成物中所含有的各成分加以說明。
此外,關於在本說明書中的基(原子團)之標記,未記載經取代及未經取代之標記是與未具有取代基者同時也包含具有取代基者。例如「烷基」不僅是未具有取代基之烷基(未經取代之烷基),也包含具有取代基之烷基(經取代之烷基)者。
本發明之感光性樹脂組成物是包含(A)含有具有選自經酸分解性基保護之羧基及經酸分解性基保護之酚性羥基中至少一者之結構單元(1)與具有選自環氧基及氧雜環丁烷基中至少一者之結構單元(2)之共聚物(在下文中,則適當地稱為「共聚物(A)」)。
共聚物(A)較佳為鹼不溶性,且當分子內所具有的酸分解性基分解時,則會變成鹼可溶性之樹脂。
在此,在本發明所謂的「酸分解性基(acid-decomposable group)」是意謂由於在酸的存在下分解,而可形成該經酸分解性基保護之羧基或酚性羥基之官能基。
在本發明中,所謂的共聚物(A)為「鹼可溶性」是意謂:藉由將含有酸分解性基被分解後的共聚物(A)之溶液塗布於基板上,並在90℃加熱2分鐘所形成的塗膜(厚度3μm)所顯現對於在23℃之0.4%氫氧化四甲基銨水溶液之溶解速度為0.01μm/秒鐘以上。該鹼可溶性更佳為0.005μm/秒鐘以上。
此外,在本發明中,所謂的共聚物(A)為「鹼不溶性」是意謂:藉由將含有共聚物(A)之溶液塗布於基板上,並在90℃加熱2分鐘所形成的塗膜(厚度3μm)所顯現對於在23℃之0.4%氫氧化四甲基銨水溶液之溶解速度為少於0.01μm/秒鐘。該鹼不溶性更佳為少於0.005μm/秒鐘。
共聚物(A)是只要保持其全體為鹼不溶性時,則不排除導入酸性基者。在共聚物(A)導入酸性基時,其實例是可列舉:例如具有後述之結構單元(3a)等的情況。
共聚物(A)較佳為丙烯酸酯系聚合物。
在本發明之「丙烯酸酯系聚合物」是加成聚合型之樹脂,其係含有源於(甲基)丙烯酸及/或其酯之結構單元之聚合物,該丙烯酸酯系聚合物是可具有源於(甲基)丙烯酸及/或其酯之結構單元以外之結構單元,例如源於苯乙烯類之結構單元或源於乙烯基化合物之結構單元等。
共聚物(A)相對於在聚合物中的全部結構單元,較佳為含有50莫耳%以上之源於(甲基)丙烯酸及/或其酯之結構單元,更佳為含有80莫耳%以上,特佳為僅由源於(甲基)丙烯酸及/或其酯之結構單元所構成之聚合物。
另外,也將「源於(甲基)丙烯酸及/或其酯之結構單元」稱為「丙烯酸酯系結構單元」。此外,(甲基)丙烯酸是意謂甲基丙烯酸及/或丙烯酸。
在下文中,就構成共聚物(A)之結構單元詳細地加以說明。
共聚物(A)是含有具有選自經酸分解性基保護之羧基及經酸分解性基保護之酚性羥基中至少一者之結構單元(1)(在下文中,適當地簡稱為「結構單元(1)」)。
結構單元(1)之較佳模式之一是具有選自以下式(Ia)所代表的部分結構及以下式(Ib)所代表的部分結構中至少一者之結構單元。
以下式(Ia)所代表的部分結構是羧基為經酸分解性基保護之結構,可藉由酸脫保護而形成羧基。此外,以下式(Ib)所代表的部分結構是酚性羥基為經酸分解性基保護之部分結構,可藉由酸脫保護而形成酚性羥基。
式(Ia)及式(Ib)中,波線部分是代表與其他結構之鍵結處。
式(Ia)及式(Ib)中,R1
是各自獨立地代表烷基或環烷基。
以R1
所代表之烷基是可為直鏈狀或分枝狀。
以R1
所代表之烷基之碳原子數較佳為1至20,更佳為1至10,進一步更佳為1至7。
以R1
所代表之環烷基之碳原子數較佳為3至20,更佳為3至10,進一步更佳為5至7。
另外,若R1
是更進一步具有取代基時,則此等之碳原子數也包含該取代基之碳原子數。
以R1
所代表之烷基是可列舉:例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基等。
以R1
所代表之環烷基是可列舉:例如,環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、降冰片基、異冰片基等。
此外,以R1
所代表之烷基及環烷基是可具有取代基。可導入於以R1
所代表之烷基或環烷基之取代基是可例示:碳原子數為1至10之烷基(甲基、乙基、丙基、丁基等)、碳原子數3至10之環烷基、碳原子數6至10之芳基、鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、羥基、碳原子數為1至10之烷氧基等,此等之取代基是可更進一步經上述取代基加以取代。
此外,R1
較佳為碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為3至10之環烷基、或碳原子數為7至11之芳烷基,更佳為碳原子數為1至6之烷基、碳原子數為3至6之環烷基、或苯甲基,進一步更佳為乙基或環己基,特佳為乙基。
式(Ia)及式(Ib)中,R2
是代表烷基。
以R2
所代表之烷基是可為直鏈狀或分枝狀。
以R2
所代表之烷基之較佳的碳原子數是較佳為1至20,更佳為1至10,進一步更佳為1至7。
另外,若R2
是更進一步具有取代基時,則此等之碳原子數也包含該取代基之碳原子數。
以R2
所代表之烷基較佳為碳原子數為1至6之烷基,特佳為甲基。
式(Ib)中,Ar1
是代表二價芳香族基,在芳香環上具有-OCH(OR1
)(R2
)。
以Ar1
所代表之二價芳香族基是並無特殊限制,可例示:伸苯基、經取代之伸苯基、伸萘基、及經取代之伸萘基等,較佳為伸苯基、或經取代之伸苯基,更佳為伸苯基,進一步更佳為1,4-伸苯基。
此外,以Ar1
所代表之二價芳香族基是可在芳香環上更進一步具有取代基,該取代基是可例示:碳原子數為1至10之烷基(甲基、乙基、丙基、丁基等)、碳原子數3至10之環烷基、碳原子數6至10之芳基、鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、羥基、碳原子數為1至10之烷氧基等,此等之取代基是可更進一步經上述取代基加以取代。
具有以式(Ia)所代表的部分結構之結構單元是可使用可形成該結構單元的含羧基單體而導入於共聚物(A)中。
可形成具有以式(Ia)所代表的部分結構之結構單元之含羧基單體,若為由於該單體所具有的羧基是受到保護而可成為結構單元(1)者時,則可使用。其可列舉:例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-甲基-對羧基苯乙烯等之一元羧酸,順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸、伊康酸等之二羧酸。
此外,結構單元(1)是可列舉:較佳者為源於此等之含羧基單體之結構單元,且該單體所具有的羧基是受到保護之結構單元。
具有以式(Ib)所代表的部分結構之結構單元是可使用可形成該結構單元的含酚性羥基單體而導入於共聚物(A)中。
具有可形成具有以式(Ib)所代表的部分結構之結構單元的含酚性羥基單體,若為由於該單體所具有的酚性羥基是受到保護而可成為結構單元(1)者時,則可使用。此等含酚性羥基單體之較佳者是可列舉:例如,對羥基苯乙烯、α-甲基-對羥基苯乙烯等之羥基苯乙烯類、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼[0011]至[0016]所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼[0007]至[0010]所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物等。
在此等之中,含酚性羥基單體更佳為α-甲基-對羥基苯乙烯、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼0011至0016所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼0007至0010所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物。
在具有以上述式(Ia)所代表的部分結構或以式(Ib)所代表的部分結構之結構單元中,作為結構單元(1)是特佳為以下式(Ic)所代表的結構單元。
式(Ic)中,R5
是代表烷基或環烷基。R5
之較佳模式是與在式(Ia)及式(Ib)的R1
之較佳模式相同。
此外,式(Ic)中,R6
是代表氫原子或甲基。
為形成以式(Ic)所代表的結構單元所使用的自由基聚合性單體之較佳具體實例是可列舉:例如,甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯、丙烯酸1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-甲氧基乙酯、丙烯酸1-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙酯、丙烯酸1-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-異丁氧基乙酯、丙烯酸1-異丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-正丙氧基乙酯、丙烯酸1-正丙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-環己氧基乙酯、丙烯酸1-環己氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-環己基乙氧基)乙酯、丙烯酸1-(2-環己基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-苯甲氧基乙酯、丙烯酸1-苯甲氧基乙酯等:特佳為甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯及丙烯酸1-乙氧基乙酯。此等之自由基聚合性單體是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
為形成含有以式(Ia)所代表的部分結構及以式(Ib)所代表的部分結構之結構單元(1)所使用的自由基聚合性單體是可使用市售品者,或以習知的方法所合成者。例如,若為以下述結構式(A)所代表之單體時,則可以如下列反應式所示將(甲基)丙烯酸在酸觸媒的存在下與乙烯基醚化合物反應而合成。
上述反應式中,R5
及R6
是與在式(Ic)之R5
及R6
為同義。
此外,含有以式(Ia)所代表的部分結構或以式(Ib)所代表的部分結構之結構單元(1)是也可藉由將含被保護的羧基或酚性羥基單體與後述之結構單元(2)至(5)或其前驅物進行聚合後,將羧基或酚性羥基與乙烯基醚化合物反應而形成。另外,藉此所形成的較佳結構單元之具體實例是與上述源於自由基聚合性單體之具體實例之結構單元相同。
結構單元(1)之其他較佳模式是具有選自以下式(IIa)所代表的部分結構及以下式(IIb)所代表的部分結構中至少一者之結構單元。
式(IIa)及式(IIb)中,R3
是代表第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,R4
是代表第三級烷基、三級丁氧基羰基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,Ar2
是代表二價芳香族基,波線部分是代表與其他結構之鍵結處。
在R3
及R4
之第三級烷基較佳為碳數為4至20者,更佳為碳數為4至14者,進一步更佳為碳數為4至8者。
在R3
的第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,在R4
的第三級烷基、三級丁氧基羰基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,在Ar2
的二價芳香族基是可具有取代基。該取代基是可例示:碳數為1至10之烷基(甲基、乙基、丙基、丁基等)、碳數為3至10之環烷基、碳數為6至10之芳基、鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、羥基、碳數為1至10之烷氧基等。此等之取代基是可更進一步經上述取代基加以取代。
此外,在R3
及R4
之第三級烷基更佳為選自由以如下所示式(a)所代表之基所構成的群組中至少一種。
-C(R9
)(R10
)(R11
) (a)
式(a)中,R9
、R10
及R11
是各自獨立地代表碳數為1至12之烷基、碳數為3至12之環烷基、碳數為6至12之芳基或碳數為7至12之芳烷基,此外,R9
、R10
及R11
中任一者皆可兩個相互鍵結而與其等所鍵結的碳原子一起形成環。
在式(a)以R9
、R10
或R11
所代表之碳數為1至12之烷基是可為直鏈狀或分枝鏈狀,可列舉:例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、新戊基、正己基、三級己基(2,3-二甲基-2-丁基)、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基等。
以R9
、R10
或R11
所代表之碳數為3至12之環烷基是可列舉:例如,環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、降冰片基、異冰片基等。
以R9
、R10
或R11
所代表之碳數為6至12之芳基是可列舉:例如,苯基、鄰甲苯基、茬基、異丙苯基、1-萘基等。
以R9
、R10
或R11
所代表之碳數為7至12之芳烷基是可列舉:例如,苯甲基、α-甲基苯甲基、苯乙基、萘基甲基等。
此外,R9
、R10
及R11
是可相互鍵結而與其等所鍵結之碳原子一起形成環。R9
與R10
、R9
與R11
、或R10
與R11
鍵結時的環結構是可列舉:例如,環丁基、環戊基、環己基、環庚基、四氫呋喃基、金剛烷基、及四氫哌喃基等。
此外,在式(IIa)之R3
較佳為碳數為4至12之第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,更佳為碳數為4至8之第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,進一步更佳為三級丁基或2-四氫呋喃基,特佳為2-四氫呋喃基。
此外,在式(IIb)之R4
較佳為碳數為4至12之第三級烷基、三級丁氧基羰基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,更佳為碳數為4至8之第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,進一步更佳為三級丁基或2-四氫呋喃基,特佳為2-四氫呋喃基。
式(IIb)中,Ar2
是代表二價芳香族基,在芳香環上具有OCH(OR1
)(R2
)。
在式(IIb)的Ar2
之較佳模式是與在前述式(IIa)的Ar1
之較佳模式相同。
由於羧基受到保護,可形成具有以式(IIa)所代表的結構之結構單元(1)之羧酸單體,若為由於該單體所具有的羧基受到保護而可形成以式(IIa)所代表的結構者時,則可使用。該羧酸單體是可列舉:例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-甲基-對羧基苯乙烯等之一元羧酸;順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸、伊康酸等之二羧酸。此外,結構單元(1)是可列舉源於此等羧基是受到保護的羧酸之單體單元為較佳者。
由於酚性羥基受到保護,可形成具有以前述式(IIb)所代表的結構之結構單元(1)之具有酚性羥基之單體,若為由於該單體所具有的酚性羥基受到保護而可形成以式(IIa)所代表的結構者,則可使用。其較佳者是可列舉:例如,對羥基苯乙烯、α-甲基-對羥基苯乙烯等之羥基苯乙烯類、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼0011至0016所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼0007至0010所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物等。
在此等之中,更佳為α-甲基-對羥基苯乙烯、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼0011至0016所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼0007至0010所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物。
在上述具有以式(IIa)所代表的部分結構或以式(IIb)所代表的部分結構之結構單元中,作為結構單元(1)特佳為以下式(IIc)所代表的結構單元。
式(IIc)中,R7
是代表第三級烷基、2-四氫哌喃基或2-四氫呋喃基,R8
是代表氫原子或甲基。
另外,式(IIc)中,R7
之較佳模式是與在式(IIa)的R3
之較佳模式相同。
為形成以式(IIc)所代表之單體單元所使用的自由基聚合性單體之較佳具體實例是可列舉:例如,甲基丙烯酸三級丁酯、丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯、丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯、甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯、丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸1-甲基環己酯、丙烯酸1-甲基環己酯等;特佳為甲基丙烯酸三級丁酯、丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯、丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯。此等之單體單元是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
結構單元(1)之較佳具體實例是可例示如下列(a1-1)至(a1-4)及(a2-1)至(a2-6)所示之結構單元。
在此等之中,從感度、透明性並存的觀點,則最佳為以(a2-5)及(a2-6)所示結構單元。
在構成共聚物(A)之全部結構單元中,結構單元(1)的含率較佳為10至80莫耳%,更佳為15至70莫耳%,特佳為20至60莫耳%。
共聚物(A)是含有具有選自環氧基及氧雜環丁烷基中至少一者之結構單元(2)(在下文中,則適當地簡稱為「結構單元(2)」)。
結構單元(2)是只要在一個結構單元中具有至少一個環氧基或氧雜環丁烷基即可,也可具有一個以上環氧基及一個以上氧雜環丁烷基、兩個以上環氧基、或兩個以上氧雜環丁烷基,雖然並無特殊限制,但是較佳為具有環氧基及/或氧雜環丁烷基合計一至三個,更佳為具有環氧基及/或氧雜環丁烷基合計一或兩個,進一步更佳為具有一個環氧基或氧雜環丁烷基。
結構單元(2)較佳為具有選自脂環環氧基及氧雜環丁烷基中至少一者之結構單元,從感度、保存安定性的觀點,則更佳為具有氧雜環丁烷基之結構單元。
此外,在共聚物(A)之結構單元(1)與結構單元(2)的組合較佳為結構單元(1)為具有經酸分解性基保護之羧基之結構單元、結構單元(2)為具有氧雜環丁烷基之結構單元的組合。
脂環環氧基為脂肪族環與環氧基環是形成縮合環之基,具體而言,其可列舉:例如,3,4-環氧環己基、2,3-環氧環己基、2,3-環氧環戊基等。
具有氧雜環丁烷基之基是只要具有氧雜環丁烷環時,則並無特殊限制,其較佳可例示(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲基。
形成具有環氧基之結構單元所使用的自由基聚合性單體的具體實例是可列舉:例如,丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、α-乙基丙烯酸環氧丙酯、α-正丙基丙烯酸環氧丙酯、α-正丁基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸-3,4-環氧基丁酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧基丁酯、丙烯酸-6,7-環氧基庚酯、甲基丙烯酸-6,7-環氧基庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-環氧基庚酯、鄰乙烯基苯甲基環氧丙基醚、間乙烯基苯甲基環氧丙基醚、對乙烯基苯甲基環氧丙基醚、專利第4168443號公報中之段落碼[0031]至[0035]所揭示之含有脂環式環氧骨架之化合物等。
形成具有氧雜環丁烷基之結構單元所使用的自由基聚合性單體的實例是可列舉:例如,在日本特開2001-330953號公報中之段落碼[0011]至[0016]所揭示之具有氧雜環丁烷基之(甲基)丙烯酸酯等。
形成具有環氧基及/或氧雜環丁烷基之結構單元所使用的自由基聚合性單體的實例較佳為含有甲基丙烯酸酯結構之單體、含有丙烯酸酯結構之單體。
在此等單體中,更佳為在專利第4168443號公報中之段落碼0034至0035所揭示之含有脂環式環氧骨架之化合物及在日本特開2001-330953號公報中之段落碼0011至0016所揭示之具有氧雜環丁烷基之(甲基)丙烯酸酯,特佳為在特開2001-330953號公報中之段落碼0011至0016所揭示之具有氧雜環丁烷基之(甲基)丙烯酸酯。此等之中,較佳為丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯、丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、及甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯;最佳為丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、及甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯。此等之結構單元是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
結構單元(a3)之較佳具體實例是可例示以下列(a3-1)至(a3-6)所代表的結構單元。
在構成共聚物(A)的全部結構單元中,結構單元(2)的含率較佳為10至80莫耳%,更佳為15至70莫耳%,特佳為20至65莫耳%。藉由具有上述比例之結構單元(2),則本發明之感光性樹脂組成物所獲得硬化膜之物性為良好。
在共聚物(A)之結構單元(1)與結構單元(2)之含率,以莫耳比計,則較佳為結構單元(1):結構單元(2)=100:(10至200),更佳為100:(10至150),進一步更佳為100:(50至150)。
共聚物(A)是可在不阻礙本發明之功效範圍,具有其他結構單元(3),該結構單元(3)是可列舉:具有羧基、羧酸酐殘基及/或酚性羥基之結構單元(3a)、前述結構單元(1)至(2)、(3a)以外之結構單元(3b)。
共聚物(A)較佳為在該共聚物(A)不成為鹼可溶性之範圍,含有具有羧基、羧酸酐殘基及/或酚性羥基之結構單元(3a)(在下文中,則適當地簡稱為「結構單元(3a)」),更佳為含有具有羧基及/或酚性羥基之結構單元。
為形成具有羧基之結構單元所使用的自由基聚合性單體是可列舉:例如,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等之一元羧酸;順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸、伊康酸等之二羧酸。
此外,為形成具有羧酸酐殘基之結構單元所使用的自由基聚合性單體是可列舉:例如,較佳為順丁烯二酸酐、伊康酸酐等。為形成具有酚性羥基之結構單元所使用的自由基聚合性單體是可列舉:例如,較佳為對羥基苯乙烯、α-甲基-對羥基苯乙烯等之羥基苯乙烯類、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼0011至0016所揭示之化合物、在專利第2888454號公報中之段落碼[0007]至[0010]所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物等。
在此等之中,用於將結構單元(3a)導入於共聚物(A)之自由基聚合性單體更佳為甲基丙烯酸、丙烯酸、在日本特開2008-40183號公報中之段落碼0011至0016所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼[0007]至[0010]所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-
羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物;特佳為在日本特開2008-40183號公報中之段落碼[0011]至[0016]所揭示之化合物、專利第2888454號公報中之段落碼[0007]至[0010]所揭示之4-羥基苯甲酸衍生物類、4-羥基苯甲酸與甲基丙烯酸環氧丙酯之加成反應物、4-羥基苯甲酸與丙烯酸環氧丙酯之加成反應物。此等之結構單元是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
結構單元(3a)之較佳具體實例是可例示以下列(a4-1)至(a4-11)所代表的結構單元。
共聚物(A)是具有結構單元(3a)時,在構成共聚物(A)的全部結構單元中,則結構單元(3a)的含率較佳為1至25莫耳%,更佳為2至25莫耳%,特佳為3至20莫耳%。藉由具有上述比例之結構單元(3a),則可獲得高感度,且顯影性也為良好。
共聚物(A)是可在不阻礙本發明之功效範圍,含有除了前述(1)至(2)、(3a)以外之結構單元(3b)(在下文中,則適當地簡稱為「結構單元(3b)」)。
為形成結構單元(3b)所使用的自由基聚合性單體是可列舉:例如,在日本特開2004-264623號公報中之段落碼[0021]至[0024]所揭示之化合物(但是,形成前述結構單元(1)至(2)、(3a)之單體則除外)。
在此等之中,為獲得結構單元(3b)之自由基聚合性單體,從提高電特性的觀點,則較佳為如(甲基)丙烯酸二環戊烷酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己酯之含有脂環結構之(甲基)丙烯酸酯類、及苯乙烯類。從透明性的觀點,則較佳為(甲基)丙烯酸甲酯。從感度的觀點,則較佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯。在此等之中,更佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯。
結構單元(3b)是可為一種單獨或組合兩種以上。
共聚物(A)是具有結構單元(3a)時,則在構成共聚物(A)的全部結構單元中,結構單元(3a)的含率較佳為1至50莫耳%,更佳為5至40莫耳%,特佳為5至30莫耳%。
共聚物(A)之重量平均分子量較佳為1,000至100,000,更佳為2,000至50,000。另外,在本發明之重量平均分子量是以凝膠透層析法(GPC)所測定之經聚苯乙烯換算得之重量平均分子量。
將共聚物(A)所具有的各結構單元導入於共聚物(A)中之方法是可為聚合法或高分子反應法,也可此等之兩方法併用。
若使用聚合法時,則預先合成含有特定官能基之單體後,將此等單體加以共聚合。亦即,共聚物(A)是可藉由將結構單元(1)、結構單元(2)、及因應需要為形成結構單元(3a)、(3b)而使用的含有自由基聚合性單體之自由基聚合性單體混合物,在有機溶劑中,使用自由基聚合引發劑進行聚合而合成。
例如,可將具有以式(1a)或式(1b)所代表的部分結構之烯鍵性不飽和化合物、及具有環氧基或氧雜環丁烷基之烯鍵性不飽和化合物加以混合、加成聚合而獲得作為目的之共聚物(A)。
若使用高分子反應法時,則使用特定的種類之單體進行聚合反應後,利用在所獲得共聚物之結構單元所含有的反應性基,將必要的官能基導入於結構單元中。在此,可導入之官能基是可例示:用於保護酚性羥基或羧基同時用於在強酸的存在下分解而使此等游離之保護基、環氧基或氧雜環丁烷基等之交聯性基、如酚性羥基或羧基之鹼可溶性基(酸性基)等。
例如,可例示將經共聚合甲基丙烯酸2-羥基乙酯的共聚物與表氯醇反應而導入環氧基。如上所述,經進行共聚合具有反應性基之烯鍵性不飽和化合物後,有效利用殘留於側鏈的反應性基,藉由高分子反應則可將如以式(Ia)及/或式(Ib)所代表的部分結構或交聯性基之官能基導入於共聚物(A)之側鏈。
在下文中,例示較佳的在本發明使用之共聚物(A),但是本發明並不受限於此等者。
另外,於下述所例示的共聚物(A)之重量平均分子量為2,000至50,000。組成比是以在( )內之莫耳%來表示。
甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物(50/50)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸共聚物(50/40/10)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(20/20/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(20/20/30/10/20)、甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/甲基丙烯酸共聚物(45/40/15)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙基)酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯共聚物(50/50)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸共聚物(50/40/10)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯/苯乙烯共聚物(40/30/10/10/10)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸1-甲基-1-環己酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(20/20/30/10/20)、甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯/甲基丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(20/20/30/10/20)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸共聚物(50/35/15)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(35/30/10/25)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/甲基丙烯酸共聚物(50/40/10)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸共聚物(50/40/10)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯α-甲基-對羥基苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(30/30/20/20)、甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯/甲基丙烯酸四氫-2H-哌喃-2-基酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/15/15)、4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯之1-乙氧基乙基醚/甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物(40/30/10/20)。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有單獨一種或組合兩種以上之共聚物(A)。
本發明之感光性樹脂組成物中之共聚物(A)的含量,相對於感光性樹脂組成物之總固體成分,則較佳為20至99質量%,更佳為40至97質量%,進一步更佳為60至95質量%。若共聚物(A)的含量為在該範圍時,則經顯影時之圖案形成性將成為良好。
另外,本發明之感光性樹脂組成物是可在不阻礙本發明之功效範圍,併用除了共聚物(A)以外之樹脂。但是,從顯影性的觀點,則除了共聚物(A)以外之樹脂的含量較佳為少於共聚物(A)的含量。
本發明之感光性樹脂組成物是含有在下文中所詳細說明的選自以通式(I)、通式(OS-1)、通式(OS-3)、通式(OS-4)、及通式(OS-5)所代表的光酸產生劑中至少一種光酸產生劑(光酸產生劑(B))。
在光酸產生劑(B)所包含的各光酸產生劑中,最佳為以通式(I)、通式(OS-3)、通式(OS-4)、或通式(OS-5)所代表之光酸產生劑。
在下文中,就在光酸產生劑(B)所包含的各光酸產生劑詳細地加以說明。
在光酸產生劑(B)所包含的光酸產生劑之一模式是以下述通式(I)所代表之光酸產生劑。
R1A
-C(R2A
)=N-O-SO2
-R3A
(I)
通式(I)中,R1A
是代表碳原子數為1至6之烷基、碳原子數為1至4之鹵化烷基、苯基、聯苯基、萘基、2-呋喃基、2-噻吩基、碳原子數為1至4之烷氧基或氰基;若R1A
為苯基、聯苯基、萘基或蒽基時,則此等之基是也可為經選自由鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基及硝基所構成的群組中之取代基加以取代。R2A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基、二烷基胺基、嗎啉基或氰基。R2A
與R1A
是可相互鍵結而形成5員環或6員環,該5員環或6員環是可與也可具有一個或兩個任意之取代基的苯環鍵結。R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基。W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基。
以R1A
所代表之碳原子數為1至6之烷基是可為直鏈或分枝鏈烷基,其可列舉:例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、正己基、或2-乙基丁基。
以R1A
所代表之碳原子數為1至4之鹵化烷基是可列舉:例如,氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、或2-溴丙基。
以R1A
所代表之碳原子數為1至4之烷氧基是可列舉甲氧基或乙氧基。
R1A
是代表苯基、聯苯基、萘基或蒽基時,則此等之基是也可為經選自由鹵素原子(例如,氯原子、溴原子、碘原子等)、羥基、碳原子數為1至4之烷基(例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基)、碳原子數為1至4之烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基)及硝基所構成的群組中之取代基加以取代。
以R2A
所代表之碳原子數為1至10之烷基的具體實例是可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、二級戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等。
以R2A
所代表之碳原子數為1至10之烷氧基的具體實例是可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正辛氧基、正癸氧基等。
以R2A
所代表之碳原子數為1至5之鹵化烷基的具體實例是可列舉:三氟甲基、五氟乙基、全氟-正丙基、全氟-正丁基、全氟-正戊基等。
以R2A
所代表之碳原子數為1至5之鹵化烷氧基的具體實例是可列舉:三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟-正丙氧基、全氟-正丁氧基、全氟-正戊氧基等。
以R2A
所代表之可經W取代之苯基的具體實例是可列舉:鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、鄰乙基苯基、間乙基苯基、對乙基苯基、對(正丙基)苯基、對(異丙基)苯基、對(正丁基)苯基、對(異丁基)苯基、對(二級丁基)苯基、對(三級丁基)苯基、對(正戊基)苯基、對(異戊基)苯基、對(三級戊基)苯基、鄰甲氧基苯基、間甲氧基苯基、對甲氧基苯基、鄰乙氧基苯基、間乙氧基苯基、對乙氧基苯基、對(正丙氧基)苯基、對(異丙氧基)苯基、對(正丁氧基)苯基、對(異丁氧基)苯基、對(二級丁氧基)苯基、對(三級丁氧基)苯基、對(正戊氧基)苯基、對(異戊氧基)苯基、對(三級戊氧基)苯基、對氯苯基、對溴苯基、對氟苯基、2,4-二氯苯基、2,4-二溴苯基、2,4-二氟苯基、2,4,6-三氯苯基、2,4,6-三溴苯基、2,4,6-三氟苯基、五氯苯基、五溴苯基、五氟苯基、對聯苯基等。
以R2A
所代表之可經W取代之萘基的具體實例是可列舉:2-甲基-1-萘基、3-甲基-1-萘基、4-甲基-1-萘基、5-甲基-1-萘基、6-甲基-1-萘基、7-甲基-1-萘基、8-甲基-1-萘基、1-甲基-2-萘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-2-萘基、5-甲基-2-萘基、6-甲基-2-萘基、7-甲基-2-萘基、8-甲基-2-萘基等。
以R2A
所代表之可經W取代之蒽基的具體實例是可列舉:2-甲基-1-蒽基、3-甲基-1-蒽基、4-甲基-1-蒽基、5-甲基-1-蒽基、6-甲基-1-蒽基、7-甲基-1-蒽基、8-甲基-1-蒽基、9-甲基-1-蒽基、10-甲基-1-蒽基、1-甲基-2-蒽基、3-甲基-2-蒽基、4-甲基-2-蒽基、5-甲基-2-蒽基、6-甲基-2-蒽基、7-甲基-2-蒽基、8-甲基-2-蒽基、9-甲基-2-蒽基、10-甲基-2-蒽基等。
以R2A
所代表之二烷基胺基是可列舉:二甲基胺基、二乙基胺基、二丙基胺基、二丁基胺基、二苯基胺基等。
以R3A
所代表之碳原子數為1至10之烷基的具體實例是可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、二級戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等。
以R3A
所代表之碳原子數為1至10之烷氧基的具體實例是可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正辛氧基、正癸氧基等。
以R3A
所代表之碳原子數為1至5之鹵化烷基的具體實例是可列舉:三氟甲基、五氟乙基、全氟-正丙基、全氟-正丁基、全氟-正戊基等。
以R3A
所代表之碳原子數為1至5之鹵化烷氧基的具體實例是可列舉:三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟-正丙氧基、全氟-正丁氧基、全氟-正戊氧基等。
以R3A
所代表之可經W取代之苯基的具體實例是可列舉:鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、鄰乙基苯基、間乙基苯基、對乙基苯基、對(正丙基)苯基、對(異丙基)苯基、對(正丁基)苯基、對(異丁基)苯基、對(二級丁基)苯基、對(三級丁基)苯基、對(正戊基)苯基、對(異戊基)苯基、對(三級戊基)苯基、鄰甲氧基苯基、間甲氧基苯基、對甲氧基苯基、鄰乙氧基苯基、間乙氧基苯基、對乙氧基苯基、對(正丙氧基)苯基、對(異丙氧基)苯基、對(正丁氧基)苯基、對(異丁氧基)苯基、對(二級丁氧基)苯基、對(三級丁氧基)苯基、對(正戊氧基)苯基、對(異戊氧基)苯基、對(三級戊氧基)苯基、對氯苯基、對溴苯基、對氟苯基、2,4-二氯苯基、2,4-二溴苯基、2,4-二氟苯基、2,4,6-三氯苯基、2,4,6-三溴苯基、2,4,6-三氟苯基、五氯苯基、五溴苯基、五氟苯基、對聯苯基等。
以R3A
所代表之可經W取代之萘基的具體實例是可列舉:2-甲基-1-萘基、3-甲基-1-萘基、4-甲基-1-萘基、5-甲基-1-萘基、6-甲基-1-萘基、7-甲基-1-萘基、8-甲基-1-萘基、1-甲基-2-萘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-2-萘基、5-甲基-2-萘基、6-甲基-2-萘基、7-甲基-2-萘基、8-甲基-2-萘基等。
以R3A
所代表之可經W取代之蒽基的具體實例是可列舉:2-甲基-1-蒽基、3-甲基-1-蒽基、4-甲基-1-蒽基、5-甲基-1-蒽基、6-甲基-1-蒽基、7-甲基-1-蒽基、8-甲基-1-蒽基、9-甲基-1-蒽基、10-甲基-1-蒽基、1-甲基-2-蒽基、3-甲基-2-蒽基、4-甲基-2-蒽基、5-甲基-2-蒽基、6-甲基-2-蒽基、7-甲基-2-蒽基、8-甲基-2-蒽基、9-甲基-2-蒽基、10-甲基-2-蒽基等。
以W所代表之碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、及碳原子數為1至5之鹵化烷氧基的具體實例是可列舉:與作為以R2A
或R3A
所代表之碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、及碳原子數為1至5之鹵化烷氧基的具體實例所列舉者為相同者。
R2A
與R1A
是可相互鍵結而形成5員環或6員環。
若R2A
與R1A
是相互鍵結而形成5員環或6員環時,則該5員環或6員環是可列舉:碳環式基及雜環式環基,例如,環戊烷、環己烷、環庚烷、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、唑、噻唑、哌喃、吡啶、吡、嗎啉、哌啶或哌環。該5員環或6員環是可為與也可具有一個或兩個任意的取代基之苯環鍵結,其實例是可列舉:四氫萘、二氫蒽、茚、烷、茀、或硫環系。該5員環或6員環是可含有羰基,其實例是可列舉:環己二烯酮、萘酮及蒽酮環系。
光酸產生劑(B)之較佳模式之一是以下述通式(I-1)所代表之肟磺酸酯化合物(oxime sulfonate compound)。該肟磺酸酯化合物是通式(I)的R2A
與R1
A是鍵結而形成5員環之化合物。
通式(I-1)中,R3A
是與通式(I)的R3A
為同義,X是代表烷基、烷氧基、或鹵素原子,t是代表0至3之整數,t為2或3時,複數之X是可為相同或不同。
以X所代表之烷基較佳為碳原子數為1至4之直鏈狀或分枝狀烷基。
以X所代表之烷氧基較佳為碳原子數為1至4之直鏈狀或分枝狀烷氧基。
以X所代表之鹵素原子較佳為氯原子或氟原子。
t較佳為0或1。
通式(I-1)中,特佳為t是1,X是甲基,X之取代位置是鄰位,R3A
是碳原子數為1至10之直鏈狀烷基、7,7-二甲基-2-側氧基降冰片基甲基、或對甲苯甲醯基之化合物。
以通式(I-1)所代表之肟磺酸酯化合物的具體實例是可列舉:下述化合物(i)、化合物(ii)、化合物(iii)、化合物(iv)等,此等化合物是可以一種單獨使用、或兩種類以上併用。化合物(i)至(iv)是可獲自市售品。
此外,以通式(I-1)所代表之肟磺酸酯化合物是可與其他種類之光酸產生劑(B)組合使用。
以通式(I)所代表之光酸產生劑之較佳模式之一是:R1A
是代表碳原子數為1至4之烷基、三氟甲基、苯基、氯苯基、二氯苯基、甲氧基苯基、4-聯苯基、萘基或蒽基;R2A
是代表氰基;R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基:W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基者。
以通式(I)所代表之光酸產生劑較佳為以通式(II)所代表之光酸產生劑。
通式(II)中,R4A
是代表鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基、或硝基,1是代表0至5之整數。R3A
是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基;W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基者。
通式(II)中,R3A
較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正辛基、三氟甲基、五氟乙基、全氟-正丙基、全氟-正丁基、對甲苯基、4-氯苯基或五氟苯基;特佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基或對甲苯基。
以R4A
所代表之鹵素原子較佳為氟、氯或溴。
以R4A
所代表之碳原子數為1至4之烷基較佳為甲基或乙基。
以R4A
所代表之碳原子數為1至4之烷氧基較佳為甲氧基或乙氧基。
1較佳為0至2,特佳為0至1。
在以通式(I)所代表之光酸產生劑中,包含在以通式(II)所代表之光酸產生劑的化合物之較佳模式為:通式(I)中,R1A
是代表苯基或4-甲氧基苯基,R2A
是代表氰基,R3A
是代表甲基、乙基、正丙基、正丁基或4-甲苯基之模式。
在下文中,例示特佳的在以通式(I)所代表之光酸產生劑中之包含在以通式(II)所代表之光酸產生劑的化合物,但是本發明並不受限於此等者:α-(甲基磺醯氧基亞胺基)苯甲基氰(R1A
=苯基、R2A
=-CN基、R3A
=甲基);α-(乙基磺醯氧基亞胺基)苯甲基氰(R1A
=苯基、R2A
=-CN基、R3A
=乙基);α-(正丙基磺醯氧基亞胺基)苯甲基氰(R1A
=苯基、R2A
=-CN基、R3A
=正丙基);α-(正丁基磺醯氧基亞胺基)苯甲基氰(R1A
=苯基、R2A
=-CN基、R3A
=正丁基);α-(4-甲苯磺醯氧基亞胺基)苯甲基氰(R1A
=苯基、R2A
=-CN基、R3A
=4-甲苯基);α-[(甲基磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈(R1A
=4-甲氧基苯基、R2A
=-CN基、R3A
=甲基);α-[(乙基磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈(R1A
=4-甲氧基苯基、R2A
=-CN基、R3A
=乙基);α-[(正丙基磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈(R1A
=4-甲氧基苯基、R2A
=-CN基、R3A
=正丙基);α-[(正丁基磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈(R1A
=4-甲氧基苯基、R2A
=-CN基、R3A
=正丁基);α-[(4-甲苯磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈(R1A
=4-甲氧基苯基、R2A
=-CN基、R3A
=4-甲苯基)。
在光酸產生劑(B)所包含的光酸產生劑之其他模式是以下述通式(OS-3)、通式(OS-4)、或通式(OS-5)所代表之光酸產生劑。
通式(OS-3)至通式(OS-5)中,R1
是代表烷基、芳基或雜芳基,可存在數個的R2
是各自獨立地代表氫原子、烷基、芳基或鹵素原子,可存在數個的R6
是各自獨立地代表鹵素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、胺基磺醯基或烷氧基磺醯基,X是代表O或S,n是代表1或2,m是代表0至6之整數。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R1
所代表之烷基、芳基、或雜芳基是也可具有取代基。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R1
所代表之烷基較佳為也可具有取代基之總碳數為1至30之烷基。
以R1
所代表之烷基可具有之取代基是可列舉:鹵素原子、烷基氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、及胺基羰基等。
以R1
所代表之烷基是可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、三氟甲基、全氟丙基、全氟己基、及苯甲基等。
此外,通式(OS-3)至(OS-5)中,以R1
所代表之芳基較佳為也可具有取代基之總碳數為6至30之芳基。
以R1
所代表之芳基可具有之取代基是可列舉:鹵素原子、烷基、烷基氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基羰基、磺酸基、胺基磺醯基、及烷氧基磺醯基等。
以R1
所代表之芳基是可列舉:苯基、對甲基苯基、對氯苯基、五氯苯基、五氟苯基、鄰甲氧基苯基、及對苯氧基苯基等。
此外,通式(OS-3)至(OS-5)中,以R1
所代表之雜芳基較佳為也可具有取代基之總碳數為4至30之雜芳基。
以R1
所代表之雜芳基可具有之取代基是可列舉:鹵素原子、烷基、烷基氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基羰基、磺酸基、胺基磺醯基、及烷氧基磺醯基等。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R1
所代表之雜芳基是只要其為含有至少一個雜芳香族環者時即可,例如,雜芳香族環與苯環是也可加以縮環。
以R1
所代表之雜芳基是可列舉:也可具有取代基之選自由噻吩環、吡咯環、噻唑環、咪唑環、呋喃環、苯并噻吩環、苯并噻唑環、及苯并咪唑環所構成的群組中之環中移除一個氫原子之基等。
通式(OS-3)至(OS-5)中,R2
較佳為氫原子、烷基、或芳基,更佳為氫原子或烷基。
通式(OS-3)至(OS-5)中,在化合物中存在兩個以上之R2
時,較佳為一個或兩個是烷基、芳基或鹵素原子,更佳為一個為烷基、芳基或鹵素原子,特佳為一個為烷基,且其餘為氫原子。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R2
所代表之烷基或芳基是可具有取代基。
以R2
所代表之烷基或芳基可具有之取代基是可例示與前述以R1
所代表之烷基或芳基可具有之取代基為相同之基。
以R2
所代表之烷基較佳為可具有取代基之總碳數為1至12之烷基,更佳為可具有取代基之總碳數為1至6之烷基。
以R2
所代表之烷基是可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、正己基、烯丙基、氯甲基、溴甲基、甲氧基甲基、及苯甲基等;較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、或正己基;更佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、或正己基;特佳為甲基。
以R2
所代表之芳基較佳為可具有取代基之總碳數為6至30之芳基。
以R2
所代表之芳基是可列舉:苯基、對甲基苯基、鄰氯苯基、對氯苯基、鄰甲氧基苯基、或對苯氧基苯基等。
以R2
所代表之鹵素原子是可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子等。
在此等之中,較佳為氯原子、或溴原子。
通式(OS-3)至(OS-5)中,X是代表O或S,較佳為O。
通式(OS-3)至(OS-5)中,含有X作為環員之環是5員環或6員環。
通式(OS-3)至(OS-5)中,n是代表1或2,X為O時,則較佳為n是1,此外,X為S時,則較佳為n是2。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R6
所代表之烷基及烷基氧基是可具有取代基。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R6
所代表之烷基較佳為可具有取代基之總碳數為1至30之烷基。
以R6
所代表之烷基可具有之取代基是可列舉:鹵素原子、烷基氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、及胺基羰基等。
以R6
所代表之烷基是可列舉:甲基、乙基、正丙基。異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、三氟甲基、全氟丙基、全氟己基、及苯甲基等。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R6
所代表之烷基氧基較佳為可具有取代基之總碳數為1至30之烷基氧基。
以R6
所代表之烷基氧基可具有之取代基是可列舉:鹵素原子、烷基氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、及胺基羰基等。
以R6
所代表之烷基氧基是可列舉:甲基氧基、乙基氧基、丁基氧基、己基氧基、苯氧基乙基氧基、三氯甲基氧基、乙氧基乙基氧基、甲硫基乙基氧基、苯硫基乙基氧基、乙氧基羰基乙基氧基、苯氧基羰基乙基氧基、及二甲基胺基羰基乙基氧基等。
在此等之中,較佳為甲基氧基、乙基氧基、丁基氧基、己基氧基、苯氧基乙基氧基、三氯甲基氧基、或乙氧基乙基氧基。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R6
所代表之胺基磺醯基是可列舉:甲基胺基磺醯基、二甲基胺基磺醯基、苯基胺基磺醯基、甲基苯基胺基磺醯基、及胺基磺醯基等。
通式(OS-3)至(OS-5)中,以R6
所代表之烷氧基磺醯基是可列舉:甲氧基磺醯基、乙氧基磺醯基、丙氧基磺醯基、及丁氧基磺醯基等。
此外,通式(OS-3)至(OS-5)中,m是代表0至6之整數,較佳為0至2之整數,更佳為0或1,特佳為0。
此外,以前述通式(OS-3)所代表之光酸產生劑特佳為以下述通式(OS-6)、(OS-10)或(OS-11)所代表之光酸產生劑;以前述通式(OS-4)所代表之光酸產生劑特佳為以下述通式(OS-7)所代表之光酸產生劑;以前述通式(OS-5)所代表之光酸產生劑特佳為以下述通式(OS-8)或(OS-9)所代表之光酸產生劑。
通式(OS-6)至(OS-11)中,R1
是代表烷基、芳基或雜芳基,R7
是代表氫原子或溴原子,R8
是代表氫原子、碳數為1至8之烷基、鹵素原子、氯甲基、溴甲基、溴乙基、甲氧基甲基、苯基或氯苯基,R9
是代表氫原子、鹵素原子、甲基或甲氧基,R10
是代表氫原子或甲基。
通式(OS-6)至(OS-11)中之R1
是與在前述通式(OS-3)至(OS-5)中的R1
為同義,且較佳模式也是相同。
通式(OS-6)中之R7
是代表氫原子或溴原子,較佳為氫原子。
通式(OS-6)至(OS-11)中之R8
是代表氫原子、碳數為1至8之烷基、鹵素原子、氯甲基、溴甲基、溴乙基、甲氧基甲基、苯基、或氯苯基,較佳為碳數為1至8之烷基、鹵素原子、或苯基,更佳為碳數為1至8之烷基,進一步更佳為碳數為1至6之烷基,特佳為甲基。
通式(OS-8)及式(OS-9)中之R9
是代表氫原子、鹵素原子、甲基、或甲氧基,較佳為氫原子。
通式(OS-8)至(OS-11)中之R10
是代表氫原子或甲基,較佳為氫原子。
此外,在前述肟磺酸酯化合物中,關於肟之立體結構(E,Z)是可為任一者、或為混合物。
在以前述通式(OS-6)至(OS-11)所代表之化合物中,從液保存性、感度及透明性的觀點,則更佳為(OS-6)。
以前述通式(OS-3)至通式(OS-5)所代表之光酸產生劑的具體實例是可列舉下述例示化合物,但是本發明並不受限於此等者。
在光酸產生劑(B)所包含的光酸產生劑之其他模式是以下述通式(OS-1)所代表之光酸產生劑。
通式(OS-1)中,R1
是代表氫原子、烷基、烯基、烷氧基、烷氧基羰基、醯基、胺甲醯基、胺磺醯基、磺基、氰基、芳基、或雜芳基。R2
是代表烷基、或芳基。
通式(OS-1)中,X是代表-O-、-S-、-NH-、-NR5
-、-CH2
-、-CR6
H-、或-CR6
R7
-,R5
至R7
是各自獨立地代表烷基、或芳基。
通式(OS-1)中,R21
至R24
是各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、胺基、烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、醯胺基、磺基、氰基、或芳基。R21
至R24
中之兩個是可各自相互鍵結而形成環。
R21
至R24
是各自獨立地代表較佳為氫原子、鹵素原子、及烷基,此外,R21
至R24
中之至少兩個是相互鍵結而形成芳基之模式也可列舉。其中,從感度的觀點,則較佳為R21
至R24
是任一者皆為氫原子之模式。
前文所述之官能基是任一者皆可更進一步具有取代基。
以通式(OS-1)所代表之光酸產生劑更佳為以下述通式(OS-2)所代表之光酸產生劑。
通式(OS-2)中,R1
、R2
、R21
至R24
是各自獨立地與在前述通式(OS-1)中之R1
、R2
、R21
至R24
為同義,且較佳的實例也是相同。
在此等之中,通式(OS-1)及通式(OS-2)中之R1
是氰基、或芳基之模式為更佳,最佳為以通式(OS-2)所代表且R1
是氰基、苯基或萘基之模式。
此外,在前述肟磺酸酯化合物中,關於肟或苯并噻唑環之立體結構(E,Z)是各自可為任一者、或為混合物。
在下文中,說明適合使用於本發明之以通式(OS-1)所代表之光酸產生劑的具體實例(例示化合物b-1至b-34),但是本發明並不受限於此等。另外,在具體實例中,Me是代表甲基,Et是代表乙基,Bn是代表苯甲基,Ph是代表苯基。
在上述化合物中,從感度與安定性並存的觀點,則較佳為b-9、b-16、b-31、b-33。
光酸產生劑(B)是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
在本發明之感光性樹脂組成物中,相對於100質量份之共聚物(A),光酸產生劑(B)較佳為含有0.1至10質量份,更佳為含有0.5至10質量份。
本發明之感光性樹脂組成物,因應需要也可含有除了光酸產生劑(B)以外之光酸產生劑作為會感應活性光線之光酸產生劑,但是較佳為不含有1,2-醌二疊氮化合物。其理由是1,2-醌二疊氮化合物雖然會由於逐步型光化學反應(sequential photochemical reaction)而形成羧基,但是其量子產率(quantum yield)是一定為1以下、感度為低。與此相對,光酸產生劑(B)是可推測為:由於感應活性光線所形成的酸是對受到保護的酸性基之脫保護作為觸媒而發生作用,以一個光量子之作用所形成的酸則有助於多數的脫保護反應,使得量子產率為超過1而成為例如10之數倍的大值之所謂的「化學增幅」之結果而獲得高感度。
本發明之感光性樹脂組成物,在與光酸產生劑(B)之組合中,為促進其分解而含有增感劑。
增感劑將吸收活性光線或放射線而成為電子激發狀態。成為電子激發狀態之增感劑與光酸產生劑接觸而產生電子移動、能量移動、放熱等作用。藉此,光酸產生劑會發生化學變化、分解而形成酸。
較佳的增感劑的實例是可列舉屬於下列之化合物類,且在350 nm至450 nm域具有吸收波長之化合物。
多核芳香族類(例如,芘、苝、聯三伸苯、蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二丁氧基-3,7-二甲氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽);類(例如,螢光黃、曙紅、赤藻辛、玫瑰紅B、孟加拉玫瑰(Rose Bengal));酮類(例如,酮、氧硫、二甲基氧硫、二乙基氧硫);花青類(例如,噻羰花青(噻喹啉藍:thiacarbocyanine)、氧雜羰花青);部花青素類(例如,部花青素、羰部花青素);若丹花青類(rhodacyanines);Oxonol類;噻類(例如,噻嚀、亞甲基藍、甲苯胺藍);吖啶類(例如,吖啶橙、氯黃素、吖啶黃素);吖啶酮類(例如,吖啶酮、10-丁基-2-氯吖啶酮);蒽醌類(例如,蒽醌);角鯊鎓類(squaliums)(例如,角鯊鎓);苯乙烯基類(styryls);雙苯乙烯基類(bisstyryls)(例如,2-[2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基]苯并唑);香豆素類(例如,7-二乙基胺基-4-甲基香豆素、7-羥基-4-甲基香豆素、2,3,6,7-四氫-9-甲基-1H,5H,11H-[1]苯并哌喃基[6,7,8-ij]喹-11-酮))。
在此等增感劑中,較佳為會收吸活性光線或放射線而成為電子激發狀態,具有對光酸產生劑的電子移動作用之增感劑,特佳為多環芳香族類、吖啶酮類、苯乙烯基類、雙苯乙烯基類、香豆素類。
在上述增感劑中,更進一步適合的增感劑是可列舉:在以下述通式(III)、通式(IV)、通式(V)、或通式(VI)所代表之化合物所包含的增感劑。
通式(III)中,R1
及R2
是代表碳原子數為1至4之烷基,且R1
及R2
是相同。R3
及R4
是各自獨立地代表一價取代基。m及n是各自獨立地代表0至4之整數。
以R1
或R2
所代表之碳原子數為1至4之烷基較佳為甲基、乙基、正丙基、或正丁基。
以R3
或R4
所代表之一價取代基是可列舉:鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基、或硝基,較佳為甲基、乙基、正丙基、甲氧基、乙氧基、或正丙基氧基。
m較佳為0至2,更佳為0至1。
n較佳為0至2,更佳為0至1。
通式(IV)中,R5
是代表碳原子數為1至6之烷基或也可經取代之苯基。R6
及R7
是各自獨立地代表一價取代基。o及p是各自獨立地代表0至4之整數。
以R5
所代表之碳原子數為1至6之烷基較佳為甲基、乙基、正丙基、或正丁基。可經取代之苯基是以未經取代者為較佳。
以R6
或R7
所代表之一價取代基是可列舉:鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基、或硝基;較佳為氟原子、氯原子、溴原子、甲基、乙基、正丙基、甲氧基、乙氧基、或正丙基氧基。
o較佳為0至2,更佳為0至1。
p較佳為0至2,更佳為0至1。
通式(V)中,R8
、R9
、及R10
是各自獨立地代表一價取代基,q、r及s是各自獨立地代表0至2之整數。R8
、R9
、及R10
是其兩個以上可互相鍵結而形成5員環或6員環。
以R8
、R9
、或R10
所代表之一價取代基是可列舉:鹵素原子、氰基、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基、碳原子數為1至4之醯基、碳原子數為1至4之羧酸酯基、碳原子數為1至4之烷基胺基、碳原子數為1至4之二烷基胺基、2-苯并咪唑基、2-苯并噻唑基、或2-苯并唑基;較佳為氰基、羥基、甲基、乙基、正丙基、甲氧基、乙醯基、甲基胺基、乙基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、2-苯并咪唑基、或2-苯并噻唑基。
此外,由R8
、R9
、及R10
所形成的5員環或6員環是可列舉:可具有任意的取代基之苯環、2,3,6,7-四氫喹環、環戊烷環、環己烷環。
q較佳為0至3,更佳為0至2。
r較佳為0至2,更佳為0至1。
s較佳為0至3,更佳為0至2。
通式(VI)中,R11
及R12
是各自獨立地代表經取代或未經取代之碳原子數為1至4之烷基、或經取代或未經取代之苯基。R13
及R14
是各自獨立地代表氫原子或碳原子數為1至20之脂肪族基、雜環基、芳香族基、或芳香脂肪族基。R13
及R14
是可互相鍵結而形成5員環或6員環。
以R11
或R12
所代表之碳原子數為1至4之烷基較佳為甲基、乙基、正丙基。
此外,可導入於以R11
或R12
所代表之烷基或苯基之取代基是可列舉:鹵素原子、氰基、或羥基。
以R13
或R14
所代表之碳原子數為1至20之脂肪族基較佳為:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、二級戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正辛氧基、正癸氧基等。
以R13
或R14
所代表之雜環基較佳為可具有任意的取代基之2-喹啉基、2-咪唑基、2-噻唑基、2-唑基。
以R13
或R14
所代表之芳香族基較佳為可具有任意的取代基之苯基、萘基、蒽基。
以R13
或R14
所代表之芳香脂肪族基較佳為:可具有任意的取代基之苯乙烯基、2-乙烯基呋喃基、2-乙烯基四氫呋喃基、2-乙烯基哌喃基、2-乙烯基四氫哌喃基。
R13
及R14
相互鍵結而形成之5員環或6員環較佳為:可具有任意的取代基之2-喹啉基、2-咪唑基、2-噻唑基、2-唑基。
在以通式(III)、通式(IV)、通式(V)、或通式(VI)所代表之化合物所包含的增感劑中,從感度、透明性的觀點,則較佳為9,10-二丁氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-[2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基]苯并唑;2,3,6,7-四氫-9-甲基-1H,5H,11H-[1]苯并哌喃基[6,7,8-ij]喹-11-酮);更佳為9,10-二丁氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、10-丁基-2-氯吖啶酮。
增感劑是可使用市售品、或以習知的合成方法合成。
此外,增感劑是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
從感度、透明性並存的觀點,相對於100質量份之光酸產生劑(B),則增感劑較佳為20至300質量份,更佳為30至200質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是含有溶劑。
本發明之感光性樹脂組成物較佳為將必須成分的共聚物(A)及光酸產生劑(B)、以及後述之各種添加劑等的任意成分調製成為經溶解於溶劑之溶液。
使用於本發明之感光性樹脂組成物之溶劑是可使用習知的溶劑,其可例示:乙二醇一烷基醚類、乙二醇二烷基醚類、醋酸乙二醇一烷基醚酯類、丙二醇一烷基醚類、丙二醇二烷基醚類、醋酸丙二醇一烷基醚酯類、二甘醇二烷基醚類、醋酸二甘醇一烷基醚酯類、二伸丙二醇一烷基醚類、二伸丙二醇二烷基醚類、醋酸二伸丙二醇一烷基醚酯類、酯類、酮類、醯胺類、內酯類等。
可使用於本發明之感光性樹脂組成物之溶劑是可列舉:例如,
(1) 乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、乙二醇一丙基醚、乙二醇一丁基醚等之乙二醇一烷基醚類;
(2) 乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丙基醚等之乙二醇二烷基醚類;
(3) 醋酸乙二醇一甲基醚酯、醋酸乙二醇一乙基醚酯、醋酸乙二醇一丙基醚酯、醋酸乙二醇一丁基醚酯等之醋酸乙二醇一烷基醚酯類;
(4) 丙二醇一甲基醚、丙二醇一乙基醚、丙二醇一丙基醚、丙二醇一丁基醚等之丙二醇一烷基醚類;
(5) 丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚等之丙二醇二烷基醚類;
(6) 醋酸丙二醇一甲基醚酯、醋酸丙二醇一乙基醚酯、醋酸丙二醇一丙基醚酯、醋酸丙二醇一丁基醚酯等之醋酸丙二醇一烷基醚酯類;
(7) 二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇乙基甲基醚等之二甘醇二烷基醚類;
(8) 醋酸二甘醇一甲基醚酯、醋酸二甘醇一乙基醚酯、醋酸二甘醇一丙基醚酯、醋酸二甘醇一丁基醚酯等之醋酸二甘醇一烷基醚酯類;
(9) 二伸丙二醇一甲基醚、二伸丙二醇一乙基醚、二伸丙二醇一丙基醚、二伸丙二醇一丁基醚等之二伸丙二醇一烷基醚類;
(10) 二伸丙二醇二甲基醚、二伸丙二醇二乙基醚、二伸丙二醇乙基甲基醚等之二伸丙二醇二烷基醚類;
(11) 醋酸二伸丙二醇一甲基醚酯、醋酸二伸丙二醇一乙基醚酯、醋酸二伸丙二醇一丙基醚酯、醋酸二伸丙二醇一丁基醚酯等之醋酸二伸丙二醇一烷基醚酯類;
(12) 乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸異丙酯、乳酸正丁酯、乳酸異丁酯、乳酸正戊酯、乳酸異戊酯等之乳酸酯類;
(13) 醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸正戊酯、醋酸異戊酯、醋酸正己酯、醋酸2-乙基己酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸異丙酯、丙酸正丁酯、丙酸異丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丁酸正丁酯、丁酸異丁酯等之脂肪族羧酸酯類;
(14) 羥基醋酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸乙酯、甲氧基醋酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、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、醋酸3-甲氧基丁酯、醋酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丁酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙醯基醋酸甲酯、乙醯基醋酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯等之其他酯類;
(15) 甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、環己酮等之酮類;
(16) N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之醯胺類;
(17)γ-丁內酯等之內酯類等。
此外,因應需要可更進一步對此等溶劑添加苯甲基乙基醚、二己基醚、醋酸乙二醇一苯基醚酯、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚、異佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲基醇、大茴香醚、醋酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等之溶劑。
在上述溶劑中,特佳為二甘醇乙基甲基醚、醋酸丙二醇一甲基醚酯。
溶劑是可以一種單獨或兩種以上混合使用。
可使用於本發明之溶劑較佳為一種單獨或兩種併用,較佳為兩種併用,更佳為醋酸丙二醇一烷基醚酯類與二甘醇二烷基醚類併用。
在本發明之感光性樹脂組成物中之的溶劑的含量,相對於每100質量份之共聚物(A),則較佳為50至3,000質量份,更佳為100至2,000質量份,進一步更佳為150至1,500質量份。
在本發明之感光性樹脂組成物,除了前述(A)成分至(D)成分以外,因應需要可作為任意成分而加入以下所述之(E)抗氧化劑、(F)交聯劑、(G)密著改良劑、(H)鹼性化合物、(I)界面活性劑、(J)塑化劑、及(K)熱自由基產生劑、(L)熱酸產生劑、(M)酸增殖劑(acid amplifier)、及(N)顯影促進劑(developmentaccelerator)等之習知的添加劑。
本發明之感光性樹脂組成物較佳為含有抗氧化劑。
抗氧化劑是可含有習知的抗氧化劑。
由於添加抗氧化劑,則具有可防止硬化膜之著色、或減少由於分解所引起之膜厚減少,且耐熱透明性優異之優點。
如此之抗氧化劑是可列舉:例如,磷系抗氧化劑、醯基肼類、位阻型胺系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、酚系抗氧化劑、抗壞血酸類、硫酸鋅、糖類、亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、羥基胺衍生物等。在此等之中,從硬化膜之著色、膜厚減少的觀點,則特佳為酚系抗氧化劑。此等是可以一種單獨使用或兩種以上混合使用。
「酚系抗氧化劑」之市售品是可列舉:例如,ADK STAB AO-60(商品名、ADEKA(股)製);ADK STAB AO-80(商品名、ADEKA(股)製)、IRGANOX 1098(Ciba Japan(股)製)。
抗氧化劑的含量,相對於感光性樹脂組成物之總固體成分,則較佳為0.1至6質量%,更佳為0.2至5質量%,特佳為0.5至4質量%。若為在此範圍時,則所形成的膜可獲得充分的透明性,且在圖案形成時之感度也為良好。
此外,除了抗氧化劑以外之添加劑是可將在「高分子添加劑之新發展(日刊工業新聞(股))」中所揭述之各種紫外線吸收劑、或金屬去活化劑等添加至本發明之感光性樹脂組成物中。
從感度、保存安定性的觀點,因應需要本發明之感光性樹脂組成物是可含有交聯劑。
交聯劑是可添加例如如下所述之在分子內具有兩個以上環氧基或氧雜環丁烷基之化合物、含有烷氧基甲基之交聯劑、具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物。
藉由添加交聯劑,則可使得從本發明之感光性樹脂組成物所獲得之硬化膜成為更強固的膜。
「在分子內具有兩個以上環氧基之化合物」的具體實例是可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂等。
此等之交聯劑是可獲自市售品。可獲自市售品之交聯劑的實例(皆為商品名)是可列舉:例如,「雙酚A型環氧樹脂」是JER 827、JER 828、JER 834、JER 1001、JER 1002、JER 1003、JER 1055、JER 1007、JER 1009、JER 1010(以上是商品名、Japan Epoxy Resin(股)製),EPICLON 860、EPICLON 1050、EPICLON 1051、EPICLON 1055(以上是商品名、DIC(股)製)等;「雙酚F型環氧樹脂」是JER 806、JER 807、JER 4004、JER 4005、JER 4007、JER 4010(以上是商品名、JapanEpoxy(股)製),EPICLON 830、EPICLON 835(以上、DIC(股)製),LCE-21、RE-602S(以上是商品名、日本化藥(股)製)等;「苯酚酚醛清漆型環氧樹脂」是JER 152、JER 154、JER 157S70、JER 157S65(以上是商品名、Japan Epoxy Resin(股)製),EPICLON N-740、EPICLON N-740、EPICLON N-770、EPICLON N-775(以上是商品名、DIC(股)製)等;「甲酚酚醛清漆型環氧樹脂」是EPICLON N-660、EPICLON N-665、EPICLON N-670、EPICLON N-673、EPICLON N-680、EPICLON N-690、EPICLON N-695(以上是商品名、DIC(股)製),EOCN-1020(以上是商品名、日本化藥(股)製)等;「脂肪族環氧樹脂」是ADEKA RESIN EP-4080S、同EP-4085S、同EP-4088S(以上是商品名、ADEKA(股)製) ,CELLOXIDE 2021P、CELLOXIDE 2081、CELLOXIDE 2083、CELLOXIDE 2085、EHPE 3150、EPOLEAD PB 3600、同PB 4700(以上是商品名、DAICEL化學工業(股)製)等。其他,也可列舉ADEKA RESIN EP-4000S、同EP-4003S、同EP-4010S、同EP-4011S(以上是商品名、ADEKA(股)製),NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上是商品名、ADEKA(股)製)等。此等是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
在此等之中較佳者是可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂。特佳為雙酚A型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂。
「在分子內具有兩個以上氧雜環丁烷基之化合物」的具體實例是可使用ARON OXETANE OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上是商品名、東亞合成(股)製)。
此外,含有氧雜環丁烷基之化合物是可以單獨或與含有環氧基之化合物混合使用。
在分子內具有兩個以上環氧基或氧雜環丁烷基之化合物對於感光性樹脂組成物的添加量,相對於100質量份之共聚物(A)之總量,則較佳為1至50質量份,更佳為3至30質量份。
「含有烷氧基甲基之交聯劑」較佳為烷氧基甲基化三聚氰胺、烷氧基甲基化苯并胍胺、烷氧基甲基化甘脲及烷氧基甲基化脲等。此等是可分別將羥甲基化三聚氰胺、羥甲基化苯并胍胺、羥甲基化甘脲、或羥甲基化脲之羥甲基加以轉換成烷氧基甲基而獲得。關於該烷氧基甲基之種類是並無特殊限制者,其可列舉:例如,甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基等;從脫氣之產生量的觀點,則特佳為甲氧基甲基。
在此等交聯性化合物中,較佳的交聯性化合物是可列舉:烷氧基甲基化三聚氰胺、烷氧基甲基化苯并胍胺、烷氧基甲基化甘脲;從透明性的觀點,則特佳為烷氧基甲基化甘脲。
此等「含有烷氧基甲基之交聯劑」是可獲自市售品,任一者皆為商品名,可使用:例如,CYMEL 300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170、1174、UFR 65、300(以上是商品名、三井Cyanamide(股)製);NIKALAC MX-750、-032、-706、-708、-40、-31、-270、-280、-290、NIKALAC MS-11、NIKALAC MW-30HM、-100LM、-390(以上是商品名、三和化學(股)製)等。
在本發明之感光性樹脂組成物使用含有烷氧基甲基之交聯劑時,含有烷氧基甲基之交聯劑的添加量,相對於100質量份之共聚物(A),則較佳為0.05至50質量份,更佳為0.5至10質量份。藉由以該範圍添加含有烷氧基甲基之交聯劑,則可獲得顯影時之較佳鹼溶解性、與硬化後之膜之優異的耐溶劑性。
具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物是適合使用單官能之(甲基)丙烯酸酯、二官能之(甲基)丙烯酸酯、三官能以上之(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸酯化合物。
「單官能之(甲基)丙烯酸酯」是可列舉:例如,(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸卡必醇酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、鄰苯二甲酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙基-2-羥基丙酯等。
「二官能之(甲基)丙烯酸酯」是可列舉:例如,(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,9-壬二醇酯、聚二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸雙苯氧基乙醇茀酯、二丙烯酸雙苯氧基乙醇茀酯等。
「三官能以上之(甲基)丙烯酸酯」是可列舉:例如,三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、磷酸三((甲基)丙烯醯氧基乙基)酯、四(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯等。
此等具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物是可以一種單獨或兩種以上組合使用。
在本發明之感光性樹脂組成物中,具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物的使用比例,相對於100質量份之(A)成分,則較佳為50質量份以下,更佳為30質量份以下。藉由以此等比例含有具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物,則可提高從本發明之感光性樹脂組成物所獲得硬化膜之耐熱性及表面硬度等。在加入具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物時,較佳為添加後述之(K)熱自由基產生劑。
本發明之感光性樹脂組成物是也可具有密著改良劑。
可使用於本發明之感光性樹脂組成物之密著改良劑是用於提高作為基材之無機物例如矽、氧化矽、氮化矽等矽化合物,金、銅、鋁等金屬與絕緣膜之密著性的化合物。具體而言,其可列舉矽烷偶合劑、硫醇系化合物等。
在本發明所使用的作為密著改良劑之矽烷偶合劑是以界面之改質為目的者,可在並無特殊限制下使用習知者。
較佳的「矽烷偶合劑」是可列舉:例如,γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基烷基二烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基烷基二烷氧基矽烷、γ-氯丙基三烷氧基矽烷、γ-氫硫基丙基三烷氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三烷氧基矽烷、乙烯基三烷氧基矽烷。
在此等之中,更佳為γ-環氧丙氧基丙基三烷氧基矽烷或γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷,進一步更佳為γ-環氧丙氧基丙基三烷氧基矽烷。
此等之密著改良劑是可以一種單獨或兩種以上組合使用。密著改良劑之添加是在基板上以本發明之感光性樹脂組成物來形成硬化膜時,可有效地提高基板與硬化膜之密著性,同時在將硬化膜形成為圖案狀時,也可有效地調整基板與圖案狀之硬化膜的錐角。
在本發明之感光性樹脂組成物中,相對於100質量份之共聚物(A),密著改良劑的含量較佳為0.1至20質量份,更佳為0.5至10質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有鹼性化合物。
鹼性化合物是可從在化學增幅光阻所使用者中任意選擇使用。其可列舉:例如,脂肪族胺、芳香族胺、雜環式胺、第四級氫氧化銨、及羧酸之第四級銨鹽等。
「脂肪族胺」是可列舉:例如,三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二正丙基胺、三-正丙基胺、二-正戊基胺、三-正戊基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二環己基胺、二環己基甲基胺等。
「芳香族胺」是可列舉:例如,苯胺、苯甲基胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺等。
「雜環式胺」是可列舉:例如,吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲基胺基吡啶、咪唑、苯并咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、菸鹼、菸鹼酸、菸鹼醯胺、喹啉、8-氧基喹啉、吡、吡唑、嗒、嘌呤、吡咯啶、哌啶、哌、嗎啉、4-甲基嗎啉、1,5-二吖雙環[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二吖雙環[5.3.0]-7-十一烯。
「第四級氫氧化銨」是可列舉:例如,氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四-正丁基銨、氫氧化四-正己基銨等。
「羧酸之第四級銨鹽」是可列舉:例如,醋酸四甲基銨、苯甲酸四甲基銨、醋酸四-正丁基銨、苯甲酸四-正丁基銨等。
可使用於本發明之鹼性化合物是可以一種單獨使用或兩種以上併用,較佳為兩種以上併用,更佳為兩種併用,進一步更佳為將兩種雜環式胺併用。
在本發明之感光性樹脂組成物中,相對於100質量份之共聚物(A),鹼性化合物的含量較佳為0.001至1質量份,更佳為0.005至0.2質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有界面活性劑。
界面活性劑是陰離子系、陽離子系、非離子系、或兩性中任一者皆可使用,較佳的界面活性劑是非離子系界面活性劑。
「非離子系界面活性劑」的實例是可列舉:聚氧乙烯高級烷基醚類、聚氧乙烯高級烷基苯基醚類、聚氧乙烯二醇之高級脂肪酸二酯類、聚矽氧系、氟系界面活性劑。
此外,可列舉下列商品名:KP(信越化學工業(股)製)、POLYFLOW(共榮社化學(股)製)、EFTOP(JEMCO公司製)、MEGAFACE(DIC(股)製)、FLUORAD(住友3M(股)製)、Asahi Guard、Surflon(旭硝子(股)製)、PolyFox(OMNOVA公司製)等之各系列。
界面活性劑是可列舉:含有以如下所示之重複單元A與重複單元B之共聚物(1)作為較佳的實例。該共聚物之重量平均分子量(Mw)為1000以上且10000以下,較佳為1500以上且5000以下。重量平均分子量是以凝膠透層析法所測定之經聚苯乙烯換算得之值。
在共聚物(1)中,R21
及R23
是各自獨立地代表氫原子或甲基,R22
是代表碳數為1以上且4以下之直鏈伸烷基,R24
是代表氫原子或碳數為1以上且4以下之烷基,L是代表碳數為3以上且6以下之伸烷基,p及q是代表聚合比之質量百分率,p是代表10質量%以上且80質量%以下之數值,q是代表20質量%以上且90質量%以下之數值,r是代表1以上且18以下之整數,n是代表1以上且10以下之整數。
在重複單元B中,L較佳為以下式(2)所代表之伸烷基。
式(2)中,R25
是代表碳數為1以上且4以下之烷基,從相溶性與對被塗布面之可濕潤性的觀點,則較佳為碳數為1以上且3以下之烷基,更佳為碳數為2或3之烷基。
此外,p與q之合計(p+q)較佳為p+q=100,亦即,為100質量%。
此等界面活性劑是可以一種單獨或兩種以上混合使用。
在本發明之感光性樹脂組成物中,相對於100質量份之共聚物(A),界面活性劑的添加量較佳為10質量份以下,更佳為0.01至10質量份,進一步更佳為0.01至1質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有塑化劑。
「塑化劑」是可列舉:例如,鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二-十二烷酯、聚乙二醇、甘油、鄰苯二甲酸二甲基甘油酯、酒石酸二丁酯、己二酸二辛酯、三乙醯基甘油等。
在本發明之感光性樹脂組成物中,相對於100質量份之共聚物(A),塑化劑的添加量較佳為0.1至30質量份,更佳為1至10質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有熱自由基產生劑。在含有如前述之具有至少一個烯鍵性不飽和雙鍵之化合物的烯鍵性不飽和化合物的情況,則較佳為含有熱自由基產生劑。
在本發明之熱自由基產生劑是可使用習知的熱自由基產生劑。
熱自由基產生劑是會由於熱之能量而產生自由基來引發或促進聚合性化合物之聚合反應的化合物。藉由添加熱自由基產生劑,則所獲得硬化膜將變得更強韌而可提高耐熱性、耐溶劑性。
較佳的「熱自由基產生劑」是可列舉:芳香族酮類、鎓鹽化合物、有機過氧化物、硫基化合物、六芳基聯二咪唑化合物、酮肟酯化合物、硼酸鹽化合物、鉼化合物(azinium compound)、二茂金屬化合物、活性酯化合物、具有碳-鹵素鍵之化合物、偶氮系化合物、聯苯甲基化合物等。
熱自由基產生劑是可以一種單獨使用或兩種以上併用。
在本發明之感光性樹脂組成物中,從提高膜物性的觀點,相對於100質量份之共聚物(A),則熱自由基產生劑的添加量較佳為0.01至50質量份,更佳為0.1至20質量份,最佳為0.5至10質量份。
在本發明中,也可為改良在低溫硬化之膜物性等而使用熱酸產生劑。
本發明之熱酸產生劑是可藉由熱而產生酸的化合物,通常是熱分解溫度為在130℃至250℃,較佳為在150℃至220℃之範圍的化合物,例如其係可藉由加熱而產生磺酸、羧酸、二磺醯基醯亞胺等低親核性之酸的化合物。
所產生的酸較佳為pKa為如2以下之強的經磺酸或電子吸引基取代之烷基羧酸或芳基羧酸、及經電子吸引基取代之二磺醯基醯亞胺等。電子吸引基是可列舉:氟原子等鹵素原子、三氟甲基等鹵化烷基、硝基、氰基。
此外,在本發明也可使用不藉由照射曝光光而實質地產生酸,而可藉由熱而產生酸之磺酸酯。
所謂的「不藉由照射曝光光而實質地產生酸」是藉由在化合物的曝光前後之IR光譜、NMR光譜測定而在光譜上並無變化來加以判定。
磺酸酯之分子量通常為230至1000,較佳為230至800。
在本發明可使用之磺酸酯是可使用市售品、或使用以習知的方法所合成者。磺酸酯是例如可在鹼性條件下,將磺醯基氯或磺酸酐與對應的多元醇反應而合成。
磺酸酯對於感光性樹脂組成物的添加量,相對於100質量份之(A)成分,則較佳為0.5至20質量份,特佳為1至15質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可以提高感度為目的而使用酸增殖劑。在本發明使用之酸增殖劑是由於酸觸媒反應而可更進一步產生酸使得反應系統內之酸濃度上升的化合物,在酸不存在之狀態是安定地存在的化合物。如此之化合物,由於以一次反應則增加一個以上之酸,反應則將隨著反應進行而加速地進行,但是由於所產生的酸本身是會誘導自分解,在此所產生的酸之強度是酸解離常數(acid dissociation constant) pKa較佳為3以下,特佳為2以下。
酸增殖劑的具體實例是可列舉:在日本特開平10-1508號公報[0203]至[0223]、特開平10-282642號公報[0016]至[0055]及特表平9-512498號公報第39頁第12行至第47頁第2行中所揭述之化合物。
在本發明可使用之酸增殖劑是可列舉:可藉由酸產生劑所產生之酸而分解以產生二氯醋酸、三氯醋酸、甲烷磺酸、苯磺酸、三氟甲烷磺酸、苯基膦酸等之pKa為3以下之酸的化合物。
從曝光部與未曝光部之溶解對比的觀點,酸增殖劑對於感光性樹脂組成物的添加量,相對於100質量份之光酸產生劑(B),則較佳為10至1000質量份,更佳為20至500質量份。
本發明之感光性樹脂組成物是可含有顯影促進劑。
顯影促進劑是可使用具有顯影促進功效之任意的化合物,較佳為具有選自羧基、酚性羥基、及伸烷氧基中之至少一種結構之化合物,更佳為具有選自羧基或酚性羥基之至少一種結構之化合物,最佳為具有酚性羥基之化合物。
此外,顯影促進劑之分子量較佳為100至3000,更佳為100至2000,最佳為150至1000。
顯影促進劑的實例,具有伸烷氧基者是可列舉:聚乙二醇、聚乙二醇之一甲基醚、聚乙二醇之二甲基醚、聚乙二醇甘油酯、聚丙二醇甘油酯、聚丙二醇二甘油酯、聚丁二醇、聚乙二醇-雙酚A醚、聚丙二醇-雙酚A醚、聚氧乙烯之烷基醚、聚氧乙烯之烷基酯、在日本特開平9-222724號公報中所揭述之化合物等。
顯影促進劑的實例,具有羧基者是可列舉:在日本特開2000-66406號公報、特開平9-6001號公報、特開平10-20501號公報、特開平11-338150號公報等中所揭述之化合物。
顯影促進劑的實例,具有酚性羥基者是可列舉:在日本特開2005-346024號公報、特開平10-133366號公報、特開平9-194415號公報、特開平9-222724號公報、特開平11-171810號公報、特開2007-121766號公報、特開平9-297396號公報、特開2003-43679號公報等中所揭述之化合物。在此等之中,較佳為苯環數為2至10個之酚系化合物,更佳為苯環數為2至5個之酚系化合物。特佳者可列舉在日本特開平10-133366號公報中作為溶解促進劑所揭述之酚性化合物。
顯影促進劑是可以一種單獨使用或兩種以上併用。
在本發明之感光性樹脂組成物的顯影促進劑的添加量,從感度與殘膜率的觀點,相對於100質量份之共聚物(A),則較佳為0.1至30質量份,更佳為0.2至20質量份,最佳為0.5至10質量份。
其次,說明本發明之硬化膜之形成方法。
本發明之硬化膜之形成方法,包括下列第(1)至(5)項各步驟:
(1)將本發明之感光性樹脂組成物塗布於基板上(塗布步驟);
(2)由所塗布的感光性樹脂組成物移除溶劑(溶劑移除步驟);
(3)將所塗布的感光性樹脂組成物以活性光線加以曝光(曝光步驟);
(4)將經曝光的感光性樹脂組成物以水性顯影液加以顯影(顯影步驟);及
(5)將經顯影的感光性樹脂組成物加以熱硬化(後烘烤步驟)。
在下文中,依序說明各步驟。
在塗布步驟,將本發明之感光性樹脂組成物塗布於基板上而形成含有溶劑之濕潤膜。
在溶劑移除步驟,從所塗布的濕潤膜以減壓(真空)及/或加熱移除溶劑而在基板上形成乾燥塗膜。
在曝光步驟,對所獲得乾燥塗膜照射波長為300 nm以上450 nm以下之活性光線。在此步驟,光酸產生劑(B)分解而產生酸。由於所產生的酸之觸媒作用,在共聚物(A)中所含有的結構單元(1)中之酸分解性基水解而形成羧基及/或酚性羥基。
在酸觸媒之形成區域,為使上述水解反應加速進行,因應需要可施加曝光後加熱處理(Post Exposure Bake:在下文中也稱為「PEB」)。藉由PEB,可促進源自酸分解性基的羧基及/或酚性羥基之形成。
共聚物(A)所具有結構單元(1)中之酸分解性基,由於酸分解之活性化能低,且因來自曝光所引起的酸產生劑之酸容易分解而產生羧基及/或酚性羥基,因此不一定需要施加PEB也可以顯影而形成正型影像。
另外,藉由在較低溫下進行PEB,也可在不致於發生交聯反應下促進酸分解性基之水解。
在進行PEB時之溫度較佳為30℃以上且130℃以下,更佳為40℃以上且110℃以下,特佳為50℃以上且90℃以下。
在顯影步驟,將具有經游離的羧基及/或酚性羥基之聚合物使用鹼性顯影液進行顯影。藉由移除含有具有易溶解於鹼性顯影液的羧基及/或酚性羥基之樹脂組成物的曝光部區域而形成正型影像。
在後烘烤步驟,可藉由將所獲得正型影像加熱,使得結構單元(1)中之酸分解性基熱分解而形成羧基及/或氧雜環丁烷基,而與環氧基及/或氧雜環丁烷基交聯以形成硬化膜。該加熱較佳為加熱至150℃以上之高溫,更佳為加熱至180至250℃,特佳為加熱至200至250℃。加熱時間是可因應加熱溫度等而適當地設定,較佳為在10至90分鐘之範圍內。
若在後烘烤步驟前,追加以活性光線(較佳為紫外線)全面照射正型影像之步驟時,則可藉由活性光線照射所產生的酸而促進交聯反應。
其次,具體說明使用本發明之感光性樹脂組成物的硬化膜之形成方法。
將共聚物(A)、光酸產生劑(B)、增感劑(C)、及溶劑(D)之必須成分以特定比例且以任意方法進行混合,並加以攪拌溶解以調製感光性樹脂組成物。也可例如將共聚物(A)、光酸產生劑(B)或增感劑(C)分別預先溶解於溶劑(D)而製成溶液後,以特定比例混合此等以調製樹脂組成物。經如上述所調製得組成物溶液是可使用孔徑為0.2μm之濾網等加以過濾後使用。
將感光性樹樹脂組成物塗布於特定的基板,並藉由減壓及/或加熱(預烘烤)來移除溶媒而形成吾所欲之乾燥塗膜。
例如,在液晶顯示元件之製造方面,基板是可例示:設置有偏光板、更進一步因應需要而設置黑色矩陣層、彩色濾光片層,並且設置有透明導電電路層之玻璃板等。
感光性樹樹脂組成物對基板之塗布方法是並無特殊限制,例如可使用狹縫塗布法、噴霧法、輥式塗布法、旋轉塗布法等方法。其中,從適用於大型基板的觀點,較佳為狹縫塗布法。在此,所謂的大型基板是意謂各邊為1 m以上之大小的基板。
此外,溶劑移除步驟之加熱條件為不會導致在未曝光部的共聚物(A)中之結構單元(1)所具有的酸分解性基分解,且使共聚物(A)變成對鹼顯影液為可溶性之範圍,雖然也因各成分之種類或混合比而不同,但是較佳為在80至130℃為約30至120秒鐘。
在曝光步驟,對經設置乾燥塗膜之基板照射特定的圖案之活性光線。曝光是可通過遮罩而進行,也可直接描繪。活性光線是較佳為使用具有波長為300 nm以上且450 nm以下之活性光線。
在曝光步驟之後,因應需要可施加加熱處理(PEB)。
在藉由活性光線的曝光是可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、LED(發光二極體)光源、雷射產生裝置等。
使用水銀燈時,較佳為使用具有g-射線(436 nm)、i-射線(365 nm)、h-射線(405 nm)等之波長的活性光線。與雷射相比較,水銀燈是由於適合大面積之曝光而為較佳。
使用雷射時,若為固體(YAG)雷射則使用343 nm、355 nm,若為準分子雷射則使用351 nm(XeF),並且,若為半導體雷射則使用375 nm、405 nm。在此等之中,從安定性、成本等的觀點,則更佳為355 nm、405 nm。雷射是可分成一次或數次來照射塗膜。
雷射每1脈衝之能量密度較佳為0.1 mJ/cm2
以上且10000 mJ/cm2
以下。為使塗膜充分地硬化,則更佳為0.3 mJ/cm2
以上,最佳為0.5 mJ/cm2
以上,為使得不致於因剝蝕(ablation)現象而導致塗膜分解時,則更佳為1000 mJ/cm2
以下,最佳為100 mJ/cm2
以下。
此外,脈衝寬度(pulse width)較佳為0.1 nsec以上且30000 nsec以下。為使得不致於因剝蝕現象而導致色塗膜分解時,則更佳為0.5 nsec以上,最佳為1 nsec以上,若欲提高在掃描曝光時之對準精確度時,則更佳為1000 nsec以下,最佳為50 nsec以下。
並且,雷射之頻率較佳為1 Hz以上且50000 Hz以下,更佳為10 Hz以上且1000 Hz以下。
並且,雷射之頻率,若欲縮短曝光處理時間時,則更佳為10 Hz以上,最佳為100 Hz以上,欲提高掃描曝光時之對準精確度時,則更佳為10000 Hz以下,最佳為1000 Hz以下。
與水銀燈相比較,雷射是由於容易縮小焦點,不需要在曝光步驟之圖案形成之遮罩而可降低成本的觀點而為較佳。
可使用於本發明之曝光裝置是並無特殊限制,可使用Callisto(商品名、V Technology股份有限公司製)、或AEGIS(商品名、V Technology股份有限公司製)、或DF2200G(商品名、大日本Screen股份有限公司製)等已市售者。另外,除了上述以外之裝置也適合使用。
此外,因應需要也可通過例如長波長截止濾波器(long wavelength cut filter)、短波長截止濾波器、帶通濾波器(band-pass filter)之光譜濾波器而調整照射光。
在顯影步驟,使用鹼性顯影液來移除曝光部區域以形成影像圖案。
在鹼性顯影液可含有的鹼性化合物是可列舉:例如,氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等之鹼金屬氫氧化物類;碳酸鈉、碳酸鉀等之鹼金屬碳酸鹽類;碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等之鹼金屬碳酸氫鹽類;氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化膽鹼等之氫氧化銨類;矽酸鈉、偏矽酸鈉等之水溶液。
此外,也可在上述含有鹼性化合物之水溶液中添加適量的甲醇或乙醇等之水溶性有機溶劑或界面活性劑之水溶液作為顯影液而使用。
顯影液之pH較佳為10.0至14.0。
顯影時間是通常為30至180秒鐘,此外,顯影方法是在槳翼式法(paddling method)、浸漬法等中之任一者皆可。顯影後實施流水洗淨30至90秒鐘,以形成吾所欲之圖案。
關於經顯影所獲得之對應於未曝光區域的圖案,藉由使用熱板或烘箱等之加熱裝置,在特定的溫度例如在180至250℃歷時特定的時間,例如若在熱板上則為5至60分鐘,若為烘箱則為30至90分鐘進行加熱處理,使得在共聚物(A)之酸分解性基分解,產生羧基及/或酚性羥基,將此等與共聚物(A)中之環氧基及/或氧雜環丁烷基之交聯性基反應而使其交聯,藉此可形成耐熱性、硬度等優異的保護膜或層間絕緣膜等之硬化膜。
此外,在進行加熱處理時,藉由在氮氣大氣下進行,也可提高硬化膜之透明性。
另外,在加熱處理前,較佳為對硬化膜是已形成圖案狀的基板以活性光線加以再曝光後,進行後烘烤(再曝光/後烘烤)使得存在於未曝光部分之光酸產生劑(B)產生酸,以作為促進交聯步驟之觸媒而發生作用。
亦即,本發明之硬化膜之形成方法,較佳為在顯影步驟與後烘烤步驟之間包括以活性光線加以再曝光之再曝光步驟。
在再曝光步驟之曝光是可以與前述曝光步驟相同的方法進行,但是在前述再曝光步驟,則較佳為對基板的具有以本發明之感光性樹脂組成物所形成的膜之側進行全面曝光。再曝光步驟之較佳曝光量為100至1,000 mJ/cm2
。
由於本發明之感光性樹脂組成物,可獲得絕緣性優異,即使在高溫下烘烤時也可獲得具有高透明性之硬化膜,該硬化膜是可用作為層間絕緣膜。使用本發明之感光性樹脂組成物所構成之層間絕緣膜是具有高透明性、優異的硬化膜物性,因此,可使用於有機EL顯示裝置或液晶顯示裝置之用途。
此外,本發明之感光性樹脂組成物及本發明之硬化膜是不受限定於前述用途,可使用於各式各樣的用途。例如,除了平坦化膜、保護層、層間絕緣膜以外,也適合使用於使得在液晶顯示裝置的液晶層之厚度保持於一定的間隙控制材或在固態攝像元件設置於彩色濾光片上之微透鏡等。
本發明之有機EL顯示裝置及液晶顯示裝置是除了具有使用本發明之感光性樹脂組成物所形成的硬化膜作為平坦化膜或層間絕緣膜以外,其他則並無特殊限制,其可列舉採取各式各樣結構之習知的各種有機EL顯示裝置或液晶顯示裝置。
第1圖是展示在可作為本發明之有機EL顯示裝置而適用之底部發光型(bottom-emission type)有機EL顯示裝置的基板之示意性截面圖。
第1圖中,在玻璃基板6上形成下閘極型(bottom gate type)之TFT 1,且以覆蓋該TFT 1之狀態而形成由Si3
N4
所構成之絕緣膜3。在絕緣膜3形成接觸孔(省略圖示)後,透過該接觸孔所連接於TFT 1之配線2(高度1.0μm)是形成於絕緣膜3上。配線2是用於連接TFT 1之間、或在後續步驟所形成的有機EL元件與TFT 1者。
並且,為將由於形成配線2所造成的凹凸加以平坦化,以填埋由於配線2造成的凹凸之狀態在絕緣膜3上形成平坦化膜4。
在平坦化膜4上,形成底部發光型之有機EL元件。亦即,在平坦化膜4上形成透過接觸孔7而連接於配線2之由ITO所構成之第一電極5。第一電極5是相當於有機EL元件之陽極。
形成覆蓋第一電極5的周緣之形狀的絕緣膜8,由於設置該絕緣膜8,可防止第一電極5與在隨後的步驟所形成的第二電極間的短路。
並且,在第1圖雖然未圖示,透過吾所欲圖案遮罩依序蒸鍍而設置電洞傳輸層(hole transport layer)、有機發光層、電子傳輸層,接著,在基板上方全面形成由Al(鋁)所構成之第二電極,使用封止用玻璃板與紫外線硬化型環氧樹脂來貼合而加以封止,藉此可獲得經在各有機EL元件連接用於驅動其TFT 1而成之主動矩陣型(active matrix type)有機EL顯示裝置。
第2圖是展示可作為本發明之液晶顯示裝置而適用之主動矩陣方式之液晶顯示裝置之一實例示意性截面圖。在第2圖中,液晶顯示裝置10是在背面具有背光單元12之液晶面板,液晶面板是配置有對應於配置於經貼附偏光膜的兩片玻璃基板14、15之間的所有畫素的TFT 16之元件。在形成於玻璃基板上之各元件,則配線有通過形成於硬化膜17中的接觸孔18而形成畫素電極之ITO透明電極19。在ITO透明電極19之上則設置經配置液晶20之層與黑色矩陣的RGB彩色濾光片22。
其次,以實施例更具體地說明本發明。但是本發明是並不受限於此等實施例者。另外,除非另有特別指定外,「份」、「%」是以質量為基準。
在下列合成例中,下列簡稱符號是分別代表下列化合物:
V-65:2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)
GMA:甲基丙烯酸環氧丙酯
MAA:甲基丙烯酸
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
EDM:二甘醇乙基甲基醚
作為共聚物(A)的聚合物A-1是以如下所述而合成。
在144.2份(2莫耳當量)之乙基乙烯基醚添加0.5份之啡噻(phenothiazine),一邊將反應系統中冷卻至10℃以下,一邊逐滴加入86.1份(1莫耳當量)之甲基丙烯酸後,在室溫(25℃)攪拌4小時。添加5.0份之對甲苯磺酸吡啶鎓後,在室溫攪拌2小時,在室溫放置一夜。對反應液添加5份之碳酸氫鈉及5份之硫酸鈉,在室溫攪拌1小時,將不溶物加以過濾後,在40℃以下進行減壓濃縮,將殘渣之黃色油狀物加以減壓蒸餾,以獲得134.0份之沸點(bp.)為43至45℃/7 mmHg餾分之甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(MAEVE)之無色油狀物。
將所獲得之甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(63.28份(0.4莫耳當量))、GMA(42.65份(0.3莫耳當量))、MAA(8.61份(0.1莫耳當量))、HEMA(26.03份(0.2莫耳當量))及EDM(110.8份)之混合溶液在氮氣氣流下加熱至70℃。一邊攪拌該混合溶液,一邊逐滴加入自由基聚合引發劑V-65(和光純藥工業(股)製、4份)與EDM(100.0份)之混合溶液歷時2.5小時。在逐滴加入結束後,使其在70℃進行反應4小時,以獲得聚合物A-1之EDM溶液(固體成份濃度:40%)。
所獲得聚合物A-1以凝膠透層析法(GPC)所測定之重量平均分子量為15,000。
除了將所使用的各單體及其使用量變更為如下表1所示者以外,其餘則以與聚合物A-1之合成相同的方式分別合成聚合物A-2至A-10作為共聚物(A)。
此外,表1中之簡稱符號是如下所示:
MAEVE:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯
GMA:甲基丙烯酸環氧丙酯
OXE-30:甲基丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯(大阪有機化學工業(股)製)
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
M100:甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯(DAICEL化學工業(股)製)
MAA:甲基丙烯酸
CHOEMA:甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯
MATHF:甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯
Ph-1:4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯
P-Ph-1:4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯之1-乙氧基乙基醚
St:苯乙烯
PGMEA:醋酸丙二醇一甲基醚酯
以與在前述聚合物A-1之合成的MAEVE之合成法相同的方法進行CHOEMA之合成。
將甲基丙烯酸(86克、1莫耳)預先冷卻至15℃後添加樟腦磺酸(4.6克、0.02莫耳)。對該溶液逐滴加入2-二氫呋喃(71克、1莫耳、1.0當量)。攪拌1小時後,加入飽和碳酸氫鈉(500毫升),以醋酸乙酯(500毫升)萃取,以硫酸鎂乾燥後,將不溶物過濾後在40℃以下進行減壓濃縮,將殘渣之黃色油狀物加以減壓蒸餾,以獲得125克之沸點(bp.)54至56℃/3.5 mmHg餾分之甲基丙烯酸四氫-2H-呋喃-2-基酯(MATHF)之無色油狀物(產率80%)。
此外,Ph-1(4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯)是以如下所述之方法進行合成。
在23克之4-羥基苯甲酸(3-羥基丙基)酯之100毫升乙腈溶液,在攪拌下加入20毫升之N-甲基吡咯啶酮,並且加入16克之甲基丙烯醯氯。在35℃一邊攪拌一邊進行反應歷時8小時後,將反應混合物浸入冰水中,將所析出之結晶加以濾取,以醋酸乙酯/正己烷進行再結晶,以獲得4-羥基苯甲酸(3-甲基丙烯醯氧基丙基)酯。
P-Ph-1是藉由將Ph-1以1-乙氧基乙基醚加以保護而獲得。Ph-1之1-乙氧基乙基醚保護是以與在前述合成例1所揭示之方法相同的方法實施。
將各成分加以溶解混合成如下述組成A,並以孔徑0.2μm之聚四氟乙烯製濾網加以過濾,以獲得實施例1之感光性樹脂組成物。
除了將在實施例1所使用的各化合物變更為如表2或表3所示之化合物以外,其餘則以與實施例1相同的添加量進行溶解混合,以調製實施例2至49及比較例1之感光性樹脂組成物。
另外,在使用交聯劑(F)之實施例4至14、21至24及26至49,則以下述添加量添加下述之交聯劑。
此外,在使用鹼性化合物(H)之實施例24至49,則以下述添加量添加下述之鹼性化合物。
代表使用於實施例1至49、比較例1的各化合物之簡稱符號的詳細細節是如下所示:
B-1:PAI-1001(商品名、如下所示之結構、Midori化學(股)製)
B-2:PAI-1003(商品名、如下所示之結構、Midori化學(股)製)
B-3:CGI-1397(商品名、如下所示之結構、Ciba Specialty Chemicals公司製)
B-4:PAI-101(商品名、如下所示之結構、CibaSpecialty Chemicals公司製)
B-5:如下所示之結構(在後述之合成例)
B-6:如下所示之結構(在後述之合成例)
B-7:如下所示之結構(在後述之合成例)
B-8:如下所示之結構(在後述之合成例)
B-9:如下所示之結構(在後述之合成例)
B-10:如下所示之結構(在後述之合成例)
N-1:NBCA(商品名、10-丁基-2-氯吖啶酮、如下所示之結構、黑金化成(股)製)
N-2:DBA(商品名、9,10-二丁氧基蒽、如下所示之結構、川崎化成工業(股)製)
N-3:NKX-1768(商品名、2,3,6,7-四氫-9-甲基-1H,5H,11H-[1]苯并哌喃基[6,7,8-ij]喹-11-酮)、如下所示之結構、林原生物化學研究所(股)製)
N-4:NK-1342(商品名、2-[2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基]苯并唑、如下所示之結構、林原生物化學研究所(股)製)
N-5:DPA(商品名、9,10-二丙氧基蒽、如下所示之結構、川崎化成工業(股)製)
N-6:DEA(商品名、9,10-二乙氧基蒽、如下所示之結構、川崎化成工業(股)製)
F-1:JER 157S70(商品名、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、Japan Epoxy Resin(股)製)
G-1:KBM-403(商品名、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、如下所示之結構、信越化學工業(股)製)
H-1:1,5-二吖雙環[4.3.0]-5-壬烯
H-2:三苯基咪唑
I-1:PolyFox PF-6320(商品名、氟系界面活性劑、OMNOVA公司製)
I-2:以下述結構式(W-3)所代表之含有全氟烷基之非離子性界面活性劑
如B-5所示之化合物(α-(甲基磺醯氧基亞胺基)-2-苯基乙腈)是以如下所述之方式進行合成。
將5.85克之苯基乙腈(東京化成工業(股)製)混合於四氫呋喃:50毫升(和光純藥工業(股)製),浸入冰浴中使反應液冷卻至5℃以下。其次,逐滴加入11.6克之SM-28(甲氧鈉28%甲醇溶液、和光純藥工業(股)製),在冰浴下攪拌30分鐘使其進行反應。其次,將7.03克之亞硝酸異戊酯(東京化成工業(股)製)一邊保持在內溫20℃以下一邊逐滴加入,在逐滴加入結束後,使反應液室溫化並進行反應歷時1小時。將所獲得反應液飼入於經溶解1克之氫氧化鈉之150毫升水,使其完全溶解,其次添加100毫升之醋酸乙酯而加以分液,以獲得具有目的物之約180毫升之水層。並且,再度添加100毫升之醋酸乙酯,以濃鹽酸使水層成為pH 3以下之酸性,萃取產物並加以濃縮。將粗結晶以己烷洗淨,可獲得4.6克之α-(羥基亞胺基)-2-苯基乙腈(產率為63%)。
將11.5克之α-(羥基亞胺基)-2-苯基乙腈溶解於四氫呋喃:100毫升(和光純藥工業(股)製)後,浸入冰浴中使反應液冷卻至5℃以下。其次,逐滴加入9.9克之甲烷磺醯基氯(和光純藥工業(股)製),其次將9.55克之三乙基胺(和光純藥工業(股)製)一邊保持在內溫20℃以下一邊逐滴加入,在冰浴下攪拌1小時使其進行反應。
將所獲得反應液逐滴加入於500毫升之水,在室溫下攪拌1小時。將所獲得粉末狀之析出物加以過濾、乾燥,可獲得16克之α-(甲基磺醯氧基亞胺基)-2-苯基乙腈(化合物B-5)(產率為90%)。該化合物之1
H-NMR光譜是顯現產物為肟結構異構物(順式/反式)之混合物,且其存在比為順式:反式=25/75。
根據在日本特表2002-528451號公報中之段落碼[0108]所揭述之方法,進行合成α-(對甲苯磺醯氧基亞胺基)苯基乙腈(化合物B-6)。
將2-胺基苯硫醇:31.3克(東京化成工業(股)製)在室溫(25℃)下溶解於甲苯:100毫升(和光純藥工業(股)製)。其次,對所獲得溶液在室溫下逐滴加入40.6克之苯基乙醯基氯(東京化成工業(股)製)歷時1小時,其次在100℃攪拌2小時使其進行反應。在所獲得反應液飼入500毫升水使所析出的鹽溶解,萃取甲苯油分,將萃取液以旋轉式蒸發器加以濃縮,以獲得合成中間體B-7A。
將2.25克之藉由如前述所獲得合成中間體B-7A混合於四氫呋喃:10毫升(和光純藥工業(股)製)後,浸入冰浴中使反應液冷卻至5℃以下。其次,對反應液逐滴加入4.37克之氫氧化四甲基銨(25重量%甲醇溶液、Alfa Acer公司製),在冰浴下攪拌0.5小時使其進行反應。並且,將7.03克之亞硝酸異戊酯一邊保持在內溫20℃以下一邊逐滴加入,在逐滴加入結束後使反應液升溫至室溫後,攪拌一小時。
接著,將反應液冷卻至5℃以下後,飼入對甲苯磺醯基氯(1.9克)(東京化成工業(股)製),一邊保持在10℃以下一邊攪拌1小時。其後,飼入80毫升水,在0℃攪拌1小時。將所獲得析出物加以過濾後,飼入60毫升之異丙醇(IPA),在50℃加熱攪拌1小時,加以熱過濾、乾燥,以獲得1.8克之B-7(前述之結構)。
所獲得B-7之1
H-NMR光譜(300 MHz、氘化DMSO((D3
C)2
S=O)):δ=8.2至8.17(m,1H)、8.03至8.00(m,1H)、7.95至7.9(m,2H)、7.6至7.45(m,9H)、2.45(s,3H)。
由上述之1
H-NMR測定結果,可推定所獲得之B-7是一種單獨之幾何異構物。
在2-萘酚(10克)、氯苯(30毫升)之懸浮溶液中,添加氯化鋁(10.6克)、2-氯丙醯基氯(10.1克),將混合液加熱至40℃使其反應2小時。在冰冷下,對反應液逐滴加入4N HCl水溶液(60毫升),添加醋酸乙酯(50毫升)而加以分液。在有機層中,加入碳酸鉀(19.2克),在40℃使其反應1小時後,添加2N HCl水溶液(60毫升)而加以分液,將有機層加以濃縮後,將結晶以二異丙基醚(10毫升)加以再漿體化,並加以過濾、乾燥,以獲得酮化合物(6.5克)。
在所獲得酮化合物(3.0克)、甲醇(30毫升)之懸浮溶液中,添加醋酸(7.3克)、50重量%之羥基胺水溶液(8.0克),並進行加熱回流。放冷後,加入水(50毫升),將所析出的結晶加以過濾、以冷甲醇洗淨後,加以乾燥,以獲得肟化合物(2.4克)。
將所獲得肟化合物(1.8克)溶解於丙酮(20毫升)中,在冰冷下,添加三乙基胺(1.5克)、對甲苯磺醯基氯(2.4克),升溫至室溫使其反應1小時。在反應液添加水(50毫升),將所析出的結晶加以過濾後,以甲醇(20毫升)加以再漿體化,並加以過濾、乾燥,以獲得2.3克之B-8(前述之結構)。
另外,B-8之1
H-NMR光譜(300 MHz、CDCl3
):δ=8.3(d,1H)、8.0(d,2H)、7.9(d,1H)、7.8(d,1H)、7.6(dd,1H)、7.4(dd,1H)7.3(d,2H)、7.1(d,1H)、5.6(q,1H)、2.4(s,3H)、1.7(d,3H)。
將2-萘酚(20克)溶解於N,N-二甲基乙醯胺(150毫升),添加碳酸鉀(28.7克)、2-溴辛酸乙酯(52.2克),並在100℃使其反應2小時。在反應液添加水(300毫升)、醋酸乙酯(200毫升)而加以分液,將有機層加以濃縮後,添加48重量%氫氧化鈉水溶液(23克)、乙醇(50毫升)、水(50毫升),使其反應2小時。將反應液浸入1N HCl水溶液(500毫升),將所析出的結晶加以過濾、水洗以獲得羧酸粗體後,添加30克之聚磷酸使其在170℃反應30分鐘。將反應液浸入水(300毫升)中,添加醋酸乙酯(300毫升)而加以分液,將有機層加以濃縮後,以矽凝膠管柱式層析法進行精製,以獲得酮化合物(10克)。
在所獲得酮化合物(10.0克)、甲醇(100毫升)之懸浮溶液中,添加醋酸鈉(30.6克)、鹽酸羥胺(hydroxylamine hydrochloride)(25.9克)、硫酸鎂(4.5克),並加熱回流24小時。放冷後,添加水(150毫升)、醋酸乙酯(150毫升)而加以分液,將有機層以80毫升水加以分液4次,經濃縮後,以矽凝膠管柱式層析法進行精製,以獲得肟化合物(5.8克)。
對所獲得肟(3.1克),以與B-8相同的方式進行磺酸酯化,以獲得3.2克之B-9(前述之結構)。
另外,B-9之1
H-NMR光譜(300 MHz、CDCl3
):δ=8.3(d,1H)、8.0(d,2H)、7.9(d,1H)、7.8(d,1H)、7.6(dd,1H)、7.5(dd,1H)7.3(d,2H)、7.1(d,1H)、5.6(dd,1H)、2.4(s,3H)、2.2(ddt,1H)、1.9(ddt,1H)、1.4至1.2(m,8H)、0.8(t,3H)。
除了取代在B-8之對甲苯磺醯基氯而使用苯磺醯基氯以外,其餘則以與B-8相同的方式合成B-10(前述之結構)。
另外,B-10之1
H-NMR光譜(300 MHz、CDCl3
):δ=8.3(d,1H)、8.1(d,2H)、7.9(d,1H)、7.8(d,1H)、7.7-7.5(m,4H)、7.4(dd,1H)、7.1(d,1H)、5.6(q,1H)、1.7(d,3H)。
比較例2之感光性樹脂組成物是調製在日本特開平5-165214號公報中之實施例1所揭述之組成物。
比較例3之感光性樹脂組成物是以如下所述之方式進行調製在日本特開2004-264623號公報中之實施例1所揭述之組成物。
在配備冷卻管、攪拌機之燒瓶中,裝入7份之2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、200份之二甘醇乙基甲基醚。接著,裝入40份之甲基丙烯酸1-(環己氧基)乙酯、5份之苯乙烯、45份之甲基丙烯酸環氧丙酯、10份之甲基丙烯酸2-羥基乙酯及3份之α-甲基苯乙烯二聚物經氮氣取代後,緩慢地開始攪拌。使溶液溫度上升至70℃,在該溫度保持5小時,以獲得含有共聚物之聚合物溶液。所獲得共聚物之經聚苯乙烯換算得之重量平均分子量(Mw)為11,000。此外,在此所獲得聚合物溶液之固體成分濃度為31.6%。
將含有藉由上述所合成之共聚物之溶液,以相當於100份(固體成分)之共聚物的量,及5份之三氟甲烷磺酸4,7-二-正丁氧基-1-萘基四氫噻吩鎓,溶解於二甘醇甲基乙基醚使得固體成分濃度成為30%後,以孔徑為0.2μm之薄膜過濾器加以過濾,以獲得比較例3之感光性樹脂組成物。
比較例4之感光性樹脂組成物是調製在日本特開2009-98616號公報中之實施例8所揭述之組成物。
就藉由上述所獲得實施例1至49、及比較例1至4之感光性樹脂組成物進行如下所述之各種評估。
以E型黏度計(東機產業(股)製)測定剛調製後之感光性樹脂組成物的黏度(初期黏度)、與經在30℃儲存1週後及2週後之感光性樹脂組成物的黏度(經時黏度)。評估基準是經時黏度相對於初期黏度(100%)的相對性評估是變化10%以上者為「3」、黏度之變化為少於10%且5%以上時為「2」、黏度之變化為少於5%時則為「1」。「1」及「2」為在實務應用上無問題之水準。結果展示於表2。
在玻璃基板(商品名:Corning 1737、厚度為0.7 mm、Corning公司製)上,將各感光性樹脂組成物加以狹縫塗布後,在熱板上進行90℃/120秒鐘之預烘烤使溶劑揮發,以形成膜厚為3.0μm之感光性樹脂組成物層。
其次,將所獲得感光性樹脂組成物層使用Canon(股)製之PLA-501F曝光機(商品名、超高壓水銀燈),通過特定的遮罩加以曝光。並且,將曝光後之感光性組成物層以鹼顯影液(0.4質量%之氫氧化四甲基銨水溶液)加以23℃/60秒鐘之顯影後,以超純水洗滌20秒鐘。
由於此等之操作可將10μm之線寬與間距以1:1加以解析時的最適i-射線曝光量(Eopt)作為感度。另外,評估基準是如下所示。「1」及「2」為在實務應用上並無問題之水準。結果展示於表2及表3。
1:少於40 mJ/cm2
、
2:40 mJ/cm2
以上且少於60 mJ/cm2
、
3:60 mJ/cm2
以上且少於80 mJ/cm2
、
4:80 mJ/cm2
以上。
在玻璃基板(商品名:Corning 1737、厚度為0.7 mm、Corning公司製)上,將各感光性樹脂組成物加以狹縫塗布後,在熱板上以90℃/120秒鐘之加熱來移除溶劑,以形成膜厚為3.0μm之感光性樹脂組成物層。
將所獲得感光性樹脂組成物層以Canon(股)製造之PLA-501F曝光機(商品名、超高壓水銀燈)加以曝光使得積算照射量成為300 mJ/cm2
(照度:20 mW/cm2
、i-射線),其後,將此基板在230℃之烘箱中加熱1小時以獲得硬化膜。
具有該硬化膜的玻璃基板之光線透射率是使用分光光度計(spectrophotometer)「150-20型Double Beam(商品名、日立製作所(股)製)」以400至800 nm範圍之波長進行測定。將此時之最低光線透射率作為透明性之評估而展示於表2及表3。
另外,評估基準是如下所述。「1」及「2」為在實務應用上並無問題之水準。
1:92%以上、
2:90%以上且少於92%、
3:88%以上且少於90%、
4:少於88%。
以與透明性之評估相同的方式,在玻璃基板(商品名:Corning 1737、厚度為0.7 mm、Corning公司製)上形成硬化膜。
將所獲得硬化膜之膜厚(T1
)加以測定。並且,將經形成該硬化膜之基板浸漬於溫度控制在70℃之二甲基亞碸中歷時20分鐘後,測定浸漬後之硬化膜之膜厚(t1
),計算出由於浸漬所引起之膜厚變化率{∣t1
-T1
∣/T1
}×100(%)。結果展示於表2及表3。
膜厚變化率之值為少於3%(亦即,獲得基準1至3之結果時)時,則可視為硬化膜之耐溶劑性為良好。
1:少於1%、
2:1%以上且少於2%、
3:2%以上且少於3%、
4:3%以上。
在玻璃基板(商品名:Corning 1737、厚度為0.7 mm、Corning公司製)上,將各感光性樹脂組成物加以狹縫塗布後,在熱板上以90℃/120秒鐘移除溶劑而形成膜厚為3.0μm之感光性樹脂組成物層。
接著,將所獲得感光性樹脂組成物層,以0.4%氫氧化四甲基銨水溶液作為顯影液,在23℃加以顯影60秒鐘後,以能獲得10μm見方之接觸孔圖案之曝光量(照度:20 mW/cm2
、i-射線),通過具有10μm見方之圖案開口部的遮罩進行曝光。
將曝光後之基板以0.4%氫氧化四甲基銨水溶液作為顯影液,在23℃進行60秒鐘之槳翼式顯影(paddle development)。
將經圖案化之感光性樹脂組成物層以佳能公司製造之PLA-501F曝光機(商品名、超高壓水銀燈)加以曝光使得積算照射量成為300 mJ/cm2
(照度:20 mW/cm2
、i-射線),其後,將此基板在230℃之烘箱中加熱1小時以獲得硬化膜。
切削所獲得附有硬化膜之玻璃基板,將經圖案化的接觸孔之截面形狀以場發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope) S-4800(商品名、HITACHI公司製)加以觀察,並進行評估。
評估基準是如下所述。結果展示於表2及表3。
所獲得接觸孔之錐形角度為小於50度時(亦即,獲得基準1之結果時),則圖案形狀是可稱得上是良好。
1:錐形角度為在10以上且小於50度之範圍(正向錐型)、
2:錐形角度為在50以上且少於90度之範圍(矩形)、
3:錐形角度為在90度以上之範圍(倒向錐型)。
如表2及表3所示,可知各實施例之感光性樹脂組成物是在與各比較例之相對比較方面,關於液保存性、透明性、耐溶劑性、圖案形狀中任一項之評估皆可獲得優異的結果。
在實施例50,除了使用實施例1之感光性樹脂組成物、將基板由玻璃基板(商品名:Corning 1737、厚度為0.7 mm、Corning公司製)變更為6英寸矽晶圓以外,其餘則以與實施例1之對感光性樹脂組成物所實施的感度及圖案形狀之評估相同的方式進行評估感度及圖案形狀。
結果展示於表4。
在實施例51,除了使用實施例1之感光性樹脂組成物、將曝光機由Canon(股)製之PLA-501F曝光機(商品名)變更為Nikon(股)製之FX-803M(商品名、gh-Line步進機)以外,其餘則以與實施例1之對感光性樹脂組成物所實施的感度及圖案形狀之評估相同的方式進行評估感度及圖案形狀。
結果展示於表4。
在實施例26,除了使用實施例1之感光性樹脂組成物、將曝光機由Canon(股)製之PLA-501F曝光機(商品名)變更為355 nm雷射曝光機而進行355 nm雷射曝光以外,其餘則以與實施例1之對感光性樹脂組成物所實施的感度及圖案形狀之評估相同的方式進行評估感度及圖案形狀。
另外,355 nm雷射曝光機是使用V Technology公司製之「AEGIS」(波長355 nm、脈衝寬度6 nsec),曝光量是使用OPHIR公司製造之「PE10B-V2」進行測定。
結果展示於表4。
在實施例53,除了使用實施例1之感光性樹脂組成物、將曝光機由Canon公司製造之PLA-501F曝光機(商品名)變更為UV-LED光源曝光機以外,其餘則以與實施例1之對感光性樹脂組成物所實施的感度及圖案形狀之評估相同的方式進行評估感度及圖案形狀。
結果展示於表4。
如表4所示,可知實施例之感光性樹脂組成物是不論基板、曝光機如何,皆可顯現優異的感度,且所形成的圖案之形狀也是優異。
以如下所述之方法進行製造使用薄膜電晶體(TFT:Thin Film Transistor)之有機EL顯示裝置(參閱第1圖)。
在玻璃基板6上形成下閘極型之TFT 1,並以覆蓋該TFT 1之狀態而形成由Si3
N4
所構成之絕緣膜3。其次,在該絕緣膜3形成接觸孔(在此,省略圖示)後,將通過該接觸孔而連接至TFT 1的配線2(高度1.0μm)形成於絕緣膜3上。配線2是用於連接TFT 1之間、或在後續步驟所形成的有機EL元件與TFT 1者。
並且,為將由於形成配線2所引起之凹凸加以平坦化,則以填埋由於配線2所引起之凹凸的狀態在絕緣膜3上形成平坦化膜4。對於絕緣膜3上之平坦化膜4之形成過程如下:將實施例4之感光性樹脂組成物旋轉塗布於基板上,在熱板上加以預烘烤(90℃×2分鐘)後,由遮罩上使用高壓水銀燈將i-射線(365 nm)照射45 mJ/cm2
(照度20 mW/cm2
)後,以鹼水溶液進行顯影而形成圖案,並在230℃實施60分鐘之加熱處理。
塗布該感光性樹脂組成物時之塗布性是良好,在經曝光、顯影、燒成後所獲得硬化膜並未觀察到摺痕(crease)或龜裂(crack)的發生。另外,配線2之平均高度差異為500 nm、所製造之平坦化膜4之膜厚為2000 nm。
其次,在所獲得平坦化膜4上,形成底部發光型之有機EL元件。首先,在平坦化膜4上形成通過接觸孔7而連接於配線2之由ITO所構成之第一電極5。其後,塗布光阻,加以預烘烤,通過吾所欲圖案之遮罩而加以曝光,並加以顯影。將此光阻圖案作為遮罩而以使用ITO蝕刻劑之濕式蝕刻來實施圖案加工。其後,使用光阻剝離液(REMOVER 100、AZ Electronics Materials公司製)在50℃剝離該光阻圖案。經如上述所獲得第一電極5是相當於有機EL元件之陽極。
其次,形成覆蓋第一電極5的周緣之形狀的絕緣膜8。絕緣膜8是使用實施例7之感光性樹脂組成物,且以與前述相同的方法形成。
並且,在真空蒸鍍裝置內通過吾所欲的圖案遮罩,依序蒸鍍而設置電洞傳輸層、有機發光層、電子傳輸層。接著,在基板上方全面形成由Al(鋁)所構成之第二電極。由蒸鍍機取出所獲得上述基板,使用封止用玻璃板與紫外線硬化型環氧樹脂來貼合而加以封止。
經如上所述而獲得經在各有機EL元件連接用於驅動其TFT 1所成的主動矩陣型之有機EL顯示裝置。經通過驅動電路而外加電壓結果,得知其係可顯現良好的顯示特性,且為可靠性高之有機EL顯示裝置。
在專利第3321003號公報中之第1圖所揭述之主動矩陣型液晶顯示裝置中,以如下所述方法形成硬化膜17作為層間絕緣膜,以獲得實施例55之液晶顯示裝置。
亦即,使用實施例7之感光性樹脂組成物,以與在上述實施例54之有機EL顯示裝置之平坦化膜4之形成方法相同的方法,形成硬化膜17作為層間絕緣膜。
對所獲得液晶顯示裝置,外加驅動電壓結果,得知其係可顯現良好的顯示特性,且為可靠性高之液晶顯示裝置。
1...TFT
2...配線
3...絕緣膜
4...平坦化膜
5...第一電極
6...玻璃基板
7...接觸孔
8...絕緣膜
10...液晶顯示裝置
12...背光單元
14...玻璃基板
15...玻璃基板
16...TFT
17...硬化膜
18...接觸孔
19...ITO透明電極
20...液晶
22...RGB彩色濾光片
第1圖是展示將使用本發明之感光性樹脂組成物的硬化膜作為絕緣膜、平坦化膜而適用的有機EL顯示裝置之一實例構成概念圖。
第2圖是展示經適用使用本發明之感光性樹脂組成物的硬化膜之液晶顯示裝置之一實例構成概念圖。
Claims (10)
- 一種感光性樹脂組成物,其係包含:(A)含有具有選自經酸分解性基保護之羧基及經酸分解性基保護之酚性羥基中至少一者之結構單元(1)與具有選自環氧基及氧雜環丁烷基中至少一者之結構單元(2)之共聚物,(B)選自以下述通式(I)、通式(OS-1)、通式(OS-3)、通式(OS-4)、及通式(OS-5)所代表之光酸產生劑中至少一種光酸產生劑,(C)增感劑,及(D)溶劑,其中該(C)增感劑是以下述通式(III)、通式(IV)、通式(V)、或通式(VI)所代表之化合物,該(C)增感劑的量,相對於100質量份之(B)光酸產生劑,為20至300質量份:R1A -C(R2A )=N-O-SO2 -R3A (I)〔通式(I)中,R1A 是代表碳原子數為1至6之烷基、碳原子數為1至4之鹵化烷基、苯基、聯苯基、萘基、蒽基、2-呋喃基、2-噻吩基、碳原子數為1至4之烷氧基或氰基;R1A 為苯基、聯苯基、萘基或蒽基時,則此等之基可為經選自由鹵素原子、羥基、碳原子數為1至4之烷基、碳原子數為1至4之烷氧基及硝基所構成的群組中之取代基加以取代;R2A 是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取 代之蒽基、二烷基胺基、嗎啉基或氰基;R2A 與R1A 是可相互鍵結而形成5員環或6員環,該5員環或6員環是可與也可具有一個或兩個任意之取代基的苯環鍵結;R3A 是代表碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基、碳原子數為1至5之鹵化烷氧基、可經W取代之苯基、可經W取代之萘基或可經W取代之蒽基;W是代表鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數為1至10之烷基、碳原子數為1至10之烷氧基、碳原子數為1至5之鹵化烷基或碳原子數為1至5之鹵化烷氧基〕;
- 如申請專利範圍第1項之感光性樹脂組成物,其中以該通式(I)所代表之光酸產生劑是以下述通式(II)所代表之光酸產生劑:
- 如申請專利範圍第1項之感光性樹脂組成物,其中該(A)共聚物所具有的結構單元(2)是具有氧雜環丁烷基之結構單元。
- 如申請專利範圍第1項之感光性樹脂組成物,其中更進一步含有交聯劑。
- 一種硬化膜,其係對如申請專利範圍第1至4項中任一項之感光性樹脂組成物賦予光及熱中至少一者而形成。
- 一種硬化膜之形成方法,其包括下列步驟:(1)將如申請專利範圍第1至4項中任一項之感光性樹脂組成物塗布於基板上;(2)從所塗布的感光性樹脂組成物移除溶劑;(3)將所塗布的感光性樹脂組成物以活性光線加以曝光;(4)將經曝光的感光性樹脂組成物以水性顯影液加以顯影;及(5)將經顯影的感光性樹脂組成物加以熱硬化。
- 一種硬化膜,其係以如申請專利範圍第6項之方法所形成。
- 如申請專利範圍第5項之硬化膜,其係層間絕緣膜。
- 一種有機EL顯示裝置,其係具備如申請專利範圍第5項之硬化膜。
- 一種液晶顯示裝置,其係具備如申請專利範圍第5項之硬化膜。
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