TWI813044B - 用於電泳設備的可固化組成物以及使用其的感光固化層與電泳設備 - Google Patents

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Abstract

提供用於電泳設備的可固化組成物、使用其製造的感光固化層、以及包括所述感光固化層的電泳設備。所述可固化組成物包含：（A）半導體奈米棒；（B）黏合劑樹脂；（C）可光聚合單體；（D）光聚合起始劑；以及（E）溶劑。

Description

用於電泳設備的可固化組成物以及使用其的感光固化層與電泳設備
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2020年12月8日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0170672號的優先權及權益，所述韓國專利申請案的全部內容倂入本案供參考。
本揭露是有關於一種用於電泳設備的可固化組成物、使用其的感光固化層以及包括所述感光固化層的電泳設備。
自1992年來自日本日亞化學公司（Japanese Nichia Corp.）的中村等人藉由應用低溫GaN化合物緩衝層成功地熔合高品質單晶GaN氮化物半導體以來，發光二極體（light emitting diode，LED）已得到了積極發展。LED是一種利用化合物半導體的特性將電訊號轉換成具有所需區域中的波長的光的半導體裝置，其具有其中多個載子是電子的n型半導體晶體與其中多個載子是電洞的p型半導體晶體彼此結合的結構。
此種LED半導體具有高的光轉換效率，且因此消耗極少的能量，並且具有半永久的壽命，且此外，所述LED半導體是環境友好型的，且因此被稱為作為綠色材料的光的變革。近來，隨著化合物半導體技術的發展，高亮度紅色、橙色、綠色、藍色及白色LED已得到了發展，並被應用於例如交通燈、行動電話、汽車前燈、室外廣告牌、液晶顯示器背光單元（liquid crystal display back light unit，LCD BLU）及室內/室外照明等許多領域，此在國內外一直在積極研究。具體而言，具有寬帶隙的GaN系化合物半導體是用於製造在綠色、藍色及紫外（ultraviolet，UV）區域中發光的LED半導體的材料，並且由於使用藍色LED裝置來製造白色LED裝置，因此對此進行了大量的研究。
在該些系列的研究中，正在積極進行使用具有奈米或微米單位大小的超小型LED裝置的研究，且此外，用於在發光及顯示器中利用該些超小型LED裝置的研究正在持續進行。在該些研究中，能夠向超小型LED裝置施加功率的電極、用於減小電極所佔空間的電極設置、將超小型LED裝置安裝在所設置的電極上的方法等正持續引起關注。
其中，由於超小型LED裝置的大小限制，在所設置的電極上安裝超小型LED裝置的方法仍然難以按照預期在電極上設置及安裝超小型LED裝置。原因在於超小型LED裝置是奈米級或微米級的，且因此可能無法一個接一個地用手設置及安裝在目標電極區域上。
近來，隨著對奈米級超小型LED裝置的需求不斷增加，已經嘗試將奈米級GaN系或InGaN系化合物半導體製造成棒。然而，奈米棒本身在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性大大降低。因此，直到現在，能夠改善半導體奈米棒在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性的技術的開發一直在穩步進行。因此，提出了用於處理半導體奈米棒的配體的技術及用於改善半導體奈米棒的分散穩定性的溶劑。
然而，尚未引入用於包含半導體奈米棒的光阻的技術，並且無關於此的背景知識。
實施例提供一種包含半導體奈米棒的可固化組成物（感光組成物），所述組成物具有良好的介電泳，並且可藉由感光反應實施精細線寬。
另一實施例提供一種使用可固化組成物製造的感光固化層。
另一實施例提供一種包括感光固化層的電泳設備。
實施例提供一種用於電泳設備的可固化組成物，所述可固化組成物包含：（A）半導體奈米棒；（B）黏合劑樹脂；（C）可光聚合單體；（D）光聚合起始劑；以及（E）溶劑。
所述半導體奈米棒可具有300奈米至900奈米的直徑。
所述半導體奈米棒可具有3.5微米至5微米的長度。
所述半導體奈米棒可包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合。
所述半導體奈米棒可具有塗佈有金屬氧化物的表面。
所述金屬氧化物可包括氧化鋁、二氧化矽或其組合。
以所述可固化組成物的總量計，所述半導體奈米棒的含量可為0.01重量%至1重量%。
所述黏合劑樹脂可包括丙烯酸系樹脂、卡多系樹脂、環氧樹脂或其組合。
所述黏合劑樹脂的重均分子量可為2,000克/莫耳至20,000克/莫耳。
所述光聚合起始劑可包括肟系化合物、苯乙酮系化合物或其組合。
以所述用於電泳設備的可固化組成物的總量計，所述用於電泳設備的可固化組成物可包含：（A）0.01重量%至1重量%的所述半導體奈米棒；（B）1重量%至40重量%的所述黏合劑樹脂；（C）1重量%至10重量%的所述可光聚合單體；（D）0.1重量%至5重量%的所述光聚合起始劑；以及（E）餘量的所述溶劑。
所述用於電泳設備的可固化組成物可包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷偶合劑；調平劑；氟系介面活性劑；或其組合。
另一實施例提供一種使用所述用於電泳設備的可固化組成物製造而成的感光固化層。
另一實施例提供一種包括所述感光固化層的電泳設備。
在以下詳細說明中包括本發明的其他實施例。
根據實施例的組成物是包含半導體奈米棒的負性感光組成物（光阻組成物），具有良好的介電泳，並且可在介電泳之後執行圖案化製程。因此，可大大減少時間及製程成本（提高可加工性），並且可達成精細線寬。
在下文中詳細闡述本發明的實施例。然而，該些實施例為示例性的，本發明不限於此，且本發明由申請專利範圍的範圍界定。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「烷基」是指C1至C20烷基，「烯基」是指C2至C20烯基，「環烯基」是指C3至C20環烯基，「雜環烯基」是指C3至C20雜環烯基，「芳基」是指C6至C20芳基，「芳基烷基」是指C6至C20芳基烷基，「伸烷基」是指C1至C20伸烷基，「伸芳基」是指C6至C20伸芳基，「烷基伸芳基」是指C6至C20烷基伸芳基，「伸雜芳基」是指C3至C20伸雜芳基，且「伸烷氧基」是指C1至C20伸烷氧基。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「經取代」是指至少一個氫經以下代替：鹵素原子（F、Cl、Br或I）、羥基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亞胺基、疊氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、胺甲醯基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C20芳基、C3至C20環烷基、C3至C20環烯基、C3至C20環炔基、C2至C20雜環烷基、C2至C20雜環烯基、C2至C20雜環炔基、C3至C20雜芳基或其組合。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「雜」是指在化學式中包括選自N、O、S及P中的至少一個雜原子的基團。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」兩者，且「(甲基)丙烯酸」是指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，用語「組合」是指混合或共聚合。
如本文所使用，除非另外提供具體定義，否則當化學鍵未繪製在應給出處時，氫原子鍵結在所述位置。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「*」指示連接有相同或不同原子或化學式的點。
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物包含：(A)半導體奈米棒；(B)黏合劑樹脂；(C)可光聚合單體；(D)光聚合起始劑；以及(E)溶劑。在將電場施加至塗佈在電極上的組成物時，半導體奈米棒被對準，使得可大大降低例如u-LED及迷你(mini)-LED複雜且昂貴的製程成本。
對於作為發光元件的半導體奈米棒的電泳，半導體奈米棒分散體應被噴墨或狹縫塗佈，並且在本文中，對於大面積塗佈及面板生產而言，半導體奈米棒溶液的高介電滲透性是必要的參數。此外，在對準半導體奈米棒之後的後續製程需要清潔製程，但當不存在固定膜時，由於在清潔製程期間對準的半導體奈米棒可能會丟失，因此需要用於固定半導體奈米棒的固定膜，但尚無有機材料用作此種固定膜。在此種固定膜中，需要形成厚度為1.5微米且寬度為2.0微米至4.0微米的線。
實施例是有關於包含半導體奈米棒的負型光阻組成物，所述負型光阻組成物是一種能夠藉由允許介電泳之後的圖案化製程來縮短製程的材料。
顯示器及電子材料中使用的傳統光阻組成物包含無機分散體（量子點、顏料、染料、光漫射體等）、光起始劑、丙烯酸黏合劑、丙烯酸單體及有機溶劑（PGMEA、GBL、PGME、乙酸乙酯、IPA等），且具體而言，彩色抗蝕劑主要具有厚度為2.5微米至10微米且線寬為20微米至100微米的圖案特性，但由於材料以及不利的可加工性，在達成精細線寬方面明顯受限。
然而，作為包含半導體奈米棒的負性光阻組成物的根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物具有足夠的介電泳，在可加工性方面極為有利，乃因介電泳之後的圖案化製程不僅可進行，而且可在後烘烤之後形成固定膜，且此外，可達成1.0微米至2.0微米的厚度及2.0微米至4.0微米的線寬，且因此克服了在精細線寬方面的傳統限制。
在下文中，將詳細描述各組分。 （A）半導體奈米棒
半導體奈米棒可包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合，且其表面可被塗佈有金屬氧化物。
為確保半導體奈米棒溶液（半導體奈米棒+溶劑）的分散穩定性，通常花費約3小時，此時間不足以執行大面積噴墨製程。因此，本發明的發明人已藉由在半導體奈米棒的表面上塗佈金屬氧化物（例如，氧化鋁、二氧化矽或其組合）而開發出絕緣膜（Al 2O 3、SiO x或其組合），以使與稍後描述的溶劑的相容性最大化。
舉例而言，半導體奈米棒可具有300奈米至900奈米、例如600奈米至700奈米的直徑。
舉例而言，半導體奈米棒可具有3.5微米至5微米的長度。
當半導體奈米棒具有上述直徑及類型時，可容易地執行金屬氧化物的表面塗佈，使得半導體奈米棒的分散穩定性可最大化。
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，半導體奈米棒的含量可為0.01重量%至1重量%，例如0.01重量%至0.5重量%，例如0.01重量%至0.1重量%。當在上述範圍內包含半導體奈米棒時，組成物中的分散性良好，並且所製造的圖案可具有精細線寬。 （B）黏合劑樹脂
黏合劑樹脂可包含丙烯酸系樹脂、卡多系樹脂、環氧樹脂或其組合。
丙烯酸系樹脂可為第一烯屬不飽和單體與可與其共聚的第二烯屬不飽和單體的共聚物，並且可為包括至少一個丙烯酸系重複單元的樹脂。
丙烯酸系黏合劑樹脂的具體實例可為聚甲基丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物等，但並非僅限於此，並且可單獨使用或作為二或更多種的混合物使用。
丙烯酸系黏合劑樹脂的重均分子量可為5,000克/莫耳至15,000克/莫耳。當丙烯酸系黏合劑樹脂的重均分子量在所述範圍內時，與基板的緊密接觸性質、物理及化學性質得到改善，並且黏度合適。
丙烯酸系樹脂可具有80毫克KOH/克至130毫克KOH/克的酸值。當丙烯酸系樹脂具有所述範圍內的酸值時，畫素圖案可具有優異的解析度。
卡多系樹脂可用於傳統可固化樹脂（或感光樹脂）組成物中，並且可例如如在韓國專利申請公開第10-2018-0067243號中所揭露般使用，但並非僅限於此。
可例如藉由混合以下化合物中的至少兩者來製備卡多系樹脂：含芴的化合物，例如9,9-雙(4-環氧乙烷基甲氧基苯基)芴；酸酐化合物，例如苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、均苯四酸二酐、環丁烷四羧酸二酐、苝四羧酸二酐、四氫呋喃四羧酸二酐及四氫鄰苯二甲酸酐；二醇化合物，例如乙二醇、丙二醇及聚乙二醇；醇化合物，例如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、環己醇及苯甲醇；基於溶劑的化合物，例如丙二醇甲基乙酸乙酯及N-甲基吡咯啶酮；磷化合物，例如三苯基膦；及胺或銨鹽化合物，例如四甲基氯化銨、四乙基溴化銨、苄基二乙胺、三乙胺、三丁胺或苄基三乙基氯化銨。
卡多系黏合劑樹脂的重均分子量可為500克/莫耳至50,000克/莫耳，例如1,000克/莫耳至30,000克/莫耳。當卡多系黏合劑樹脂的重均分子量在所述範圍內時，可形成令人滿意的圖案，而在固化層的生產期間無殘留物，並且在溶劑型可固化組成物的顯影期間不會損失膜厚度。
當黏合劑樹脂是卡多系樹脂時，包含黏合劑樹脂的可固化組成物、具體而言感光樹脂組成物的可顯影性得到改善，並且在光固化期間的靈敏度良好，使得精細圖案形成性質得到改善。
環氧樹脂可為能夠藉由加熱而聚合的單體或寡聚物，並且可包含具有碳-碳不飽和鍵及碳-碳環狀鍵的化合物。
環氧樹脂可包含但不限於雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、環狀脂肪族環氧樹脂及脂肪族聚縮水甘油醚。
其當前可獲得的產品可包括：雙苯基環氧樹脂，例如來自優香殼牌環氧有限公司（Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.）的YX4000、YX4000H、YL6121H、YL6640或YL6677；甲酚酚醛型環氧樹脂，例如來自日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co., Ltd.）的EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025及EOCN-1027、以及來自優香殼牌環氧有限公司的埃皮科特（EPIKOTE）180S75；雙酚A環氧樹脂，例如來自優香殼牌環氧有限公司的EPIKOTE 1001、1002、1003、1004、1007、1009、1010及828；雙酚F型環氧樹脂，例如來自優香殼牌環氧有限公司的EPIKOTE 807及834；酚醛清漆型環氧樹脂，例如來自優香殼牌環氧有限公司的EPIKOTE 152、154及157H65，以及來自日本化藥株式會社的EPPN 201、202；其他環狀脂肪族環氧樹脂，例如來自汽巴-嘉基有限公司（CIBA-GEIGY A.G）的CY175、CY177及CY179，來自U.C.C的ERL-4234、ERL-4299、ERL-4221及ERL-4206，來自昭和電工株式會社（Showa Denko K.K.）的昭登（Shodyne）509，來自汽巴-嘉基有限公司的愛牢達（ARALDITE）CY-182、CY-192及CY-184，來自日本油墨化學公司（Dainippon Ink and Chemicals, Inc.）的埃皮科隆（Epichron）200及400，來自優香殼牌環氧有限公司的EPIKOTE 871、872及EP1032H60，來自賽拉尼斯塗層有限公司（Celanese Coatings Co., Ltd.）的ED-5661及ED-5662；脂肪族聚縮水甘油醚，例如來自優香殼牌環氧有限公司的EPIKOTE 190P及191P，來自由至有限公司（Kyoesha Yushi Co., Ltd.）的埃普樂特（Epolite）100MF，來自日本由至有限公司（Nippon Yushi Co., Ltd.）的埃皮勞（Epiol）TMP等。
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，黏合劑樹脂的含量可為1重量%至40重量%，例如5重量%至30重量%，例如10重量%至30重量%。當在上述範圍內包含黏合劑樹脂時，在製造顯示裝置時，亮度、耐熱性及顯影性得到改善，並且交聯性質得到改善以獲得優異的表面光滑度。 （C）可光聚合單體
可光聚合單體可為包括至少一個烯屬不飽和雙鍵的(甲基)丙烯酸的單官能或多官能酯。
由於存在烯屬不飽和雙鍵，可光聚合單體在圖案形成製程中的曝光期間可引起充分聚合，並形成具有優異耐熱性、耐光性及耐化學性的圖案。
可光聚合單體的具體實例可為乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)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、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯醯氧基乙基磷酸酯、酚醛環氧(甲基)丙烯酸酯。
可光聚合單體的市售實例如下。單官能(甲基)丙烯酸酯可包括：奧尼克斯（Aronix）M-101 ®、M-111 ®、M-114 ®（東亞合成化工有限公司（Toagosei Chemistry Industry Co., Ltd.））；卡亞拉得（KAYARAD）TC-110S ®、TC-120S ®（日本化藥株式會社）；V-158 ®、V-2311 ®（大阪有機化學工業有限公司（Osaka Organic Chemical Ind., Ltd.））等。雙官能(甲基)丙烯酸酯的實例可包括Aronix M-210 ®、M-240 ®及M-6200 ®（東亞合成化工有限公司）；KAYARAD HDDA ®、HX-220 ®及R-604 ®（日本化藥株式會社）；V-260 ®、V-312 ®、V-335 HP ®（大阪有機化學工業有限公司）等。三官能(甲基)丙烯酸酯的實例可包括Aronix M-309 ®、M-400 ®、M-405 ®、M-450 ®、M-7100 ®、M-8030 ®、M-8060 ®（東亞合成化工有限公司）、KAYARAD TMPTA ®、DPCA-20 ®、DPCA-30 ®、DPCA-60 ®、DPCA-120 ®（日本化藥株式會社）、V-295 ®、V-300 ®、V-360 ®、V-GPT ®、V-3PA ®、V-400 ®（大阪由岐化藥工業株式會社（Osaka Yuki Kayaku Kogyo Co. Ltd.））等。所述可光聚合單體可單獨使用，或者作為二或更多者的混合物使用。
可光聚合單體可用酸酐處理以提高可顯影性。
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，可光聚合單體的含量可為1重量%至10重量%，例如5重量%至10重量%。當在所述範圍內包含可光聚合單體時，可光聚合單體在圖案形成製程中的曝光期間充分固化且具有優異的可靠性，並且改善了圖案的耐熱性、耐光性、耐化學性、解析度及緊密接觸性質。 （D）光聚合起始劑
光聚合起始劑可為苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、噻噸酮系化合物、安息香系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。
舉例而言，光聚合起始劑可包括肟系化合物、苯乙酮系化合物或其組合，但未必僅限於此。
苯乙酮系化合物的實例可為2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、對第三丁基三氯苯乙酮、對第三丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁-1-酮及類似物。
二苯甲酮系化合物的實例可為二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-二甲基胺基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮及類似物。
噻噸酮系化合物的實例可為噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮及類似物。
安息香系化合物的實例可為安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苯甲基二甲基縮酮及類似物。
三嗪系化合物的實例可為2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-聯苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(石腦油-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘甲醯1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪（2-(4-methoxynaphtho1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine）、2-4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪及類似物。
肟系化合物的實例可為O-醯基肟系化合物、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、O-乙氧基羰基-α-氧基胺基-1-苯基丙-1-酮及類似物。O-醯基肟系化合物的具體實例可為1,2-辛二酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯及類似物。
光聚合起始劑除所述化合物之外可更包含咔唑系化合物、二酮系化合物、硼酸鋶系化合物、重氮系化合物、咪唑系化合物、聯咪唑系化合物及類似物。
光聚合起始劑可與能夠藉由吸收光引起化學反應且變得激發並隨後傳輸其能量的光敏劑一起使用。
光敏劑的實例可為四乙二醇雙-3-巰基丙酸酯、季戊四醇四-3-巰基丙酸酯、二季戊四醇四-3-巰基丙酸酯及類似物。
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，光聚合起始劑的含量可為0.1重量%至5重量%，例如0.1重量%至1重量%。當在上述範圍內包含光聚合起始劑時，光聚合在圖案形成製程中的曝光期間充分發生，並且可防止由於未反應的起始劑導致的透射率降低。 （E）溶劑
作為溶劑，可使用與半導體奈米棒、黏合劑樹脂、可光聚合單體及光聚合起始劑具有相容性但不與其反應的材料。
溶劑的實例可包括：醇，例如甲醇、乙醇等；醚，例如二氯乙醚、正丁基醚、二異戊基醚、甲基苯基醚、四氫呋喃等；二醇醚，例如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚等；乙酸賽路蘇，例如乙酸甲賽路蘇、乙酸乙賽路蘇、乙酸二乙賽路蘇等；卡必醇，例如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；芳族烴，例如甲苯、二甲苯等；酮，例如甲乙酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、甲基-正戊基酮、2-庚酮等；飽和脂肪族一元羧酸烷基酯，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等；乳酸烷基酯，例如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；羥基乙酸烷基酯，例如羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯等；烷氧基烷基乙酸酯，例如甲氧基甲基乙酸酯、甲氧基乙基乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、乙氧基甲基乙酸酯、乙氧基乙基乙酸酯等；3-羥基丙酸烷基酯，例如3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯，例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-羥基丙酸烷基酯，例如2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯，例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等；2-羥基-2-甲基丙酸烷基酯，例如2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯，例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯，例如丙酸2-羥乙酯、丙酸2-羥基-2-甲基乙酯、乙酸羥乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯等；或酮酸酯，例如丙酮酸乙酯等，且此外，可為N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、苄基乙醚、二己基醚、乙醯丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯基纖維素醚。所述溶劑可單獨使用，或者作為二或更多者的混合使用。
慮及溶劑之間的混溶性及反應性，可使用：二醇醚，例如乙二醇單乙醚等；乙二醇烷基醚乙酸酯，例如乙酸乙賽路蘇等；酯，例如2-羥乙基丙酸酯等；二乙二醇，例如二乙二醇單甲醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等。
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，可以餘量（例如，40重量%至80重量%，例如45重量%至80重量%，例如50重量%至75重量%）包含溶劑。當在上述範圍內包含溶劑時，可獲得用於電泳裝置的可固化組成物的具有優異塗佈性質及平坦度的塗膜。 （F）其他添加劑
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物可更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷系偶合劑；調平劑；氟系介面活性劑；或其組合。
舉例而言，用於電泳設備的可固化組成物可更包含具有例如羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基及類似基團等反應性取代基的矽烷偶合劑，以改善其與基板的黏合性。
矽烷系偶合劑的實例可包括三甲氧基矽烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷及類似物。該些偶合劑可單獨使用或者以二或更多種的混合物形式使用。
以100重量份的用於電泳設備的可固化組成物計，可包含0.01重量份至10重量份的量的矽烷系偶合劑。當在所述範圍內包含矽烷偶合劑時，可改善緊密接觸性質、儲存性質等。
此外，必要時，用於電泳設備的可固化組成物可更包含介面活性劑（例如，氟系介面活性劑）以改善塗佈並防止缺陷。
氟系介面活性劑的實例可為BM化學公司（BM Chemie Inc.）的BM-1000 ®及BM-1100 ®；大日本油墨化工有限公司（Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.）的美佳法（MEGAFACE）F 142D ®、172 ®、173 ®及183 ®；住友3M有限公司（Sumitomo 3M Co., Ltd.）的芙羅拉德（FULORAD）FC-135 ®、FC-170C ®、芙羅拉德FC-430 ®及芙羅拉德FC-431 ®；旭硝子玻璃有限公司（ASAHI Glass Co., Ltd.）的沙福隆（SURFLON）S-112 ®、沙福隆S-113 ®、S-131 ®、S-141 ®及S-145 ®；以及東麗矽酮有限公司（Toray Silicone Co., Ltd.）的SH-28PA ®、SH-190 ®、SH-193 ®、SZ-6032 ®及SF-8428 ®及類似物；DIC有限公司（DIC Co., Ltd.）的F-482、F-484、F-478、F-554及類似物。
以100重量份的用於電泳設備的可固化組成物計，可以0.001重量份至5重量份的量包含氟系表面活性劑。當在上述範圍內包含氟系表面活性劑時，可確保玻璃基板上的優異潤濕性以及塗佈均勻性，並且可能不會產生汙點。
此外，可在不損害物理性質的範圍內進一步向用於電泳設備的可固化組成物中添加一定量的其他添加劑（例如，抗氧化劑及穩定劑）。
另一實施例提供一種使用前述用於電泳設備的可固化組成物製造的感光固化層。
感光固化層的製造方法如下。 （1）塗佈及成膜
使用例如旋塗或狹縫塗佈法、輥塗法、絲網印刷法、塗敷法等方法將前述用於電泳設備的可固化組成物在經歷預定預處理的電極基板上塗佈至具有所需的厚度，例如介於1.2微米至3.5微米範圍內的厚度，且然後在70℃至100℃的溫度下加熱（預烘烤）1分鐘至10分鐘，以移除溶劑並獲得膜。 （2）曝光
為形成所需的圖案，插入具有預定形狀的遮罩，且然後用200奈米至500奈米的光化射線照射所獲得的塗膜。使用例如低壓、高壓或超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氬氣雷射等光源執行了照射。根據需要，亦可使用X射線、電子束等。
當使用高壓汞燈時，曝光製程使用例如500毫焦耳/平方公分或小於500毫焦耳/平方公分的光劑量（帶有365奈米感測器）。然而，光劑量可依據用於電泳設備的可固化組成物的每種組分的類型、其組合比率及乾膜厚度而變化。 （3）顯影
在曝光製程之後，使用鹼性水溶液藉由溶解及移除除曝光部分之外的不必要部分而對曝光的膜進行顯影，藉此形成影像圖案。 （4）後處理
經顯影的影像圖案可被再次加熱或藉由光化射線等照射以進行固化（後烘烤），以便在耐熱性、耐光性、緊密接觸性質、耐裂性、耐化學性、高強度、儲存穩定性等方面實現優異的品質。
另一實施例提供一種包括感光固化層的電泳設備。
感光固化膜可為固定在電泳設備中的固定層。
在下文中，參照實例更詳細地說明本發明。然而，該些實例不應在任何意義上被解釋為限制本發明的範圍。 （製備用於電泳設備的可固化組成物） 1. 分離半導體奈米棒
使奈米棒圖案化的InGaN晶圓（4英吋）在40毫升硬脂酸（1.5毫莫耳/升（mM））中於室溫下反應了24小時。在反應後，將奈米棒圖案化的InGaN浸入50毫升丙酮中5分鐘以移除過量的硬脂酸，且另外，使用40毫升丙酮沖洗晶圓的表面。將清洗過的晶圓與35毫升γ-丁內酯（GBL）一起放入27千瓦的浴式超音波發生器中，且然後進行超音波處理5分鐘，以使棒與晶圓表面分離。將分離的棒放入FALCON管中進行離心，並向其中添加10毫升γ-丁內酯（GBL），以在浴表面（bath surface）上對棒進行額外洗滌。然後，藉由以4000轉/分鐘（rpm）離心10分鐘而自其捨棄上清液，並在40毫升丙酮中將其中的沈澱物再分散，並用10微米篩網過濾器進行了過濾。在進行額外離心（4000轉/分鐘，10分鐘）後，在乾燥箱（100℃，1小時）中乾燥沈澱物，並量測重量以製備半導體奈米棒。 2. 製備用於電泳設備的可固化組成物
將光聚合起始劑溶解在溶劑中，且然後在室溫下充分攪拌30分鐘。隨後，向其中加入可光聚合單體、黏合劑樹脂及添加劑，並接著在室溫下再次攪拌了1小時。在攪拌後，向其中加入藉由分離而製備的奈米棒，且然後充分攪拌了1小時，藉此製備包含奈米棒的用於電泳設備的可固化組成物。
具體而言，使用以下組分製備根據實例1至實例4及比較例1及比較例2的用於電泳設備的每種可固化組成物，以分別具有表1所示的組成。 （表1） （單位：克）
   實例1 實例2 實例3 實例4 比較例1 比較例2
（A）半導體奈米棒 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
（B）黏合劑樹脂  B-1 27.1 23.2 27.1 23.2 - -
 B-2 - - - - 27.1 23.2
（C）可光聚合單體 5.8 7.7 5.8 7.7 5.8 7.7
（D）光聚合起始劑  D-1 0.6 0.6 0.3 0.3 0.3 0.3
 D-2 - - 0.3 0.3 0.3 0.3
（E）溶劑 66.3 68.3 66.3 68.3 66.3 68.3
（F）添加劑 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
（A）半導體奈米棒 InGaN奈米棒（直徑：600奈米至800奈米，長度：3.5微米至5微米） （B）黏合劑樹脂 （B-1）卡多系黏合劑樹脂（TA01，塔科馬有限公司（Tacoma Co., Ltd.）） （B-2）丙烯酸系黏合劑樹脂（SM-CRB-400H，SMS有限公司） （C）光聚合起始劑 （C-1）肟系起始劑（PBG304，托尼爾（Tronyl）） （C-1）苯乙酮系起始劑（PBG304，Tronyl） （D）可光聚合單體 季戊四醇六甲基丙烯酸酯（DPHA，日本化藥株式會社） （E）溶劑 丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA，大賽璐化學有限公司（Daicel Chemical Co., Ltd.）） （F）其他添加劑 氟系介面活性劑（F-554，DIC有限公司） 評估：圖案特性
分別取3毫升根據實例1至實例4及比較例1及比較例2的用於電泳設備的可固化組成物，使用旋轉塗佈機（奧普特科特（Opticoat）MS-A150，三笠有限公司（Mikasa Co., Ltd.））在上面設置有電極的玻璃基板上將其塗佈為1.5微米至2.0微米厚，使用熱板在100℃下預烘烤了1分鐘，並藉由使用印刷間隙為100微米的曝光機（ghi寬頻，優志旺公司（Ushio Inc.））以30毫焦耳/平方公分的功率向其中照射UV而進行了曝光，藉此形成初級膜。隨後，使用顯影劑（SSP-200，SVS）在25℃的溫度下用濃度為0.043%的氫氧化鉀（KOH）水溶液對所形成的膜進行了顯影，並且在量測其中斷點（break point，BP）之後，在對流烘箱中在180℃下硬烘烤了30分鐘，藉此獲得經圖案化的有機膜，且然後，使用光學顯微鏡（500放大率）量測了經圖案化的有機膜的線寬，並且結果示於表2及圖10至圖13中。 （表2）
   實例1 實例2 實例3 實例4 比較例1 比較例2
線寬（μm） 3.0 3.0 2.0 2.5 6.5 9.5
如在表2及圖10至圖13中所示，相較於比較例1及比較例2，實例1至實例4達成了優異的精細線寬。
儘管已結合當前被視為實用示例性實施例者闡述了本發明，然而應理解本發明不限於所揭露的實施例，而是相反，旨在涵蓋隨附申請專利範圍的精神及範圍內所包括的各種修改形式及等效佈置。因此，上述實施例應被理解為示例性的，而不以任何方式限制本發明。
1:電極 2:半導體奈米棒 3:光阻固定層
圖1是在根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物中使用的半導體奈米棒的剖視圖的實例。 圖2至圖9示出半導體奈米棒的對準及圖案化製程， 圖2示出在電極上塗佈根據實施例包含半導體奈米棒的用於電泳設備的可固化組成物， 圖3示出藉由施加電場來對準（介電泳）半導體奈米棒， 圖4是在電極上對準的半導體奈米棒的剖視圖， 圖5示出對準半導體奈米棒後的預烘烤， 圖6示出預烘烤後的曝光， 圖7示出曝光後的顯影， 圖8示出顯影後藉由後烘烤形成固定的感光固化層（光阻固定層），且 圖9是其中形成固定於在電極上對準的半導體奈米棒上的感光固化層的狀態的剖視圖。 圖10是示出藉由圖案化根據實例2的組成物而獲得的固化層的線寬的光學顯微照片（X500）。 圖11是示出藉由圖案化根據實例3的組成物而獲得的固化層的線寬的光學顯微照片（X500）。 圖12是示出藉由圖案化根據比較例1的組成物而獲得的固化層的線寬的光學顯微照片（X500）。 圖13是示出藉由圖案化根據比較例2的組成物而獲得的固化層的線寬的光學顯微照片（X500）。

Claims (14)

  1. 一種用於電泳設備的光阻組成物，包含：(A)半導體奈米棒；(B)黏合劑樹脂；(C)可光聚合單體；(D)光聚合起始劑；以及(E)溶劑。
  2. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述半導體奈米棒具有300奈米至900奈米的直徑。
  3. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述半導體奈米棒具有3.5微米至5微米的長度。
  4. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述半導體奈米棒包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合。
  5. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述半導體奈米棒具有塗佈有金屬氧化物的表面。
  6. 如請求項5所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、二氧化矽或其組合。
  7. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中以所述用於電泳設備的組成物的總量計，所述半導體奈米棒的含量為0.01重量%至1重量%。
  8. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述黏合劑樹脂包括丙烯酸系樹脂、卡多系樹脂、環氧樹脂或其組合。
  9. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述黏合劑樹脂的重均分子量為2,000克/莫耳至20,000克/莫耳。
  10. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述光聚合起始劑包括肟系化合物、苯乙酮系化合物或其組合。
  11. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，其中所述用於電泳設備的光阻組成物包含以所述用於電泳設備的光阻組成物的總量計，(A)0.01重量%至1重量%的所述半導體奈米棒；(B)1重量%至40重量%的所述黏合劑樹脂；(C)1重量%至10重量%的所述可光聚合單體；(D)0.1重量%至5重量%的所述光聚合起始劑；以及(E)餘量的所述溶劑。
  12. 如請求項1所述的用於電泳設備的光阻組成物，更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷偶合劑；調平劑；氟系介面活性劑；或其組合。
  13. 一種感光固化層，使用如請求項1至請求項12中任一項所述的用於電泳設備的光阻組成物製造而成。
  14. 一種電泳設備，包括如請求項13所述的感光固化層。
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