TWI826758B - 感光樹脂層以及使用其的乾膜式光阻、感光元件 - Google Patents
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Abstract
本揭露是有關於一種感光樹脂層、以及一種使用所述感光
樹脂層的乾膜式光阻及一種使用所述感光樹脂層的感光元件。
Description
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張在韓國智慧財產局中於2019年12月31日提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0179942號、於2019年12月31日提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0179943號、於2020年7月30日提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0095384號及於2020年7月30日提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0095385號的權益,所述韓國專利申請案中的每一者全文併入本案供參考。
本揭露是有關於一種感光樹脂層、以及一種使用所述感光樹脂層的乾膜式光阻(dry film photoresist,DFR)及一種使用所述感光樹脂層的感光元件。
感光樹脂組成物以用於印刷電路板(printed circuit board,
PCB)或引線框架(lead frame)的乾膜式光阻(dry film photoresist,DFR)、液體光阻油墨(liquid photoresist ink)或類似物的形式使用。
當前,乾膜式光阻不僅廣泛用於製造印刷電路板(PCB)及引線框架,而且廣泛用於製造電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)的肋狀屏障(rib barrier)、用於其他顯示器的氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)電極、匯流排位址(bus address)電極、黑矩陣(black matrix)及類似物。
一般而言,此種類型的乾膜式光阻經常見於將其疊層於覆銅疊層體(copper clad laminate)上的應用中。與此相關,作為印刷電路板(PCB)的製造製程的實例,首先執行預處理製程,以便對作為PCB的原始板材料的覆銅疊層體進行疊層。預處理製程是在外層製程中以為鑽孔(drilling)、去毛刺(deburring)及表面修整(surface conditioning)等的次序執行,且表面修整或酸洗(pickling)是在內層製程中執行。在表面修整中,主要使用硬毛刷(bristle brush)及噴射浮石製程(jet pumice process),且酸洗可經歷軟蝕刻(soft etching)及5重量%(wt%)硫酸酸洗。
為在已經歷預處理製程的覆銅疊層體上形成電路,一般將乾膜式光阻(在下文中稱為DFR)疊層於覆銅疊層體的銅層上。在此製程中,將DFR的光阻層疊層於銅表面上,同時使用疊層機(laminator)剝離DFR的保護膜。一般而言,疊層是以為0.5米/分鐘至3.5米/分鐘的速度、為100℃至130℃的溫度及為10磅/平
方英吋(psi)至90磅/平方英吋的加熱輥壓力(heating roll pressure)執行。
容許將已經歷疊層製程的印刷電路板靜置15分鐘或大於15分鐘以穩定所述板,且然後藉由上面形成有所期望電路圖案的光罩(photomask)對DFR的光阻進行曝光。當在此製程中利用紫外(ultraviolet,UV)射線照射光罩時,利用紫外射線照射的光阻藉由被照射部分中所含有的光引發劑(photoinitiator)開始聚合。首先,光阻中的氧最初被消耗,且然後活化單體被聚合以引起交聯反應。此後,在消耗大量單體的同時,聚合反應繼續進行。同時,未曝光部分以交聯反應沒有進展的狀態存在。
接下來,執行移除光阻的未曝光部分的顯影製程。在鹼性可顯影DFR的情形中,使用為0.8重量%至1.2重量%碳酸鉀及碳酸鈉的水溶液作為顯影劑溶液(developer solution)。在此製程中,未曝光部分中的光阻在顯影劑溶液中藉由黏結劑聚合物的羧酸與顯影劑溶液之間的皂化反應被洗掉,且固化的光阻剩餘在銅表面上。
接下來,端視內層製程及外層製程而定,藉由不同的製程形成電路。然而,在內層製程中,藉由蝕刻及剝離製程在板上形成電路,且在外層製程中,執行鍍覆製程及蓋孔製程(tenting process),隨後進行蝕刻及焊料剝離以形成預定電路。
近來,需要開發一種感光樹脂組成物,所述感光樹脂組成物對於超高壓汞燈或雷射直接(laser direct)曝光具有高敏感度、
會增加對顯影劑溶液的耐受性且因此能夠在顯影製程中形成高密度電路,所述感光樹脂組成物具有極佳的顯色程度以用作用於設置基板曝光位置的UV標記,且會縮短固化膜的剝離時間、具有小的剝離樣本且因此不會堵塞過濾器。
本揭露的一個目的是提供一種感光樹脂層,所述感光樹脂層可達成極佳的細線黏合力(thin line adhesion)及解析度,且會提高在曝光期間產品的對準辨識速率(alignment recognition rate),且因此縮短最終產品的生產時間、降低缺陷率且因此改善可靠性。
本揭露的另一目的是提供一種包括所述感光樹脂層的乾膜式光阻、感光元件、電路板及顯示裝置。
為達成以上目的,本文中提供一種感光樹脂層,所述感光樹脂層包含:可光聚合化合物,含有三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;以及鹼性可顯影黏結劑樹脂;其中自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分(mJ/cm2)且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始曝光的時間點至當由以下方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘。
[方程式1]
曝光時間(t)期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)在方程式1中,b* 1是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行t分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
此外,可提供一種感光樹脂層,其中由以下方程式2計算的色座標b*值的變化量為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0。
[方程式2]為1分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式2中,b* 1是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可具有其中三或更多個具有1至10個碳原子的伸氧烷基以及三或更多個(甲基)丙烯酸酯官能基鍵合至具有1至20個碳原子的中心基的結構。
三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包括化學式2的化合物。
三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包括化學式2-1的化合物。化學式2-1的化合物如下所述。
可光聚合化合物可更包括單官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,可光聚合化合物可含有100重量份或大於100重量份的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
單官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包含(甲基)丙烯酸酯,所述(甲基)丙烯酸酯包含具有1至10個碳原子的伸氧烷基。
單官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包括化學式1的化合物。
可光聚合化合物可包括:單官能(甲基)丙烯酸酯化合物,含有(甲基)丙烯酸酯,所述(甲基)丙烯酸酯含有具有1至10個碳原子的伸氧烷基;以及三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,具有其中三或更多個具有1至10個碳原子的伸氧烷基以及三或更多個(甲基)丙烯酸酯官能基鍵合至具有1至20個碳原子的中心基的結構。
鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為20000克/莫耳(g/mol)或大於20000克/莫耳且為150000克/莫耳或小於150000克/莫耳的重量平均分子量。
鹼性可顯影黏結劑樹脂可包括:第一鹼性可顯影黏結劑樹脂,包括由化學式3表示的重複單元、由化學式4表示的重複單元、由化學式5表示的重複單元、由化學式6表示的重複單元及由化學式7表示的重複單元;以及第二鹼性可顯影黏結劑樹脂,
包括由化學式4表示的重複單元、由化學式5表示的重複單元及由化學式6表示的重複單元。化學式3至7如下所述。
以100重量份的第一鹼性可顯影黏結劑樹脂計,第二鹼性可顯影黏結劑樹脂可以為500重量份或大於500重量份且為1000重量份或小於1000重量份的量被含有。
第一鹼性可顯影黏結劑樹脂的玻璃轉變溫度與第二鹼性可顯影黏結劑樹脂的玻璃轉變溫度的比率可為1:1.5或大於1:1.5且為1:5或小於1:5。
第一鹼性可顯影黏結劑樹脂的酸值與第二鹼性可顯影黏結劑樹脂的酸值的比率可為1:1.01或大於1:1.01且為1:1.5或小於1:1.5。
本文中進一步提供一種包括所述感光樹脂層的乾膜式光阻。
本文中進一步提供一種感光元件,所述感光元件包括:聚合物基板;以及所述感光樹脂層,形成於所述聚合物基板上。
本文中進一步提供一種包括所述乾膜式光阻的電路板及顯示裝置。
本文中進一步提供一種包括所述感光樹脂層的電路板。
本文中進一步提供一種包括所述感光樹脂層的顯示裝置。
在下文中,將更詳細地闡述根據本揭露具體實施例的一種感光樹脂層、以及一種使用所述感光樹脂層的乾膜式光阻、感光
元件、電路板及顯示裝置。
除非在本說明書通篇中另外詳細說明,否則本文中所使用的技術用語僅用於引用特定實施例,且不旨在限制本揭露。
除非上下文中清楚地另外指示,否則本文中所使用的單數形式「一(a/an)」及「所述」亦包括複數引用。
本文中所使用的用語「包含(including)」或「包括(comprising)」詳細說明特定特徵、區、整數、步驟、動作、元件及/或組件,但不排除不同的特定特徵、區、整數、步驟、動作、元件、組件及/或群組的存在或添加。
此外,包括例如「第一(first)」、「第二(second)」等序數的用語僅用於區分各個組件的目的,且不受限於所述序數。舉例而言,在不背離本揭露的範圍的條件下,第一組件可被稱為第二組件,或者相似地,第二組件可被稱為第一組件。
在本說明書中,取代基的實例闡述如下,但不限於此。
在本說明書中,用語「經取代的(substituted)」意指其他官能基代替化合物中的氫原子被鍵合,且欲取代的位置不受限制,只要所述位置是氫原子被取代的位置(即取代基可進行取代的位置)即可,且當二或更多者經取代時,所述二或更多個取代基可彼此相同或不同。
在本說明書中,用語「經取代或未經取代的(substituted or unsubstituted)」意指未經取代或經選自由以下組成的群組的一或多個取代基取代:氘;鹵素基;氰基;硝基;羥基;羰基;酯基;
醯亞胺基;醯胺基;伯胺基;羧基;磺酸基;磺醯胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫氧基;芳基硫氧基;烷基磺酸氧基;芳基磺酸氧基;矽烷基;硼基;烷基;環烷基;烯基;芳基;芳烷基;芳烯基;烷基芳基;烷氧基矽烷基烷基;芳基膦基;或雜環基,含有N、O及S原子中的至少一者,或者意指未經取代或經以上例示的取代基中與二或更多個取代基連結的取代基取代。舉例而言,「與二或更多個取代基連結的取代基」可為聯苯基。即,聯苯基亦可為芳基,且可被解釋為與兩個苯基連結的取代基。
在本說明書中,(甲基)丙烯酸基意欲包括丙烯酸基與甲基丙烯酸基二者。舉例而言,(甲基)丙烯酸酯意欲包括丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯二者。
在本說明書中,烷基是衍生自烷烴(alkane)的單價官能基,且可為直鏈的(linear-chain)或支鏈的(branched-chain)。直鏈烷基的碳原子數目並無特別限制,但較佳為1至20。此外,支鏈烷基的碳原子數目為3至20。烷基的具體實例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、異丙基、丁基、正丁基、異丁基、第三丁基、第二丁基、1-甲基丁基、1-乙基丁基、戊基、正戊基、異戊基、新戊基、第三戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、辛基、正辛基、第三辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、
n-壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、異己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,6-二甲基庚烷-4-基及類似物,但不限於此。烷基可為經取代或未經取代的,且當其經取代時,取代基的實例與上述者相同。
在本說明書中,芳基是衍生自芳烴(arene)的單價官能基,且並無特別限制,但較佳地具有6至20個碳原子,且可為單環芳基或多環芳基。單環芳基的具體實例可包括苯基、聯苯基、三聯苯基及類似物,但不限於此。多環芳基的具體實例可包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基及類似物,但不限於此。芳基可為經取代或未經取代的,且當其經取代時,取代基的實例與上述者相同。
在本說明書中,伸烷基是衍生自烷烴(alkane)的二價官能基,且除伸烷基是二價官能基以外,可應用對如上定義的烷基的說明。舉例而言,伸烷基可為直鏈的或支鏈的、亞甲基、乙烯基、丙烯基、異丁烯基、第二丁烯基、第三丁烯基、伸戊基、伸己基或類似物。伸烷基可為經取代或未經取代的。
在本說明書中,多價官能基是其中鍵合至任意化合物的多個氫原子被移除的殘基,且舉例而言,其可為二價官能基、三價官能基及四價官能基。作為實例,衍生自環丁烷的四價官能基意指其中鍵合至環丁烷的任何四個氫原子被移除的殘基。
在本說明書中,直接鍵合或單一鍵合意指連接至在對應位置處不存在原子或原子基團的鍵合線(bond line)上。具體而言,
直接鍵合或單一鍵合意指其中在化學式中表示為Ra或Lb(其中a及b分別是為1至20的整數)的部分中不存在其他原子的情形。
在本說明書中,用語「(光)固化產物」或「(光)固化」意味著不僅包括其中化學結構中具有可固化或可交聯不飽和基的組分被完全固化、交聯或聚合的情形,而且包括其中此種組分被部分固化、交聯或聚合的情形。
在下文中,將更詳細地闡述本揭露。
1.感光樹脂層
根據本揭露的一個實施例,可提供一種感光樹脂層,所述感光樹脂層包含:可光聚合化合物,含有三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;以及鹼性可顯影黏結劑樹脂;其中自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始曝光的時間點至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘。
本發明者藉由實驗發現,由於一個實施例的感光樹脂層具有如下特徵,即直至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘,因此電路性質等效於現有產品的電路性質,但光固化速度增加,因此由於加速在膜中表現顯色所需的時間及增加顯色變化量的技術原因,改變對比度所需的時間得到改善,藉此確保極佳的顯影性質,並完成了本揭露。
(1)鹼性可顯影黏結劑樹脂
本揭露的感光樹脂層可包含鹼性可顯影黏結劑樹脂。
具體而言,鹼性可顯影黏結劑樹脂可包括至少二或更多種鹼性可顯影黏結劑樹脂。所述至少二或更多種鹼性可顯影黏結劑樹脂可意指由二或更多種鹼性可顯影黏結劑樹脂構成的混合物。
所述至少二或更多種鹼性可顯影黏結劑樹脂可包括:第一鹼性可顯影黏結劑樹脂,包括由以下化學式3表示的重複單元、由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元、由以下化學式6表示的重複單元及由以下化學式7表示的重複單元;以及第二鹼性可顯影黏結劑樹脂,包括由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元及由以下化學式6表示的重複單元。
在化學式7中,R4'是氫,且R5'是具有1至10個碳原子的烷基。
具體而言,鹼性可顯影黏結劑樹脂可包括由以下構成的隨機共聚物:由以下化學式3表示的重複單元、由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元、由以下化學式6表示的重複單元及由以下化學式7表示的重複單元。
在化學式7中,R4'是氫,且R5'是具有1至10個碳原子的烷基。
在化學式3至7中,具有1至10個碳原子的烷基的具體實例可包括甲基。
Ar是具有6至20個碳原子的芳基,且具有6至20個碳原子的芳基的具體實例可包括苯基。
由化學式4表示的重複單元可為衍生自由以下化學式4-1表示的單體的重複單元。
在化學式4-1中,R3'是具有1至10個碳原子的烷基。在化學式4-1中,R3'的定義與針對化學式4闡述的定義相同。由化學式4-1表示的單體的具體實例可包括甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)。
由化學式5表示的重複單元可為衍生自由以下化學式5-1表示的單體的重複單元。
在化學式5-1中,R4"是具有1至10個碳原子的烷基,且R5"是具有1至10個碳原子的烷基。在化學式5-1中,R4"及R5"的定義與針對化學式5闡述的定義相同。由化學式5-1表示的單體的具體實例可包括甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate,MMA)。
由化學式6表示的重複單元可為衍生自由以下化學式6-
1表示的單體的重複單元。
在化學式6-1中,Ar是具有6至20個碳原子的芳基。在化學式6-1中,Ar的定義與針對化學式6闡述的定義相同。由化學式6-1表示的單體的具體實例可包括苯乙烯(styrene,SM)。
鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為30000克/莫耳或大於30000克/莫耳且為150000克/莫耳或小於150000克/莫耳的重量平均分子量,且具有為20℃或大於20℃且為150℃或小於150℃的玻璃轉變溫度。藉此,可改善乾膜式光阻的塗佈性質及跟隨性(followability)以及在電路形成之後所述光阻本身的機械強度。此外,鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為140毫克氫氧化鉀/克(mg KOH/g)或大於140毫克氫氧化鉀/克且為160毫克氫氧化鉀/克或小於160毫克氫氧化鉀/克的酸值。
此外,鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為20000克/莫耳或大於20000克/莫耳且為130000克/莫耳或小於130000克/莫耳的重量平均分子量,且具有為30℃或大於30℃且為160℃或小於160℃的玻璃轉變溫度。藉此,可改善乾膜式光阻的塗佈性質及跟隨性(followability)以及在電路形成之後所述光阻本身的機械強度。
本文中所使用的重量平均分子量指代藉由凝膠滲透層
析法(gel permeation chromatography,GPC)量測的聚苯乙烯轉化的重量平均分子量。在量測藉由GPC量測的聚苯乙烯轉化的重量平均分子量的製程中,可使用檢測器及分析管柱(例如眾所習知的分析設備及示差折射率檢測器(differential refractive index detector)),且可使用常用的溫度條件、溶劑及流速(flow rate)。
量測條件的具體實例如下:將鹼性可顯影黏結劑樹脂溶解於四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)中,以使鹼性可顯影黏結劑樹脂在THF中具有為1.0(重量/重量(w/w))%的濃度(以固體含量計,約0.5(重量/重量)%);使用孔徑(pore size)為0.45微米的注射器過濾器(syringe filter)進行了過濾;且然後以20微升的量注射至GPC中,四氫呋喃(THF)用作GPC的移動相(mobile phase),且流速為1.0毫升/分鐘(mL/min)。所述管柱由串聯連接的一個安捷倫PL膠(Agilent PLgel)5微米(μm)保護管(guard)(7.5×50毫米(mm))與兩個安捷倫PL膠5微米混合管(mixed)D(7.5×300毫米)配置而成,且所述量測是使用安捷倫1260無限II系統(Agilent 1260 Infinity II System)RI檢測器(RI Detector)作為檢測器在40℃下執行。
藉由孔徑(pore size)為0.45微米的注射器過濾器(syringe filter)對其中將具有各種分子量的聚苯乙烯以0.1(重量/重量)(w/w)%的濃度溶解於四氫呋喃中的聚苯乙烯標準樣品(STD A、B、C、D)進行了過濾,且然後注射至GPC中,且使用校準曲線對鹼性可顯影黏結劑樹脂的重量平均分子量(Mw)的
值進行了確定。
STD A(MP):791,000/27,810/945
STD B(MP):282,000/10,700/580
STD C(MP):126,000/4,430/370
STD D(MP):51,200/1,920/162
藉由示差掃描熱量計(Differential Scanning Calorimeter,DSC)(珀金-埃爾默(Perkin-Elmer),DSC-7)對參考(reference)聚合物的玻璃轉變溫度與黏結劑聚合物的玻璃轉變溫度進行了比較。所述量測可藉由將溫度維持在20℃下達15分鐘且然後以為1℃/分鐘的速率將溫度升至200℃來執行。
藉由如下製程對鹼性可顯影黏結劑樹脂的酸值進行了量測:在所述製程中,對約1克鹼性可顯影黏結劑樹脂進行取樣、將其溶解於添加有兩滴1%酚酞指示劑的50毫升(ml)混合溶劑(MeOH 20%、丙酮(acetone)80%)中,且然後利用0.1當量濃度(N)KOH進行滴定以量測酸值。
第一鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為140毫克氫氧化鉀/克或大於140毫克氫氧化鉀/克且為160毫克氫氧化鉀/克或小於160毫克氫氧化鉀/克的酸值。此外,第二鹼性可顯影黏結劑樹脂可具有為160毫克氫氧化鉀/克或大於160毫克氫氧化鉀/克且為200毫克氫氧化鉀/克或小於200毫克氫氧化鉀/克的酸值。
具體而言,第一鹼性可顯影黏結劑樹脂的玻璃轉變溫度與第二鹼性可顯影黏結劑樹脂的玻璃轉變溫度的比率可為1:1.5或
大於1:1.5且為1:5或小於1.5、1:1.5或大於1:1.5且為1:3或小於1:3、1:1.5或大於1:1.5且為1:2或小於1:2、1:1.5或大於1:1.5且為1:1.8或小於1:1.8、1:1.5或大於1:1.5且為1:75或小於1:75、或者1:1.5或大於1:1.5且為1:6或小於1:6。
此外,第一鹼性可顯影黏結劑樹脂的酸值與第二鹼性可顯影黏結劑樹脂的酸值的比率可為1:1.01或大於1:1.01且為1:1.5或小於1:1.5、1:1.01或大於1:1.01且為1:1.25或小於1:1.25、1:1.01或大於1:1.01且為1:1.2或小於1:1.2、或者1:1.01或大於1:1.01且為1:1.1或小於1:1.1。
同時,以1莫耳由化學式3表示的重複單元計,一個實施例的感光樹脂層中所含有的第一鹼性可顯影黏結劑樹脂可以為1.2莫耳或大於1.2莫耳且為3莫耳或小於3莫耳、1.2莫耳或大於12莫耳且為2莫耳或小於2莫耳、1.5莫耳或大於1.5莫耳且為2莫耳或小於2莫耳、或者1.5莫耳或大於1.5莫耳且為1.6莫耳或小於1.6莫耳的量包括由化學式4表示的重複單元。
此外,以1莫耳由化學式7表示的重複單元計,一個實施例的感光樹脂層中所含有的第二鹼性可顯影黏結劑樹脂可以為2莫耳或大於2莫耳且為10莫耳或小於10莫耳、3莫耳或大於3莫耳且為10莫耳或小於10莫耳、3莫耳或大於3莫耳且為5莫耳或小於5莫耳、或者4莫耳或大於4莫耳且為5莫耳或小於5莫耳的量包括由化學式5表示的重複單元。
同時,第二鹼性可顯影黏結劑樹脂可包括由以下構成的
隨機共聚物:由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元及由以下化學式6表示的重複單元。
在化學式4中,R3'是具有1至10個碳原子的烷基。
在化學式6中,Ar是具有6至20個碳原子的芳基。
由化學式4表示的重複單元可為衍生自由以下化學式4-1表示的單體的重複單元。
在化學式4-1中,R3'是具有1至10個碳原子的烷基。在化學式4-1中,R3'的定義與針對化學式4闡述的定義相同。由化學式4-1表示的單體的具體實例可包括甲基丙烯酸(MAA)。
由化學式5表示的重複單元可為衍生自由以下化學式5-1表示的單體的重複單元。
在化學式5中,R4"是具有1至10個碳原子的烷基,且R5"是具有1至10個碳原子的烷基。在化學式5-1中,R4"及R5"的定義
與針對化學式5闡述的定義相同。由化學式5-1表示的單體的具體實例可包括甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
由化學式6表示的重複單元可為衍生自由以下化學式6-1表示的單體的重複單元。
在化學式6-1中,Ar是具有6至20個碳原子的芳基。在化學式6-1中,Ar的定義與針對化學式6闡述的定義相同。由化學式6-1表示的單體的具體實例可包括苯乙烯(SM)。
具體而言,第一鹼性可顯影黏結劑樹脂可以如下比率包括由化學式4表示的重複單元:由化學式5表示的重複單元:由化學式6表示的重複單元:1:(2或大於2且為5或小於5):(0.2或大於0.2且為0.9或小於0.9)、1:(2或大於2且為3或小於3):(0.5或大於0.5且為0.9或小於0.9)、1:(2.5或大於2.5且為3或小於3):(0.6或大於0.6且為0.9或小於0.9)或1:(2.75或大於2.75且為3或小於3):(0.6或大於0.6且為0.75或小於0.75)。
此外,第二鹼性可顯影黏結劑樹脂可以如下比率包括由化學式4表示的重複單元:由化學式5表示的重複單元:由化學式6表示的重複單元:1:(1.1或大於1.1且為2或小於2):(0.2或大於0.2且為0.99或小於0.99)、1:(1.5或大於1.5且為2或小於
2):(0.5或大於0.5且為0.99或小於0.99)或1:(1.5或大於1.5且為1.75或小於1.75):(0.75或大於0.75且為0.99或小於0.99)。
同時,以100重量份的第一鹼性可顯影黏結劑樹脂計,本揭露的一個實施例的感光樹脂層可以為500重量份或大於500重量份且為1000重量份或小於1000重量份、600重量份或大於600重量份且為800重量份或小於800重量份、700重量份或大於700重量份且為800重量份或小於800重量份的量包含第二鹼性可顯影黏結劑樹脂。
如上所述,由於以100重量份的第一鹼性可顯影黏結劑樹脂計,過量地添加500重量份或大於500重量份的第二鹼性可顯影黏結劑樹脂,因此可達成賦予感光樹脂疏水功能、增加對顯影劑溶液的耐受性及改善電路性質的技術效果。
以固體含量計,相對於感光樹脂組成物的總重量,鹼性可顯影黏結劑樹脂以為20重量%或大於20重量%且為80重量%或小於80重量%的量被含有。當鹼性可顯影黏結劑樹脂的含量在以上範圍內時,可獲得增強電路形成之後的細線黏合力的效果。作為重量基礎的固體含量意指自用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物排除溶劑的其餘組分。
相對於感光樹脂組成物的總重量,本揭露的鹼性可顯影黏結劑樹脂的含量可為40重量%或大於40重量%且為70重量%或小於70重量%。當相對於總感光樹脂組成物,鹼性可顯影黏結劑樹脂的含量小於40重量%時,存在由於顯影中的污染而導致例
如短路等缺陷的缺點,且當鹼性可顯影黏結劑樹脂的含量超過70重量%時,存在例如黏合力及解析度等電路性質劣化的問題。
(2)光聚合引發劑
根據本揭露的感光樹脂層中所含有的光聚合引發劑是藉由UV及其他輻射(radiation)引發可光聚合單體的鏈式反應的材料,且在固化乾膜式光阻中起重要作用。
可用作光聚合引發劑的化合物可包括:蒽醌衍生物,例如2-甲基蒽醌及2-乙基蒽醌;以及安息香衍生物,例如安息香甲醚、二苯甲酮、菲醌及4,4'-雙-(二甲基胺基)二苯甲酮。
另外,可使用選自2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基雙咪唑、1-羥基環己基苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙基-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-[4-嗎啉代苯基]丁-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、1-[4-(2-羥基甲氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、2,4-二乙基噻噸、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、二苯甲酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二甲基硫醚、4-二甲基胺基苯甲酸、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸丁酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-異戊酯、2,2-二乙氧基苯乙酮、苄基酮二甲基縮醛、苄基酮β-甲氧基二乙基縮醛、1-苯基-1,2-丙二肟-鄰,鄰'-(2-羰基)乙
氧基醚(1-phenyl-1,2-propyldioxime-o,o'-(2-carbonyl)ethoxy ether)、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、雙[4-二甲基胺基苯基]酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、苄基、安息香、甲氧基安息香、乙氧基安息香、異丙氧基安息香、正丁氧基安息香、異丁氧基安息香、第三丁氧基安息香、對二甲基胺基苯乙酮、對第三丁基三氯苯乙酮、對第三丁基二氯苯乙酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、二苯並環庚酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮及4-二甲基胺基苯甲酸戊酯中的化合物作為光聚合引發劑,但不限於此。
以固體含量計,相對於用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量,光聚合引發劑以為2重量%或大於2重量%且為10重量%或小於10重量%的量被含有。當光聚合引發劑的含量在以上範圍內時,可獲得足夠的敏感度。作為重量基礎的固體含量意指自感光樹脂組成物排除溶劑的其餘組分。
當光聚合引發劑的含量小於2重量%時,光效率低,且必須應用大量曝光且因此,存在生產效率極大降低的缺點。當光聚合引發劑的含量超過10重量%時,存在膜易碎(brittle)及顯影劑溶液污染增加的問題,從而導致短路等缺陷。
(3)可光聚合化合物
本揭露的可光聚合化合物在UV曝光之後對顯影劑溶液具有耐受性,且因此能夠形成圖案。
本揭露的可光聚合化合物可包括含有三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的可光聚合化合物。
具體而言,三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可具有其中三或更多個具有1至10個碳原子的伸氧烷基以及三或更多個(甲基)丙烯酸酯官能基鍵合至具有1至20個碳原子的中心基的結構。
在化學式2中,R4是氫或具有1至10個碳原子的烷基,R5是具有1至10個碳原子的伸烷基,R6是含有具有1至20個碳原子的中心基的p價官能基,n2是為1至20的整數,且p是取代R6的官能基的數目且是為3至10的整數。
此外,在化學式2中,n2是為1至20的整數、為1至10的整數或為1至5的整數,p意指取代R6的官能基的數目且可為3至10的整數、為3至5的整數或為3至4的整數。
即,在化學式2中,由於意指取代R6的官能基的數目的p是為3至10的整數,因此由化學式2表示的三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可為三官能或更高的多官能(甲基)
丙烯酸酯化合物。
具體而言,多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可由以下化學式2-1表示。
在化學式2-1中,R6'是具有1至10個碳原子的三價官能基,R7至R9各自獨立地是具有1至10個碳原子的伸烷基,R10至R12各自獨立地是氫或具有1至10個碳原子的伸烷基,且n3至n5各自獨立地是為1至20的整數。
在化學式2-1中,n3至n5可以是為1至20的整數、為1至10的整數或為1至5的整數。
由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的實例並無特別限制,但是可為例如由以下化學式B表示的T063(三羥甲基丙烷[EO]6三丙烯酸酯(Trimethylolpropane[EO]6 triacrylate))。
由於一個實施例的感光樹脂層包括由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此相較於單官能(甲基)丙烯酸酯化合物而言,由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物在光固化期間交聯增加且具有更多的反應基。由於該些技術原因,可防止電路性質的降低(此在僅添加由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物時成為問題),且可達成增加顯色變化量的效果。
同時,可光聚合化合物可更包含單官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
具體而言,單官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包含(甲基)丙烯酸酯,所述(甲基)丙烯酸酯含有具有1至10個碳原子的伸氧烷基。
即,可光聚合化合物可包括:單官能(甲基)丙烯酸酯化合物,含有(甲基)丙烯酸酯,所述(甲基)丙烯酸酯含有具有1至10個碳原子的伸氧烷基;以及三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,具有其中三或更多個具有1至10個碳原子的(甲基)丙烯酸酯官能基以及三或更多個(甲基)丙烯酸酯官能基鍵合至具有1至20個碳原子的中心基的結構。
更具體而言,單官能(甲基)丙烯酸酯化合物可包括由以
下化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
在化學式1中,R1是氫或具有1至10個碳原子的烷基,R2是具有1至10個碳原子的伸烷基,R3是具有1至10個碳原子的烷基,且n1是為1至20的整數。
即,根據本揭露一個實施例的感光樹脂層可包含單官能(甲基)丙烯酸酯化合物與多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的混合物。
具體而言,在化學式1中,n1可以是為1至20的整數、為1至10的整數或為5至10的整數。由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的實例並無特別限制,但是可為例如由以下化學式A表示的A040(甲氧基丙二醇[400]丙烯酸酯)。
由於一個實施例的感光樹脂層包含由化學式1表示的單
官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此由於提高光固化速度的技術原因,可達成在曝光部分中迅速地實施膜的顏色變化的效果。
同時,以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,一個實施例的感光樹脂層可以為110重量份或大於110重量份且為500重量份或小於500重量份、為110重量份或大於110重量份且為300重量份或小於300重量份、為110重量份或大於110重量份且為200重量份或小於200重量份、或者為150重量份或大於150重量份且為200重量份或小於200重量份的量含有三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
由於相對於單官能(甲基)丙烯酸酯化合物,一個實施例的感光樹脂層含有過量的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此可同時達成增加由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化速度且因此迅速地實施膜的顏色變化的效果與在由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化期間增加交聯且因此防止當僅添加單官能材料時發生的電路性質降低以及增加反應基的量以增加顯色變化量的效果,藉此滿足直至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘,且最終確保極佳的顯影性質。
以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,當一個實施例的感光樹脂層含有小於100重量份的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物時,可能存在電路性質劣化及顯色變化量減少的技術問題。
同時,可光聚合化合物可包括雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物,所述雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物包含伸烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯。
即,一個實施例的感光樹脂層包含可光聚合化合物,且所述可光聚合化合物可包括單官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、包括伸烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯及胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯的雙官能(甲基)丙烯酸酯。
伸烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯可包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(ethylene glycol di(meth)acrylate)、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(diethylene glycol di(meth)acrylate)、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(tetraethylene glycol di(meth)acrylate)、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(propylene glycol di(meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethylene glycol di(meth)acrylate)、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polypropylene glycol di(meth)acrylate)、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(butylene glycol di(meth)acrylate)、乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯(ethylene glycol diglycidyl ether di(meth)acrylate)、二乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯(diethylene glycol diglycidyl ether di(meth)acrylate)、例如由美源特殊化工有限公司(Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd)製造的米拉默(Miramer)M244(雙酚A(Bisphenol A)(EO)3DA、雙酚A(EO)3二丙烯酸酯(Diacrylate))、米拉默M240(雙酚A(EO)4DA、雙酚A(EO)4二丙烯酸酯)、米拉默M241(雙酚A(EO)4二甲基丙烯酸酯
(Dimethacrylate))、米拉默M2100(雙酚A(EO)10DA、雙酚A(EO)10二丙烯酸酯)、米拉默M2200(雙酚A(EO)20DA、雙酚A(EO)20二丙烯酸酯)、米拉默M2101(雙酚A(EO)10二甲基丙烯酸酯)等可商業購得的產品。
此外,KUA-1330h或類似物可用作胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯。
胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯的分子量可大於現有的簡單環氧烷且具有線性結構,藉此賦予可撓性(flexibility)。此導致改善外層的乾膜式光阻(DFR)所需的蓋孔性質及作為胺基甲酸酯丙烯酸酯的成分中的一者的多元醇的疏水性,且改善對作為強酸的鍍覆溶液的耐受性,藉此不會污染鍍覆溶液。
胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯可藉由以下方式來獲得:使二異氰酸酯化合物與具有羥基的聚醚化合物或具有羥基的聚酯化合物進行反應以獲得胺基甲酸酯化合物,且然後使所獲得的胺基甲酸酯化合物與具有羥基和烯鍵式不飽和基二者的化合物進行反應。
具有羥基的聚醚化合物是聚醚二醇,且使用例如聚四亞甲基二醇等二醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯及聚氧四氫呋喃。作為具有羥基的聚酯化合物,使用藉由縮合己二酸及1,4-丁二醇而獲得的化合物。
二異氰酸酯化合物可包括具有二價脂肪族基(例如伸烷基)的脂肪族二異氰酸酯化合物、具有二價脂環族基(例如伸環烷
基)的脂環族二異氰酸酯化合物、芳香族二異氰酸酯化合物及其異氰脲酸酯改質組分、碳二醯亞胺改質組分、滴定管改質組分(buret-modified component)及類似物。
此時,脂肪族二異氰酸酯化合物的實例包括六亞甲基異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯及類似物。
脂環族二異氰酸酯化合物可包括異佛爾酮二異氰酸酯、亞甲基雙(環己基)二異氰酸酯、1,3-或1,4-雙(甲基異氰酸酯)環己烷及類似物。
芳香族二異氰酸酯化合物可包括2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯或2,6-甲苯二異氰酸酯的二聚聚合物、(鄰、對或間)二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯及類似物。
所述化合物可單獨使用,或者以二或更多者的組合使用。此外,其可包括具有二或更多個異氰酸酯基的異氰酸酯化合物,例如三苯基甲烷三異氰酸酯及三(苯基異氰酸酯)硫代磷酸酯。在該些中,自提高光固化產物的可撓性及韌度(toughness)且因此改善對基板的黏合力的視角來看,脂環族二異氰酸酯化合物是較佳的。
具有羥基的聚醚化合物或聚酯化合物與二異氰酸酯化合物進行反應以製備胺基甲酸酯化合物。在以上反應中,相對於1莫耳具有羥基的聚醚化合物或聚酯化合物,二異氰酸酯化合物較佳地以為1.01至2.0的莫耳比率使用、更佳地以為1.1至2.0的莫耳比率使用。若二異氰酸酯化合物的含量小於1.01莫耳或大於2.0
莫耳,則可能無法穩定地獲得兩端具有異氰酸酯基的胺基甲酸酯化合物。
此外,在用於合成胺基甲酸酯化合物的反應中,添加二月桂酸二丁基錫(dibutyltin dilaurate)作為催化劑是較佳的。
反應溫度較佳為60℃至120℃。當反應溫度小於60℃時,存在反應不會充分地繼續進行的趨勢,且當反應溫度超過120℃時,由於突然產生熱量,反應操作可能是危險的。
用於與如此製備的胺基甲酸酯化合物反應的具有羥基和烯鍵式不飽和基二者的化合物可包括分子中具有羥基及(甲基)丙烯醯基的化合物。該些化合物包括羥基(甲基)丙烯酸酯、羥基(甲基)丙烯酸酯-己內酯加合物或環氧烷加合物、藉由使多元醇(例如甘油)與(甲基)丙烯酸進行反應而製備的酯化合物、以及(甲基)丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸加合物。
羥基(甲基)丙烯酸酯可包括2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯及羥基丁基(甲基)丙烯酸酯。
羥基(甲基)丙烯酸酯-己內酯加合物可包括羥乙基(甲基)丙烯酸酯.己內酯加合物、羥丙基(甲基)丙烯酸酯.己內酯加合物、羥丁基(甲基)丙烯酸酯.己內酯加合物,且環氧烷加合物可包括羥乙基(甲基)丙烯酸酯.環氧烷加合物、羥丙基(甲基)丙烯酸酯.環氧丙烷加合物、羥丁基(甲基)丙烯酸酯.環氧丁烷加合物。
酯化合物可包括例如甘油單(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙
烯酸酯、三羥甲基丙烷單(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷-環氧乙烷加合物的二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷-環氧丙烷加合物的二(甲基)丙烯酸酯。該些可單獨使用,或者以二或更多者的組合使用。
胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯是藉由胺基甲酸酯化合物與具有羥基和烯鍵式不飽和基二者的化合物的加成反應衍生出的化合物,且可藉由相對於1莫耳胺基甲酸酯化合物而言以為2.0至2.4的莫耳比率添加具有羥基與烯鍵式不飽和基二者的化合物且然後在60℃至90℃下使其經歷加成反應來獲得。
胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯具有在1,000克/莫耳至60,000克/莫耳範圍內的重量平均分子量是較佳的。當重量平均分子量小於1,000克/莫耳時,難以充分地增加可撓性及韌度且因此,可能無法改善基板黏合力,且當重量平均分子量超過60,000克/莫耳時,存在顯影性質可能劣化且顯影時間可能變慢的問題。因此,根據本揭露的胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯具有為1,000克/莫耳至60,000克/莫耳的重量平均分子量是較佳的。
在本揭露中,具有為1,000克/莫耳至60,000克/莫耳的重量平均分子量的胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯是以為1重量%至20重量%、較佳為1.5重量%至15重量%的量包含於用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物中。當具有為1,000克/莫耳至60,000克/莫耳的重量平均分子量的胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯的含量小於1重量%時,由此產生的效果不足,且當含量超過20重量
%時,可能存在曝光之後的顯影製程中顯影時間迅速地增加且亦產生大量浮渣(scum)及污泥(sludge)的缺點。
以100重量份的伸烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯計,一個實施例的感光樹脂層可以為1重量份或大於1重量份且為50重量份或小於50重量份、1重量份或大於1重量份且為30重量份或小於30重量份、1重量份或大於1重量份且為10重量份或小於10重量份、或者1重量份或大於1重量份且為5重量份或小於5重量份的量被含有。
由於相對於100重量份的伸烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯,胺基甲酸酯系二(甲基)丙烯酸酯以為1重量份或大於1重量份且為50重量份或小於50重量份的量被含有,因此一個實施例的感光樹脂組成物可達成降低例如電路性質劣化、剝離及顯影時間變化等技術效果。
具體而言,以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,一個實施例的感光樹脂層可以為500重量份或大於500重量份且為1500重量份或小於1500重量份、500重量份或大於500重量份且為1000重量份或小於1000重量份、750重量份或大於750重量份且為1000重量份或小於1000重量份、或者800重量份或大於800重量份且為900重量份或小於900重量份的量包含雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
即,以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,一個實施例的感光樹脂層可包括110重量份或大於110重量份的
多官能(甲基)丙烯酸酯化合物以及500重量份或大於500重量份且為1500重量份或小於1500重量份的雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
此外,以100重量份的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,一個實施例的感光樹脂層可以為500重量份或大於500重量份且為1000重量份或小於1000重量份、500重量份或大於500重量份且為800重量份或小於800重量份、500重量份或大於500重量份且為750重量份或小於750重量份、500重量份或大於500重量份且為700重量份或小於700重量份、500重量份或大於500重量份且為600重量份或小於600重量份的量含有雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
如上所述,由於含有且同時以使得滿足以上重量範圍的方式含有單官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯化合物及雙官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此一個實施例的感光樹脂層可表現出適當的電路性質,且當施加10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分的光強度時,可達成能夠使曝光部分迅速地顯色及出現顏色變化的技術效果。
在本揭露中,以用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量計,單官能可光聚合化合物可以為0.1重量%或大於0.1重量%且為2.5重量%或小於2.5重量%的量被含有。
此外,在本揭露中,以用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量計,多官能可光聚合化合物可以為2.6重量%或大
於2.6重量%且為5.0重量%或小於5.0重量%的量被含有。
即,以用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量計,感光樹脂層可含有0.1重量%或大於0.1重量%且為2.5重量%或小於2.5重量%的單官能可光聚合化合物及2.6重量%或大於2.6重量%且為5.0重量%或小於5.0重量%的多官能可光聚合化合物。
當感光樹脂層被形成為使得以用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量計,單官能可光聚合化合物的含量小於0.1重量%或者多官能可光聚合化合物的含量小於2.6重量%時,由於添加由化學式1及2表示的化合物而產生的效果不足,且當單官能可光聚合化合物的含量大於2.5重量%或大於5.0重量%或者多官能可光聚合化合物的含量大於5.0重量%時,可能存在疏水性增加的問題且因此,曝光之後的顯影製程中的顯影時間迅速地增加。
一個實施例的感光樹脂層是附加的可光聚合化合物,且可包含乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol dimethacrylate)、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(tetraethylene glycol dimethacrylate)、丙二醇二甲基丙烯酸酯(propylene glycol dimethacrylate)、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯(polypropylene glycol dimethacrylate)、丁二醇二甲基丙烯酸酯(butylene glycol dimethacrylate)、新戊二醇二甲基丙烯酸酯(neopentyl glycol dimethacrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸
酯(1,6-hexane glycol dimethacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethyolpropane trimethacrylate)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethyolpropane triacrylate)、甘油二甲基丙烯酸酯(glycerin dimethacrylate)、季戊四醇二甲基丙烯酸酯(pentaerythritol dimethacrylate)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(pentaerythritol trimethacrylate)、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯(dipentaerythritol pentamethacrylate)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基二乙氧基苯基)丙烷(2,2-bis(4-methacryloxydiethoxyphenyl)propane)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷(2,2-bis(4-methacryloxypolyethoxyphenyl)propane)、2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基丙烯酸酯(2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl methacrylate)、乙二醇二縮水甘油醚二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol diglycidyl ether dimethacrylate)、二乙二醇二縮水甘油醚二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol diglycidyl ether dimethacrylate)、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯二甲基丙烯酸酯(phthalic acid diglycidyl ester dimethacrylate)、甘油聚縮水甘油醚聚甲基丙烯酸酯(glycerin polyglycidyl ether polymethacrylate)、含有胺基甲酸酯基的多官能(甲基)丙烯酸酯及類似物。
以固體含量計,相對於用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物的總重量,可光聚合化合物的含量可為10重量%或大於10重量%且為70重量%或小於70重量%。當可光聚合化合物的含量在以上範圍內時,可獲得增強感光度、解析度、黏合力及類似性質
的效果。
(4)感光樹脂組成物
用於形成感光樹脂層的感光樹脂組成物可包含:以固體含量計,20重量%且大於20重量%且為80重量%或小於80重量%的鹼性可顯影黏結劑樹脂、0.1重量%或大於0.1重量%且為10重量%或小於10重量%的光聚合引發劑、以及10重量%或大於10重量%且為70重量%或小於70重量%的可光聚合化合物。作為重量的基礎的固體含量意指自感光樹脂組成物排除溶劑的其餘組分。
感光樹脂組成物可更包含溶劑。溶劑一般選自甲基乙基酮(methyl ethyl ketone,MEK)、甲醇、THF、甲苯及丙酮,且不特別限於此,且其含量亦可根據光聚合引發劑、鹼性可顯影黏結劑樹脂及可光聚合化合物的含量來調節。
此外,感光樹脂組成物可根據需要進一步包含其他添加劑。其他添加劑是增塑劑,且可包括:鄰苯二甲酸酯形式的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二庚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯;二醇酯形式的三乙二醇二乙酸酯、四乙二醇二乙酸酯;酸醯胺形式的對甲苯磺醯胺、苯磺醯胺、正丁基苯磺醯胺;磷酸三苯酯等。
在本揭露中,可添加無色染料或著色材料,以便改善感光樹脂組成物的處置性質。無色染料的實例包括三(4-二甲基胺基-2-甲基苯基)甲烷、三(4-二甲基胺基-2-甲基苯基)甲烷及螢烷染料(fluorane dye)。在該些中,當使用無色結晶紫時,對比度良好,
此為較佳的。當含有無色染料時,在感光樹脂組成物中,含量可為0.1重量%或大於0.1重量%且為10重量%或小於10重量%。自表現出對比度的視角來看,0.1重量%或大於0.1重量%是較佳的,且自維持儲存穩定性的視角來看,10重量%或小於10重量%是較佳的。
著色材料的實例可包括甲苯磺酸一水合物、品紅(fuchsin)、酞青綠(phthalocyanine green)、金胺鹼(auramine base)、副品紅(paramagenta)、結晶紫(Crystal violet)、甲基橙、尼羅藍2B(Nile blue 2B)、維多利亞藍(Victoria blue)、孔雀石綠(Malachite green)、鑽石綠(Diamond green)、鹼性藍20(Basic blue 20)及類似物。當包含著色材料時,以感光樹脂組成物計,所添加的量可為0.001重量%或大於0.001重量%且為1重量%或小於1重量%。當含量為0.001重量%或大於0.001重量%時,其具有改善可處置性(handleability)的效果,且當含量為1重量%或小於1重量%時,其具有維持儲存穩定性的效果。
另外,其他添加劑可更包括熱聚合抑制劑、染料、脫色劑(discoloring agent)、黏合促進劑。
同時,對於一個實施例的感光樹脂層,自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始曝光時的時間點至當由以下方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)可為5分鐘或小於5分鐘、3分鐘或小於3分鐘、30秒或大於30
秒且為3分鐘或小於3分鐘、或者30秒或大於30秒且為2分鐘或小於2分鐘。
[方程式1]曝光時間(t)期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式1中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行t分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
此可藉由在一個實施例的感光樹脂層中含有上述可光聚合化合物來實施。
具體而言,由於一個實施例的感光樹脂層包含由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,且以100重量份的所述單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,以為100重量份或大於100重量份的量包含所述多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此直至由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)可為5分鐘或小於5分鐘。
當自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始曝光時的時間點至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘時,一個實施例的
感光樹脂層的反應性變得更快且因此,包括一個實施例的感光樹脂層的乾膜式光阻的顯色的時間及程度變得極佳。因此,當乾膜式光阻被曝光時,不僅提高了產品的對準(alignment)辨識速率,且縮短了生產時間並降低了缺陷率,而且可達成改善包括乾膜式光阻的顯示裝置的物理性質的效果。
同時,感光樹脂層可具有為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0的由以下方程式2計算的色座標b*值的變化量。
[方程式2]為1分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式2中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
本發明者藉由實驗發現,當由方程式2計算的色座標b*值的變化量為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0時,可確保極佳的顯影性質,且完成了本揭露。
同時,一個實施例的感光樹脂層可具有為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0、3.1或大於3.1且為13.5或小於13.5、4或大於4且為8或小於8、或者4.1或大於4.1且為7.5或小於7.5的由方程式2計算的色座標b*值的變化量。此可藉由在一個實施例的感光樹脂層中含有上述可光聚合化合物來實施。
[方程式2]為1分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式2中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
具體而言,由於一個實施例的感光樹脂層包含由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此由方程式2計算的色座標b*值的變化量可為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0。
由於由方程式2計算的色座標b*值的變化量可為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0,因此一個實施例的感光樹脂層的反應性變得更快且因此,包括一個實施例的感光樹脂層的乾膜式光阻的顯色的時間及程度變得極佳。因此,當乾膜式光阻被曝光時,不僅提高了產品的對準(alignment)辨識速率,且縮短了生產時間並降低了缺陷率,而且可達成改善包括乾膜式光阻的顯示裝置的物理性質的效果。
作為色座標(b*)值的量測對象的感光樹脂層的厚度可為15微米或大於15微米且為50微米或小於50微米、15微米或大於15微米且為45微米或小於45微米、15微米或大於15微米且為40微米或小於40微米、或者20微米或大於20微米且為40
微米或小於40微米、或者25微米或大於25微米且為40微米或小於40微米。
此外,作為色座標(b*)值的量測對象的感光樹脂層可具有平行於地表面的為0.10平方公分或大於0.10平方公分且為5.00平方公分或小於5.00平方公分、或者2.00平方公分或大於2.00平方公分且為4.00平方公分或小於4.00平方公分的橫截面積。感光樹脂層的厚度或橫截面積可藉由光學顯微鏡來量測。
對方程式2中的b* 0及b* 1的量測可使用色差計來執行。具體而言,b* 0及b* 1可意指色座標(a,b)的b*值,其分別是指示唯一顏色的座標軸的值。b*具有基於0的正(+)值及負(-)值,且b*意味著若b*為正(+)則示出黃色,且若b*為負(-)則示出藍色。
對方程式2中b* 0及b* 1的量測可使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計根據美國試驗與材料協會(American Society for Testing and Materials,ASTM)方法E313執行。
具體而言,方程式2的色座標(即b* 0及b* 1)可使用柯尼卡美能達(Konica Minolta)CM-2600d色差計根據ASTM E313-96(係數(coefficient):D65/10度)來量測。
此外,方程式2的色座標(即b* 0及b* 1)可使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計或類似物在包括鏡面分量(specular component included,SCI)模式或不包括鏡面分量(specular component excluded,SCE)模式下量測。
SCI(specular component included,包括鏡面分量)模式
指代用於量測整個反射光的色座標的模式,所述反射光不僅包括漫反射光,而且包括鏡面反射光。
此外,SCE(specular component excluded,不包括鏡面分量)模式指代移除鏡面反射光並量測漫反射光的色座標的模式。
即,在一個實施例中,由方程式2計算的色座標b*值的變化量可為使用例如柯尼卡美能達CM-2600d的色差計在SCI(specular component included,包括鏡面分量)模式下量測的色座標b*值的變化量或者使用例如柯尼卡美能達CM-2600d的色差計在SCE(specular component excluded,不包括鏡面分量)模式下量測的色座標b*值的變化量中的一者。
在方程式2中,b* 1可為感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0可為感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
在方程式2中,由於b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量下進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,因此由方程式2計算的色座標b*值的變化量(△b* 1)可指代一個實施例的感光樹脂層在曝光之後的初始色座標b*值的變化量。
即,由於一個實施例的感光樹脂層可具有為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0的由方程式2計算的色座標b*值的變化量,因此一個實施例的感光樹脂層在曝光之後的初始色座標b*值
的變化量為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0。
在其中由方程式2計算的色座標b,值的變化量(△b* 1)為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0的情形中,由於相對於一個實施例的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物而言過量地包含多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此可同時達成增加由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化速度且因此迅速地實施膜的顏色變化的效果與在由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化期間增加交聯且因此防止當僅添加單官能材料時發生的電路性質降低以及增加反應基的量以增加顯色變化量的效果,藉此確保極佳的顯影性質。
同時,一個實施例的感光樹脂層可具有為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0的由以下方程式3計算的色座標b*值的變化量。
[方程式3]為3分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 3)=(b* 0-b* 3)
在方程式3中,b* 3是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行3分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
在其中由方程式3計算的色座標b*值的變化量(△b* 1)
為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0的情形中,相對於一個實施例的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物而言過量地包含多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此可同時達成增加由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化速度且因此迅速地實施膜的顏色變化的效果與在由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化期間增加交聯且因此防止當僅添加單官能材料時發生的電路性質降低以及增加反應基的量以增加顯色變化量的效果,藉此確保極佳的顯影性質。
此外,一個實施例的感光樹脂層可具有為4.0或大於4.0且為14.3或小於14.3、或者7.0或大於7.0且為13.0或小於13.0的由以下方程式4計算的色座標b*值的變化量。
[方程式4]為5分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 5)=(b* 0-b* 5)
在方程式4中,b* 5是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行5分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
在其中感光樹脂層具有為4.0或大於4.0且為14.3或小於14.3的由方程式3計算的色座標b*值的變化量(△b* 1)的情形中,相對於一個實施例的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物而言過量地包含多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此可同時達成增加由化學式
1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化速度且因此迅速地實施膜的顏色變化的效果與在由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的光固化期間增加交聯且因此防止當僅添加單官能材料時發生的電路性質降低以及增加反應基的量以增加顯色變化量的效果,藉此確保極佳的顯影性質。
2.乾膜式光阻
根據本揭露的另一實施例,可提供一種包括所述一個實施例的感光樹脂層的乾膜式光阻。關於感光樹脂層的細節包括以上在所述一個實施例中闡述的所有內容。
具體而言,感光樹脂層可包括一個實施例的感光樹脂組成物的乾燥產物或固化產物。乾燥產物意指藉由一個實施例的感光樹脂組成物的乾燥製程獲得的材料。固化產物意指藉由一個實施例的感光樹脂組成物的固化製程獲得的材料。
乾膜式光阻的厚度並無特別限制,但是舉例而言,其可在為0.01微米至1毫米的範圍內自由調節。當乾膜式光阻的厚度增加或減少特定值時,在乾膜式光阻中量測的物理性質亦可改變特定數值。
乾膜式光阻可更包括基板膜及保護膜。基板膜在乾膜式光阻的製造期間充當感光樹脂層的支撐,且有利於在具有黏合強度的感光樹脂層的曝光期間的處置。
各種塑膠膜可用作基板膜,且其實例可包括選自由丙烯酸膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)
膜、三乙醯纖維素(triacetylcellulose,TAC)膜、聚降冰片烯(polynorbornene,PNB)膜、環烯烴聚合物(cycloolefin polymer,COP)膜及聚碳酸酯(polycarbonate,PC)膜組成的群組的至少一種塑膠膜。基板膜的厚度並無特別限制,且舉例而言,其可在為0.01微米至1毫米的範圍內自由調節。
保護膜防止在處置期間對光阻的損壞,並起到保護感光樹脂層免受異物(例如灰塵)影響的保護覆蓋物(protective cover)的作用,且被疊層於感光樹脂層的上面未形成基板膜的背側上。保護膜用於保護感光樹脂層免受外部影響。當乾膜式光阻被應用於後處理(post-process)時,其需要容易地拆離,且其需要恰當的可釋放性(releasability)及黏合力,以使得其在儲存及分配期間變形。
各種塑膠膜可用作保護膜,且其實例可包括選自由丙烯酸膜、聚乙烯(polyethylene,PE)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、三乙醯纖維素(TAC)膜、聚降冰片烯(PNB)膜、環烯烴聚合物(COP)膜及聚碳酸酯(PC)膜組成的群組的至少一種塑膠膜。保護膜的厚度並無特別限制,且舉例而言,其可在為0.01微米至1毫米的範圍內自由調節。
製造乾膜式光阻的方法的實例並無特別限制,且舉例而言,使用傳統塗佈方法將感光樹脂組成物塗佈至傳統基板膜(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯)上,且然後進行乾燥,且將經乾燥的感光樹脂層的上表面與傳統保護膜(例如聚乙烯)進行疊層以生產出乾膜。
塗佈感光樹脂組成物的方法並無特別限制,且可使用例如塗佈棒(coating bar)等方法。
對所塗佈的感光樹脂組成物進行乾燥的步驟可藉由例如熱空氣烘箱、熱板、熱空氣循環爐及紅外線爐等加熱工具來執行,且可在為50℃或大於50℃且為100℃或小於100℃的溫度下執行。
同時,一個實施例的乾膜式光阻可具有如下特徵,即自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始對感光樹脂層曝光時的時間點至當由以下方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘、3分鐘或小於3分鐘、30秒或大於30秒且為3分鐘或小於3分鐘、30秒或大於30秒且為2分鐘或小於2分鐘。
[方程式1]曝光時間(t)期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式1中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行t分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
此可藉由在一個實施例的感光樹脂層中含有上述可光聚合化合物來實施。
具體而言,由於一個實施例的感光樹脂層包含由化學式
1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,且以100重量份的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物計,以為100重量份或大於100重量份的量包含所述多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此一個實施例的乾膜式光阻可具有如下特徵,即自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始對感光樹脂層曝光時的時間點至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘。
由於自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始對感光樹脂層曝光時的時間點至當由方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)為5分鐘,因此包括所述實施例的感光樹脂層的乾膜式光阻的顯色的時間及程度變得極佳。因此,當乾膜式光阻被曝光時,不僅提高了產品的對準(alignment)辨識速率,且縮短了生產時間並降低了缺陷率,而且可達成改善包括乾膜式光阻的顯示裝置的物理性質的效果。
同時,一個實施例的乾膜式光阻可具有如下特徵,即相對於感光樹脂層,由以下方程式2計算的色座標b*值的變化量可為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0、3.1或大於3.1且為13.5或小於13.5、4或大於4且為8或小於8、或者4.1或大於4.1且為7.5或小於7.5。
[方程式2]
為1分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式2中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。此可藉由在一個實施例的感光樹脂層中含有上述可光聚合化合物來實施。
關於由方程式1計算的色座標b*值的變化量的細節包括上述所有內容。
具體而言,由於一個實施例的感光樹脂層包含由化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,因此由化學方程式2計算的色座標b*值的變化量可為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0。
由於由化學方程式2計算的色座標b*值的變化量為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0,因此包括所述實施例的感光樹脂層的乾膜式光阻的顯色的時間及程度變得極佳。因此,可達成改善包括乾膜式光阻的顯示裝置的物理性質的效果。
3.感光元件
根據本揭露的另一實施例,可提供一種感光元件,所述感光元件包括:聚合物基板;以及感光樹脂層,形成於所述聚合物基板上,其中自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始對
感光樹脂層曝光時的時間點至當由以下方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘、3分鐘或小於3分鐘、30秒或大於30秒且為3分鐘或小於3分鐘、或者30秒或大於30秒且為2分鐘或小於2分鐘。
[方程式1]曝光時間(t)期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式1中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行t分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
此外,在一個實施例的感光元件中,感光樹脂層可具有為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0、3.1或大於3.1且為13.5或小於13.5、4或大於4且為8或小於8、或者4.1或大於4.1且為7.5或小於7.5的由以下化學方程式2計算的色座標b*值的變化量。
[方程式2]為1分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式2中,b* 1是感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
關於由化學方程式2計算的色座標b*值的變化量的細節包括上述所有內容。
具體而言,感光樹脂層包括鹼性可顯影黏結劑樹脂及可光聚合化合物,且可光聚合化合物可包括由以下化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由以下化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
在化學式2中,R4是氫或具有1至10個碳原子的烷基,R5是具有1至10個碳原子的伸烷基,R6是含有具有1至20個碳原子的中心基的p價官能基,n2是為1至20的整數,且p是取代R6的官能基的數目且是為3至10的整數。
關於感光樹脂層的細節包括以上在所述一個實施例及另一實施例中闡述的所有內容。
即,感光樹脂層包含鹼性可顯影黏結劑樹脂及可光聚合化合物,且可光聚合化合物可包括由以下化學式1表示的單官能(甲基)丙烯酸酯化合物及由以下化學式2表示的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
在化學式2中,R4是氫或具有1至10個碳原子的烷基,R5是具有1至10個碳原子的伸烷基,R6是含有具有1至20個碳原子的中心基的p價官能基,n2是為1至20的整數,且p是取代R6的官能基的數目且是為3至10的整數。
各種塑膠膜可用作保護膜,且其實例可包括選自由丙烯酸膜、聚乙烯(PE)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、三乙醯纖維素(TAC)膜、聚降冰片烯(PNB)膜、環烯烴聚合物(COP)膜及聚碳酸酯(PC)膜組成的群組的至少一種塑膠膜。保護膜的厚度並無特別限制,且舉例而言,其可在為0.01微米至1毫米的範圍內自由調節。
聚合物基板的具體實例可為聚酯膜,在所述聚酯膜中,藉由單軸拉伸未拉伸的聚酯膜、將含有黏結劑樹脂及有機顆粒的塗佈溶液塗佈至其一個表面上、以及單軸拉伸其餘部分的在線塗佈方法(in-line coating method)形成抗黏連層(anti-blocking layer)。
聚合物基板一般是藉由在線塗佈方法、而非添加抗黏連劑(其一般是慮及製造期間的走料性(runnability)及捲繞特性而添加)來製造,且具有使用不損害透明度的替代性顆粒的有機顆粒
層。
此處,用作在慮及走料性及捲繞特性的同時不損害透明度的顆粒的有機顆粒的實例可包括例如如下有機顆粒:其中形成例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁基甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸共聚物或三元共聚物的丙烯酸系顆粒、烯烴系顆粒(例如聚乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯)、丙烯酸及烯烴系共聚物、或者均聚物顆粒且然後在所述層上塗佈另一種類型的單體的多層多組分顆粒(multi-layer multi-component particle)。
具體而言,該些有機顆粒應為球形,且亦具有與黏結劑樹脂的折射率不同的折射率。此處,「球形」意指橢圓中的短軸(a)與長軸(b)的比率為0.5<a/b<2,且與矩形中對角線(d)的關係由d2a2+b2定義。並且,六面體中頂點之間具有最長距離的軸(f)與除a軸及b軸以外的c軸之間的關係由f2c2+a2+b2定義。顆粒的形狀應為球形,此在走料性方面是較佳的。
並且,特徵在於有機顆粒與黏結劑樹脂之間的折射率差為0.05或小於0.05。當折射率差大於0.05時,霧度增加。此意味著存在大量的散射光,且當存在大量的此種散射光時,側壁平滑效果(sidewall smoothing effect)降低。此亦取決於有機顆粒的大小及量。有機顆粒具有為約0.5微米至5微米的平均粒徑是較佳的。當其小於此值時,走料性及捲繞特性劣化,且當其大於5微米時,霧度增加,慮及掉落問題的發生,此不是較佳的。以黏結劑樹脂的
總量計,有機顆粒的含量較佳為1重量%至10重量%。
當以黏結劑樹脂的總量計,有機顆粒的含量小於1重量%時,抗黏連效果不足且易受劃傷(scratch),走料性及捲繞特性劣化,且當其超過10重量%時,可能存在霧度增加且透明度性質劣化的問題。
同時,除以上有機顆粒以外,亦可添加無機顆粒。此時,添加常用的無機抗黏連劑不是較佳的,且添加具有為100奈米(nm)或小於100奈米的粒徑的膠質二氧化矽是較佳的。以100重量份的黏結劑樹脂計,其含量較佳為10重量份或小於10重量份。當滿足如上所述的粒徑及含量時,可防止當使用乾膜式光阻形成圖案時由抗黏連層引起的側壁缺陷或凹槽(例如凹坑)的出現。
作為充當用於將此種有機顆粒塗佈至未拉伸聚酯膜上的黏合劑的黏結劑樹脂,可使用與有機顆粒具有極佳相容性的黏結劑樹脂。此種樹脂的實例可包括:丙烯酸系樹脂,例如不飽和聚酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁基甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸共聚物或三元共聚物;胺基甲酸酯系樹脂;環氧系樹脂;或者三聚氰胺系樹脂及類似物,且丙烯酸系樹脂是較佳的。
可用於使用黏結劑樹脂及有機顆粒製備塗佈溶液的溶劑較佳為水。
如上所述,單軸拉伸藉由熔融擠出PET粒料獲得的未拉伸聚酯膜,且然後將在黏結劑樹脂中含有有機顆粒的塗佈溶液塗
佈於經單軸拉伸的膜上。所述塗佈可在經單軸拉伸的膜的至少一側上執行,且以在最終乾燥之後的厚度計,其厚度較佳為約30奈米至200奈米。若將含有有機顆粒的塗佈溶液在經單軸拉伸的膜上塗佈成厚於30奈米,則存在有機顆粒容易掉落且易受劃傷、且會產生白色粉末的問題。當塗佈成厚於200奈米時,由於塗佈溶液的黏度增加,在具有高塗佈速度的在線塗佈中,在塗佈方向上會產生塗佈條痕(coating streak)。
透過藉由如上所述的在線塗佈方法使用不同於一般抗黏連劑的有機顆粒進行塗佈而獲得的聚合物基板是由於顆粒層而維持走料性及捲繞特性且由於有機顆粒具有極佳透光度(light transmission)而具有極佳透明度的基板膜。
由於感光樹脂層的疊層是在聚合物基板中含有有機顆粒的層的相對表面上執行,因此感光樹脂層以此種方式形成於含有有機顆粒的層的相對表面上。因此,當包括抗黏連劑的基板膜如之前一樣進行疊層時,不會出現凹坑狀缺陷。由於例如二氧化矽等顆粒不僅在大小上大於有機顆粒,而且分佈於整個基板膜上,因此二氧化矽的影響即使在鄰近於感光樹脂層的區域中亦顯得微不足道。
另一方面,在用於本揭露的聚合物基板中,有機顆粒具有為0.5微米至5微米的大小,且有機顆粒層不鄰近於感光樹脂層,以使得有機顆粒的物理效果不受影響。此外,藉由使用具有極佳透光率(light transmittance)的有機顆粒,可減少側壁缺陷,且
不會損害其他電路性質。
感光元件可更包括形成於感光樹脂層上的保護膜。保護膜防止在處置期間損壞感光樹脂層,且起到保護感光樹脂層免受異物(例如灰塵)影響的保護覆蓋物的作用。保護膜疊層於感光樹脂層的上面未形成聚合物基板的背側上。保護膜用於保護感光樹脂層免受外部影響。當乾膜式光阻被應用於後處理時,其需要容易地拆離,且其需要恰當的可釋放性及黏合力,以使得其在儲存及分配期間變形。
各種塑膠膜可用作保護膜,且其實例可包括選自由丙烯酸膜、聚乙烯(PE)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、三乙醯纖維素(TAC)膜、聚降冰片烯(PNB)膜、環烯烴聚合物(COP)膜及聚碳酸酯(PC)膜組成的群組的至少一種塑膠膜。保護膜的厚度並無特別限制,且舉例而言,其可在為0.01微米至1毫米的範圍內自由調節。
4.電路板、顯示裝置
根據本揭露的另一實施例,可提供一種包括所述一個實施例的感光樹脂層的電路板或顯示裝置。關於感光樹脂層的細節包括以上在所述一個實施例中闡述的所有內容。
電路板或顯示裝置的具體細節並無特別限制,且可無限制地應用各種傳統已知的技術配置。
電路板或顯示裝置中所包括的感光樹脂層可為沒有開口的膜形式或具有開口的圖案形式。
形成圖案層形式的感光樹脂的方法的實例包括將另一實施例的乾膜式光阻的感光樹脂層疊層於電路板或顯示裝置製造基板上且然後執行曝光及顯影的方法。另外,可提及一種將根據另一實施例的感光元件的感光樹脂層疊層於電路板或顯示裝置製造基板上且然後執行曝光及顯影的方法。
當另一實施例的乾膜式光阻或感光元件在感光樹脂層上具有保護膜時,可在將感光樹脂層疊層於電路板或顯示裝置製造基板上的製程之前執行移除保護膜的製程。
此外,當另一實施例的乾膜式光阻或感光元件具有疊層於感光樹脂層的一側上的聚合物基板或基板膜時,可進一步執行在曝光製程之後立即移除聚合物基板或基板膜的製程。
因此,電路板或顯示裝置中可包括另一實施例的乾膜式光阻或感光元件中所含有的感光樹脂層。
根據本揭露,可提供一種感光樹脂層,所述感光樹脂層達成極佳的細線黏合力及解析度,且會提高在曝光期間產品的對準(alignment)辨識速率,且因此縮短最終產品的生產時間、降低缺陷率且因此改善可靠性。
此外,根據本揭露,可提供一種包括所述感光樹脂層的乾膜式光阻、感光元件、電路板及顯示裝置。
將藉由下面所示的實例更詳細地闡述本揭露。然而,給出該些實例僅是為示出本發明,且不旨在將本發明的範圍限於此。
<製備例:鹼性可顯影黏結劑樹脂的製備>
製備例1
為四頸圓底燒瓶配備機械攪拌器(mechanical stirrer)及迴流裝置,且然後利用氮氣對燒瓶內部進行了吹掃。向利用氮氣吹掃的燒瓶添加了80克甲基乙基酮(methyl ethyl ketone,MEK)及7.5克甲醇(methanol,MeOH),且然後添加了0.45克偶氮二異丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)並使其完全溶解。向其添加了8克丙烯酸(acrylic acid,AA)、15克甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)、15克丙烯酸丁酯(butyl acrylate,BA)、52克甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,MMA)及10克苯乙烯(styrene,SM)的單體混合物作為單體,加熱至80℃,且然後聚合6小時以製備鹼性可顯影黏結劑樹脂1。
鹼性可顯影黏結劑樹脂1被量測為具有為71538克/莫耳的重量平均分子量、為79℃的玻璃轉變溫度、為51.4重量%的固體含量及為156.3毫克氫氧化鉀/克的酸值。
在重量平均分子量的量測條件的具體實例中,將鹼性可顯影黏結劑樹脂溶解於四氫呋喃中,以使鹼性可顯影黏結劑樹脂
在THF中具有為1.0(重量/重量)%的濃度(以固體含量計,約0.5(重量/重量)%),使用孔徑(pore size)為0.45微米的注射器過濾器(syringe filter)進行了過濾,然後以為20微升的量注射至GPC中,四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)用作GPC的移動相,且流速為1.0毫升/分鐘。所述管柱由串聯連接的一個安捷倫PL膠(Agilent PLgel)5微米保護管(guard)(7.5×50毫米)與兩個安捷倫PL膠5微米混合管(mixed)D(7.5×300毫米)配置而成,且所述量測是使用安捷倫1260無限II系統(Agilent 1260 Infinity II System)RI檢測器(RI Detector)作為檢測器在40℃下執行。
藉由如下製程對酸值進行了量測:在所述製程中,對約1克鹼性可顯影黏結劑樹脂進行取樣、溶解於添加有兩滴1%酚酞指示劑的50毫升混合溶劑(MeOH 20%、丙酮(acetone)80%)中,且然後利用0.1當量濃度KOH進行滴定以量測酸值。
固體含量是基於在上述製備例中製備的鹼性可顯影黏結劑樹脂的重量,且對在150℃的烘箱中加熱達120分鐘之後剩餘的固體含量的重量百分比進行了量測。
製備例2
為四頸圓底燒瓶配備機械攪拌器(mechanical stirrer)及迴流裝置,且然後利用氮氣對燒瓶內部進行了吹掃。向利用氮氣吹掃的燒瓶添加了110克甲基乙基酮(methyl ethyl ketone,MEK)及10克甲醇(methanol,MeOH),且然後添加了1克偶氮二異丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)並使其完全溶解。向其添加了
30克甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)、100克甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,MMA)及30克苯乙烯(styrene,SM)的單體混合物作為單體,加熱至80℃,且然後聚合6小時以製備鹼性可顯影黏結劑樹脂2(重量平均分子量:49852克/莫耳,玻璃轉變溫度:125℃,固體含量:48.5重量%,酸值:163.17毫克氫氧化鉀/克)。
<實例及比較例:感光樹脂組成物及乾膜式光阻的製備>
根據下表1中所示的組成物,將光聚合引發劑作為溶劑溶解於甲基乙基酮(MEK)中,且然後添加了光聚合化合物及鹼性可顯影黏結劑樹脂,且使用機械攪拌器混合達約1小時以製備感光樹脂組成物。
使用塗佈棒將所獲得的感光樹脂組成物塗佈至40微米PET膜上。使用熱空氣烘箱對所塗佈的感光樹脂組成物層進行了乾燥。此時,乾燥溫度為80℃、乾燥時間為5分鐘、且感光樹脂組成物層在乾燥之後的厚度為40微米。
將保護膜(聚乙烯)疊層至經乾燥的感光樹脂組成物層上,以製備乾膜式光阻。
所述PET膜是藉由以下製程而生產出。
使乙二醇與對苯二甲酸經歷轉酯化反應(transesterification reaction)及聚縮反應(polycondensation reaction)以製備PET。在120℃下在減壓(reduced pressure)下將PET粒料乾燥達8小時,然後饋送至擠出機並在280℃下熔融。使
用靜電施加流延法(electrostatic application casting method)將其纏繞於表面溫度為20℃的流延鼓(casting drum)上,並冷卻及硬化以形成未拉伸膜。藉由調節擠出機的排出量,將未拉伸膜的厚度調節至250微米。接下來,將未拉伸膜在縱向方向上拉伸4倍,最後對藉由將4克丙烯酸樹脂及0.1克聚甲基丙烯酸甲酯作為有機顆粒在95.9克水中混合而獲得的塗佈溶液進行了乾燥,且然後使用凹版印刷(gravure)將所得物塗佈至所述未拉伸膜的一個表面上,以具有為50奈米的厚度。此處所使用的聚甲基丙烯酸甲酯是其表面塗佈有聚苯乙烯、為球形且與丙烯酸樹脂的折射率差為0.03的聚甲基丙烯酸甲酯。
在120℃下對塗佈有含有有機顆粒的塗佈溶液的縱向單軸拉伸膜進行了預熱,並在橫向(transverse direction)上拉伸了4倍。
將所述膜在預定長度下在為230℃的最大溫度下熱定型達10秒鐘,並冷卻至室溫以獲得具有為20微米的總厚度及為50奈米的塗層厚度的聚酯膜。
<實驗例>
藉由以下方法對實例及比較例中製備的乾膜式光阻的物理性質進行了量測,且結果分別示出於下表2至4中。
1.色座標b值相對於曝光時間的變化量
自在實例及比較例中製備的乾膜式光阻剝離保護膜,且藉由伯東(HAKUTO)MACH 610i將乾膜式光阻的感光樹脂層疊層成接觸厚度為0.4毫米的覆銅疊層體的在以下條件下經歷刷塗磨損(brushing abrasion)的銅層表面,藉此形成疊層體:基板預熱輥溫度為120℃、疊層機輥溫度為115℃、輥壓為4.0千克力/平方公分(kgf/cm3)且輥速為2.0米/分鐘。
自疊層體剝離用於乾膜式光阻的支撐PET膜,且然後分別使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計在SCI(specular component included,包括鏡面分量)模式及SCE(specular component excluded,不包括鏡面分量)模式下對具有為29微米的厚度及為3平方公分的橫截面積的樣品的色座標(b* 0)進行了量測。
此後,藉由雷射直接成像(laser direct imaging,LDI)曝光機(FDI-3,日本ORC)使用用於電路評價的圖案(寬度以1微米為單位自4微米增加至50微米的開口部分以2微米間隔進行排列)利用曝光劑量為19毫焦/平方公分的紫外射線對被剝離PET膜的乾膜式光阻進行了照射。根據ASTM方法E313-96(D65/10度)使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計在SCI(specular ccmponent included,包括鏡面分量)模式及SCE(specular component excluded,不包括鏡面分量)模式下對樣品在曝光之後的色座標(b* n)進行了量測。
關於量測值,根據以下方程式對色座標b*值的變化量進
行了計算。
[方程式]為n分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* n)=(b* 0-b* n)
在方程式中,b* n是感光樹脂層在以為19毫焦/平方公分的曝光劑量進行n分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
如表2中所示,實例1示出在SCI模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為6.41、色座標b值對於3分鐘的變化量為9.13且色座標b值對於5分鐘的變化量為9.98,從而證實實例1在顯色程度上顯著極佳。
與實例不同,相較於本揭露的實例而言,在不含有單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的比較例1的情形中,在SCI模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為0.54、色座標b值對於3分鐘的變化量為2.11且色座標b值對於5分鐘的變化量為3.92,從而證實比較例1在顯色程度上顯著較差。
此外,相較於本揭露的實例而言,在不含有多官能(甲基)
丙烯酸酯化合物的比較例2的情形中,在SCI模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為0.49、色座標b值對於3分鐘的變化量為2.05且色座標b值對於5分鐘的變化量為3.68,從而證實比較例2在顯色程度上顯著較差。
如表3中所示,實例1示出在SCE模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為5.43、色座標b值對於3分鐘的變化量為7.82且色座標b值對於5分鐘的變化量為8.59,從而證實實例1在顯色程度上顯著極佳。與實例不同,相較於本揭露的實例而言,在不含有單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的比較例1的情形中,在SCE模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為0.45、色座標b值對於3分鐘的變化量為2.01且色座標b值對於5分鐘的變化量為3.82,從而證實比較例1在顯色程度上顯著較差。
此外,相較於本揭露的實例而言,在不含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的比較例2的情形中,在SCI模式下量測的色座標b值對於1分鐘的變化量為0.36、色座標b值對於3分鐘的變化量為1.93且色座標b值對於5分鐘的變化量為3.54,從而證實比較例2在顯色程度上顯著較差。
2.顯影時間(單位:分鐘)
自在實例及比較例中製備的乾膜式光阻剝離保護膜,且使用伯東MACH 610i將乾膜式光阻的感光樹脂層疊層成接觸厚度為0.4毫米的覆銅疊層體的在以下條件下經歷刷塗(brush)磨損的銅層表面,藉此形成疊層體:基板預熱輥溫度為120℃、疊層機輥溫度為115℃、輥壓為4.0千克力/平方公分且輥速為2.0米/分鐘。
在疊層體中,使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計在SCI(specular component included,包括鏡面分量)模式下對具有為29微米的乾膜式光阻厚度及為3平方公分的橫截面積的樣品的色座標(b* 0)進行了量測。
此後,藉由LDI曝光機(FDI-3,日本ORC)使用用於評價電路的圖案以為19毫焦/平方公分的曝光劑量利用紫外射線對乾膜式光阻進行了照射。使用柯尼卡美能達CM-2600d色差計根據ASTM E313-96(係數:D65/10度)在SCI(specular component included,包括鏡面分量)模式下對樣品在曝光之後的色座標(b* n)進行了量測。
關於量測值,對直至當根據以下方程式的色座標b*值的變化量為5.0時的時間點的時間(t)進行了量測。
[方程式]為t分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)
在方程式中,b* 1是感光樹脂層在以為19毫焦/平方公分的曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
3.細線黏合力(單位:微米)
自在實例及比較例中製備的乾膜式光阻剝離保護膜,且使用伯東MACH 610i將乾膜式光阻的感光樹脂層疊層成接觸厚度為0.4毫米的覆銅疊層體的在以下條件下經歷刷塗(brush)磨損的銅層表面,藉此形成疊層體:基板預熱輥溫度為120℃、疊層機輥溫度為115℃、輥壓為4.0千克力/平方公分且輥速為2.0米/分鐘。
在疊層體中,藉由LDI曝光機(FDI-3,日本ORC)使用用於電路評價的圖案以為19毫焦/平方公分的曝光劑量利用紫外射線對乾膜式光阻進行了照射,且然後容許靜置15分鐘。然後,在噴霧壓力為1.5千克力/平方公分的噴霧型顯影條件下利用1.0重量% Na2CO3水溶液在30±1℃下將所得物顯影達1分鐘。
在完成顯影的疊層體中,利用蔡司(ZEISS)阿西奧菲奧特顯微鏡(AXIOPHOT microscope)對感光樹脂層的最小線寬進行了量測,並將所述最小線寬作為細線黏合力進行了評價。可評價出:此值越小,則細線黏合力越佳。
4.解析度(單位:微米)
自在實例及比較例中製備的乾膜式光阻剝離保護膜,且使用伯東MACH 610i將乾膜式光阻的感光樹脂層疊層成接觸厚度
為0.4毫米的覆銅疊層體的在以下條件下經歷刷塗(brush)磨損的銅層表面,藉此形成疊層體:基板預熱輥溫度為120℃、疊層機輥溫度為115℃、輥壓為4.0千克力/平方公分且輥速為2.0米/分鐘。
藉由LDI曝光機(FDI-3,日本ORC)以為19毫焦/平方公分的曝光劑量利用紫外射線對疊層體進行了照射,以使得在顯影之後電路線(line)的寬度與電路線之間的空間(space)間隔變為1:1,且然後容許靜置15分鐘。然後,在噴霧壓力為1.5千克力/平方公分的噴霧型顯影條件下利用1.0重量% Na2CO3水溶液在30±1℃下將所得物顯影達1分鐘。
在完成顯影的疊層體中,利用蔡司阿西奧菲奧特顯微鏡(AXIOPHOT Microscope)對感光樹脂層之間的間隔的最小值進行了量測,並將所述最小值作為1:1解析度進行了評價。可評價出:此值越小,則1:1解析度值越佳。
5.鍍覆污染保護性質的評價
將在實例及比較例中製備的乾膜式光阻切割成為40公分(cm)×50公分的大小、移除保護膜並以為20階梯/41階梯的曝光劑量對階梯板(step tablet)進行了曝光,且剝離了PET膜以獲得固化膜。將此固化膜浸沒於1升為硫酸銅/硫酸水溶液的鍍覆溶液中達3天。使用赫塞爾試驗浴缸(Halcel test bathtub)(由韓國正道試驗儀器實驗室(Jungdo Test Instruments Lab.)生產)在為2安的電流下使銅板經歷電解鍍銅達10分鐘。
當使用其中未浸沒固化膜的鍍覆溶液作為參考樣品且藉由其中浸沒固化膜的塗佈溶液執行鍍覆時,用肉眼對鍍覆的外觀進行了觀察,若鍍覆的外觀上存在異常或者光澤上存在變化,則其被評判為X,且若其與參考樣品相同且因此根本不存在異常,則其被評判為O。
6.剝離速率(單位:秒)
自在實例及比較例中製備的乾膜式光阻剝離保護膜,且藉由伯東MACH 610i將乾膜式光阻的感光樹脂層疊層成接觸厚度為0.4毫米的覆銅疊層體的在以下條件下經歷刷塗(brush)磨損的銅層表面,藉此形成疊層體:基板預熱輥溫度為120℃、疊層機輥溫度為115℃、輥壓為4.0千克力/平方公分且輥速為2.0米/分鐘。
藉由LDI曝光機(FDI-3,日本ORC)使用用於電路評價的圖案以為19毫焦/平方公分的曝光劑量利用紫外射線對疊層體進行了照射,且然後容許靜置15分鐘。然後,在噴霧壓力為1.5千克力/平方公分的噴霧型顯影條件下,利用1.0重量% Na2CO3水溶液在30±1℃下將所得物顯影達1分鐘。
然後,使用3%氫氧化鈉水溶液(溫度為50℃)執行了剝離。藉由量測光固化層自銅板釋放所需的時間對剝離速率進行了評價。
如表4中所示,實例1顯示出極佳的細線黏合力及解析度,且同時,色座標b*值的變化量達到5.0的顯色時間在1分鐘內,從而證實實例1顯示出快速及顯著極佳的顯色時間。
與實例不同,可證實出相較於本揭露的實例而言,在不含有單官能(甲基)丙烯酸酯化合物的比較例1的情形中,色座標b*值的變化量達到5.0的顯色時間顯著較差。
另外,可證實出相較於本揭露的實例而言,在不含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的比較例2的情形中,色座標b*值的變化量達到5.0的顯色時間顯著較差。
Claims (13)
- 一種感光樹脂層,包含:可光聚合化合物,含有單官能(甲基)丙烯酸酯化合物;三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;以及鹼性可顯影黏結劑樹脂;其中所述單官能(甲基)丙烯酸酯化合物由以下化學式1表示,其中所述三官能或更高的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物包括以下化學式2的化合物,所述感光樹脂層具有如下特徵:自當以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的曝光劑量開始曝光的時間點至當由以下方程式1計算的色座標b*值的變化量為5.0的時間點的時間(t)為5分鐘或小於5分鐘:[方程式1]曝光時間(t)期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)在方程式1中,b* 1是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的所述曝光劑量進行t分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值,[化學式1]
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中在為1分鐘的曝光時間期間,由以下方程式2計算的所述色座標b*值的所述變化量為0.6或大於0.6且為14.0或小於14.0:[方程式2]為1分鐘的所述曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 1)=(b* 0-b* 1)在方程式2中,b* 1是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的所述曝光劑量進行1分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中所述鹼性可顯影黏結劑樹脂具有為20000克/莫耳或大於20000克/莫耳且為150000克/莫耳或小於150000克/莫耳的重量平均分子量。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中所述鹼性可顯影黏結劑樹脂包括第一鹼性可顯影黏結劑樹脂,包括由以下化學式3表示的重複單元、由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元、由以下化學式6表示的重複單元及由以下化學式7表示的重複單元;以及 第二鹼性可顯影黏結劑樹脂,包括由以下化學式4表示的重複單元、由以下化學式5表示的重複單元及由以下化學式6表示的重複單元:
- 如請求項5所述的感光樹脂層,其中以100重量份的所述第一鹼性可顯影黏結劑樹脂計,所述第二鹼性可顯影黏結劑樹脂是以為500重量份或大於500重量份且為1000重量份或小於1000重量份的量被含有。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中所述感光樹脂層具有為15微米或大於15微米且為50微米或小於50微米的厚度。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中所述色座標是根據美國試驗與材料協會E313-96(係數:D65/10度)量測。
- 如請求項2所述的感光樹脂層,其中所述色座標是使用色差計在包括鏡面分量(SCI)模式或不包括鏡面分量(SCE)模式下量測。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中由以下方程式3計算的所述色座標b*值的所述變化量為2.2或大於2.2且為14.0或小於14.0:[方程式3]為3分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 3)=(b* 0-b* 3) 在方程式3中,b* 3是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的所述曝光劑量進行3分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
- 如請求項1所述的感光樹脂層,其中由以下方程式4計算的所述色座標b*值的所述變化量為4.0或大於4.0且為14.3或小於14.3:[方程式4]為5分鐘的曝光時間期間的色座標b*值的變化量(△b* 5)=(b* 0-b* 5)在方程式4中,b* 5是所述感光樹脂層在以為10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分且為30毫焦/平方公分或小於30毫焦/平方公分的所述曝光劑量進行5分鐘曝光之後的色座標(b*)值,且b* 0是所述感光樹脂層在曝光之前的色座標(b*)值。
- 一種包括如請求項1所述的感光樹脂層的乾膜式光阻。
- 一種感光元件,包括:聚合物基板;以及如請求項1所述的感光樹脂層,形成於所述聚合物基板上。
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