TWI830850B - 化學增幅型正型感光性樹脂組成物及其應用 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,包含一第一樹脂(A1)、一第二樹脂(A2)、一光酸產生劑(B)、一溶劑(C)、一式(6)或式(7)所示之化合物(D)及一式(e1)所示之受阻胺化合物(E),且其所製得之保護膜具有感度及經時安定性佳之優點。本發明另關於該化學增幅型正型感光性樹脂組成物所製得之保護膜及包含該保護膜之元件。
Description
本發明是有關於一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物及其應用,特別是關於一種化學增幅型正型感光性樹脂,其具有感度及經時安定性良好之優點,以及其所製得之保護膜及包含該保護膜之元件。
薄膜電晶體型液晶顯示元件或有機電致發光元件(organic electroluminescence device,有機EL元件)等顯示元件,通常包含層間絕緣膜或平坦化膜等絕緣膜,而此種絕緣膜通常使用感放射線性組成物來形成。為符合圖案化性能之需求,通常可使用包含萘醌二疊氮化物(naphthoquinone diazide)等酸產生劑的正型感光性樹脂組成物(參照日本專利特開2001-354822號公報),但近年來仍有許多其他的感光性組成物被提出。
舉例而言,例如日本專利特開2004-4669號公報,係關於一種正型化學增幅材料,其形成顯示元件用的硬化膜,所述正型化學增幅材料較前述使用萘醌二疊氮化物等酸產生劑的正型感光性樹脂組成物,具有更高的感度。所述正型化學增幅材料含有交聯劑、酸產生劑及酸解離性樹脂,其中酸解離性樹脂具有可被酸作用而解離的保護基,雖然酸解離性
樹脂本身不溶或難溶於鹼性水溶液中,但藉由酸的作用,使保護基解離而可溶於鹼性水溶液中。另外,例如日本專利特開2004-264623號公報、日本專利特開2011-215596號公報以及日本專利特開2008-304902號公報也提出了含有具有縮醛結構及/或縮酮結構以及環氧基的樹脂及酸產生劑的正型感光性組成物。
此類感光性樹脂組成物中,除需具有高光感度外,還需具有長期保存時黏度不易變化的保存安定性,以使此類感光性樹脂組成物所形成的硬化膜可具有不因顯影液等而膨潤的耐化性。據此,所述硬化膜形成的圖案亦可於顯影後與基板充分密合而不易剝離,且硬化膜具有足夠的透明性,即便在曝光後放置,圖案仍與基板充分密合而不易剝離。
然而,目前的感光性樹脂組成物仍有感度及經時安定性不佳之問題,而仍無法為業界所接受。
本發明藉由該化學增幅型正型感光性樹脂組成物之特殊組成及/或配比,而可使其具有感度及經時安定性佳之優點。
因此,本發明提供一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,包含:一第一樹脂(A1),由一第一混合物共聚合而得,該第一混合物包含不飽和羧酸單體(a1-1)、含結構式(1)所示之含酸解離性基的單體(a1-2)以及含內酯結構的不飽和單體(a1-3);
式(1)中,R11和R12各自獨立為氫原子、烷基、脂環式烴基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基或芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代,且R11及R12不同時為氫原子;R13為烷基、脂環式烴基、芳烷基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基、芳烷基及芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代;R11與R13可相互鍵結而與R11所鍵結的碳原子以及R13所鍵結的氧原子共同形成環狀醚結構;一第二樹脂(A2),由一第二混合物共聚合而得,該第二混合物包含不飽和羧酸單體(a2-1)以及含酚性羥基的不飽和單體(a2-2);一光酸產生劑(B);一溶劑(C);一式(6)或式(7)所示之化合物(D):
式(e1)中,n為4以上的整數;E1為n價有機基;E2至E5各自獨立為碳數1至12的一價有機基;E6為氫原子或碳數1至12的一價烷基。
本發明亦提供一種保護膜,係將前述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物塗佈於一基材上,再經預烤、曝光、顯影及後烤處理後所形成。
本發明又提供一種具有保護膜的元件,包含一基材以及前述之保護膜,該保護膜附著於該基材。
本發明提供一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,包含:一第一樹脂(A1),由一第一混合物共聚合而得,該第一混合物包含不飽和羧酸單體(a1-1)、含結構式(1)所示之含酸解離性基的單體(a1-2)以及含內酯結構的不飽和單體(a1-3);
式(1)中,R11和R12各自獨立為氫原子、烷基、脂環式烴基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基或芳基所具有的氫原子可部分或全
部被取代,且R11及R12不同時為氫原子;R13為烷基、脂環式烴基、芳烷基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基、芳烷基及芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代;R11與R13可相互鍵結而與R11所鍵結的碳原子以及R13所鍵結的氧原子共同形成環狀醚結構;一第二樹脂(A2),由一第二混合物共聚合而得,該第二混合物包含不飽和羧酸單體(a2-1)以及含酚性羥基的不飽和單體(a2-2);一光酸產生劑(B);一溶劑(C);一式(6)或式(7)所示之化合物(D):
式(e1)中,n為4以上的整數;E1為n價有機基;E2至E5各自獨立為碳數1至12的一價有機基;E6為氫原子或碳數1至12的一價烷基。
以下將詳細說明用於本發明的化學增幅型正型感光性樹脂組成物的各個成分。
本發明之第一樹脂(A1)可由一第一混合物共聚合而得,該第一混合物可包含不飽和羧酸單體(a1-1)、含結構式(1)所示之含酸解離性基的單體(a1-2)以及含內酯結構的不飽和單體(a1-3)。
本發明之不飽和羧酸單體(a1-1)係指包含羧酸基或羧酸酐結構及聚合結合用之不飽和鍵之化合物,其結構並無特別限制,可包括但不限於不飽和單羧酸化合物、不飽和二羧酸化合物、不飽和二羧酸酐化合物、多環型不飽和羧酸化合物、多環型不飽和二羧酸化合物、多環型不飽和二羧酸酐化合物。
前述不飽和單羧酸化合物之具體例如:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-(甲基)丙烯醯乙氧基丁二酸酯、2-(甲基)丙烯醯乙氧基六氫化苯二甲酸酯、2-(甲基)丙烯醯乙氧基苯二甲酸酯、omega-羧基聚己內酯多元醇單丙烯酸酯(商品名為ARONIX M-5300,東亞合成製)。
前述不飽和二羧酸化合物之具體例如:馬來酸、富馬酸、
甲基富馬酸、衣康酸、檸康酸等。
於本發明之具體例中,不飽和二羧酸酐化合物為前述不飽和二羧酸化合物之酸酐化合物。
前述多環型不飽和羧酸化合物之具體例如:5-羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯。
前述多環型不飽和二羧酸化合物之具體例如:5,6-二羧酸二環[2.2.1]庚-2-烯。
前述多環型不飽和二羧酸酐化合物為前述多環型不飽和二羧酸化合物之酸酐化合物。
上述不飽和羧酸單體(a1-1)之較佳具體例為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、2-甲基丙烯醯乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯醯基乙氧基六氫化苯二甲酸或其組合。
上述不飽和羧酸單體(a1-1)可單獨或混合複數種使用。基於該第一樹脂(A1)之第一混合物的總使用量100重量份,該不飽和羧酸單體(a1-1)之使用量為3重量份至30重量份;較佳為4重量份至28重量份;更佳為5重量份至25重量份。
式(1)中,R11和R12各自獨立為氫原子、烷基、脂環式烴基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基或芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代,且R11及R12不同時為氫原子;R13為烷基、脂環式烴基、芳烷基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基、芳烷基及芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代;R11與R13可相互鍵結而與R11所鍵結的碳原子以及R13所鍵結的氧原子共同形成環狀醚結構。
含酸解離性基的單體(a1-2)的酸解離性基,在曝光時藉由自後述之光酸產生劑(B)產生的酸的作用而解離,並產生極性基,因此原本不溶或難溶於鹼水溶液的樹脂(A)變成對鹼水溶液具可溶性。
所述含酸解離性基的單體(a1-2)只要包含如式(1)的結構,則無特別限定。此含酸解離性基的單體(a1-2)可藉由酸而容易解離。
上述R11及R12所表示的脂環式烴基例如可列舉碳數為3至20的脂環式烴基等。另外,此碳數為3至20的脂環式烴基可以是多環。上述碳數為3至20的脂環式烴基例如可列舉:環丙基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、冰片基、降冰片基、金剛烷基等。
上述R11及R12所表示的芳基例如可列舉碳數為6至14的芳基等。上述碳數為6至14的芳基可以是單環,也可以是單環連結而成的結構,還可以是縮合環。上述碳數為6至14的芳基例如可列舉苯基、萘基等。
上述R11及R12所表示的可經取代的烷基、脂環式烴基以及芳基的取代基例如可列舉:鹵素原子、羥基、硝基、氰基、羧基、羰基、脂環式烴基(例如環丙基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、冰片基、降冰片基、金剛烷基等)、芳基(例如苯基、萘基等)、烷氧基(例如甲氧
基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等碳數為1至20的烷氧基等)、醯基(例如乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基等碳數為2至20的醯基等)、醯氧基(例如乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、第三丁醯氧基、第三戊醯氧基等碳數為2至10的醯氧基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基等碳數為2至20的烷氧基羰基)、鹵代烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基、正十八烷基等直鏈狀烷基,異丙基、異丁基、第三丁基、新戊基、2-己基、3-己基等分支狀烷基等烷基;環丙基、環丁基、環戊基、降冰片基、金剛烷基等脂環式烴基,將上述基團的一部分或者全部的氫原子經鹵素原子取代而得的基團)、羥基烷基(例如羥基甲基等)等。
上述R13所表示的烷基、脂環式烴基、芳基可應用上述R11及R12所表示的各基團的說明。此外,上述烷基較佳為碳數為1至6的烷基,更佳為甲基、乙基以及正丙基。上述R13所表示的芳烷基可列舉:苄基、苯乙基、萘基甲基、萘基乙基等。
上述R11與R13可相互鍵結而形成的環狀醚結構,較佳為環員數3至20的環狀醚結構,更佳為環員數5至8的環狀醚結構,又更佳為四氫呋喃以及四氫吡喃。
上述式(1)所表示的基團例如可列舉下述式所表示的基團等。
上述含酸解離性基的單體(a1-2)例如可列舉:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-異丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-第三丁氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-氯乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-正丙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-環己氧基乙酯、甲基丙烯酸1-(2-環己基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸1-苄氧基乙酯、甲基丙烯酸2-四氫吡喃基酯、甲基丙烯酸2-四氫呋喃基酯(2-tetrahydrofuranyl methacrylate)、丙烯酸1-乙氧基乙酯、丙烯酸1-甲氧基乙酯、丙烯酸1-正丁氧基乙酯、丙烯酸1-異丁氧基乙酯、丙烯酸1-第三丁氧基乙酯、丙烯酸1-(2-氯乙氧基)乙酯、丙烯酸1-(2-乙基己氧基)乙酯、丙烯酸1-正丙氧基乙酯、丙烯酸1-環己氧基乙酯、丙烯酸1-(2-環己基乙氧基)乙酯、丙烯酸1-苄氧基乙酯、丙烯酸2-四氫吡喃基酯、5,6-二(1-甲氧基乙氧基羰基)-2-降冰片烯、5,6-二(1-(環己氧基)乙氧基羰基)-2-降冰片烯、5,6-二(1-(苄氧基)乙氧基羰基)-2-降冰片
烯、對-1-乙氧基乙氧基苯乙烯或間-1-乙氧基乙氧基苯乙烯、對-1-甲氧基乙氧基苯乙烯或間-1-甲氧基乙氧基苯乙烯、對-1-正丁氧基乙氧基苯乙烯或間-1-正丁氧基乙氧基苯乙烯、對-1-異丁氧基乙氧基苯乙烯或間-1-異丁氧基乙氧基苯乙烯、對-1-(1,1-二甲基乙氧基)乙氧基苯乙烯或間-1-(1,1-二甲基乙氧基)乙氧基苯乙烯、對-1-(2-氯乙氧基)乙氧基苯乙烯或間-1-(2-氯乙氧基)乙氧基苯乙烯、對-1-(2-乙基己氧基)乙氧基苯乙烯或間-1-(2-乙基己氧基)乙氧基苯乙烯、對-1-正丙氧基乙氧基苯乙烯或間-1-正丙氧基乙氧基苯乙烯、對-1-環己氧基乙氧基苯乙烯或間-1-環己氧基乙氧基苯乙烯、對-1-(2-環己基乙氧基)乙氧基苯乙烯或間-1-(2-環己基乙氧基)乙氧基苯乙烯、對-1-苄氧基乙氧基苯乙烯或間-1-苄氧基乙氧基苯乙烯等。
含酸解離性基的單體(a1-2)較佳為甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-四氫吡喃基酯、甲基丙烯酸1-苄氧基乙酯、甲基丙烯酸1-環己氧基乙酯、甲基丙烯酸2-四氫呋喃基酯,更佳為甲基丙烯酸2-四氫吡喃基酯和甲基丙烯酸2-四氫呋喃基酯。
基於該第一樹脂(A1)之第一混合物的總使用量為100重量份,含酸解離性基的單體(a1-2)的使用量為15重量份至70重量份,較佳為17重量份至68重量份,更佳為20重量份至65重量份。
若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中,所使用之第一樹脂(A1)之第一混合物中未使用含酸解離性基的單體(a1-2)時,則易有感度不佳之問題。
式(3)中,RX1為氫原子或烷基;RA2為碳數1至8的烷基、碳數3至7的環烷基、碳數1至8的烷氧基、碳數2至8的烷氧基羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基或酸分解性基,當n2大於1時,複數個RA2可相同或不同;A1為單鍵或二價連結基;Z2為含有-O-C(=O)-的單環或多環結構;n2為0以上的整數。
前述RX1之烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀的碳數1至3的烷基,更佳為甲基。所述烷基可具有取代基,取代基較佳為羥基或鹵素原子(尤其是氟原子)。
前述RA2較佳為碳數1至4的烷基或氰基。
前述A1之二價連結基可列舉:直鏈狀、支鏈狀或環狀的伸烷基、伸芳基,-O-、-COO-、-S-、-NR"-、-CO-、-NR"CO-、-SO2-等二價基,或含有該些基的組合的基團,R"為氫原子或碳數1至4的烷基,較佳為氫原子。其中,A1之二價連結基較佳為含有-O-、-COO-、-S-、-NH-及-CO-的至少一個,或該些基團與-(CH2)m-的組合的基團,m為1至10的整數,較佳為1至6的整數,更佳為1至4的整數。
前述Z2較佳為單環結構。於Z2表示單環結構的情況下,較
佳為形成5員環至7員環的內酯結構,更佳為形成5員環或6員環的內酯結構。於Z1表示多環結構的情況下,較佳為其他環結構以形成雙環結構或螺環結構的形式縮環於內酯結構上。其他環結構可列舉碳數3至20的環狀的烴基、碳數3至20的雜環基等。作為雜環基並無特別限定,可列舉構成環的原子中的一個以上為雜原子者,或芳香族雜環基。另外,雜環基較佳為5員環或6員環,尤佳為5員環。具體而言,雜環基較佳為至少含有一個氧原子,例如可列舉:氧雜環戊烷環、噁烷環、二噁烷環等。
前述n2較佳為0至4的整數,更佳為0至2的整數,進而更佳為0。於n2表示2以上的整數時,複數個RA2可相同或不同。另外,複數個RA2亦可相互鍵結而形成環,但較佳為不相互鍵結而形成環。
式(3-1)中,RX2為氫原子或烷基;RA3為碳數1至8的烷基、碳數3至7的環烷基、碳數1至8的烷氧基、碳數2至8的烷氧基羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基或酸分解性基,當n3大於1時,複數個RA3可相同或不同;A2為單鍵或二價連結基;Z3為含有-O-C(=O)-的單環或多環結構;n3為0
以上的整數;X1為氧原子或-NR"-,且R"為氫原子或烷基。
前述RX2之烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀的碳數1至3的烷基,更佳為甲基。所述烷基可具有取代基,取代基較佳為羥基或鹵素原子(尤其是氟原子)。
前述RA3較佳為碳數1至4的烷基或氰基。
前述A2之二價連結基可列舉:直鏈狀、支鏈狀或環狀的伸烷基、伸芳基,-O-、-COO-、-S-、-NR"-、-CO-、-NR"CO-、-SO2-等二價基,或含有該些基的組合的基團,R"為氫原子或碳數1至4的烷基,較佳為氫原子。其中,A2之二價連結基較佳為含有-COO-、-CO-的至少一個、或該些基團與-(CH2)m-的組合的基團,m為1至10的整數,較佳為1至6的整數,更佳為1至4的整數。A2尤其較佳為單鍵。
前述Z3較佳為單環結構。於Z3表示單環結構的情況下,較佳為形成5員環至7員環的內酯結構,更佳為形成5員環或6員環的內酯結構。於Z1表示多環結構的情況下,較佳為其他環結構以形成雙環結構或螺環結構的形式縮環於內酯結構上。其他環結構可列舉碳數3至20的環狀的烴基、碳數3至20的雜環基等。作為雜環基並無特別限定,可列舉構成環的原子中的一個以上為雜原子者,或芳香族雜環基。另外,雜環基較佳為5員環或6員環,尤佳為5員環。具體而言,雜環基較佳為至少含有一個氧原子,例如可列舉:氧雜環戊烷環、噁烷環、二噁烷環等。
前述n3較佳為0至4的整數,更佳為0至2的整數,進而更佳為0。於n3表示2以上的整數時,複數個RA3可相同或不同。另外,複數個RA3亦可相互鍵結而形成環,但較佳為不相互鍵結而形成環。
前述X1較佳為氧原子。若X1為-NR"-,R"可為氫原子或碳
數1至4的烷基,較佳為氫原子。
式(LC1-1)至式(LC1-21)中,Rb2為碳數1至8的烷基、碳數3至7的環烷基、碳數1至8的烷氧基、碳數2至8的烷氧基羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基或酸分解性基,當n4大於1時,複數個Rb2可相同或不同。
前述式(LC1-1)至式(LC1-21)所表示的結構可具有Rb2亦可不具有Rb2;較佳為不具有Rb2,即n4為0。前述Rb2較佳為碳數1至4的烷基或氰基。
前述n4較佳為0至4的整數,更佳為0至2的整數,進而更佳為0。於n4表示2以上的整數時,複數個Rb2可相同或不同。另外,複數個Rb2亦可相互鍵結而形成環,但較佳為不相互鍵結而形成環。
其中,式(3)所表示的結構較佳為含有式(LC1-1)、式(LC1-4)、式(LC1-5)、式(LC1-6)、式(LC1-13)、式(LC1-14)、式(LC1-17)所表示的結構,更佳為含有式(LC1-1)、式(LC1-4)、式(LC1-17)所表示的結構。
式(3-23)至式(3-23)中R8e之定義與前述RX2之定義相同。
較佳地,含內酯結構的不飽和單體(a1-3)為由以下的式(3-24)至式(3-34)所表示的結構,較佳為式(3-24)至式(3-29)所表示的結構。
基於所述第一樹脂(A1)之第一混合物的總使用量為100重量份,所述含內酯結構的不飽和單體(a1-3)的使用量為1重量份至15重量份,較佳為1重量份至14重量份,更佳為2重量份至13重量份。若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中,所使用之第一樹脂(A1)之第一混
合物中未使用含內酯結構的不飽和單體(a1-3)時,則易有感度不佳之問題。
該第一樹脂(A1)之第一混合物另可包含其他不飽和單體(a1-4)。本發明之其他不飽和單體(a1-4)是前述不飽和羧酸單體(a1-1)、含酸解離性基的單體(a1-2)及含內酯結構的不飽和單體(a1-3)以外的不飽和單體。在一些實施例中,此其他不飽和單體(a1-4)包括含環氧基的不飽和單體、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸脂環族酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不飽和二羧酸二酯、(甲基)丙烯酸羥烷酯、(甲基)丙烯酸酯之聚醚、芳香乙烯化合物及前述以外之其他不飽和化合物。
式(9)中,R8為氫原子或碳數為1至4之烷基;R9為氫原子或碳數為1至4之烷基;R10、R11、R12及R13各自獨立為氫原子、氟原子、苯基、碳數為1至4之烷基或碳數為1至4之全氟烷基;且a為1至6之整數。
前述含環氧基之(甲基)丙烯酸酯化合物之具體例如:(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環氧丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環氧庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己酯、(甲
基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯。
前述含環氧基之α-烷基丙烯酸酯化合物之具體例如: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、α-乙基丙烯酸6,7-環氧庚酯。
前述環氧丙醚化合物之具體例如:鄰-乙烯基苯甲基環氧丙醚(o-vinylbenzylglycidylether)、間-乙烯基苯甲基環氧丙醚(m-vinylbenzylglycidylether)、對-乙烯基苯甲基環氧丙醚(p-vinylbenzylglycidylether)。
前述之甲基丙烯酸酯類化合物可包含但不限於3-(甲基丙烯醯氧基甲基)氧雜環丁烷[3-(methacryloyloxymethyl)oxetane;OXMA]、
3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷[3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyloxetane;EOXMA]、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-3-甲基氧雜環丁烷[3-(methacryloyloxymethyl)-3-methyloxetane;MOXMA]、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-3-乙基氧雜環丁烷、2-乙基-3-(甲基丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-2-苯基氧雜環丁烷、2,2-二氟-3-(甲基丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷或3-(甲基丙烯醯氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷等之化合物。
上述之丙烯酸酯類化合物可包含但不限於3-(丙烯醯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-3-甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基乙基)-3-乙基氧雜環丁烷、2-乙基-3-(丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基乙基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯
氧基乙基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基乙基)-2-苯基氧雜環丁烷、2,2-二氟-3-(丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基乙基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷或3-(丙烯醯氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷等之化合物。
在一些實施例中,所述含環氧基的不飽和單體可更包含其他具有氧雜環丁烷基之乙烯性不飽和單體,如:3-甲基-3-(乙烯氧基甲基)氧雜環丁烷[3-methyl-3-(vinyloxymethyl)oxetane;MOXV]、3-乙基-3-(乙烯氧基甲基)氧雜環丁烷[3-ethyl-3-(vinyloxymethyl)oxetane;EOXV]、3-丙基-3-(乙烯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-甲基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-丙基-3-(2-乙烯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-甲基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧雜環丁烷、3-丙基-3-(3-乙烯氧基丙基)氧雜環丁烷、3-甲基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧雜環丁烷、3-丙基-3-(3-乙烯氧基丁基)氧雜環丁烷、乙二醇[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲基]乙烯基醚、丙二醇[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲基]乙烯基醚或3,3-雙[(乙烯氧基)甲基]氧雜環丁烷等之具有氧雜環丁烷基的乙烯基醚化合物。
前述(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯。
前述(甲基)丙烯酸脂環族酯之具體例如:(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基環己酯、三環[5.2.1.02,6]癸-8-基(甲基)丙烯
酸酯(或稱為(甲基)丙烯酸雙環戊酯)、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯。
前述(甲基)丙烯酸芳基酯之具體例如:(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯。
前述不飽和二羧酸二酯之具體例如馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、衣康酸二乙酯。
前述(甲基)丙烯酸羥烷酯之具體例如:(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯。
前述(甲基)丙烯酸酯之聚醚之具體例如:聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯。
前述芳香乙烯化合物之具體例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯,對-甲基苯乙烯、對-甲氧基苯乙烯。
前述以外之其他不飽和化合物之具體例如:丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯乙酯、1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基1,3-丁二烯、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-芐基馬來醯亞胺,N-丁二醯亞胺基-3-馬來醯亞胺苯甲酸酯、N-丁二醯亞胺基-4-馬來醯亞胺丁酸酯、N-丁二醯亞胺基-6-馬來醯亞胺己酸酯、N-丁二醯亞胺基-3-馬來醯亞胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)馬來醯亞胺。
上述其他不飽和單體(a1-4)可單獨或混合複數種使用。基於所述第一樹脂(A1)之第一混合物的總使用量為100重量份,所述其他不飽和單體(a1-4)的使用量為5重量份至95重量份,較佳為10重量份至90重量份,更佳為15重量份至80重量份。
本發明之第二樹脂(A2)可由一第二混合物共聚合而得,該第二混合物可包含不飽和羧酸單體(a2-1)以及含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)。
本發明之不飽和羧酸單體(a2-1)之定義、具體例及較佳具體例可與前述不飽和羧酸單體(a1-1)相同,故於此不再贅述。此外,該第一樹脂(A1)之第一混合物所使用之不飽和羧酸單體(a1-1)可與該第二樹脂(A2)之第二混合物所使用之不飽和羧酸單體(a2-1)相同或不同。
上述不飽和羧酸單體(a2-1)可單獨或混合複數種使用。基於該第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量100重量份,該不飽和羧酸單體(a2-1)之使用量為1重量份至20重量份;較佳為1重量份至18重量份;更佳為2重量份至15重量份。
式(4)中,R220為氫原子或甲基;R221為單鍵或二價連結基;R222為鹵素原子或碳數1至5的直鏈或支鏈狀烷基,當b大於1時,複數個R222可相同或不同;b為0至4的整數,c為1至5的整數,且b+c為5以下。
前述R220較佳為甲基。
R221的二價連結基則可為例如伸烷基,伸烷基的具體例可列舉:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸異丙基、伸正丁基、伸異丁基、伸第
三丁基、伸戊基、伸異戊基、伸新戊基、伸己基等。其中,R221較佳為單鍵、亞甲基、伸乙基。所述二價連結基亦可具有取代基,取代基可列舉鹵素原子、羥基、烷氧基等。
針對苯環上的羥基,若以與R221鍵結的碳原子為基準(1位)時,羥基較佳為鍵結於4位。此外,考量本發明之效果及製造便利性,a較佳為1或2,更佳為1。
R222之具體可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、新戊基等。其中,考量製造便利性,則較佳為氯原子、溴原子、甲基或乙基。
含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)之具體例可為下式(4-1)至式(4-8),其中較佳為式(4-1)至式(4-5),惟本發明不以此為限。
基於所述第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量為100重量份,所述含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)的使用量為5重量份至50重量份,較佳為7重量份至45重量份,更佳為10重量份至40重量份。若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中,所使用之第二樹脂(A2)之第二混合物中未使用含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)時,則易有經時安定性不佳之問題。
式(2)中,R21和R22各自獨立為氫原子、烷基、脂環式烴基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基或芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代,且R21及R22不同時為氫原子;R23為烷基、脂環式烴基、芳烷基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基、芳烷基及芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代;R21與R23可相互鍵結而與R21所鍵結的碳原子以及R23所鍵結的氧原子共同形成環狀醚結構。
含酸解離性基的單體(a2-3)的酸解離性基,在曝光時藉由
自後述之光酸產生劑(B)產生的酸的作用而解離,並產生極性基,因此原本不溶或難溶於鹼水溶液的樹脂(A)變成對鹼水溶液具可溶性。
所述含酸解離性基的單體(a2-3)只要包含如式(2)的結構,則無特別限定。此含酸解離性基的單體(a2-3)可藉由酸而容易解離。
本發明之含酸解離性基的單體(a2-3)中,R21、R22及R23之定義、具體例及較佳具體例可分別與前述含酸解離性基的單體(a1-2)中之R11、R12及R13相同,故於此不再贅述。此外,該第一樹脂(A1)之第一混合物所使用之含酸解離性基的單體(a1-2)可與該第二樹脂(A2)之第二混合物所使用之含酸解離性基的單體(a2-3)相同或不同。
基於該第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量為100重量份,含酸解離性基的單體(a2-3)的使用量為0重量份至70重量份,較佳為0重量份至65重量份,更佳為5重量份至60重量份。
若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中,所使用之第二樹脂(A2)之第二混合物中包括含酸解離性基的單體(a2-3)時,則可進一步改善感度。
本發明之用以共聚合得第二樹脂(A2)之第二混合物另可包含其他不飽和單體(a2-4)。本發明之其他不飽和單體(a2-4)是前述不飽和羧酸單體(a2-1)、含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)及含酸解離性基的單體(a2-3)以外的不飽和單體。
本發明之其他不飽和單體(a2-4)之定義、具體例及較佳具體例可與前述其他不飽和單體(a1-4)相同,故於此不再贅述。此外,該第一樹脂(A1)之第一混合物所使用之其他不飽和單體(a1-4)可與該第二樹脂(A2)之第二混合物所使用之其他不飽和單體(a2-4)相同或不同。
上述其他不飽和單體(a2-4)可單獨或混合複數種使用。基於所述第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量為100重量份,所述其他不飽和單體(a2-4)的使用量為5重量份至95重量份,較佳為10重量份至85重量份,更佳為15重量份至80重量份。
所述第一樹脂(A1)的聚合可例如通過使用自由基聚合起始劑,使第一混合物中之單體在適當的溶劑中進行聚合,以製造第一樹脂(A1)。例如較佳為利用以下方法來合成:將含有單體及自由基聚合起始劑的溶液,滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應;將含有單體的溶液,以及含有自由基聚合起始劑的溶液,分別滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應;將含有各單體的多種溶液,以及含有自由基聚合起始劑的溶液,分別滴加於含有反應溶劑或單體的溶液中而進行聚合反應等。
第一樹脂(A1)的聚合反應中使用的溶劑例如可列舉與後述溶劑(C)所示者相同的溶劑等。
可使用常見的自由基聚合起始劑,做為聚合反應用的聚合起始劑,例如可列舉:2,2’-偶氮雙-2-甲基丁腈、2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸甲酯)等偶氮化合物;苯甲醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、第三丁基過氧化三甲基乙酸酯、1,1'-雙-(第三丁基過氧化)環己烷等有機過氧化物;過氧化氫等。
第一樹脂(A1)的聚合反應中,為了調整分子量,可適量使用分子量調整劑,該分子量調整劑例如可列舉:氯仿、四溴化碳、正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、異十二烷基硫醇(tert-dodecyl
mercaptan)、巰基乙酸(thioglycolic acid)、3-巰基丙酸等。
第一樹脂(A1)的利用膠體滲透層析法(Gel Penetration Chromatography,GPC)而得的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為4000至38000,較佳為5000至28000,更佳為6000至18000。
類似地,所述第二樹脂(A2)的聚合可與前述所述第一樹脂(A1)的聚合相同,惟改為使用第二混合物進行聚合,故於此不再贅述。第二樹脂(A2)的利用膠體滲透層析法而得的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為2000至32000,較佳為3000至22000,更佳為4000至12000。
基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,所述第一樹脂(A1)的使用量為40重量份至90重量份,較佳為45重量份至85重量份,更佳為50重量份至80重量份;所述第二樹脂(A2)的使用量為10重量份至60重量份,較佳為15重量份至55重量份,更佳為20重量份至50重量份。
若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中未使用第一樹脂(A1)時,則易有感度不佳之問題;而若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物中未使用第二樹脂(A2)時,則易有經時安定性不佳之問題。
本發明之光酸產生劑(B)是通過放射線的照射而產生酸的化合物,例如可為含下述式(8)之肟磺酸酯基的化合物,以及N-磺醯氧基醯亞胺化合物中的至少一種。所述放射線可使用例如可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等。由於本發明的化學增幅型正型感光性樹脂組成物含有光酸產生劑(B),使得化學增幅型正型感光性樹脂組成物可發揮感放射線(或稱感光)的特性,且可具有良好的放射線感度。做為所述化
學增幅型正型感光性樹脂組成物中的光酸產生劑(B),如後所述可以是化合物的形態,也可以是做為構成第一樹脂(A1)或第二樹脂(A2)的聚合物的一部分而併入第一樹脂(A1)或第二樹脂(A2)的形態,也可以是此二種形態的結合。此些光酸產生劑(B)可單獨使用,也可以並用二種以上。
光酸產生劑(B)除了含有含肟磺酸酯基的肟磺酸酯化合物、N-磺醯氧基醯亞胺化合物以外,還可以含有:鎓鹽、含鹵素的化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等。
式(8)中,R16為碳數為1至20的烷基、脂環式烴基或芳基,其中所述烷基、脂環式烴基或芳基所具有的氫原子可部分或全部被取代;*為鍵結處。
所述R16所表示的烷基較佳為碳數為1至12的直鏈狀或分支狀的烷基。
所述R16所表示的一價脂環式烴基較佳為碳數為4至12的脂環式烴基。
所述R16所表示的芳基較佳為碳數為6至20的芳基,更佳為苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基。
所述取代基例如可列舉:碳數為1至5的烷基、烷氧基、側氧基、鹵素原子等。
所述式(8-1)至式(8-3)中,R26與結構式(3)的R16為相同含義。所述式(8-1)及式(8-2)中,R27為碳數為1至12的烷基或碳數為1至12的氟烷基。式(8-3)中,X為烷基、烷氧基或鹵素原子。i為0至3的整數,且在i為2或3的情況下,多個X可彼此相同或不同。
所述X所表示的烷基較佳為碳數為1至4的直鏈狀或分支狀的烷基;所述X所表示的烷氧基較佳為碳數為1至4的直鏈狀或分支狀的烷氧基;所述X所表示的鹵素原子較佳為氯原子、氟原子。
所述式(8-4)至式(8-8)所表示的化合物分別為:(5-丙基磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-辛基磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-樟腦磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-對甲苯磺醯氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-(2-甲基苯基)乙腈、2-(辛基磺醯氧基亞胺基)-2-(4-甲氧基苯基)乙腈、4-甲基苯基磺醯氧基亞胺基-α-(4-甲氧基苯基)乙腈,可使用市售的上述化合物。
上述N-磺醯氧基醯亞胺化合物例如可列舉:N-(三氟甲基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)鄰苯二甲
醯亞胺、N-(2-氟苯基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、(4-甲基苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)二苯基順丁烯二醯亞胺、N-(苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(九氟丁磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)-7-氧雜雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(樟腦磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)雙環[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺(N-((trifluoromethylsulfonyl)oxy)naphthalene dicarboximide)、N-(樟腦磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(4-甲基苯基磺醯氧
基)萘二甲醯亞胺、N-(苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(4-氟苯基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(五氟乙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(七氟丙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(九氟丁基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(乙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(丙基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(丁基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(戊基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(己基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(庚基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(辛基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺、N-(壬基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺等。
所述鎓鹽、含鹵素的化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等可使用日本專利特開2011-232632號公報中記載的化合物。例如:苄基(4-羥苯基)甲基硫鎓六氟銻酸鹽。
光酸產生劑(B)較佳為所述含式(8)之肟磺酸酯的化合物中的所述式(8-4)至式(8-8)所表示的化合物。另外,較佳的,光酸產生劑(B)也包含N-磺醯氧基醯亞胺化合物。
基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,所述光酸產生劑(B)的使用量為0.3重量份至5重量份,較佳為0.4重量份至4.5重量份,更佳為0.5重量份至4重量份。
本發明之溶劑(C)的種類沒有特別的限制。溶劑(C)之具體例為含醇式羥基(alcoholic hydroxy)的化合物或含羰基(carbonyl group)的環狀化合物等。
含醇式羥基的化合物之具體例為丙酮醇(acetol)、3-羥基-3-甲基-2-丁酮(3-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、4-羥基-3-甲基-2-丁酮(4-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、5-羥基-2-戊酮(5-hydroxy-2-
pentanone)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone)(亦稱為二丙酮醇(diacetone alcohol,簡稱DAA))、乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)、丙二醇單甲醚propylene glycol monomethyl ether)、丙二醇單乙醚(propylene glycol monoethyl ether,簡稱PGEE)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,簡稱PGMEA)、丙二醇單正丙醚(propylene glycol mono-n-propyl ether)、丙二醇單正丁醚(propylene glycol mono-n-butyl ether)、丙二醇單第三丁醚(propylene glycol mono-t-butyl ether)、二乙二醇甲乙醚(diethylene glycol methyl ethyl ether)、二乙二醇二甲醚、3-甲氧基-1-丁醇(3-methoxy-1-butanol)、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇(3-methyl-3-methoxy-1-butanol)或其組合。值得注意的是,含醇式羥基的化合物較佳為二丙酮醇、乳酸乙酯、丙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或其組合。含醇式羥基的化合物可單獨使用或組合多種來使用。
含羰基的環狀化合物之具體例為γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、γ-戊內酯(γ-valerolactone)、δ-戊內酯(δ-valerolactone)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、氮-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone)、環己酮(cyclohexanone)或環庚酮(cycloheptanone)等。值得注意的是,含羰基的環狀化合物較佳為γ-丁內酯、氮-甲基吡咯烷酮、環己酮或其組合。含羰基的環狀化合物可單獨使用或組合多種來使用。
含醇式羥基的化合物可與含羰基的環狀化合物組合使用,且其重量比率沒有特別限制。含醇式羥基的化合物與含羰基的環狀化合物的重量比值較佳為99/1至50/50;更佳為95/5至60/40。
在不損及本發明的效果的範圍內,亦可以含有其他溶劑。
該其他溶劑之具體例為:(1)酯類:醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基-1-醋酸丁酯或3-甲基-3-甲氧基-1-醋酸丁酯等;(2)酮類:甲基異丁酮、二異丙酮或二異丁酮等;或者(3)醚類:二乙醚、二異丙醚、二正丁醚或二苯醚等。
基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,所述溶劑(C)的使用量為150重量份至1200重量份,較佳為170重量份至1100重量份,更佳為200重量份至1000重量份。
式(6)中,R1及R2各自獨立為碳數1至4的烷基;n6為0至2的整數;L1為單鍵或二價連結基;X1為-S-或-NH-;R3為一價有機基。
R1及R2較佳為碳數1至3的烷基,更佳為甲基或乙基。R1及R2較佳為表示同一基團。
n6較佳為0或1的整數,更佳為0。
L1較佳為二價的連結基,例如可列舉伸烷基、伸芳基等,較佳為伸烷基。
L1之伸烷基較佳為碳數1至10的伸烷基,更佳為碳數2至8的伸烷基,進而佳為碳數3至5的伸烷基。伸烷基可具有取代基,但較佳為未經取代。伸烷基的具體例包含:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸環己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基等。
L1之伸芳基較佳為碳數6至20的伸芳基,更佳為碳數6至10的伸芳基。具體而言,可列舉:伸苯基、伸萘基等。
亦可使L1之伸烷基及伸芳基含有醚系氧原子而成為伸烷氧基及伸芳氧基。
X1較佳為-NH-。
R3之一價有機基例如可列舉:烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、醯氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基等,其中較佳為烷基、芳基。
R3之烷基較佳為碳數1至10的烷基,更佳為碳數1至6的烷基。具體而言,可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。
R3之芳基較佳為碳數6至20的芳基,更佳為碳數6至10的芳基。具體而言,可列舉:苯基、萘基、蒽基等。
R3之烷氧基較佳為碳數1至10的烷氧基,更佳為碳數1至6的烷氧基。具體而言,可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第三丁氧基、戊氧基等。
R3之芳氧基,較佳為碳數6至30的芳氧基。具體而言,可列舉:苯氧基、2-甲基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四醯基胺基苯氧基等。
R3之醯氧基,較佳為甲醯氧基、碳數2至30的烷基羰氧基、碳數6至30的芳基羰氧基。具體而言,可列舉:乙醯氧基、三甲基乙醯氧基、硬質醯氧基、苯基醯氧基、對甲氧基苯基羰氧基等。
R3之烷氧基羰氧基,較佳為碳數2至30的烷氧基羰氧基。具體而言,可列舉:甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、第三丁氧基羰氧基、
正辛基羰氧基等。
R3之芳氧基羰氧基,較佳為碳數7至30的芳氧基羰氧基。具體而言,可列舉:苯氧基羰氧基、對甲氧基苯氧基羰氧基、對正十六烷氧基苯氧基羰氧基等。
R3之一價有機基可具有取代基。取代基例如可列舉:鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、直鏈、分支或環狀的烷基(例如甲基、乙基、丙基等)、烯基、炔基、芳基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、氰基、羧基、羥基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、雜環氧基、醯氧基、胺基、硝基、肼基、雜環基等。另外,亦可經該些基團進一步取代。
R3較佳為碳數1至10的烷基或碳數6至20的芳基,而可使本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物進一步提升顯影密著性。
式(7)中,R5及R6各自獨立為碳數1至4的烷基;n7為0至2的整數;L2為單鍵或二價連結基;X2為-S-或-NH-;A為包含碳原子及氮原子的雜環。
R5及R6與通式(6)中的R1及R2含義相同,較佳範圍亦相同。
n7與通式(6)中的n6含義相同,較佳範圍亦相同。
L2與通式(6)中的L1含義相同,較佳範圍亦相同。
X2與通式(6)中的X1含義相同,較佳範圍亦相同。
A所表示的包含碳原子及氮原子的雜環可為芳香族性,亦可為非芳香族性,通常為芳香族雜環。包含碳原子及氮原子的雜環除氮原子以外亦可更含有氧原子、氮原子、硫原子等雜原子。而且,雜環可為單環、縮合環的任一者,但較佳為單環。雜環較佳為3員環至7員環,更佳為5員環或6員環。
A所表示的包含碳原子及氮原子的雜環,具體而言可列舉:吡啶基、噻唑基、2-呋喃基(2-furyl group)、噻吩基(thienyl group)、嘧啶基、苯并噻唑基、嗎啉基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、呋喃基(furan group)、噻吩基(thiophene group)等。
A所表示的包含碳原子及氮原子的雜環可具有取代基。取代基與通式(6)中的R3可具有的取代基含義相同。
式(S-1)至(S-24)中,Me表示甲基,Et表示乙基。
式(S-1)至(S-24)中,較佳為式(S-1)至(S-24),更佳為式(S-1)式(S-8),尤佳為式(S-1)至(S-2)。
式(6)及式(7)所示之化合物(D)中,較佳為式(7)所示之化合物(D)。
式(6)及式(7)所示之化合物(D)的分子量較佳為1000以下,更佳為500以下,尤佳為400以下。下限並無特別限定,例如可為100以上。藉由將式(6)及式(7)所示之化合物(D)的分子量設為所述範圍,本發明
可達成較佳效果。
基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,該化合物(D)的使用量為0.05重量份至0.8重量份;較佳為0.06重量份至0.75重量份;更佳為0.07重量份至0.7重量份。該化合物(D)可單獨使用或二種以上合併使用。於該化合物(D)之成分為兩種以上的情形時,較佳為其合計量為所述範圍。若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物未使用化合物(D)時,則易有感度不佳之問題。
式(e1)中,n為4以上的整數,例如4至12的整數,或4至8的整數。較佳地,n為5以上的整數。
式(e1)中,E1為n價有機基。有機基可列舉例如脂肪族羥基、芳香族羥基、雜環基、或氮原子、氧原子、-C(=O)-、-NH-中的一種或兩種以上之組合所形成之基。E1之分子量可為50至5,000,較佳為200至4,000。
式(e1)中,E2至E5各自獨立為碳數1至12的一價有機基。碳數1至12的一價有機基可列舉例如碳數1至12的烷基或碳數1至12的烷氧基。此類有機基另可具有取代基,但較佳為不具取代基。較佳地,E2至E5為碳數1至6的烷基,更佳為碳數1至3的烷基,再更佳為甲基。
式(e1)中,E6為氫原子或碳數1至12的一價烷基,其中較佳為碳數1至12的一價烷基。較佳地,E6為碳數1至6的烷基,更佳為碳數1至3的烷基,再更佳為甲基。
此外,該受阻胺化合物(E)之實例可列舉例如N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亞甲基二胺與4-叔辛基胺基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的線性或環狀縮合物(CHIMASSORB 944);N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亞甲基二胺與4-嗎啉代-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的線性或環狀縮合物(CYASORB UV-3346);N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亞甲基二胺與4-環己基胺基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的縮合反應產物;N,N’-雙(2,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺與嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物之甲基化反應產物(CYASORB UV 3529);N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺與2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物,與N-丁基-1-丁
胺以及N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺反應產物(CHIMASSORB 2020);N,N’1,2-乙二基雙-1,3-丙二胺與2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物,與N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺反應產物(UVASORB HA 88);1,2,3,4-丁烷四羧酸與β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇共聚物與2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的反應產物(ADK STAB LA 68)。基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,該受阻胺化合物(E)的使用量為0.02重量份至0.2重量份;較佳為0.02重量份至0.19重量份;更佳為0.03重量份至0.18重量份。
若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物未使用受阻胺化合物(E)時,則易有經時安定性不佳之問題。
若本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物所使用的受阻胺化合物(E)的使用量落於上述範圍時,則具有較佳的經時安定性。
本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物所使用的受阻胺化合物(E)中,若式(e1)的n為5以上的整數且E6為碳數1至12的一價烷基時,可進一步改善本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物的經時安定性。
該化合物(D)及該受阻胺化合物(E)的使用量比例(D)/(E)為0.5至10時,可進一步同時改善感度及經時安定性。
本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物另可包含一添加劑(F)。具體而言,所述添加劑(F)之具體例為增感劑(sensitizer)、密著助劑(adhesion auxiliary agent)、界面活性劑(surfactant)、溶解促進劑(solubility promoter)、消泡劑(defoamer)或其組合。
增感劑的種類並無特別的限制。增感劑較佳為使用含有酚
式羥基(phenolic hydroxy)的化合物,具體例為:(1)三苯酚型化合物(trisphenol type compound):如三(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3-甲基苯基)-2-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)-2-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-4-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-3-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-甲基苯基)-2-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-4-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-3-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-2-羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羥基苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羥基苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)-3-甲氧基-4-羥基苯基甲烷、雙(5-環己基-4-羥基-2-甲基苯基)-4-羥基苯基甲烷、雙(5-環己基-4-羥基-2-甲基苯基)-3-羥基苯基甲烷、雙(5-環己基-4-羥基-2-甲基苯基)-2-羥基苯基甲烷或雙(5-環己基-4-羥基-2-甲基苯基)-3,4-二羥基苯基甲烷等;(2)雙苯酚型化合物(bisphenol type compound):如雙(2,3,4-三羥基苯基)甲烷、雙(2,4-二羥基苯基)甲烷、2,3,4-三羥基苯基-4'-羥基苯基甲烷、2-(2,3,4-三羥基苯基)-2-(2',3',4'-三羥基苯基)丙烷、2-(2,4-二羥基苯基)-2-(2',4'-二羥基苯基)丙烷、2-(4-羥基苯基)-2-(4'-羥基苯基)丙烷、2-(3-氟基-4-羥基苯基)-2-(3'-氟基-4'-羥基苯基)丙烷、2-(2,4-二羥基苯基)-2-(4'-羥基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羥基苯基)-2-(4'-羥基苯基)丙烷或2-(2,3,4-三羥基苯基)-2-(4'-羥基-3',5'-二甲基苯基)丙烷等;(3)多核分枝型化合物(polynuclear branched compound):如1-[1-(4-羥基苯基)異丙基]-4-[1,1-雙(4-羥基苯基)乙基]苯或1-[1-(3-甲基-4-羥基苯基)異丙基]-4-[1,1-雙(3-甲基-4-羥基苯基)乙基]苯等;(4)縮合型苯酚化合物(condensation type phenol compound):如1,1-雙(4-羥基苯
基)環己烷等;(5)多羥基二苯甲酮類(polyhydroxy benzophenone):如2,3,4-三羥基二苯甲酮、2,4,4'-三羥基二苯甲酮、2,4,6-三羥基二苯甲酮、2,3,4-三羥基-2'-甲基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羥基二苯甲酮、2,4,2',4'-四羥基二苯甲酮、2,4,6,3',4'-五羥基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羥基二苯甲酮、2,3,4,2',5'-五羥基二苯甲酮、2,4,6,3',4',5'-六羥基二苯甲酮或2,3,4,3',4',5'-六羥基二苯甲酮等;或(6)上述各種類含有酚式羥基的化合物的組合。
基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,增感劑之使用量為5重量份至50重量份;較佳為8重量份至40重量份;且更佳為10重量份至35重量份。
密著助劑之具體例為三聚氰胺(melamine)化合物及矽烷系化合物等。
三聚氰胺的市售品之具體例為由三井化學製造的商品名為Cymel-300或Cymel-303等;或者由三和化學製造的商品名為MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706等。
當使用三聚氰胺化合物做為密著助劑時,基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,三聚氰胺化合物之使用量為0重量份至20重量份;較佳為0.5重量份至18重量份;且更佳為1.0重量份至15重量份。
矽烷系化合物之具體例為乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙
基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基二甲基甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷或由信越化學公司製造的市售品(商品名如KBM403)等。
當使用矽烷系化合物作為密著助劑時,基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,矽烷系化合物之使用量為0重量份至2重量份;較佳為0.05重量份至1重量份;且更佳為0.1重量份至0.8重量份。
界面活性劑之具體例為陰離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷系界面活性劑、氟系界面活性劑或其組合。
界面活性劑的實例包括(1)聚環氧乙烷烷基醚類(polyoxyethylene alkyl ethers):聚環氧乙烷十二烷基醚等;(2)聚環氧乙烷烷基苯基醚類(polyoxyethylene phenyl ethers):聚環氧乙烷辛基苯基醚、聚環氧乙烷壬基苯基醚等;(3)聚乙二醇二酯類(polyethylene glycol diesters):聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬酸酯等;(4)山梨糖醇酐脂肪酸酯類(sorbitan fatty acid esters);以及(5)經脂肪酸改質的聚酯類(fatty acid modified poly esters);及(6)經三級胺改質的聚胺基甲酸酯類(tertiary amine modified polyurethanes)等。界面活性劑的市售商品之具體例為KP(由信越化學工業製造)、SF-8427(由道康寧東麗聚矽氧股份有限公司(Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.)製造)、Polyflow(由共榮社油脂化學工業製造)、F-Top(由得克姆股份有限公司製造(Tochem Products Co.,Ltd.)製造)、Megaface(由大日本印墨化學工業(DIC)製造)、Fluorade(由
住友3M股份有限公司(Sumitomo 3M Ltd.)製造)、Surflon(由旭硝子製造)、SINOPOL E8008(由中日合成化學製造)、F-475(由大日本印墨化學工業製造)或其組合。
基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,界面活性劑之使用量為0.5重量份至50重量份;較佳為1重量份至40重量份;且更佳為3至30重量份。
消泡劑的實例包括Surfynol MD-20、Surfynol MD-30、EnviroGem AD01、EnviroGem AE01、EnviroGem AE02、Surfynol DF110D、Surfynol 104E、Surfynol 420、Surfynol DF37、Surfynol DF58、Surfynol DF66、Surfynol DF70以及Surfynol DF210(由氣體產品(Air products)製造)等。
基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,消泡劑之使用量為1重量份至10重量份;較佳為2重量份至9重量份;且更佳為3重量份至8重量份。
溶解促進劑的實例包括氮-羥基二羧基醯亞胺化合物(N-hydroxydicarboxylic imide)以及含酚式羥基的化合物。
基於第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,溶解促進劑之使用量為1重量份至20重量份;較佳為2重量份至15重量份;且更佳為3重量份至10重量份。
本發明之化學增幅型正型感光性樹脂組成物之具體例為以下列方式來製備:將第一樹脂(A1)、第二樹脂(A2)、光酸產生劑(B)、溶劑(C)、化合物(D)及受阻胺化合物(E)放置於攪拌器中攪拌,使其均勻混合成溶液狀態,必要時,可加入添加劑(E)。
本發明亦提供一種保護膜,係將前述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物塗佈於一基材上,再經預烤、曝光、顯影及後烤處理後所形成。
本發明另提供一種具有保護膜的元件,包含一基材以及前述之保護膜,該保護膜附著於該基材。
在一些實施例中,本發明的化學增幅型正型感光性樹脂組成物可用於顯示元件的保護膜之形成材料。另外,本發明也包含適用於由化學增幅型正型感光性樹脂組成物形成的顯示元件用保護膜。
所述保護膜的形成方法包括下述步驟:使用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,在基板上形成塗膜的步驟(以下也稱為“步驟(1)”);對上述塗膜的至少一部分照射放射線的步驟(以下也稱為“步驟(2)”);對照射放射線後的上述塗膜進行顯影的步驟(以下也稱為“步驟(3)”);以及對顯影後的上述塗膜進行加熱的步驟(以下也稱為“步驟(4)”)。
依據此形成方法,能夠形成表面硬度、耐溶劑性、耐熱性以及電壓保持率優異的顯示元件用保護膜。另外,藉由使用具有良好感度的化學增幅型正型感光性樹脂組成物,能夠容易地形成具有微細且精巧的圖案的顯示元件用保護膜。因此,所形成的顯示元件用保護膜適用於液晶顯示元件、有機EL顯示元件等顯示元件。
步驟(1):本步驟中,將化學增幅型正型感光性樹脂組成物塗布於基板上而形成塗膜。較佳地,藉由預烘烤塗布面而去除溶劑。基板例如可列舉:玻璃、石英、矽基材、樹脂等。樹脂例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環狀
烯烴的開環聚合物以及其氫化物等。預烘烤的條件也根據各成分的種類、調配比例等而有所不同,可設為70℃至120℃、1分鐘至10分鐘左右。
步驟(2):本步驟中,對所形成的上述塗膜的至少一部分照射放射線來進行曝光。曝光時,通常隔著具有預定圖案的光罩進行曝光。用於曝光的放射線較佳為波長於190nm至450nm的範圍內的放射線,更佳為包含365nm的紫外線的放射線。曝光量是利用照度計(OAI model 356,OAI光學協會(OAI Optical Associates)製造)來測定放射線的波長365nm下的強度而得的值,較佳為500J/m2至6,000J/m2,更佳為1,500J/m2至1,800J/m2。
步驟(3):本步驟中,對照射放射線後的上述塗膜進行顯影。藉由將曝光後的塗膜進行顯影,去除不需要的部分(放射線的照射部分),以形成預定的圖案。顯影步驟中使用的顯影液較佳為鹼性的水溶液。鹼例如可列舉:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、胺等無機鹼;四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨等四級銨鹽等。
鹼水溶液中,也可以適量添加甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或界面活性劑來使用。就獲得適當顯影性的觀點而言,鹼水溶液中的鹼的濃度較佳為0.1質量%以上、5質量%以下。顯影方法例如可列舉:覆液法(puddle method)、浸漬法、搖動浸漬法、噴淋法等。顯影時間根據化學增幅型正型感光性樹脂組成物的組成而有所不同,為10秒至180秒左右。在顯影處理之後,藉由進行例如流水清洗30秒至90秒,然後利用例如壓縮空氣或壓縮氮,風乾塗膜,以形成所需圖案。
步驟(4):本步驟中,將上述經顯影的塗膜進行加熱。加熱時,藉由使用加熱板、烘箱等加熱裝置,加熱圖案化的薄膜,以促進樹脂
(A)的硬化反應,並獲得硬化物。加熱溫度例如為120℃至250℃左右。加熱時間根據加熱機器的種類而有所不同,例如在加熱板上為5分鐘至30分鐘左右,在烘箱中為30分鐘至90分鐘左右。另外,也可以使用進行2次以上加熱步驟的階段式烘烤法等。如此一來,可將與做為目標的顯示元件用保護膜對應的圖案狀薄膜形成於基板的表面上。此外,上述硬化膜的用途並不限定於顯示元件用保護膜,也可以作為間隔件或層間絕緣膜來利用。
所形成的顯示元件用保護膜的膜厚較佳為0.1μm至8μm,更佳為0.1μm至6μm,又更佳為0.1μm至4μm。
茲以下列實例予以詳細說明本發明,唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。
製備第一樹脂(A1)
製備例A1-1
在一容積1000毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、加熱器、冷凝管及溫度計,導入氮氣後,添加3重量份之甲基丙烯酸(以下簡稱MAA)、20重量份的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(以下簡稱MAEVE)、1重量份的式(3-24)之化合物(以下簡稱a131)、40重量份的甲基丙烯酸雙環戊酯(以下簡稱FA-513M)、20重量份的甲基丙烯酸環氧丙酯(以下簡稱GMA)、6重量份的3-(甲基丙烯醯甲氧基)氧雜環丁烷(以下簡稱GXMA)、10重量份的苯乙烯(以下簡稱SM)、10重量份的2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(以下簡稱ADVN)以及200重量份的二乙二醇二甲醚(以下簡稱Diglyme)溶劑。接著,緩慢攪拌上述成份使溶液昇溫至70℃,並於此溫度下聚縮合6小時。然後,將溶劑脫揮後,可得第一樹脂(A1-1)。
製備例A1-2至A1-10以及製備比較例A1’-1至A1’-2
第一樹脂(A1-2)至(A1-10)及製備比較例(A1’-1)至(A1’-2)之製備與前述第一樹脂(A1-1)之製備例類似,其中,單體之種類及使用量如表1所示。惟其中溶劑、觸媒之使用量、反應溫度及聚縮合之反應時間與前述樹脂(A1-1)不同,如表1-1、表1-2所示。
製備第二樹脂(A2)
製備例A2-1至A2-10以及製備比較例A2’-1
第二樹脂(A2-1)至(A2-10)及製備比較例(A2’-1)之製備與前述第一樹脂(A1-1)之製備例類似,其中,單體之種類及使用量如表1所示。惟其中溶劑、觸媒之使用量、反應溫度及聚縮合之反應時間與前述樹脂(A1-1)不同,示於表2-1、表2-2中。
實施例1
將90重量份的第一樹脂(A1-1)、10重量份的第二樹脂(A2-1)、0.3重量份的N-(4-甲基苯基磺醯氧基)丁二醯亞胺(B-1)、0.25重量份的式(S-23)所示之化合物(D-1)及0.02重量份的式(e11)所示之化合物(E-1),加入300重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(C-1)中,並以搖動式攪拌器(shaking type stirrer)攪拌均勻後,即可製得實施例1的化學增幅型正型感光性樹脂組成物。
關於實施例1的具體條件以及評價結果,悉如表3-1所示。
實施例2至12及比較例1至7
實施例2至12及比較例1至7的化學增幅型正型感光性樹脂組成物及保護膜是使用與實施例1相同的方式進行而得。不同的是,實施例2至12及比較例1至7改變組成或使用量等條件。關於實施例2至12及比較例1至7的具體條件及評價結果如表3-1、表3-2及表4所示。
評價方式
1.感度
實施例及比較例的化學增幅型正型感光性樹脂組成物塗佈於玻璃基板(100mm×100mm)上之後,以110℃、120秒鐘的加熱條件,藉由間隙約1mm的接近加熱,進行預熱,形成膜厚3μm的光阻膜。接著,使用i線曝光裝置(裝置名稱:FX-702J,尼康公司製,NA=0.14),使用能同時描繪2.0μm L&S(線與空間)的光阻圖案與3.0μm L&S的光阻圖案的試驗圖表光罩(標度線),進行選擇性曝光。接著,使用23℃,2.38質量%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液,進行70秒鐘的顯影處理後,以純水進行15秒鐘的沖洗,並進行旋轉乾燥。以可忠實重現2.0μm L&S的光阻圖案的曝光量(Eop,單位:mJ)做為感度評估的指標,評價標準如下:
◎:曝光量<60mJ
○:60mJ≦曝光量<150mJ
△:150mJ≦曝光量<300mJ
×:曝光量≧300mJ。
2.經時安定性
將實施例及比較例的化學增幅型正型感光性樹脂組成物進行黏度測定,使用東機產業的黏度計RE85L、於25℃下進行測定,其結果為η1,接著,於溫度32℃、濕度55%的條件下,放置一段時間後,再於25℃下進行黏度測定,其結果為η2,並計算|η2-η1|/η1的變動於±8%以內的時間區間,區間越長,保存安定性越佳。
◎:4周以上
○:3周以上,4周未滿
△:2周以上,3周未滿
×:2周未滿
Claims (13)
- 一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,包含:一第一樹脂(A1),由一第一混合物共聚合而得,該第一混合物包含不飽和羧酸單體(a1-1)、含結構式(1)所示酸解離性基之含酸解離性基的單體(a1-2)以及含內酯結構的不飽和單體(a1-3);
- 如申請專利範圍第1項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其 中,式(e1)之E6為碳數1至12的一價烷基。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,基於該第一樹脂(A1)與第二樹脂(A2)的總使用量為100重量份,該第一樹脂(A1)的使用量為40重量份至90重量份,該第二樹脂(A2)的使用量為10重量份至60重量份,該光酸產生劑(B)的使用量為0.3重量份至5重量份,該溶劑(C)的使用量為150重量份至1200重量份,該化合物(D)的使用量為0.05重量份至0.8重量份,以及該受阻胺化合物(E)的使用量為0.02重量份至0.2重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,基於該第一樹脂(A1)之第一混合物的總使用量為100重量份,該不飽和羧酸單體(a1-1)的使用量為3重量份至30重量份,該含酸解離性基的單體(a1-2)的使用量為15重量份至75重量份,以及該含內酯結構的不飽和單體(a1-3)的使用量為1重量份至15重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,基於該第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量為100重量份,該不飽和羧酸單體(a2-1)的使用量為1重量份至20重量份,以及該含酚性羥基的不飽和單體(a2-2)的使用量為5重量份至50重量份。
- 如申請專利範圍第4項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,基於該第二樹脂(A2)之第二混合物的總使用量為100重量份,該含酸 解離性基的單體(a2-3)的使用量為0重量份至70重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,該化合物(D)及該受阻胺化合物(E)的使用量比例(D)/(E)為0.5至10。
- 一種保護膜,係將如申請專利範圍第1至11項任一項所述之化學增幅型正型感光性樹脂組成物塗佈於一基材上,再經預烤、曝光、顯影及後烤處理後所形成。
- 一種具有保護膜的元件,包含一基材以及如申請專利範圍第12項所述之保護膜,該保護膜附著於該基材。
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