CN101595424B - 液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够形成具有感光性、且具备优良的透明性以及耐热性的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法。该液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物含有树脂(A)以及感光剂(B)，所述树脂(A)含有下述通式(a1-1)[式中，R1表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基，R101表示烷基，n1表示0～4的整数]所示的结构单元(a1)，
Figure D2008800033440A00011
。

Description

液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法。
本申请要求2007年02月01日在日本专利局提出的特愿2007-023510号的优先权，在此引用其内容。
背景技术
一直以来，在液晶显示元件、集成电路元件、固体摄像元件等电子部件中，设有用于防止劣化或损伤的保护膜、或用于绝缘电极、布线等的层间绝缘膜。
在集成电路元件的情况下，例如，LSI(大规模集成电路元件)的多层布线是通过将通电的金属布线和与该金属布线电绝缘的层间绝缘膜交替成膜·加工而形成的。
另外，在液晶显示元件的情况下，例如TFT(薄膜晶体管)型液晶显示元件通常是在设有偏振板的玻璃基板等透明基板上形成ITO(铟-锡-酸化物)等透明导电路层及TFT，用层间绝缘膜覆盖，作为背面板(液晶阵列基板)，另一方面，在设置有偏振板的玻璃基板等透明基板上根据需要形成黑矩阵层以及滤色片层的图案，再依次形成ITO等透明导电层，作为上面板(对置基板)，该液晶阵列基板与对置基板隔着隔离件对置，并在两板间封入液晶来制造。
图1和图2表示液晶阵列基板的一例。图1是表示液晶阵列基板1的像素区域的一例的概略俯视图，图2为图1中位置A-A’的截面的部分放大图。
液晶阵列基板1通常包含形成于透明基板2上的多个栅极线(gateline)3、与该栅极线3正交的多个源极线(source line)4、在它们所包围的多个区域(像素区域)分别设置的透明像素电极5以及配设于各像素电极5的TFT6。
TFT6包含形成于透明基板2上的栅极7、隔着绝缘膜(栅极绝缘膜)8设置于该栅极7上方的无定形硅层9。栅极线3与栅极7经由栅电极10连接。另外，源极线4与无定形硅层9经由源电极连接。另外，无定形硅层9与像素电极5经由漏电极11连接。
另外，在透明基板2上设置有覆盖TFT6、源极线4、栅电极10以及漏电极11的透明层间绝缘膜12。该层间绝缘膜12包含：直接覆盖TFT6、源极线4、栅电极10以及漏电极11的绝缘性高的层间绝缘膜13、和在该层间绝缘膜13上设置的用于使来自TFT6等的表面的凹凸平坦化的层间绝缘膜(平坦化绝缘膜)14。
通过设置平坦化绝缘膜，可充分确保在纵截面方向像素电极-TFT间的距离，因此可以在源极线以及栅极线所包围的整个区域设置像素电极，从而增大有效効像素氛围。结果，液晶显示元件的开口率得到了提高，有助于省电力、亮度的提高。另外，通过提高液晶阵列基板的表面平坦性，有利于减少液晶部分的斑点，提高画质。
现在，在液晶显示元件的制造中，层间绝缘膜形成用的材料主要出于透明性优良考虑而使用丙烯酸系树脂。
另外，作为用于形成层间绝缘膜的材料，从形成像素电极等时的加工性优良出发，优选感光性材料。例如图2所示的液晶阵列基板的制造中，由于TFT与像素电极部分地连接，因此需要在层间绝缘膜设置孔，通过使用感光性材料，可容易地进行加工。
例如，在专利文献1～2中，作为用于形成层间绝缘膜的材料，记载了包含丙烯酸系碱可溶性树脂和感光剂的感光性树脂组合物。
【专利文献1】日本专利特开平10-153854号公报
【专利文献2】日本专利特开2006-259083号公报
发明内容
但是，现状是目前提出的层间绝缘膜形成用的材料中具有感光性的材料非常少。
另外，制造液晶显示元件时有时需要进行高温加工，因此液晶显示元件需要高的耐热性，但是上述感光性树脂组合物的耐热性不充分。例如，如SOG(旋布玻璃(spin on glass))薄膜虽然可以形成具有接近于400℃的耐热性的层间绝缘膜，但目前这种材料不具有感光性。使用不具有感光性的材料时，在绝缘膜的上层形成抗蚀剂膜，将该抗蚀剂膜图案化形成抗蚀剂图案，以该抗蚀剂图案作为掩模，从而需要从蚀刻开始进行剥离抗蚀剂等多个工序，在生产效率和成本方面存在缺点。
特别是在平坦化绝缘膜的用途中，需要将膜厚设定在某种程度，因此透明性非常重要，需要进一步提高透明性。
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种可形成具有感光性、且具备优良的透明性和耐热性的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法。
为了达成上述目的，本发明采用以下的构成。
即，本发明的第一方面(aspact)在于一种液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物，其特征在于，含有下述树脂(A)和感光剂(B)，所述树脂(A)含有由下述通式(a1-1)表示的结构单元(a1)，
式中，R1表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基；R101表示烷基；n1表示0～4的整数。
本发明的第二方案在于提供液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法，包括：在支撑体上使用所述第一方面的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物形成树脂膜的工序；将所述树脂膜曝光的工序；将所述树脂膜显影而形成图案的工序；以及将所述图案烧成的工序。
在本说明书以及权利要求书的范围内，「结构单元」是指构成树脂(聚合物、共聚合物)的单体单元。
「烷基」只要没有特别说明，包括直链、支链以及环状的1价饱和烃基。
「亚烷基」只要没有特别的说明，包括直链、支链以及环状的2价饱和烃基。
「低级烷基」表示碳原子数为1～5的烷基。
「曝光」是包括照射放射线全部的概念。
根据本发明，可提供能够形成具有感光性、且具备优良的透明性以及耐热性的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法。
附图说明
【图1】是显示构成液晶显示元件的液晶阵列基板的像素区域的一例的概略俯视图。
【图2】是图1中的位置A-A’的截面的部分放大图。
符号说明
1...液晶阵列基板、2...透明基板、3...栅极线、4...源极线、5...像素电极、6...TFT、7...栅极、8...栅极绝缘膜、9...无定形硅层、10...栅电极、11...漏电极、12...层间绝缘膜、13...层间绝缘膜、14...平坦化绝缘膜。
具体实施方式
《液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物》
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物含有下述的树脂(A)(以下称为(A)成分。)以及感光剂(B)(以下称为(B)成分。)，所述树脂(A)含有所述通式(a1-1)所示的结构单元(a1)。
使用上述组合物而形成的树脂膜在曝光前由于(B)成分的存在而显示碱不溶性。对该树脂膜进行曝光时，(B)成分的结构发生变化，碱溶解性增大。因此，曝光后进行碱显影时，曝光部发生溶解，而未曝光部原样保留，从而可在该树脂膜形成正型的图案。并且，通过将形成有该图案的树脂膜烧成，可形成具有规定图案的平坦化绝缘膜。
<(A)成分>
「结构单元(a1)」
(A)成分具有由通式(a1-1)表示的结构单元(a1)。
在通式(a1-1)中，R1为单键时，苯环可直接键合于硅原子。
R1的亚烷基的碳原子数优选为1～5。
作为直链状的亚烷基，可以举出例如亚甲基、亚乙基、丙烷-1，3-二烯基、丁烷-1，4-二烯基、戊烷-1，5-二烯基等。
作为支链状的亚烷基，可以举出例如甲基亚乙基、1-甲基丙烷-1，3-二烯基、2-甲基丙烷-1，3-二烯基、1，1-二甲基亚乙基、1-甲基丁烷-1，4-二烯基、2-甲基丁烷-1，4-二烯基、1，2-二甲基丙烷-1，3-二烯基、1，1-二甲基丙烷-1，3-二烯基、2，2-二甲基丙烷-1，3-二烯基等。
R1优选直链状的亚烷基，特别优选亚甲基或亚乙基。
式(a1-1)中、苯环中的羟基的键合位置没有特别的限定，优选在R1的键合位置的对位。
通式(a1-1)中的苯环可以具有R101作为取代基。
「具有R101」是指键合于构成苯环的碳原子的氢原子的一部分或全部被R101取代。
作为R101的烷基，优选碳原子数为1～5的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基等。工业上优选甲基。
若n1为0～4的整数，则优选0或1，特别优选0。
结构单元(a1)可以单独使用1种，也可并用2种以上。
(A)成分中，结构单元(a1)的比例相对于构成(A)成分的全体结构单元的总量优选为10摩尔％以上，更优选为25摩尔％以上，最优选为30摩尔％以上。若为10摩尔％以上，则曝光后的碱溶解性提高，可形成良好的图案。上限没有特别的限定，但优选80摩尔％以下，最优选为75摩尔％以下。
(A1)成分也可含有结构单元(a1)以外的结构单元。作为结果单元(a1)以外的结构单元，可以举出例如以下所示的结构单元(a2)～(a5)等。
「结构单元(a2)」
(A)成分还优选含有下述通式(a2-1)所示的结构单元(a2)。由此，碱溶解抑制效果得到提高，且不需要添加大量的(B)成分。
Figure G2008800033440D00061
[式中，R2表示芳香族烃基或烷基。]
作为R2的芳香族烃基，可以举出例如由可以具有取代基也可以不具有芳香族环去掉1个氢原子后的基团。
作为芳香族环，可以举出例如苯环、萘环、蒽环、菲环等。
作为芳香族环可具有的取代基，可以举出作为式(a1-1)中的苯环可具有的取代基而举出的同样的基团。
作为R2的芳香族烃基，特别优选苯基或菲基。
作为R2的烷基，可以为直链状、支链状、环状中的任一种。
作为直链状的烷基，优选碳原子数为1～5，更优选碳原子数为1～3。
作为支链状的烷基，优选碳原子数为3～5，可以举出例如，1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2-二甲基丙基、1，1-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基等。
作为环状的烷基，优选基本环的碳数(构成环的碳数)为3～10的烷基，更优选为环戊基或环己基。该环状的烷基在基本环也可键合取代基，作为取代基，可以举出与式(a1-1)中的R101相同的基团。
作为R2的烷基，特别优选直链状的碳原子数为3～5的烷基。
结构单元(a2)可以单独使用1种，也可并用2种以上。
(A)成分中，结构单元(a2)的比例相对于构成(A)成分的全体结构单元的总量优选在5～80摩尔％的范围，更优选为10～75摩尔％，特别优选为20～70摩尔％。若在上述范围的下限值以上，则可充分获得含有结构单元(a2)而产生的效果，若在上限值以下则与其它结构单元的平衡性良好。
「结构单元(a3)」
(A)成分优选除了含有结构单元(a1)、或者结构单元(a1)与(a2)之外还含有下述结构单元(a3)。结构单元(a3)是在调整碱可溶性的平衡方面优选的结构单元。
结构单元(a3)为下述通式(a3-1)所示的结构单元。
[式中、R3表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基，R4表示直链状或支链状的烷基，R103表示烷基，n3表示0～4的整数。]
作为R3，可以举出与式(a1-1)中的R1相同的基团。
作为R4，可以举出作为式(a2-1)中的R2的烷基而举出的直链状烷基以及支链状的烷基相同的基团。
作为通式(a3-1)中的R103及n3，可以分别举出与所述通式(a1-1)中的R101、n1相同的基团。
结构单元(a3)可以单独使用1种，也可并用2种以上。
在含有结构单元(a3)时，(A)成分中的结构单元(a3)的比例相对于构成(A)成分的全体结构单元的总量，优选为5～50摩尔％，更优选为5～30摩尔％。
「结构单元(a4)」
(A)成分优选除了含有结构单元(a1)，结构单元(a1)及(a2)，或者结构单元(a1)、(a2)及(a3)之外，还含有下述结构单元(a4)。结构单元(a4)为在调整碱可溶性的平衡方面优选的结构单元。
结构单元(a4)为下述通式(a4-1)所示的结构单元。
Figure G2008800033440D00081
[式中，R5表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基，R6表示直链状或者支链状的烷基，R104表示烷基，n4表示0～4的整数。]
作为R5，可以举出与式(a1-1)中的R1相同的基团。
作为R6，可以举出与在作为式(a2-1)中的R2的烷基而列举的直链状的烷基以及支链状的烷基相同的基团。
通式(a4-1)中的R104及n4分别可以举出与所述通式(a1-1)中的R101、n1相同的基团。
结构单元(a4)可以单独使用1种，也可并用2种以上。
在含有结构单元(a4)时，(A)成分中的结构单元(a4)的比例相对于构成(A)成分的全体结构单元的总量优选为5～50摩尔％，更优选为5～30摩尔％。
「结构单元(a5)」
(A)成分优选除了含有结构单元(a1)，结构单元(a1)及(a2)，结构单元(a1)、(a2)及(a3)，或者结构单元(a1)、(a2)、(a3)及(a4)之外，还含有下述结构单元(a5)。结构单元(a5)为在调整碱可溶性的平衡方面理想的结构单元。
结构单元(a5)为下述通式(a5-1)所示的结构单元。
Figure G2008800033440D00082
[式中，R7表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基，R8表示直链状或者支链状的烷基，R105表示烷基，n5表示0～4的整数。]
作为R7，可以举出与式(a1-1)中的R1相同的基团。
作为R8，可以举出与在作为式(a2-1)中的R2的烷基而列举的直链状的烷基以及支链状的烷基相同的基团。
通式(a5-1)中的R105及n5，可以分别举出与所述通式(a1-1)中的R101及n1相同的基团。
结构单元(a5)可以单独使用1种也可以并用2种以上。
在含有结构单元(a5)时，(A)成分中的结构单元(a5)的比例相对于构成(A)成分的全体结构单元的总量，优选为5～50摩尔％，更优选为5～30摩尔％。
(A)成分的质均分子量(Mw)(基于凝胶渗透色谱(以下，简记为GPC)的聚苯乙烯换算，以下相同)没有特别的限定，优选为2000～15000，更优选为2500～10000。通过在上述范围，可使在有机溶剂中的溶解性优良。
另外，Mw/数平均分子量(Mn)没有特别的限定，优选为1.0～6.0，更优选为1.0～2.0。通过在上述范围，可以使析像性或图案形状优良。
(A)成分例如可通过日本专利第2567984号公报(特开平04-130324号)中记载的方法来制造。
<(B)成分>
作为(B)成分，若是通常在正型抗蚀剂组合物中作为感光剂使用的物质即可，没有特别的限定。
在本发明中，作为(B)成分，优选具有萘醌二叠氮基的化合物(含有醌二叠氮基的化合物)。
作为含有醌二叠氮基的化合物，可以举出例如萘醌二叠氮基磺酸化合物与苯酚化合物的酯化物。
作为含有上述萘醌二叠氮基磺酸化合物，可以举出萘醌-1，2-二叠氮基-5-磺酸或萘醌-1，2-二叠氮基-4-磺酸等。
作为上述苯酚化合物，可以举出例如2，3，4-三羟基苯甲酮、2，3，4，4’-四羟基苯甲酮等聚羟基苯甲酮化合物；
三(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)-2-羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，3，5-三甲基苯基)-2-羟苯基甲烷、双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)-4-羟苯基甲烷、双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)-3-羟苯基甲烷、双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)-2-羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，5-二甲基苯基)-4-羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，5-二甲基苯基)-3-羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，5-二甲基苯基)-2-羟苯基甲烷、双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)-3，4-二羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，5-二甲基苯基)-3，4-二羟苯基甲烷、双(4-羟基-2，5-二甲基苯基)-2，4-二羟苯基甲烷、双(4-羟苯基)-3-甲氧基-4-羟苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-羟苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-羟苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-2-羟苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3，4-二羟苯基甲烷之类的三苯酚型化合物；
2，4-双(3，5-二甲基-4-羟基苄基)-5-羟基苯酚、2，6-双(2，5-二甲基-4-羟基苄基)-4-甲基苯酚等线型3核体苯酚化合物；
1，1-双[3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基-5-环己基苯基]异丙烷、双[2，5-二甲基-3-(4-羟基-5-甲基苄基)-4-羟苯基]甲烷、双[2，5-二甲基-3-(4-羟基苄基)-4-羟苯基]甲烷、双[3-(3，5-二甲基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-甲基苯基]甲烷、双[3-(3，5-二甲基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-乙基苯基]甲烷、双[3-(3，5-二乙基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-甲基苯基]甲烷、双[3-(3，5-二乙基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-乙基苯基]甲烷、双[2-羟基-3-(3，5-二甲基-4-羟基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[2-羟基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[4-羟基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[2，5-二甲基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟苯基]甲烷等线型4核体苯酚化合物；
2，4-双[2-羟基-3-(4-羟基苄基)-5-甲基苄基]-6-环己基苯酚、2，4-双[4-羟基-3-(4-羟基苄基)-5-甲基苄基]-6-环己基苯酚、2，6-双[2，5-二甲基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基苄基]-4-甲基苯酚等线型5核体苯酚化合物等线型聚苯酚化合物；
双(2，3-三羟苯基)甲烷、双(2，4-二羟苯基)甲烷、2，3，4-三羟苯基-4′-羟苯基甲烷、2-(2，3，4-三羟苯基)-2-(2′，3′，4′-三羟苯基)丙烷、2-(2，4-二羟苯基)-2-(2′，4′-二羟苯基)丙烷、2-(4-羟苯基)-2-(4′-羟苯基)丙烷、2-(3-氟-4-羟苯基)-2-(3′-氟-4′-羟苯基)丙烷、2-(2，4-二羟苯基)-2-(4′-羟苯基)丙烷、2-(2，3，4-三羟苯基)-2-(4′-羟苯基)丙烷、2-(2，3，4-三羟苯基)-2-(4′-羟基-3′，5′-二甲基苯基)丙烷等双苯酚型化合物；
1-[1-(4-羟苯基)异丙基]-4-[1，1-双(4-羟苯基)乙基]苯、1-[1-(3-甲基-4-羟苯基)异丙基]-4-[1，1-双(3-甲基-4-羟苯基)乙基]苯等多核分支型苯酚化合物；
1，1-双(4-羟苯基)环己烷等缩合型苯酚化合物等。
萘醌二叠氮基磺酸化合物与苯酚化合物的酯化物例如通过下述的方法制造，使所述苯酚化合物、萘醌-1，2-二叠氮基-5-磺酰氯或萘醌-1，2-二叠氮基-4-磺酰氯在二噁烷等适当的溶剂中，在三乙醇胺、碳酸碱、碳酸氢碱等碱的存在下进行缩合，由此将羟基的一部或全部酯化。
上述酯化物的酯化率优选40～100％，更优选50～100％。酯化率可通过〔(酯化后的羟基的数量)/(酯化前的(苯酚化合物的)羟基的总数)〕×100来求得。
另外，也可使用上述以外的其它含有醌二叠氮基的化合物。
作为其它的含有醌二叠氮基的化合物，可以举出例如邻苯醌二叠氮基、邻萘醌二叠氮基、邻蒽醌二叠氮基等邻醌二叠氮基类；它们的核取代衍生物(例如邻萘醌二叠氮基磺酸酯类等)；邻醌二叠氮基磺酰氯、与具有羟基或氨基的化合物(例如苯酚、对甲氧基苯酚、二甲基苯酚、氢醌、双苯酚A、萘酚、邻苯二酚、邻苯三酚、邻苯三酚单甲基醚、邻苯三酚-1，3-二甲基醚、没食子酸、将羟基的一部分残留而酯化或醚化后的没食子酸、苯胺、对氨基二苯基胺等)的反应产物等。
它们可以单独使用，也可组合2种以上使用。
(B)成分特别优选下述通式(b-1)所示的苯酚化合物与萘醌二叠氮基磺酸化合物的酯化物。
Figure G2008800033440D00121
[式中，R11～R20分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的烷氧基；R22～R25分别独立地表示氢原子或碳原子数1～6的烷基；R21表示氢原子或碳原子数1～6的烷基，Q1表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或下述通式(b-2)所示的基团，或者也可以是R21的末端与Q1的末端发生键合形成碳原子数为2～5的亚烷基；a、b表示1～3的整数；d、e表示0～3的整数；其中，a、b、d或e表示3时则无R13、R16、R18或R20；h、i表示h+i＝0～3的整数。]
[式中，R26以及R27分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的烷氧基；c表示1～3的整数。]
R11～R20、R26以及R27中的卤原子可以举出氟素原子、氯原子、溴原子、碘素原子等。
R11～R27中的烷基可为直链状、支链状、环状中的任一种，特别优选甲基或环己基。
R21的末端与Q1的末端发生键合形成碳原子数为2～5的亚烷基时，Q1、R21与Q1和R21之间的碳原子可形成碳原子数为3～6的环状烷基。
(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份优选为5～200质量份，更优选为5～100质量份，进而优选为5～50质量份，最优选为10～20质量份。若在上述范围的下限值以上则灵敏度、析像性等得到了提高，若在上限值以下，则所得到的膜的透明性、绝缘性、低介电常数化等得到了提高。
<产酸剂(C)>
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物在不损害本发明的范围内还可含有在放射线的照射下(曝光)下产生酸的产酸剂(C)(以下称为(C)成分)作为任意成分。通过含有(C)成分，灵敏度、析像性等得到了提高。
(C)成分没有特别的限定，可使用迄今为止作为化学增幅型抗蚀剂用的产酸剂而提出的产酸剂。这类产酸剂迄今为止已知有碘鎓盐或锍盐等鎓盐类产酸剂、磺化肟系产酸剂、二烷基或二芳基磺酰重氮甲烷类、聚(二磺酰)重氮甲烷等重氮甲烷类产酸剂、硝基苄基磺酸盐类产酸剂、亚胺磺酸盐类产酸剂、二砜类产酸剂等多种。
作为鎓盐系产酸剂，可使用例如下述通式(c-0)所示的产酸剂。
Figure G2008800033440D00131
[式中，R51表示直链、支链或环状的烷基，或者直链、支链或环状的氟代烷基；R52表示氢原子、羟基、卤原子、直链或支链状的烷基、直链或支链状的卤代烷基或直链或支链状的烷氧基；R53为可具有取代基的芳基；u”为1～3的整数。]
通式(c-0)中，R51表示直链、支链或环状的烷基，或者直链、支链或环状的氟代烷基。
所述直链或支链状的烷基优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～4。
作为所述环状的烷基，优选碳原子数为4～12，更优选碳原子数为5～10，最优选碳原子数为6～10。
作为所述直链或支链状的氟代烷基，优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～4。
作为所述环状氟代烷基，优选碳原子数为4～12，更优选碳原子数为5～10，最优选碳原子数为6～10。
另外，该氟代烷基的氟化率(相对于烷基中全体氢原子的个数而取代的氟原子的个数的比例)优选为10～100％，更优选50～100％，特别是氢原子全被氟原子所取代的氟代烷基由于酸的强度变强而优选。
R51优选直链状的烷基或直链状的氟代烷基。
R52为氢原子、羟基、卤原子、直链或支链状的烷基、直链或支链状的卤代烷基、或者直链或支链状的烷氧基。
作为R52中的卤原子，可以举出氟原子、溴原子、氯原子、碘原子等，优选氟原子。
R52中的烷基为直链或支链状，它的碳原子数优选为1～5，特别优选为1～4，更优选为1～3。
R52中，卤代烷基为烷基中的氢原子的一部或全部被卤原子所取代的基团。这里的烷基可以举出与所述R52中的「烷基」相同的烷基。取代的卤原子可以举出与上述「卤原子」中所说明的基团相同的基团。卤代烷基中，优选氢原子的总数的50～100％被卤原子所取代，更优选全部被取代。
R52中，烷氧基为直链状或支链状，它的碳原子数优选为1～5，特别优选为1～4，更优选为1～3。
R52在上述中优选氢原子。
R53为也可具有取代基的芳基，作为去掉取代基的基本环(母体环)的结构，可以举出萘基、苯基、蒽基等，从本发明的效果或ArF准分子激光等曝光光的吸收的观点出发，优选苯基。
取代基为羟基、低级烷基(直链或支链状，优选碳原子数为1～5，特别优选甲基)等。
作为R53的芳基优选具有取代基。
u”为1～3的整数，优选2或3，特别优选3。
通式(c-0)所示的产酸剂优选下述的产酸剂。
Figure G2008800033440D00151
另外，通式(c-0)所示的产酸剂的其它的鎓盐系产酸剂，可以举出例如下述通式(c-1)或(c-2)所示的化合物。
Figure G2008800033440D00152
[式中，R1”～R3”、R5”和R6”分别独立地表示芳基或烷基；R4”表示直链状、支链状或环状的烷基或氟代烷基；R1”～R3”中的至少一个表示芳基，R5”以及R6”中的至少一个表示芳基。]
式(c-1)中，R1”～R3”分别独立地表示芳基或烷基。R1”～R3”中的至少一个表示芳基。R1”～R3”中优选2个以上是芳基，最优选R1”～R3”全部是芳基。
作为R1”～R3”的芳基，没有特殊限制，例如可以是碳原子数为6～20的芳基，该芳基的一部分或全部氢原子可以被烷基、烷氧基、卤原子、羟基等取代或未被取代。作为芳基，从能廉价合成的观点出发，优选碳原子数为6～10的芳基。具体可列举例如苯基、萘基。
作为上述芳基的氢原子可被取代的烷基，优选碳原子数为1～5的烷基，最优选甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基。
作为上述芳基的氢原子可被取代的烷氧基，优选碳原子数为1～5的烷氧基，最优选甲氧基、乙氧基。
作为上述芳基的氢原子可被取代的卤原子，优选氟原子。
作为R1”～R3”的烷基，没有特殊限制，可列举例如碳原子数为1～10的直链状、支链状或环状的烷基等。具体可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、环戊基、己基、环己基、壬基、癸基等，从析像度优异的观点出发，优选碳原子数为1～5。其中，从析像度优异且能廉价合成的观点出发，优选甲基。
其中，R1”～R3”最优选分别为苯基或萘基。
R4”表示直链状、支链状或环状的烷基或氟代烷基。
作为上述直链状或支链状的烷基，优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～4。
作为上述环状的烷基，为上述R1”表示的环式基，优选碳原子数为4～15，更优选碳原子数为4～10，最优选碳原子数为6～10。
上述直链状或支链状的氟代烷基，优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～4。
作为上述环状的氟代烷基，优选碳原子数为4～15，更优选碳原子数为4～10，最优选碳原子数为6～10。
另外，该氟代烷基的氟化率(烷基中氟原子的比例)优选10～100％，更优选50～100％，特别是氢原子全部被氟原子取代后的氟代烷基(全氟烷基)因酸强度变强而成为优选。
作为R4”，最优选直链状或环状的烷基，或直链状或环状的氟代烷基。
式(c-2)中R5”和R6”分别独立地表示芳基或烷基。R5”和R6”中至少一个表示芳基。优选R5”和R6”两者均为芳基。
作为R5”和R6”的芳基，可列举与R1”～R3”的芳基相同的基团。
作为R5”和R6”的烷基，可列举与R1”～R3”的烷基相同的基团。
其中，最优选R5”和R6”两者均为苯基。
作为式(c-2)中的R4”，可列举与上述式(c-1)中的R4”相同的基团。
作为式(c-1)或(c-2)表示的鎓盐类产酸剂的具体例子，可列举二苯基碘鎓的三氟甲磺酸盐或九氟丁磺酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓的三氟甲磺酸盐或九氟丁磺酸盐、三苯基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、三(4-甲基苯基)锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、二甲基(4-羟基萘基)锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、一苯基二甲基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；二苯基一甲基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、(4-甲基苯基)二苯基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、(4-甲氧基苯基)二苯基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、三(4-叔丁基)苯基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、二苯基(1-(4-甲氧基)萘基)锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐、二(1-萘基)苯基锍的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-苯基四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-甲基苯基)四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-甲氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-乙氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-正丁基萘-1-基)四氢噻吩鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-苯基四氢噻喃鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-羟基苯基)四氢噻喃鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)四氢噻喃鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐；1-(4-甲基苯基)四氢噻喃鎓的三氟甲磺酸盐、其七氟丙磺酸盐或其九氟丁磺酸盐等。另外，也可以使用这些鎓盐的阴离子部被甲磺酸盐、正丙磺酸盐、正丁磺酸盐、正辛磺酸盐取代后的鎓盐。
还可以使用上述通式(c-1)或(c-2)中的阴离子部被下述通式(c-3)或(c-4)表示的阴离子部取代后的鎓盐类产酸剂(阳离子部与(c-1)或(c-2)相同)。
[式中，X”表示至少1个氢原子被氟原子取代的碳原子数2～6的亚烷基；Y”、Z”分别独立地表示至少一个氢原子被氟原子取代的碳原子数为1～10的烷基。]
X”是至少一个氢原子被氟原子取代的直链状或支链状的亚烷基，该亚烷基的碳原子数为2～6，优选碳原子数为3～5，最优选碳原子数为3。
Y”、Z”分别独立地为至少一个氢原子被氟原子取代的直链状或支链状的烷基，该烷基的碳原子数为1～10，优选碳原子数为1～7，更优选碳原子数为1～3。
由于在抗蚀剂溶剂中的溶解性也良好等原因，X”的亚烷基的碳原子数或Y”、Z”的烷基的碳原子数在上述碳原子数的范围内越小越好。
X”的亚烷基或Y”、Z”的烷基中被氟原子取代的氢原子的数目越多，酸的强度越强，且在200nm以下的高能量光或电子射线下的透明性提高，因而优选。该亚烷基或烷基中的氟原子的比例即氟化率优选为70～100％，更优选为90～100％，最好是所有氢原子全部被氟原子取代的全氟亚烷基或全氟烷基。
在本说明书中，磺化肟系产酸剂指至少具有1个下述通式(C-1)表示的基团的化合物，具有在放射线的照射下产生酸的特性。这种磺化肟系产酸剂常用作化学增幅型抗蚀剂组合物，因此可以任意选择。
Figure G2008800033440D00181
(式(C-1)中，R31、R32分别独立地表示有机基团。)
R31、R32的有机基团是含有碳原子的基团，也可以具有碳原子以外的原子(例如氢原子、氧原子、氮原子、硫原子、卤原子(氟原子、氯原子等)等)。
作为R31的有机基团，优选直链状、支链状或环状的烷基或芳基。这些烷基、芳基可以具有取代基。作为该取代基，没有特殊限制，可列举例如氟原子、碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的烷基等。这里，“具有取代基”是指烷基或芳基的一部分或全部氢原子被取代基取代。
作为R31的有机基团的烷基，优选碳原子数为1～20，更优选碳原子数为1～10，进一步优选碳原子数为1～8，特别优选碳原子数为1～6，最优选碳原子数为1～4。作为烷基，特别优选部分或全部被卤代的烷基(以下有时称为卤代烷基)。另外，部分被卤代的烷基是指一部分氢原子被卤原子取代的烷基，完全被卤代的烷基是指全部氢原子被卤原子取代的烷基。作为卤原子，可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等，特别优选氟原子。即，卤代烷基优选氟代烷基。
作为R31的有机基团的芳基优选碳原子数为4～20，更优选碳原子数为4～10，最优选碳原子数为6～10。作为芳基，特别优选部分或全部被卤代的芳基。另外，部分被卤代的芳基是指一部分氢原子被卤原子取代的芳基，全部被卤代的芳基是指全部氢原子被卤原子取代的芳基。
作为R31，特别优选无取代基的碳原子数1～4的烷基，或碳原子数1～4的氟代烷基。
作为R32的有机基团，优选直链状、支链状或环状的烷基、芳基或氰基。作为R32的烷基、芳基，可列举与上述R31中列举的烷基、芳基相同的基团。
作为R32，特别优选氰基、无取代基的碳原子数1～8的烷基、或碳原子数1～8的氟代烷基。
作为磺化肟系产酸剂，进一步优选下述通式(C-2)或(C-3)表示的化合物。
[式(C-2)中，R33是氰基、无取代基的烷基或卤代烷基。R34是芳基。R35是无取代基的烷基或卤代烷基。]
Figure G2008800033440D00192
[式(C-3)中，R36是氰基、无取代基的烷基或卤代烷基。R37是2价或3价的芳香族烃基。R38是无取代基的烷基或卤代烷基。p”是2或3。]
上述通式(C-2)中，R33的无取代基的烷基或卤代烷基优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～6。卤代烷基中的卤原子可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为R33，优选卤代烷基，更优选氟代烷基。
R33中的氟代烷基优选烷基的氢原子的50％以上被氟取代，更优选70％以上被氟取代，特别优选90％以上被氟取代。
作为R34的芳基，可列举苯基、联苯(biphenyl)基、芴(fluorenyl)基、萘基、蒽(anthryl)基、菲基等由芳香烃的环脱去1个氢原子后的基团、以及构成这些基团的环的碳原子的一部分被氧原子、硫原子、氮原子等杂原子取代后的杂芳基等。其中，优选芴基。
作为R34的芳基，可以具有碳原子数1～10的烷基、卤代烷基、烷氧基等取代基。该取代基中的烷基或卤代烷基优选碳原子数为1～8，更优选碳原子数为1～4。另外，该卤代烷基中的卤原子可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。另外，该卤代烷基优选氟代烷基。
作为R35的无取代基的烷基或卤代烷基，优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～8，最优选碳原子数为1～6。该卤代烷基中的卤原子可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R35，优选卤代烷基，更优选氟代烷基。
R35中的氟代烷基优选烷基的氢原子的50％以上被氟取代，更优选70％以上被氟取代，当90％以上被氟取代时，产生的酸的强度提高，因而特别优选。最优选氢原子100％被氟取代的全氟烷基。
在上述通式(C-3)中，作为R36的无取代基的烷基或卤代烷基，可列举与上述R33的无取代基的烷基或卤代烷基相同的基团。
作为R37的2价或3价的芳香族烃基，可列举由上述R34的芳基脱去1个或2个氢原子后的基团。
作为R38的无取代基的烷基或卤代烷基，可列举与上述R35的无取代基的烷基或卤代烷基相同的基团。
p”优选2。
作为磺化肟系产酸剂的具体例子，可列举α-(p-甲苯磺酰氧基亚胺基)-苄基氰化物、α-(p-氯苯磺酰氧基亚胺基)-苄基氰化物、α-(4-硝基苯磺酰氧基亚胺基)-苄基氰化物、α-(4-硝基-2-三氟甲基苯磺酰氧基亚胺基)-苄基氰化物、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-4-氯苄基氰化物、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-2，4-二氯苄基氰化物、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-2，6-二氯苄基氰化物、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苄基氰化物、α-(2-氯苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苄基氰化物、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-噻吩-2-基乙腈、α-(4-十二烷基苯磺酰氧基亚胺基)-苄基氰化物、α-[(p-甲苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(十二烷基苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-(甲苯磺酰氧基亚胺)-4-噻吩基氰化物、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-1-环己烯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-1-环庚烯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-1-环辛烯基乙腈、α-(三氟甲基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(三氟甲基磺酰氧基亚胺基)-环己基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)-乙基乙腈、α-(丙基磺酰氧基亚胺基)-丙基乙腈、α-(环己基磺酰氧基亚胺基)-环戊基乙腈、α-(环己基磺酰氧基亚胺基)-环己基乙腈、α-(环己基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(异丙基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(正丁基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)-1-环己烯基乙腈、α-(正丙基磺酰氧基亚胺基)-1-环己烯基乙腈、α-(正丁基磺酰氧基亚胺基)-1-环己烯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-苯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-p-甲氧基苯基乙腈、α-(三氟甲基磺酰氧基亚胺基)-苯基乙腈、α-(三氟甲基磺酰氧基亚胺基)-p-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)-p-甲氧基苯基乙腈、α-(丙基磺酰氧基亚胺基)-p-甲基苯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚胺基)-p-溴苯基乙腈等。
另外，也可以优选使用日本专利特开平9-208554号公报(段落[0012]～[0014]的[化18]～[化19])中公开的磺化肟系产酸剂、WO2004/074242A2(第65～85页的例子1～40)中公开的磺化肟系产酸剂。
优选的例子如下所示。
Figure G2008800033440D00221
还优选下述的4种化合物。
Figure G2008800033440D00222
作为重氮甲烷类产酸剂中二烷基或二芳基磺酰重氮甲烷类的具体例子，可列举二(异丙基磺酰)重氮甲烷、二(对甲苯磺酰)重氮甲烷、二(1，1-二甲基乙基磺酰)重氮甲烷、二(环己基磺酰)重氮甲烷、二(2，4-二甲基苯基磺酰)重氮甲烷等。
另外，也可以优选使用日本专利特开平11-035551号公报、日本专利特开平11-035552号公报、日本专利特开平11-035573号公报中公开的重氮甲烷类产酸剂。
作为聚(二磺酰)重氮甲烷类，可列举例如日本专利特开平11-322707号公报中公开的1，3-二(苯基磺酰重氮甲基磺酰)丙烷、1，4-二(苯基磺酰重氮甲基磺酰)丁烷、1，6-二(苯基磺酰重氮甲基磺酰)己烷、1，10-二(苯基磺酰重氮甲基磺酰)癸烷、1，2-二(环己基磺酰重氮甲基磺酰)乙烷、1，3-二(环己基磺酰重氮甲基磺酰)丙烷、1，6-二(环己基磺酰重氮甲基磺酰)己烷、1，10-二(环己基磺酰重氮甲基磺酰)癸烷等。
作为(C)成分，可以单独使用它们中的1种，也可组合使用2种以上。
上述中，磺化肟系产酸剂的透明性优良，且作为产酸剂的性能高，对有机溶剂的溶解性良好。另外，在液晶显示元件中，卤原子等不会浸润至与平坦化绝缘膜邻接的液晶中，很少使液晶变质，因而优选。
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物中的(C)成分的含量相对于(A)成分100质量份，优选为1～10质量份，更优选为2～5质量份。若在上述范围的下限值以上则可充分得到配合(C)成分所产生的效果，若在上限值以下，则将该组合物溶解于有机溶剂时可得到均一的溶液，且保存稳定性良好，因而优选。
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物在不损坏本发明的范围内可通过含有交联剂(D)(以下称为(D)成分。)作为任意成分，来提高耐热性。
作为(D)成分，优选在热和/或紫外线的作用下在(A)成分中或该(D)成分中能够形交联结构的成分。
作为(D)成分，可以举出例如具有环氧基以及/或氧杂环丁烷基的化合物。具体而言，可以举出例如各种环氧树脂、含有含环氧基的聚合性不饱和化合物的聚合性不饱和化合物的共聚合物等。
环氧树脂可以举出例如日本特开平8-262709号公报中记载的环氧树脂。优选将双苯酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、缩水甘油酸酯型环氧树脂、缩水甘油酸胺型环氧树脂、杂环式环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合的树脂等。他们中，优选双苯酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油酸酯型环氧树脂等。
作为含环氧基的聚合性不饱和化合物，可以举出例如具有乙烯基和环氧基的化合物。作为具体例，可以举出例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-3，4-环氧基丁酯、甲基丙烯酸-3，4-环氧基丁酯、丙烯酸-6，7-环氧基庚酯、甲基丙烯酸-6，7-环氧基庚酯、α-乙基丙烯酸-6，7-环氧基庚酯、N-[4-(2，3-环氧基丙氧基)-3，5-二甲基苄基]丙烯酰胺、N-[4-(2，3-环氧基丙氧基)-3，5-二甲基苯基丙基]丙烯酰胺、丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、m-乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油酸醚等。
所述「含有含环氧基的聚合性不饱和化合物的聚合性不饱和化合物的共聚物」中，作为与含环氧基的聚合性不饱和化合物一起使用的聚合性不饱和化合物，可以举出具有聚合性不饱和键合且不具有环氧基的化合物，具体而言，可以举出例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、烯丙基化合物、乙烯基醚类、乙烯基酯类、苯乙烯类以及内酯类等酯类等。它们中，优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类，特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸，更优选甲基丙烯酸。
所述「使用于共聚合物中的聚合性不饱和化合物」中，含有环氧基的聚合性不饱和化合物的比例为5～90摩尔％、优选为50～85摩尔％。
另外，作为(C)成分，优选具有脂环式环氧基，特别优选含有具有脂环式环氧基的聚合性不饱和化合物的聚合性不饱和化合物的共聚合物。脂环式环氧基是指-O-键合于构成脂肪族环式基团的环的碳原子中的邻接的2个碳原子上而形成环的基团。脂环式环氧基的脂环式基的碳原子数优选5～10左右。
具有脂环式环氧基的聚合性不饱和化合物可以举出例如日本特开平8-262709号公报中记载的通式(2)～(32)所示的化合物。
另外，作为(D)成分，除了使用上述以外还使用通常在抗蚀剂组合物中使用的交联剂。该交联剂可以举出例如2，3-二羟基-5-羟基甲基降冰片烷、2-羟基-5，6-双(羟基甲基)降冰片烷、环己烷二甲醇、3，4，8(或9)-三羟基三环癸烷、2-甲基-2-金刚烷醇、1，4-二噁烷-2，3-二醇、1，3，5-三羟基环己烷等的羟基或羟基烷基或具有这两者的脂肪族环状烃或其含氧衍生物。
另外，使密胺、甲基胍胺、苯基胍胺、尿素、乙烯基尿素、丙烯基尿素、甘脲等含氨基的化合物与甲醛或甲醛及低级醇反应，将该氨基的氢原子用羟基甲基或低级烷氧基甲基取代后的化合物。这些中，使用了密胺的物质称为密胺系交联剂、将使用了尿素的物质称为尿素系交联剂、将使用了乙烯基尿素、丙烯基尿素等亚烷基尿素的物质称为亚烷基尿素系交联剂、将使用了甘脲的物质称为甘脲系交联剂。
作为密胺系交联剂，可以举出使密胺与甲醛反应，用羟基甲基将氨基的氢原子取代了的化合物；使密胺、甲醛及低级醇反应，用低级烷氧基甲基将氨基的氢原子取代了的化合物等。具体而言，可以举出六甲氧基甲基密胺、六乙氧基甲基密胺、六丙氧基甲基密胺、六丁氧基丁基密胺等，其中，优选六甲氧基甲基密胺。
作为尿素系交联剂，可以举出使尿素与甲醛反应而用羟基甲基将氨基的氢原子取代了的化合物，使尿素、甲醛及低级醇反应而用低级烷氧基甲基将氨基的氢原子取代了的化合物等。具体而言，可以举出双甲氧基甲基尿素、双乙氧基甲基尿素、双丙氧基甲基尿素、双丁氧基甲基尿素等，其中优选双甲氧基甲基尿素。
作为亚烷基尿素系交联剂，可以举出使亚烷基尿素与甲醛进行缩合反应，在将该生成物与低级醇反应而得到的化合物。具体例可以举出例如、单或二羟基甲基化乙烯基尿素、单或二甲氧基甲基化乙烯基尿素、单或二乙氧基甲基化乙烯基尿素、单或二丙氧基甲基化乙烯基尿素、单或二丁氧基甲基化乙烯基尿素等乙烯基尿素系交联剂；单或二羟基甲基化丙烯基尿素、单或二甲氧基甲基化丙烯基尿素、单或二乙氧基甲基化丙烯基尿素、单或二丙氧基甲基化丙烯基尿素、单或二丁氧基甲基化丙烯基尿素等丙烯基尿素系交联剂；1，3-二(甲氧基甲基)4，5-二羟基-2-咪唑啉二酮、1，3-二(甲氧基甲基)-4，5-二甲氧基-2-咪唑啉二酮等。
作为甘脲系交联剂，可以举出N位被羟基烷基和碳原子数为1～4的烷氧基烷基中的1个或两个取代了的甘脲衍生物。上述甘脲衍生物通过使甘脲与甲醛发生缩合反応，再将该产物与低级醇反应而得到。具体例可以举出例如单、二、三或四羟基甲基化甘脲，单、二、三或四甲氧基甲基化甘脲，单、二、三或四乙氧基甲基化甘脲，单、二、三或四丙氧基甲基化甘脲，单、二、三或四丁氧基甲基化甘脲等。
(D)成分可以将1种或2种以上混合来使用。
(D)成分的配合量相对于(A)成分100质量份优选为5～100质量份，更优选10～50质量份。通过在上述范围，耐热性提高效果更加良好。
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物在不损坏本发明的效果的范围内，也可添加表面活性剂、增感剂、消泡剂、紫外线吸收剂、保存稳定化剂、加成的树脂、增塑剂、稳定化剂、对比度提高剂等各种添加剂。
作为表面活性剂，可为现有的公知的物质，可以举出阴离子系、阳离子系、非离子系等化合物。具体而言，可以举出X-70-090(商品名，信越化学工业公司制)等。
作为增感剂，可以使用在现有公知的正型抗蚀剂中使用的增感剂。例如，可以举出分子量为1000以下的具有酚性羟基的化合物等。
作为消泡剂，可以为现有的公知的物质，可以举出硅酮系、含氟系化合物。
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物可通过使上述各成分溶解于有机溶剂(以下称为(S)成分。)来制造。
作为(S)成分，只要能溶解所使用的各成分并制成均匀溶液的溶剂即可，可以从以往公知的作为抗蚀剂溶剂的物质中适当选用任意1种或2种以上。
可列举例如：γ-丁内酯等内酯类；丙酮、甲乙酮、环己酮、甲基正戊酮、甲基异戊酮、2-庚酮等酮类；乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇等多元醇类；乙二醇单乙酸酯、二甘醇单乙酸酯、丙二醇单乙酸酯或二丙二醇单乙酸酯等具有酯键的化合物，上述多元醇类或上述具有酯键的化合物的单甲基醚、单乙基醚、单丙基醚、单丁基醚等单烷基醚或单苯基醚等具有醚键的化合物等多元醇类的衍生物[其中，优选丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲基醚(PGME)]；二噁烷之类的环醚类；乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯等酯类；苯甲醚、乙基苄基醚、甲苯基甲基醚、二苯基醚、二苄基醚、苯***、丁基苯基醚、乙基苯、二乙基苯、戊基苯、异丙基苯、甲苯、二甲苯、异丙基甲苯、均三甲基苯等芳香族类有机溶剂等。
这些有机溶剂可以单独使用，也可以作为2种以上的混合溶剂使用。
其中，优选丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲基醚(PGME)和EL。
另外，还优选PGMEA与极性溶剂混合而成的混合溶剂。其配比(质量比)可以根据PGMEA与极性溶剂的相溶性等来适当决定，优选在1∶9～9∶1，更优选2∶8～8∶2的范围内。
更具体而言，当掺入EL作为极性溶剂时，PGMEA∶EL的质量比优选为1∶9～9∶1，更优选为2∶8～8∶2。当掺入PGME作为极性溶剂时，PGMEA∶PGME的质量比优选为1∶9～9∶1，更优选为2∶8～8∶2，进一步优选3∶7～7∶3。
作为(S)成分，除此之外，还优选选自PGMEA和EL中的至少1种与γ-丁内酯的混合溶剂。此时，关于混合比例，前者与后者的质量比优选为70∶30～95∶5。
(S)成分的用量没有特殊限制，以能够在支撑体上涂布的浓度，根据涂布膜厚度来适当设定，通常，在组合物中的固体成分浓度为10～50质量％、优选为15～35质量％的范围内使用。
液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法包括：在支撑体上使用所述液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物形成树脂膜的工序；将所述树脂膜曝光的工序；将所述树脂膜显影而形成图案的工序以及将所述图案烧成的工序。
以下以图1～2所示的液晶阵列基板1为例说明本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法的一个实施方案。
首先，准备支撑体。在本实施方式中，作为支撑体，使用含有在透明基板2上平行地形成的多个栅极线3、与该栅极线3正交的多个源极线4、在被上述栅极线和源极线所包围的多个区域(像素区域)分别设置的TFT6以及直接覆盖它们的层间绝缘膜13的支撑体。
TFT6包含形成于透明基板2上的栅极7、在其上方隔着绝缘膜(栅极绝缘膜)8而设置的无定形硅层9。栅极线3与栅极7经由栅电极10来连接。另外，源极线4与无定形硅层9经由源电极来连接。另外，无定形硅层9与像素电极5经由漏电极11来连接。
在透明基板2上形成栅极线3、源极线4、TFT6以及层间绝缘膜13的工序通过现有的公知的方法来进行。
需要说明的是，由本发明形成的液晶显示元件用平坦化绝缘膜具有绝缘性，因此层间绝缘膜13没有必要设置。
接着，在上述支撑体上形成树脂膜。树脂膜是在例如支撑体的表面用旋涂、辊涂或喷涂等方式涂布本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物并进行干燥而形成的。干燥方法没有特别限定，可以使用例如(1)用热板在80℃～150℃的温度下干燥60秒～120秒的方法，(2)在室温下放置数小时～数日的方法，(3)放入温风加热器或红外线加热器中数十分钟～数小时以除去溶剂的方法中的任一种方法。
树脂膜的膜厚没有特别的限定，可适宜的设定。通常，以支撑体的上端部直到该树脂膜的上侧表面(平坦化面)之间的厚度为1～10μm的膜厚的方式形成。
接着，对所述树脂膜可选择性地照射(曝光)可见光线、紫外线、准分子激光等放射线。
在本发明中，曝光时，在照射放射线的部分(B)成分的分子结构发生变化，对碱水溶液的溶解性增大。因此，下一个工序中，用显影液(碱水溶液)显影该树脂膜时，树脂膜的通过曝光而可溶化的部分被选择性地除去，从而在掩模形成逼真的图案。
曝光条件没有特别的限定。根据使用于曝光的光源以及方法，可适当地选择曝光区域、曝光时间以及曝光强度等。
曝光光源没有特别的限定，优选使用g线(436nm)、h线(405nm)、i线(365nm)、KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2准分子激光、EUV(极紫外线)、VUV(真空紫外线)、EB(电子线)、X线、软X线等放射线来进行。本发明中，特别优选g线(436nm)、h线(405nm)或i线(365nm)，更优选g线或i线。
曝光后，在80～150℃的温度条件下，进行40～120秒优选为60～90秒的后曝光烘焙处理(PEB)。
接着，将曝光后的树脂膜使用碱显影液，例如0.1～10质量％的四甲基氢氧化铵水溶液之类的有机碱水溶液或氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、磷酸钠等无机碱水溶液进行显影处理。由此可在树脂膜形成贯通该树脂膜的孔。
在本发明中，在显影后、进行树脂膜的烧成前优选进行对所述图案实施紫外线固化处理的工序。由此，该图案的耐热性可得到提高，可抑制烧成时图案的变形，从而可得到高精度的图案。获得上述效果的理由还无定论，推测是由于(B)成分起到交联剂的作用在(A)成分的分子间形成交联的缘故。
紫外线固化处理可使用公知的方法进行。例如，可通过使用公知的紫外线照射装置(例如，日本电池(株式会社)制DeepUVProcessor LampL-800FS、优志旺(ウシオ)电机(株式会社)制激元光照射装置SCG01等)在图案全面照射紫外线来实施。
紫外线照射优选波长400nm以下的紫外线，特别优选以波长150～300nm波长的紫外线为主输出的光源。作为上述光源，可以举出例如日本电池(株式会社)制Lamp L-800FS(主波长：254nm，185nm)、优志旺电机(株式会社)制Lamp UEM50L-172A/x4(主波长：172nm)等。
紫外线优选用约500～20000mJ/cm2左右的照射量照射，更优选为1000～15000mJ/cm2左右。照射量可通过照射的紫外线的强度与照射时间来控制。
需要说明的是，在照射紫外线时，为了在照射部的图案表面不产生褶皱最好抑制由于急剧的照射或照射所引起的温度上升。
在紫外线固化处理之后进行烧成之前也可进行后烘烤。该后烘烤处理不是必要的，但通过后烘烤可进一步提高耐热性。另外，通过后烘烤处理可以提高图案与支撑体之间的密合性。
作为后烘烤处理，优选在150～230℃的温度下加热处理1～10分钟左右。
需要说明的是，通过紫外线固化处理提高了图案的耐热性，因此在后烘烤工序中，没有图案发生变形的担忧。
接着，进行上述图案(树脂膜)的烧成。由此，可形成以SiO2作为主成分的膜(平坦化绝缘膜14)。该平坦化绝缘膜14是以SiO2为主成分，因此对可见光的透明性非常高。另外，平坦化绝缘膜具有必要的绝缘性(例如，1MHz下的介电常数为3.5～5范围内的绝缘性)。
烧成温度优选250～450℃，更优选300～400℃。还优选在氮气氛围中烧成。在该范围内，烧成温度越高，所得到的平坦化绝缘膜的透明性、绝缘性越能得到提高。
烧成时间可根据烧成温度不同而不同，但通常优选10～60分钟，更优选15～30分钟。
在形成有上述平坦化绝缘膜的支撑体中，按照填充于形成在平坦化绝缘膜14中的孔内、且覆盖平坦化绝缘膜14的部分表面的方式形成像素电极5，由此可得到液晶阵列基板1。
通过将如上所述得到的液晶阵列基板1与对置基板进行对置配置，并在它们之间夹持液晶，可得到液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物具有感光性。因此，在液晶显示元件用平坦化绝缘膜的形成中，在生产效率·成本上具有非常大的优点。
另外，使用本发明的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物经过烧成等工序所形成的液晶显示元件用平坦化绝缘膜在耐热性方面优良，例如，在250～450℃的高温下曝光时，基本不产生变形以及绝缘性等特性的劣化。另外，该平坦化绝缘膜由于基本上由二氧化硅构成，因此可见光的透过率及其高，透明性优良。
实施例
接着，通过实施例进一步详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1～7、比较例1～2]
将表1所示的各成分混合，制备树脂组合物。
【表1】
  (A)成分   (B)成分   (S)成分
实施例1   (A)-1[100]   (B)-1[20]   PGMEA[400]
实施例2   (A)-1[100]   (B)-2[10]   PGMEA[400]
实施例3   (A)-2[100]   (B)-2[20]   PGMEA[566]
实施例4   (A)-1[100]   (B)-3[25]   PGMEA[400]
实施例5   (A)-2[100]   (B)-3[25]   PGMEA[566]
实施例6   (A)-3[100]   (B)-1[20]   PGMEA[400]
实施例7   (A)-4[100]   (B)-1[25]   PGMEA[400]
比较例1   (A)-1[100] -   PGMEA[400]
比较例2   (A)-5[100]   (B)-1[20]   PGMEA[400]
表1中的各缩写分别如下所示。另外，[]内的数值显示配合量(质量份)，比较例1的(B)成分中的「-」表示无配合。
(A)-1：下述化学式(A)-1[式中、x1∶y1＝30∶70(摩尔比)]所示的Mw＝8500的树脂。
(A)-2：下述化学式(A)-2[式中、x2∶y2＝28∶72(摩尔比)]所示的Mw＝2800的树脂。
(A)-3：下述化学式(A)-3[式中、x3∶y3＝70∶30(摩尔比)]所示的Mw＝3000的树脂。
(A)-4：下述化学式(A)-4[式中、x4∶y4＝70∶30(摩尔比)]所示的Mw＝3600的树脂。
(A)-5：下述化学式(A)-5所示的Mw＝6000的树脂。
(B)-1～(B)-3：分别为下述化学式(B)-1～(B)-3[式中，D表示萘醌-1，2-二叠氮基磺酰基。]所示的化合物。
对所得到的树脂组合物进行以下的评价。
<感光性评价以及耐热性评价>
用旋涂法将所述树脂组合物涂布至硅基板表面上，在热板上进行120℃、90秒的加热处理(软性烘烤处理(soft bake))，形成膜厚为1.0μm的树脂膜。
接着，对该树脂膜，使用曝光机(尼克公司制，商品名：NSR-2005i10D、NA＝0.57)隔着掩模进行曝光，然后在热板上进行150℃、90秒的加热处理(PEB)。PEB后，使用浓度为2.38质量％的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液进行20秒的显影处理，用纯水进行淋洗。接着，对上述树脂膜进行UV熟化处理(利用高压水银Lamp(日本电池(株式会社)制，商品名：DeepUVProcessor Lamp L-800FS，主波长254，185nm；照射量：2700mJ/cm2)的UV照射以及150℃下、90秒的烘烤)。
用扫描型电子显微镜(SEM)观察上述UV熟化处理后的基板表面。
结果发现，在使用了实施例1～7的树脂组合物的例子中，分别在基板上形成线宽为1.2μm的线图案以及直径为2.0μm的穿孔图案。
然而，在使用比较例1～2的树脂组合物的例子中，没有形成图案。
接着，对形成有上述图案的基板用纵型烘烤炉(产品名：TOKTS8000MB)在氮气氛围下进行400℃下、30分钟的高温烘烤处理，形成平坦化绝缘膜。
用SEM观察上述高温烘烤后的基板表面。
结果发现，在使用了实施例1～7的树脂组合物的例子中，分别形成与高温烘烤处理前(UV熟化处理后)大致相同形状的图案(高精度的图案<尺寸变化在±5％以内>)。
从能够形成高精度的图案出发，确认到有上述方式得到的图案的耐热性高。
将能够得到的高精度的图案的设定为A、将没有形成图案的设定为B，将上述结果示于表2。
另外，使用实施例1的树脂组合物，在树脂膜形成后不进行UV熟化处理，除此以外，与上述同样地形成平坦化绝缘膜，用SEM观察。
结果，所形成的图案与高温烘烤处理前的图案相比，侧壁的垂直性变差，例如，线图案的截面形状变成半圆形状等，精度变差。
<绝缘性评价>
以与上述图案形成评价同样的方式形成平坦化绝缘膜，在没有形成图案化的部分，用SSM公司的SSM495(商品名)来测定1MHz下的介电常数以及1MV/cm的漏电流值(A/cm2)，以下述的评价基准进行评价。
将该结果示于表2。
[介电常数的评价基准]
A：5以下
B：超过5
[漏电流值的评价基准]
A：不足1×10-7
B：1×10-7以上
【表2】
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7   比较例1   比较例2
  图案精度   A   A   A   A   A   A   A   B   B
  介电常数   A   A   A   A   A   A   A   A   A
  漏电流值   A   A   A   A   A   A   A   A   A
产业上的可利用性
本发明可提供一种能够形成具有感光性、且具备优良的透明性以及耐热性的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法。因此，本发明在产业上极其有用。

Claims (3)

1.一种液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物，
其含有下述树脂(A)和感光剂(B)，
所述树脂(A)含有由下述通式(a1-1)表示的结构单元(a1)和下述通式(a2-1)表示的结构单元(a2)，
Figure FSB00000722618900011
式中，R1表示单键、或者直链状或支链状的亚烷基；R101表示烷基；n1表示0～4的整数，
Figure FSB00000722618900012
式中，R2表示芳香族烃基或烷基，
所述感光剂(B)为具有萘醌二叠氮基的化合物。
2.液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法，包括：
使用权利要求1所述的液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物在支撑体上形成树脂膜的工序；
将所述树脂膜曝光的工序；
将所述树脂膜显影而形成图案的工序；以及
将所述图案烧成的工序。
3.根据权利要求2所述的液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法，其中，包括：
在进行所述烧成前对所述图案实施紫外线固化处理的工序。
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