TW202041557A - 感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、帶有硬化膜的基板及帶有硬化膜的基板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種感光性樹脂組成物,其即便在使用耐熱性低的基板的情況下也可形成顯影密合性、直線性優異且耐溶劑性、耐鹼性等優異的樹脂膜圖案。本發明的感光性樹脂組成物是用以在耐熱溫度為140℃以下的基板上形成硬化膜的感光性樹脂組成物,且包含:(A)含不飽和基的鹼可溶性樹脂、(B)具有至少兩個以上的乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體、(C)具有兩個以上3,4-環氧環己基的環氧化合物、(D)光聚合起始劑、以及(E)溶劑。相對於固體成分的總質量,(C)成分的含量為5質量%~17質量%。
Description
本發明是有關於一種感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、帶有硬化膜的基板及帶有硬化膜的基板的製造方法。
近年來,出於器件的柔性化或單晶片(one chip)化的目的而存在如下要求:例如可對於聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)等的塑膠基板(塑膠薄膜、樹脂製薄膜)直接形成硬化膜(透明絕緣膜等)圖案、著色膜圖案、及遮光膜圖案;以及可對於在玻璃基板或矽晶片上包括有機電致發光(electroluminescence,EL)或有機薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)等的帶有有機器件的基板直接形成硬化膜圖案、著色膜圖案、遮光膜圖案。
但是,所述塑膠基板及帶有有機器件的基板的耐熱性低至140℃以下,因此,若使用現有的感光性樹脂組成物,以140℃以下的低煆燒溫度在塑膠基板或帶有有機器件的基板上直接形成樹脂膜圖案、著色膜圖案及遮光膜圖案,則存在所形成的圖案的膜強度變得不充分,在後續步驟(顯影處理等)中產生塗膜的膜減少、表面粗糙、圖案剝離等不良情況的問題。
因此,對可用於耐熱性低的基板的感光性樹脂組成物進行了研究。例如,在專利文獻1中公開了一種感放射線性組成物,其含有丙烯酸共聚物的鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑及熱聚合起始劑。所述感放射線性組成物通過包含光聚合起始劑及熱聚合起始劑,使得即便以不會發生黃變般的低溫(100℃~140℃)進行煆燒,也可形成具有與基板的充分密合性的彩色濾光片。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-15288號公報
[發明所要解決的問題]
然而,根據本發明者等人的見解,專利文獻1中記載的感放射線性組成物雖然具有與基板的密合性,但無法獲得所期望的顯影特性(例如圖案線寬、圖案直線性)、耐溶劑性。
本發明是鑒於所述方面而完成的,其目的在於提供一種即便在使用耐熱性低的基板的情況下也可形成顯影密合性、直線性優異且耐溶劑性、耐鹼性等優異的樹脂膜圖案的感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、帶有硬化膜的基板、及帶有硬化膜的基板的製造方法。
[解決問題的技術手段]
本發明的感光性樹脂組成物是用以在耐熱溫度為140℃以下的基板上形成硬化膜的感光性樹脂組成物,且包含:(A)含不飽和基的鹼可溶性樹脂、(B)具有至少兩個以上的乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體、(C)具有兩個以上3,4-環氧環己基的環氧化合物、(D)光聚合起始劑、以及(E)溶劑,相對於固體成分的總質量,(C)成分的質量為5質量%~17質量%。
本發明的硬化膜是使所述感光性樹脂組成物硬化而成。
本發明的帶有硬化膜的基板具有所述硬化膜。
本發明的帶有硬化膜的基板的製造方法是在耐熱溫度為140℃以下的基板上形成硬化膜圖案而製造帶有硬化膜的基板的方法,其中,將所述感光性樹脂組成物塗布於基板上,並介隔光罩進行曝光,通過顯影將未曝光部去除,在140℃以下進行加熱而形成硬化膜圖案。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種即便在使用耐熱性低的基板的情況下也可形成顯影密合性、直線性優異且耐溶劑性、耐鹼性等優異的樹脂膜圖案的感光性樹脂組成物、使感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜、帶有硬化膜的基板、及帶有硬化膜的基板的製造方法。
以下,對本發明的實施形態進行說明,但本發明並不限定於以下的實施形態。此外,在本發明中,關於各成分的含量,在小數第一位為0時,有時省略小數點以後的表述。
對本發明的感光性樹脂組成物中所含的(A)含不飽和基的鹼可溶性樹脂進行說明。
本發明的感光性樹脂組成物包含(A)含不飽和基的鹼可溶性樹脂。只要是具有用於賦予鹼顯影性的酸值、且可與(B)成分的光聚合性單體組合而具備適當的光硬化性的樹脂,則可無特別限定地使用。
本發明的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂(A)的例子包含由通式(3)所表示的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂,所述由通式(3)所表示的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂通過以下方式獲得:使由通式(6)所表示的在1分子內具有兩個環氧基的環氧化合物(a-1)與含不飽和基的單羧酸的反應物和二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、及四羧酸或其酸二酐(c)進行反應。
(式(3)中,R1
、R2
、R3
及R4
分別獨立地為氫原子、碳數1~5的烷基、鹵素原子或苯基,R5
為氫原子或甲基,A為-CO-、-SO2
-、-C(CF3
)2
-、-Si(CH3
)2
-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-O-、芴-9,9-二基或直接鍵,Y為四價的羧酸殘基,Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基。其中,Z中的一個以上為由通式(4)所表示的取代基,n為1~20的整數。)
(式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。)
對由通式(3)所表示的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂(以下,也簡稱為「由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂」)的製造方法進行詳細說明。
首先,使含不飽和基的單羧酸(例如(甲基)丙烯酸)與由通式(6)所表示的在1分子內具有兩個環氧基的環氧化合物(a-1)(以下,也簡稱為「由通式(6)所表示的環氧化合物(a-1)」)反應,獲得含有聚合性不飽和基的二醇化合物。
(式(6)中,R1
、R2
、R3
及R4
分別獨立地為氫原子、碳數1~5的烷基、鹵素原子或苯基,A為-CO-、-SO2
-、-C(CF3
)2
-、-Si(CH3
)2
-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-O-、芴-9,9-二基或直接鍵。)
環氧化合物(a-1)是使雙酚類與表氯醇進行反應而具有兩個縮水甘油醚基的環氧化合物。
作為環氧化合物(a-1)的原料而使用的雙酚類的例子包含:雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)酮、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)碸、雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-雙(4-羥基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)芴、4,4'-聯苯酚、3,3'-聯苯酚等。它們可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
所述含不飽和基的單羧酸化合物的例子不僅包含丙烯酸、甲基丙烯酸,還包含使琥珀酸酐、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等酸單酐與丙烯酸或甲基丙烯酸進行反應而成的化合物等。
所述環氧化合物(a-1)與(甲基)丙烯酸的反應可使用公知的方法。例如,在日本專利特開平4-355450號公報中記載了以下情況:通過相對於具有兩個環氧基的環氧化合物1莫耳而使用約2莫耳的(甲基)丙烯酸,可獲得含有聚合性不飽和基的二醇化合物。在本發明中,通過反應而獲得的化合物是含有聚合性不飽和基的二醇化合物,且是由通式(7)所表示的含有聚合性不飽和基的二醇(d)(以下,也簡稱為「由通式(7)所表示的二醇(d)」)。
(式(7)中,R1
、R2
、R3
及R4
分別獨立地為氫原子、碳數1~5的烷基、鹵素原子或苯基,A為-CO-、-SO2
-、-C(CF3
)2
-、-Si(CH3
)2
-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-O-、芴-9,9-二基或直接鍵。)
在由通式(7)所表示的二醇(d)的合成、及其後的多元羧酸或其酸酐的加成反應、進而使具有與羧基具有反應性的聚合性不飽和基的單官能環氧化合物等進行反應來製造由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂時,通常在溶媒中視需要使用催化劑來進行反應。
溶媒的例子包含:乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯等溶纖劑系溶媒;二乙二醇二甲醚(diglyme)、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等高沸點的醚系或酯系的溶媒;環己酮、二異丁基酮等酮系溶媒等。此外,關於所使用的溶媒、催化劑等的反應條件並無特別限制,例如優選將不具有羥基、且具有比反應溫度高的沸點的溶媒用作反應溶媒。
另外,在羧基與環氧基的反應中優選使用催化劑,在日本專利特開平9-325494號公報中記載了四乙基溴化銨、氯化三乙基苄基銨等銨鹽;三苯基膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦等膦類等。
接著,使通過環氧化合物(a-1)與(甲基)丙烯酸的反應而獲得的由通式(7)所表示的二醇(d)、和二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、及四羧酸或其酸二酐(c)反應,可獲得由通式(3)所表示的在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂。
(式(3)中,R1
、R2
、R3
及R4
分別獨立地為氫原子、碳數1~5的烷基、鹵素原子或苯基,R5
為氫原子或甲基,A為-CO-、-SO2
-、-C(CF3
)2
-、-Si(CH3
)2
-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-O-、芴-9,9-二基或直接鍵,Y為四價的羧酸殘基,Z分別獨立地為氫原子或由通式(4)所表示的取代基。其中,Z中的一個以上為由通式(4)所表示的取代基,n為1~20的整數。)
(式(4)中,W為二價或三價的羧酸殘基,m為1或2。)
用以合成由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂的酸成分是可與由通式(7)所表示的二醇(d)分子中的羥基進行反應的多元酸成分,且需要並用二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)及四羧酸或其酸二酐(c)。所述酸成分的羧酸殘基可為飽和烴基或不飽和烴基的任一種。另外,所述羧酸殘基中也可包含含有-O-、-S-、羰基等雜元素的鍵。
作為二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b),可使用鏈式烴二羧酸或三羧酸、脂環式烴二羧酸或三羧酸、芳香族烴二羧酸或三羧酸、或者它們的酸單酐等。
鏈式烴二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:琥珀酸、乙醯基琥珀酸、馬來酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、檸蘋酸、丙二酸、戊二酸、檸檬酸、酒石酸、氧代戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐等。另外,脂環式二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:環丁烷二羧酸、環戊烷二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、降冰片烷二羧酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐等。另外,芳香族二羧酸或三羧酸的酸單酐的例子包含:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三甲酸等的酸單酐及導入有任意的取代基的二羧酸或三羧酸的酸單酐。
在二羧酸或三羧酸的酸單酐中,優選為琥珀酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫偏苯三甲酸、鄰苯二甲酸、偏苯三甲酸,更優選為琥珀酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸。另外,在二羧酸或三羧酸中,優選為使用它們的酸單酐。所述二羧酸或三羧酸的酸單酐可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
另外,作為四羧酸或其酸二酐(c),可使用鏈式烴四羧酸、脂環式烴四羧酸、芳香族烴四羧酸、或者它們的酸二酐等。
鏈式烴四羧酸的例子包含:丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸、及導入了脂環式烴基、不飽和烴基等取代基的鏈式烴四羧酸等。另外,所述脂環式四羧酸的例子包含:環丁烷四羧酸、環戊烷四羧酸、環己烷四羧酸、環庚烷四羧酸、降冰片烷四羧酸、及導入了鏈式烴基、不飽和烴基等取代基的脂環式四羧酸等。另外,芳香族四羧酸的例子包含:均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯苯基四羧酸、二苯基醚四羧酸、二苯基碸四羧酸等。
在四羧酸或其酸二酐中,優選為聯苯基四羧酸、二苯甲酮四羧酸、二苯基醚四羧酸,更優選為聯苯基四羧酸、二苯基醚四羧酸。另外,在四羧酸或其酸二酐中,優選使用其酸二酐。此外,所述四羧酸或其酸二酐可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
關於由通式(7)所表示的二醇(d)與酸成分(b)及酸成分(c)的反應,並無特別限定,可採用公知的方法。例如,在日本專利特開平9-325494號公報中記載了在反應溫度為90℃~140℃下使(甲基)丙烯酸環氧酯與四羧酸二酐進行反應的方法。
此處,為了使化合物的末端成為羧基,優選以由通式(7)所表示的二醇(d)、二羧酸或三羧酸或者它們的酸單酐(b)、四羧酸或其酸二酐(c)的莫耳比成為(d):(b):(c)=1:0.01~1.0:0.2~1.0的方式進行反應。
例如,在使用(b)酸單酐、(c)酸二酐的情況下,優選以酸成分的量〔(b)/2+(c)〕相對於由通式(7)所表示的二醇(d)的莫耳比[(d)/〔(b)/2+(c)〕]成為0.5~1.0的方式進行反應。此處,在莫耳比為1.0以下的情況下,不會使含有未反應的聚合性不飽和基的二醇化合物的含量增大,因此可提高鹼可溶性樹脂組成物的經時穩定性。另一方面,在莫耳比超過0.5的情況下,由於通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂的末端不會成為酸酐,可抑制未反應酸二酐的含量增大,因此可提高鹼可溶性樹脂組成物的經時穩定性。此外,(d)、(b)及(c)的各成分的莫耳比可出於調整由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂的酸值、分子量的目的而在所述範圍內任意變更。
另外,由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂的酸值的優選範圍為20 mgKOH/g~180 mgKOH/g,優選為80 mgKOH/g以上且120 mgKOH/g以下。在酸值為20 mgKOH/g以上的情況下,當鹼性顯影時不易殘留殘渣,在酸值為180 mgKOH/g以下的情況下,鹼性顯影液的滲透不會變得過快,因此可抑制剝離現象。此外,酸值可使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造),並利用1/10N-KOH水溶液進行滴定而求出。
由通式(3)所表示的鹼可溶性樹脂的利用凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定(HLC-8220GPC,東曹(Tosoh)股份有限公司製造)而得的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)通常為1000~100000,優選為2000~20000,更優選為2000~6000。在重量平均分子量為1000以上的情況下,可抑制鹼性顯影時的圖案密合性的降低。另外,在重量平均分子量小於100000的情況下,容易調整為對於塗布而言優選的感光性樹脂組成物的溶液黏度,鹼性顯影不會過度需要時間。
在不包含著色材料的情況下,本發明的感光性樹脂組成物中的(A)成分的含量相對於固體成分的總質量而優選為30質量%~80質量%,在包含著色材料的情況下優選為2質量%以上且70質量%以下。
本發明的感光性樹脂組成物包含(B)具有至少兩個乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體。(B)成分進一步提高硬化膜的密合性,另外,提高曝光部相對於鹼性顯影液的溶解性,從而進一步提高硬化膜的直線再現性。但是,為了使硬化膜不易變脆且抑制組成物的酸值降低、提高未曝光部相對於鹼性顯影液的溶解性、進一步提高硬化膜的直線再現性,(B)成分的量優選為不過高。
具有至少兩個乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體(B)的例子包含:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的環氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯類;作為具有乙烯性雙鍵的化合物的具有(甲基)丙烯醯基的樹枝狀聚合物等。此外,它們可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
所述作為具有乙烯性雙鍵的化合物的具有(甲基)丙烯醯基的樹枝狀聚合物的例子包含:對多官能(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯醯基中的碳-碳雙鍵的一部分加成多元巰基化合物而獲得的樹枝狀聚合物。具體而言,包含:使由通式(8)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯醯基與由通式(9)所表示的多元巰基化合物的硫醇基進行反應而獲得的樹枝狀聚合物。
(式(8)中,R9
為氫原子或甲基,R10
是將R11
(OH)k
的k個羥基內的一個羥基供予至式中的酯鍵後的殘留部分。作為優選的R11
(OH)k
,為基於碳數2~8的非芳香族的直鏈或分支鏈的烴骨架的多元醇、或者為所述多元醇的多個分子通過醇的脫水縮合並經由醚鍵進行連結而成的多元醇醚、或者為所述多元醇或多元醇醚與羥基酸的酯。k及l獨立地為2~20的整數,k≧l。)
(式(9)中,R12
為單鍵或2價~6價的C1~C6的烴基,在R12
為單鍵時p為2,在R12
為2價~6價的基時p為2~6的整數。)
由通式(8)所表示的多官能(甲基)丙烯酸酯的例子包含:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亞甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性六氫鄰苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、羥基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷苯甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、烷氧基改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯。所述化合物可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
由通式(9)所表示的多元巰基化合物的例子包含:1,2-二巰基乙烷、1,3-二巰基丙烷、1,4-二巰基丁烷、雙二巰基乙烷硫醇、三羥甲基丙烷三(巰基乙酸酯)、三羥甲基丙烷三(巰基丙酸酯)、季戊四醇四(巰基乙酸酯)、季戊四醇三(巰基乙酸酯)、季戊四醇四(巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(巰基乙酸酯)、二季戊四醇六(巰基丙酸酯)等。所述化合物可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
另外,在合成所述樹枝狀聚合物時,視需要可加入聚合抑制劑。聚合抑制劑的例子包含:對苯二酚系化合物、酚系化合物。它們的具體例包含:對苯二酚、甲氧基對苯二酚、兒茶酚、對叔丁基兒茶酚、甲酚、二丁基羥基甲苯、2,4,6-三叔丁基苯酚(BHT)等。
(A)成分與(B)成分的調配比例以重量比(A)/(B)計而優選為30/70~90/10,更優選為60/40~80/20。若(A)成分的調配比例為30/70以上,則光硬化後的硬化膜不易變脆,另外,在未曝光部中塗膜的酸值不易變低,因此可抑制相對於鹼性顯影液的溶解性的降低。由此,不易產生圖案邊緣變成鋸齒狀、或變得不鮮明等不良情況。另外,若(A)成分的調配比例為90/10以下,則光反應性官能基在樹脂中所占的比例充分,因此可進行所期望的交聯結構的形成。另外,由於樹脂成分的酸值不會過高,因此曝光部的相對於鹼性顯影液的溶解性不易變高,故而可抑制所形成的圖案變得比目標線寬細、或可抑制圖案的缺失。
本發明的感光性樹脂組成物包含(C)具有3,4-環氧環己基的環氧化合物。(C)具有3,4-環氧環己基的環氧化合物的例子包含由通式(1)或通式(2)所表示的環氧化合物。
(式(1)中,X為單鍵或在內部可包含雜原子的碳數1~20的二價有機基。)
(式(2)中,a、b、c、d分別獨立地為0或1,a+b+c+d=1~3)。
此處,由通式(1)所表示的環氧化合物的X為單鍵或在內部可包含雜元素的碳數1~20的二價有機基。在內部可包含雜元素的碳數1~20的二價有機基的例子包含:二價烴基、在烴基的一個或兩個末端中具有羧基的二價基等。此外,所述烴基也可在內部具有醚鍵性的氧原子或酯鍵。
所述二價烴基的例子包含:亞甲基、亞乙基、亞丙基、異亞丙基、仲丁烯基、甲基異丁烯基、己烯基、癸烯基、十二烯基等直鏈烴基。在烴基的末端具有羧基的二價基的例子包含由通式(10)~通式(13)所表示的二價有機基。優選在通式(10)中g為1;在通式(11)中h為5且i為1;在通式(12)中j為2;在通式(13)中k為4且l為1。
(式(10)中,g為1~20的整數。)
(式(11)中,h為2~20的整數,i為0~10的整數。)
(式(12)中,j為1~20的整數。)
(式(13)中,k為0~18的整數,l為1~10的整數。)
另外,由通式(1)所表示的環氧化合物的例子包含由通式(14)~通式(20)所表示的環氧化合物。所述環氧化合物可同時並用兩種以上。在由通式(14)~通式(20)所表示的環氧化合物中,就獲取的容易性及硬化膜的物性而言,優選為由通式(17)或通式(18)所表示的環氧化合物,g為1、h為5且i為1。
(式(17)中,g為1~20的整數。)
(式(18)中,h為2~20的整數,i為0~10的整數。)
(式(19)中,j為1~20的整數。)
(式(20)中,k為0~18的整數,l為1~10的整數。)
相對於固體成分的總質量,(C)成分的環氧化合物的含量優選為5質量%~17質量%。通過使(C)成分的環氧化合物的含量為5質量%以上,可具有耐溶劑性,通過使(C)成分的環氧化合物的含量為17質量%以下,可具有耐溶劑性,而且可充分確保圖案與基板的密合性。
另外,在(C)成分中,優選為由通式(2)所表示的環氧化合物。通過使用由通式(2)所表示的在分子內具有4個環氧環己基的環氧化合物,即便不使用硬化劑及硬化促進劑,也可提高硬化膜(塗膜)的耐溶劑性。
(C)成分的環氧化合物的環氧當量優選為100 g/eq~300 g/eq。另外,(C)成分的環氧化合物的數量平均分子量(Mn)優選為100~5000。若所述環氧當量為100 g/eq~300 g/eq且所述環氧化合物的數量平均分子量(Mn)為100~5000,則可確保顯影時的顯影密合性,而且可形成耐溶劑性良好的硬化膜。另外,若環氧當量為300 g/eq以下,則可設計顯影速度為適當範圍的感光性樹脂組成物,也可確保硬化膜的耐溶劑性。另外,更優選為使用在1分子中具有三個以上環氧基的環氧化合物。此外,所述化合物可使用僅其中一種化合物,也可並用兩種以上。
本發明的感光性樹脂組成物包含(D)光聚合起始劑。
(D)成分的例子包含:苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對叔丁基苯乙酮等苯乙酮類;二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、p,p'-雙二甲基氨基二苯甲酮等二苯甲酮類;苯偶醯、安息香、安息香甲基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚等安息香醚類;2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基聯咪唑、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)聯咪唑、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2,4,5-三芳基聯咪唑等聯咪唑系化合物類;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(對氰基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(對甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑等鹵代甲基二唑化合物類;2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等鹵代甲基-均三嗪系化合物類;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯等O-醯基肟系化合類;苄基二甲基縮酮、硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等硫化合物;2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等蒽醌類;偶氮雙異丁腈、苯甲醯基過氧化物、枯烯過氧化物等有機過氧化物;2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噁唑、2-巰基苯并噻唑、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)等硫醇化合物;三乙醇胺、三乙基胺等三級胺等。此外,所述光聚合起始劑可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。
尤其在設為包含著色材料的感光性樹脂組成物的情況下,優選為使用O-醯基肟系化合物類(包含酮肟)。具體的化合物群組的例子包含由通式(5)或通式(21)所表示的O-醯基肟系光聚合起始劑。所述化合物群組中,在以高顏料濃度使用著色材料的情況及形成遮光膜圖案的情況下,優選使用365 nm下的莫耳吸光係數為10000 L/mol・cm以上的O-醯基肟系光聚合起始劑。此外,本發明中所述的「光聚合起始劑」是以包含增感劑的含義使用。
(式(5)中,R6
、R7
分別獨立地為C1~C15的烷基、C6~C18的芳基、C7~C20的芳基烷基或C4~C12的雜環基,R8
為C1~C15的烷基、C6~C18的芳基或C7~C20的芳基烷基。此處,烷基及芳基可由C1~C10的烷基、C1~C10的烷氧基、C1~C10的烷醯基、鹵素取代,亞烷基部分可包含不飽和鍵、醚鍵、硫醚鍵、酯鍵。另外,烷基可為直鏈、分支或環狀的任一種烷基。)
(式(21)中,R13
及R14
分別獨立地為碳數1~10的直鏈狀或分支狀的烷基、或者為碳數4~10的環烷基、環烷基烷基或烷基環烷基、或者為可由碳數1~6的烷基取代的苯基。R15
獨立地為碳數2~10的直鏈狀或分支狀的烷基或烯基,所述烷基或烯基中的-CH2
-基的一部分可由-O-基取代。進而,所述R13
~R15
的基中的氫原子的一部分也可由鹵素原子取代。)
相對於(A)成分與(B)成分的總質量,(D)成分的含量優選為0.1質量%~30質量%,更優選為1質量%~25質量%。若(D)成分的含量為0.1質量%以上,則具有適度的光聚合的速度,因此可抑制感度的降低。另外,若(D)成分的含量為30質量%以下,則可再現忠實於遮罩的線寬,並且可使圖案邊緣鮮明。
本發明的感光性樹脂組成物包含(E)溶劑。
(E)感光性樹脂組成物中所含的溶劑的例子包含:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇單丁醚、3-羥基-2-丁酮、二丙酮醇等醇類;α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯類;丙酮、甲基乙基酮、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮類;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烴類;溶纖劑、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單***、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單***、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單***等二醇醚類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-丁基乙酸酯、溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯等酯類等。通過使用它們進行溶解、混合,可製成均勻的溶液狀的組成物。為了獲得塗布性等必要特性,所述溶劑可單獨使用或並用兩種以上。
(E)成分的含量根據目標黏度而變化,但在感光性樹脂組成物溶液中優選為60質量%~90質量%。
本發明的感光性樹脂組成物可包含(F)環氧化合物的硬化劑和/或硬化促進劑。當本發明的感光性樹脂組成物為在140℃以下的低溫下進行煆燒的組成物時,(C)成分的硬化容易不足,因此感光性樹脂組成物為了使(C)成分充分硬化而優選包含(F)成分。
作為(F)成分的環氧化合物的硬化劑的例子包含:胺系化合物、多元羧酸化合物、酚樹脂、氨基樹脂、二氰二胺、路易斯酸(lewis acid)錯化合物等。本發明中可優選地使用多元羧酸化合物。
多元羧酸系化合物的例子包含:多元羧酸、多元羧酸的酐、及多元羧酸的熱分解性酯。所謂多元羧酸,是指在1分子中具有兩個以上的羧基的化合物,例如可列舉:琥珀酸、馬來酸、環己烷-1,2-二羧酸、環己烯-1,2-二羧酸、環己烯-4,5-二羧酸、降冰片烷-2,3-二羧酸、鄰苯二甲酸、3,6-二氫鄰苯二甲酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、甲基四氫鄰苯二甲酸、苯-1,2,4-三羧酸、環己烷-1,2,4-三羧酸、苯-1,2,4,5-四羧酸、環己烷-1,2,4,5-四羧酸、丁烷-1,2,3,4-四羧酸等。多元羧酸的酐的例子包含上述化合物的酸酐。其可為分子間酸酐,通常使用在分子內閉環的酸酐。多元羧酸的熱分解性酯的例子包含上述化合物的叔丁基酯、1-(烷基氧基)乙基酯、1-(烷硫基)乙基酯(其中,烷基為碳數1~20的飽和或不飽和的烴基,烴基可具有分支結構或環結構,可由任意的取代基取代)等。另外,作為多元羧酸系化合物,也可使用具有兩個以上的羧基的聚合物或共聚物,所述羧基可為酐或熱分解性酯。
另外,所述聚合物或共聚物的例子包含:包含(甲基)丙烯酸作為構成成分的聚合物或共聚物、包含馬來酸酐作為構成成分的共聚物、使四羧酸二酐與二胺或二醇進行反應而使酸酐開環的化合物等。所述化合物中,優選使用鄰苯二甲酸、3,6-二氫鄰苯二甲酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、甲基四氫鄰苯二甲酸、苯-1,2,4-三羧酸的各酐。關於使用多元羧酸化合物作為環氧化合物的硬化劑時的調配比率,優選以相對於環氧化合物的環氧基的1莫耳而多元羧酸化合物的羧基成為0.5莫耳~1.0莫耳、更優選為0.6莫耳~0.95莫耳的方式進行調配。
作為(F)成分的環氧化合物的硬化促進劑可利用作為環氧化合物的硬化促進劑、硬化催化劑、潛在性硬化劑等而已知的公知化合物。環氧化合物的硬化促進劑的例子包含:三級胺、四級銨鹽、三級膦、四級鏻鹽、硼酸酯、路易斯酸、有機金屬化合物、咪唑類等。所述硬化促進劑中,優選為1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯或1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬-5-烯或它們的鹽。
相對於環氧化合物100質量份,所述硬化促進劑的添加量優選為0.05質量份~2質量份,可視熱硬化後的樹脂膜圖案的耐化學品性的顯現狀況等而調整添加量。
另外,相對於固體成分的總質量,(C)成分與(F)成分的合計量優選為6質量%~24質量%,更優選為8質量%~22質量%。通過包含充分量的(C)成分及(F)成分,可充分提高所形成的硬化膜的線寬再現性、直線再現性、耐溶劑性。
另外,(C)成分的環氧基的當量數Eep
與(F)成分的環氧化合物的硬化劑的當量數的比率優選為Eep
/硬化劑=1.5~2.5。若Eep
/硬化劑為1.5以上,則可使環氧化合物充分硬化,因此可抑制未反應的環氧化合物殘留在感光性樹脂組成物中。另外,若Eep
/硬化劑為2.5以下,則可充分提高硬化膜的密合性及直線再現性。
本發明的感光性樹脂組成物可包含(G)著色材料。
所述著色材料優選為選自由有機顏料或無機顏料所組成的群組中的著色材料,更優選為選自由有機黑色顏料或無機黑色顏料所組成的群組中的遮光材料。作為(G)成分的著色材料的含量可根據所期望的遮光度任意決定,相對於感光性樹脂組成物中的固體成分而優選為20質量%~80質量%,更優選為40質量%~70質量%。若著色材料相對於感光性樹脂組成物中的固體成分而為20質量%以上,則可充分獲得遮光性。若著色材料相對於感光性樹脂組成物中的固體成分而為80質量%以下,則原本的作為黏合劑的感光性樹脂的含量不會減少,因此可獲得所期望的顯影特性及膜形成能力。
作為(G)成分的黑色有機顏料的例子包含:苝黑、花青黑、苯胺黑、內醯胺黑等。混色有機顏料的例子包含:選自偶氮顏料、縮合偶氮顏料、偶氮甲鹼顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二噁嗪顏料、還原(threne)顏料、苝顏料、紫環酮(perinone)顏料、喹酞酮顏料、二酮基吡咯並吡咯顏料、硫靛顏料等有機顏料中的至少兩色混合並進行模擬黑色化而成的顏料。作為黑色無機顏料,包含碳黑、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑等。根據目標感光性樹脂組成物的功能,所述(G)成分可單獨使用僅其中一種,也可並用兩種以上。所述顏料中,就遮光性、表面平滑性、分散穩定性、與樹脂的親和性的觀點而言,優選為碳黑。另外,在使用有機顏料的情況下,為了實現平均粒徑50 nm以下的微分散,優選為實施了微粒化加工的有機顏料(基於布厄特(Brunauer-Emmett-Teller,BET)法的比表面積為50 m2
/g以上的有機顏料)。
可用作所述(G)成分的有機顏料的例子包含在顏色索引(Color Index)名稱中為以下編號的顏料,但並不限定於此。
顏料紅(pigment red)2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等
顏料橙(pigment orange)5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等
顏料黃(pigment yellow)1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等
顏料綠(pigment green)7、36、58等
顏料藍(pigment blue)15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、80等
顏料紫(pigment violet)19、23、37等
另外,(G)成分的著色材料優選預先與分散劑一起分散在溶劑中而製成著色材料分散液,然後作為著色膜用感光性樹脂組成物進行調配。此處,進行分散的溶劑可使用所述溶劑。在所述溶劑中,優選為丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等。
所述分散劑可使用各種高分子分散劑等公知的分散劑。關於分散劑的例子,可無特別限制地使用現有顏料分散中所使用的公知的化合物(以分散劑、分散潤濕劑、分散促進劑等名稱而市售的化合物等)。所述分散劑的例子包含:陽離子性高分子系分散劑、陰離子性高分子系分散劑、非離子性高分子系分散劑、顏料衍生物型分散劑(分散助劑)等。尤其就對顏料的吸附方面而言,優選為具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、一級氨基、二級氨基或三級氨基等陽離子性官能基且胺值為1 mgKOH/g~100 mgKOH/g、數量平均分子量為1千~10萬的陽離子性高分子系分散劑。關於所述分散劑的調配量,相對於著色材料而優選為1質量%~30質量%,更優選為2質量%~25質量%。
另外,在製備著色材料分散液時,不僅使所述分散劑,也可使(A)成分的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的一部分共分散。通過使(A)成分的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的一部分共分散,可製成容易將曝光感度維持為高感度、顯影時的密合性良好且也不易產生殘渣的問題的感光性樹脂組成物。在著色材料分散液中,此時的(A)成分的調配量優選為2質量%~20質量%,更優選為5質量%~15質量%。若(A)成分為2質量%以上,則可獲得由共分散帶來的感度提高、密合性提高、殘渣減少等效果。若(A)成分為20質量%以下,則尤其在著色材料的含量大時,著色材料分散液的黏度也不會過度變高而可均勻地分散。所獲得的著色材料分散液通過與(A)成分~(F)成分混合且視需要添加其他成分並調整為適於製膜條件的黏度,而可製成本發明的製造方法中所使用的感光性樹脂組成物。
本發明的感光性樹脂組成物優選包含(H)二氧化矽粒子。
關於作為(H)成分的二氧化矽粒子,氣相反應或液相反應等製造方法、或形狀(球狀、非球狀)並無特別限制。另外,也可無特別限制地使用通過矽烷偶合劑處理等進行了表面處理的二氧化矽粒子。
本發明中使用的作為(H)成分的二氧化矽粒子的種類並無特別限定。可使用實心二氧化矽,也可使用中空二氧化矽粒子。此外,所謂「中空二氧化矽粒子」,是指粒子的內部具有空洞的二氧化矽粒子。
通過使用所述二氧化矽粒子,可降低包含所述二氧化矽粒子的遮光膜的折射率。
所述二氧化矽粒子的平均粒子徑優選為1 nm~95 nm,更優選為5 nm~90 nm。通過使用平均粒子徑小的二氧化矽粒子,可抑制細線圖案側面形成為鋸齒狀。另外,具有減少硬化膜(塗膜)表面的凹凸的效果,可抑制硬化膜(塗膜)面內的反射率的偏差。
另外,相對於感光性樹脂組成物的總質量,所述二氧化矽粒子的含量優選為0.1質量%~5質量%,更優選為0.1質量%~2質量%。若二氧化矽粒子的含量處於所述範圍內,則可實現低反射率化,同時確保良好的圖案化性。
所述二氧化矽粒子的平均粒子徑可使用動態光散射法的粒度分布計「粒徑分析儀FPAR-1000」(大塚電子股份有限公司製造),並利用累積法來測定。
另外,所述二氧化矽粒子的折射率可使用1.10~1.47的折射率。不僅可使用通常的二氧化矽粒子的折射率1.45~1.47,而且使用具有低折射率的中空二氧化矽粒子,由此,較僅包含通常的二氧化矽粒子的遮光膜的折射率而言,也可進一步降低遮光膜的折射率。
另外,二氧化矽粒子的折射率可由如下透明的混合液求出,所述混合液是通過對將所述二氧化矽粒子處理成粉末狀而成者、與折射率已知的標準折射液進行混合而獲得。在此情況下,將所述混合液的標準折射液的折射率設為二氧化矽粒子的折射率。此外,所述二氧化矽粒子的折射率可使用阿貝(Abbe)折射率計來測定。
另外,可抑制因硬化膜(塗膜)上所形成的層與所形成的硬化膜(塗膜)的折射率差而產生的反射,因此,即便不另行設置抗反射膜等,也可抑制反射。
所述二氧化矽粒子的形狀可為圓球形狀,也可為橢圓形狀。本發明中使用的二氧化矽粒子的形狀優選為圓球狀。
所述二氧化矽粒子的圓球度優選為1.0~1.5。若二氧化矽粒子的圓球度為所述範圍,則粒子形狀接近於圓球。因此,可均質地填充到膜厚度薄的遮光膜中,可形成在維持被膜表面平滑性的同時所述二氧化矽粒子不會自被膜表面露出到外部的遮光膜。因此,可獲得折射率低、具有充分的強度的遮光膜。在欲獲得此種可實現膜面側的低反射的遮光膜的情況下,光聚合起始劑的選擇也是重要的要素,優選使用在遮光膜中通常使用的肟酯系光聚合起始劑,並且添加在固體成分中為0.5%~5%的硫醇化合物。
所述二氧化矽粒子的圓球度可由粒子的最長徑與最短徑的比例(任意100個二氧化矽粒子的平均值)求出。此處,所謂二氧化矽粒子的最長徑與最短徑,是利用穿透式電子顯微鏡對二氧化矽粒子進行拍攝,並根據所獲得的顯微鏡照片測定二氧化矽粒子的最長徑與最短徑而求出的值。
作為所述(H)成分的二氧化矽粒子可作為分散於溶劑中而成的二氧化矽粒子分散體來與其他調配成分混合。分散劑可無特別限制地使用顏料(遮光成分)分散中所使用的公知的化合物(以分散劑、分散潤濕劑、分散促進劑等名稱而市售的化合物等)等。
本發明的感光性樹脂組成物中可視需要調配熱聚合抑制劑及抗氧化劑、塑化劑、填充材料、流平劑、消泡劑、表面活性劑、偶合劑等添加劑。此處,熱聚合抑制劑及抗氧化劑的例子包含:對苯二酚、對苯二酚單甲醚、連苯三酚(pyrogallol)、叔丁基鄰苯二酚、吩噻嗪、受阻酚系化合物等。塑化劑的例子包含:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等。填充材料的例子包含:玻璃纖維、二氧化矽、雲母、氧化鋁等。消泡劑或流平劑的例子包含:矽酮系、氟系、丙烯酸系的化合物。表面活性劑的例子包含氟系表面活性劑、矽酮系表面活性劑等。偶合劑的例子包含:3-(縮水甘油基氧基)丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等。
本發明的硬化膜的製造方法是如下的製造方法:在耐熱溫度為140℃以下的基板上塗布所述感光性樹脂組成物,並介隔光罩進行曝光,通過顯影將未曝光部去除,在140℃以下進行加熱而形成規定的硬化膜圖案。
關於本發明的硬化膜的製造方法中使用的基板的例子,耐熱溫度為140℃以下的聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)等樹脂製薄膜(塑膠基板);在樹脂製薄膜上蒸鍍或圖案化有氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)或金等的電極的基板也包含在基板等內。此處,所謂「耐熱溫度」,是指在基板上進行硬化膜的圖案形成等加工製程中,即便基板暴露,也不會產生變形等問題的溫度。此外,樹脂製薄膜雖然根據拉伸處理的程度而變化,但需要至少不超過玻璃化轉變溫度(Tg)。
另外,本發明的硬化膜的製造方法中使用的其他基板的例子包含:如玻璃基板、矽晶片及聚醯亞胺薄膜等般基板自身的耐熱性高但在基板上形成有耐熱性低的薄膜等的基板。其他基板的具體例包含:在玻璃、矽晶片或聚醯亞胺薄膜上形成有有機EL(有機發光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED))或有機薄膜電晶體(TFT)的帶有有機器件的基板等。此外,在本發明中設為對象的耐熱性低的基板的耐熱溫度雖然根據樹脂的種類或器件而不同,但優選為80℃~140℃。此外,關於帶有有機器件的基板,也包含在形成有機器件後形成有保護膜、保護薄膜等的基板。其原因在於:即便所述保護膜、保護薄膜自身的耐熱性為150℃以上,但為了確保有機器件的功能,實質上僅為140℃以下的耐熱性,在此情況下,相當於帶有有機器件的基板。
作為將本發明的感光性樹脂組成物塗布於基板上的方法,不僅可使用公知的溶液浸漬法、噴霧法,也可採用使用輥塗布機、圓盤塗布機(Land coater machine)、狹縫塗布機或旋轉機的方法等任一方法。在利用所述方法塗布為所期望的厚度後,將溶劑去除(預烘烤),由此形成被膜。預烘烤是通過利用烘箱、加熱板等的加熱而進行。預烘烤中的加熱溫度及加熱時間可根據使用的溶劑而適宜選擇,例如在60℃~110℃的溫度(以不超過基板的耐熱溫度的方式設定)下進行1分鐘~3分鐘。
預烘烤後進行的曝光是利用紫外線曝光裝置進行,介隔光罩進行曝光,由此僅使與圖案對應的部分的抗蝕劑感光。適宜選擇曝光裝置及其曝光照射條件並使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、遠紫外線燈等光源進行曝光,從而使塗膜中的感光性樹脂組成物光硬化。優選為照射一定量的波長365 nm的光而進行光硬化。
作為曝光中所使用的放射線,例如可使用可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等,放射線的波長範圍優選為250 nm~450 nm。另外,作為適合於所述鹼性顯影的顯影液,例如可使用碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、二乙醇胺、四甲基氫氧化銨等的水溶液。所述顯影液可根據樹脂層的特性而適宜選擇,但視需要也可添加表面活性劑。顯影溫度優選為20℃~35℃,可使用市售的顯影機或超聲波清洗機等精密地形成微細的圖像。此外,在鹼性顯影後,通常進行水洗。作為顯影處理法,可應用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(dip)顯影法、水坑式(puddle)(覆液)顯影法等。
曝光後的鹼性顯影是出於去除並未曝光部分的抗蝕劑的目的而進行,通過所述顯影而形成所需的圖案。適於所述鹼性顯影的顯影液的例子包含:鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽的水溶液、鹼金屬的氫氧化物的水溶液等。尤其優選使用含有0.05質量%~3.0質量%的碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等碳酸鹽的弱鹼性水溶液在23℃~28℃的溫度下進行顯影。另外,可使用市售的顯影機或超聲波清洗機等精密地形成微細的圖像。
顯影後,優選為在80℃~140℃的溫度(以不會超過基板的耐熱溫度的方式設定)及20分鐘~90分鐘的條件下進行熱處理(後烘烤),更優選為在溫度90℃~120℃、加熱時間30分鐘~60分鐘的條件下進行。所述後烘烤是出於提高經圖案化的硬化膜與基板的密合性等目的而進行。其與預烘烤同樣地是通過利用烘箱、加熱板等的加熱而進行。本發明的經圖案化的樹脂膜是經過以上的利用光刻法的各步驟而形成。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例對本發明的實施形態進行具體說明,但本發明並不限定於所述實施例及比較例。
首先,自通式(3)所表示的含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂的合成例開始進行說明,且只要並無說明,則所述合成例中的樹脂的評價如以下般進行。
[固體成分濃度]
使合成例中所獲得的樹脂溶液1 g含浸於玻璃濾光片〔重量:W0
(g)〕並稱重〔W1
(g)〕,根據在160℃下加熱2小時後的重量〔W2
(g)〕並利用下式求出。
固體成分濃度(重量%)=100×(W2
-W0
)/(W1
-W0
)
[環氧當量]
將樹脂溶液溶解於二噁烷中後,加入四乙基溴化銨的乙酸溶液,使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造),並利用1/10N-高氯酸溶液進行滴定而求出。
[酸值]
將樹脂溶液溶解於二噁烷中,使用電位差滴定裝置「COM-1600」(平沼產業股份有限公司製造),並利用1/10N-KOH水溶液進行滴定而求出。
[分子量]
利用凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)「HLC-8220GPC」(東曹(Tosoh)股份有限公司製造,溶媒:四氫呋喃,管柱:TSKgelSuper H-2000(2根)+TSKgelSuper H-3000(1根)+TSKgelSuper H-4000(1根)+TSKgelSuper H-5000(1根)(東曹(Tosoh)股份有限公司製造),溫度:40℃,速度:0.6 ml/min)進行測定,並作為標準聚苯乙烯(東曹(Tosoh)股份有限公司製造,PS-寡聚物套組)換算值來求出重量平均分子量(Mw)。
[莫耳吸光係數]
醯基肟系光聚合起始劑的莫耳吸光係數使用紫外可見近紅外分光光度計「UH4150」(日立高科技股份有限公司製造)進行測定。
[平均粒子徑]
二氧化矽粒子的平均粒子徑是使用動態光散射法的粒度分布計「粒徑分析儀FPAR-1000」(大塚電子股份有限公司製造),並利用累積法來測定。
另外,合成例及比較例中使用的簡稱如下所述。
DCPMA:甲基丙烯酸二環戊酯
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
St:苯乙烯
AA:丙烯酸
SA:琥珀酸酐
BPFE:雙酚芴型環氧化合物(9,9-雙(4-羥基苯基)芴與氯甲基氧雜環丙烷的反應物)
BPDA:3,3',4,4'-聯苯基四羧酸二酐
THPA:四氫鄰苯二甲酸酐
AIBN:偶氮雙異丁腈
TDMAMP:三-二甲基氨基甲基苯酚
HQ:對苯二酚
TEA:三乙基胺
TEAB:四乙基溴化銨
PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯
[合成例1]
在帶有回流冷卻器的1 L的四口燒瓶中放入PGMEA(300 g),對燒瓶系統內進行氮氣置換後升溫至120℃。在所述燒瓶中,自滴加漏斗歷時2小時滴加單體混合物(使AIBN(10 g)溶解於DCPMA(77.1 g,0.35莫耳)、GMA(49.8 g,0.35莫耳)、St(31.2 g,0.30莫耳)中而成的混合物),進而在120℃下攪拌2小時,獲得共聚物溶液。
繼而,將燒瓶系統內置換為空氣後,對所獲得的共聚物溶液添加AA(24.0 g,縮水甘油基的95%)、TDMAMP(0.8 g)及HQ(0.15 g),在120℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的共聚物溶液。對所獲得的含聚合性不飽和基的共聚物溶液加入SA(30.0 g,AA添加莫耳數的90%)、TEA(0.5 g)並在120℃下反應4小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性共聚物樹脂溶液(A)-1。樹脂溶液的固體成分濃度為46.0質量%,酸值(固體成分換算)為76 mgKOH/g,利用GPC分析的Mw為5300。
[合成例2]
在帶有回流冷卻器的500 ml四口燒瓶中投入BPFE(114.4 g,0.23莫耳)、AA(33.2 g,0.46莫耳)、PGMEA(157.0 g)及TEAB(0.48 g),在100℃~105℃下攪拌20小時而進行反應。繼而,在燒瓶內投入BPDA(35.3 g,0.12莫耳)、THPA(18.3 g,0.12莫耳),在120℃~125℃下攪拌6小時,獲得含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂(A)-2。所獲得的樹脂溶液的固體成分濃度為56.1質量%,酸值(固體成分換算)為103 mgKOH/g,利用GPC分析的Mw為3600。
以表1~表7所示的比例調配所述調配成分,製備實施例1~實施例43及比較例1~比較例36的感光性樹脂組成物。此外,表1~表7的數值全部表示質量份。在表1~表7中,將含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂記載為樹脂。
(含聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂)
(A)-1:所述合成例1中所獲得的樹脂溶液(固體成分濃度46.0質量%)
(A)-2:所述合成例2中所獲得的樹脂溶液(固體成分濃度56.1質量%)
(光聚合性單體)
(B):二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA(丙烯酸基當量96~115),日本化藥股份有限公司製造)
(環氧化合物)
(C)-1:3',4'-環氧環己基甲基3',4'-環氧環己烷羧酸酯(環氧當量130,大賽璐(Daicel)股份有限公司製造)
(C)-2:丁烷四羧酸四(3,4-環氧環己基甲基)修飾ε-己內酯(環氧當量197,大賽璐(Daicel)股份有限公司製造)
(C)-3:HiREM-1(環氧當量113,四國化成工業股份有限公司製造)
(C)-4:2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧-4-(2-氧雜環丙基)環己烷加成物(EHPE 3150,環氧當量180,大賽璐(Daicel)股份有限公司製造)
(C)-5:三苯基甲烷型環氧樹脂(EPPN-501H,環氧當量160,日本化藥股份有限公司製造)
(光聚合起始劑)
(D)-1:肟酯系光聚合起始劑(艾迪科亞科魯茲(Adeka arkls)NCI-831,艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造,「艾迪科亞科魯茲(Adeka arkls)」為此公司的注冊商標)
(D)-2:季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)
(溶劑)
(E)-1:丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)
(E)-2:二乙二醇乙基甲基醚(EDM)
(硬化劑及硬化促進劑)
(F)-1:偏苯三甲酸酐
(F)-2:含有2.0質量%的1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯(DBU(R),聖普羅(San-apro)股份有限公司製造)的PGMEA溶液
(著色材料)
(G)-1:樹脂被覆碳黑25質量%、高分子分散劑5質量%的PGMEA溶劑的顏料分散體(固體成分濃度30.0質量%)
(G)-2:鈦黑25.0質量%、高分子分散劑2.0質量%、分散樹脂(合成例2的鹼可溶性樹脂(A)-2)8.0質量%的PGMEA溶劑的顏料分散體(固體成分濃度35.0質量%)
(二氧化矽粒子)
(H)-1:二氧化矽PGMEA分散液「YA010C」(雅都瑪(Admatechs)股份有限公司製造,固體成分濃度20質量%,平均粒子徑10 nm)
(H)-2:二氧化矽PGMEA分散液「YA050C」(雅都瑪(Admatechs)股份有限公司製造,固體成分濃度40質量%,平均粒子徑50 nm)
(H)-3:二氧化矽PGMEA分散液「YC100C」(雅都瑪(Admatechs)股份有限公司製造,固體成分濃度50質量%,平均粒子徑100 nm)
(H)-4:中空二氧化矽異丙醇分散液(日揮催化劑化成股份有限公司製造,固體成分濃度20質量%,平均粒子徑75 nm,孔隙率46體積%)
(表面活性劑)
(I):美佳法(Megafac)F-475(迪愛生(DIC)股份有限公司製造,「美佳法」為此公司的注冊商標)
[表1]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
樹脂 | (A)-1 | 135.7 | 135.7 | - | - | 120.5 | 120.5 | - | - | 99.4 | 99.4 | - |
(A)-2 | - | - | 111.2 | 111.2 | - | - | 98.8 | 98.8 | - | - | 81.5 | |
光聚合性單體 | (B) | 15.6 | 15.6 | 15.6 | 15.6 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 11.4 | 11.4 | 11.4 |
環氧化合物 | (C)-1 | 7.3 | - | 7.3 | - | 14.6 | - | 14.6 | - | 7.3 | - | 7.3 |
(C)-2 | - | 8.0 | - | 8.0 | - | 16.1 | - | 16.1 | - | 8.0 | - | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 11.7 | 11.7 | 11.7 | 11.7 | 10.4 | 10.4 | 10.4 | 10.4 | 8.6 | 8.6 | 8.6 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 322.0 | 322.0 | 347.0 | 347.0 | 331.0 | 331.0 | 352.0 | 352.0 | 286.0 | 286.0 | 304.0 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 2.7 | 2.0 | 2.7 | 2.0 | 5.4 | 3.9 | 5.4 | 3.9 | 2.7 | 2.0 | 2.7 |
(F)-2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
著色材料 | (G)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | 80.0 | 80.0 | 80.0 |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 7% | 8% | 7% | 8% | 15% | 16% | 15% | 16% | 7% | 8% | 7% | |
(C)成分的環氧當量 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 |
[表2]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | ||
樹脂 | (A)-1 | - | 84.2 | 84.2 | - | - | 63.1 | 63.1 | - | - | 47.9 |
(A)-2 | 81.5 | - | - | 69.1 | 69.1 | - | - | 51.7 | 51.7 | - | |
光聚合性單體 | (B) | 11.4 | 9.7 | 9.7 | 9.7 | 9.7 | 7.3 | 7.3 | 7.3 | 7.3 | 5.5 |
環氧化合物 | (C)-1 | - | 14.6 | - | 14.6 | - | 7.3 | - | 7.3 | - | 14.6 |
(C)-2 | 8.0 | - | 16.1 | - | 16.1 | - | 8.0 | - | 8.0 | - | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 8.6 | 7.3 | 7.3 | 7.3 | 7.3 | 5.4 | 5.4 | 5.4 | 5.4 | 4.1 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 304.0 | 294.0 | 294.0 | 309.0 | 309.0 | 250.0 | 250.0 | 261.0 | 261.0 | 258.0 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 2.0 | 5.4 | 3.9 | 5.4 | 3.9 | 2.7 | 2.0 | 2.7 | 2.0 | 5.4 |
(F)-2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
著色材料 | (G)-1 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 8% | 15% | 16% | 15% | 16% | 7% | 8% | 7% | 8% | 15% | |
(C)成分的環氧當量 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 |
[表3]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | ||
樹脂 | (A)-1 | 47.9 | - | - | 26.8 | 26.8 | - | - | 11.6 | 11.6 | - |
(A)-2 | - | 39.3 | 39.3 | - | - | 22.0 | 22.0 | - | - | 9.5 | |
光聚合性單體 | (B) | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 3.1 | 3.1 | 3.1 | 3.1 | 1.3 | 1.3 | 1.3 |
環氧化合物 | (C)-1 | - | 14.6 | - | 7.3 | - | 7.3 | - | 14.6 | - | 14.6 |
(C)-2 | 16.1 | - | 16.1 | - | 8.0 | - | 8.0 | - | 16.1 | - | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 258.0 | 266.0 | 266.0 | 213.0 | 213.0 | 218.0 | 218.0 | 221.0 | 221.0 | 224.0 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 3.9 | 5.4 | 3.9 | 2.7 | 2.0 | 2.7 | 2.0 | 5.4 | 3.9 | 5.4 |
(F)-2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
著色材料 | (G)-1 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 16% | 15% | 16% | 7% | 8% | 7% | 8% | 15% | 16% | 15% | |
(C)成分的環氧當量 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 |
[表4]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | ||
樹脂 | (A)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(A)-2 | 9.5 | 49.9 | 49.9 | 49.9 | 45.5 | 47.1 | 44.7 | 43.9 | 43.9 | 43.9 | 43.9 | 42.5 | |
光聚合性單體 | (B) | 1.3 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 11.7 | 12.0 | 11.6 | 11.4 | 11.4 | 11.4 | 11.4 | 11.2 |
環氧化合物 | (C)-1 | - | 13.3 | - | - | 12.4 | - | - | - | - | - | - | - |
(C)-2 | 16.1 | - | 13.3 | - | - | 12.8 | - | 12.1 | 12.1 | 12.1 | 12.1 | 11.9 | |
(C)-3 | - | - | - | 13.3 | - | - | 12.3 | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 1.0 | 3.8 | 3.8 | 3.8 | 3.6 | 3.6 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 2.9 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.5 | |
溶劑 | (E)-1 | 224.0 | 211.8 | 211.8 | 211.8 | 212.1 | 211.5 | 212.4 | 199.7 | 208.0 | 199.7 | 209.7 | 200.3 |
(E)-2 | 170.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 3.9 | - | - | - | 4.4 | 2.8 | 5.2 | 2.7 | 2.7 | 2.7 | 209.7 | 3.4 |
(F)-2 | 1.0 | - | - | - | 1.7 | 1.6 | 1.8 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 255.0 | 1.1 | |
著色材料 | (G)-1 | 240.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(G)-2 | - | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | 16.7 | - | - | - | 16.7 |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | 8.3 | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 6.7 | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 16.7 | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 16% | 13% | 13% | 13% | 12% | 13% | 12% | 12% | 12% | 12% | 12% | 12% | |
(C)成分的環氧當量 | 197 | 135 | 197 | 113 | 135 | 197 | 113 | 197 | 197 | 197 | 197 | 197 |
[表5]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
樹脂 | (A)-1 | 143.2 | 143.2 | - | - | 113.0 | 113.0 | - | - | 106.9 | 106.9 | - | - |
(A)-2 | - | - | 117.4 | 117.4 | - | - | 92.6 | 92.6 | - | - | 87.7 | 87.7 | |
光聚合性單體 | (B) | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 12.3 | 12.3 | 12.3 | 12.3 |
環氧化合物 | (C)-1 | 3.6 | - | 3.6 | - | 18.2 | - | 18.2 | - | 3.6 | - | 3.6 | - |
(C)-2 | - | 4.0 | - | 4.0 | - | 20.1 | - | 20.1 | - | 4.0 | - | 4.0 | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 12.4 | 12.4 | 12.4 | 12.4 | 9.7 | 9.7 | 9.7 | 9.7 | 9.2 | 9.2 | 12.4 | 12.4 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 319.0 | 319.0 | 345.0 | 345.0 | 333.0 | 333.0 | 354.0 | 354.0 | 282.0 | 282.0 | 302.0 | 302.0 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 1.4 | 1.0 | 1.4 | 1.0 | 6.7 | 4.9 | 6.7 | 4.9 | 1.4 | 1.0 | 1.4 | 1.0 |
(F)-2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
著色材料 | (G)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 4% | 4% | 4% | 4% | 18% | 20% | 18% | 20% | 4% | 4% | 4% | 4% | |
(C)成分的環氧當量 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 |
[表6]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | ||
樹脂 | (A)-1 | 76.7 | 76.7 | - | - | 70.6 | 70.6 | - | - | 40.4 | 40.4 | - | - |
(A)-2 | - | - | 62.9 | 62.9 | - | - | 57.9 | 57.9 | - | - | 33.1 | 33.1 | |
光聚合性單體 | (B) | 8.8 | 8.8 | 8.8 | 8.8 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 |
環氧化合物 | (C)-1 | 18.2 | - | 18.2 | - | 3.6 | - | 3.6 | - | 18.2 | - | 18.2 | - |
(C)-2 | - | 20.1 | - | 20.1 | - | 4.0 | - | 4.0 | - | 20.1 | - | 20.1 | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 6.6 | 6.6 | 6.6 | 6.6 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 6.1 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 297.0 | 297.0 | 311.0 | 311.0 | 246.0 | 246.0 | 259.0 | 259.0 | 260.0 | 260.0 | 268.0 | 268.0 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 6.7 | 4.9 | 6.7 | 4.9 | 1.4 | 1.0 | 1.4 | 1.0 | 6.7 | 4.9 | 6.7 | 4.9 |
(F)-2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
著色材料 | (G)-1 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 | 160.0 |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 18% | 20% | 18% | 20% | 4% | 4% | 4% | 4% | 18% | 20% | 18% | 20% | |
(C)成分的環氧當量 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 |
[表7]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | ||
樹脂 | (A)-1 | 34.3 | 34.3 | - | - | 4.1 | 4.1 | - | - | - | - | - | - |
(A)-2 | - | - | 28.2 | 28.2 | - | - | 3.4 | 3.4 | 54.5 | 41.2 | 54.5 | 41.2 | |
光聚合性單體 | (B) | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 13.4 | 10.9 | 13.4 | 10.9 |
環氧化合物 | (C)-1 | 3.6 | - | 3.6 | - | 18.2 | - | 18.2 | - | - | - | - | - |
(C)-2 | - | 4.0 | - | 4.0 | - | 20.1 | - | 20.1 | - | - | - | - | |
(C)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(C)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | 7.9 | 15.8 | - | - | |
(C)-5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 7.7 | 15.4 | |
光聚合起始劑 | (D)-1 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.5 |
(D)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
溶劑 | (E)-1 | 210.0 | 210.0 | 216.0 | 216.0 | 224.0 | 224.0 | 225.0 | 225.0 | 208.8 | 213.7 | 208.8 | 213.7 |
(E)-2 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 170.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | 255.0 | |
硬化劑及硬化促進劑 | (F)-1 | 1.4 | 1.0 | 1.4 | 1.0 | 6.7 | 4.9 | 6.7 | 4.9 | 2.1 | 4.2 | 2.3 | 4.6 |
(F)-2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 2.0 | |
著色材料 | (G)-1 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | 240.0 | - | - | - | - |
(G)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | 120.0 | 120.0 | 120.0 | 120.0 | |
二氧化矽粒子 | (H)-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
(H)-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
(H)-4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
表面活性劑 | (I) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
固體成分中的(C)成分的質量比 | 4% | 4% | 4% | 4% | 18% | 20% | 18% | 20% | 8% | 16% | 8% | 15% | |
(C)成分的環氧當量 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 135 | 197 | 180 | 180 | 160 | 160 |
[評價]
使用將實施例1~實施例43、比較例1~比較例36的感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜(塗膜),進行以下評價。將評價結果示於表8~表13中。
(顯影特性評價用的硬化膜(塗膜)的製作)
使用旋轉塗布機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.2 μm的方式將表1~表7所示的感光性樹脂組成物塗布於預先利用低壓水銀燈照射波長254 nm的照度1000 mJ/cm2
的紫外線而清洗了表面的、125 mm×125 mm的玻璃基板「#1737」(康寧(Corning)公司製造)(以下稱為「玻璃基板」)上,使用加熱板在85℃下進行1分鐘預烘烤,製作硬化膜(塗膜)。繼而,將曝光間隙調整為100 μm,在所述硬化膜(塗膜)上被覆線/空間=10 μm/50 μm的負型光罩,利用i射線照度30 mW/cm2
的超高壓水銀燈照射80 mJ/cm2
的紫外線,進行感光部分的光硬化反應。
繼而,對曝光後的所述硬化膜(塗膜),在25℃下利用0.04%氫氧化鉀溶液以1 kgf/cm2
的噴淋壓進行自圖案開始顯現的顯影時間(間斷時間(break time)=BT)起為10秒及20秒的顯影處理,之後,進行5 kgf/cm2
的噴霧水洗,去除所述硬化膜(塗膜)的未曝光部分而在玻璃基板上形成硬化膜圖案,使用熱風乾燥機在85℃下正式硬化(後烘烤)60分鐘,獲得實施例1~實施例43、及比較例1~比較例36的帶有硬化膜的基板。
[顯影特性評價]
(圖案線寬)
(評價方法)
對於正式硬化(後烘烤)後的圖案線寬,使用測長顯微鏡「XD-20」(尼康(Nikon)股份有限公司製造)測定遮罩寬度10 μm的圖案線寬。此外,圖案線寬的評價是在BT+10秒的情況與BT+20秒的情況下進行。
(評價基準)
○:圖案線寬為10±2 μm的範圍內
×:圖案線寬為10±2 μm的範圍外
(圖案直線性)
(評價方法)
使用光學顯微鏡對正式硬化(後烘烤)的10 μm遮罩圖案進行觀察。此外,圖案直線性的評價是在BT+10秒的情況與BT+20秒的情況下進行。此外,將△以上設為合格。
(評價基準)
○:未確認到圖案邊緣部分變成鋸齒狀
△:局部確認到圖案邊緣部分變成鋸齒狀
×:遍布整體而確認到圖案邊緣部分變成鋸齒狀
(圖案密合性)
(評價方法)
使用光學顯微鏡對正式硬化(後烘烤)後的10 μm遮罩圖案進行觀察。此外,圖案密合性的評價是在BT+20秒的顯影條件下進行,將△以上設為合格。
(評價基準)
○:在圖案中未觀察到剝離
△:在圖案的僅一部分觀察到剝離
×:圖案的大部分發生了剝離
(光密度(optical density,OD)評價用的硬化膜(塗膜)的製作)
使用旋轉塗布機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.2 μm的方式將表1~表7所示的感光性樹脂組成物塗布於預先利用低壓水銀燈照射波長254 nm的照度1000 mJ/cm2
的紫外線而清洗了表面的、125 mm×125 mm的玻璃基板「#1737」(康寧(Corning)公司製造)(以下稱為「玻璃基板」)上,使用加熱板在85℃下進行1分鐘預烘烤,製作硬化膜(塗膜)。繼而,將曝光間隙調整為100 μm,在所述硬化膜(塗膜)上被覆線/空間=10 μm/50 μm的負型光罩,利用i射線照度30 mW/cm2
的超高壓水銀燈照射80 mJ/cm2
的紫外線,進行光硬化反應。
繼而,對曝光後的所述硬化膜(塗膜),在25℃下利用0.04%氫氧化鉀溶液以1 kgf/cm2
的噴淋壓進行自圖案開始顯現的顯影時間(間斷時間=BT)起為20秒的顯影處理,之後,進行5 kgf/cm2
的噴霧水洗,去除所述硬化膜(塗膜)的未曝光部分而在玻璃基板上形成硬化膜圖案,使用熱風乾燥機在85℃下正式硬化(後烘烤)60分鐘,獲得實施例9~實施例43、及比較例9~比較例36的帶有硬化膜的基板。
[光密度評價]
(評價方法)
使用麥克貝斯(Macbeth)透過濃度計,評價所製作的硬化膜(塗膜)的光密度(OD)。另外,測定形成於基板上的硬化膜(塗膜)的膜厚,並將光密度(OD)的值除以膜厚而得的值設為OD/μm。
光密度(OD)是利用以下的數式(1)來算出。
光密度(OD)=-log10
T (1)
(T表示透過率)
[耐溶劑性評價]
(評價方法)
利用在PGMEA中浸漬過的棉絲將與光密度(OD)評價用途同樣地製作的硬化膜(塗膜)的表面連續摩擦20個來回。此外,將△以上設為合格。
(評價基準)
○:在硬化膜(塗膜)的表面未觀察到溶解,也未受損
△:在硬化膜(塗膜)的表面的僅一部分觀察到了溶解,僅一部分也受損
×:硬化膜(塗膜)的表面軟化,大部分受損
(反射率評價用的硬化膜(塗膜)的製作)
使用旋轉塗布機,以加熱硬化處理後的膜厚為1.2 μm的方式將表1~表7所示的感光性樹脂組成物塗布於預先利用低壓水銀燈照射波長254 nm的照度1000 mJ/cm2
的紫外線而清洗了表面的、125 mm×125 mm的玻璃基板「#1737」(康寧(Corning)公司製造)(以下稱為「玻璃基板」)上,使用加熱板在85℃下進行1分鐘預烘烤,製作硬化膜(塗膜)。繼而,使用熱風乾燥機在85℃下進行60分鐘正式硬化(後烘烤),獲得實施例9~實施例43、比較例9~比較例36的帶有硬化膜的基板。
[反射率評價]
(評價方法)
對於所製作的帶有硬化膜(塗膜)的基板,使用紫外可見紅外分光光度計「UH4150」(日立高科技科學(Hitachi High-Tech Science)股份有限公司製造)以入射角2°測定硬化膜(塗膜)側的反射率。
[表8]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案直線性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
光密度(/μm) | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
耐溶劑性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
塗膜面反射率 | - | - | - | - | - | - | - | - | 6.3% | 6.3% | 6.6% | 6.6% | 6.3% | 6.3% | 6.6% |
[表9]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案直線性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ | △ | △ | △ | △ | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ | △ | △ | △ | △ | |
光密度(/μm) | 1.2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
耐溶劑性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
塗膜面反射率 | 6.6% | 8.9% | 9.0% | 9.2% | 9.2% | 8.9% | 8.8% | 9.3% | 9.2% | 10.9% | 10.9% | 11.0% | 11.0% | 11.0% | 10.9% |
[表10]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | ||
31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案直線性 | BT+10 | △ | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | △ | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | △ | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
光密度(/μm) | 4.0 | 4.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
耐溶劑性 | 〇 | 〇 | △ | 〇 | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
塗膜面反射率 | 11.0% | 11.1% | 8.5% | 8.5% | 8.6% | 8.5% | 8.4% | 8.6% | 4.8% | 5.2% | 4.8% | 8.0% | 4.8% |
[表11]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案直線性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | |
光密度(/μm) | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
耐溶劑性 | × | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | |
塗膜面反射率 | - | - | - | - | - | - | - | - | 6.3% | 6.4% | 6.6% | 6.6% | 6.4% | 6.4% | 6.7% |
[表12]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ | |
圖案直線性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ |
BT+20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ | △ | △ | △ | △ | △ | △ | × | × | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | △ |
BT+20 | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | △ | △ | 〇 | 〇 | × | × | |
光密度(/μm) | 1.2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
耐溶劑性 | 〇 | × | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | 〇 | 〇 | |
塗膜面反射率 | 6.6% | 9.0% | 9.0% | 9.3% | 9.4% | 8.9% | 8.8% | 9.2% | 9.2% | 11.2% | 11.3% | 11.4% | 11.5% | 11.1% | 11.4% |
[表13]
比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | 比較例 | ||
31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | ||
圖案線寬 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | △ | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案直線性 | BT+10 | △ | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | |
圖案密合性 | BT+10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
BT+20 | × | × | 〇 | △ | 〇 | △ | |
光密度(/μm) | 4.0 | 4.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
耐溶劑性 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | |
塗膜面反射率 | 11.4% | 11.5% | 8.5% | 8.6% | 8.6% | 8.4% |
根據實施例25~實施例32的評價結果可知,通過使作為(G)成分的著色材料的含量相對於感光性樹脂組成物中的固體成分而為20質量%~80質量%,可充分獲得遮光性,並且可獲得所期望的顯影特性(圖案線寬、圖案直線性)。認為其原因在於:原本的作為黏合劑的感光性樹脂的含量是足以使顯影特性、特別是圖案直線性適當的量。
根據實施例1~43及比較例1~36的評價結果可知,若固體成分中的(C)成分的質量在5質量%~17質量%的範圍,則可獲得滿足耐溶劑性、同時圖案的密合性優異的硬化膜(塗膜)。另一方面,可知(C)成分的質量若為總固體成分的4質量%以下,則硬化膜(塗膜)的耐溶劑性不足,若為17質量%以上,則雖然硬化膜(塗膜)的耐溶劑性滿足,但圖案的密合性降低,顯影時的圖案剝離變得顯著。
根據比較例33~比較例36的結果可知,通過應用具有環氧環己基的環氧化合物作為(C)成分,與應用具有縮水甘油基的環氧化合物的體系相比,可獲得耐溶劑性優異的硬化膜(塗膜)。
可知添加了具有環氧環己基的(C)-1~(C)-3作為(C)成分的實施例1~實施例43的硬化膜(塗膜)總體上耐溶劑性優異。其中,可知若作為(C)成分而使用分子內具有4個環氧環己基的(C)-2,則對硬化膜(塗膜)的耐溶劑性的提高有效果。
根據實施例39~實施例43的結果可知,通過添加(H)二氧化矽粒子,可降低自塗膜面測定的反射率。認為其原因在於:尤其通過使用平均粒子徑為1 nm~95 nm的平均粒子徑小的實心/中空二氧化矽粒子,可減少硬化膜(塗膜)表面的凹凸,可抑制硬化膜(塗膜)面內的反射率的偏差。
[產業上的可利用性]
本發明的感光性樹脂組成物即便在形成硬化膜圖案的製程中不包括在超過140℃的溫度下進行熱硬化的步驟,也可形成線寬在10±2 μm的範圍內、顯影密合性、直線性優異且耐溶劑性良好的硬化膜圖案。因此,對於耐熱溫度為140℃以下的PET、PEN等樹脂製薄膜、及在玻璃基板或矽晶片上包括有機EL或有機TFT等的帶有有機器件的基板等,可形成具備所述特性的硬化膜圖案。本發明的感光性樹脂組成物適宜對於耐熱溫度低的基板設置例如形成彩色濾光片或有機EL像素或者觸摸屏時等所需的透明膜圖案、絕緣膜圖案、黑色矩陣、隔離壁圖案等硬化膜,從而使所述帶有硬化膜的基板可在液晶或有機LE等顯示裝置的製造中、以及在互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)等固體攝影元件、觸摸屏的製造中使用。
無。
無。
無。
Claims (13)
- 一種感光性樹脂組成物,用以在耐熱溫度為140℃以下的基板上形成硬化膜,所述感光性樹脂組成物包含以下成分: (A)含不飽和基的鹼可溶性樹脂; (B)具有至少兩個以上的乙烯性不飽和鍵的光聚合性單體; (C)具有兩個以上3,4-環氧環己基的環氧化合物; (D)光聚合起始劑;以及 (E)溶劑,且 相對於固體成分的總質量,(C)成分的含量為5質量%~17質量%。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其包含(F)環氧化合物的硬化劑和/或硬化促進劑,相對於固體成分的總質量,所述(C)成分與(F)成分的合計量為6質量%~24質量%。
- 如請求項4所述的感光性樹脂組成物,其中,(F)成分包含酸酐。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其包含選自由有機顏料或無機顏料所組成的群組中的(G)著色材料。
- 如請求項6所述的感光性樹脂組成物,其中,所述(G)著色材料為選自由黑色有機顏料、混色有機顏料或黑色無機顏料所組成的群組中的遮光材料。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其包含(H)二氧化矽粒子,所述二氧化矽粒子的平均粒徑為1 nm~95 nm。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中,所述(D)成分是365 nm下的莫耳吸光係數為10000 L/mol・cm以上的醯基肟系光聚合起始劑。
- 一種硬化膜,使如請求項1至請求項10中任一項所述的感光性樹脂組成物硬化而成。
- 一種帶有硬化膜的基板,具有如請求項11所述的硬化膜。
- 一種帶有硬化膜的基板的製造方法,其是在耐熱溫度為140℃以下的基板上形成硬化膜圖案而製造帶有硬化膜的基板的方法,其中,將如請求項1至請求項10中任一項所述的感光性樹脂組成物塗布於基板上,並介隔光罩進行曝光,通過顯影將未曝光部去除,在140℃以下進行加熱而形成硬化膜圖案。
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