專利名稱:感光性樹脂組成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有機(jī)el顯示裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及ー種感光性樹脂組成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有機(jī)EL顯示裝置及液晶顯示裝置,尤其涉及一種適于形成有機(jī)EL顯示裝置、液晶顯示裝置、集成電路元件、固體攝像元件等的電子零件的平坦化膜、保護(hù)膜或?qū)娱g絕緣膜的正型感光性樹脂組成物及使用該正型感光性樹脂組成物的硬化膜的形成方法。
背景技術(shù):
在有機(jī)EL顯示裝置或液晶顯示裝置等中,設(shè)置著經(jīng)圖案形成的層間絕緣膜。該層間絕緣膜的形成時(shí),廣泛使用感光性樹脂組成物,其原因在干用以獲得必要的圖案形狀的エ序數(shù)少,而且可以獲得充分的平坦性等。對(duì)于所述顯示裝置中的層間絕緣膜,除了期望絕緣性、耐溶劑性、耐熱性及氧化銦錫(Indium Tin Oxide, I TO)濺鍍適性優(yōu)良等硬化膜的物性以外,期望高透明性。因此,嘗試使用透明性優(yōu)良的丙烯酸系樹脂作為形成膜的成分。另ー方面,作為傳真(facsimile)、電子復(fù)印機(jī)、固體攝像元件等的晶載彩色濾光片(on chip color filter)的成像光學(xué)系統(tǒng)或光纖連接器(optical fiberconnector)的光學(xué)系統(tǒng)材料,使用具有3 y m 100 U m左右的透鏡徑的微透鏡、或?qū)⑦@些微透鏡規(guī)則地排列而成的微透鏡陣列。在微透鏡或微透鏡陣列的形成吋,已知以下方法形成相當(dāng)于透鏡的抗蝕劑圖案后,通過加熱處理使其熔融流動(dòng)(melt flow),而直接用作透鏡的方法;或?qū)⑷廴诹鲃?dòng)的透鏡圖案作為遮罩,通過干式蝕刻使透鏡形狀轉(zhuǎn)印到底層上的方法等。所述透鏡圖案的形成時(shí),廣泛使用感光性樹脂組成物。此種感光性樹脂組成物例如可以舉出日本專利特開平10-26829號(hào)公報(bào)、日本專利特開2004-264623號(hào)公報(bào)及日本專利特開2008-3532號(hào)公報(bào)。該顯示裝置類的制造時(shí),使用蝕刻液、剝離液、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等多種化學(xué)液,對(duì)這些化學(xué)液的耐性變得需要。例如,日本專利特開2008-3532號(hào)公報(bào)中公開了與對(duì)作為剝離液的MEA (單こ醇胺)的耐性提高有關(guān)的發(fā)明,但關(guān)于對(duì)其他化學(xué)液特別是NMP的耐性提高,則未作記載。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所欲解決的課題在于提供ー種感光性樹脂組成物,該感光性樹脂組成物的硬化后的耐化學(xué)品性高,且即使進(jìn)行加熱也能獲得透明性降低小的硬化膜,并且具有非常高的感度。另外,本發(fā)明所欲解決的其他課題在于提供ー種使用所述感光性樹脂組成物的硬化膜及其制造方法、具備所述硬化膜的有機(jī)EL顯示裝置及液晶顯示裝置。本發(fā)明的所述課題是通過以下的〈1>、〈11>、〈15>、<17>或〈18>所記載的手段來解決。以下也一并記載作為優(yōu)選實(shí)施態(tài)樣的〈2> 〈10>、<12> 〈14>及〈16>。<1> ー種感光性樹脂組成物,其特征在于包含(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂、(成分B)光酸產(chǎn)生劑、(成分C)交聯(lián)劑及(成分D)溶齊IJ,且成分C包含封端異氰酸酯化合物,所述封端異氰酸酯化合物的母結(jié)構(gòu)為縮ニ脲結(jié)構(gòu);<2>根據(jù)所述〈1>所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于所述封端異氰酸酯化合物的異氰酸酯基是經(jīng)封端劑加以封端,所述封端劑是選自由肟化合物、內(nèi)酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亞甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑系化合物及酰亞胺系化合物所組成的組群中;<3>根據(jù)所述〈1>或〈2>所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于所述封端異氰酸酷化合物是利用封端劑將具有縮ニ脲結(jié)構(gòu)的多聚物的異氰酸酯基封端而成,所述具有縮ニ脲結(jié)構(gòu)的多聚物是將選自由甲苯ニ異氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)、六亞甲基ニ異氰酸酯(HDi)及異佛爾酮ニ異氰酸酯(iroi)所組成的組群中的化合物多聚化而 獲得;<4>根據(jù)所述〈1>至〈3>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于相對(duì)于感光性樹脂組成物的總固體成分量,所述封端異氰酸酯化合物的含量為0.1質(zhì)量% 8質(zhì)量%的范圍;<5>根據(jù)所述〈1>至〈4>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于成分A為含有結(jié)構(gòu)單元(al)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)単元(al)具有利用縮醛結(jié)構(gòu)保護(hù)羧基所得的殘基;<6>根據(jù)所述〈1>至〈5>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于成分A為含有結(jié)構(gòu)單元(a2)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)単元(a2)具有羧基或酚性羥基;<7>根據(jù)所述〈1>至〈6>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于成分B為肟磺酸酯化合物;<8>根據(jù)所述〈1> 〈7>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于成分A為含有具有交聯(lián)性基的結(jié)構(gòu)單元(a3)的聚合物;<9>根據(jù)所述〈8>所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于具有交聯(lián)性基的結(jié)構(gòu)単元(a3)中所含的交聯(lián)性基為選自由環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁基及-NH-CH2-O-R (R表示氫原子或碳數(shù)為I 20的烷基)所表示的基團(tuán)所組成的組群中的至少ー種;<10>根據(jù)所述〈1>至〈9>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物,其特征在于進(jìn)ー步含有抗氧化劑;〈11> ー種硬化膜的形成方法,其特征在于包括以下エ序(I)應(yīng)用エ序,將根據(jù)所述〈1>至〈10>中任ー項(xiàng)所記載的感光性樹脂組成物應(yīng)用到基板上;(2)溶劑除去エ序,從所應(yīng)用的感光性樹脂組成物中除去溶剤;(3)曝光エ序,利用活性光線對(duì)除去了溶劑的感光性樹脂組成物進(jìn)行曝光;(4)顯影エ序,利用水性顯影液對(duì)經(jīng)曝光的感光性樹脂組成物進(jìn)行顯影 '及(5)后烘烤エ序,對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行熱硬化;<12>根據(jù)所述〈11>所記載的硬化膜的形成方法,其特征在于在所述顯影エ序后、所述后烘烤エ序前,包括對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行全面曝光的エ序;<13>根據(jù)所述〈11>所記載的硬化膜的形成方法,其特征在于在所述顯影エ序后、所述后烘烤エ序前,不包括對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行全面曝光的エ序;
〈14>根據(jù)所述〈11>至〈13>中任ー項(xiàng)所記載的硬化膜的形成方法,其特征在于更包括(6)干式蝕刻エ序,對(duì)具有進(jìn)行熱硬化而獲得的硬化膜的基板進(jìn)行干式蝕刻;<15> ー種硬化膜,其特征在于利用根據(jù)所述〈11>至〈14>中任一項(xiàng)所記載的方法而形成;<16>根據(jù)所述〈15>所記載的硬化膜,其特征在于所述硬化膜為層間絕緣膜;<17> 一種有機(jī)EL顯示裝置,其特征在于具備根據(jù)所述〈15>或〈16>所記載的硬化膜;〈18>—種液晶顯示裝置,其特征在于具備根據(jù)所述〈15>或〈16>所記載的硬化膜。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,可以提供ー種感光性樹脂組成物,該感光性樹脂組成物的硬化后的耐化學(xué)品性高,且即使進(jìn)行加熱也能獲得透明性降低小的硬化膜,具有非常高的感度。另外,根據(jù)本發(fā)明,可以提供ー種使用所述感光性樹脂組成物的硬化膜及其制造方法、具備所述硬化膜的有機(jī)EL顯示裝置及液晶顯示裝置。
圖1為表示應(yīng)用使用本發(fā)明的感光性樹脂組成物的硬化膜作為絕緣膜、平坦化膜的有機(jī)EL顯示裝置的一例的構(gòu)成的示意性截面圖。圖2為表示應(yīng)用使用本發(fā)明的感光性樹脂組成物的硬化膜的液晶顯示裝置的一例的構(gòu)成的示意性截面圖。符號(hào)的說明1、16 :TFT(薄膜晶體管)2 :配線3、8 :絕緣膜4 :平坦化膜5 :第一電極6、14、I5:玻璃基板7、18:接觸孔10 :液晶顯示裝置12 :背光單元17 :硬化膜19:1TO透明電極20 :液晶22 :彩色濾光片
具體實(shí)施例方式以下,對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說明。此外,說明書中,“下限 上限”的記載表示“下限以上、上限以下”,“上限 下限”的記載表示“上限以下、下限以上”。即表示包含上限及下限的數(shù)值范圍。另外,將“(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂”等也簡(jiǎn)稱為“成分A”等,將“具有利用縮醛結(jié)構(gòu)保護(hù)羧基所得的殘基的結(jié)構(gòu)單元(al) ”等也簡(jiǎn)稱為“結(jié)構(gòu)單元(al)”等。另外,有時(shí)將表示“丙烯酸酷”、“甲基丙烯酸酷”兩者或任一者的情況記作“(甲基)丙烯酸酷”,將表示“丙烯?;?、“甲基丙烯?;眱烧呋蛉我徽叩那闆r記作“(甲基)丙烯?;?。感光性樹脂組成物本發(fā)明的感光性樹脂組成物的特征在于含有(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂、(成分B)光酸產(chǎn)生劑、(成分C)交聯(lián)劑及(成分D)溶剤,且成分C包含封端異氰酸酯化合物,所述封端異氰酸酯化合物的母結(jié)構(gòu)為縮ニ脲結(jié)構(gòu)。
通常來說,顯示裝置類的制造時(shí)所使用的蝕刻液、剝離液、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等各種化學(xué)液對(duì)硬化膜的作用原理、滲透力等存在差異,對(duì)某種化學(xué)液的耐性提高并不宣接意味著對(duì)其他化學(xué)液的耐性提高,因此特別關(guān)于對(duì)NMP的化學(xué)液耐性提高進(jìn)行了努力研究,結(jié)果想到了本發(fā)明。另外,作為預(yù)料之外的效果,通過使用本發(fā)明的感光性樹脂組成物,可以制造并無顯示不均的高品質(zhì)的顯示裝置。另外,本發(fā)明的感光性樹脂組成物優(yōu)選正型感光性樹脂組成物,更優(yōu)選化學(xué)増幅型的正型感光性樹脂組成物(化學(xué)増幅正型感光性樹脂組成物)。此外,本說明書中,有時(shí)將曝光后的加熱處理(Post Exposure Baking)稱為PEB。以下,對(duì)構(gòu)成感光性樹脂組成物的各成分加以說明。此外,在本說明書中的基團(tuán)(原子團(tuán))的表述中,未記載取代及未經(jīng)取代的表述包含不具有取代基的基團(tuán),并且也包含具有取代基的基團(tuán)。例如所謂“烷基”,不僅是指不具有取代基的燒基(未經(jīng)取代的燒基),也包含具有取代基的燒基(取代燒基)。(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂本發(fā)明的感光性樹脂組成物含有(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂。另外,成分A優(yōu)選的是至少含有結(jié)構(gòu)單元(al)、結(jié)構(gòu)單元(a2)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)単元(al)具有利用縮醛結(jié)構(gòu)保護(hù)羧基所得的殘基,所述結(jié)構(gòu)単元(a2)具有羧基或酚性羥基。另外,成分A也可以含有所述結(jié)構(gòu)單元(al)及結(jié)構(gòu)單元(a2)以外的結(jié)構(gòu)單元。成分A為通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂,優(yōu)選的是含有具有利用縮醛結(jié)構(gòu)保護(hù)羧基所得的殘基的結(jié)構(gòu)單元(al)、且所述縮醛結(jié)構(gòu)分解時(shí)成為堿可溶性的樹脂。另外,本發(fā)明中所謂“堿可溶性”,是指將該化合物(樹脂)的溶液涂布在基板上,并在90°C下加熱2分鐘,由此形成的該化合物(樹脂)的涂膜(厚度為3 y m)對(duì)23°C下的0. 4質(zhì)量%氫氧化四甲基銨水溶液的溶解速度為0. 01 y m/s以上,所謂“堿不溶性”,是指將該化合物(樹脂)的溶液涂布在基板上,并在90°C下加熱2分鐘,由此形成的該化合物(樹脂)的涂膜(厚度為3 ym)對(duì)23°C下的0.4質(zhì)量%氫氧化四甲基銨水溶液的溶解速度小于0. 01 u m/s、優(yōu)選的是小于 0. 005 u m/s。另外,所謂“通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化”,是指使酸作用之前與之后,對(duì)23°C下的0. 4質(zhì)量%氫氧化四甲基銨水溶液的溶解速度發(fā)生變化。成分A優(yōu)選丙烯酸系聚合物。
本發(fā)明中的“丙烯酸系聚合物”為加成聚合型的樹脂,為含有來源于(甲基)丙烯酸或其酯的結(jié)構(gòu)單元的聚合物,也可以含有來源于(甲基)丙烯酸或其酯的結(jié)構(gòu)單元以外的結(jié)構(gòu)單元、例如來源于苯こ烯類的結(jié)構(gòu)單元或來源于こ烯系化合物的結(jié)構(gòu)單元等。另外,也可以一起含有來源于(甲基)丙烯酸及其酯的結(jié)構(gòu)單元。成分A中優(yōu)選的是相對(duì)于成分A中的所有単體單元而使來源于(甲基)丙烯酸或其酯的單體單元為50摩爾%以上,更優(yōu)選的是80摩爾%以上,特別優(yōu)選的是僅包含來源于(甲基)丙烯酸或其酯的單體單元的聚合物。此外,將“來源于(甲基)丙烯酸及/或其酯的單體単元”也稱為“丙烯酸系単體単元”。另外,(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸及/或丙烯酸。本發(fā)明中的“縮醛結(jié)構(gòu)”中,只要無特別說明,則包括狹義的縮醛結(jié)構(gòu)及縮酮結(jié)構(gòu)兩者。
成分A可以具有縮醛結(jié)構(gòu)或縮酮結(jié)構(gòu),也可以具有縮醛結(jié)構(gòu)及縮酮結(jié)構(gòu)兩者。縮醛結(jié)構(gòu)優(yōu)選下述式(I)所表示的結(jié)構(gòu)。[化I]
權(quán)利要求
1.一種感光性樹脂組成物,其特征在于,含有成分A :具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂、成分B :光酸產(chǎn)生劑、成分C :交聯(lián)劑、及成分D :溶劑,且成分C包含封端異氰酸酯化合物,所述封端異氰酸酯化合物的母結(jié)構(gòu)為縮二脲結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述封端異氰酸酯化合物的異氰酸酯基是經(jīng)封端劑加以封端,所述封端劑是選自由肟化合物、內(nèi)酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亞甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑系化合物及酰亞胺系化合物所組成的組群中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述封端異氰酸酯化合物為利用封端劑將具有縮二脲結(jié)構(gòu)的多聚物的異氰酸酯基封端而成,所述具有縮二脲結(jié)構(gòu)的多聚物的異氰酸酯基是將選自由甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDi)及異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)所組成的組群中的化合物多聚化而獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于相對(duì)于感光性樹脂組成物的總固體成分量,所述封端異氰酸酯化合物的含量為O.1質(zhì)量% 8質(zhì)量%的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述成分A為含有結(jié)構(gòu)單元(al)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)單元(al)具有利用縮醛結(jié)構(gòu)保護(hù)羧基所得的殘基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述成分A為含有結(jié)構(gòu)單元(a2)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)單元(a2)具有羧基或酚性羥基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述成分B為肟磺酸酯化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于所述成分A為含有結(jié)構(gòu)單元(a3)的聚合物,所述結(jié)構(gòu)單元(a3)具有交聯(lián)性基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于具有交聯(lián)性基的結(jié)構(gòu)單元 (a3)中所含的交聯(lián)性基為選自由環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁基及-NH-CH2-O-R所表示的基團(tuán)所組成的組群中的至少一種,R表示氫原子或碳數(shù)為I 20的烷基。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物,其特征在于進(jìn)一步含有抗氧化劑。
11.一種硬化膜的形成方法,其特征在于,包括以下工序(1)應(yīng)用工序,將根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組成物應(yīng)用到基板上;(2)溶劑除去工序,從所應(yīng)用的感光性樹脂組成物中除去溶劑;(3)曝光工序,利用活性光線對(duì)除去了溶劑的感光性樹脂組成物進(jìn)行曝光;(4)顯影工序,利用水性顯影液對(duì)經(jīng)曝光的感光性樹脂組成物進(jìn)行顯影;及(5)后烘烤工序,對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行熱硬化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硬化膜的形成方法,其特征在于在所述顯影工序后、所述后烘烤工序前,包括對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行全面曝光的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硬化膜的形成方法,其特征在于在所述顯影工序后、所述后烘烤工序前,不包括對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組成物進(jìn)行全面曝光的工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硬化膜的形成方法,其特征在于還包括(6)干式蝕刻步驟,對(duì)具有硬化膜的基板進(jìn)行干式蝕刻,所述硬化膜是進(jìn)行熱硬化而獲得。
15.一種硬化膜,其特征在于利用根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法而形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的硬化膜,其特征在于所述硬化膜為層間絕緣膜。
17.一種有機(jī)EL顯示裝置,其特征在于具備根據(jù)權(quán)利要求15所述的硬化膜。
18.一種液晶顯示裝置,其特征在于具備根據(jù)權(quán)利要求15所述的硬化膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感光性樹脂組成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有機(jī)EL顯示裝置及液晶顯示裝置。本發(fā)明的感光性樹脂組成物的特征在于含有(成分A)具有縮醛結(jié)構(gòu)且通過酸的作用堿溶解性發(fā)生變化的樹脂、(成分B)光酸產(chǎn)生劑、(成分C)交聯(lián)劑及(成分D)溶劑,且成分C包含封端異氰酸酯化合物,所述封端異氰酸酯化合物的母結(jié)構(gòu)為縮二脲結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G03F7/039GK103019032SQ20121036295
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者柏木大助, 山﨑健太, 米澤裕之, 霜山達(dá)也 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社