感光性樹脂組合物、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制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可獲得感光度高、透明性高、耐化學(xué)品性高、硬化膜與基板的密接性高、耐干式蝕刻性優(yōu)異、介電常數(shù)低的硬化膜的感光性樹脂組合物。所述感光性樹脂組合物包括：(A)含有滿足下述(1)及下述(2)的至少一個(gè)的聚合物的聚合物成分，(1)具有(a1)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元、及(a2)含有交聯(lián)性基的構(gòu)成單元的聚合物，(2)具有(a1)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元的聚合物、及具有(a2)含有交聯(lián)性基的構(gòu)成單元的聚合物；(B)光酸產(chǎn)生劑；(C)加合物型封閉型聚異氰酸酯化合物；以及(D)溶劑。
【專利說(shuō)明】感光性樹脂組合物、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

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種正型感光性樹脂組合物、硬化膜的形成方法、硬化膜、液晶顯示裝 置及有機(jī)電致發(fā)光（Electroluminescence,EL)顯示裝置。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種適 合于形成液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置、集成電路元件、固體攝影元件等電子零件的平 坦化膜、保護(hù)膜或?qū)娱g絕緣膜的正型感光性樹脂組合物、及使用其的硬化膜的形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在薄膜晶體管（以下，記作"TFT(Thin Film Transistor) "）型液晶顯示元件或磁 頭元件、集成電路元件、固體攝影元件等電子零件中，通常為了使配置成層狀的配線之間絕 緣而設(shè)置有層間絕緣膜。作為形成層間絕緣膜的材料，優(yōu)選為用以獲得所需的圖案形狀的 步驟數(shù)少且具有充分的平坦性的材料，因此廣泛使用感光性樹脂組合物。作為此種感光性 樹脂組合物，例如可列舉專利文獻(xiàn)1。
[0003] 上述電子零件之中，例如TFT型液晶顯示元件經(jīng)過(guò)在上述層間絕緣膜上形成透明 電極膜（氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ΙΤ0))，進(jìn)而在透明電極膜上形成包含鑰（Mo)或鈦 (Ti)等金屬的配線，然后形成液晶取向膜的步驟來(lái)制造，因此層間絕緣膜在透明電極膜的 形成步驟中暴露于高溫條件下，或者暴露于用于形成電極的圖案的抗蝕劑的剝離液、或形 成液晶取向膜時(shí)所使用的N-甲基吡咯烷酮（N-Methylpyrr 〇lid〇ne，NMP)中，因此需要對(duì)于 它們的充分的耐受性。
[0004] 另外，當(dāng)層間絕緣膜與透明電極膜或形成于透明電極膜上的配線（金屬）的密接 性差時(shí)，面板的顯示容易產(chǎn)生不良情況，因此也要求與透明電極膜或配線的密接性。層間絕 緣膜有時(shí)也會(huì)被實(shí)施干式蝕刻（Dry Etching)步驟，因此也需要對(duì)于干式蝕刻的充分的耐 受性。
[0005] 近年來(lái)，在電子材料領(lǐng)域中，伴隨高集成化、多功能化、高性能化的進(jìn)展，電路電阻 或配線間的電容器電容增大，而導(dǎo)致消耗電力或延遲時(shí)間的增大。其中，延遲時(shí)間的增大 成為元件的信號(hào)速度的下降或串?dāng)_（crosstalk)的產(chǎn)生的重大因素，因此為了減少所述延 遲時(shí)間來(lái)謀求元件的高速化，而要求寄生電容的降低。為了降低所述寄生電容，層間絕緣膜 的低介電常數(shù)化的要求變高。包含丙烯酸系樹脂的層間絕緣膜雖然介電常數(shù)比氮化硅膜 (SiN，相對(duì)介電常數(shù)約為8)、氮氧化硅膜（SiON，相對(duì)介電常數(shù)約為4. 5)、氧化硅膜（SiO,相 對(duì)介電常數(shù)約為4)等低，但因上述理由，而期望進(jìn)一步的低介電常數(shù)化。
[0006] 在專利文獻(xiàn)2中記載有如下的樹脂組合物，所述樹脂組合物在涂料（汽車用、或粉 體涂料、制罐用、預(yù)涂金屬）、粘著劑、纖維加工劑等中有用，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且包含耐候性、 特別是低溫硬化性優(yōu)異的封閉型異氰酸酯（blocked isocyanate)，但無(wú)關(guān)于層間絕緣膜的 記載。作為將封閉型異氰酸酯化合物應(yīng)用于層間絕緣膜的例子，可列舉專利文獻(xiàn)3。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2011-209681號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開平8-165326號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利特開平2008-3532號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 此處，專利文獻(xiàn)3中所提出的感光性樹脂組合物包含具有異氰酸酯二聚體 (uretdione)結(jié)構(gòu)的封閉型異氰酸酯化合物作為封閉型異氰酸酯。本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行了研 究，結(jié)果可知所述包含具有異氰酸酯二聚體結(jié)構(gòu)的封閉型異氰酸酯化合物的感光性樹脂組 合物對(duì)于形成層間絕緣膜后所使用的抗蝕劑的剝離液、或N-甲基吡咯烷酮（NMP)的耐受性 低，形成硬化膜后的與金屬的密接性差，進(jìn)而對(duì)于干式蝕刻的耐受性低。作為結(jié)果，容易產(chǎn) 生液晶顯示裝置的顯示不良，而需要改善。進(jìn)而，關(guān)于專利文獻(xiàn)3中所記載的感光性樹脂組 合物，層間絕緣膜的介電常數(shù)高、串?dāng)_的產(chǎn)生已成為大問(wèn)題。
[0014] 本發(fā)明是鑒于如上所述的情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種可獲得感光度 高、透明性高、耐化學(xué)品性高、硬化膜與基板的密接性高、耐干式蝕刻性優(yōu)異、介電常數(shù)低的 硬化膜的感光性樹脂組合物。進(jìn)而，本發(fā)明的目的在于提供一種使感光性樹脂組合物硬化 而獲得的硬化膜及其形成方法、以及具備上述硬化膜的有機(jī)EL顯示裝置及液晶顯示裝置。
[0015] 解決問(wèn)題的技術(shù)手段
[0016] 為了降低感光性樹脂組合物的介電常數(shù)，一般認(rèn)為有效的是減少0H基。此處，可 認(rèn)為若要減少0H基，則減少聚合物成分中的酸分解性基或交聯(lián)性基的比例。但是，若減少 交聯(lián)性基等的比例，則耐化學(xué)品性欠佳。而且，在本發(fā)明中，通過(guò)使用反應(yīng)性良好的加合物 型封閉型異氰酸酯化合物，成功地減少0H基而不會(huì)減少酸分解性基或交聯(lián)性基的比例。
[0017] 具體而言，利用以下的手段來(lái)解決上述課題。
[0018] 〈1> 一種感光性樹脂組合物，其包括：㈧含有滿足下述⑴及下述⑵的至少一 個(gè)的聚合物的聚合物成分，
[0019] (1)具有（al)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元、及（a2)含有交聯(lián)性 基的構(gòu)成單元的聚合物，
[0020] (2)具有（al)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元的聚合物、及具有 (a2)含有交聯(lián)性基的構(gòu)成單元的聚合物；
[0021] (B)光酸產(chǎn)生劑；
[0022] (C)加合物型封閉型聚異氰酸酯化合物；以及
[0023] (D)溶劑。
[0024] 〈2>如〈1>所述的感光性樹脂組合物，其中（C)加合物型封閉型聚異氰酸酯化合物 為由下述通式（C)所表示的化合物。
[0025] 通式（C)
[0026] Ra- {0 (C = 0) -NH-Rb-NC〇-B} η
[0027] (通式（C)中，Ra為η價(jià)的烴基，Rb為二價(jià)的烴基，Β表示將異氰酸酯封閉的基。 η為3?6的整數(shù)。η個(gè)Rb及Β彼此可相同，也可不同）。
[0028] 〈3>如〈2>所述的感光性樹脂組合物，其中通式（C)中的Ra為分支的脂肪族烴基。
[0029] 〈4>如〈2>或〈3>所述的感光性樹脂組合物，其中通式（C)中的B為源自選自由肟 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、咪唑化合物及酰亞胺化合物所組成的群組中的化合物的基。
[0030] 〈5>如〈1>至〈4>中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其為化學(xué)增幅正型。
[0031] 〈6>如〈1>至〈5>中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其中上述酸分解性基為具有 由縮醛的形式保護(hù)的結(jié)構(gòu)的基。
[0032] 〈7>如〈1>至〈6>中任一項(xiàng)所述的化學(xué)增幅型正型感光性樹脂組合物，其中上述構(gòu) 成單位（al)為由下述通式（A2')所表示的構(gòu)成單元。
[0033] 通式（A2')
[0034] [化 1]
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種感光性樹脂組合物，其特征在于包括：(A)含有滿足下述（1)及下述（2)的至少 一個(gè)的聚合物的聚合物成分， (1) 具有（al)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元、及（a2)含有交聯(lián)性基的 構(gòu)成單元的聚合物， (2) 具有（al)含有酸基由酸分解性基保護(hù)的殘基的構(gòu)成單元的聚合物、及具有（a2)含 有交聯(lián)性基的構(gòu)成單元的聚合物； (B) 光酸產(chǎn)生劑； (C) 加合物型封閉型聚異氰酸酯化合物；以及 (D) 溶劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述（C)加合物型封閉型 聚異氰酸酯化合物為由下述通式（C)所表示的化合物： 通式（C) Ra-{0(C= 0)-NH-Rb-NCO-B}n (通式（C)中，Ra為n價(jià)的烴基，Rb為二價(jià)的烴基，B表示將異氰酸酯封閉的基；n為 3?6的整數(shù)；n個(gè)Rb及B彼此可相同，也可不同）。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述通式（C)中的Ra為分 支的脂肪族烴基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述通式（C)中的B為 源自選自由肟化合物、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、咪唑化合物及酰亞胺化合物所組成的群組中的化合物的基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：其為化學(xué)增 幅正型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述酸分解 性基為具有由縮醛的形式保護(hù)的結(jié)構(gòu)的基。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的化學(xué)增幅型正型感光性樹脂組合物，其特征在 于：所述構(gòu)成單位（al)為由下述通式（A2')所表示的構(gòu)成單元： 通式（A2')
(通式（A2')中，R1及R2分別表示氫原子、烷基或芳基，至少R1及R2的任一個(gè)為烷基 或芳基，R3表示烷基或芳基，R1或R2可與R3連結(jié)而形成環(huán)狀醚，R4表示氫原子或甲基，X表 示單鍵或亞芳基）。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述（A)聚 合物成分的任一個(gè)為進(jìn)而含有酸基的聚合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述 (a2)含有交聯(lián)性基的構(gòu)成單元中所含有的交聯(lián)性基為選自環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁基、及 由-NH-CH2-〇-R(R為氫原子或碳數(shù)為1?20的烷基）所表示的基中的至少1種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：所述（C)加 合物型封閉型聚異氰酸酯化合物為利用封閉劑將由選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異 氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的至少1種異氰酸酯化合物所合成 的聚異氰酸酯預(yù)聚物的異氰酸酯基封閉而成。
11. 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合物，其特征在于：所述（C)加 合物型封閉型聚異氰酸酯化合物為通過(guò)二異氰酸酯化合物與三羥甲基丙烷的反應(yīng)而獲得。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其特征在于：其還包括 抗氧化劑。
13. -種硬化膜的制造方法，其特征在于包括： (1) 將根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物應(yīng)用于基板上的步驟； (2) 自所應(yīng)用的感光性樹脂組合物中去除溶劑的步驟； (3) 利用活性放射線進(jìn)行曝光的步驟； (4) 利用水性顯影液進(jìn)行顯影的步驟；以及 (5) 進(jìn)行熱硬化的后烘烤步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的硬化膜的形成方法，其特征在于：在所述顯影步驟后、所述 后烘烤步驟前，包括對(duì)經(jīng)顯影的感光性樹脂組合物進(jìn)行全面曝光的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的硬化膜的形成方法，其特征在于：其還包括（6)對(duì)具 有進(jìn)行熱硬化而獲得的硬化膜的基板進(jìn)行干式蝕刻的干式蝕刻步驟。
16. -種硬化膜，其特征在于：其是使根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的感光性樹 脂組合物硬化而形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的硬化膜，其特征在于：其為層間絕緣膜。
18. -種液晶顯示裝置或有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置，其特征在于：其包括根據(jù)權(quán)利要求 16或17所述的硬化膜。
【文檔編號(hào)】G03F7/004GK104272188SQ201380022515
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】霜山達(dá)也, 山﨑健太, 疋田政憲 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社