感光性组合物、保护膜以及具有保护膜的元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种感光性组合物、保护膜及具有保护膜的元件。特别涉及一种可以 制作出耐化性佳的保护膜的感光性组合物、其所形成的保护膜，以及具有保护膜的元件。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着半导体工业、液晶显示器（liquid crystal display, LCD)以及有机 电激发光显示器（organic electro-luminescence display, 0ELD)的发展，伴随而来对 于尺寸缩小化的需求，使得光刻（photolithography)工艺成为非常重要的议题。在光刻 (photolithography)工艺中，必须将所需的图案（pattern)的微细化（finer)，以达到尺 寸缩小化的目的。一般而言，微细化的图案是由对具有高解析（resolution)及高感光性 (photosensitivity)的正型感光性组合物（positive photosensitive composition)进行 曝光及显影来形成。值得一提的是，正型感光性组合物通常是以聚硅氧烷（polysiloxane) 为主要成分。
[0003] -般而言，作为保护膜（例如：平坦化膜或固化膜）的材料需要兼具高耐热性、高 透明性以及高介电常数的材料。日本特开平第7-98502号揭露一种含有酚醛树脂（Novolac resin)与醌二叠氮化合物（quinone diazide compound)的组合物。日本特开平第 10-153854号及日本特开第2001-281853号揭露一种含有丙烯酸系树脂（Acrylic resins) 及醌二叠氮化合物的组合物。但是，这些材料的耐热性不够，由于基板的高温处理而固化膜 着色，而存在透明性降低的问题。
[0004] 另一方面，习知以硅氧烷聚合物作为高耐热性、高透明性以及高介电常数的材 料。为了赋予硅氧烷聚合物的感光性而组合了醌二叠氮化合物。举例而言，美国专利申 请公开第2003-211407号揭露一种将末端具有酚性羟基的硅氧烷聚合物与醌二叠氮化合 物组合的组合物；日本特开平第3-59667号揭露一种透过环化加成反应（cycloaddition reaction)而加成的酚性羟基或羧基等的硅氧烷聚合物与醌二叠氮化合物组合的组合物。 然而，上述组合物因存在大量的醌二叠氮化合物或者在硅氧烷聚合物中存在酚性羟基而容 易发生涂膜白化或热固化时着色等问题。更值得一提的是，使用上述习知的组合物所形成 的固化膜皆存在耐化性不佳的问题，而不利于应用。
[0005] 因此，如何改善感光性组合物所形成的保护膜的耐化性（chemical resistance) 不佳的问题，以达到目前业界的要求，实为目前此领域技术人员亟欲解决的问题。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供一种用于保护膜的感光性组合物，其能够改善上述保护膜 的耐化性不佳的问题。
[0007] 本发明提供一种感光性组合物，其包括聚硅氧烷（A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯（B)以 及溶剂（C)。聚硅氧烷（A)是由混合物经聚缩合而得，其中混合物包括由式（1)表示的硅烷 单体（a-Ι)、由式（2)表示的硅烷单体（a-2)以及含硅化合物（a-3)。
[0008] 具体而言，由式（1)表示的硅烷单体（a-ι)如下所示。
[0009] (R1O)3Si-R2-Si(OR 3)3
[0010] 式（1)
[0011] 式⑴中，R1及R3各自独立表示碳数为1至4的烷基；R 2表示碳数为1至6的伸 烷基、伸苯基（phenylene)或由式（1-1)表示的基团。
[0012]
[0013] 式（1-1)中，a各自独立表示1至4的整数。
[0014] 又，由式⑵表示的硅烷单体（a-2)如下所示。
[0015] Si(R4)b(OR5) 4b
[0016] 式（2)
[0017] 式⑵中，R4各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、 碳数为6至15的芳香基、含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基；R 5 各自独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基或碳数为6至15的芳香 基；b表示1至3的整数，R4包含至少一个含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环 氧基的烷氧基，
[0018] 含硅化合物（a-3)选自由式（3)表示的硅烷单体、硅氧烷预聚物以及二氧化硅粒 子所组成的族群，其中由式（3)表示的硅烷单体如下所示。
[0019] Si(R6)c(OR7) 4c
[0020] 式（3)
[0021] 式（3)中，R6各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基 或碳数为6至15的芳香基；R 7各自独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的 酰基或碳数为6至15的芳香基；c表示0至3的整数。
[0022] 在本发明的一实施例中，基于混合物中的单体的总量为100摩尔百分比，硅烷单 体（a-Ι)的使用量为0. 1摩尔百分比至10摩尔百分比，硅烷单体（a-2)的使用量为1摩尔 百分比至30摩尔百分比，含硅化合物（a-3)的使用量为60摩尔百分比至98. 9摩尔百分比。
[0023] 在本发明的一实施例中，基于聚硅氧烷（A)的使用量为100重量份，邻萘醌二叠氮 磺酸酯（B)的使用量为5重量份至30重量份，溶剂（C)的使用量为200重量份至1200重 量份。
[0024] 本发明还提供一种保护膜，其包括上述的感光性组合物。
[0025] 本发明更提供一种具有保护膜的元件，其包括元件以及上述的保护膜，其中保护 膜覆盖在兀件上。
[0026] 基于上述，本发明的感光性组合物用于形成保护膜时，可以改善耐化性不佳的问 题，进而适用于保护膜。
[0027] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。
【具体实施方式】
[0028] 感光性组合物
[0029] 本发明提供一种感光性组合物，其包括聚硅氧烷（A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯（B)以 及溶剂（C)。此外，若需要，感光性组合物可更包括添加剂（D)。
[0030] 以下将详细说明用于本发明的感光性组合物的各个成分。
[0031] 在此说明的是，以下是以（甲基）丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸，并以（甲 基）丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯；同样地，以（甲基）丙烯酰基表示丙烯酰 基和/或甲基丙烯酰基。
[0032] 聚硅氧烷⑷
[0033] 聚硅氧烷㈧是由混合物经聚缩合（即水解（hydrolysis)及部分缩合 (partially condensation))而得，其中混合物包括硅烷单体（a-Ι)、硅烷单体（a_2)以及 含硅化合物（a-3)。以下，进一步说明混合物的各个成分以及聚缩合的反应步骤与条件。
[0034] 硅烷单体（a-1)
[0035] 硅烷单体（a-1)为由式（1)表示的化合物。
[0036] (R1O)3Si-R2-Si(OR 3)3
[0037] 式（1)
[0038] 式⑴中，R1及R3各自独立表示碳数为1至4的烷基；R 2表示碳数为1至6的伸 烷基、伸苯基或由式（1-1)表示的基团。
[0039]
[0040] 式（1-1)中，a各自独立表示1至4的整数。
[0041] 式（1)中，R1及R3各自独立表示碳数为1至4的烷基。举例来说，R 1及R3可各自 独立表示甲基、乙基、丙基或丁基，且较佳为甲基或乙基。
[0042] 式⑴中，R2表示碳数为1至6的伸烷基、伸苯基或由式（1-1)表示的基团。举例 来说，R 2可表示亚甲基（methylene group)、伸乙基（ethylene group)、伸丙基（propylene group)、三亚甲基（trimethylene group)、四亚甲基（tetramethylene group)、五亚甲基 (pentamethylene group)、六亚甲基（hexamethylene group)或伸苯基，且较佳为表示亚甲 基、伸乙基、伸苯基或由式（1-1)表示的基团。当R2表示由式（1-1)表示的基团时，a较佳 为表示1或2的整数。
[0043] 硅烷单体（a-Ι)的具体例包括双（三乙氧基娃基）乙烧（bis (triethoxysilyl ethane))、双（三甲氧基娃基）甲烧（bis(trimethoxysilyl)methane)、 双（三乙氧基娃基）甲烧（bis(triethoxysilyl)methane)、双-1,2-(三 甲氧基娃基）乙烧（bis-l，2-(trimethoxysilyl) ethane)、双-1,2-(三乙 氧基娃基）乙烧（bis-l，2-(triethoxy silyl) ethane)、双-1,6-(三甲氧 基娃基）己烧（bis-l，6-(trimethoxysilyl)hexane)、双-1,6-(三乙氧基 娃基）己烧（bis-l，6-(triethoxysilyl)hexane)、双-1,4-(三甲氧基娃 基）苯（bis-l，4-(trimethoxysilyl)benzene)、双-1,4-(三乙氧基娃基 苯（bis-l，4-(triethoxysilyl)benzene)、l，4-双（三甲氧基娃基甲基）苯 (1，4-1^8(1：1'；[11161：11(?5^；[17111161：1171)匕61126116)、1，4-双（三甲氧基娃基乙基）苯 (1，4-1^8(1：1'；[11161：110叉5^；[17161：1171)匕61126116)、1，4-双（三乙氧基娃基甲基）苯 (1，4-1^8(1：1^61：11(?5^；[17111161：1171)匕61126116)、1，4-双（三乙氧基娃基乙基）苯 (1，4_bis (triethoxysilylethyl) benzene)或上述化合物的组合。
[0044] 硅烷单体（a-Ι)的具体例较佳为包括双-1，2-(三甲氧基硅基）乙烷（如式（1-2) 所示）、双 _1，6_(三甲氧基娃基）己烧（bis-l，6-(trimethoxysilyl)hexane)(如式（1-3) 所不）、1，4_双（三甲氧基娃基甲基）苯（l，4-bis(trimethoxysilylmethyl)benzene)(如 式（1-4)所示）或上述化合物的组合。
[0045]
[0046]
[0047] 基于混合物中的单体的总量为100摩尔百分比，硅烷单体（a-Ι)的使用量可为0. 1 摩尔百分比至10摩尔百分比，较佳为0. 5摩尔百分比至10摩尔百分比，且更佳为0. 5摩尔 百分比至8摩尔百分比。当感光性组合物中，形成聚硅氧烷（A)的混合物不含有硅烷单体 (a-Ι)时，由该感光性组合物所形成的保护膜的耐化性不佳。
[0048] 硅烷单体（a-2)
[0049] 硅烷单体（a-2)为由式⑵表示的化合物。
[0050] Si(R4)b(OR5) 4b
[0051] 式（2)
[0052] 式（2)中，R4各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、 碳数为6至15的芳香基、含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基；R 5 各自独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基或碳数为6至15的芳香 基；b表示1至3的整数，R4包含至少一个含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环 氧基的烷氧基。
[0053] 更详细而言，当式（2)中的R4表示碳数为1至10的烷基时，具体而言，R 4例如是 甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基或正癸基。又，R4也可以是烷基上具有 其他取代基的烷基，具体而言，R 4例如是三氟甲基、3, 3, 3-三氟丙基、3-胺丙基、3-巯丙基 或3-异氰酸丙基。
[0054] 当式⑵中的R4表示碳数为2至10的烯基时，具体而言，R 4例如是乙烯基。又， R4也可以是烯基上具有其他取代基的烯基，具体而言，R 4例如是3-丙烯酰氧基丙基或3-甲 基丙烯酰氧基丙基。
[0055] 当式⑵中的R4表示碳数为6至15的芳香基时，具体而言，R4例如是苯基、 甲苯基（tolyl)或萘基（naphthyl)。又，R 4也可以是芳香基上具有其他取代基的芳香 基，具体而言，R4例如是对-羟基苯基（P-hydroxyphenyl)、1-(对-羟基苯基）乙基 (l-(p-hydroxyphenyl) ethyl)、2_(对-羟基苯基）乙基（2-(p_hydroxyphenyl) ethyl)或 4-羟基 _5_(对-羟基苯基幾氧基）戊基（4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyl)〇
[0056] 此外，式（2)中的R4表示含有酸酐基的烷基，其中烷基较佳为碳数为1至10的 烷基。具体而言，所述含有酸酐基的烷基例如是式（2-1)至式（2-3)所示的基团。值 得一提的是，酸酐基是由二羧酸（dicarboxylic acid)经分子内脱水（intramolecular dehydration)所形成的基团，其中二羧酸例如是丁二酸或戊二酸。
[0058] 再者，式（2)中的R4表示含有环氧基的烷基，其中烷基较佳为碳数为1至10的 烷基。具体而目，所述含有环氧基的烷基例如是环氧丙烷基戊基（oxetanylpentyl)或 2_(3, 4-环氧环己基）乙基（2-(3, 4_epoxycyclohexyl)ethyl)。值得一提的是，环氧基是由 二元醇（di