专利名称：感光性树脂组成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有机el显示装置及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种感光性树脂组成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有机EL显示装置及液晶显示装置，尤其涉及一种适于形成有机EL显示装置、液晶显示装置、集成电路元件、固体摄像元件等的电子零件的平坦化膜、保护膜或层间绝缘膜的正型感光性树脂组成物及使用该正型感光性树脂组成物的硬化膜的形成方法。
背景技术：
在有机EL显示装置或液晶显示装置等中，设置着经图案形成的层间绝缘膜。该层间绝缘膜的形成时，广泛使用感光性树脂组成物，其原因在干用以获得必要的图案形状的エ序数少，而且可以获得充分的平坦性等。对于所述显示装置中的层间绝缘膜，除了期望绝缘性、耐溶剂性、耐热性及氧化铟锡(Indium Tin Oxide, I TO)溅镀适性优良等硬化膜的物性以外，期望高透明性。因此，尝试使用透明性优良的丙烯酸系树脂作为形成膜的成分。另ー方面，作为传真(facsimile)、电子复印机、固体摄像元件等的晶载彩色滤光片(on chip color filter)的成像光学系统或光纤连接器(optical fiberconnector)的光学系统材料，使用具有3 y m 100 U m左右的透镜径的微透镜、或将这些微透镜规则地排列而成的微透镜阵列。在微透镜或微透镜阵列的形成吋，已知以下方法形成相当于透镜的抗蚀剂图案后，通过加热处理使其熔融流动(melt flow)，而直接用作透镜的方法；或将熔融流动的透镜图案作为遮罩，通过干式蚀刻使透镜形状转印到底层上的方法等。所述透镜图案的形成时，广泛使用感光性树脂组成物。此种感光性树脂组成物例如可以举出日本专利特开平10-26829号公报、日本专利特开2004-264623号公报及日本专利特开2008-3532号公报。该显示装置类的制造时，使用蚀刻液、剥离液、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等多种化学液，对这些化学液的耐性变得需要。例如，日本专利特开2008-3532号公报中公开了与对作为剥离液的MEA (单こ醇胺)的耐性提高有关的发明，但关于对其他化学液特别是NMP的耐性提高，则未作记载。
发明内容
本发明所欲解决的课题在于提供ー种感光性树脂组成物，该感光性树脂组成物的硬化后的耐化学品性高，且即使进行加热也能获得透明性降低小的硬化膜，并且具有非常高的感度。另外，本发明所欲解决的其他课题在于提供ー种使用所述感光性树脂组成物的硬化膜及其制造方法、具备所述硬化膜的有机EL显示装置及液晶显示装置。本发明的所述课题是通过以下的〈1>、〈11>、〈15>、<17>或〈18>所记载的手段来解決。以下也一并记载作为优选实施态样的〈2> 〈10>、<12> 〈14>及〈16>。<1> ー种感光性树脂组成物，其特征在于包含(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂、(成分B)光酸产生剂、(成分C)交联剂及(成分D)溶齐IJ，且成分C包含封端异氰酸酯化合物，所述封端异氰酸酯化合物的母结构为缩ニ脲结构；<2>根据所述〈1>所记载的感光性树脂组成物，其特征在于所述封端异氰酸酯化合物的异氰酸酯基是经封端剂加以封端，所述封端剂是选自由肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑系化合物及酰亚胺系化合物所组成的组群中；<3>根据所述〈1>或〈2>所记载的感光性树脂组成物，其特征在于所述封端异氰酸酷化合物是利用封端剂将具有缩ニ脲结构的多聚物的异氰酸酯基封端而成，所述具有缩ニ脲结构的多聚物是将选自由甲苯ニ异氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯(MDI)、六亚甲基ニ异氰酸酯(HDi)及异佛尔酮ニ异氰酸酯(iroi)所组成的组群中的化合物多聚化而 获得；<4>根据所述〈1>至〈3>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于相对于感光性树脂组成物的总固体成分量，所述封端异氰酸酯化合物的含量为0.1质量％ 8质量％的范围；<5>根据所述〈1>至〈4>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于成分A为含有结构单元(al)的聚合物，所述结构単元(al)具有利用缩醛结构保护羧基所得的残基;<6>根据所述〈1>至〈5>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于成分A为含有结构单元(a2)的聚合物，所述结构単元(a2)具有羧基或酚性羟基；<7>根据所述〈1>至〈6>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于成分B为肟磺酸酯化合物；<8>根据所述〈1> 〈7>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于成分A为含有具有交联性基的结构单元(a3)的聚合物；<9>根据所述〈8>所记载的感光性树脂组成物，其特征在于具有交联性基的结构単元(a3)中所含的交联性基为选自由环氧基、氧杂环丁基及-NH-CH2-O-R (R表示氢原子或碳数为I 20的烷基)所表示的基团所组成的组群中的至少ー种；<10>根据所述〈1>至〈9>中任ー项所记载的感光性树脂组成物，其特征在于进ー步含有抗氧化剂；〈11> ー种硬化膜的形成方法，其特征在于包括以下エ序(I)应用エ序，将根据所述〈1>至〈10>中任ー项所记载的感光性树脂组成物应用到基板上；(2)溶剂除去エ序，从所应用的感光性树脂组成物中除去溶剤；(3)曝光エ序，利用活性光线对除去了溶剂的感光性树脂组成物进行曝光；(4)显影エ序，利用水性显影液对经曝光的感光性树脂组成物进行显影 '及(5)后烘烤エ序，对经显影的感光性树脂组成物进行热硬化；<12>根据所述〈11>所记载的硬化膜的形成方法，其特征在于在所述显影エ序后、所述后烘烤エ序前，包括对经显影的感光性树脂组成物进行全面曝光的エ序；<13>根据所述〈11>所记载的硬化膜的形成方法，其特征在于在所述显影エ序后、所述后烘烤エ序前，不包括对经显影的感光性树脂组成物进行全面曝光的エ序；
〈14>根据所述〈11>至〈13>中任ー项所记载的硬化膜的形成方法，其特征在于更包括(6)干式蚀刻エ序，对具有进行热硬化而获得的硬化膜的基板进行干式蚀刻；<15> ー种硬化膜，其特征在于利用根据所述〈11>至〈14>中任一项所记载的方法而形成；<16>根据所述〈15>所记载的硬化膜，其特征在于所述硬化膜为层间绝缘膜；<17> 一种有机EL显示装置，其特征在于具备根据所述〈15>或〈16>所记载的硬化膜；〈18>—种液晶显示装置，其特征在于具备根据所述〈15>或〈16>所记载的硬化膜。发明的效果根据本发明，可以提供ー种感光性树脂组成物，该感光性树脂组成物的硬化后的耐化学品性高，且即使进行加热也能获得透明性降低小的硬化膜，具有非常高的感度。另外，根据本发明，可以提供ー种使用所述感光性树脂组成物的硬化膜及其制造方法、具备所述硬化膜的有机EL显示装置及液晶显示装置。
图1为表示应用使用本发明的感光性树脂组成物的硬化膜作为绝缘膜、平坦化膜的有机EL显示装置的一例的构成的示意性截面图。图2为表示应用使用本发明的感光性树脂组成物的硬化膜的液晶显示装置的一例的构成的示意性截面图。符号的说明1、16 :TFT(薄膜晶体管)2 :配线3、8 :绝缘膜4 :平坦化膜5 :第一电极6、14、I5:玻璃基板7、18:接触孔10 :液晶显示装置12 :背光单元17 :硬化膜19:1TO透明电极20 :液晶22 :彩色滤光片
具体实施例方式以下，对本发明加以详细说明。此外，说明书中，“下限 上限”的记载表示“下限以上、上限以下”，“上限 下限”的记载表示“上限以下、下限以上”。即表示包含上限及下限的数值范围。另外，将“(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂”等也简称为“成分A”等，将“具有利用缩醛结构保护羧基所得的残基的结构单元(al) ”等也简称为“结构单元(al)”等。另外，有时将表示“丙烯酸酷”、“甲基丙烯酸酷”两者或任一者的情况记作“(甲基)丙烯酸酷”，将表示“丙烯酰基”、“甲基丙烯酰基”两者或任一者的情况记作“(甲基)丙烯酰基”。感光性树脂组成物本发明的感光性树脂组成物的特征在于含有(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂、(成分B)光酸产生剂、(成分C)交联剂及(成分D)溶剤，且成分C包含封端异氰酸酯化合物，所述封端异氰酸酯化合物的母结构为缩ニ脲结构。
通常来说，显示装置类的制造时所使用的蚀刻液、剥离液、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等各种化学液对硬化膜的作用原理、滲透力等存在差异，对某种化学液的耐性提高并不宣接意味着对其他化学液的耐性提高，因此特别关于对NMP的化学液耐性提高进行了努力研究，结果想到了本发明。另外，作为预料之外的效果，通过使用本发明的感光性树脂组成物，可以制造并无显示不均的高品质的显示装置。另外，本发明的感光性树脂组成物优选正型感光性树脂组成物，更优选化学増幅型的正型感光性树脂组成物(化学増幅正型感光性树脂组成物)。此外，本说明书中，有时将曝光后的加热处理(Post Exposure Baking)称为PEB。以下，对构成感光性树脂组成物的各成分加以说明。此外，在本说明书中的基团(原子团)的表述中，未记载取代及未经取代的表述包含不具有取代基的基团，并且也包含具有取代基的基团。例如所谓“烷基”，不仅是指不具有取代基的烧基(未经取代的烧基)，也包含具有取代基的烧基(取代烧基)。(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂本发明的感光性树脂组成物含有(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂。另外，成分A优选的是至少含有结构单元(al)、结构单元(a2)的聚合物，所述结构単元(al)具有利用缩醛结构保护羧基所得的残基，所述结构単元(a2)具有羧基或酚性羟基。另外，成分A也可以含有所述结构单元(al)及结构单元(a2)以外的结构单元。成分A为通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂，优选的是含有具有利用缩醛结构保护羧基所得的残基的结构单元(al)、且所述缩醛结构分解时成为碱可溶性的树脂。另外，本发明中所谓“碱可溶性”，是指将该化合物(树脂)的溶液涂布在基板上，并在90°C下加热2分钟，由此形成的该化合物(树脂)的涂膜(厚度为3 y m)对23°C下的0. 4质量％氢氧化四甲基铵水溶液的溶解速度为0. 01 y m/s以上，所谓“碱不溶性”，是指将该化合物(树脂)的溶液涂布在基板上，并在90°C下加热2分钟，由此形成的该化合物(树脂)的涂膜(厚度为3 ym)对23°C下的0.4质量％氢氧化四甲基铵水溶液的溶解速度小于0. 01 u m/s、优选的是小于 0. 005 u m/s。另外，所谓“通过酸的作用碱溶解性发生变化”，是指使酸作用之前与之后，对23°C下的0. 4质量％氢氧化四甲基铵水溶液的溶解速度发生变化。成分A优选丙烯酸系聚合物。
本发明中的“丙烯酸系聚合物”为加成聚合型的树脂，为含有来源于(甲基)丙烯酸或其酯的结构单元的聚合物，也可以含有来源于(甲基)丙烯酸或其酯的结构单元以外的结构单元、例如来源于苯こ烯类的结构单元或来源于こ烯系化合物的结构单元等。另外，也可以一起含有来源于(甲基)丙烯酸及其酯的结构单元。成分A中优选的是相对于成分A中的所有単体单元而使来源于(甲基)丙烯酸或其酯的单体单元为50摩尔％以上，更优选的是80摩尔％以上，特别优选的是仅包含来源于(甲基)丙烯酸或其酯的单体单元的聚合物。此外，将“来源于(甲基)丙烯酸及/或其酯的单体単元”也称为“丙烯酸系単体単元”。另外，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸及/或丙烯酸。本发明中的“缩醛结构”中，只要无特别说明，则包括狭义的缩醛结构及缩酮结构两者。
成分A可以具有缩醛结构或缩酮结构，也可以具有缩醛结构及缩酮结构两者。缩醛结构优选下述式(I)所表示的结构。[化I]
权利要求
1.一种感光性树脂组成物，其特征在于，含有成分A :具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂、成分B :光酸产生剂、成分C :交联剂、及成分D :溶剂，且成分C包含封端异氰酸酯化合物，所述封端异氰酸酯化合物的母结构为缩二脲结构。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述封端异氰酸酯化合物的异氰酸酯基是经封端剂加以封端，所述封端剂是选自由肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑系化合物及酰亚胺系化合物所组成的组群中。
3.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述封端异氰酸酯化合物为利用封端剂将具有缩二脲结构的多聚物的异氰酸酯基封端而成，所述具有缩二脲结构的多聚物的异氰酸酯基是将选自由甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDi)及异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)所组成的组群中的化合物多聚化而获得。
4.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于相对于感光性树脂组成物的总固体成分量，所述封端异氰酸酯化合物的含量为O.1质量％ 8质量％的范围。
5.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述成分A为含有结构单元(al)的聚合物，所述结构单元(al)具有利用缩醛结构保护羧基所得的残基。
6.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述成分A为含有结构单元(a2)的聚合物，所述结构单元(a2)具有羧基或酚性羟基。
7.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述成分B为肟磺酸酯化合物。
8.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于所述成分A为含有结构单元(a3)的聚合物，所述结构单元(a3)具有交联性基。
9.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于具有交联性基的结构单元 (a3)中所含的交联性基为选自由环氧基、氧杂环丁基及-NH-CH2-O-R所表示的基团所组成的组群中的至少一种，R表示氢原子或碳数为I 20的烷基。
10.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于进一步含有抗氧化剂。
11.一种硬化膜的形成方法，其特征在于，包括以下工序(1)应用工序，将根据权利要求1至10中任一项所述的感光性树脂组成物应用到基板上；(2)溶剂除去工序，从所应用的感光性树脂组成物中除去溶剂；(3)曝光工序，利用活性光线对除去了溶剂的感光性树脂组成物进行曝光；(4)显影工序，利用水性显影液对经曝光的感光性树脂组成物进行显影；及(5)后烘烤工序，对经显影的感光性树脂组成物进行热硬化。
12.根据权利要求11所述的硬化膜的形成方法，其特征在于在所述显影工序后、所述后烘烤工序前，包括对经显影的感光性树脂组成物进行全面曝光的工序。
13.根据权利要求11所述的硬化膜的形成方法，其特征在于在所述显影工序后、所述后烘烤工序前，不包括对经显影的感光性树脂组成物进行全面曝光的工序。
14.根据权利要求11所述的硬化膜的形成方法，其特征在于还包括(6)干式蚀刻步骤，对具有硬化膜的基板进行干式蚀刻，所述硬化膜是进行热硬化而获得。
15.一种硬化膜，其特征在于利用根据权利要求11所述的方法而形成。
16.根据权利要求15所述的硬化膜，其特征在于所述硬化膜为层间绝缘膜。
17.一种有机EL显示装置，其特征在于具备根据权利要求15所述的硬化膜。
18.一种液晶显示装置，其特征在于具备根据权利要求15所述的硬化膜。
全文摘要
本发明提供一种感光性树脂组成物、硬化膜的形成方法、硬化膜、有机EL显示装置及液晶显示装置。本发明的感光性树脂组成物的特征在于含有(成分A)具有缩醛结构且通过酸的作用碱溶解性发生变化的树脂、(成分B)光酸产生剂、(成分C)交联剂及(成分D)溶剂，且成分C包含封端异氰酸酯化合物，所述封端异氰酸酯化合物的母结构为缩二脲结构。
文档编号G03F7/039GK103019032SQ20121036295
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月25日 优先权日2011年9月26日
发明者柏木大助, 山﨑健太, 米泽裕之, 霜山达也 申请人:富士胶片株式会社