JP4896755B2 - 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 - Google Patents
液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4896755B2 JP4896755B2 JP2007023510A JP2007023510A JP4896755B2 JP 4896755 B2 JP4896755 B2 JP 4896755B2 JP 2007023510 A JP2007023510 A JP 2007023510A JP 2007023510 A JP2007023510 A JP 2007023510A JP 4896755 B2 JP4896755 B2 JP 4896755B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- alkyl group
- insulating film
- liquid crystal
- crystal display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 CC(C)(c1ccc(*)cc1)c1ccc(C(C)(c2ccc(*)cc2)c2ccc(*)cc2)cc1 Chemical compound CC(C)(c1ccc(*)cc1)c1ccc(C(C)(c2ccc(*)cc2)c2ccc(*)cc2)cc1 0.000 description 4
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133345—Insulating layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
- C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133357—Planarisation layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Description
集積回路素子の場合、例えばLSI(大規模集積回路素子)の多層配線は、電気を通す金属配線とそれらを電気的に絶縁する層間絶縁膜とを交互に成膜・加工しながら形成していく。
また、液晶表示素子の場合、例えばTFT(薄膜トランジスタ)型液晶表示素子は、一般的に、偏光板を設けたガラス基板等の透明基板上にITO(インジウム−スズ−酸化物)等の透明導電回路層およびTFTを形成し、層間絶縁膜で被覆して背面板(液晶アレイ基板)とする一方、偏光板を設けたガラス基板等の透明基板上に、必要に応じてブラックマトリックス層およびカラーフィルター層のパターンを形成し、さらにITO等の透明導電回路層を順次形成して上面板(対向基板)とし、この液晶アレイ基板と対向基板とをスペーサを介して対向させて両板間に液晶を封入して製造される。
液晶アレイ基板1は、一般的に、透明基板2上に形成された複数のゲートライン3と、該ゲートライン3と直交する複数のソースライン4と、それらに囲まれた複数の領域(画素領域)にそれぞれ設けられた透明な画素電極5と、各画素電極5に配設されたTFT6とから構成される。
TFT6は、透明基板2上に形成されたゲート7と、その上方に絶縁膜(ゲート絶縁膜)8を介して設けられたアモルファスシリコン層9とから構成される。ゲートライン3とゲート7とはゲート電極10を介して接続されている。また、ソースライン4とアモルファスシリコン層9とはソース電極を介して接続されている。また、アモルファスシリコン層9と画素電極5とはドレイン電極11を介して接続されている。
また、透明基板2上には、TFT6、ソースライン4およびゲートライン5を覆う透明な層間絶縁膜12が設けられている。該層間絶縁膜12は、TFT6、ソースライン4およびゲートライン5を直接被覆する絶縁性の高い層間絶縁膜13と、該層間絶縁膜13上に、TFT6等に由来する表面の凹凸を平坦化するために設けられる層間絶縁膜(平坦化絶縁膜)14とから構成されている。
平坦化絶縁膜を設けることにより、縦断面方向において画素電極−TFT間の距離を充分に確保できるため、ソースラインおよびゲートラインに囲まれた領域全体に画素電極を設けることができ、有効画素範囲が増大する。その結果、液晶表示素子の開口率が向上し、省電力化、輝度の向上に寄与する。また、液晶アレイ基板の表面の平坦性が向上することで、液晶部分の斑を低減でき、画質が向上する利点もある。
また、層間絶縁膜の形成に用いられる材料としては、画素電極等を形成する際の加工性に優れることから、感光性の材料が望まれている。たとえば、図2に示した液晶アレイ基板の製造においては、TFTと画素電極とを部分的に接続するために、層間絶縁膜にホールを設ける必要があるが、感光性の材料を用いることにより、その加工を容易に行うことができる。
たとえば特許文献1〜2には、層間絶縁膜を形成するための材料として、アクリル系のアルカリ可溶性樹脂と感光剤とを含む感光性樹脂組成物が記載されている。
また、液晶表示素子においては、液晶表示素子の製造時に高温での加工を行うことがあり、高い耐熱性が必要とされるが、上記感光性樹脂組成物は耐熱性が充分ではない。たとえばSOG(スピンオングラス)薄膜のように、400℃近い耐熱性を有する層間絶縁膜を形成できるものもあるが、従来、このような材料は感光性を有さない。感光性を有さない材料を用いる場合、絶縁膜の上層にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてエッチングしてからレジストを剥離するなどの多工程を必要とするため、スループット・コスト的にデメリットがある。
また、特に平坦化絶縁膜の用途においては、膜厚をある程度厚くする必要があるため、透明性がきわめて重要であり、透明性のさらなる向上が求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、感光性を有し、優れた透明性および耐熱性を備えた液晶表示素子用平坦化絶縁膜を形成できる組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の第一の態様は、下記一般式(a1−1)で表される構成単位(a1)と、下記一般式(a2−1)で表される構成単位(a2)とを含有する樹脂(A)、および感光剤(B)を含有することを特徴とする液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物である。
本発明の第二の態様は、下記一般式(a1−1)で表される構成単位(a1)を含有する樹脂(A)、および感光剤(B)を含有し、前記感光剤(B)が、ナフトキノンジアジド基を有する化合物であることを特徴とする液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物である。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基である。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
本発明の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物は、前記一般式(a1−1)で表される構成単位(a1)を含有する樹脂(A)(以下、(A)成分という。)、および感光剤(B)(以下、(B)成分という。)を含有する。
かかる組成物を用いて形成される樹脂膜は、露光前は(B)成分の存在によりアルカリ不溶性である。該樹脂膜に対して露光を行うと、(B)成分の構造が変化し、アルカリ溶解性が増大する。そのため、露光後にアルカリ現像を行うと、露光部が溶解する一方、未露光部はそのまま残るため、当該樹脂膜にポジ型のパターンが形成される。そして、該パターンが形成された樹脂膜をさらに焼成することにより、所定のパターンを有する平坦化絶縁膜が形成される。
「構成単位(a1)」
一般式(a1−1)中、R1が単結合である場合、ベンゼン環が直接ケイ素原子に結合する。
R1のアルキレン基は、炭素数が1〜5であることが好ましい。
直鎖状のアルキレン基としては、たとえばメチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキレン基としては、たとえば、メチルエチレン基、1−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、1,1−ジメチルエチレン基、1−メチルブタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基、1,2−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基、1,1−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基等が挙げられる。
R1としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
R101のアルキル基としては、炭素数が1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
n1は0〜4の整数であり、0または1が好ましく、0が特に好ましい。
(A)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、10モル%以上であることが好ましく、25モル%以上がより好ましく、30モル%以上がさらに好ましい。20モル%以上であると、露光後のアルカリ溶解性が向上し、良好なパターンを形成できる。上限は特に制限されないが、80モル%以下が好ましく、75モル%以下が最も好ましい。
(A)成分は、さらに、下記一般式(a2−1)で表される構成単位(a2)を含有することが好ましい。これにより、アルカリ溶解抑止効果が向上し、大量の(B)成分を添加する必要が無くなる。
芳香族環としては、たとえば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等が挙げられる。
芳香族環が有していてもよい置換基としては、式(a1−1)中のベンゼン環が有していてもよい置換基としてあげたものと同様のものが挙げられる。
R2の芳香族炭化水素基としては、特に、フェニル基またはフェナントリル基が好ましい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜5であることが好ましく、炭素数1〜3がより好ましい。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数3〜5であることが好ましく、たとえば1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基等が挙げられる。
環状のアルキル基としては、基本環の炭素数(環を構成する炭素の数)が3〜10であるものが好ましく、シクロペンチル基またはシクロヘキシル基がより好ましい。該環状のアルキル基は、基本環に置換基が結合していてもよく、置換基としては、式(a1−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
R2のアルキル基としては、特に、直鎖状の炭素数3〜5のアルキル基が好ましい。
(A)成分中、構成単位(a2)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜80モル%の範囲であることが好ましく、10〜75モル%がより好ましく、20〜70モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、構成単位(a2)を含有することによる効果が充分に得られ、上限値以下であると他の構成単位とのバランスが良好である。
構成単位(a3)は、下記一般式(a3−1)で表される構成単位である。
R4としては、式(a2−1)中のR2のアルキル基として挙げた直鎖状のアルキル基および分岐鎖状のアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(a3−1)中のR103、n3としては、それぞれ、前記一般式(a1−1)中のR101、n1と同様のものが挙げられる。
構成単位(a3)を含有させる場合、(A)成分中の構成単位(a3)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
構成単位(a4)は、下記一般式(a4−1)で表される構成単位である。
R6としては、式(a2−1)中のR2のアルキル基として挙げた直鎖状のアルキル基および分岐鎖状のアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(a4−1)中のR104、n4としては、それぞれ、前記一般式(a1−1)中のR101、n1と同様のものが挙げられる。
構成単位(a4)を含有させる場合、(A)成分中の構成単位(a4)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
構成単位(a5)は、下記一般式(a5−1)で表される構成単位である。
R8としては、式(a2−1)中のR2のアルキル基として挙げた直鎖状のアルキル基および分岐鎖状のアルキル基と同じものが挙げられる。
一般式(a5−1)中のR105、n5としては、それぞれ、前記一般式(a1−1)中のR101、n1と同様のものが挙げられる。
構成単位(a5)を含有させる場合、(A)成分中の構成単位(a5)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
また、Mw/数平均分子量(Mn)は、特に限定するものではないが、好ましくは1.0〜6.0、さらに好ましくは1.0〜2.0である。この範囲とすることで、解像性やパターン形状が良好となる。
(A)成分は、たとえば、特許第2567984号公報に記載の方法により製造することができる。
(B)成分としては、一般にポジ型レジスト組成物において感光剤として用いられているものであれば特に限定されない。
本発明において、(B)成分としては、ナフトキノンジアジド基を有する化合物(キノンジアジド基含有化合物)が好ましい。
キノンジアジド基含有化合物としては、例えば、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とフェノール化合物とのエステル化物が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン化合物;
トリス(4−ヒドロシキフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタンなどのトリスフェノール型化合物;
2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−5−ヒドロキシフェノール、2,6−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール等のリニア型3核体フェノール化合物;
1,1−ビス〔3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル〕イソプロパン、ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン、ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[2−ヒドロキシ−3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[2−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[4−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン等のリニア型4核体フェノール化合物;
2,4−ビス[2−ヒドロキシ−3−(4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルベンジル]−6−シクロヘキシルフェノール、2,4−ビス[4−ヒドロキシ−3−(4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルベンジル]−6−シクロヘキシルフェノール、2,6−ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシベンジル]−4−メチルフェノール等のリニア型5核体フェノール化合物等のリニア型ポリフェノール化合物;
ビス(2,3,−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、2,3,4−トリヒドロキシフェニル−4'−ヒドロキシフェニルメタン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2',3',4'−トリヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(2',4'−ジヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−2−(3'−フルオロ−4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジメチルフェニル)プロパンなどのビスフェノール型化合物;
1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、1−[1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、などの多核枝分かれ型化合物;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどの縮合型フェノール化合物などが挙げられる。
上記エステル化物は、エステル化率が40〜100%であることが好ましく、50〜100%であることがより好ましい。エステル化率は、〔(エステル化された水酸基の数)/(エステル化前の(フェノール化合物の)水酸基の総数)〕×100で求めることができる。
他のキノンジアジド基含有化合物としては、例えば、オルトベンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジドなどのオルトキノンジアジド類;その核置換誘導体(例えばオルトナフトキノンジアジドスルホン酸エステル類など);オルトキノンジアジドスルホニルクロリドと、水酸基又はアミノ基をもつ化合物(例えばフェノール、p−メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ナフトール、ピロカテコール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガロール−1,3−ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基を一部残してエステル化又はエーテル化された没食子酸、アニリン、p−アミノジフェニルアミンなど)との反応生成物;などが挙げられる。
(B)成分としては、特に、下記一般式(b−1)で表されるフェノール化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル化物が好ましい。
R11〜R27におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、特に、メチル基またはシクロヘキシル基が好ましい。
R21の末端とQ1の末端とが結合して炭素数2〜5のアルキレン基を形成する場合には、Q1と、R21と、Q1とR21との間の炭素原子とにより炭素数3〜6の環状アルキル基が形成される。
本発明の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物は、さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、任意成分として、放射線の照射(露光)により酸を発生する酸発生剤(C)(以下、(C)成分という。)を含有してもよい。(C)成分を含有することにより、感度、解像性等が向上する。
(C)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
前記直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜12であることが好ましく、炭素数5〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中全水素原子の個数に対する置換したフッ素原子の個数の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
R51としては、直鎖状のアルキル基またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R52において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、フッ素原子が好ましい。
R52において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、特に1〜4、さらには1〜3であることが望ましい。
R52において、ハロゲン化アルキル基は、アルキル基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。ここでのアルキル基は、前記R52における「アルキル基」と同様のものが挙げられる。置換するハロゲン原子としては上記「ハロゲン原子」について説明したものと同様のものが挙げられる。ハロゲン化アルキル基において、水素原子の全個数の50〜100%がハロゲン原子で置換されていることが望ましく、全て置換されていることがより好ましい。
R52において、アルコキシ基としては、直鎖状または分岐鎖状であり、その炭素数は好ましくは1〜5、特に1〜4、さらには1〜3であることが望ましい。
R52としては、これらの中でも水素原子が好ましい。
置換基としては、水酸基、低級アルキル基(直鎖または分岐鎖状であり、その好ましい炭素数は5以下であり、特にメチル基が好ましい)などを挙げることができる。
R53のアリール基としては、置換基を有しないものがより好ましい。
u”は1〜3の整数であり、2または3であることが好ましく、特に3であることが望ましい。
R1”〜R3”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
R1”〜R3”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R1”〜R3”は、それぞれ、フェニル基またはナフチル基であることが最も好ましい。
前記直鎖または分岐のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R1”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
R4”としては、直鎖または環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R5”〜R6”のアリール基としては、R1”〜R3”のアリール基と同様のものが挙げられる。
R5”〜R6”のアルキル基としては、R1”〜R3”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R5”〜R6”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(c−2)中のR4”としては上記式(c−1)のR4”と同様のものが挙げられる。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
R31の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
R31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
R32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
R33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
R33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが好ましい。
R34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
R35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
R35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
R37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
R38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は好ましくは2である。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、WO2004/074242A2(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
上記の中でも、オキシムスルホネート系酸発生剤は、透明性に優れ、かつ酸発生剤としての性能が高く、有機溶剤への溶解性が良好である。また、液晶表示素子において平坦化絶縁膜に隣接する液晶へのハロゲン原子等の浸潤がなく、液晶を変質させることが少ないため好ましい。
本発明の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物における(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、1〜10質量部が好ましく、2〜5質量部がより好ましい。上記範囲の下限値以上であると、(C)成分を配合することによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、当該組成物を有機溶剤に溶解した際に均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
(D)成分としては、熱および/または紫外線の作用によって(A)成分中や当該(D)成分中に架橋構造を形成し得る成分であることが望ましい。
(D)成分としては、例えばエポキシ基および/またはオキセタン基を有する化合物が挙げられる。具体的には、例えば各種エポキシ樹脂、エポキシ基含有重合性不飽和化合物を含む重合性不飽和化合物の共重合体などが挙げられる。
前記「エポキシ基含有重合性不飽和化合物を含む重合性不飽和化合物の共重合体」において、エポキシ基含有重合性不飽和化合物とともに用いられる重合性不飽和化合物としては、重合性不飽和結合を有し、かつエポキシ基を有さない化合物が挙げられ、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、及びクロトン類エステル類などが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ類、メタクリル酸エステル類が好ましく、特にアクリル酸、メタクリル酸が好ましく、さらにはメタクリル酸が好ましい。
前記共重合体に用いられる重合性不飽和化合物において、エポキシ基含有重合性不飽和化合物の割合は5〜90モル%、好ましくは50〜85モル%であることが望ましい。
脂環式エポキシ基含有重合性不飽和化合物としては、例えば特開平8−262709号公報に記載の一般式(2)〜(32)で示される化合物が挙げられる。
また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基又は低級アルコキシメチル基で置換した化合物が挙げられる。これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤という。
尿素系架橋剤としては、尿素とホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、尿素とホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられ、なかでもビスメトキシメチル尿素が好ましい。
アルキレン尿素系架橋剤としては、アルキレン尿素とホルマリンを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得られる化合物が挙げられる。具体例としては、例えば、モノ及び/又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化エチレン尿素等のエチレン尿素系架橋剤;モノ及び/又はジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化プロピレン尿素等のプロピレン尿素系架橋剤;1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(メトキシメチル)−4,5−ジメトキシ−2−イミダゾリジノンなどを挙げられる。
グリコールウリル系架橋剤としては、N位がヒドロキシアルキル基および炭素数1〜4のアルコキシアルキル基の一方又は両方で置換されたグリコールウリル誘導体が挙げられる。かかるグリコールウリル誘導体は、グリコールウリルとホルマリンとを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。具体例としては、例えばモノ,ジ,トリ及び/又はテトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラブトキシメチル化グリコールウリルなどが挙げられる。
(D)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対し、5〜100質量部が好ましく、10〜50質量部がより好ましい。この範囲とすることにより耐熱性向上効果がさらに良好となる。
界面活性剤としては、従来公知のものであってよく、アニオン系、カチオン系、ノニオン系等の化合物が挙げられる。具体的には、X−70−090(製品名、信越化学工業社製)等を挙げることができる。
増感剤としては、従来公知のポジ型レジストに用いられるものを使用することができる。例えば、分子量1000以下のフェノール性水酸基を有する化合物等が挙げられる。
消泡剤としては、従来公知のものであってよく、シリコーン系、フッ素系化合物が挙げられる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、たとえば従来レジスト溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
具体例としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;
エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];
ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;
アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、支持体上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、通常、組成物中の固形分濃度が10〜50質量%、好ましくは15〜35質量%の範囲内となる様に用いられる。
本発明の液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法は、支持体上に、前記液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物を用いて樹脂膜を形成する工程、前記樹脂膜を露光する工程、前記樹脂膜を現像してパターンを形成する工程、および前記パターンを焼成する工程を含む。
まず支持体を用意する。本実施形態においては、支持体として、透明基板2上に、平行に形成された複数のゲートライン3と、該ゲートライン3と直交する複数のソースライン4と、それらに囲まれた複数の領域(画素領域)にそれぞれ設けられたTFT6と、それらを直接被覆する層間絶縁膜13とから構成されるものを用いる。
TFT6は、透明基板2上に形成されたゲート7と、その上方に絶縁膜(ゲート絶縁膜)8を介して設けられたアモルファスシリコン層9とから構成される。ゲートライン3とゲート7とはゲート電極10を介して接続されている。また、ソースライン4とアモルファスシリコン層9とはソース電極を介して接続されている。また、アモルファスシリコン層9と画素電極5とはドレイン電極11を介して接続されている。
透明基板2上にゲートライン3、ソースライン4、TFT6および層間絶縁膜13を形成する工程は、従来公知の方法により行うことができる。
なお、本発明により形成される液晶表示素子用平坦化絶縁膜が絶縁性を有するため、層間絶縁膜13は、必ずしも設けなくともよい。
樹脂膜の膜厚は、特に限定されず、適宜設定すればよい。通常、支持体の上端部から、当該樹脂膜の上側表面(平坦化面)までの厚さが、1〜10μmとなる膜厚で形成される。
本発明では、露光時、放射線が照射された部分で(B)成分の分子構造が変化して、アルカリ水溶液に対する溶解性が増大する。そのため、次工程で、当該樹脂膜を現像液(アルカリ水溶液)で現像すると、樹脂膜の、露光によって可溶化した部分が選択的に溶解除去されて、マスクに忠実なパターンが形成される。
露光条件は、特に限定されるものではない。露光に用いる光源及び方法に応じて、露光領域、露光時間、露光強度等を適宜選択することが可能である。
露光光源は、特に限定されず、g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。本発明においては、特に、g線(436nm)、h線(405nm)またはi線(365nm)が好ましく、g線またはi線がより好ましい。
露光後、80〜150℃の温度条件下、40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間のポストエクスポージャーベーク(PEB)を行ってもよい。
紫外線硬化処理は公知の方法を用いて行うことができる。例えば、公知の紫外線照射装置(たとえば日本電池(株)製DeepUVProcessor ランプL−800FS、ウシオ電機(株)製エキシマ光照射装置SCG01等)を用いて、パターン全面に紫外線を照射することにより実施できる。
紫外線照射は、波長400nm以下の紫外線、特に波長150〜300nmの波長の紫外線を主に出力する光源を用いることが好ましい。かかる光源としては、たとえば、日本電池(株)製ランプL−800FS(メイン波長:254nm,185nm)、ウシオ電機(株)製ランプ UEM50L−172A/x4(メイン波長:172nm)等が挙げられる。
紫外線は、約500〜20000mJ/cm2程度の照射量で照射することが好ましく、1000〜15000mJ/cm2程度がより好ましい。照射量は、照射する紫外線の強度と照射時間によって制御することができる。
なお、紫外線の照射に際しては、照射部のパターン表面にしわが発生しないように、急激な照射や照射による温度上昇を抑制することが望ましい。
ポストベーク処理としては、150〜230℃の温度で、1〜10分間程度の加熱処理が好ましい。
なお、紫外線硬化処理によりパターンの耐熱性が向上しているため、ポストベーク工程においてパターン変形が生じる心配はない。
焼成温度は、250〜450℃が好ましく、300〜400℃がより好ましい。又これらは窒素雰囲気中で焼成することが好ましい。該範囲内において、焼成温度が高いほど、得られる平坦化絶縁膜の透明性、絶縁性が向上する。
焼成時間は、焼成温度によっても異なるが、通常、10〜60分間が好ましく、15〜30分間がより好ましい。
上記のようにして得られた液晶アレイ基板1と対向基板とを対向配置し、それらの間に液晶を挟持させることにより、液晶表示素子が得られる。
また、本発明の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物を用い、焼成等の工程を経て形成される液晶表示素子用平坦化絶縁膜は、耐熱性に優れており、たとえば250〜450℃といった高温に曝された場合でも、変形や、絶縁性等の特性の劣化がほとんど生じない。また、該平坦化絶縁膜は、基本的にシリカから構成されるため、可視光線の透過率が極めて高く、透明性に優れている。
[実施例1〜7、比較例1〜2]
表1に示す各成分を混合して樹脂組成物を調製した。
(A)−1:下記化学式(A)−1[式中、x1:y1=30:70(モル比)]で表されるMw=8500の樹脂。
(A)−2:下記化学式(A)−2[式中、x2:y2=28:72(モル比)]で表されるMw=2800の樹脂。
(A)−3:下記化学式(A)−3[式中、x3:y3=70:30(モル比)]で表されるMw=3000の樹脂。
(A)−4:下記化学式(A)−4[式中、x4:y4=70:30(モル比)]で表されるMw=3600の樹脂。
(A)−5:下記化学式(A)−5で表されるMw=6000の樹脂。
(B)−1〜(B)−3:それぞれ下記化学式(B)−1〜(B)−3[式中、Dはナフトキノン−1,2−ジアジドスルホニル基を表す。]で表される化合物。
<感光性評価および耐熱性評価>
前記樹脂組成物を、シリコン基板表面上にスピンコート法にて塗布し、ホットプレート上で120℃90秒間の加熱処理(ソフトベーク)を行うことにより、膜厚1.0μmの樹脂膜を形成した。
次に、該樹脂膜に対し、露光機(ニコン社製、製品名:NSR−2005i10D、NA=0.57)にてマスクを介して露光を行い、その後、ホットプレート上で150℃90秒間の加熱処理(PEB)を行った。PEB後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて20秒間の現像処理を行い、純水でリンスした。次に、上記樹脂膜に対してUVキュア処理(高圧水銀ランプ(日本電池(株)製、製品名:DeepUVProcessor ランプL−800FS、メイン波長254,185nm;照射量:2700mJ/cm2)によるUV照射、および150℃で90秒間のベーク)を行った。
その結果、実施例1〜7の樹脂組成物を用いた例においては、それぞれ、基板上に、ライン幅1.2μmのラインパターン、および直径2.0μmのホールパターンが形成されていた。
一方、比較例1〜2の樹脂組成物を用いた例においてはパターンが形成できなかった。
その結果、実施例1〜7の樹脂組成物を用いた例においては、それぞれ、高温ベーク処理前(UVキュア処理後)とほぼ同じ形状のパターン(高精度のパターン<寸法変化が±5%以内>)が形成されていた。
高精度のパターンが形成できたことから、上記のようにして得られたパターンの耐熱性が高いことが確認できた。
上記結果を、高精度のパターンが形成できたものを○、パターンが形成できなかったものを×として表2に示す。
その結果、形成されたパターンは、高温ベーク処理前のパターンに比べて、側壁の垂直性が悪く、たとえばラインパターンの断面形状が半円形状になっているなど、精度が悪かった。
上記パターン形成評価と同様にして平坦化絶縁膜を形成し、パターニングが形成されていない部分について、1MHzでの誘電率、および1MV/cmでのリーク電流値(A/cm2)を、SSM社のSSM495(製品名)により測定し、下記の評価基準で評価した。
その結果を表2に示す。
[誘電率の評価基準]
○:5以下
×:5超
[リーク電流値の評価基準]
○:1×10−7未満
×:1×10−7以上
Claims (5)
- 前記感光剤(B)が、ナフトキノンジアジド基を有する化合物である請求項1記載の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物。
- 支持体上に、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物を用いて樹脂膜を形成する工程、前記樹脂膜を露光する工程、前記樹脂膜を現像してパターンを形成する工程、および前記パターンを焼成する工程を含む液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法。
- 前記焼成を行う前に、前記パターンに対して紫外線硬化処理を施す工程を含む請求項4記載の液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007023510A JP4896755B2 (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 |
CN2008800033440A CN101595424B (zh) | 2007-02-01 | 2008-01-28 | 液晶显示元件用平坦化绝缘膜形成用组合物以及液晶显示元件用平坦化绝缘膜的制造方法 |
PCT/JP2008/051179 WO2008093629A1 (ja) | 2007-02-01 | 2008-01-28 | 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 |
KR1020097015827A KR101464789B1 (ko) | 2007-02-01 | 2008-01-28 | 액정 표시 소자용 평탄화 절연막 형성용 조성물 및 액정 표시 소자용 평탄화 절연막의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007023510A JP4896755B2 (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008191270A JP2008191270A (ja) | 2008-08-21 |
JP4896755B2 true JP4896755B2 (ja) | 2012-03-14 |
Family
ID=39673941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007023510A Active JP4896755B2 (ja) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4896755B2 (ja) |
KR (1) | KR101464789B1 (ja) |
CN (1) | CN101595424B (ja) |
WO (1) | WO2008093629A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013125455A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | シャープ株式会社 | 回路基板、回路基板の製造方法、及び、表示装置 |
CN103543606B (zh) * | 2012-07-09 | 2020-07-10 | 东京应化工业株式会社 | 玻璃加工用感光性树脂组合物及玻璃加工方法 |
KR101520793B1 (ko) * | 2014-08-28 | 2015-05-18 | 엘티씨 (주) | 고내열성 폴리실세스퀴녹산계 감광성 수지 조성물 |
KR102482590B1 (ko) * | 2017-04-17 | 2022-12-28 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 박막 트랜지스터 기판, 액정 표시 소자, 유기 el 소자, 감방사선성 수지 조성물 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 |
KR20210052431A (ko) * | 2018-08-31 | 2021-05-10 | 도레이 카부시키가이샤 | 수지 조성물, 그의 경화막 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3279313B2 (ja) | 1990-06-25 | 2002-04-30 | 松下電器産業株式会社 | パターン形成方法と位相シフトマスクの製造方法および半導体装置の製造方法 |
EP0464614B1 (en) * | 1990-06-25 | 1999-09-29 | Matsushita Electronics Corporation | A composition having sensitivity to light or radiation |
JP3225537B2 (ja) * | 1990-06-25 | 2001-11-05 | 松下電器産業株式会社 | 光または放射線感応性組成物 |
JP2003005357A (ja) | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感光性樹脂組成物、感光性樹脂転写材料、及び画像形成方法 |
TW200413417A (en) * | 2002-10-31 | 2004-08-01 | Arch Spec Chem Inc | Novel copolymer, photoresist compositions thereof and deep UV bilayer system thereof |
JP2005222040A (ja) * | 2003-12-30 | 2005-08-18 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | Si−成分を含むフォトレジスト組成物 |
JP4494061B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-06-30 | 東京応化工業株式会社 | ポジ型レジスト組成物 |
JP4517229B2 (ja) * | 2004-08-03 | 2010-08-04 | ナガセケムテックス株式会社 | シルセスキオキサン含有化合物及びその製造方法 |
JP4929687B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2012-05-09 | Jnc株式会社 | 感光性化合物、添加用化合物、これらを含有するポジ型感光性組成物、及びこのポジ型感光性組成物の膜を有する表示素子 |
-
2007
- 2007-02-01 JP JP2007023510A patent/JP4896755B2/ja active Active
-
2008
- 2008-01-28 KR KR1020097015827A patent/KR101464789B1/ko active IP Right Grant
- 2008-01-28 CN CN2008800033440A patent/CN101595424B/zh active Active
- 2008-01-28 WO PCT/JP2008/051179 patent/WO2008093629A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008191270A (ja) | 2008-08-21 |
CN101595424B (zh) | 2012-09-26 |
KR101464789B1 (ko) | 2014-11-24 |
CN101595424A (zh) | 2009-12-02 |
KR20090104841A (ko) | 2009-10-06 |
WO2008093629A1 (ja) | 2008-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9720321B2 (en) | Lactone photoacid generators and resins and photoresists comprising same | |
JP2010040849A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
JP5264393B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
JP5663140B2 (ja) | 被覆パターン形成方法、レジスト被覆膜形成用材料、パターン形成方法 | |
KR101357607B1 (ko) | 아세탈기를 가지는 산 증폭제 및 이를 포함하는포토레지스트 조성물 | |
TWI541606B (zh) | 抗蝕圖型之形成方法及圖型微細化處理劑 | |
JP4896755B2 (ja) | 液晶表示素子用平坦化絶縁膜形成用組成物および液晶表示素子用平坦化絶縁膜の製造方法 | |
JP5542500B2 (ja) | レジストパターン形成方法およびレジスト組成物 | |
KR101911094B1 (ko) | 레지스트 패턴 형성 방법 | |
JP2009282224A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
JP5871577B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
JP5822986B2 (ja) | レジスト被覆膜形成用材料 | |
KR102575118B1 (ko) | 반도체 기판의 제조 방법 | |
JP3735945B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物 | |
JP5764478B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
TWI507818B (zh) | 低溫多晶矽之液晶顯示器製程用之正型感光樹脂組成物 | |
JP2009117266A (ja) | ポジ型感光性組成物 | |
JP5750476B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
JP2002182380A (ja) | 有機el表示素子の絶縁膜形成用感放射線性樹脂組成物、それから形成された絶縁膜、および有機el表示素子 | |
JP5518458B2 (ja) | パターン形成方法 | |
JP2012037657A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
TWI414889B (zh) | Chemically enhanced positive type photoresist composition | |
JP2000171967A (ja) | 感放射線性組成物 | |
JPH10171112A (ja) | ポジ型感光性組成物 | |
JP5492441B2 (ja) | レジストパターン形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110920 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111213 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4896755 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |