[发明专利]正型感光性硅氧烷组合物

说明书

技术领域

本发明涉及感光性硅氧烷组合物、由其形成的固化膜以及具有该固化膜的元件，所述感光性硅氧烷组合物光学透明、具有高温耐受性，另外具有高的化学品耐受性、环境耐受性，可通过光照射而形成图案，适用于以液晶显示元件、有机EL显示元件等显示器的背板中使用的薄膜晶体管(TFT)基板用平整化膜、半导体元件的层间绝缘膜为首的固体摄像元件(即，图像传感器)、抗反射薄膜、抗反射板、光学滤波器、高亮度发光二极管、触摸面板、太阳能电池、光波导管等光学元件。

背景技术

近年来，在显示器、发光二极管、太阳能电池等光学元件中，提出了更进一步提高光利用效率、更进一步节能的各种提案。例如已知有，在液晶显示器中，将透明的平整化膜被覆形成于TFT元件上，在该平整化膜上形成像素电极，从而提高显示装置的开口率的方法(参照专利文献1)。提出了如下方法：关于有机EL设备的结构，通过导出方式的变化也与液晶显示器同样地提高开口率(参照专利文献2)，即从在形成于基板上的透明像素电极上蒸镀形成发光层并且将发光从基板侧导出的方式(底部发射)，改变为将源自被覆形成于TFT元件上的平整化膜上的透明像素电极以及其上的发光层的发光在与TFT元件侧的相反侧导出的方式(顶部发光)。

另外，伴随着显示器的高分辨化、大型化以及高画质化、3D显示等，配线上的信号延迟成为问题。通过图像信息的改写速度(换帧频率)的升高，使得向TFT的输入信号变短，但是在用于根据高分辨化要求而降低布线电阻的布线宽度的扩张方面存在有限制。由此，提出了通过增大布线厚度而解决信号延迟的问题(参照非专利文献1)。

作为这样的TFT基板用平整化膜的材料，已知有组合了丙烯酸类树脂和醌二叠氮化合物的材料(参照专利文献3、4)。然而，虽然这些材料在200℃以上的高温下材料特性不会急剧地劣化，但是存在如下问题：在230℃以上开始缓慢分解，因膜厚的降低、基板的高温处理而导致透明膜着色，透射率降低。特别是无法应用于下述工艺，即在该透明膜材料之上使用PE-CVD等装置在高温下进行膜形成这样的工艺。另外，在有机EL元件中，分解物也对有机EL元件的发光效率、寿命赋予不良影响，因而不能说是在使用中最优的材料。另外，一般而言，赋予了耐热性那样的丙烯酸类材料的介电常数变高。由此，基于绝缘膜的寄生电容变大，使得耗电变大，或者因液晶元件驱动信号的延迟等而对画质的品质造成问题。介电常数大的绝缘材料，也可例如通过增大膜厚而减小容量，但是一般难以形成均匀的厚膜，材料用量也变多，故而不优选。

作为高耐热性、高透明性的材料已知有聚硅氧烷，特别是已知有倍半硅氧烷。倍半硅氧烷是如下的特异性的化合物，其是由3官能度的硅氧烷结构单元RSi(O_1.5)形成的聚合物，并且在化学结构性上是无机二氧化硅(SiO₂)和有机硅(R₂SiO)的中间体，但是可溶于有机溶剂并且其固化物显现出无机二氧化硅所特有的高的耐热性。作为感光性组合物的成分，需要使聚硅氧烷可溶于四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液这样的显影液。由此提出了一种由倍半硅氧烷化合物、丙烯酸类共聚物和醌二叠氮化合物组成的感光性组合物等，其中，丙烯酸类共聚物由不饱和羧酸、含环氧基的不饱和化合物与烯烃类不饱和化合物共聚而得到的，上述倍半硅氧烷化合物是通过向特定的笼型倍半硅氧烷赋予丙烯酸基团(アクリル基)而得到的(参照专利文献5)。但是，在基于这些复杂的体系的感光性组合物中，有机化合物的含量高，因此由于除了聚硅氧烷以外的有机化合物发生热劣化而导致固化物的耐热性不充分，不能忽视由变色、分解气体的产生引起的问题。

作为由聚硅氧烷和醌二叠氮化物形成的感光性组合物，例如提出了：通过组合不溶于显影液的聚硅氧烷和可溶于显影液的聚硅氧烷的体系与醌二叠氮化合物，从而不包含其它的反应性化合物的感光性组合物(专利文献6)。

仅由聚硅氧烷和醌二叠氮化合物形成的材料进行热固化的情况下，因聚硅氧烷中的硅烷醇基的脱水缩合而引起交联、高分子量化。在该热固化过程中，在充分推进图案的热固化之前，由高温引起的膜的低粘度化导致熔融，使得在显影后获得的孔、线等图案发生流动，作为结果，必须防止分辨率降低导致的“图案”塌陷。根据专利文献6，为了防止“图案”塌陷而需要充分提高硅氧烷的分子量。其结果，作为感光性材料，灵敏度低，需要高的反应能量。另外存在有残膜率也不充分、材料损失大这样的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本第2933879号专利说明书

专利文献2：日本特开2006-236839号公报