光敏树脂组合物、由其制成的薄膜面板和薄膜面板的制法转让专利

申请号 : CN200510137394.6

文献号 : CN1800981B

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相似专利:

发明人 : 李羲国中野由子金圭宁

申请人 : 三星电子株式会社住友化学株式会社

摘要 :

一种光敏树脂组合物,包括碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂。该表面活性剂包括:具有结构的有机氟化合物、具有结构的第一硅树脂化合物、和具有结构的第二硅树脂化合物。该树脂组合物可用在显示面板中。

权利要求 :

1.一种光敏树脂组合物,包括:

碱溶性树脂;

醌二叠氮;

溶剂;和

表面活性剂,其包括:具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;

具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是1-20的整数;和具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有1-20个碳原子的烷基或含有2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是1-20的整数,每个m和l都是1-9的整数,其中m+l位于2和10之间,其中在该表面活性剂中,该有机氟化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第一硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第二硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%。

2.根据权利要求1所述的组合物,其中在该组合物的总固体含量中,该碱溶性树脂的重量百分比范围从50重量%到98重量%,在该组合物的总固体含量中,该醌二叠氮的重量百分比范围从1.7重量%到50重量%,且在该组合物的总含量中,该表面活性剂的重量百分比范围从3×10-4重量%到0.3重量%,其中各组分的重量百分比之和等于或小于100重量%。

3.根据权利要求1所述的组合物,其中该有机氟化合物是选自3-全氟己基-1,2-环氧丙烷、3-全氟辛基-1,2-环氧丙烷和3-全氟癸基-1,2-环氧丙烷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的组合物,其中在该组合物中,该有机氟化合物和第一、第二硅树脂化合物的每一种的重量百分比范围都是从1×10-4到0.1重量%。

5.根据权利要求1所述的组合物,其中该第一硅树脂化合物包括甲基氢化双(三甲基甲硅烷氧基)硅烷与聚亚烷基二醇单烯丙基醚的反应产物。

6.根据权利要求1所述的组合物,其中该第二硅树脂化合物包括三甲基甲硅烷基作为端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氢化硅氧烷)共聚物与聚亚烷基二醇烯丙基烷基醚或聚亚烷基二醇烯丙基醚的羧酸酯的反应产物。

7.根据权利要求1所述的组合物,还包括阳离子聚合引发剂、酚化合物、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂中的至少一种。

8.一种薄膜面板,包括:

基板;

形成在该基板上的薄膜图案;和

形成在该薄膜图案上且由光敏树脂组合物制成的绝缘层,所述光敏树脂组合物包括:碱溶性树脂、醌二叠氮、溶剂和表面活性剂,所述表面活性剂包括:具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;

具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是1-20的整数;和具有以下结构的第二硅树脂化合物

其中R’是含有1-20个碳原子的烷基或含有2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是1-20的整数,每个m和l都是1-9的整数,其中m+l位于2和10之间,其中在该表面活性剂中,该有机氟化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第一硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第二硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%。

9.根据权利要求8所述的薄膜面板,其中所述薄膜图案包括:栅极线;

形成在该栅极线上的半导体层;和

形成在该半导体层上的数据线和漏极电极。

10.根据权利要求9所述的薄膜面板,还包括形成在该绝缘层上且与漏极电极连接的像素电极。

11.根据权利要求9所述的薄膜面板,还包括配置在该绝缘层下的滤色器。

12.一种制造薄膜面板的方法,所述方法包括:在基板上形成第一薄膜图案;

涂布光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物包括:碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂;

通过光掩模在该光敏树脂组合物上进行曝光;和将该光敏树脂组合物显影,从而获得第二薄膜图案,其中所述表面活性剂包括:具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;

具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是1-20的整数;和具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有1-20个碳原子的烷基或含有2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是1-20的整数,每个m和l都是1-9的整数,其中m+l位于2和10之间其中在该表面活性剂中,该有机氟化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第一硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%,在该表面活性剂中,该第二硅树脂化合物的重量百分比为10重量%到50重量%。

13.根据权利要求12所述的方法,其中该光敏树脂组合物的涂布使用狭缝型喷嘴。

14.根据权利要求12所述的方法,其中该光敏树脂组合物具有1.0到8.0微米的厚度。

15.根据权利要求12所述的方法,还包括:在曝光之前从该光敏树脂组合物中去除该溶剂。

16.根据权利要求12所述的方法,还包括:在显影之后将该第二薄膜图案曝光;以及在曝光之后烘烤该第二薄膜图案。

17.根据权利要求12所述的方法,还包括:在显影之后烘烤该第二薄膜图案。

18.根据权利要求12所述的方法,其中该第一薄膜图案的形成包括:在该基板上形成栅极线;

顺序沉积栅极绝缘层和半导体层;

蚀刻该半导体层;以及

在该半导体层上形成数据线和漏极电极。

19.根据权利要求18所述的方法,还包括:在该光敏树脂组合物上形成像素电极,其中该光敏树脂组合物具有暴露该漏极电极的接触孔,并且该像素电极与该漏极电极相连。

说明书 :

技术领域

本发明一般涉及光敏树脂组合物、包含由该光敏树脂组合物制成的层的薄膜面板以及制造该薄膜面板的方法。具体地说,本发明涉及一种用于显示面板的绝缘的光敏树脂组合物。

背景技术

有源型显示装置,如有源矩阵(AM)液晶显示器(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器,包括多个以矩阵设置的像素。矩阵中的像素包括开关元件,且像素边界通常由多个用于给开关元件传输信号的信号线例如栅极线和数据线形成。像素的开关元件响应栅极线的栅极信号而选择性地将数据线的数据信号传送给像素,以显示图像。LCD的像素根据数据信号调整入射光的透射率,而OLED显示器的像素根据数据信号调整光发射的亮度。
LCD和OLED显示器包括设置有TFT的面板、场产生电极、信号线等等。面板具有分层结构,该分层结构包括几个导电层和绝缘层。栅极线、数据线和场产生电极由不同的导电层形成并由绝缘层分离。
绝缘层由无机或有机绝缘体制成。有机绝缘体具有比无机绝缘体高的透射率,因此经常产生增加的亮度(且对于LCD来说产生增加的参考视角)。几种有机绝缘体具有仅仅通过光刻而不使用蚀刻就能将其图样化的光敏级,由此简化了显示器的制造工序。
然而,常规的光敏有机绝缘层通常具有污点或瑕疵。特别是,随着显示装置尺寸的增加,作为形成有机绝缘层的方法,狭缝涂布或旋转-狭缝涂布优于旋涂,有机绝缘层的狭缝涂布和旋转-狭缝涂布经常产生瑕疵。瑕疵可以是沿涂布装置的狭缝型喷嘴方向的水平瑕疵、沿狭缝型喷嘴长度方向的垂直瑕疵和在基板整个表面上的不规则斑点。此外,基板边缘附近的有机层部分有时比有机层的其他部分厚。具有超厚度(extra thickness)的这些部分在显影过程中不能够完全溶解,以致它们保留下来形成瑕疵,从而降低了显示装置的图像质量。
希望有一种形成具有较小瑕疵的有机绝缘层的方法和装置。

发明内容

一方面,本发明是一种光敏树脂组合物,其包括碱溶性树脂、醌二叠氮(quinone diazide)、表面活性剂和溶剂。该表面活性剂包括:
具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含约2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+1)位于2和10之间。
另一方面,本发明是一种薄膜面板,包括:基板;形成在基板上的薄膜图案;和形成在薄膜图案上且由光敏树脂组合物形成的绝缘层,所述光敏树脂组合物包括:碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂。该表面活性剂包括:
具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含约2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。
另一方面,本发明是一种制造薄膜面板的方法。所述方法包括:在基板上形成薄膜图案;涂布光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物包括:碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂;在该光敏树脂组合物上进行曝光;和将该光敏树脂组合物显影。该表面活性剂包括:
具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。

附图说明

通过参照附图详细描述其实施方案,本发明将变得更加清楚,其中:
图1是依照本发明一个实施方案的TFT阵列面板的布局图;
图2是沿线II-II’所作的图1中所示TFT阵列面板的截面图;
图3A、4A、5A和6A是在依照本发明实施方案的其制造方法的中间步骤中,图1和2所示TFT阵列面板的布局图;
图3B是沿线IIIB-IIIB’所作的图3A中所示TFT阵列面板的截面图;
图4B是沿线IVB-IVB’所作的图4A中所示TFT阵列面板的截面图;
图5B是沿线VB-VB’所作的图5A中所示TFT阵列面板的截面图;
图6B是是沿线VIB-VIB’所作的图6A中所示TFT阵列面板的截面图;
图7是依照本发明另一个实施方案的TFT阵列面板的布局图;
图8是沿线VIII-VIII’所作的图7中所示TFT阵列面板的截面图;
图9A和10A是在依照本发明实施方案的其制造方法的中间步骤中,图7和8所示TFT阵列面板的布局图;
图9B是沿线IXB-IXB’所作的图9A中所示TFT阵列面板的截面图;
图10B是沿线XB-XB’所作的图9A中所示TFT阵列面板的截面图;和
图11A-11F是图解依照本发明实施例和对比例的光敏树脂膜的照片。

具体实施方式

之后将参照显示本发明优选实施方案的附图,更加全面地描述本发明。然而,本发明可以用许多不同的形式实施,而不应解释为限于这里列出的这些实施方案。
依照本发明的光敏树脂组合物包括碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂。
碱溶性树脂包括可固化的共聚物,其包括由不饱和羧酸衍生的化合物(a1)和由含有交联基团的不饱和化合物(其不是不饱和羧酸)衍生的化合物(a2)。
化合物(a1)中的不饱和羧酸可包括含有一个和多个羧基的分子,不饱和羧酸的例子包括不饱和单羧酸和不饱和二羧酸。不饱和羧酸可选自:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、马来酸、反丁烯二酸、柠康酸、中康酸和肉桂酸。
化合物(a2)可包括含有环氧基或优选氧杂环丁烷基(oxetanyl)的不饱和化合物。
含有环氧基的不饱和化合物的例子包括缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-甲基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-乙基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯,3-甲基-3,4-环氧丁基(甲基)丙烯酸酯、3-乙基-3,4-环氧丁基(甲基)丙烯酸酯、4-甲基-4,5-环氧戊基(甲基)丙烯酸酯、2,3-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、3,4-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、邻-乙烯基苯甲基缩水甘油醚、间-乙烯基苯甲基缩水甘油醚、对-乙烯基苯甲基缩水甘油醚、1-乙烯基氧化环己烯、3-乙烯基氧化环己烯和4-乙烯基氧化环己烯。
含有氧杂环丁烷基(oxetanyl)的不饱和化合物的例子包括3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷和2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷。在上述的氧杂环丁烷中,优选3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷。
含有氧杂环丁烷基(oxetanyl)的光敏树脂组合物对于光敏树脂组合物的存储是有利的。
可固化的共聚物还可包括化合物(a3),其至少包括下述之一:由具有烯属双键的羧酸酯衍生的化合物(a31);由具有可聚合的不饱和碳-碳键的芳族化合物衍生的化合物(a32);由乙烯基氰衍生的化合物(a33);和由N取代的马来酰亚胺衍生的化合物(a34)。
具有烯属双键并衍生化合物(a31)的羧酸酯的例子包括由下列物质衍生的化合物:不饱和羧酸酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸苯甲基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯或(甲基)丙烯酸双环戊基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯和衣康酸二乙酯;不饱和羧酸氨烷基酯,如(甲基)丙烯酸氨乙基酯;和乙烯基酯,如醋酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。
具有可聚合的不饱和碳-碳键并产生化合物(a32)的芳族化合物的例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。
衍生出化合物(a33)的乙烯基氰的例子包括由乙烯基氰例如丙烯腈、甲基丙烯腈和α-氯(甲基)丙烯腈衍生的化合物。
衍生出化合物(a34)的N-取代的马来酰亚胺的例子包括N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(4-乙酰基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-二甲基氨基-3,5-二硝基苯基)马来酰亚胺、N-琥珀酰亚胺基(succinimidyl)-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-(1-苯胺基萘基)-4-马来酰亚胺、N-[4-(2-苯并噁唑基)苯基]马来酰亚胺和N-(9-吖啶基)马来酰亚胺。
化合物(a1)、(a2)、(a31)、(a32)、(a33)和(a34)中的每一种均可包括由上述化合物衍生的一种或多种化合物。
在包含由不饱和羧酸衍生的化合物(a1)和由具有交联基团的不饱和化合物衍生的化合物(a2)的共聚物中,化合物(a1)的含量优选等于该共聚物的大约5-50摩尔%,更优选大约15-40摩尔%,且化合物(a2)的含量等于该共聚物的大约5-95摩尔%,更优选大约15-85摩尔%。
包含该共聚物的光敏树脂组合物对于显影剂具有适宜的溶解速度(resolution speed)并具有高的可固化性,所述共聚物包括上述量的化合物(a1)和(a2)。
在进一步包括化合物(a3)以及化合物(a1)和(a2)的共聚物中,共聚物中的化合物(a3)的含量优选等于大约0.01-90摩尔%,更优选大约0.01-80摩尔%。
所述共聚物例如通过下述步骤形成:
(1)如J.Polym.Sci.,Polym.Chem.(1968),6(2),257-267页中所述的,在大约60-300℃时于具有或不具有链转移剂的有机溶剂中对单体和聚合引发剂进行混合的溶液聚合;
(2)如J.Polym.Sci.,Polym.Chem.(1983),21(10),2949-2960页中所述的,使用不溶解单体的溶剂在大约60-300℃时进行悬浮或乳液聚合;
(3)如日本专利申请公开号Hei6-80735中所述的,在大约60-200℃进行本体(bulk)聚合;和
(4)如日本专利申请公开号10-195111中所述,连续将单体供给进聚合室中,在具有或不具有聚合引发剂的情况下,在大约180-300℃时加热所述单体大约5-60分钟,并将反应产物从聚合室中提取出来。
此外,可通过将单体、聚合引发剂和有机溶剂混合并发生反应来获得共聚物。这可通过下述方法实现:在具有附加聚合引发剂的有机溶剂中连续供给单体,并连续向有机溶剂中添加单体和引发剂。为了驱散反应的热量,优选连续供给单体,而不是一次全部供给。为了获得具有窄分子量分布的聚合物化合物(polymer compound),优选连续供给聚合引发剂。
优选在大约40到大约200℃、更优选大约50到大约150℃、最优选大约60到大约120℃的温度时,将所述反应进行优选大约1到大约20个小时、更优选大约2到大约10个小时。当连续供给单体时,优选供给所述单体大约1到约5个小时,并持续加热大约1到大约10个小时。在该情形中,反应浓度,即总反应溶液中单体的重量百分比,优选为大约10%到大约70%,更优选大约20%到大约60%。
有机溶剂的例子包括:
醇,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、环己醇;
酮,如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、环戊酮和环己酮;
醚,如乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇乙基甲基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙醚、二甘醇二丁醚、二甘醇乙基甲基醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇;
酯,如乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基-1-丁酯、乙二醇单乙醚醋酸酯、乙二醇单乙基醚醋酸酯、二甘醇单丁基醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯、二丙二醇单甲基醚醋酸酯、二丙二醇单乙基醚醋酸酯、1,3-丙二醇双醋酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸酯、甲基2-羟基异丁烷、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和丁内酯;和
芳族烃,例如甲苯和二甲苯。
溶剂可以包括两种或多种上述化合物。
包含化合物(a1)和(a2)的共聚物的例子包括3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸酯/苯乙烯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/苯乙烯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸环己酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸叔丁酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸异冰片基酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/醋酸苯甲酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/丙烯酸环己酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸异冰片基酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸二环戊基酯共聚物或3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/丙烯酸叔丁酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/苯基马来酰亚胺共聚物和3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧杂环丁烷/甲基丙烯酸酯/环己基马来酰亚胺共聚物。
通过使用聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱(GPC)确定的包含化合物(a1)和(a2)的共聚物的平均分子量优选为大约2,000到大约100,000,更优选为大约2,000到大约50,000,最优选为大约3,000到大约20,000。当平均分子量在上述范围中时,提高了显影速度,同时保持了不溶解分数。
含有化合物(a1)和(a2)的共聚物的含量相对于光敏树脂组合物的固体含量优选为大约50重量%到大约98重量%,更优选为大约60重量%到大约95重量%。50重量%的下限是保持光敏特性的最低含量,考虑到含有醌二叠氮和表面活性剂的其他部分的最低量,确定了98重量%的上限。
光敏树脂组合物中的醌二叠氮选自1,2-苯醌二叠氮磺酸酯、1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、1,2-苯醌二叠氮磺酰胺(sulfonate amide)、和1,2-萘醌二叠氮磺酰胺。
醌二叠氮的例子包括:
三羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,如2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、和2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯;
四羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,如2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2’,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2’,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、和2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯;
五羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,如2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、和2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯;
六羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,如2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、和3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯;
(聚羟基苯基)链烷的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,如双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(对-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(对-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、1,1,1-三(对-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、1,1,1-三(对-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2’-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2’-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基])双酚-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、和2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯。
光敏树脂组合物可包括两种或多种上述醌二叠氮。
醌二叠氮的含量相对于光敏树脂组合物的固体含量优选大约为1.7重量%到大约50重量%,更优选为大约5重量%到大约40重量%。在该情形中,光敏树脂组合物的曝光部分和未曝光部分之间的溶解速度差变大,从而增加了不溶解分数。相反,当醌二叠氮的重量百分比小于1.7重量%或大于50重量%时,对比度就降低了。
溶剂的例子包括:
乙二醇单烷基醚,如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单-正丙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单-正丁基醚、乙二醇单-仲丁基醚、乙二醇单-叔丁基醚、乙二醇单-正戊基醚、乙二醇单-正己基醚、乙二醇单-正庚基醚、和乙二醇单-正辛基醚;
二甘醇二烷基醚,如二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二-正丙基醚、二甘醇二异丙基醚、二甘醇二-正丁基醚、二甘醇二-仲丁基醚、二甘醇二-叔丁基醚、二甘醇二-正戊基醚、二甘醇甲基乙基醚、二甘醇甲基-正丙基醚、二甘醇甲基异丙基醚、二甘醇甲基-正丁基醚、二甘醇甲基-仲丁基醚、二甘醇甲基-叔丁基醚、二甘醇甲基-正戊基醚、二甘醇乙基-正丙基醚、二甘醇乙基异丙基醚、二甘醇乙基-正丁基醚、二甘醇乙基-仲丁基醚、二甘醇乙基-叔丁基醚、二甘醇乙基-正戊基醚、二甘醇-正丙基异丙基醚、二甘醇-正丙基-正丁基醚、二甘醇-正丙基-仲丁基醚、二甘醇-正丙基-叔丁基醚、二甘醇-正丙基-正戊基醚、二甘醇异丙基-正丁基醚、二甘醇异丙基-仲丁基醚、二甘醇异丙基-叔丁基醚、二甘醇异丙基-正戊基醚、二甘醇-正丁基-仲丁基醚、二甘醇-正丁基-叔丁基醚、二甘醇-正丁基-正戊基醚、和二甘醇-仲丁基-叔丁基醚,和二甘醇-仲丁基-正戊基醚;
乙二醇烷基醚醋酸酯,例如甲基溶纤剂醋酸酯和乙基溶纤剂醋酸酯;
丙二醇单烷基醚醋酸酯,如丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯、丙二醇单丙基醚醋酸酯、二丙二醇单甲基醚醋酸酯和二丙二醇单乙基醚醋酸酯;
芳族烃,例如苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯;
酮,如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮和环己酮;
醇,如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇和丙三醇;以及
酯,如甲基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸酯、甲基2-羟基异丁酯(isobutanate)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、甲基焦磷酸酯和1,3-丁二醇双醋酸酯。
可以使用两种或多种上述材料作为溶剂。
在上面列出的溶剂中,优选二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚、乙基3-乙氧基丙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、醋酸丁酯及其组合。
优选的组合例子包括:二甘醇二甲基醚和乙基3-乙氧基丙酸酯;二甘醇二甲基醚和乳酸乙酯;二甘醇二甲基醚和乳酸丁酯;二甘醇二甲基醚和醋酸丁酯;二甘醇二乙基醚和乙基3-乙氧基丙酸酯;二甘醇二乙基醚和乳酸丁酯;二甘醇二乙基醚和乳酸丁酯;二甘醇二乙基醚和醋酸丁酯;二甘醇甲基乙基醚和乙基3-乙氧基丙酸酯;二甘醇甲基乙基醚和乳酸乙酯;二甘醇甲基乙基醚和乳酸丁酯;二甘醇甲基乙基醚和醋酸丁酯;乙基3-乙氧基丙酸酯和乳酸乙酯;乙基3-乙氧基丙酸酯和乳酸丁酯;和乙基3-乙氧基丙酸酯和醋酸丁酯。更优选的组合例子包括:二甘醇甲基乙基醚、乙基3-乙氧基丙酸酯和乳酸丁酯;和二乙基乙二醇甲基乙基醚、乙基3-乙氧基丙酸酯和醋酸丁酯,最优选的是二甘醇甲基乙基醚、乙基3-乙氧基丙酸酯、乳酸丁酯和醋酸丁酯的组合。
溶剂的含量相对于光敏树脂组合物的总量优选为大约50重量%到大约95重量%,更优选大约70重量%到大约90重量%。此外,在具有狭缝型喷嘴的涂布装置中使用的溶剂含量相对于光敏树脂组合物的总含量优选为大约75重量%到大约90重量%。而且,在进行旋涂以及狭缝涂布的涂布装置中使用的溶剂含量相对于光敏树脂组合物的总含量优选为大约65重量%到大约80重量%。在该情形中,光敏树脂组合物可形成具有减少的瑕疵的膜。
该表面活性剂包括:
具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,且Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含约2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,且每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,且每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+1)位于2和10之间。
有机氟化合物的Rf的例子包括全氟正戊烯基团、全氟正己烯基团、全氟正庚烯基团、全氟正辛烯基团、全氟正壬烯基团、全氟正癸烯基团和全氟2-乙基己烯基团。在上述全氟亚烷基基团中,优选全氟正-己烯基团、全氟正辛烯基团和全氟正癸烯基团。
有机氟化合物的例子包括3-全氟己基-1,2-环氧丙烷、3-全氟辛基-1,2-环氧丙烷和3-全氟癸基-1,2-环氧丙烷。在上述列出的例子中,优选3-全氟辛基-1,2-环氧丙烷。
有机氟化合物的含量相对于光敏树脂组合物的总含量优选为从大约1到大约1,000ppm,更优选从大约10到大约500ppm,最优选从大约50到大约300ppm。在该情形中,光敏树脂组合物可形成具有减少的瑕疵的膜。
有机氟化合物的含量相对于有机氟化合物和硅树脂化合物的总含量优选从大约10重量%到大约50重量%。
化学式2和3中R的例子包括亚乙基、正-亚丙基、正-亚丁基、五亚甲基、异-亚丙基、2-甲基正-亚丙基、3-甲基正-亚丙基、2,2-二甲基正-亚丙基、2-甲基正-亚丁基和3-甲基正-亚丁基。在上面列出的基团中,优选亚乙基、正-亚丙基和异-亚丙基。
化学式2中的整数x的范围优选从2到6,且整数y的范围优选从5到10。
可以选择上述范围中x和y的任意组合,优选在上述优选范围中的x和y范围的任意组合。
具有化学式2的第一硅树脂化合物的例子包括甲基氢化双(三甲基甲硅烷氧基)硅烷和优选具有大约200到大约500分子量的聚亚烷基二醇单烯丙基(monoallyl)醚之间的反应产物。
第一硅树脂化合物的含量相对于光敏树脂组合物的总含量优选从大约1到大约1,000ppm(即,从大约1×10-4到大约0.1重量%),更优选从大约10到大约500ppm(即,从大约1×10-4到大约0.05重量%),最优选从大约50到大约300ppm(即,从大约5×10-3到大约0.03重量%),从而由光敏树脂组合物制成的膜具有减少的瑕疵。此外,该表面活性剂中的第一硅树脂化合物的重量百分比优选从大约10到大约50重量%。
化学式3中的R’的例子包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十一烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基、异丙基、仲丁基、叔丁基、2-甲基己基、羰基甲基、羰基乙基、羰基正丙基、羰基正丁基、羰基正戊基、羰基正己基、羰基正庚基、羰基正辛基、羰基正壬基、羰基正癸基、羰基正十二烷基、羰基正十一烷基、羰基正十四基烷、羰基正十六烷基、羰基正十八烷基、羰基异丙基、羰基仲丁基、羰基叔丁基和羰基2-甲基己基。在上面列出的基团中,优选甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十一烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基、异丙基、仲丁基、叔丁基、2-甲基己基、羰基甲基、羰基乙基、羰基正丙基、羰基正丁基、羰基正己基、羰基正辛基、羰基正癸基、羰基正十一烷基、羰基正十四烷基、羰基正十六烷基、羰基正十八烷基、羰基异丙基、羰基仲丁基、羰基叔丁基和羰基2-甲基己基。
整数v的范围优选从2到6,且整数w的范围优选从5到10。
可以选择在上述范围中的v和w的任意组合,优选在上述优选范围中的v和w范围的任意组合。
整数m的范围优选从1到10,且整数1的范围优选从1到10。
可以选择在上述范围中的m和l的任意组合,优选在上述优选范围中的m和l范围的任意组合。
第二硅树脂化合物的例子包括三甲基甲硅烷基作为端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氢化硅氧烷)共聚物与聚亚烷基二醇烯丙基烷基醚或聚亚烷基二醇烯丙基醚的羧酸酯之间的反应产物,优选包括三甲基甲硅烷基作为端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氢化硅氧烷)共聚物与聚乙二醇烯丙基烷基醚和聚乙二醇烯丙基醚的羧酸酯之间的反应产物。
第二硅树脂化合物相对于光敏树脂组合物的总含量优选从大约1到大约1,000ppm(即,从大约1×10-4到大约0.1重量%),更优选从大约10到大约500ppm(即,从大约1×10-4到大约0.05重量%),最优选从大约50到大约300ppm(即,从大约5×10-3到大约0.03重量%),从而由光敏树脂组合物制成的膜具有减少的瑕疵。此外,该表面活性剂中的第二硅树脂化合物的重量百分比优选大约为10到大约50重量%。
光敏树脂中的表面活性剂优选以大约3到大约3,000ppm(即,从大约3×10-4到大约0.3重量%)的量存在。当表面活性剂的量小于大约3ppm时,表面活性剂就不会发挥其预期的功能。相反,当表面活性剂的量大于大约3,000ppm时,表面活性剂就会影响树脂的光敏特性。为了获得所希望等级的溶解度和光敏性,表面活性剂的量更优选大约5到大约800ppm(即,从大约5×10-4到大约0.08重量%),最优选大约10到大约800ppm(即,从大约1×10-3到大约0.8重量%)。由具有上述表面活性剂量的光敏树脂组合物制成的膜具有减少的瑕疵。
光敏树脂组合物中的表面活性剂改善了固体成分例如碱溶性树脂和醌二叠氮在溶剂中的溶解度,从而使光敏树脂组合物均匀沉积。
光敏树脂组合物还可包括阳离子聚合引发剂、多酚、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂以及碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂。
阳离子聚合引发剂的例子包括可引发阳离子聚合的鎓盐。鎓盐包括鎓阳离子和Lewis酸阴离子。
鎓阳离子的例子包括二苯基碘鎓、双(对-甲苯基)碘鎓、双(对-叔丁基苯基)碘鎓、双(对-辛基苯基)碘鎓、双(对-octacecyl苯基)碘鎓、双(对-辛基氧代苯基)碘鎓、双(对-十八烷基氧代苯基)碘鎓、苯基(对-十八烷基氧代苯基)碘鎓、对-甲苯基(对-异丙基苯基)碘鎓、三苯基磺酸酯、三(对-甲苯基)磺酸酯、三(对-异丙基苯基)磺酸酯、三(2,6-二甲基苯基)磺酸酯、三(对-叔丁基苯基)磺酸酯、三(对-苯腈)磺酸酯、三(对-氯苯基)磺酸酯、二甲基(甲氧基)磺酸酯、二甲基(乙氧基)磺酸酯、二甲基(丙氧基)磺酸酯、二甲基(丁氧基)磺酸酯、二甲基(辛氧基)磺酸酯、二甲基(十八烷氧基)磺酸酯、二甲基(异丙氧基)磺酸酯、二甲基(叔-丁氧基)磺酸酯、二甲基(环戊氧基)磺酸酯、二甲基(环己氧基)磺酸酯、二甲基(氟甲氧基)磺酸酯、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸酯、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸酯、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸酯、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸酯、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸酯、二甲基(2-羟基异丙氧基)磺酸酯和二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸酯。在上面列出的鎓阳离子中,优选双(对-甲苯基)碘鎓、对-甲苯基(对-异丙基苯基)碘鎓、双(对-叔丁基苯基)碘鎓、三苯基磺酸酯和三(对-叔丁基苯基)磺酸酯。
Lewis酸阴离子的例子包括六氟磷酸盐和六氟砷酸盐,优选包括六氟锑酸盐和四(五氟苯基)硼酸盐。
可以使用上面列出的鎓阳离子和Lewis酸阴离子的任意组合。
阳离子聚合引发剂的例子包括二苯基碘鎓六氟磷酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-辛基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-octacecyl苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-辛基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-十八烷基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸盐、苯基(对-十八烷基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸盐、对-甲苯基(对-异丙基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、甲基萘基碘鎓六氟磷酸盐、乙基萘基碘鎓六氟磷酸盐、三苯基磺酸六氟磷酸盐、三(对-甲苯基)磺酸六氟磷酸盐、三(对-异丙基苯基)磺酸六氟磷酸盐、三(2,6-二甲基苯基)磺酸六氟磷酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟磷酸盐、三(对-苯腈)磺酸六氟磷酸盐、三(对-氯苯基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基萘基磺酸六氟磷酸盐、二乙基萘基磺酸六氟磷酸盐、二甲基(甲氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基乙氧基磺酸六氟磷酸盐、二甲基(丙氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(丁氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(辛氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(十八烷氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(异丙氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(叔-丁氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(环戊氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(环己氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(氟甲氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(2-羟基异丙氧基)磺酸六氟磷酸盐、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(对-辛基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(对-十八烷基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(对-辛氧基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(对-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、苯基(对-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、甲基萘基碘鎓六氟砷酸盐、乙基萘基碘鎓六氟砷酸盐、三苯基磺化六氟砷酸盐、三(对-甲苯基)磺化六氟砷酸盐、三(对-异丙基苯基)磺化六氟砷酸盐、三(2,6-二甲基苯基)磺化六氟砷酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺化六氟砷酸盐、三(对-苯腈)磺化六氟砷酸盐、三(对-氯苯基)磺化六氟砷酸盐、二甲基萘基磺化六氟砷酸盐、二乙基萘基磺化六氟砷酸盐、二甲基(甲氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(乙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(丙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(丁氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(辛氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(十八烷氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(异丙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(叔-丁氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(环戊氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(环己氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(氟甲氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(2-氯乙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(3-溴丙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(4-氰基丁氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(8-硝基辛氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(2-羟基异丙氧基)磺化六氟砷酸盐、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺化六氟砷酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-辛基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-十八烷基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-辛氧基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、甲基萘基碘鎓六氟锑酸盐、乙基萘基碘鎓六氟锑酸盐、三苯基磺酸六氟锑酸盐、三(对-甲苯基)磺酸六氟锑酸盐、三(对-异丙基苯基)磺酸六氟锑酸盐、三(2,6-二甲基苯基)磺酸六氟锑酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟锑酸盐、三(对-苯腈)磺酸六氟锑酸盐、三(对-氯苯基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基萘基磺酸六氟锑酸盐、二乙基萘基磺酸六氟锑酸盐、二甲基(甲氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(乙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(丙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(丁氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(辛氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(十八烷氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(异丙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(叔-丁氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(环戊氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(环己氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(氟甲氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(2-羟基异丙氧基)磺酸六氟锑酸盐、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸六氟锑酸盐、二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-辛基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-十八烷基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-辛氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-十八烷氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、苯基(对-十八烷氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、甲基萘基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、乙基萘基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(对-甲苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(对-异丙基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(2,6-二甲基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(对-苯腈)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、三(对-氯苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基萘基磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二乙基萘基磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(甲氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(乙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(辛氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(十八烷氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(异丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(叔-丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(环戊氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(环己氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(氟甲氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐、二甲基(2-羟基异丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐和二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐。在上面列出的阳离子聚合引发剂中,优选双(对-甲苯基)碘鎓六氟磷酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、三苯基磺酸六氟磷酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟磷酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓六氟砷酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、三苯基磺酸六氟砷酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟砷酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓六氟锑酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、三苯基磺酸六氟锑酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟锑酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸盐和三(对-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐,更优选双(对-甲苯基)碘鎓六氟锑酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、三苯基磺酸六氟锑酸盐、三(对-叔丁基苯基)磺酸六氟锑酸盐、双(对-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、双(对-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸盐和三(对-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸盐。
阳离子聚合引发剂的含量相对于光敏树脂组合物的总固体含量优选从大约0.01重量%到大约10重量%,更优选从大约0.1重量%到大约5重量%。含有上述范围内的聚合引发剂的光敏树脂组合物具有升高的热固化速率,抑制了热固化过程中分辨率(resolution)的减小,且固化膜具有增加的耐溶剂性。
多酚包括:含有具有两个或多个酚羟基(-OH)的分子的化合物、至少由羟基苯乙烯聚合的聚合物,或酚醛清漆树脂。
含有具有两个或多个酚羟基的分子的化合物的例子包括三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、五羟基二苯甲酮、六羟基二苯甲酮和(聚羟基苯基)链烷,其在醌二叠氮的描述中已经解释过。
由羟基苯乙烯聚合的聚合物的例子至少包括由羟基苯乙烯聚合的树脂,例如聚羟基苯乙烯、羟基苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、羟基苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物、羟基苯乙烯/苯乙烯共聚物和羟基苯乙烯/烷氧基苯乙烯共聚物。
可通过苯酚、甲酚和儿茶酚的至少之一与乙醛和酮的至少之一的缩聚,来获得酚醛清漆树脂的例子。
多酚相对于光敏树脂组合物的总固体含量优选从大约0.01重量%到大约40重量%,更优选从大约0.1重量%到大约25重量%,从而提高了分辨率并阻止了可见光透射率的降低。
交联剂的例子包括羟甲基化合物。羟甲基化合物可以是烷氧基甲基化的氨基树脂,如烷氧基甲基化的三聚氰胺树脂和烷氧基甲基化的脲醛树脂。烷氧基甲基化的三聚氰胺树脂的例子包括甲氧基甲基化的三聚氰胺树脂、乙氧基甲基化的三聚氰胺树脂、丙氧基甲基化的三聚氰胺树脂和丁氧基甲基化的三聚氰胺树脂。
可以使用两个或多个上面列出的交联剂。
交联剂相对于光敏树脂组合物的总固体含量优选从大约0.01重量%到大约15重量%,从而作为可固化树脂图案,获得的膜具有升高的可见光透射率和改善的功能。
可通过自由基或阳离子聚合来获得可聚合的单体。
可聚合的单体可以是具有可聚合的碳-碳不饱和键的化合物,该可聚合的碳-碳不饱和键可为单官能的,双官能的或多官能的(即三个官能或更多)。
单官能可聚合单体的例子包括丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、甲基丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、甲基丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯和N-乙烯基吡咯烷酮。
双官能可聚合单体的例子包括二丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二甲基丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、双(双苯酚A的丙烯酰氧基乙基醚)、二丙烯酸3-甲基戊二醇酯和二甲基丙烯酸3-甲基戊二醇酯。
多官能可聚合单体的例子包括三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸季戊四醇酯、五甲基丙烯酸季戊四醇酯、六丙烯酸二-季戊四醇酯和六甲基丙烯酸二-季戊四醇酯。
优选的是可使用双官能和多官能可聚合单体。具体地说,优选四丙烯酸季戊四醇酯和六丙烯酸二-季戊四醇酯,更优选六丙烯酸二-季戊四醇酯。可以与单官能单体结合使用双官能和多官能可聚合单体。
由阳离子聚合获得的可聚合单体可包括阳离子可聚合的官能团,如乙烯基醚基团、丙烯基醚基团、环氧基团和氧杂环丁烷基。
包含乙烯基醚基团的单体的例子包括三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚和十二烷基乙烯基醚。
含有丙烯基醚基团的单体的例子包括4-(1-丙烯基氧代甲基)-1,3-二氧戊环-2-酮。
含有环氧基团的单体的例子包括双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂和杂环环氧树脂。
含有氧杂环丁烷基的单体的例子包括双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲基}醚、1,4-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基}苯、1,3-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基}苯、1,4-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基甲基}苯、1,3-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基}苯、1,4-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基}环己烷、1,3-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基}环己烷、1,4-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基甲基}环己烷、1,3-双{3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲氧基甲基}环己烷和3-(3-乙基氧杂环丁烷基)甲基化酚醛清漆树脂。
可以使用两种或多种上面列出的可聚合单体。
该可聚合单体相对于光敏树脂组合物的总固体含量优选从大约0.001重量%到大约20重量%,更优选从大约0.01重量%到大约10重量%。
硅烷偶联剂的例子包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-氯丙基-三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基-二氯硅烷、3-氯丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基-二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基(glycidoxypropyl)-三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基-三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-巯基丙基-三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基-二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基-三甲氧基硅烷、N-2-(N-乙烯基苯甲基氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷氢氯化物、六甲基二硅氮烷、二氨基硅烷、三氨基丙基-三甲氧基硅烷、3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基-二乙氧基硅烷、3-氨基丙基-三(2-甲氧基乙氧基硅烷)、3-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基-三甲氧基硅烷、3-脲基丙基-三甲氧基硅烷、3-脲基丙基-三乙氧基硅烷、N-氨基乙基-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、N-氨基乙基-3-氨基丙基甲基-三甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷和N-苯基-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷,优选包括3-缩水甘油氧丙基-三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基-三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基-二甲氧基硅烷和3-缩水甘油氧丙基甲基-二甲氧基硅烷(它们包括环氧基团),更优选2-(3,4-环氧环己基)乙基-三甲氧基硅烷(其包括环氧环)。
硅烷偶联剂相对于光敏树脂组合物的总含量优选从大约0.01重量%到大约10重量%,更优选从大约0.1重量%到大约2重量%,最优选从大约0.2重量%到大约1重量%,从而由光敏树脂组合物制成的可固化树脂图案显示了与基板的改善的粘结性。
该光敏树脂组合物还包括其他成分,如抗氧化剂、分散抑制剂、感光剂、UV吸收剂、光稳定剂、粘结促进剂和电子供体。
可通过将含有溶解在溶剂中的碱溶性树脂的溶液、在溶剂中含有醌二叠氮的另一溶液和在溶剂中含有表面活性剂的另一溶液混合,来形成光敏树脂组合物。可以向碱溶性树脂、醌二叠氮和表面活性剂的混合物中添加溶剂。优选的是,通过过滤混合物、优选通过使用具有小于大约3微米(如大约0.1到大约2微米)孔径的过滤器,来除去固体。碱溶性树脂和醌二叠氮可溶解在相同的溶剂中或不同的溶剂中。可以使用彼此混合的多个溶剂。
现在,提供用该光敏树脂组合物形成膜图案的方法。
在基板例如透明玻璃上涂布光敏膜,并经受曝光和显影。在涂布光敏薄膜之前,可在基板上形成一个或多个薄膜图案例如薄膜晶体管、滤色器、有机发光二极管等。
涂布光敏膜的例子包括使用具有狭缝型喷嘴的涂布装置的狭缝涂布、使用喷嘴先进行涂布然后使用旋涂涂布器涂布的狭缝-旋涂、模头涂布(diecoating)和幕流动涂布。在这些涂布方法中优选狭缝-旋涂。在涂布之后,将光敏树脂组合物预烘烤,从而除去挥发性成分例如溶剂,由此形成含有基本不挥发成分的光敏树脂膜。光敏树脂膜具有大约1.0微米到大约8.0微米的厚度。
接下来,光敏膜通过掩模进行第一次曝光。所述掩模具有适于硬树脂图案功能的图案。所述曝光发出光线例如g线或垂直在光敏树脂膜的整个表面上的g线,并使用掩模对准器或步进器(stepper)将掩模与光敏树脂膜对准。
然后通过搅炼(puddle)显影、沉浸显影或喷射显影将光刻胶树脂膜显影。
使用碱性水溶液进行显影。碱性水溶液包含无机碱性化合物或有机碱性化合物。
无机碱性化合物的例子包括氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼酸钠、硼酸钾和铵。
有机碱性化合物的例子包括四甲基氢氧化铵、2-羟基乙基三甲基氢氧化铵、单甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、单乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、单异丙基胺、二异丙基胺和乙醇胺。
可使用两种或多种上面列出的碱性化合物。碱性化合物的含量相对于显影剂的总含量为大约0.01重量%到大约10重量%,优选为大约0.1重量%到大约5重量%。
显影剂可包含表面活性剂例如非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
非离子表面活性剂的例子包括聚氧乙烯衍生物(诸如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烯丙基醚和聚氧乙烯烷基烯丙基醚)、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯烷基胺。
阳离子表面活性剂的例子包括铵盐(诸如氢氯化十八胺)和季铵盐(诸如月桂基三甲基氯化铵)。
阴离子表面活性剂的例子包括:高级醇的硫酸酯例如钠代月桂醇硫酸酯和钠代油醇硫酸酯;烷基硫酸盐例如月桂基硫酸钠和月桂基硫酸铵;和十二烷基苯磺酸钠和十二烷基萘磺酸钠。
可使用两种或多种上面列出的表面活性剂。
显影剂可包括有机溶剂,其含有水溶性溶剂,如甲醇和乙醇。
显影剂溶解了暴露于光的光敏树脂膜的曝光部分,并剩下了光敏树脂膜的未曝光部分,从而形成了膜图案。
因为光敏树脂组合物包括醌二氮叠,所以光敏树脂膜的曝光部分在短时间内快速被去除,同时其未曝光部分很难被去除,即使它们与显影剂接触很长时间。
在显影之后,用去离子水清洗具有膜图案的基板,并将其干燥。
然后一部分或整个膜图案经过第二次曝光,其优选使用(深)紫外(UV)线。第二次曝光中单位区域上的UV亮度可高于第一次曝光。为了使膜图案的透明度更亮进行第二次曝光。
在大约150℃到大约250℃时、更优选在大约180℃到大约240℃时对光敏树脂图案进行大约5到大约120分钟、更优选大约15到大约90分钟的后烘烤。通过用热板、干净的烤箱等加热基板来进行后烘烤。后烘烤改善了固化光敏树脂图案的耐热性和耐溶剂性。
实施方式1
合成例1
碱溶性树脂合成
将下面的材料放进设置有搅拌器、冷却管和温度计的200ml烧瓶中:
甲基丙烯酸酯                           6.8g;
N-环己基马来酰亚胺                     14.2g;
3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷  17.8g;
乙基3-乙氧基丙酸酯                     45.3g;
二甘醇甲基乙基醚                       45.3g;和
偶氮二异丁腈                           1.1g
然后将烧瓶浸入油浴中,并将烧瓶内部的温度保持在大约100-110℃的情况下在氮气(N2)气氛下搅拌大约三个小时。结果,获得了碱溶性树脂A1,基于聚苯乙烯标准物,其具有大约8,000的重均分子量(Mw)。
通过在下面条件下的GPC进行重均分子量的测量:
装置:HLC-8120GPC(由日本TOSOH公司制造)
柱子:TSK-GELG4000HXL+TSK-GELG2000HXL(串连)(由日本TOSOH公司制造)
柱温度:40℃
溶剂:四氢呋喃(THF)
流速:1.0ml/分钟
注射量:50μl
检测器:RI(折射率)
样品浓度:0.6重量%
标准物:TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500
合成例2
第一硅树脂化合物(化学式2)合成
将204g的聚氧乙烯(其含有在其一端具有烯丙基,在其另一端具有OH基团的分子链,如化学式4所示)、300g的异丙醇、0.5g含有2%氯铂酸的异丙醇和1g醋酸钾放进烧瓶并均匀混合。然后将温度升高到异丙醇的回流温度(即,83℃),逐渐将具有化学式5的111g的甲基硅氧烷滴入回流中,以进行另外的反应。
CH2=CH—CH2—[O(CH2)2]8OH和   (4)

在加入甲基硅氧烷之后,保持反应四个小时并在确定形成SiH基团之后终止。之后,在110℃和10mmHg将产物加热两个小时,从而去除异丙醇,和310g具有化学式6的化合物。

实施例1
光敏树脂组合物1的制备
在23℃混合100重量份的碱溶性树脂A1、22重量份的具有化学式7的醌二叠氮、作为阳离子聚合引发剂的2重量份的(对-甲苯基)(对-异丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、含有0.08重量份的3-全氟辛基-1,2-环氧丙烷作为氟表面活性剂的表面活性剂、0.08重量份的具有化学式6的第一硅树脂化合物和作为第二硅树脂化合物的0.15重量份的SH8400(由Dow CorningToray Silicone Co.,Ltd.制造)、以及含有291重量份的乙基3-乙氧基丙酸酯、291重量份的二甘醇甲基乙基醚、32重量份的醋酸丁酯和32重量份的乳酸丁酯的溶剂,并通过具有1.0微米孔径的聚四氟乙烯盒式过滤器在压力下将它们过滤,从而获得光敏树脂组合物1。

对比例1
光敏树脂组合物2的制备
除了使用含有0.08重量份的3-全氟辛基-1,2-环氧丙烷的表面活性剂之外,条件和材料与实施例1的那些相同,从而获得了光敏树脂组合物2。
对比例2
光敏树脂组合物3的制备
除了使用不含有第一硅树脂化合物的表面活性剂之外,条件和材料与实施例1的那些相同,从而获得了光敏树脂组合物3。
对比例3
光敏树脂组合物4的制备
除了使用不含有第二硅树脂化合物的表面活性剂之外,条件和材料与实施例1的那些相同,从而获得了光敏树脂组合物4。
瑕疵产生和涂布均匀性的评估
在其上沉积有Mo膜的四个玻璃基板上通过使用Dainippon ScreenManufacturing Co.,Ltd.制造的旋转狭缝涂布器涂布光敏树脂组合物1(实施例1)、光敏树脂组合物2(对比例1)、光敏树脂组合物3(对比例2)和光敏树脂组合物4(对比例3)。之后,通过在100℃将树脂组合物在热板中预烘烤135秒而去除溶剂。
接下来,使用曝光器(由日本的Canon Inc.制造的MPA-2000)使基板经过第一次曝光,并通过搅炼显影将其显影。然后用纯净水将基板冲净并干燥,且在第二次曝光过程中将基板的整个表面曝光。随后,在130℃将树脂组合物在热板中后烘烤160秒,从而形成透明的固化树脂图案。
通过观察透明固化树脂上的瑕疵和基板边缘的堆积给出了表1和图11中列出的结果。
这里,注意到,通过使用本发明的溶剂形成实施例1(EX1),通过使用常规的溶剂形成对比例1(CE1),通过使用不具有本发明溶剂的一个或多个成分的溶剂形成对比例2-5(CE2-5)。
图11A,11B,11C,11D和11E分别是对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5和实施例1的光敏树脂膜的照片。
表1
  水平的条瑕疵 垂直的条瑕疵 不规则斑点 堆积 粘结性 Exl XX XX X X 良好 CE1 Δ ○ ◎ Δ 一般 CE2 Δ Δ ○ X 良好 CE3 ○ ○ X ○ 差
(◎:全部;○:部分;Δ:较少;X:很少,XX:没有)
表1显示,在制造过程中产生的水平条瑕疵、垂直条瑕疵和不规则斑点显著减少。此外,也减小了边缘堆积并显著提高了与下面的膜的粘结性。还有,显示出本发明的光敏树脂中的部分分布均匀性(uniformity of distributionof the moieties)是出色的。
图11A-11F是图解依照本发明的实施例和对比例的光敏树脂膜的照片。图11A和11B与例1有关,图11C和11D与对比例1有关,图11E与对比例2有关,图11F与对比例3有关。
图11A显示出没有不规则的斑点,并且图11A显示出减小的边缘堆积(大约3-4mm)。图11C显示出在基板上分布的不规则斑点,图11D显示出厚的边缘堆积(大约6mm),图11E显示出部分产生的不规则斑点,图11F显示出较厚的边缘堆积(大约10mm)。
因此,优选的是,包含有机氟化合物和第一、第二硅树脂化合物作为表面活性剂的光敏树脂组合物改善水平条瑕疵、垂直条瑕疵、不规则斑点、边缘堆积以及与下面的膜的粘结性。
优选的是,表面活性剂中的有机氟化合物、第一硅树脂化合物和第二硅树脂化合物的重量百分比均为大约10重量%到大约50重量%。
在表面活性剂中以小于10重量%的量存在的有机氟化合物可产生边缘堆积,而以超过50重量%的量存在的有机氟化合物可产生不规则斑点。在表面活性剂中以小于10重量%的量存在的第一硅树脂化合物可产生不规则斑点,而以超过50重量%的量存在的第一硅树脂化合物可增加边缘堆积,从而降低了厚度均匀性。以超过50重量%的量存在的第二硅树脂化合物可减弱粘结性。
表2显示了表面活性剂中各种组分含量的膜特性。这里,碱性树脂和醌二叠氮的量等于实施例1中的。
表2
  号 有机氟化合物 第一硅树脂化合物 第二硅树脂化合物 条瑕疵 不规则斑点 边缘堆积 1 8 46 46 一般 良好 良好 2 10 45 45 一般 一般 一般 3 52 24 24 良好 非常差 良好 4 46 8 46 一般 差 一般 5 45 10 45 良好 一般 良好
  6 24 52 24 差 良好 差 7 46 46 8 差 一般 良好 8 45 45 10 一般 良好 良好 9 24 24 52 出色 一般 不是很好
(良好:良好的涂布特性
一般:没有破坏,但稍微不稳定的可加工性
差:导致失败的差的质量)
实施方式2
现在,参照附图详细描述包括由上述光敏树脂组合物1制成的绝缘层的液晶显示器(LCD)用的薄膜晶体管(TFT)阵列面板及其制造方法。
在附图中,为了清楚起见放大了层、膜和区域的厚度。在整个过程中相同的数字是指相同的元件。应当理解,当元件例如层、膜、区域或基板是指“在另一个元件上”时,其可直接在其它元件上或也可以存在中间元件。相反,当元件是指“直接在另一个元件上”时,就不存在中间元件。
首先,将参照图1和2详细描述依照本发明一个实施方式的薄膜晶体管(TFT)阵列面板。
图1是依照本发明实施方式的TFT阵列面板的布局图,图2是沿线II-II’所作的图1中所示TFT阵列面板的截面图。
除其他以外,在绝缘基板110上形成有多个栅极线121,所述绝缘基板可以是透明玻璃或塑料。
栅极线121传输栅极信号并大致在第一方向上延伸。每个栅极线121包括多个栅极电极124、多个向下凸出的凸出部127和用于与另一个层或外部驱动电路接触的具有大的面积的端部129。在柔性印刷电路(FPC)膜(没有示出)上可装配有用于产生栅极信号的栅极驱动电路(没有示出),所述柔性印刷电路膜可粘附到基板110上、直接装配在基板110上,或集成到基板110上。栅极线121可延伸连接到集成在基板110上的驱动电路上。
栅极线121包括具有不同物理特性的两个导电膜:下膜和设置在下膜上的上膜。下膜优选由低电阻率金属例如含Al金属(像Al和Al合金)、含Ag金属(像Ag和Ag合金)以及含Cu金属(像Cu和Cu合金)制成,用于减小信号延迟或电压降。上膜优选由例如含Mo金属(诸如Mo和Mo合金)、Cr、Ta或Ti材料制成,它们具有良好的物理、化学特性以及与其他材料诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的电接触特性。两个膜组合的较佳实施例是下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。
然而,下膜可由良好接触的材料制成,上膜可由低电阻率材料制成。在该情形中,可去除栅极线121端部129的上膜129q,以暴露下膜129p。此外,栅极线121可包括单层,其优选由上述材料制成。另外,栅极线121可由多种不同的金属或导体制成。
在图2A和2B中,对于栅极电极124和凸出部127来说,分别用另外的字符p和q表示其下膜和上膜。
栅极线121的侧面相对于基板110的表面倾斜,倾角范围在大约30-80度之间。
在栅极线121上形成优选由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上形成优选由氢化无定形硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅形成的多个半导体条151。每个半导体条151基本在第二方向上延伸且在栅极线121附近变宽,从而半导体条151覆盖大面积的栅极线121。每个半导体条151具有多个凸出部154,其向栅极电极124分岔。
在半导体条151上形成多个欧姆接触条和岛161和165。欧姆接触条和岛161和165优选由掺杂了大量n型杂质例如磷的n+氢化a-Si制成,或由硅化物形成。每个欧姆接触条161具有多个凸出部163,凸出部163和欧姆接触岛165成对地位于半导体条151的凸出部154上。
半导体条151和欧姆接触161和165的侧面相对于基板表面倾斜,其倾角优选在大约30-80度的范围内。
在欧姆接触161和165及栅极绝缘层140上形成多个数据线171、多个漏电极175和多个存储导体177。
数据线171传输数据信号并基本在第二方向上延伸,从而与栅极线121相交。每个数据线171包括向栅极电极124凸出的多个源极电极173和具有用于与另一个层或外部驱动电路接触的大面积的端部179。在FPC膜(没有示出)上可装配用于产生数据信号的数据驱动电路(没有示出),所述FPC膜可粘附到基板110上、直接装配在基板110上或集成到基板110上。数据线171可延伸连接到集成在基板110上的驱动电路上。
漏极电极175与数据线171分离并相对于栅极电极124而与源极电极173相对设置。
栅极电极124、源极电极173和漏极电极175与半导体条151的凸出部154形成具有沟道的TFT,所述沟道形成在位于源极电极173与漏极电极175之间的凸出部154中。
在栅极线121的凸出部127上设置存储导体177。
数据线171、漏极电极175和存储导体177具有三层结构,其包括下膜171p,175p和177p,中间膜171q,175q和177q,以及上膜171r,175r和177r。下膜171p,175p和177p优选由难熔金属例如Cr、Mo、Ta、Ti或它们的合金形成,中间膜171q,175q和177q优选由低电阻率金属例如含Al金属、含Ag金属以及含Cu金属形成,上膜171r,175r和177r由与ITO或IZO具有良好接触特性的难熔金属或它们的合金形成。
数据线171、漏极电极175和存储导体177可具有包括难熔金属下膜(没有示出)和低电阻率上膜(没有示出)的双层结构,或具有优选由上述材料形成的单层结构。然而,数据线171、漏极电极175和存储导体177可由多种金属或导体形成。
在图2A和2B中,对于数据线179的源极电极173和端部179,分别用另外的字符p、q和r表示其下膜、中间膜和上膜。
数据线171、漏极电极175和存储导体177具有倾斜的边缘轮廓,其倾角在大约30-80度的范围内。
欧姆接触161和165仅仅夹在下面的半导体条151和上面的导体171和175之间,并减小了其间的接触电阻。尽管半导体条151在大部分地方比数据线171窄,但半导体条151的宽度如上所述在栅极线121附近变大,从而使表面的轮廓变得平滑,由此防止了数据线171的断开。半导体条151的凸出部154包括没有被数据线171、漏极电极175和存储导体177覆盖的一些暴露部分,例如位于源极电极173与漏极电极175之间的部分。
在数据线171、漏极电极175、存储导体177和半导体条151的暴露部分上形成钝化层180。
钝化层180优选由光敏有机绝缘体形成,该绝缘体具有优选小于大约4.0的介电常数。钝化层180可具有平坦的表面和大约1.0到大约8.0微米的厚度。
钝化层180的有机绝缘体是包含碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂的光敏树脂组合物。表面活性剂包括具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。光敏树脂组合物还可包括一种或多种阳离子聚合引发剂、多酚、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂。
光敏树脂组合物中的表面活性剂对于固体成分例如碱溶性树脂和醌二叠氮具有改善的可溶性,从而使光敏树脂组合物均匀分布。因此,可形成均匀厚度的膜。结果,显著减小了钝化层180边缘附近的堆积(build-up),从而提高了钝化层180的透射和反射特性。
钝化层180可包括无机绝缘体例如氮化硅或氧化硅下膜和上述有机绝缘体上膜,从而利用了有机绝缘体出色的绝缘特性,同时防止了半导体条151的暴露部分被有机绝缘体损坏。
钝化层180具有分别暴露数据线171的端部179、漏极电极175和存储导体177的多个接触孔182,185和187。钝化层180和栅极绝缘层140具有暴露栅极线121端部129的多个接触孔181。
在钝化层180上形成多个像素电极190和多个接触辅助物81和82。它们优选由透明导体(例如ITO或IZO)或反射导体(例如Ag、Al、Cr或它们的合金)形成。
像素电极190通过接触孔185与漏极电极175物理电连接,并通过接触孔187与存储导体177连接,从而像素电极190从漏极电极175接收数据电压,并将数据电压传输给存储导体177。供有数据电压的像素电极190和对置显示面板(没有示出)的公共电极(没有示出)配合产生电场,所述对置显示面板供有公共电压。产生的电场确定了设置在两电极之间的液晶层(没有示出)的液晶分子(没有示出)的取向。像素电极190和公共电极形成了电容器,称作“液晶电容器”,其在TFT关闭后存储施加的电压。
像素电极190与前面的栅极线121的凸出部127交迭。像素电极190和与其相连的存储导体177和凸出部127形成了另外的电容器,称作“存储电容器”,其增强了液晶电容器的电压存储能力。
像素电极190与栅极线121和数据线171交迭,从而增加了开口率(aperture ratio)。
接触辅助物81和82分别通过接触孔181和182与栅极线121的端部129和数据线171的端部179连接。接触辅助物81和82保护端部129和179,并增强端部129和179与外部装置的粘结性。
在像素电极190和钝化层180上可形成多个斜面元件(没有示出)。每个斜面元件都包括脊和具有大约1到10度倾角的倾斜表面,并确定了液晶分子的倾斜方向,从而减小了液晶的响应时间。像钝化层180一样,斜面元件由光敏树脂组合物形成,所述光敏组合物包括碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂、具有化学式1的有机氟化合物、具有化学式2的第一硅树脂化合物、具有化学式3的第二硅树脂化合物和溶剂。溶剂包括二甘醇二烃醚(其包括含有1到5个碳原子的烷基)、乙基3-乙氧基丙酸酯、烷基碳酸酯(其包括含有3到8个碳原子的烷基)、和烷基乳酸酯(其包括含有1到6个碳原子的烷基)。
将参照图3A-6B以及图1和2描述依照本发明一个实施方式的图1和2中所示TFT阵列面板的制造方法。
图3A,4A,5A和6A是在依照本发明一个实施方式制造方法的中间步骤中的图1和2中所示TFT阵列面板的布局图,图3B是沿线IIIB-IIIB’所作的图3A中所示TFT阵列面板的截面图,图4B是沿线IVB-IVB’所作的图4A中所示TFT阵列面板的截面图,图5B是沿线VB-VB’所作的图5A中所示TFT阵列面板的截面图,图6B是沿线VIB-VIB’所作的图6A中所示TFT阵列面板的截面图。
参照图3A和3B,通过溅射等在绝缘基板110上沉积导电层。导电层具有优选由Al或Al-Nd合金形成的并具有大约2,500厚度的下膜和优选由Mo形成的上膜。
可以使用Al或Al-Nd靶子和Mo靶子联合溅射下膜和上膜。当沉积下膜时,Al(-Nd)靶子电源开启,而Mo靶子电源关闭。在沉积下膜之后,Al(-Nd)靶子电源关闭且Mo靶子电源打开,以沉积上膜。
通过光刻和蚀刻将上膜和下膜图样化,从而形成包括栅极电极124、凸出部127和端部129的多个栅极线121。
参照图4A和4B,在大约250到大约500℃沉积具有大约2,000到大约厚度的栅极绝缘层140。随后,连续在栅极绝缘层140上沉积内在无定形硅层和外在无定形硅层,并通过光刻和蚀刻将其图样化,从而形成多个外在半导体条164和包括凸出部154的多个内在半导体条151。
参照图5A和5B,通过溅射等沉积导电层。导电层包括优选由Mo形成的下膜、优选由Al形成的中间膜和优选由Mo形成的上膜。导电层的厚度等于大约溅射温度等于大约150℃。
然后通过光刻和湿蚀刻将导电层图样化,从而形成包括源极电极173和端部179的多个数据线171、漏极电极175和存储导体177。湿蚀刻的蚀刻剂可包括优选大约63-70%的磷酸、优选大约4-8%的硝酸、优选大约8-11%的乙酸和去离子水。
之后,去除没有被数据线171、漏极电极175和存储导体177覆盖的外在半导体条164的暴露部分,从而形成包括凸出部163的多个欧姆接触条161和多个欧姆接触岛165,并暴露部分内在半导体条151。为了稳定半导体条151的暴露的表面,接下来优选地进行氧等离子体处理。
参照图6A和6B,表面活性剂包括具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。光敏树脂组合物还可包括一种或多种阳离子聚合引发剂、多酚、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂。
在移动基板110或涂布器(没有示出)的喷嘴(没有示出)的同时,通过狭缝涂布进行涂布。涂布的树脂组合物的厚度为大约1.0到大约8.0微米。
光敏树脂组合物中的表面活性剂对固体成分例如碱溶性树脂和醌二叠氮具有改善的可溶性,从而使涂层均匀分布。因此,形成了均匀厚度的涂层。
在涂布之后,涂布有光敏树脂组合物的基板110放进烤炉中并在大约90到大约110℃的温度下预烘烤大约90到大约180秒。预烘烤去除了挥发性成分例如溶剂。
接下来,通过使用掩模对准器将光敏树脂膜与掩模对准,并通过掩模进行第一次曝光。曝光发出光线,例如g线或垂直于光敏树脂膜整个表面的g线。
然后通过用优选包含3重量%二异丙基胺的碱性水溶液的显影剂进行搅炼显影而将光刻胶树脂膜显影。显影剂溶解了暴露于光的光敏树脂膜的曝光部分,留下了光敏树脂膜的非曝光部分,从而形成具有多个接触孔182,185和187的钝化层180以及多个接触孔181的上面部分,如图6A和6B中所示。
因为光敏树脂组合物包括醌二叠氮,所以光敏树脂膜的曝光部分在短时间内很快被去除,而非曝光部分很难被去除,即使它们接触显影剂很长时间。
显影之后,用去离子水将带有钝化层180的基板110清洗并将其干燥。
然后使至少一部分钝化层180经过优选使用(深)紫外(UV)线的第二次曝光。第二次曝光中单位面积上的UV亮度比第一次曝光中的高。第二次曝光去除了在第一次曝光中没有充分曝光的部分,以减少残余物。
将钝化层180在大约150℃到大约250℃的温度、更优选大约180℃到大约240℃的温度进行大约5到大约120分钟、更优选大约15到大约90分钟的后烘烤。通过用热板(没有示出)或清洁的烤箱(没有示出)加热基板110来进行所述后烘烤。后烘烤提高了固化光敏树脂图案的耐热性和耐溶剂性。
随后,使用钝化层180作为蚀刻掩模蚀刻栅极绝缘层140,从而完成接触孔181。
最后,通过溅射、光刻以及蚀刻IZO或ITO层,而在钝化层180上和漏极电极175、栅极线121的端部129以及数据线171的端部179的暴露部分上形成多个像素电极190和多个接触辅助物81和82,如图1和2中所示。
上述光敏树脂组合物可以用于其他绝缘层,如栅极绝缘层140。
实施方式3
图7是依照本发明另一个实施方式的TFT阵列面板的布局图,图8是沿线VIII-VIII’所作的图7中所示TFT阵列面板的截面图。
在绝缘基板110例如透明玻璃或塑料上形成多个栅极线121。
栅极线121传输栅极信号并大致在第一方向上延伸。每个栅极线121都包括多个栅极电极124、多个向下凸出的凸出部127和用于与另一个层或外部驱动电路接触的具有大的面积的端部129。在柔性印刷电路(FPC)膜(没有示出)上可装配有用于产生栅极信号的栅极驱动电路(没有示出),所述柔性印刷电路膜可粘附到基板110上、直接装配在基板110上,或集成到基板110上。栅极线121可延伸连接到集成在基板110上的驱动电路上。
栅极线121包括具有不同物理特性的两个导电膜:下膜和设置在下膜上的上膜。下膜优选由低电阻率金属例如含Al金属(像Al和Al合金)、含Ag金属(像Ag和Ag合金)、以及含Cu金属(像Cu和Cu合金)制成,用于减小信号延迟或电压降。上膜优选由例如含Mo金属(像Mo和Mo合金)、Cr、Ta或Ti材料制成,它们具有良好的物理、化学特性以及与其他材料例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的电接触特性。两个膜组合的较佳例子是下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。
然而,下膜可由良好接触的材料制成,上膜可由低电阻率材料制成。在该情形中,可去除栅极线121端部129的上膜129q以暴露下膜129p。此外,栅极线121包括单层,其优选由上述材料制成。另外,栅极线121可由多种不同的金属或导体制成。
在图7和8中,对于栅极电极124和凸出部127来说,分别用另外的字符p和q表示其下膜和上膜。
栅极线121的侧面相对于基板110的表面倾斜,倾角范围在大约30-80度之间。
在栅极线121上形成优选由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上形成优选由氢化无定形硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅形成的多个半导体条151。每个半导体条151基本在第二方向上延伸且在栅极线121附近变宽,从而半导体条151覆盖大面积的栅极线121。每个半导体条151具有多个凸出部154,其向栅极电极124分岔。
在半导体条151上形成多个欧姆接触条和岛161和165。欧姆接触条和岛161和165优选由掺杂了大量n型杂质例如磷的n+氢化a-Si制成,或由硅化物形成。每个欧姆接触条161都具有多个凸出部163,凸出部163和欧姆接触岛165成对地位于半导体条151的凸出部154上。
半导体条151和欧姆接触161和165的侧面相对于基板110表面倾斜,其倾角优选在大约30-80度的范围内。
在欧姆接触161和165及栅极绝缘层140上形成多个数据线171、多个漏极电极175和多个存储导体177。
数据线171传输数据信号并基本在第二方向上延伸,从而与栅极线121相交。每个数据线171都包括向栅极电极124凸出的多个源极电极173和具有用于与另一个层或外部驱动电路接触的大面积的端部179。在FPC膜(没有示出)上可装配用于产生数据信号的数据驱动电路(没有示出),所述FPC膜可粘附到基板110上、直接装配在基板110上或集成到基板110上。数据线171可延伸连接到集成在基板110上的驱动电路上。
漏极电极175与数据线171分离并相对于栅极电极124而与源极电极173相对设置。
栅极电极124、源极电极173和漏极电极175与半导体条151的凸出部154形成了具有沟道的TFT,所述沟道形成在位于源极电极173与漏极电极175之间的凸出部154中。
在栅极线121的凸出部127上设置存储导体177。
数据线171、漏极电极175和存储导体177具有三层结构,其包括下膜171p和175p、中间膜171q和175q以及上膜171r和175r。下膜171p和175p优选由难熔金属例如Cr、Mo、Ta、Ti或它们的合金形成,中间膜171q和175q优选由低电阻率金属例如含Al金属、含Ag金属以及含Cu金属形成,上膜171r和175r由与ITO或IZO具有良好接触特性的难熔金属或它们的合金形成。
数据线171、漏极电极175和存储导体177可具有包括难熔金属的下膜(没有示出)和低电阻率上膜(没有示出)的双层结构或具有优选由上述材料形成的单层结构。然而,数据线171、漏极电极175和存储导体177可由各种金属或导体形成。
在图7和8中,对于数据线179的源极电极173、存储导体177和端部179,分别用另外的字符p、q和r表示其下膜、中间膜和上膜。
数据线171、漏极电极175和存储导体177具有倾斜的边缘轮廓,其相对于基板110的倾角在大约30-80度的范围内。
欧姆接触161和165仅仅夹在下面的半导体条151和上面的导体171和175之间,减小了其间的接触电阻。尽管半导体条151在大部分地方比数据线171窄,但半导体条151的宽度如上所述在栅极线121附近变大,从而使表面的轮廓变平滑,由此防止了数据线171的断开。半导体条151的凸出部154包括没有被数据线171、漏极电极175和存储导体177覆盖的一些暴露部分,如位于源极电极173与漏极电极175之间的部分。
在数据线171、漏极电极175、存储导体177和半导体条151的暴露部分上形成下钝化膜180q。下钝化膜180q优选由无机绝缘体例如氮化硅或氧化硅形成。
在下钝化膜180p上形成多个滤色器条230。
滤色器条230沿第二方向延伸,且每个滤色器条230都表示一种基色,如红色,绿色和蓝色。相邻的滤色器条230代表不同的颜色,且它们在数据线171上具有彼此精确匹配的边缘。然而,相邻滤色器条230可彼此交迭以阻挡像素电极190之间的光泄漏,或它们可以彼此远离设置。在设置有信号线121和171端部129和179的外围区域中不存在滤色器条230。
当滤色器条230沿TFT设置在基板110上时,增加了开口率。
在滤色器条230上形成上钝化膜180q。下钝化膜和上钝化膜180p和180q防止滤色器条230中的颜料渗透进其他层中。
上钝化膜180q优选由光敏有机绝缘体形成,该绝缘体具有优选小于大约4.0的介电常数。钝化膜180可具有平坦的表面。
上钝化膜180q的有机绝缘体是包含碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂的光敏树脂组合物。表面活性剂包括具有以下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,Z是氢或氟;
具有以下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有以下结构的第二硅树脂化合物

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。光敏树脂组合物还可包括一种或多种阳离子聚合引发剂、多酚、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂。
光敏树脂组合物中的表面活性剂对于固体成分例如碱溶性树脂和醌二叠氮具有改善的可溶性,从而使光敏树脂组合物均匀分布。因此,可形成均匀厚度的膜。结果,显著减小了钝化层180边缘附近的堆积(build-up),从而提高了钝化层180的透射和反射特性。
钝化膜180p和180q具有分别暴露数据线171、漏极电极175和存储导体177的端部179的多个接触孔182,185和187。钝化层180和栅极绝缘层140具有暴露栅极线121端部129的多个接触孔181。此外,滤色器条230具有暴露接触孔185和187下部以及接触孔185和187附近的下钝化膜180q表面的多个接触孔235和237。
在上钝化膜180q上形成多个像素电极190和多个接触辅助物81和82。它们优选由透明导体(例如ITO或IZO),或反射导体(如Ag、Al、Cr或它们的合金)形成。
像素电极190通过接触孔185与漏极电极175电连接,并通过接触孔177与存储导体177连接,从而像素电极190从漏极电极175接收数据电压,并将数据电压传输给存储导体177。供有数据电压的像素电极190和对置显示面板(没有示出)的公共电极(没有示出)配合产生电场,所述对置显示面板供有公共电压。产生的电场确定了设置在两电极之间的液晶层(没有示出)的液晶分子(没有示出)的取向。像素电极190和公共电极形成了液晶电容器。
像素电极190与前面的栅极线121的凸出部127交迭。像素电极190和与其相连的存储导体177和凸出部127形成了存储电容器。
像素电极190与栅极线121和数据线171交迭,从而增加了开口率。
接触辅助物81和82分别通过接触孔181和182与栅极线121的端部129和数据线171的端部179连接。接触辅助物81和82保护端部129和179,并增强了端部129和179与外部装置的粘结性。
现在,参照图9A-10B以及图7和8详细描述图7和8中所示TFT阵列面板的制造方法。
图9A和10A是在依照本发明一个实施方式制造方法的中间步骤中的图7和8中所示TFT阵列面板的布局图,图9B是沿线IXB-IXB’所作的图9A中所示TFT阵列面板的截面图,图10B是沿线XB-XB’所作的图9A中所示TFT阵列面板的截面图。
参照图9A和9B,在绝缘基板110上形成多个栅极线121,其包括栅极电极127和端部129。在栅极线121和基板110上连续形成栅极绝缘层140、包含凸出部154的多个半导体条151、以及包括凸出部163的多个欧姆接触161和165。在欧姆接触161和163以及栅极绝缘层140上形成包括源极电极173的数据线171、多个数据线171和多个存储导体177。通过PECVD等形成下钝化膜180p。涂布包括一个基色颜料的负光敏树脂膜并将其图样化,从而形成具有接触孔235和237的多个滤色器条。对于其他基色重复膜涂布和图样化,也形成了代表其他基色的多个滤色器条230。
接下来,在滤色器条230上涂布光敏树脂膜,其包括碱溶性树脂、醌二叠氮、表面活性剂和溶剂。表面活性剂包括具有如下结构的有机氟化合物:

其中Rf是包含大约5-10个碳原子的直链或支链全氟亚烷基,Z是氢或氟;
具有如下结构的第一硅树脂化合物:

其中R是包含2-5个碳原子的直链或支链亚烷基,每个x和y都是大约1-20的整数;和
具有如下结构的第二硅树脂化合物:

其中R’是含有大约1-20个碳原子的烷基或含有大约2-21个碳原子的直链或支链羰烷基,每个v和w都是大约1-20的整数,每个m和l都是大约1-9的整数,其中(m+l)位于2和10之间。光敏树脂组合物还可包括一种或多种阳离子聚合引发剂、多酚、交联剂、可聚合单体和硅烷偶联剂。
在移动基板110或涂布器(没有示出)的喷嘴(没有示出)的同时,通过狭缝涂布进行涂布。涂布的树脂组合物的厚度为大约1.0到大约8.0微米。
光敏树脂组合物中的表面活性剂对固体成分例如碱溶性树脂和醌二叠氮具有改善的可溶性,从而使涂层均匀沉积。因此,形成了均匀厚度的涂层。
在涂布之后,涂布有光敏树脂组合物的基板110放进烤炉中并在大约90到大约110℃的温度下预烘烤大约90到大约180秒。预烘烤移除了挥发性成分例如溶剂。
接下来,通过使用掩模对准器将光敏树脂膜与掩模对准,并通过掩模进行第一次曝光。曝光发出光线,例如g线或垂直于光敏树脂膜整个表面的g线。
然后通过用优选包含3重量%二异丙基胺的碱性水溶液的显影剂进行搅炼显影剂而将光刻胶树脂膜显影。显影剂溶解了暴露于光的光敏树脂膜的曝光部分,留下了光敏树脂膜的非曝光部分,从而形成了具有多个上部接触孔181,182,185和187的上钝化膜180q,如图10A和10B中所示。
因为光敏树脂组合物包括醌二叠氮,所以光敏树脂膜的曝光部分在短时间内很快被去除,而非曝光部分很难被去除,即使它们接触显影剂很长时间。
显影之后,用去离子水将带有上钝化膜180q的基板110清洗并将其干燥。
然后使一部分或整个钝化膜180q经过优选使用(深)紫外(UV)线的第二次曝光。第二次曝光中单位面积上的UV亮度比第一次曝光中的高。第二次曝光去除了在第一次曝光中没有充分曝光的部分,以减少残余物。
将上钝化膜180q在大约150℃到大约250℃的温度、更优选大约180℃到大约240℃的温度进行大约5到大约120分钟、更优选大约15到大约90分钟的后烘烤。通过用热板(没有示出)加热基板110来进行所述后烘烤。后烘烤改善了固化光敏树脂图案的耐热性和耐溶剂性。
随后,用上钝化膜180q作为蚀刻掩模蚀刻下钝化膜180p和栅极绝缘层140,从而完成接触孔181,182,185,187。
最后,通过溅射、光刻以及蚀刻IZO或ITO层,而在上钝化膜180q上和漏极电极175、栅极线121的端部129以及数据线171的端部179的暴露部分上形成多个像素电极190和多个接触辅助物81和82,如图7和8中所示。
上述光敏树脂组合物可以用于其他绝缘层,如栅极绝缘层140和下钝化膜180p。
图1-6B中所示的TFT阵列面板及其制造方法的一些上述特征可适用于图7A-10B中所示TFT阵列面板及其制造方法。
上述光敏树脂组合物还可用于面对TFT面板的其他面板上的绝缘层或斜面元件。此外,上述光敏树脂组合物可用于其他显示装置,如有机发光二极管(OLED)显示器。
尽管已经参照优选实施方式描述了本发明,但本领域技术人员将会理解到,在不脱离所附权利要求中所列的精神和范围的情况下,可以做各种修改和替换。
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年12月24日提交的韩国专利申请10-2004-0112255的优先权,其全部内容在此引入作为参考。