專利名稱：含有多種光敏引發(fā)劑的光敏樹脂組合物和使用該光敏樹脂組合物的透明薄膜層和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光致抗蝕劑組合物，該組合物使用兩種以上具有不同激活波長的 光敏引發(fā)劑，從而感光度高且形成的圖案的厚度容易隨照射強度而控制。本發(fā)明還涉及一 種使用所述光致抗蝕劑組合物形成的透明薄膜層和一種含有該薄膜層的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
用于液晶顯示器件的液晶單元主要由用于驅(qū)動的薄膜晶體管(TFT)基板、用于顯 示彩色的濾色器，和兩個基板之間的液晶層組成。所述濾色器是以如下方式形成的基板使 用顏料分散于其中的光敏有機材料通過光刻法形成圖案后，為產(chǎn)生彩色圖像在圖案上使用 三種以上具有不同透射吸收波長的彩色油墨形成像素。如果需要，在濾色器基板的像素上 也可使用外涂層來降低相鄰像素之間的階躍高度(st印height)，或通過圖案化形成柱狀 間隔物來維持液晶單元的內(nèi)部間隙處于一定水平?？赏ㄟ^光刻形成圖案的光致抗蝕劑組合物，特別是負型組合物，通常用于形成所 述外涂層或所述柱狀間隔物。負型光致抗蝕劑組合物是以堿溶性聚合物、含有兩個以上丙 烯酸酯基團的多官能單體，及光敏引發(fā)劑為主的混合物，如果需要還包括溶劑和表面活性 劑、粘合助劑等添加劑。當負型光致抗蝕劑組合物暴露于光、特別是紫外線(UV)時，光敏引 發(fā)劑分解產(chǎn)生活性自由基。所述活性自由基活化多官能單體的丙烯酸酯基團從而導致堿溶 性聚合物與多官能單體的交聯(lián)(光聚合反應)。由光聚合反應而交聯(lián)的部分，即暴露于光的 部分，分子量增加，從而堿溶性降低。所述暴露部分在隨后的顯影中保持不被除去。因此， 使用負型光敏樹脂能通過光刻形成精細圖案。光致抗蝕劑組合物的感光度與穩(wěn)定形成圖案 的最小照射劑量(即光能)有關(guān)。照射劑量越低就能越縮短處理時間，有助于提高生產(chǎn)率。 特別是，用于形成柱狀間隔物的光致抗蝕劑組合物的感光度以圖案厚度的變化急劇下降時 的照射劑量確定。通常為了提高感光度，已在組合物中使用在較低光能量中能快速響應的光敏引 發(fā)劑，而光致抗蝕劑組合物的顯影性無顯著下降。但是，使用這樣的方法有以下缺點，即 圖案厚度隨照射強度的變化較小，從而使得難于制造可通過改變光掩模的狹縫結(jié)構(gòu)(slit structure)和透光率來控制其厚度的透明薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明致力于解決如上所述的使用現(xiàn)有光致抗蝕劑組合物形成的透明薄膜所具 有的問題，并且本發(fā)明的目標在于提供一種光致抗蝕劑組合物，其具有高感光度，并且形成 的圖案的厚度易隨通過狹縫掩?；蛲阜囱谀?transflective mask)的照射強度而控制。本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用所述光致抗蝕劑組合物形成的透明薄膜。本發(fā)明的又一個目的是提供一種含有所述透明薄膜的液晶顯示器。
技術(shù)方案本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物，該組合物使用兩種以上激活波長差值在20nm以上 的光敏引發(fā)劑，從而感光度良好且形成圖案的厚度易隨照射強度控制，因此適用于液晶顯 示器等的透明薄膜層的形成，從而能夠解決上述問題。有益效果本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物具有高感光度，并且形成的圖案的厚度易隨通過狹縫 掩模或透反掩模的照射強度而控制。因此使用這樣的光致抗蝕劑組合物有利于形成液晶顯 示器的柱狀間隔物、外涂層和鈍化材料等。


圖1為本發(fā)明的比較例和實施例以感光度和“圖案飽和厚度-狹縫圖案厚度”之 間的相關(guān)性表示的圖。圖2為本發(fā)明的比較例和實施例以感光度和“圖案飽和厚度-透反圖案厚度”之 間的相關(guān)性表示的圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種含有兩種以上具有不同激活波長的光敏引發(fā)劑的光致抗蝕劑 組合物，所述激活波長的差值為20nm以上。特別地，本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物含有兩種以上光敏引發(fā)劑、堿溶性樹脂、烯鍵 式不飽和化合物，及溶劑。更特別地，本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物含有1-20重量％的堿溶 性樹脂、1-20重量％的烯鍵式不飽和化合物、0. 05-10重量％的光敏引發(fā)劑，和50-95重 量％的溶劑。本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物中光敏引發(fā)劑的激活波長差值在20nm以上。例如 在本發(fā)明的一個實施方案中，可以混合使用具有325nm激活波長的Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有270nm激活波長的六芳基雙咪唑(Hexa-aryl-bis-imidazole)。作為另一 個實施方案，可以混合使用具有333nm激活波長的Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)和具有 305nm激活波長的Irgacure 907 (Ciba Geigy)。只要光敏引發(fā)劑之間的激活波長的差值符 合本發(fā)明的目的，可使用任何已知系列的光敏引發(fā)劑，而不對其進行限制。光敏引發(fā)劑的其他實例可為具有250nm激活波長的Irgacure 250 (Ciba Geigy) 和具有370nm激活波長的Irgacure 819 (Ciba Geigy)的組合、具有325nm激活波長的 Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有 305nm激活波長的 Irgacure 907 (Ciba Geigy)的組合、 具有325nm激活波長的Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有370nm激活波長的Irgacure 819 (Ciba Geigy)的組合、具有270nm激活波長的六芳基雙咪唑和具有333nm激活波長的 Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)的組合，及具有 333nm 激活波長的 Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)和具有 370nm 激活波長的 Irgacure 819 (Ciba Geigy)的組合。所述光敏引發(fā)劑的激活波長的范圍為250nm-450nm。優(yōu)選該激活波長范圍是因為， 光敏引發(fā)劑可有效地利用本領域通常使用的光源的波長，例如汞蒸汽弧、碳弧、氙弧和鹵弧 光源。本發(fā)明的光敏引發(fā)劑使用激活波長的差值在20nm以上的兩種以上的光敏引發(fā)劑，其中優(yōu)選光敏引發(fā)劑之間的激活波長的差值在20-100nm并且更優(yōu)選為20-70nm。如果 激活波長的差值小于20nm，則圖案飽和厚度和狹縫圖案厚度之間的差值、或者圖案飽和厚 度和透反圖案厚度之間的差值(該因素決定了本發(fā)明的效果)不足夠大，另外，如果激活波 長的差值大于lOOnm，則可能無法有效使用光源，因此不優(yōu)選。所述光敏引發(fā)劑的含量優(yōu)選為光致抗蝕劑組合物總重量的0.05-10重量％。光敏 引發(fā)劑的含量小于0. 05重量％會導致光活性不足，這可能使得無法形成均一的圖案。另 外，光敏引發(fā)劑的使用量大于10重量％可能會增加光致抗蝕劑組合物過度溶解的可能。光敏引發(fā)劑的數(shù)量沒有限制。例如，本發(fā)明光致抗蝕劑組合物中可使用兩種光敏 引發(fā)劑。此時，所述兩種光敏引發(fā)劑的比例在1 3-3 1的范圍內(nèi)。當其中一方光敏引發(fā) 劑小于1/3時，難以得到本發(fā)明的所需效果，并且相對較大量的光敏引發(fā)劑的特征占主導， 因而不優(yōu)選。本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物中的堿溶性樹脂為一種含有羧酸基并可溶于堿性溶 液的聚合物樹脂。只要能達到相同的效果則所述堿溶性樹脂不限于特定的結(jié)構(gòu)。例如，可 以使用以聚甲基丙烯酸酯為主要組分并包含甲基丙烯酸的共聚物，或者可以是聚酰胺酸包 括在聚甲基丙烯酸酯中作為主要組分的結(jié)構(gòu)。堿溶性樹脂的含量優(yōu)選為光致抗蝕劑組合物 總重量的1-20重量％。如果堿溶性樹脂的含量小于1重量％，因為光致抗蝕劑組合物不能 充分溶解在顯影溶液中，因此難以形成圖案，所以不優(yōu)選。另外，如果堿溶性樹脂的含量超 過20重量％，則溶液形式的光致抗蝕劑組合物粘度太高，使得難以進行涂覆，從而不優(yōu)選。本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物中烯鍵式不飽和化合物可以以化學式1-4的化合物 作為代表而舉例，在符合本發(fā)明主旨的情況下不局限在此，也可使用任何已知的烯鍵式不 飽和化合物。[化學式1]
權(quán)利要求
一種光致抗蝕劑組合物，其含有兩種激活波長的差值在20nm以上的光敏引發(fā)劑。
2.權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述兩種光敏引發(fā)劑的含量比例為 1:3-3:1。
3.權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述光敏引發(fā)劑之間激活波長的差值 為 20 至 IOOnm0
4.權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述光敏引發(fā)劑各自的激活波長范圍 為 250nm 至 450nm。
5.權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述光致抗蝕劑組合物除光敏引發(fā)劑 外還含有堿溶性樹脂、烯鍵式不飽和化合物和溶劑。
6.權(quán)利要求5的光致抗蝕劑組合物，其特征所述光致抗蝕劑組合物含有1-20重量％ 的堿溶性樹脂、1-20重量％的烯鍵式不飽和化合物、0. 05-10重量％的光敏引發(fā)劑和50-95重量％的溶劑。
7.權(quán)利要求5的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述烯鍵式不飽和化合物是以下述化 學式1-4表示的化合物中的一種[化學式1]o,J>-Pο人。OH[化學式2][化學式3][化學式4]
8.權(quán)利要求5的光致抗蝕劑組合物，其中所述溶劑選自甲基乙基酮、甲基溶纖劑、丙基 溶纖劑、乙基溶纖劑、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇甲基乙基醚、丙二醇二甲基 醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇甲基乙基醚、2-乙氧基丙醇、2-甲氧基丙醇、3-甲氧基丁醇、環(huán) 戊酮、環(huán)己酮、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯、3-乙氧基 丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、甲基溶纖劑乙酸酯、乙酸丁酯、雙丙甘醇單甲基醚、及它們的 混合物。
9.權(quán)利要求5的光致抗蝕劑組合物，其特征在于還含有固化促進劑、熱聚合抑制劑、±曾 塑劑、粘合促進劑、填充劑或表面活性劑。
10.權(quán)利要求9的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述固化促進劑選自2-巰基苯并咪 唑、2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噁唑、2，5- 二巰基-1，3，4-噻二唑和2-巰基-4，6- 二甲 基氨基吡啶。
11.權(quán)利要求9的光致抗蝕劑組合物，其特征在于所述熱聚合抑制劑為對-苯甲醚或氧醌。
12.一種使用權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物形成的透明薄膜。
13.權(quán)利要求12的透明薄膜，其特征在于所述透明薄膜的圖案飽和厚度和狹縫圖案厚 度之間的差值在3,500 A以上。
14.權(quán)利要求12的透明薄膜，其特征在于所述透明薄膜的圖案飽和厚度和透反圖案厚 度之間的差值在4,000 A以上。
15.一種含有權(quán)利要求12的透明薄膜的液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光敏樹脂組合物，其含有具有不同激活波長的多種光敏引發(fā)劑，一種使用光敏樹脂組合物制備的用于液晶顯示器的透明薄膜層，和一種使用所述透明薄膜層制備的液晶顯示器。由于使用含有光敏引發(fā)劑的激活波長的差值在20nm以上的兩種以上光敏引發(fā)劑的光敏樹脂組合物，敏感度增加并且厚度易隨照射度而控制。因此，本發(fā)明提供當使用狹縫或透反掩模時能容易地調(diào)節(jié)厚度的光敏樹脂組合物。
文檔編號G03F7/028GK101965541SQ200980108306
公開日2011年2月2日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者吳東宮, 李健雨, 李昌淳, 趙昌鎬, 郭尚圭, 金星炫, 閔庚勛 申請人:株式會社Lg化學