專利名稱:光敏樹脂組合物、由其制成的薄膜面板和薄膜面板的制法的制作方法
技術領域:
本發(fā)明一般涉及光敏樹脂組合物、包含由該光敏樹脂組合物制成的層的薄膜面板以及制造該薄膜面板的方法。具體地說,本發(fā)明涉及一種用于顯示面板的絕緣的光敏樹脂組合物。
背景技術:
有源型顯示裝置,如有源矩陣(AM)液晶顯示器(LCD)和有源矩陣有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器,包括多個以矩陣設置的像素。矩陣中的像素包括開關元件,且像素邊界通常由多個用于給開關元件傳輸信號的信號線例如柵極線和數(shù)據(jù)線形成。像素的開關元件響應柵極線的柵極信號而選擇性地將數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)信號傳送給像素,以顯示圖像。LCD的像素根據(jù)數(shù)據(jù)信號調整入射光的透射率,而OLED顯示器的像素根據(jù)數(shù)據(jù)信號調整光發(fā)射的亮度。
LCD和OLED顯示器包括設置有TFT的面板、場產生電極、信號線等等。面板具有分層結構,該分層結構包括幾個導電層和絕緣層。柵極線、數(shù)據(jù)線和場產生電極由不同的導電層形成并由絕緣層分離。
絕緣層由無機或有機絕緣體制成。有機絕緣體具有比無機絕緣體高的透射率,因此經常產生增加的亮度(且對于LCD來說產生增加的參考視角)。幾種有機絕緣體具有僅僅通過光刻而不使用蝕刻就能將其圖樣化的光敏級,由此簡化了顯示器的制造工序。
然而,常規(guī)的光敏有機絕緣層通常具有污點或瑕疵。特別是,隨著顯示裝置尺寸的增加,作為形成有機絕緣層的方法,狹縫涂布或旋轉-狹縫涂布優(yōu)于旋涂,有機絕緣層的狹縫涂布和旋轉-狹縫涂布經常產生瑕疵。瑕疵可以是沿涂布裝置的狹縫型噴嘴方向的水平瑕疵、沿狹縫型噴嘴長度方向的垂直瑕疵和在基板整個表面上的不規(guī)則斑點。此外,基板邊緣附近的有機層部分有時比有機層的其他部分厚。具有超厚度(extra thickness)的這些部分在顯影過程中不能夠完全溶解,以致它們保留下來形成瑕疵,從而降低了顯示裝置的圖像質量。
希望有一種形成具有較小瑕疵的有機絕緣層的方法和裝置。
發(fā)明內容
一方面,本發(fā)明是一種光敏樹脂組合物,其包括堿溶性樹脂、醌二疊氮(quinone diazide)、表面活性劑和溶劑。該表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+1)位于2和10之間。
另一方面,本發(fā)明是一種薄膜面板,包括基板;形成在基板上的薄膜圖案;和形成在薄膜圖案上且由光敏樹脂組合物形成的絕緣層,所述光敏樹脂組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑。該表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+1)位于2和10之間。
另一方面,本發(fā)明是一種制造薄膜面板的方法。所述方法包括在基板上形成薄膜圖案;涂布光敏樹脂組合物,所述光敏樹脂組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑;在該光敏樹脂組合物上進行曝光;和將該光敏樹脂組合物顯影。該表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物
其中R是包含2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+1)位于2和10之間。
通過參照附圖詳細描述其實施方案,本發(fā)明將變得更加清楚,其中圖1是依照本發(fā)明一個實施方案的TFT陣列面板的布局圖;圖2是沿線II-II’所作的圖1中所示TFT陣列面板的截面圖;圖3A、4A、5A和6A是在依照本發(fā)明實施方案的其制造方法的中間步驟中,圖1和2所示TFT陣列面板的布局圖;圖3B是沿線IIIB-IIIB’所作的圖3A中所示TFT陣列面板的截面圖;圖4B是沿線IVB-IVB’所作的圖4A中所示TFT陣列面板的截面圖;圖5B是沿線VB-VB’所作的圖5A中所示TFT陣列面板的截面圖;圖6B是是沿線VIB-VIB’所作的圖6A中所示TFT陣列面板的截面圖;圖7是依照本發(fā)明另一個實施方案的TFT陣列面板的布局圖;圖8是沿線VIII-VIII’所作的圖7中所示TFT陣列面板的截面圖;圖9A和10A是在依照本發(fā)明實施方案的其制造方法的中間步驟中,圖7和8所示TFT陣列面板的布局圖;圖9B是沿線IXB-IXB’所作的圖9A中所示TFT陣列面板的截面圖;圖10B是沿線XB-XB’所作的圖9A中所示TFT陣列面板的截面圖;和圖11A-11F是圖解依照本發(fā)明實施例和對比例的光敏樹脂膜的照片。
具體實施例方式
之后將參照顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方案的附圖,更加全面地描述本發(fā)明。然而,本發(fā)明可以用許多不同的形式實施,而不應解釋為限于這里列出的這些實施方案。
依照本發(fā)明的光敏樹脂組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑。
堿溶性樹脂包括可固化的共聚物,其包括由不飽和羧酸衍生的化合物(a1)和由含有交聯(lián)基團的不飽和化合物(其不是不飽和羧酸)衍生的化合物(a2)。
化合物(a1)中的不飽和羧酸可包括含有一個和多個羧基的分子,不飽和羧酸的例子包括不飽和單羧酸和不飽和二羧酸。不飽和羧酸可選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、馬來酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸和肉桂酸。
化合物(a2)可包括含有環(huán)氧基或優(yōu)選氧雜環(huán)丁烷基(oxetanyl)的不飽和化合物。
含有環(huán)氧基的不飽和化合物的例子包括縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-甲基縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-乙基縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯,3-甲基-3,4-環(huán)氧丁基(甲基)丙烯酸酯、3-乙基-3,4-環(huán)氧丁基(甲基)丙烯酸酯、4-甲基-4,5-環(huán)氧戊基(甲基)丙烯酸酯、2,3-環(huán)氧環(huán)己基甲基(甲基)丙烯酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基(甲基)丙烯酸酯、鄰-乙烯基苯甲基縮水甘油醚、間-乙烯基苯甲基縮水甘油醚、對-乙烯基苯甲基縮水甘油醚、1-乙烯基氧化環(huán)己烯、3-乙烯基氧化環(huán)己烯和4-乙烯基氧化環(huán)己烯。
含有氧雜環(huán)丁烷基(oxetanyl)的不飽和化合物的例子包括3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧雜環(huán)丁烷、2-苯基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧雜環(huán)丁烷、2-三氟甲基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧雜環(huán)丁烷和2-五氟乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基乙基氧雜環(huán)丁烷。在上述的氧雜環(huán)丁烷中,優(yōu)選3-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)丁烷。
含有氧雜環(huán)丁烷基(oxetanyl)的光敏樹脂組合物對于光敏樹脂組合物的存儲是有利的。
可固化的共聚物還可包括化合物(a3),其至少包括下述之一由具有烯屬雙鍵的羧酸酯衍生的化合物(a31);由具有可聚合的不飽和碳-碳鍵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取代的馬來酰亞胺衍生的化合物(a34)。
具有烯屬雙鍵并衍生化合物(a31)的羧酸酯的例子包括由下列物質衍生的化合物不飽和羧酸酯,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-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸苯甲基酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯或(甲基)丙烯酸雙環(huán)戊基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯和衣康酸二乙酯;不飽和羧酸氨烷基酯,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。
具有可聚合的不飽和碳-碳鍵并產生化合物(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-取代的馬來酰亞胺的例子包括N-甲基馬來酰亞胺、N-乙基馬來酰亞胺、N-丁基馬來酰亞胺、N-環(huán)己基馬來酰亞胺、N-苯甲基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰亞胺、N-(4-乙?;交?馬來酰亞胺、N-(2,6-二乙基苯基)馬來酰亞胺、N-(4-二甲基氨基-3,5-二硝基苯基)馬來酰亞胺、N-琥珀酰亞胺基(succinimidyl)-3-馬來酰亞胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亞胺基-3-馬來酰亞胺丙酸酯、N-琥珀酰亞胺基-4-馬來酰亞胺丁酸酯、N-琥珀酰亞胺基-6-馬來酰亞胺己酸酯、N-(1-苯胺基萘基)-4-馬來酰亞胺、N-[4-(2-苯并噁唑基)苯基]馬來酰亞胺和N-(9-吖啶基)馬來酰亞胺。
化合物(a1)、(a2)、(a31)、(a32)、(a33)和(a34)中的每一種均可包括由上述化合物衍生的一種或多種化合物。
在包含由不飽和羧酸衍生的化合物(a1)和由具有交聯(lián)基團的不飽和化合物衍生的化合物(a2)的共聚物中,化合物(a1)的含量優(yōu)選等于該共聚物的大約5-50摩爾%,更優(yōu)選大約15-40摩爾%,且化合物(a2)的含量等于該共聚物的大約5-95摩爾%,更優(yōu)選大約15-85摩爾%。
包含該共聚物的光敏樹脂組合物對于顯影劑具有適宜的溶解速度(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)。
在進一步包括化合物(a3)以及化合物(a1)和(a2)的共聚物中,共聚物中的化合物(a3)的含量優(yōu)選等于大約0.01-90摩爾%,更優(yōu)選大約0.01-80摩爾%。
所述共聚物例如通過下述步驟形成(1)如J.Polym.Sci.,Polym.Chem.(1968),6(2),257-267頁中所述的,在大約60-300℃時于具有或不具有鏈轉移劑的有機溶劑中對單體和聚合引發(fā)劑進行混合的溶液聚合;(2)如J.Polym.Sci.,Polym.Chem.(1983),21(10),2949-2960頁中所述的,使用不溶解單體的溶劑在大約60-300℃時進行懸浮或乳液聚合;(3)如日本專利申請公開號Hei 6-80735中所述的,在大約60-200℃進行本體(bulk)聚合;和(4)如日本專利申請公開號10-195111中所述,連續(xù)將單體供給進聚合室中,在具有或不具有聚合引發(fā)劑的情況下,在大約180-300℃時加熱所述單體大約5-60分鐘,并將反應產物從聚合室中提取出來。
此外,可通過將單體、聚合引發(fā)劑和有機溶劑混合并發(fā)生反應來獲得共聚物。這可通過下述方法實現(xiàn)在具有附加聚合引發(fā)劑的有機溶劑中連續(xù)供給單體,并連續(xù)向有機溶劑中添加單體和引發(fā)劑。為了驅散反應的熱量,優(yōu)選連續(xù)供給單體,而不是一次全部供給。為了獲得具有窄分子量分布的聚合物化合物(polymer compound),優(yōu)選連續(xù)供給聚合引發(fā)劑。
優(yōu)選在大約40到大約200℃、更優(yōu)選大約50到大約150℃、最優(yōu)選大約60到大約120℃的溫度時,將所述反應進行優(yōu)選大約1到大約20個小時、更優(yōu)選大約2到大約10個小時。當連續(xù)供給單體時,優(yōu)選供給所述單體大約1到約5個小時,并持續(xù)加熱大約1到大約10個小時。在該情形中,反應濃度,即總反應溶液中單體的重量百分比,優(yōu)選為大約10%到大約70%,更優(yōu)選大約20%到大約60%。
有機溶劑的例子包括醇,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇;
酮,如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環(huán)戊酮和環(huán)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、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、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、乙二醇單乙醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯、二甘醇單丁基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、二丙二醇單甲基醚醋酸酯、二丙二醇單乙基醚醋酸酯、1,3-丙二醇雙醋酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸酯、甲基2-羥基異丁烷、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和丁內酯;和芳族烴,例如甲苯和二甲苯。
溶劑可以包括兩種或多種上述化合物。
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?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)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雜環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸環(huán)己酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸異冰片基酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯?;醮谆蹼s環(huán)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雜環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/丙烯酸環(huán)己酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯?;醮谆蹼s環(huán)丁烷/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸異冰片基酯共聚物、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧雜環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸二環(huán)戊基酯共聚物或3-乙基-3-甲基丙烯?;醮谆蹼s環(huán)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?;醮谆蹼s環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/苯基馬來酰亞胺共聚物和3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧代甲基氧雜環(huán)丁烷/甲基丙烯酸酯/環(huán)己基馬來酰亞胺共聚物。
通過使用聚苯乙烯標準物的凝膠滲透色譜(GPC)確定的包含化合物(a1)和(a2)的共聚物的平均分子量優(yōu)選為大約2,000到大約100,000,更優(yōu)選為大約2,000到大約50,000,最優(yōu)選為大約3,000到大約20,000。當平均分子量在上述范圍中時,提高了顯影速度,同時保持了不溶解分數(shù)。
含有化合物(a1)和(a2)的共聚物的含量相對于光敏樹脂組合物的固體含量優(yōu)選為大約50重量%到大約98重量%,更優(yōu)選為大約60重量%到大約95重量%。50重量%的下限是保持光敏特性的最低含量,考慮到含有醌二疊氮和表面活性劑的其他部分的最低量,確定了98重量%的上限。
光敏樹脂組合物中的醌二疊氮選自1,2-苯醌二疊氮磺酸酯、1,2-萘醌二疊氮磺酸酯、1,2-苯醌二疊氮磺酰胺(sulfonate amide)、和1,2-萘醌二疊氮磺酰胺。
醌二疊氮的例子包括三羥基二苯甲酮的1,2-萘醌二疊氮磺酸酯,如2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,4,6-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、和2,4,6-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;四羥基二苯甲酮的1,2-萘醌二疊氮磺酸酯,如2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,2’,4,3’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,2’,4,3’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,3,4,2’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,4,2’-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羥基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、和2,3,4,4’-四羥基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;五羥基二苯甲酮的1,2-萘醌二疊氮磺酸酯,如2,3,4,2’,6’-五羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、和2,3,4,2’,6’-五羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;六羥基二苯甲酮的1,2-萘醌二疊氮磺酸酯,如2,4,6,3’,4’,5’-六羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、和3,4,5,3’,4’,5’-六羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;(聚羥基苯基)鏈烷的1,2-萘醌二疊氮磺酸酯,如雙(2,4-二羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,4-二羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、雙(對-羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(對-羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、1,1,1-三(對-羥基苯基)乙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、1,1,1-三(對-羥基苯基)乙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、雙(2,3,4-三羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,3,4-三羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,2’-雙(2,3,4-三羥基苯基)丙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,2’-雙(2,3,4-三羥基苯基)丙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羥基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亞乙基])雙酚-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、雙(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-羥基苯基甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-羥基苯基甲烷-1,2-萘醌二疊氮-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-萘醌二疊氮-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-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羥基黃烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、和2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羥基黃烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯。
光敏樹脂組合物可包括兩種或多種上述醌二疊氮。
醌二疊氮的含量相對于光敏樹脂組合物的固體含量優(yōu)選大約為1.7重量%到大約50重量%,更優(yōu)選為大約5重量%到大約40重量%。在該情形中,光敏樹脂組合物的曝光部分和未曝光部分之間的溶解速度差變大,從而增加了不溶解分數(shù)。相反,當醌二疊氮的重量百分比小于1.7重量%或大于50重量%時,對比度就降低了。
溶劑的例子包括乙二醇單烷基醚,如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單-正丙基醚、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單-正丁基醚、乙二醇單-仲丁基醚、乙二醇單-叔丁基醚、乙二醇單-正戊基醚、乙二醇單-正己基醚、乙二醇單-正庚基醚、和乙二醇單-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、二甘醇二異丙基醚、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、二甘醇甲基異丙基醚、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、二甘醇乙基異丙基醚、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-正丙基異丙基醚、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、二甘醇異丙基-正丁基醚、二甘醇異丙基-仲丁基醚、二甘醇異丙基-叔丁基醚、二甘醇異丙基-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,例如甲基溶纖劑醋酸酯和乙基溶纖劑醋酸酯;丙二醇單烷基醚醋酸酯,如丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、二丙二醇單甲基醚醋酸酯和二丙二醇單乙基醚醋酸酯;芳族烴,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、甲基異丁基酮和環(huán)己酮;醇,如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環(huán)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-羥基異丁酯(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-丁二醇雙醋酸酯。
可以使用兩種或多種上述材料作為溶劑。
在上面列出的溶劑中,優(yōu)選二甘醇二甲基醚、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、醋酸丁酯及其組合。
優(yōu)選的組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。更優(yōu)選的組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,最優(yōu)選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組合。
溶劑的含量相對于光敏樹脂組合物的總量優(yōu)選為大約50重量%到大約95重量%,更優(yōu)選大約70重量%到大約90重量%。此外,在具有狹縫型噴嘴的涂布裝置中使用的溶劑含量相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選為大約75重量%到大約90重量%。而且,在進行旋涂以及狹縫涂布的涂布裝置中使用的溶劑含量相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選為大約65重量%到大約80重量%。在該情形中,光敏樹脂組合物可形成具有減少的瑕疵的膜。
該表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+1)位于2和10之間。
有機氟化合物的Rf的例子包括全氟正戊烯基團、全氟正己烯基團、全氟正庚烯基團、全氟正辛烯基團、全氟正壬烯基團、全氟正癸烯基團和全氟2-乙基己烯基團。在上述全氟亞烷基基團中,優(yōu)選全氟正-己烯基團、全氟正辛烯基團和全氟正癸烯基團。
有機氟化合物的例子包括3-全氟己基-1,2-環(huán)氧丙烷、3-全氟辛基-1,2-環(huán)氧丙烷和3-全氟癸基-1,2-環(huán)氧丙烷。在上述列出的例子中,優(yōu)選3-全氟辛基-1,2-環(huán)氧丙烷。
有機氟化合物的含量相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選為從大約1到大約1,000ppm,更優(yōu)選從大約10到大約500ppm,最優(yōu)選從大約50到大約300ppm。在該情形中,光敏樹脂組合物可形成具有減少的瑕疵的膜。
有機氟化合物的含量相對于有機氟化合物和硅樹脂化合物的總含量優(yōu)選從大約10重量%到大約50重量%。
化學式2和3中R的例子包括亞乙基、正-亞丙基、正-亞丁基、五亞甲基、異-亞丙基、2-甲基正-亞丙基、3-甲基正-亞丙基、2,2-二甲基正-亞丙基、2-甲基正-亞丁基和3-甲基正-亞丁基。在上面列出的基團中,優(yōu)選亞乙基、正-亞丙基和異-亞丙基。
化學式2中的整數(shù)x的范圍優(yōu)選從2到6,且整數(shù)y的范圍優(yōu)選從5到10。
可以選擇上述范圍中x和y的任意組合,優(yōu)選在上述優(yōu)選范圍中的x和y范圍的任意組合。
具有化學式2的第一硅樹脂化合物的例子包括甲基氫化雙(三甲基甲硅烷氧基)硅烷和優(yōu)選具有大約200到大約500分子量的聚亞烷基二醇單烯丙基(monoallyl)醚之間的反應產物。
第一硅樹脂化合物的含量相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選從大約1到大約1,000ppm(即,從大約1×10-4到大約0.1重量%),更優(yōu)選從大約10到大約500ppm(即,從大約1×10-4到大約0.05重量%),最優(yōu)選從大約50到大約300ppm(即,從大約5×10-3到大約0.03重量%),從而由光敏樹脂組合物制成的膜具有減少的瑕疵。此外,該表面活性劑中的第一硅樹脂化合物的重量百分比優(yōu)選從大約10到大約50重量%。
化學式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、異丙基、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、羰基異丙基、羰基仲丁基、羰基叔丁基和羰基2-甲基己基。在上面列出的基團中,優(yōu)選甲基、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、異丙基、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、羰基異丙基、羰基仲丁基、羰基叔丁基和羰基2-甲基己基。
整數(shù)v的范圍優(yōu)選從2到6,且整數(shù)w的范圍優(yōu)選從5到10。
可以選擇在上述范圍中的v和w的任意組合,優(yōu)選在上述優(yōu)選范圍中的v和w范圍的任意組合。
整數(shù)m的范圍優(yōu)選從1到10,且整數(shù)1的范圍優(yōu)選從1到10。
可以選擇在上述范圍中的m和l的任意組合,優(yōu)選在上述優(yōu)選范圍中的m和l范圍的任意組合。
第二硅樹脂化合物的例子包括三甲基甲硅烷基作為端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氫化硅氧烷)共聚物與聚亞烷基二醇烯丙基烷基醚或聚亞烷基二醇烯丙基醚的羧酸酯之間的反應產物,優(yōu)選包括三甲基甲硅烷基作為端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氫化硅氧烷)共聚物與聚乙二醇烯丙基烷基醚和聚乙二醇烯丙基醚的羧酸酯之間的反應產物。
第二硅樹脂化合物相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選從大約1到大約1,000ppm(即,從大約1×10-4到大約0.1重量%),更優(yōu)選從大約10到大約500ppm(即,從大約1×10-4到大約0.05重量%),最優(yōu)選從大約50到大約300ppm(即,從大約5×10-3到大約0.03重量%),從而由光敏樹脂組合物制成的膜具有減少的瑕疵。此外,該表面活性劑中的第二硅樹脂化合物的重量百分比優(yōu)選大約為10到大約50重量%。
光敏樹脂中的表面活性劑優(yōu)選以大約3到大約3,000ppm(即,從大約3×10-4到大約0.3重量%)的量存在。當表面活性劑的量小于大約3ppm時,表面活性劑就不會發(fā)揮其預期的功能。相反,當表面活性劑的量大于大約3,000ppm時,表面活性劑就會影響樹脂的光敏特性。為了獲得所希望等級的溶解度和光敏性,表面活性劑的量更優(yōu)選大約5到大約800ppm(即,從大約5×10-4到大約0.08重量%),最優(yōu)選大約10到大約800ppm(即,從大約1×10-3到大約0.8重量%)。由具有上述表面活性劑量的光敏樹脂組合物制成的膜具有減少的瑕疵。
光敏樹脂組合物中的表面活性劑改善了固體成分例如堿溶性樹脂和醌二疊氮在溶劑中的溶解度,從而使光敏樹脂組合物均勻沉積。
光敏樹脂組合物還可包括陽離子聚合引發(fā)劑、多酚、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑以及堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑。
陽離子聚合引發(fā)劑的例子包括可引發(fā)陽離子聚合的鎓鹽。鎓鹽包括鎓陽離子和Lewis酸陰離子。
鎓陽離子的例子包括二苯基碘鎓、雙(對-甲苯基)碘鎓、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓、雙(對-辛基苯基)碘鎓、雙(對-octacecyl苯基)碘鎓、雙(對-辛基氧代苯基)碘鎓、雙(對-十八烷基氧代苯基)碘鎓、苯基(對-十八烷基氧代苯基)碘鎓、對-甲苯基(對-異丙基苯基)碘鎓、三苯基磺酸酯、三(對-甲苯基)磺酸酯、三(對-異丙基苯基)磺酸酯、三(2,6-二甲基苯基)磺酸酯、三(對-叔丁基苯基)磺酸酯、三(對-苯腈)磺酸酯、三(對-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(異丙氧基)磺酸酯、二甲基(叔-丁氧基)磺酸酯、二甲基(環(huán)戊氧基)磺酸酯、二甲基(環(huán)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-羥基異丙氧基)磺酸酯和二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸酯。在上面列出的鎓陽離子中,優(yōu)選雙(對-甲苯基)碘鎓、對-甲苯基(對-異丙基苯基)碘鎓、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓、三苯基磺酸酯和三(對-叔丁基苯基)磺酸酯。
Lewis酸陰離子的例子包括六氟磷酸鹽和六氟砷酸鹽,優(yōu)選包括六氟銻酸鹽和四(五氟苯基)硼酸鹽。
可以使用上面列出的鎓陽離子和Lewis酸陰離子的任意組合。
陽離子聚合引發(fā)劑的例子包括二苯基碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-辛基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-octacecyl苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-辛基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-十八烷基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、苯基(對-十八烷基氧代苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、對-甲苯基(對-異丙基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、甲基萘基碘鎓六氟磷酸鹽、乙基萘基碘鎓六氟磷酸鹽、三苯基磺酸六氟磷酸鹽、三(對-甲苯基)磺酸六氟磷酸鹽、三(對-異丙基苯基)磺酸六氟磷酸鹽、三(2,6-二甲基苯基)磺酸六氟磷酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟磷酸鹽、三(對-苯腈)磺酸六氟磷酸鹽、三(對-氯苯基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基萘基磺酸六氟磷酸鹽、二乙基萘基磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(甲氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基乙氧基磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(丙氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(丁氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(辛氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(十八烷氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(異丙氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(叔-丁氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(環(huán)戊氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(環(huán)己氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(氟甲氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(2-羥基異丙氧基)磺酸六氟磷酸鹽、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-辛基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-十八烷基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-辛氧基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、苯基(對-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、甲基萘基碘鎓六氟砷酸鹽、乙基萘基碘鎓六氟砷酸鹽、三苯基磺化六氟砷酸鹽、三(對-甲苯基)磺化六氟砷酸鹽、三(對-異丙基苯基)磺化六氟砷酸鹽、三(2,6-二甲基苯基)磺化六氟砷酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺化六氟砷酸鹽、三(對-苯腈)磺化六氟砷酸鹽、三(對-氯苯基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基萘基磺化六氟砷酸鹽、二乙基萘基磺化六氟砷酸鹽、二甲基(甲氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(乙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(丙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(丁氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(辛氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(十八烷氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(異丙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(叔-丁氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(環(huán)戊氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(環(huán)己氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(氟甲氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(2-氯乙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(3-溴丙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(4-氰基丁氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(8-硝基辛氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(2-羥基異丙氧基)磺化六氟砷酸鹽、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺化六氟砷酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-辛基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-十八烷基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-辛氧基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-十八烷氧基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、甲基萘基碘鎓六氟銻酸鹽、乙基萘基碘鎓六氟銻酸鹽、三苯基磺酸六氟銻酸鹽、三(對-甲苯基)磺酸六氟銻酸鹽、三(對-異丙基苯基)磺酸六氟銻酸鹽、三(2,6-二甲基苯基)磺酸六氟銻酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟銻酸鹽、三(對-苯腈)磺酸六氟銻酸鹽、三(對-氯苯基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基萘基磺酸六氟銻酸鹽、二乙基萘基磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(甲氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(乙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(丙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(丁氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(辛氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(十八烷氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(異丙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(叔-丁氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(環(huán)戊氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(環(huán)己氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(氟甲氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(2-羥基異丙氧基)磺酸六氟銻酸鹽、二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸六氟銻酸鹽、二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-辛基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-十八烷基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-辛氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-十八烷氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、苯基(對-十八烷氧基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、甲基萘基碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、乙基萘基碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(對-甲苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(對-異丙基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(2,6-二甲基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(對-苯腈)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、三(對-氯苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基萘基磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二乙基萘基磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(甲氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(乙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(辛氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(十八烷氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(異丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(叔-丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(環(huán)戊氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(環(huán)己氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(氟甲氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(2-氯乙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(3-溴丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(4-氰基丁氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(8-硝基辛氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(18-三氟甲基十八烷氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽、二甲基(2-羥基異丙氧基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽和二甲基(三(三氯甲基)甲基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽。在上面列出的陽離子聚合引發(fā)劑中,優(yōu)選雙(對-甲苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽、三苯基磺酸六氟磷酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟磷酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟砷酸鹽、三苯基磺酸六氟砷酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟砷酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、三苯基磺酸六氟銻酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟銻酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽和三(對-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽,更優(yōu)選雙(對-甲苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓六氟銻酸鹽、三苯基磺酸六氟銻酸鹽、三(對-叔丁基苯基)磺酸六氟銻酸鹽、雙(對-甲苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、雙(對-叔丁基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、三苯基磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽和三(對-叔丁基苯基)磺酸四(五氟苯基)硼酸鹽。
陽離子聚合引發(fā)劑的含量相對于光敏樹脂組合物的總固體含量優(yōu)選從大約0.01重量%到大約10重量%,更優(yōu)選從大約0.1重量%到大約5重量%。含有上述范圍內的聚合引發(fā)劑的光敏樹脂組合物具有升高的熱固化速率,抑制了熱固化過程中分辨率(resolution)的減小,且固化膜具有增加的耐溶劑性。
多酚包括含有具有兩個或多個酚羥基(-OH)的分子的化合物、至少由羥基苯乙烯聚合的聚合物,或酚醛清漆樹脂。
含有具有兩個或多個酚羥基的分子的化合物的例子包括三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、五羥基二苯甲酮、六羥基二苯甲酮和(聚羥基苯基)鏈烷,其在醌二疊氮的描述中已經解釋過。
由羥基苯乙烯聚合的聚合物的例子至少包括由羥基苯乙烯聚合的樹脂,例如聚羥基苯乙烯、羥基苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、羥基苯乙烯/甲基丙烯酸環(huán)己酯共聚物、羥基苯乙烯/苯乙烯共聚物和羥基苯乙烯/烷氧基苯乙烯共聚物。
可通過苯酚、甲酚和兒茶酚的至少之一與乙醛和酮的至少之一的縮聚,來獲得酚醛清漆樹脂的例子。
多酚相對于光敏樹脂組合物的總固體含量優(yōu)選從大約0.01重量%到大約40重量%,更優(yōu)選從大約0.1重量%到大約25重量%,從而提高了分辨率并阻止了可見光透射率的降低。
交聯(lián)劑的例子包括羥甲基化合物。羥甲基化合物可以是烷氧基甲基化的氨基樹脂,如烷氧基甲基化的三聚氰胺樹脂和烷氧基甲基化的脲醛樹脂。烷氧基甲基化的三聚氰胺樹脂的例子包括甲氧基甲基化的三聚氰胺樹脂、乙氧基甲基化的三聚氰胺樹脂、丙氧基甲基化的三聚氰胺樹脂和丁氧基甲基化的三聚氰胺樹脂。
可以使用兩個或多個上面列出的交聯(lián)劑。
交聯(lián)劑相對于光敏樹脂組合物的總固體含量優(yōu)選從大約0.01重量%到大約15重量%,從而作為可固化樹脂圖案,獲得的膜具有升高的可見光透射率和改善的功能。
可通過自由基或陽離子聚合來獲得可聚合的單體。
可聚合的單體可以是具有可聚合的碳-碳不飽和鍵的化合物,該可聚合的碳-碳不飽和鍵可為單官能的,雙官能的或多官能的(即三個官能或更多)。
單官能可聚合單體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-羥基-3-苯氧基丙基酯、甲基丙烯酸2-羥基-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-羥基乙基酯、甲基丙烯酸2-羥基乙基酯和N-乙烯基吡咯烷酮。
雙官能可聚合單體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、雙(雙苯酚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。
多官能可聚合單體的例子包括三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯、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。
優(yōu)選的是可使用雙官能和多官能可聚合單體。具體地說,優(yōu)選四丙烯酸季戊四醇酯和六丙烯酸二-季戊四醇酯,更優(yōu)選六丙烯酸二-季戊四醇酯??梢耘c單官能單體結合使用雙官能和多官能可聚合單體。
由陽離子聚合獲得的可聚合單體可包括陽離子可聚合的官能團,如乙烯基醚基團、丙烯基醚基團、環(huán)氧基團和氧雜環(huán)丁烷基。
包含乙烯基醚基團的單體的例子包括三甘醇二乙烯基醚、1,4-環(huán)己烷二甲醇二乙烯基醚、4-羥基丁基乙烯基醚和十二烷基乙烯基醚。
含有丙烯基醚基團的單體的例子包括4-(1-丙烯基氧代甲基)-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮。
含有環(huán)氧基團的單體的例子包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、縮水甘油基酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺型環(huán)氧樹脂和雜環(huán)環(huán)氧樹脂。
含有氧雜環(huán)丁烷基的單體的例子包括雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲基}醚、1,4-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基}苯、1,3-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基}苯、1,4-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基甲基}苯、1,3-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基}苯、1,4-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基}環(huán)己烷、1,3-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基}環(huán)己烷、1,4-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基甲基}環(huán)己烷、1,3-雙{3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基甲基}環(huán)己烷和3-(3-乙基氧雜環(huán)丁烷基)甲基化酚醛清漆樹脂。
可以使用兩種或多種上面列出的可聚合單體。
該可聚合單體相對于光敏樹脂組合物的總固體含量優(yōu)選從大約0.001重量%到大約20重量%,更優(yōu)選從大約0.01重量%到大約10重量%。
硅烷偶聯(lián)劑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-縮水甘油氧丙基(glycidoxypropyl)-三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基-三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-巰基丙基-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-環(huán)氧環(huán)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-三甲氧基硅烷氫氯化物、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,優(yōu)選包括3-縮水甘油氧丙基-三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基-三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基-二甲氧基硅烷和3-縮水甘油氧丙基甲基-二甲氧基硅烷(它們包括環(huán)氧基團),更優(yōu)選2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基-三甲氧基硅烷(其包括環(huán)氧環(huán))。
硅烷偶聯(lián)劑相對于光敏樹脂組合物的總含量優(yōu)選從大約0.01重量%到大約10重量%,更優(yōu)選從大約0.1重量%到大約2重量%,最優(yōu)選從大約0.2重量%到大約1重量%,從而由光敏樹脂組合物制成的可固化樹脂圖案顯示了與基板的改善的粘結性。
該光敏樹脂組合物還包括其他成分,如抗氧化劑、分散抑制劑、感光劑、UV吸收劑、光穩(wěn)定劑、粘結促進劑和電子供體。
可通過將含有溶解在溶劑中的堿溶性樹脂的溶液、在溶劑中含有醌二疊氮的另一溶液和在溶劑中含有表面活性劑的另一溶液混合,來形成光敏樹脂組合物??梢韵驂A溶性樹脂、醌二疊氮和表面活性劑的混合物中添加溶劑。優(yōu)選的是,通過過濾混合物、優(yōu)選通過使用具有小于大約3微米(如大約0.1到大約2微米)孔徑的過濾器,來除去固體。堿溶性樹脂和醌二疊氮可溶解在相同的溶劑中或不同的溶劑中。可以使用彼此混合的多個溶劑。
現(xiàn)在,提供用該光敏樹脂組合物形成膜圖案的方法。
在基板例如透明玻璃上涂布光敏膜,并經受曝光和顯影。在涂布光敏薄膜之前,可在基板上形成一個或多個薄膜圖案例如薄膜晶體管、濾色器、有機發(fā)光二極管等。
涂布光敏膜的例子包括使用具有狹縫型噴嘴的涂布裝置的狹縫涂布、使用噴嘴先進行涂布然后使用旋涂涂布器涂布的狹縫-旋涂、模頭涂布(diecoating)和幕流動涂布。在這些涂布方法中優(yōu)選狹縫-旋涂。在涂布之后,將光敏樹脂組合物預烘烤,從而除去揮發(fā)性成分例如溶劑,由此形成含有基本不揮發(fā)成分的光敏樹脂膜。光敏樹脂膜具有大約1.0微米到大約8.0微米的厚度。
接下來,光敏膜通過掩模進行第一次曝光。所述掩模具有適于硬樹脂圖案功能的圖案。所述曝光發(fā)出光線例如g線或垂直在光敏樹脂膜的整個表面上的g線,并使用掩模對準器或步進器(stepper)將掩模與光敏樹脂膜對準。
然后通過攪煉(puddle)顯影、沉浸顯影或噴射顯影將光刻膠樹脂膜顯影。
使用堿性水溶液進行顯影。堿性水溶液包含無機堿性化合物或有機堿性化合物。
無機堿性化合物的例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、硅酸鈉、硅酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀和銨。
有機堿性化合物的例子包括四甲基氫氧化銨、2-羥基乙基三甲基氫氧化銨、單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、單異丙基胺、二異丙基胺和乙醇胺。
可使用兩種或多種上面列出的堿性化合物。堿性化合物的含量相對于顯影劑的總含量為大約0.01重量%到大約10重量%,優(yōu)選為大約0.1重量%到大約5重量%。
顯影劑可包含表面活性劑例如非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑。
非離子表面活性劑的例子包括聚氧乙烯衍生物(諸如聚氧乙烯烷基醚、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。
陽離子表面活性劑的例子包括銨鹽(諸如氫氯化十八胺)和季銨鹽(諸如月桂基三甲基氯化銨)。
陰離子表面活性劑的例子包括高級醇的硫酸酯例如鈉代月桂醇硫酸酯和鈉代油醇硫酸酯;烷基硫酸鹽例如月桂基硫酸鈉和月桂基硫酸銨;和十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基萘磺酸鈉。
可使用兩種或多種上面列出的表面活性劑。
顯影劑可包括有機溶劑,其含有水溶性溶劑,如甲醇和乙醇。
顯影劑溶解了暴露于光的光敏樹脂膜的曝光部分,并剩下了光敏樹脂膜的未曝光部分,從而形成了膜圖案。
因為光敏樹脂組合物包括醌二氮疊,所以光敏樹脂膜的曝光部分在短時間內快速被去除,同時其未曝光部分很難被去除,即使它們與顯影劑接觸很長時間。
在顯影之后,用去離子水清洗具有膜圖案的基板,并將其干燥。
然后一部分或整個膜圖案經過第二次曝光,其優(yōu)選使用(深)紫外(UV)線。第二次曝光中單位區(qū)域上的UV亮度可高于第一次曝光。為了使膜圖案的透明度更亮進行第二次曝光。
在大約150℃到大約250℃時、更優(yōu)選在大約180℃到大約240℃時對光敏樹脂圖案進行大約5到大約120分鐘、更優(yōu)選大約15到大約90分鐘的后烘烤。通過用熱板、干凈的烤箱等加熱基板來進行后烘烤。后烘烤改善了固化光敏樹脂圖案的耐熱性和耐溶劑性。
實施方式1合成例1堿溶性樹脂合成將下面的材料放進設置有攪拌器、冷卻管和溫度計的200ml燒瓶中甲基丙烯酸酯 6.8g;N-環(huán)己基馬來酰亞胺 14.2g;3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧雜環(huán)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;和偶氮二異丁腈 1.1g然后將燒瓶浸入油浴中,并將燒瓶內部的溫度保持在大約100-110℃的情況下在氮氣(N2)氣氛下攪拌大約三個小時。結果,獲得了堿溶性樹脂A1,基于聚苯乙烯標準物,其具有大約8,000的重均分子量(Mw)。
通過在下面條件下的GPC進行重均分子量的測量裝置HLC-8120GPC(由日本TOSOH公司制造)柱子TSK-GELG4000HXL+TSK-GELG2000HXL(串連)(由日本TOSOH公司制造)柱溫度40℃溶劑四氫呋喃(THF)流速1.0ml/分鐘注射量50μl檢測器RI(折射率)樣品濃度0.6重量%標準物TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500合成例2第一硅樹脂化合物(化學式2)合成將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基團的分子鏈,如化學式4所示)、300g的異丙醇、0.5g含有2%氯鉑酸的異丙醇和1g醋酸鉀放進燒瓶并均勻混合。然后將溫度升高到異丙醇的回流溫度(即,83℃),逐漸將具有化學式5的111g的甲基硅氧烷滴入回流中,以進行另外的反應。
CH2=CH-CH2-[O(CH2)2]8OH,和(4) 在加入甲基硅氧烷之后,保持反應四個小時并在確定形成SiH基團之后終止。之后,在110℃和10mmHg將產物加熱兩個小時,從而去除異丙醇,和310g具有化學式6的化合物。
實施例1光敏樹脂組合物1的制備在23℃混合100重量份的堿溶性樹脂A1、22重量份的具有化學式7的醌二疊氮、作為陽離子聚合引發(fā)劑的2重量份的(對-甲苯基)(對-異丙基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽、含有0.08重量份的3-全氟辛基-1,2-環(huán)氧丙烷作為氟表面活性劑的表面活性劑、0.08重量份的具有化學式6的第一硅樹脂化合物和作為第二硅樹脂化合物的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劑,并通過具有1.0微米孔徑的聚四氟乙烯盒式過濾器在壓力下將它們過濾,從而獲得光敏樹脂組合物1。
對比例1光敏樹脂組合物2的制備除了使用含有0.08重量份的3-全氟辛基-1,2-環(huán)氧丙烷的表面活性劑之外,條件和材料與實施例1的那些相同,從而獲得了光敏樹脂組合物2。
對比例2光敏樹脂組合物3的制備除了使用不含有第一硅樹脂化合物的表面活性劑之外,條件和材料與實施例1的那些相同,從而獲得了光敏樹脂組合物3。
對比例3光敏樹脂組合物4的制備除了使用不含有第二硅樹脂化合物的表面活性劑之外,條件和材料與實施例1的那些相同,從而獲得了光敏樹脂組合物4。
瑕疵產生和涂布均勻性的評估在其上沉積有Mo膜的四個玻璃基板上通過使用Dainippon ScreenManufacturing Co.,Ltd.制造的旋轉狹縫涂布器涂布光敏樹脂組合物1(實施例1)、光敏樹脂組合物2(對比例1)、光敏樹脂組合物3(對比例2)和光敏樹脂組合物4(對比例3)。之后,通過在100℃將樹脂組合物在熱板中預烘烤135秒而去除溶劑。
接下來,使用曝光器(由日本的Canon Inc.制造的MPA-2000)使基板經過第一次曝光,并通過攪煉顯影將其顯影。然后用純凈水將基板沖凈并干燥,且在第二次曝光過程中將基板的整個表面曝光。隨后,在130℃將樹脂組合物在熱板中后烘烤160秒,從而形成透明的固化樹脂圖案。
通過觀察透明固化樹脂上的瑕疵和基板邊緣的堆積給出了表1和圖11中列出的結果。
這里,注意到,通過使用本發(fā)明的溶劑形成實施例1(EX1),通過使用常規(guī)的溶劑形成對比例1(CE1),通過使用不具有本發(fā)明溶劑的一個或多個成分的溶劑形成對比例2-5(CE2-5)。
圖11A,11B,11C,11D和11E分別是對比例1、對比例2、對比例3、對比例4、對比例5和實施例1的光敏樹脂膜的照片。
表1
(◎全部;○部分;△較少;×很少,××沒有)表1顯示,在制造過程中產生的水平條瑕疵、垂直條瑕疵和不規(guī)則斑點顯著減少。此外,也減小了邊緣堆積并顯著提高了與下面的膜的粘結性。還有,顯示出本發(fā)明的光敏樹脂中的部分分布均勻性(uniformity of distributionof the moieties)是出色的。
圖11A-11F是圖解依照本發(fā)明的實施例和對比例的光敏樹脂膜的照片。圖11A和11B與例1有關,圖11C和11D與對比例1有關,圖11E與對比例2有關,圖11F與對比例3有關。
圖11A顯示出沒有不規(guī)則的斑點,并且圖11A顯示出減小的邊緣堆積(大約3-4mm)。圖11C顯示出在基板上分布的不規(guī)則斑點,圖11D顯示出厚的邊緣堆積(大約6mm),圖11E顯示出部分產生的不規(guī)則斑點,圖11F顯示出較厚的邊緣堆積(大約10mm)。
因此,優(yōu)選的是,包含有機氟化合物和第一、第二硅樹脂化合物作為表面活性劑的光敏樹脂組合物改善水平條瑕疵、垂直條瑕疵、不規(guī)則斑點、邊緣堆積以及與下面的膜的粘結性。
優(yōu)選的是,表面活性劑中的有機氟化合物、第一硅樹脂化合物和第二硅樹脂化合物的重量百分比均為大約10重量%到大約50重量%。
在表面活性劑中以小于10重量%的量存在的有機氟化合物可產生邊緣堆積,而以超過50重量%的量存在的有機氟化合物可產生不規(guī)則斑點。在表面活性劑中以小于10重量%的量存在的第一硅樹脂化合物可產生不規(guī)則斑點,而以超過50重量%的量存在的第一硅樹脂化合物可增加邊緣堆積,從而降低了厚度均勻性。以超過50重量%的量存在的第二硅樹脂化合物可減弱粘結性。
表2顯示了表面活性劑中各種組分含量的膜特性。這里,堿性樹脂和醌二疊氮的量等于實施例1中的。
表2
(良好良好的涂布特性一般沒有破壞,但稍微不穩(wěn)定的可加工性差導致失敗的差的質量)實施方式2現(xiàn)在,參照附圖詳細描述包括由上述光敏樹脂組合物1制成的絕緣層的液晶顯示器(LCD)用的薄膜晶體管(TFT)陣列面板及其制造方法。
在附圖中,為了清楚起見放大了層、膜和區(qū)域的厚度。在整個過程中相同的數(shù)字是指相同的元件。應當理解,當元件例如層、膜、區(qū)域或基板是指“在另一個元件上”時,其可直接在其它元件上或也可以存在中間元件。相反,當元件是指“直接在另一個元件上”時,就不存在中間元件。
首先,將參照圖1和2詳細描述依照本發(fā)明一個實施方式的薄膜晶體管(TFT)陣列面板。
圖1是依照本發(fā)明實施方式的TFT陣列面板的布局圖,圖2是沿線II-II’所作的圖1中所示TFT陣列面板的截面圖。
除其他以外,在絕緣基板110上形成有多個柵極線121,所述絕緣基板可以是透明玻璃或塑料。
柵極線121傳輸柵極信號并大致在第一方向上延伸。每個柵極線121包括多個柵極電極124、多個向下凸出的凸出部127和用于與另一個層或外部驅動電路接觸的具有大的面積的端部129。在柔性印刷電路(FPC)膜(沒有示出)上可裝配有用于產生柵極信號的柵極驅動電路(沒有示出),所述柔性印刷電路膜可粘附到基板110上、直接裝配在基板110上,或集成到基板110上。柵極線121可延伸連接到集成在基板110上的驅動電路上。
柵極線121包括具有不同物理特性的兩個導電膜下膜和設置在下膜上的上膜。下膜優(yōu)選由低電阻率金屬例如含Al金屬(像Al和Al合金)、含Ag金屬(像Ag和Ag合金)以及含Cu金屬(像Cu和Cu合金)制成,用于減小信號延遲或電壓降。上膜優(yōu)選由例如含Mo金屬(諸如Mo和Mo合金)、Cr、Ta或Ti材料制成,它們具有良好的物理、化學特性以及與其他材料諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的電接觸特性。兩個膜組合的較佳實施例是下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。
然而,下膜可由良好接觸的材料制成,上膜可由低電阻率材料制成。在該情形中,可去除柵極線121端部129的上膜129q,以暴露下膜129p。此外,柵極線121可包括單層,其優(yōu)選由上述材料制成。另外,柵極線121可由多種不同的金屬或導體制成。
在圖2A和2B中,對于柵極電極124和凸出部127來說,分別用另外的字符p和q表示其下膜和上膜。
柵極線121的側面相對于基板110的表面傾斜,傾角范圍在大約30-80度之間。
在柵極線121上形成優(yōu)選由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成的柵極絕緣層140。
在柵極絕緣層140上形成優(yōu)選由氫化無定形硅(縮寫為“a-Si”)或多晶硅形成的多個半導體條151。每個半導體條151基本在第二方向上延伸且在柵極線121附近變寬,從而半導體條151覆蓋大面積的柵極線121。每個半導體條151具有多個凸出部154,其向柵極電極124分岔。
在半導體條151上形成多個歐姆接觸條和島161和165。歐姆接觸條和島161和165優(yōu)選由摻雜了大量n型雜質例如磷的n+氫化a-Si制成,或由硅化物形成。每個歐姆接觸條161具有多個凸出部163,凸出部163和歐姆接觸島165成對地位于半導體條151的凸出部154上。
半導體條151和歐姆接觸161和165的側面相對于基板表面傾斜,其傾角優(yōu)選在大約30-80度的范圍內。
在歐姆接觸161和165及柵極絕緣層140上形成多個數(shù)據(jù)線171、多個漏電極175和多個存儲導體177。
數(shù)據(jù)線171傳輸數(shù)據(jù)信號并基本在第二方向上延伸,從而與柵極線121相交。每個數(shù)據(jù)線171包括向柵極電極124凸出的多個源極電極173和具有用于與另一個層或外部驅動電路接觸的大面積的端部179。在FPC膜(沒有示出)上可裝配用于產生數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)驅動電路(沒有示出),所述FPC膜可粘附到基板110上、直接裝配在基板110上或集成到基板110上。數(shù)據(jù)線171可延伸連接到集成在基板110上的驅動電路上。
漏極電極175與數(shù)據(jù)線171分離并相對于柵極電極124而與源極電極173相對設置。
柵極電極124、源極電極173和漏極電極175與半導體條151的凸出部154形成具有溝道的TFT,所述溝道形成在位于源極電極173與漏極電極175之間的凸出部154中。
在柵極線121的凸出部127上設置存儲導體177。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177具有三層結構,其包括下膜171p,175p和177p,中間膜171q,175q和177q,以及上膜171r,175r和177r。下膜171p,175p和177p優(yōu)選由難熔金屬例如Cr、Mo、Ta、Ti或它們的合金形成,中間膜171q,175q和177q優(yōu)選由低電阻率金屬例如含Al金屬、含Ag金屬以及含Cu金屬形成,上膜171r,175r和177r由與ITO或IZO具有良好接觸特性的難熔金屬或它們的合金形成。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177可具有包括難熔金屬下膜(沒有示出)和低電阻率上膜(沒有示出)的雙層結構,或具有優(yōu)選由上述材料形成的單層結構。然而,數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177可由多種金屬或導體形成。
在圖2A和2B中,對于數(shù)據(jù)線179的源極電極173和端部179,分別用另外的字符p、q和r表示其下膜、中間膜和上膜。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177具有傾斜的邊緣輪廓,其傾角在大約30-80度的范圍內。
歐姆接觸161和165僅僅夾在下面的半導體條151和上面的導體171和175之間,并減小了其間的接觸電阻。盡管半導體條151在大部分地方比數(shù)據(jù)線171窄,但半導體條151的寬度如上所述在柵極線121附近變大,從而使表面的輪廓變得平滑,由此防止了數(shù)據(jù)線171的斷開。半導體條151的凸出部154包括沒有被數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177覆蓋的一些暴露部分,例如位于源極電極173與漏極電極175之間的部分。
在數(shù)據(jù)線171、漏極電極175、存儲導體177和半導體條151的暴露部分上形成鈍化層180。
鈍化層180優(yōu)選由光敏有機絕緣體形成,該絕緣體具有優(yōu)選小于大約4.0的介電常數(shù)。鈍化層180可具有平坦的表面和大約1.0到大約8.0微米的厚度。
鈍化層180的有機絕緣體是包含堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑的光敏樹脂組合物。表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物
其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。光敏樹脂組合物還可包括一種或多種陽離子聚合引發(fā)劑、多酚、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑。
光敏樹脂組合物中的表面活性劑對于固體成分例如堿溶性樹脂和醌二疊氮具有改善的可溶性,從而使光敏樹脂組合物均勻分布。因此,可形成均勻厚度的膜。結果,顯著減小了鈍化層180邊緣附近的堆積(build-up),從而提高了鈍化層180的透射和反射特性。
鈍化層180可包括無機絕緣體例如氮化硅或氧化硅下膜和上述有機絕緣體上膜,從而利用了有機絕緣體出色的絕緣特性,同時防止了半導體條151的暴露部分被有機絕緣體損壞。
鈍化層180具有分別暴露數(shù)據(jù)線171的端部179、漏極電極175和存儲導體177的多個接觸孔182,185和187。鈍化層180和柵極絕緣層140具有暴露柵極線121端部129的多個接觸孔181。
在鈍化層180上形成多個像素電極190和多個接觸輔助物81和82。它們優(yōu)選由透明導體(例如ITO或IZO)或反射導體(例如Ag、Al、Cr或它們的合金)形成。
像素電極190通過接觸孔185與漏極電極175物理電連接,并通過接觸孔187與存儲導體177連接,從而像素電極190從漏極電極175接收數(shù)據(jù)電壓,并將數(shù)據(jù)電壓傳輸給存儲導體177。供有數(shù)據(jù)電壓的像素電極190和對置顯示面板(沒有示出)的公共電極(沒有示出)配合產生電場,所述對置顯示面板供有公共電壓。產生的電場確定了設置在兩電極之間的液晶層(沒有示出)的液晶分子(沒有示出)的取向。像素電極190和公共電極形成了電容器,稱作“液晶電容器”,其在TFT關閉后存儲施加的電壓。
像素電極190與前面的柵極線121的凸出部127交迭。像素電極190和與其相連的存儲導體177和凸出部127形成了另外的電容器,稱作“存儲電容器”,其增強了液晶電容器的電壓存儲能力。
像素電極190與柵極線121和數(shù)據(jù)線171交迭,從而增加了開口率(aperture ratio)。
接觸輔助物81和82分別通過接觸孔181和182與柵極線121的端部129和數(shù)據(jù)線171的端部179連接。接觸輔助物81和82保護端部129和179,并增強端部129和179與外部裝置的粘結性。
在像素電極190和鈍化層180上可形成多個斜面元件(沒有示出)。每個斜面元件都包括脊和具有大約1到10度傾角的傾斜表面,并確定了液晶分子的傾斜方向,從而減小了液晶的響應時間。像鈍化層180一樣,斜面元件由光敏樹脂組合物形成,所述光敏組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑、具有化學式1的有機氟化合物、具有化學式2的第一硅樹脂化合物、具有化學式3的第二硅樹脂化合物和溶劑。溶劑包括二甘醇二烴醚(其包括含有1到5個碳原子的烷基)、乙基3-乙氧基丙酸酯、烷基碳酸酯(其包括含有3到8個碳原子的烷基)、和烷基乳酸酯(其包括含有1到6個碳原子的烷基)。
將參照圖3A-6B以及圖1和2描述依照本發(fā)明一個實施方式的圖1和2中所示TFT陣列面板的制造方法。
圖3A,4A,5A和6A是在依照本發(fā)明一個實施方式制造方法的中間步驟中的圖1和2中所示TFT陣列面板的布局圖,圖3B是沿線IIIB-IIIB’所作的圖3A中所示TFT陣列面板的截面圖,圖4B是沿線IVB-IVB’所作的圖4A中所示TFT陣列面板的截面圖,圖5B是沿線VB-VB’所作的圖5A中所示TFT陣列面板的截面圖,圖6B是沿線VIB-VIB’所作的圖6A中所示TFT陣列面板的截面圖。
參照圖3A和3B,通過濺射等在絕緣基板110上沉積導電層。導電層具有優(yōu)選由Al或Al-Nd合金形成的并具有大約2,500厚度的下膜和優(yōu)選由Mo形成的上膜。
可以使用Al或Al-Nd靶子和Mo靶子聯(lián)合濺射下膜和上膜。當沉積下膜時,Al(-Nd)靶子電源開啟,而Mo靶子電源關閉。在沉積下膜之后,Al(-Nd)靶子電源關閉且Mo靶子電源打開,以沉積上膜。
通過光刻和蝕刻將上膜和下膜圖樣化,從而形成包括柵極電極124、凸出部127和端部129的多個柵極線121。
參照圖4A和4B,在大約250到大約500℃沉積具有大約2,000到大約5,000厚度的柵極絕緣層140。隨后,連續(xù)在柵極絕緣層140上沉積內在無定形硅層和外在無定形硅層,并通過光刻和蝕刻將其圖樣化,從而形成多個外在半導體條164和包括凸出部154的多個內在半導體條151。
參照圖5A和5B,通過濺射等沉積導電層。導電層包括優(yōu)選由Mo形成的下膜、優(yōu)選由Al形成的中間膜和優(yōu)選由Mo形成的上膜。導電層的厚度等于大約4,000,濺射溫度等于大約150℃。
然后通過光刻和濕蝕刻將導電層圖樣化,從而形成包括源極電極173和端部179的多個數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177。濕蝕刻的蝕刻劑可包括優(yōu)選大約63-70%的磷酸、優(yōu)選大約4-8%的硝酸、優(yōu)選大約8-11%的乙酸和去離子水。
之后,去除沒有被數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177覆蓋的外在半導體條164的暴露部分,從而形成包括凸出部163的多個歐姆接觸條161和多個歐姆接觸島165,并暴露部分內在半導體條151。為了穩(wěn)定半導體條151的暴露的表面,接下來優(yōu)選地進行氧等離子體處理。
參照圖6A和6B,表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物
其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。光敏樹脂組合物還可包括一種或多種陽離子聚合引發(fā)劑、多酚、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑。
在移動基板110或涂布器(沒有示出)的噴嘴(沒有示出)的同時,通過狹縫涂布進行涂布。涂布的樹脂組合物的厚度為大約1.0到大約8.0微米。
光敏樹脂組合物中的表面活性劑對固體成分例如堿溶性樹脂和醌二疊氮具有改善的可溶性,從而使涂層均勻分布。因此,形成了均勻厚度的涂層。
在涂布之后,涂布有光敏樹脂組合物的基板110放進烤爐中并在大約90到大約110℃的溫度下預烘烤大約90到大約180秒。預烘烤去除了揮發(fā)性成分例如溶劑。
接下來,通過使用掩模對準器將光敏樹脂膜與掩模對準,并通過掩模進行第一次曝光。曝光發(fā)出光線,例如g線或垂直于光敏樹脂膜整個表面的g線。
然后通過用優(yōu)選包含3重量%二異丙基胺的堿性水溶液的顯影劑進行攪煉顯影而將光刻膠樹脂膜顯影。顯影劑溶解了暴露于光的光敏樹脂膜的曝光部分,留下了光敏樹脂膜的非曝光部分,從而形成具有多個接觸孔182,185和187的鈍化層180以及多個接觸孔181的上面部分,如圖6A和6B中所示。
因為光敏樹脂組合物包括醌二疊氮,所以光敏樹脂膜的曝光部分在短時間內很快被去除,而非曝光部分很難被去除,即使它們接觸顯影劑很長時間。
顯影之后,用去離子水將帶有鈍化層180的基板110清洗并將其干燥。
然后使至少一部分鈍化層180經過優(yōu)選使用(深)紫外(UV)線的第二次曝光。第二次曝光中單位面積上的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沒有充分曝光的部分,以減少殘余物。
將鈍化層180在大約150℃到大約250℃的溫度、更優(yōu)選大約180℃到大約240℃的溫度進行大約5到大約120分鐘、更優(yōu)選大約15到大約90分鐘的后烘烤。通過用熱板(沒有示出)或清潔的烤箱(沒有示出)加熱基板110來進行所述后烘烤。后烘烤提高了固化光敏樹脂圖案的耐熱性和耐溶劑性。
隨后,使用鈍化層180作為蝕刻掩模蝕刻柵極絕緣層140,從而完成接觸孔181。
最后,通過濺射、光刻以及蝕刻IZO或ITO層,而在鈍化層180上和漏極電極175、柵極線121的端部129以及數(shù)據(jù)線171的端部179的暴露部分上形成多個像素電極190和多個接觸輔助物81和82,如圖1和2中所示。
上述光敏樹脂組合物可以用于其他絕緣層,如柵極絕緣層140。
實施方式3圖7是依照本發(fā)明另一個實施方式的TFT陣列面板的布局圖,圖8是沿線VIII-VIII’所作的圖7中所示TFT陣列面板的截面圖。
在絕緣基板110例如透明玻璃或塑料上形成多個柵極線121。
柵極線121傳輸柵極信號并大致在第一方向上延伸。每個柵極線121都包括多個柵極電極124、多個向下凸出的凸出部127和用于與另一個層或外部驅動電路接觸的具有大的面積的端部129。在柔性印刷電路(FPC)膜(沒有示出)上可裝配有用于產生柵極信號的柵極驅動電路(沒有示出),所述柔性印刷電路膜可粘附到基板110上、直接裝配在基板110上,或集成到基板110上。柵極線121可延伸連接到集成在基板110上的驅動電路上。
柵極線121包括具有不同物理特性的兩個導電膜下膜和設置在下膜上的上膜。下膜優(yōu)選由低電阻率金屬例如含Al金屬(像Al和Al合金)、含Ag金屬(像Ag和Ag合金)、以及含Cu金屬(像Cu和Cu合金)制成,用于減小信號延遲或電壓降。上膜優(yōu)選由例如含Mo金屬(像Mo和Mo合金)、Cr、Ta或Ti材料制成,它們具有良好的物理、化學特性以及與其他材料例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的電接觸特性。兩個膜組合的較佳例子是下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。
然而,下膜可由良好接觸的材料制成,上膜可由低電阻率材料制成。在該情形中,可去除柵極線121端部129的上膜129q以暴露下膜129p。此外,柵極線121包括單層,其優(yōu)選由上述材料制成。另外,柵極線121可由多種不同的金屬或導體制成。
在圖7和8中,對于柵極電極124和凸出部127來說,分別用另外的字符p和q表示其下膜和上膜。
柵極線121的側面相對于基板110的表面傾斜,傾角范圍在大約30-80度之間。
在柵極線121上形成優(yōu)選由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成的柵極絕緣層140。
在柵極絕緣層140上形成優(yōu)選由氫化無定形硅(縮寫為“a-Si”)或多晶硅形成的多個半導體條151。每個半導體條151基本在第二方向上延伸且在柵極線121附近變寬,從而半導體條151覆蓋大面積的柵極線121。每個半導體條151具有多個凸出部154,其向柵極電極124分岔。
在半導體條151上形成多個歐姆接觸條和島161和165。歐姆接觸條和島161和165優(yōu)選由摻雜了大量n型雜質例如磷的n+氫化a-Si制成,或由硅化物形成。每個歐姆接觸條161都具有多個凸出部163,凸出部163和歐姆接觸島165成對地位于半導體條151的凸出部154上。
半導體條151和歐姆接觸161和165的側面相對于基板110表面傾斜,其傾角優(yōu)選在大約30-80度的范圍內。
在歐姆接觸161和165及柵極絕緣層140上形成多個數(shù)據(jù)線171、多個漏極電極175和多個存儲導體177。
數(shù)據(jù)線171傳輸數(shù)據(jù)信號并基本在第二方向上延伸,從而與柵極線121相交。每個數(shù)據(jù)線171都包括向柵極電極124凸出的多個源極電極173和具有用于與另一個層或外部驅動電路接觸的大面積的端部179。在FPC膜(沒有示出)上可裝配用于產生數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)驅動電路(沒有示出),所述FPC膜可粘附到基板110上、直接裝配在基板110上或集成到基板110上。數(shù)據(jù)線171可延伸連接到集成在基板110上的驅動電路上。
漏極電極175與數(shù)據(jù)線171分離并相對于柵極電極124而與源極電極173相對設置。
柵極電極124、源極電極173和漏極電極175與半導體條151的凸出部154形成了具有溝道的TFT,所述溝道形成在位于源極電極173與漏極電極175之間的凸出部154中。
在柵極線121的凸出部127上設置存儲導體177。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177具有三層結構,其包括下膜171p和175p、中間膜171q和175q以及上膜171r和175r。下膜171p和175p優(yōu)選由難熔金屬例如Cr、Mo、Ta、Ti或它們的合金形成,中間膜171q和175q優(yōu)選由低電阻率金屬例如含Al金屬、含Ag金屬以及含Cu金屬形成,上膜171r和175r由與ITO或IZO具有良好接觸特性的難熔金屬或它們的合金形成。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177可具有包括難熔金屬的下膜(沒有示出)和低電阻率上膜(沒有示出)的雙層結構或具有優(yōu)選由上述材料形成的單層結構。然而,數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177可由各種金屬或導體形成。
在圖7和8中,對于數(shù)據(jù)線179的源極電極173、存儲導體177和端部179,分別用另外的字符p、q和r表示其下膜、中間膜和上膜。
數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177具有傾斜的邊緣輪廓,其相對于基板110的傾角在大約30-80度的范圍內。
歐姆接觸161和165僅僅夾在下面的半導體條151和上面的導體171和175之間,減小了其間的接觸電阻。盡管半導體條151在大部分地方比數(shù)據(jù)線171窄,但半導體條151的寬度如上所述在柵極線121附近變大,從而使表面的輪廓變平滑,由此防止了數(shù)據(jù)線171的斷開。半導體條151的凸出部154包括沒有被數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177覆蓋的一些暴露部分,如位于源極電極173與漏極電極175之間的部分。
在數(shù)據(jù)線171、漏極電極175、存儲導體177和半導體條151的暴露部分上形成下鈍化膜180q。下鈍化膜180q優(yōu)選由無機絕緣體例如氮化硅或氧化硅形成。
在下鈍化膜180p上形成多個濾色器條230。
濾色器條230沿第二方向延伸,且每個濾色器條230都表示一種基色,如紅色,綠色和藍色。相鄰的濾色器條230代表不同的顏色,且它們在數(shù)據(jù)線171上具有彼此精確匹配的邊緣。然而,相鄰濾色器條230可彼此交迭以阻擋像素電極190之間的光泄漏,或它們可以彼此遠離設置。在設置有信號線121和171端部129和179的外圍區(qū)域中不存在濾色器條230。
當濾色器條230沿TFT設置在基板110上時,增加了開口率。
在濾色器條230上形成上鈍化膜180q。下鈍化膜和上鈍化膜180p和180q防止濾色器條230中的顏料滲透進其他層中。
上鈍化膜180q優(yōu)選由光敏有機絕緣體形成,該絕緣體具有優(yōu)選小于大約4.0的介電常數(shù)。鈍化膜180可具有平坦的表面。
上鈍化膜180q的有機絕緣體是包含堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑的光敏樹脂組合物。表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。光敏樹脂組合物還可包括一種或多種陽離子聚合引發(fā)劑、多酚、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑。
光敏樹脂組合物中的表面活性劑對于固體成分例如堿溶性樹脂和醌二疊氮具有改善的可溶性,從而使光敏樹脂組合物均勻分布。因此,可形成均勻厚度的膜。結果,顯著減小了鈍化層180邊緣附近的堆積(build-up),從而提高了鈍化層180的透射和反射特性。
鈍化膜180p和180q具有分別暴露數(shù)據(jù)線171、漏極電極175和存儲導體177的端部179的多個接觸孔182,185和187。鈍化層180和柵極絕緣層140具有暴露柵極線121端部129的多個接觸孔181。此外,濾色器條230具有暴露接觸孔185和187下部以及接觸孔185和187附近的下鈍化膜180q表面的多個接觸孔235和237。
在上鈍化膜180q上形成多個像素電極190和多個接觸輔助物81和82。它們優(yōu)選由透明導體(例如ITO或IZO),或反射導體(如Ag、Al、Cr或它們的合金)形成。
像素電極190通過接觸孔185與漏極電極175電連接,并通過接觸孔177與存儲導體177連接,從而像素電極190從漏極電極175接收數(shù)據(jù)電壓,并將數(shù)據(jù)電壓傳輸給存儲導體177。供有數(shù)據(jù)電壓的像素電極190和對置顯示面板(沒有示出)的公共電極(沒有示出)配合產生電場,所述對置顯示面板供有公共電壓。產生的電場確定了設置在兩電極之間的液晶層(沒有示出)的液晶分子(沒有示出)的取向。像素電極190和公共電極形成了液晶電容器。
像素電極190與前面的柵極線121的凸出部127交迭。像素電極190和與其相連的存儲導體177和凸出部127形成了存儲電容器。
像素電極190與柵極線121和數(shù)據(jù)線171交迭,從而增加了開口率。
接觸輔助物81和82分別通過接觸孔181和182與柵極線121的端部129和數(shù)據(jù)線171的端部179連接。接觸輔助物81和82保護端部129和179,并增強了端部129和179與外部裝置的粘結性。
現(xiàn)在,參照圖9A-10B以及圖7和8詳細描述圖7和8中所示TFT陣列面板的制造方法。
圖9A和10A是在依照本發(fā)明一個實施方式制造方法的中間步驟中的圖7和8中所示TFT陣列面板的布局圖,圖9B是沿線IXB-IXB’所作的圖9A中所示TFT陣列面板的截面圖,圖10B是沿線XB-XB’所作的圖9A中所示TFT陣列面板的截面圖。
參照圖9A和9B,在絕緣基板110上形成多個柵極線121,其包括柵極電極127和端部129。在柵極線121和基板110上連續(xù)形成柵極絕緣層140、包含凸出部154的多個半導體條151、以及包括凸出部163的多個歐姆接觸161和165。在歐姆接觸161和163以及柵極絕緣層140上形成包括源極電極173的數(shù)據(jù)線171、多個數(shù)據(jù)線171和多個存儲導體177。通過PECVD等形成下鈍化膜180p。涂布包括一個基色顏料的負光敏樹脂膜并將其圖樣化,從而形成具有接觸孔235和237的多個濾色器條。對于其他基色重復膜涂布和圖樣化,也形成了代表其他基色的多個濾色器條230。
接下來,在濾色器條230上涂布光敏樹脂膜,其包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑。表面活性劑包括具有如下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,Z是氫或氟;具有如下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有如下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。光敏樹脂組合物還可包括一種或多種陽離子聚合引發(fā)劑、多酚、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑。
在移動基板110或涂布器(沒有示出)的噴嘴(沒有示出)的同時,通過狹縫涂布進行涂布。涂布的樹脂組合物的厚度為大約1.0到大約8.0微米。
光敏樹脂組合物中的表面活性劑對固體成分例如堿溶性樹脂和醌二疊氮具有改善的可溶性,從而使涂層均勻沉積。因此,形成了均勻厚度的涂層。
在涂布之后,涂布有光敏樹脂組合物的基板110放進烤爐中并在大約90到大約110℃的溫度下預烘烤大約90到大約180秒。預烘烤移除了揮發(fā)性成分例如溶劑。
接下來,通過使用掩模對準器將光敏樹脂膜與掩模對準,并通過掩模進行第一次曝光。曝光發(fā)出光線,例如g線或垂直于光敏樹脂膜整個表面的g線。
然后通過用優(yōu)選包含3重量%二異丙基胺的堿性水溶液的顯影劑進行攪煉顯影劑而將光刻膠樹脂膜顯影。顯影劑溶解了暴露于光的光敏樹脂膜的曝光部分,留下了光敏樹脂膜的非曝光部分,從而形成了具有多個上部接觸孔181,182,185和187的上鈍化膜180q,如圖10A和10B中所示。
因為光敏樹脂組合物包括醌二疊氮,所以光敏樹脂膜的曝光部分在短時間內很快被去除,而非曝光部分很難被去除,即使它們接觸顯影劑很長時間。
顯影之后,用去離子水將帶有上鈍化膜180q的基板110清洗并將其干燥。
然后使一部分或整個鈍化膜180q經過優(yōu)選使用(深)紫外(UV)線的第二次曝光。第二次曝光中單位面積上的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沒有充分曝光的部分,以減少殘余物。
將上鈍化膜180q在大約150℃到大約250℃的溫度、更優(yōu)選大約180℃到大約240℃的溫度進行大約5到大約120分鐘、更優(yōu)選大約15到大約90分鐘的后烘烤。通過用熱板(沒有示出)加熱基板110來進行所述后烘烤。后烘烤改善了固化光敏樹脂圖案的耐熱性和耐溶劑性。
隨后,用上鈍化膜180q作為蝕刻掩模蝕刻下鈍化膜180p和柵極絕緣層140,從而完成接觸孔181,182,185,187。
最后,通過濺射、光刻以及蝕刻IZO或ITO層,而在上鈍化膜180q上和漏極電極175、柵極線121的端部129以及數(shù)據(jù)線171的端部179的暴露部分上形成多個像素電極190和多個接觸輔助物81和82,如圖7和8中所示。
上述光敏樹脂組合物可以用于其他絕緣層,如柵極絕緣層140和下鈍化膜180p。
圖1-6B中所示的TFT陣列面板及其制造方法的一些上述特征可適用于圖7A-10B中所示TFT陣列面板及其制造方法。
上述光敏樹脂組合物還可用于面對TFT面板的其他面板上的絕緣層或斜面元件。此外,上述光敏樹脂組合物可用于其他顯示裝置,如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器。
盡管已經參照優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明,但本領域技術人員將會理解到,在不脫離所附權利要求中所列的精神和范圍的情況下,可以做各種修改和替換。
權利要求
1.一種光敏樹脂組合物,包括堿溶性樹脂;醌二疊氮;溶劑;和表面活性劑,其包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中在該組合物的總固體含量中,該堿溶性樹脂的重量百分比范圍從大約50重量%到大約98重量%,在該組合物的總固體含量中,該醌二疊氮的重量百分比范圍從大約1.7重量%到大約50重量%,且在該組合物的總固體含量中,該表面活性劑的重量百分比范圍從大約3×10-4重量%到0.3重量%。
3.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中該有機氟化合物是選自3-全氟己基-1,2-環(huán)氧丙烷、3-全氟辛基-1,2-環(huán)氧丙烷和3-全氟癸基-1,2-環(huán)氧丙烷中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中在該表面活性劑中,該有機氟化合物的重量百分比為大約10重量%到大約50重量%,在該表面活性劑中,該第一硅樹脂化合物的重量百分比為大約10重量%到大約50重量%,在該表面活性劑中,該第二硅樹脂化合物的重量百分比為大約10重量%到大約50重量%。
5.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中在該組合物中,該有機氟化合物和第一、第二硅樹脂化合物的每一種的重量百分比范圍都是從大約1×10-4到大約0.1重量%。
6.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中該第一硅樹脂化合物包括甲基氫化雙(三甲基甲硅烷氧基)硅烷與聚亞烷基二醇單烯丙基醚的反應產物。
7.根據(jù)權利要求1所述的組合物,其中該第二硅樹脂化合物包括三甲基甲硅烷基作為端基的-(二甲基硅氧烷-甲基氫化硅氧烷)共聚物與聚亞烷基二醇烯丙基烷基醚或聚亞烷基二醇烯丙基醚的羧酸酯的反應產物。
8.根據(jù)權利要求1所述的組合物,還包括陽離子聚合引發(fā)劑、酚化合物、交聯(lián)劑、可聚合單體和硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種。
9.一種薄膜面板,包括基板;形成在該基板上的薄膜圖案;和形成在該薄膜圖案上且由光敏樹脂組合物制成的絕緣層,所述光敏樹脂組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、溶劑和表面活性劑,所述表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。
10.根據(jù)權利要求9所述的薄膜面板,其中所述薄膜圖案包括柵極線;形成在該柵極線上的半導體層;和形成在該半導體層上的數(shù)據(jù)線和漏極電極。
11.根據(jù)權利要求10所述的薄膜面板,還包括形成在該絕緣層上且與漏極電極連接的像素電極。
12.根據(jù)權利要求10所述的薄膜面板,還包括配置在該絕緣層下的濾色器。
13.一種制造薄膜面板的方法,所述方法包括在基板上形成薄膜圖案;涂布光敏樹脂組合物,所述光敏樹脂組合物包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑;通過光掩模在該光敏樹脂組合物上進行曝光;和將該光敏樹脂組合物顯影,從而獲得薄膜圖案,其中所述表面活性劑包括具有以下結構的有機氟化合物 其中Rf是包含大約5-10個碳原子的直鏈或支鏈全氟亞烷基,且Z是氫或氟;具有以下結構的第一硅樹脂化合物 其中R是包含約2-5個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,且每個x和y都是大約1-20的整數(shù);和具有以下結構的第二硅樹脂化合物 其中R’是含有大約1-20個碳原子的烷基或含有大約2-21個碳原子的直鏈或支鏈羰烷基,且每個v和w都是大約1-20的整數(shù),每個m和l都是大約1-9的整數(shù),其中(m+l)位于2和10之間。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法,其中該光敏樹脂組合物的涂布使用狹縫型噴嘴。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法,其中該光敏樹脂組合物具有大約1.0到大約8.0微米的厚度。
16.根據(jù)權利要求13所述的方法,還包括在曝光之前從該光敏樹脂組合物中去除該溶劑。
17.根據(jù)權利要求13所述的方法,還包括在顯影之后將該薄膜圖案曝光;以及在曝光之后烘烤該薄膜圖案。
18.根據(jù)權利要求13所述的方法,還包括在顯影之后烘烤該薄膜圖案。
19.根據(jù)權利要求13所述的方法,其中該薄膜圖案的形成包括在該基板上形成柵極線;順序沉積柵極絕緣層和半導體層;蝕刻該半導體層;以及在該半導體層上形成數(shù)據(jù)線和漏極電極。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法,還包括在該光敏樹脂組合物上形成像素電極,其中該光敏樹脂組合物具有暴露該漏極電極的接觸孔,并且該像素電極與該漏極電極相連。
全文摘要
一種光敏樹脂組合物,包括堿溶性樹脂、醌二疊氮、表面活性劑和溶劑。該表面活性劑包括具有結構1的有機氟化合物、具有結構2的第一硅樹脂化合物、和具有結構3的第二硅樹脂化合物。該樹脂組合物可用在顯示面板中。
文檔編號H01L21/00GK1800981SQ20051013739
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權日2004年12月24日
發(fā)明者李羲國, 中野由子, 金圭寧 申請人:三星電子株式會社, 住友化學株式會社