專利名稱：光致抗蝕劑組合物及其無旋轉(zhuǎn)涂布法、有機層圖案制造方法、液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器有機層的光致抗蝕劑組合物及其無旋轉(zhuǎn)涂布方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器有機層的光致抗蝕劑組合物，可將其用于大型基片以及通過在基片上均勻涂布該組合物所制造的具有有機層的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
由于圖像信息時代的到來，因此存在對于個人化、節(jié)省空間的顯示裝置。因此，已經(jīng)開發(fā)了包括薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光裝置(EL)等多種顯示裝置，作為陰極射線管(CRT)的替代品。TFT-LCD是平板液晶顯示器領(lǐng)域的主流，并且是基于結(jié)合利用由電場改變分子排列的液晶光學(xué)性質(zhì)的液晶技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的顯示器。
制造這種TFT-LCD時廣泛使用的有機層TFT具有形成組合物平坦化的鈍化層作用。而且，有機層用于形成有機層圖案，該有機層圖案具有最小化像素電極和數(shù)據(jù)線之間寄生電容的絕緣層作用。
然而，隨著最近對大型化TFT-LCD面板的需求增加而需要大型基片。這種形式需求，需要開發(fā)具有適合形成在大型基片的涂布均勻度特性的新型有機層組合物。涂布均勻度意味著涂布于基片上的有機層厚度均勻度，其在后續(xù)工序中影響縱橫比、分辨率、電路線寬度等。微細厚度差引起反射率差異，其使有機層出現(xiàn)缺陷，最終導(dǎo)致在TFT-LCD中出現(xiàn)缺陷。為了解決上述問題，開發(fā)了利用苯并環(huán)丁烯(BCB)提高有機層縱橫比的方法。然而，該方法制造成本高，所以仍然需要提高縱橫比等的有機層組合物。
因此，需要開發(fā)進行涂布之后通過制造布線圖案工序使殘留于TFT-LCD內(nèi)的有機層圖案不產(chǎn)生污點或斑點等缺陷，以達到后續(xù)工序所需的耐久性要求的最小厚度可以進行涂布，可以降低TFT-LCD生產(chǎn)成本的有機層光致抗蝕劑組合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器有機層的光致抗蝕劑組合物。而且，本發(fā)明還提供了一種無旋轉(zhuǎn)涂布方法，通過該方法可將有機層均勻地涂布在大型基片上。本發(fā)明還提供了一種用于利用有機層的光致抗蝕劑組合物形成有機層圖案的方法和采用該有機層圖案的液晶顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于有機層的光致抗蝕劑組合物包括具有約2,000至約20,000范圍的平均分子量的有機聚合樹脂、二甘醇甲乙醚(EDM)和具有比EDM低的蒸汽壓的溶劑的混合溶劑、以及感光劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面涉及一種用于無旋轉(zhuǎn)涂布有機層光致抗蝕劑組合物的方法，包括以下步驟向無旋轉(zhuǎn)涂布裝置的噴嘴用于有機層的光致抗蝕劑組合物；以及通過相對于基片移動噴嘴在基片上無旋轉(zhuǎn)地涂布光致抗蝕劑組合物，同時通過噴嘴排出光致抗蝕劑組合物。
在另一方面，提供了一種用于制造有機層圖案的方法，其可以包括通過無旋轉(zhuǎn)涂布用于有機層的光致抗蝕劑組合物形成有機層，以及圖案化該有機層。
此外，本發(fā)明還提供了一種具有通過用于有機層的光致抗蝕劑組合物形成的有機層圖案的液晶顯示器以及用于制造有機層圖案的方法。


圖1是在用于根據(jù)本發(fā)明的有機層的光致抗蝕劑組合物上進行無旋轉(zhuǎn)涂布的涂布裝置透視圖；圖2是沿著A-A’線的圖1所示噴嘴的截面正視圖；圖3是沿著B-B’線的圖1所示噴嘴截面?zhèn)纫晥D；圖4是根據(jù)本發(fā)明的使用有機層光致抗蝕劑組合物形成有機層圖案的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)單元俯視圖；圖5是沿著圖4C-C’線的圖1所示噴嘴截面圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明一實施例由制造有機層圖案中曝光步驟所得到的結(jié)構(gòu)截面圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明一實施例由制造有機層圖案中顯像步驟所得到的結(jié)構(gòu)截面圖；以及圖6C是根據(jù)本發(fā)明一實施例由制造有機層圖案中固化步驟所得到的結(jié)構(gòu)截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)點及特征、實現(xiàn)它們的方法可以通過參照附圖和實施例的詳細說明而更加易于理解，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。然而，本發(fā)明可表現(xiàn)為不同形式，它不局限于在此說明的實施例，本發(fā)明通過所附權(quán)利要求范圍而限定。整個說明書中相同的附圖標號表示相同的元件。
根據(jù)本發(fā)明實施例的用于有機層的光致抗蝕劑組合物通過形成組合物的各組分之間彼此作用以高涂布均勻度適合涂布于大型基片上。而且，有機層光致抗蝕劑組合物通過有機層圖案形成工序之后在有機層圖案內(nèi)不殘留污點或斑點等。
根據(jù)本發(fā)明的有機光致抗蝕劑膜組合物包括有機聚合樹脂，具有約2,000至約20,000范圍的平均分子量；二甘醇甲乙醚(EDM)和具有比EDM低的蒸汽壓的溶劑的混合溶劑；以及感光劑。
例如，具有約2,000至約20,000范圍的平均分子量的有機聚合樹脂可以包括由化學(xué)式1表示的有機聚合樹脂、由化學(xué)式2表示的有機聚合樹脂、及其混合物化學(xué)式1 其中，X可以是氫原子或甲基，Y1可以是約2-16個碳原子的烷基或羥烷基，Y2可以是由化學(xué)式I至化學(xué)式XIX表示的化合物中一種或多種
化學(xué)式I 化學(xué)式II 化學(xué)式III 化學(xué)式IV 化學(xué)式V 化學(xué)式VI 化學(xué)式VII 化學(xué)式VIII
化學(xué)式IX 化學(xué)式X 化學(xué)式XI 化學(xué)式XII 化學(xué)式XIII 化學(xué)式XIV 化學(xué)式XV
化學(xué)式XVI 化學(xué)式XVII 化學(xué)式XVIII 化學(xué)式XIX 其中，R1為氫或甲基，R2是1-10個碳原子的亞烷基，R3是1-10個碳原子的烴殘基，R4是氫或甲基，R5是1-10個碳原子的亞烷基，而k是0-10的整數(shù)；化學(xué)式2 其中，聚合單位A可以是甲基丙烯酸芐酯(BZMA)、苯乙烯(Sty)、α-甲基苯乙烯、和乙酸異冰片酯組成的組，或者，A選自由甲基丙烯酸異冰片酯(IBMA)、乙酸雙環(huán)戊烷基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烷基酯(DCPMa)、乙酸雙環(huán)戊烯基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯基酯、乙酸雙環(huán)戊烷基乙氧基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烷基酯、乙酸雙環(huán)戊烯基乙氧基酯、以及甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯基乙氧基酯；B可以是甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸二氨基酯、以及丙烯酰胺(ACAMi)中的一種或多種；C可以是丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MAA)；以及粘合劑樹脂可以包括不受聚合單位A、B和C順序影響的無規(guī)共聚物。
用化學(xué)式1表示的有機聚合樹脂是具有羧基的單體和具有雙鍵的單體的共聚物。若涂布包括這種共聚物的本發(fā)明組合物之后形成圖案，則顯像之后無缺陷如殘留痕跡的殘余物，而且平坦化率極高。換而言之，化學(xué)式1的Y1可以是具有約2-16個碳原子的烷基或羥烷基，其有助于提高粘合力。而且，化學(xué)式1的Y2不同于具有含芳基的丙烯基共聚物樹脂組成的有機聚合物樹脂，其包括體積大的取代基，其可提高殘留膜速率并且由于高玻璃轉(zhuǎn)化溫度而具有高耐熱性。
而且，使用通過化學(xué)式2表示的有機聚合樹脂時的效果幾乎與使用通過化學(xué)式1表示的有機聚合樹脂時的效果幾乎相同。通過化學(xué)式2表示的有機聚合樹脂中，在影響本發(fā)明目的的范圍內(nèi)可以引用另外種類的聚合單位。例如，如同下面化學(xué)式3的D，可以進一步引用烷基個數(shù)為2至16的烷基丙烯酸酯或烷基甲基丙烯酸酯。更具體而言，這種反復(fù)單位還有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、十二烷基丙烯酸酯、苯乙烯等。
化學(xué)式3
特別地，有機聚合樹脂含量占有機層光致抗蝕劑組合物總重量的5至30％。若有機層光致抗蝕劑組合物中有機聚合樹脂含量為總重量的5％以下時將該組合物涂布于基片上，則因為粘度太低不能涂布所需厚度。而且，若有機聚合樹脂含量超過總重量30％，則因為粘度太高很難進行涂布。
具體而言，若混合通過化學(xué)式1表示的有機聚合樹脂和化學(xué)式2表示的有機聚合樹脂使用，則增加組合物中感光劑和有機聚合樹脂相容性，不僅可以提高抗龜裂性，還可以防止變白現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的用于有機層的光致抗蝕劑組合物包括混合熔劑。該混合熔劑可以包括二甘醇甲乙醚(EDM)和具有比EDM低的蒸汽壓的溶劑的混合溶劑。EDM是低粘度熔劑。即，EDM與相同含量有機聚合樹脂混合時，與其它熔劑比較其可以減低組合物的粘度。因此，可以加入EDM作為混合溶劑的組分。
另外，為了防止缺陷如在有機層圖案上殘留污點或斑點，具有比EDM熔劑低蒸氣壓的溶劑還可以用作混合溶劑的一種組分。
利用由蒸氣壓不同的不同熔劑組成的有機層光致抗蝕劑組合物形成將要后述的有機層圖案。形成有機層過程中由有機層光致抗蝕劑組合物組成的有機層中的熔劑主要通過減壓干燥來除去。減壓干燥至少在兩個彼此不同的壓力下進行。對此在說明制造方法時描述。因此，在減壓干燥初期主要比EDM熔劑具有低蒸氣壓的熔劑先蒸發(fā)，在后期主要EDM熔劑被蒸發(fā)。因此，使用蒸氣壓彼此不同的不同熔劑，從而比傳統(tǒng)中只由一個熔劑組成更充分蒸發(fā)熔劑，所以在有機層圖案表面不產(chǎn)生污點或斑點等。進行減壓干燥時未被蒸發(fā)而殘留的熔劑通過后續(xù)的軟焙燒完全被除去。
具有比EDM蒸氣壓低的熔劑的代表性實例可以包括，但不限于，醋酸纖維片基溶劑、乳酸酯基溶劑、丙酸酯基溶劑、以及醚基熔劑。醋酸纖維片基熔劑可以包括一種或多種化合物，如丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEEA)、乙酸甲氧基丁酯(MBA)、正乙酸丙酯(nPAC)、以及正乙酸丁酯(nBA)組成的組中的至少一種化合物。具體而言，醋酸纖維片基熔劑優(yōu)選丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEEA)、或酸甲氧基丁酯(MBA)。特別地，乳酸酯基溶劑是乳酸乙酯(EL)。
此外，丙酸酯基溶劑可以包括一種或多種化合物如乙基-β-乙氧基丙酸酯(EEP)、以及甲基-3-甲氧基丙酸酯(MMP)。特別地，丙酸酯基溶劑是乙基-β-乙氧基丙酸酯(EEP)，而醚基溶劑是丙二醇單甲醚(PGME)。
本發(fā)明中，將二甘醇甲乙醚(EDM)溶劑與比EDM低的蒸汽壓的溶劑混合，其混合比是約50-95∶50-5。按照比率混合的溶劑使基片上由溶劑的不充分蒸發(fā)產(chǎn)生的斑點最少。而且，最小化有機聚合樹脂含量的同時可以體現(xiàn)得到所需厚度涂布層的粘度，所以涂布層厚度均勻。因此，可以最小化最終在TFT-LCD中出現(xiàn)的缺陷。
本發(fā)明的用于有機層的光致抗蝕劑組合物可以包括感光劑。感光劑可以使用傳統(tǒng)感光劑。但優(yōu)選使用從由下面化學(xué)式4至6組成的組中選擇的一個以上，以提高透明度，并且最小化材料成本效益。
化學(xué)式4
化學(xué)式5 化學(xué)式6 其中，R6是鄰疊氮萘醌磺酸酯(DMQ)，R7是氫原子、羥基、或甲基，m和n獨立地是1-4，所述鄰疊氮萘醌磺酸酯(DMQ)用下面化學(xué)式表示 鄰疊氮萘醌磺酸酯(DMQ)可以通過根據(jù)與2，1-鄰疊氮萘醌-5-磺酸基氯化物與多種多酚化合物或多種羥基化合物的反應(yīng)進行部分酯化反應(yīng)或與羥基化合物進行反應(yīng)的完全酯化反應(yīng)得到。這種酯化反應(yīng)在具有如同三烷基胺-例如，三甲胺、三乙胺或碳酸鈉或碳酸氫鈉這樣的催化劑的情況下使用丙酮、二氧雜環(huán)己烷、N-甲吡咯烷酮或它們的混合熔劑進行有效反應(yīng)。
上述化合物具有鎮(zhèn)重物(ballast)(多羥基苯酚)結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)崿F(xiàn)熱穩(wěn)定性和高開孔率(縱橫比)，同時顯示出在可見光區(qū)域基本上無光吸收。可以將鄰疊氮萘醌引入以獲得感光特性。
在特定的實施例中，感光劑含量占有機層光致抗蝕劑組合物重量的2％-10％。在有機層光致抗蝕劑組合物中使用上述范圍感光劑，可以適當?shù)恼{(diào)節(jié)感光速度并且得到適當?shù)臍埩舯勇省?br> 此外，本發(fā)明有機層光致抗蝕劑組合物除此之外根據(jù)需要可以進一步包括著色劑、顏料、抗磨損劑、增塑劑、增粘劑等添加劑。在基片涂布這種有機層光致抗蝕劑組合物，以提高根據(jù)個別工序特性的功能。
而且，為了最小化由有機層光致抗蝕劑組合物涂布產(chǎn)生的缺陷并提高涂布特性可以進一步包括Si基表面活性劑。優(yōu)選地，Si基表面活性劑為聚亞烷基二甲聚硅氧烷共聚物，并且向用于有機層的光致抗蝕劑組合物中加入的量為500ppm至5,000ppm。
更具體地，本發(fā)明的有機層光致抗蝕劑組合物粘度為1cp至15cp。若該組合物粘度低于1cp。具有上述范圍粘度的光致抗蝕劑組合物可以在基片上以所需厚度進行涂布。
上述本發(fā)明有機層光致抗蝕劑組合物雖然可以通過一般的涂布方法如輥涂、旋涂、狹縫和旋轉(zhuǎn)涂布、狹縫涂布來實現(xiàn)，更特別地，通過無旋轉(zhuǎn)涂布(spin-less coating)來實現(xiàn)。
在無旋轉(zhuǎn)涂布方法中，向無旋轉(zhuǎn)涂布裝置的噴嘴提供用于有機層的光致抗蝕劑組合物。然后，通過噴嘴流出有機層光致抗蝕劑組合物，同時不旋轉(zhuǎn)基片而對基片相對移動噴嘴，以在基片上涂布有機層光致抗蝕劑組合物，優(yōu)選向一個方向移動噴嘴。無旋轉(zhuǎn)涂布裝置在本專利申請人楊壽仁共同發(fā)明的韓國專利公開號第2004-0102521號中已經(jīng)充分公開，上述公開申請的內(nèi)容如同本發(fā)明說明書中充分說明，也進行了更為詳細的描述。下面參照圖1至圖3簡要說明上述申請中公開的無旋轉(zhuǎn)涂布裝置，然后對利用它的無旋轉(zhuǎn)涂布方法進行詳細說明。
參照圖1，無旋轉(zhuǎn)涂布裝置包括安裝基片101的基座100、向基座100上的基片101涂布上述組合物的噴嘴110、向噴嘴110提供組合物的裝置120以及相對移動噴嘴110和基片101的移動裝置130。
提供有機層光致抗蝕劑組合物的供給裝置120利用壓力傳送方式以1-2kgf/cm2壓力將上述組合物提供給噴嘴。在上述組合物供給裝置120調(diào)整組合物的濃度及溫度。
在典型實施例中，如圖1所示，相對移動噴嘴110和基片101的移動裝置130，包括臂131和導(dǎo)軌132。將噴嘴110可拆卸地安裝在臂131的端部并與具有與其一端連接的導(dǎo)軌132的臂131連接。噴嘴110通過控制器(未示出)沿著導(dǎo)軌132移動。
如圖2所示，在噴嘴110的正面觀察時，噴嘴110的本體具有矩形箱的形狀，在噴嘴110的本體上部覆蓋有蓋子111。在噴嘴110的本體內(nèi)部形成排出部112。該排出部112包括與有機層光致抗蝕劑組合物供給裝置120連接的供給管140、存儲供給管140提供的組合物的存儲部112a、與存儲部112a的底面連接的通道112b及與通道112b連接的狹縫部112c。
在從噴嘴110的側(cè)面觀察時，噴嘴110可以包括單個或多個排出部112或112’、112”、112。圖3示出了包括三個排出部的噴嘴110。多個排出部112’、112”、112包括分別與有機層光致抗蝕劑組合物的供給裝置120連接的供給管140’、140”、140、存儲來自供給管140’、140”、140的組合物的存儲部112a’、112a”、112a、與存儲部112a’、112a”、112a底面連接的通道112b’、112b”、112b及與通道112b’、112b”、112b連接的狹縫部112c’、112c”、112c。在各排出部112’、112”、112之間具有阻擋層113’、113”，并被彼此隔開。在這里，當排出部112包括多個排出部112’、112”、112時，供給裝置120可以提供用于有機層的光致抗蝕劑組合物，并與多個供給管連接。而且，為了提供多種組合物，可以設(shè)置多個供給裝置。否則，可將組合物供給管與各供給裝置連接。
將描述根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于有機層光致抗蝕劑組合物的無旋轉(zhuǎn)涂布方法。首先，將組合物進給到如圖1至圖3所示的無旋轉(zhuǎn)涂布裝置的供給裝置120。然后，利用壓力傳送方式以1至2kgf/cm2壓力并通過噴嘴110供給管140向噴嘴內(nèi)部排出部112傳輸組合物。噴嘴110的本體內(nèi)排出部112中在存儲部112a、112a’、112a”、112a暫時存儲通過供給管140提供的組合物。暫時存儲于存儲部112a、112a’、112a”、112a的組合物通過與存儲部112a、112a’、112a”、112a底面連接的通道112b、112b’、112b”、112b向狹縫部112c、112c’、112c”、112c移動，并通過狹縫部112c、112c’、112c”、112c涂布到基片。接著，為了向基片上需要涂布的方向移動，移動通過臂131與導(dǎo)軌132連接的噴嘴110，以在整個基片上均勻涂布有機層光致抗蝕劑組合物。
可將用于有機層的光致抗蝕劑組合物有效地使用于LCD的有機層圖案的形成。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的使用有機層光致抗蝕劑組合物形成有機層圖案的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)單元俯視圖，而圖5是沿著圖4C-C’線的圖1所示噴嘴截面圖。
如圖4所示，柵極線401可以水平方向布置，在與柵極線401平行且預(yù)定距離隔開的位置布置存儲電極線402。數(shù)據(jù)線403垂直穿過柵極線401及存儲電極線402。
而且，在與柵極線401和數(shù)據(jù)線403交叉點鄰接的柵極線401上圖案化半導(dǎo)體層404。從數(shù)據(jù)線403引出的漏極405a和在形成數(shù)據(jù)線403時同時形成的源極405b以預(yù)定部分重疊置于半導(dǎo)體層404。
而且，在由柵極線401和數(shù)據(jù)線403限定的像素區(qū)域布置由氧化銦錫(ITO)組成的像素電極406。此時，像素電極406與源極405b接觸，并且與數(shù)據(jù)線403及柵極線402一部分重疊置于整個像素區(qū)域。
參照圖5，在下部基片501上的柵極線401a及與其預(yù)定距離隔開的位置形成存儲電極402a，在下部基片501的整個表面形成柵極絕緣層502。而且，在設(shè)置在柵極401a上部的柵極絕緣層502上通過已知工序形成圖案狀半導(dǎo)體層404。在形成漏極405a及源極405b的同時可以在半導(dǎo)體層404上形成數(shù)據(jù)線403以被彼此隔開。
在整個形成組合物的下部基片501上形成涂布根據(jù)本發(fā)明一實施例的組合物形成的有機層圖案503。有機層圖案503具有露出源極405b的接觸孔。有機層圖案上形成通過接觸孔與源極405b接觸的同時部分與柵極401a及數(shù)據(jù)線403重疊的像素電極406。在這里，有機層圖案503具有鈍化層功能的同時絕緣像素電極406和數(shù)據(jù)線403之間的絕緣層功能。可供選擇地，通過無旋轉(zhuǎn)涂布方法向基片上涂布根據(jù)本發(fā)明一實施例的有機層光致抗蝕劑組合物以形成有機層，然后制作它的布線圖案以形成有機層圖案503。
將用于有機層的光致抗蝕劑組合物涂布于形成柵極絕緣層502、數(shù)據(jù)線403、半導(dǎo)體層404、漏極405a及源極405b的TFT-LCD基片101上。因此，用于有機層的光致抗蝕劑組合物可以涂布于氧化硅(SiOx)、氮化硅、摻雜的氧化硅、硅、鋁、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬、氮化物、鉭、銅、多晶硅、陶瓷、鋁和銅的混合物等多種材料上。
如上所述，在基片101上用無旋轉(zhuǎn)涂布方法涂布用于有機層的光致抗蝕劑組合物以形成有機層。
接著，形成有機層圖案503，形成該有機層圖案的方法包括如下步驟在常溫下減壓干燥形成有機層的基片；將減壓干燥的基片的進行軟焙燒；將進行軟焙燒的基片進行選擇性曝光；形成進行曝光的基片及固化形成的基片。
下面詳細說明形成有機層圖案的工序。首先，在常溫下減壓干燥形成于基片的有機層。經(jīng)過減壓干燥蒸發(fā)有機層內(nèi)的大部分熔劑，例如蒸發(fā)約80％至90％左右的溶劑。
該干燥步驟包括預(yù)抽出(pre-pumping)和主抽出(mainpumping)。預(yù)抽出可以緩慢底進行，以便減壓干燥裝置以約10-5Pa左右壓力抽出。主抽出比預(yù)抽出進行得快，并且以約66.66Pa左右壓力抽出，使減壓干燥裝置壓力比預(yù)抽出工序壓力低。因此，預(yù)抽出工序中首先主要蒸發(fā)比EDM熔劑具有低蒸氣壓的溶劑，在主后出工序中主要蒸發(fā)EDM熔劑。
因此，使用蒸氣壓彼此不同的不同熔劑，從而比由傳統(tǒng)的一個熔劑組成的情況更充分蒸發(fā)熔劑，在有機層圖案表面不產(chǎn)生污點或斑點等缺陷。
然后，對減壓干燥的基片進行軟焙燒。軟焙燒完全除去減壓干燥時未被除去而殘留在有機層內(nèi)的溶劑，并將有機層進行固化。特別地，軟焙燒在約80℃至120℃的溫度下進行軟焙燒，直至基片上的有機層的厚度為2μm至10μm。
接著，曝光進行軟焙燒的基片101。如圖6A所示，利用適當?shù)难谀；蚰０?01特別用紫外線602可以選擇性地曝光基片101上的有機層503’。以有機層503’的曝光區(qū)域ER中感光劑通過光反應(yīng)成為在后續(xù)的顯像步驟中被溶解的可溶性樹脂，如反應(yīng)圖解1所示。
反應(yīng)圖解1 如圖6B所示，將選擇性地進行曝光的基片101浸漬到堿性顯影液后放到有機層503’中進行曝光的部分全部或大部分被溶解為止。用于本發(fā)明的顯影液的實例包括但不限于四甲基氫氧化銨、堿金屬類氫氧化物、以及氫氧化銨。
接著，如圖6C所示，通過I射線曝光分解可視光線區(qū)域中的吸光作用器以重新對所顯像的基片101進行熱處理，從而引起熱交聯(lián)反應(yīng)增進有機層粘合性及耐化學(xué)性。如下面反應(yīng)圖解2，在此過程中有機聚合樹脂和感光劑參加熱偶聯(lián)反應(yīng)形成非溶解性的剛性有機層圖案503’，通常被稱為固化過程。
反應(yīng)圖解2 這種熱處理(退火)在有機層503’軟化點以下溫度進行，優(yōu)選地，在200℃至250℃溫度下進行。結(jié)束熱處理之后可以形成所需圖案的有機層圖案503。
像這樣，用蝕刻液或氣體等離子處理對形成有機層圖案503的基片101進行處理，對被有機層圖案503露出的基片101部分進行處理。此時，基片101的未露出部分通過有機層圖案503保護。通常在光刻工序后除去正性光致抗蝕劑，與此不同在基片101形成圖案之后有機層圖案503仍然殘留在使各電極之間的絕緣效率變得良好。因此，可以設(shè)計提高TFT-LCD開孔率(縱橫比)的光掩模。
下面，通過實施例及比較例更詳細地說明本發(fā)明。然而，下面實施例只示意性地說明本發(fā)明，本發(fā)明不局限于下面實施例。
實施例實施例1以重量計，向設(shè)置有紫外線遮蔽層和攪拌器的反應(yīng)槽中注入16.7％化學(xué)式1-II的有機聚合樹脂、以90∶10比率混合的80％EDM和nBA的混合物、3.3％化學(xué)式6的感光劑、以及125-1250ppm Si基表面活性劑。最終產(chǎn)物在常溫下以40rpm進行攪拌，以制備粘度為5cp的用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例2除了使用80∶20比率混合的80％EDM和PGMEA、50-5000ppmSi基表面活性劑之外，以與實施例1中所描述的方法相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例3除了使用60∶40比率混合的80％EDM和PGMEA之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例4除了使用80∶20比率混合的80％EDM和EEP之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例5除了使用80∶20比率混合的80％EDM和EL之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例6除了使用80∶20比率混合的80％EDM和PGEEA之外，以與實施例1相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例7除了使用化學(xué)式1-IV的有機聚合樹脂之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例8除了使用化學(xué)式1-VI的有機聚合樹脂之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
實施例9除了使用化學(xué)式2(DCPMa/GMA/MAA)所表示的有機聚合樹脂之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
比較例1以重量計，除了使用20.7％化學(xué)式1-II所表示的有機聚合樹脂及76％EDM，并且所獲的化合物粘度為9cp之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
比較例2以重量計，除了使用18.7％化學(xué)式1-II所表示的有機聚合樹脂及78％EDM，并且粘度為7cp之外，以與實施例2相同的方法制造用于有機層的光致抗蝕劑組合物。
為了對由上述實施例及比較例的用于有機層的光致抗蝕劑組成的有機層進行涂布均勻度及缺陷等性能評價，通過無旋轉(zhuǎn)涂布裝置在層疊SiNx、Cr、Mo的0.7T(厚度為0.7mm)厚度的玻璃基片涂布上述實施例1至9及比較例1、2的有機層光致抗蝕劑組合物。接著，進行減壓干燥后，在90℃下進行加熱干燥基片180秒以形成4.90μm厚度的有機層。
除了基片邊緣10mm之外，對由實施例1至6及比較例1、2的有機層光致抗蝕劑組合物的有機層測定400點厚度，下面表1示出測定的MD均勻度及TD均勻度。表2示出對由上述實施例1至9的有機層光致抗蝕劑組成的有機層全部涂布均勻度。表3示出對上述實施例1至9及比較例1、2的由有機層光致抗蝕劑組成的有機層中產(chǎn)生的缺陷。
表1

符號*表示機器方向(machine direction)，其與在基片上進行涂布的方向垂直。符號**表示行進方向(traveling direction)，其中，在基片上進行涂布。
表2

◎很好，○良好，△一般如表1及表2所示，實施例1至9的用于有機層的光致抗蝕劑組合物通過無旋轉(zhuǎn)涂布裝置涂布于基片上以形成有機層時，整個涂布均勻度很好。比較例1、2的由用于有機層的光致抗蝕劑組成的有機層均勻度弱于由實施例1至9有機層光致抗蝕劑組成的整個有機層的涂布均勻度。
表3

◎很好，○良好，△一般如表3所示，當比較由實施例1-9有機層光致抗蝕劑組成的有機層和由比較例1-2有機層光致抗蝕劑組成的有機層缺陷產(chǎn)生程度時，由實施例1-9有機層光致抗蝕劑組成的有機層的缺陷產(chǎn)生程度比比較例1-2的缺陷產(chǎn)生程度小。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可將用于有機層的光致抗蝕劑組合物通過無旋轉(zhuǎn)涂布方法在大型基片上進行涂布，并且可以最小化所產(chǎn)生的缺陷。因此，為了除去有機層的聚結(jié)進行多種加工步驟如EBR是不必要的，因而縮短了加工時間，減少了昂貴的材料有機層所用的光致抗蝕劑組合物，改善了有機層的厚度特性，并且最終降低了生產(chǎn)成本。
此外，在制造TFT中，通過SiNx或SiOx的鈍化，利用用于有機層的光致抗蝕劑組合物形成有機層圖案，可以改善電路的線路寬度，從而提供高分辨率、高亮度的液晶顯示器。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于液晶顯示器的有機層光致抗蝕劑組合物，包括有機聚合樹脂，具有約2,000至約20,000范圍的平均分子量；二甘醇甲乙醚(EDM)和具有比所述EDM低的蒸汽壓的溶劑的混合溶劑；以及感光劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，以所述光致抗蝕劑組合物的重量為基準，所述有機聚合樹脂的含量約5％-30％，所述混合溶劑的含量約為60％-90％，而所述感光劑的含量約2％-10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，將所述二甘醇甲乙醚(EDM)溶劑與比所述EDM低的蒸汽壓的溶劑混合，其混合比是約50-95∶50-5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光致抗蝕劑組合物，其中，具有比所述EDM低的蒸汽壓的溶劑包括選自由醋酸纖維片基溶劑、乳酸酯基溶劑、丙酸酯基溶劑、以及醚基熔劑組成的組的至少一種溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述醋酸纖維片基熔劑包括選自由丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEEA)、乙酸甲氧基丁酯(MBA)、正乙酸丙酯(nPAC)、以及正乙酸丁酯(nBA)組成的組中的至少一種化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述醋酸纖維片基熔劑選自由丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEEA)、及乙酸甲氧基丁酯(MBA)組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述乳酸酯基溶劑是乳酸乙酯(EL)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述丙酸酯基溶劑包括選自由乙基-β-乙氧基丙酸酯(EEP)、以及甲基-3-甲氧基丙酸酯(MMP)組成的組中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述丙酸酯基溶劑是乙基-β-乙氧基丙酸酯(EEP)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述醚基溶劑是丙二醇單甲醚(PGME)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述聚合樹脂選自由化學(xué)式1表示的有機聚合樹脂、化學(xué)式2表示的有機聚合樹脂、及其混合物組成的組化學(xué)式1 其中，X為氫原子或甲基，Y1是2-16個碳原子的烷基或羥烷基，Y2是選自由化學(xué)式I至化學(xué)式XIX表示的化合物組成的組中至少一種化學(xué)式I 化學(xué)式II 化學(xué)式III 化學(xué)式IV 化學(xué)式V 化學(xué)式VI 化學(xué)式VII 化學(xué)式VIII 化學(xué)式IX 化學(xué)式X 化學(xué)式XI 化學(xué)式XII 化學(xué)式XIII 化學(xué)式XIV 化學(xué)式XV 化學(xué)式XVI 化學(xué)式XVII 化學(xué)式XVIII 化學(xué)式XIX 其中，R1為氫或甲基，R2是1-10個碳原子的亞烷基，R3是1-10個碳原子的烴殘基，R4是氫或甲基，R5是1-10個碳原子的亞烷基，而k是0-10的整數(shù)；化學(xué)式2 其中，聚合單位A是選自由甲基丙烯酸芐酯(BZMA)、苯乙烯(Sty)、α-甲基苯乙烯、和乙酸異冰片酯組成的組，或者，A選自由甲基丙烯酸異冰片酯(IBMA)、乙酸雙環(huán)戊烷基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烷基酯(DCPMa)、乙酸雙環(huán)戊烯基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯基酯、乙酸雙環(huán)戊烷基乙氧基酯、甲基丙烯酸雙環(huán)戊烷基酯、乙酸雙環(huán)戊烯基乙氧基酯、以及甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯基乙氧基酯組成的組種的至少一種，B是選自由甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸二氨基酯、以及丙烯酰胺(ACAMi)組成的組中的至少一種，C是丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MAA)，并且，其中所述粘合劑樹脂包括不受聚合單位A、B和C順序影響的無規(guī)共聚物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，所述感光劑選自由化學(xué)式4-6表示的化合物組成的組中的至少一種化學(xué)式4 化學(xué)式5 化學(xué)式6 其中，R6是鄰疊氮萘醌磺酸酯(DMQ)，R7是氫原子、羥基、或甲基，m和n獨立地是1-4，所述鄰疊氮萘醌磺酸酯(DMQ)用下面化學(xué)式表示
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，用于有機層的所述光致抗蝕劑組合物進一步包括約500-5,000ppm的Si基表面活性劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物，其中，用于有機層的所述光致抗蝕劑組合物具有1-15cp的粘度。
15.一種用于無旋轉(zhuǎn)涂布有機層光致抗蝕劑組合物的方法，包括以下步驟向無旋轉(zhuǎn)涂布裝置的噴嘴提供權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物；以及通過相對于所述基片移動所述噴嘴在所述基片上無旋轉(zhuǎn)地涂布所述光致抗蝕劑組合物，同時通過所述噴嘴排出所述光致抗蝕劑組合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無旋轉(zhuǎn)涂布方法，其中，所述噴嘴沿著所述基片的一側(cè)延伸，并且具有形成在其中的多個排出部。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無旋轉(zhuǎn)涂布方法，其中，阻擋層形成于各多個排出部之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無旋轉(zhuǎn)涂布方法，其中，所述多個排出部中的一個包括供給管，與用于供給所述光致抗蝕劑組合物的裝置連接；存儲部，在所述存儲部中存儲由所述供給管所進給的所述光致抗蝕劑組合物；通道，與所述存儲部底部表面連接；以及狹縫部，與所述通道連接。
19.一種用于制造有機層圖案的方法，包括以下步驟在基片上通過無旋轉(zhuǎn)涂布權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物形成有機層；以及圖案化所述有機層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述基片是具有薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的基片。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，圖案化包括以下步驟在減壓下干燥所述基片上的所述有機層；軟焙燒所干燥的有機層；選擇性地曝光所述軟焙燒的有機層；顯像所曝光的有機層；以及硬化所顯像的有機層以固化有機層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述干燥步驟包括預(yù)抽出和主抽出，在此所述預(yù)抽出具有比所述主抽出低的壓力。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述軟焙燒在80-120℃的溫度下進行。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述固化包括覆蓋層曝光和熱處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述熱處理在200-250℃下進行。
26.一種液晶顯示器，包括由權(quán)利要求1所述的光致抗蝕劑組合物形成的有機層圖案。
27.一種液晶顯示器，包括通過權(quán)利要求19所述的方法所制成的有機層圖案。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器的有機層光致抗蝕劑組合物，可將其用于大型基片、利用該組合物的無旋轉(zhuǎn)涂布方法、用于制造有機層圖案的方法、以及具有該有機層圖案的液晶顯示器。具體而言，液晶顯示光致抗蝕劑組合物包括具有約2,000至約20,000范圍的平均分子量的有機聚合樹脂、二甘醇甲乙醚(EDM)和具有比EDM低的蒸汽壓的溶劑的混合溶劑、以及感光劑。
文檔編號G03F7/20GK1716093SQ20051007205
公開日2006年1月4日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者李永范, 申善秀 申請人:三星電子株式會社