专利名称：光致蚀刻剂用显影液及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光致蚀刻剂用显影液及其制备方法与应用。
背景技术：
在平板显示领域中，有机电致发光显示(OLED)因其超轻薄、全固化、自发光、视角广、响应速度快、温度适应性广、可实现柔软显示等诸多突出的性能，因此其应用前景比普通的IXD更丰富。目前OLED已经成功的应用于商业、通讯、计算机、消费类电子产品、工业、 交通等多领域，许多大公司都投巨资进行OLED的研发与生产。在OLED的制备过程中为获得所需要的各种精细图像，需要利用光致抗蚀剂涂布在基板上形成薄膜之后以光罩遮挡并进行曝光，再以碱性显影液显像，除去未曝光的部分， 以此获得所需要的图像。如阴极隔离柱的制备、有机功能薄膜的制备和金属电极的制备等主要流程的核心工艺都涉及光刻(Photoetching)工艺。一般来说，一次完整的光刻过程需要由一下步骤组成。·清洗工艺玻璃基板投入，清洗、干燥工艺，用清洗机清洗玻璃基板，并烘干。·镀膜工艺利用真空蒸镀法在基板上形成一层有机薄膜或金属膜。·涂胶工艺用涂胶机在处理好的有机薄膜或金属膜上涂布紫外感光的光致抗蚀剂。光致抗蚀剂膜厚度一般控制在(15000 ±500) A左右。·光致抗蚀剂固化工艺前烘工艺、高温烘焙、固化光光致抗蚀剂。·曝光工艺紫外线通过具有栅极图形的掩模板照射光致抗蚀剂。有图形的部分挡住UV光，被紫外照射的光致抗蚀剂发生化学反应变软(正性光致抗蚀剂)。·显影工艺用显影液除去光致抗蚀剂软化的部分。·后烘工艺对显影液处理后的玻璃基板进行高温烘焙。 蚀刻工艺蚀刻分湿刻和干刻两种工艺类型。前者是用腐蚀液对金属进行处理， 除去不需要的部分，后者是用减压下的气体放电形成等离子体与金属反应。·剥离工艺剥离也分湿法和干法。前者是用剥离液除去形成图形时使用的光致抗蚀剂；后者是在减压条件下，用氧气或臭氧或UV使光致抗蚀剂氧化并挥发而除去，又称灰化。常用的光致抗蚀剂为碱可溶性树脂，如酚醛树脂、亚克力树脂及聚对羟基苯乙烯等，通常利用紫外光进行照射后改变高分子树脂的分子结构及其在碱类物质中的溶解度， 从而能够溶解于碱性显影液中。碱性显影液中所使用的碱性化合物包括无机碱和有机碱两大类，典型的有机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、醋酸钠等； 典型的有机碱包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或烷基醇胺等碱性化合物。在美国专利US7150960、日本专利特开平10-10749、特开平4-51020、中国专利 CN1392973A、CN1238768C、CN101290480A等中都有对这些显影液及其组成的披露。目前这些发明所涉及的碱性化合物都是一些传统结构的碱性化合物，随着OLED 的发展，曝光技术及刻蚀精度的不断提高，对新型显影液的要求也越来越高。因为在显影的过程中发现，当光致抗蚀剂在涂膜、预烘和曝光后，其涂膜未曝光的部分含有酸性官能团， 这些酸性官能团在碱性显影液中，与碱反应形成能够溶解在水中的水溶性有机聚合物盐。 当所溶解的这些有机聚合物盐在显影过程中不断积累时，随着浓度的不断增加，显影的速度开始不断降低，并且显影槽中会产生未显影部位颗粒或未溶解物的残存。这些颗粒或不溶物的存在会造成显影后难以得到非常精确的光致抗蚀剂图像。而OLED的像素点的尺寸通常很小，尺寸在几百微米，空间精度一般要求低于十微米。如果不能得到高精度的光阻图像，将直接影响平板显示图像的显示品质，降低面板生产线的良率。为了改善上述不良现象，目前人们采用了多种方法进行改善。如美国专利US7150960和中国专利CN02156178. 8 中有在碱性溶液中加入非离子表面活性剂的方法，中国专利CN1392973A中有碱性溶液加入阳离子表面活性剂的办法，日本专利特开平06-308316号公报通过在显影液中加入部分纤维素、醚、酮、酯有机溶剂来提高显影液的显影性，但对残渣的除去效果并不好，消泡性也较差，日本专利特开平10-10749中有在碱性溶液中加入阴离子表面活性剂的办法。这些方法的出现，在很大程度上解决了显影过程中残渣的现象，具有改善显示图像品质的功效。但由于表面活性剂在碱溶液尤其是无机碱溶液中的溶解度存在一定限制，因此人们目前广泛采用的是有机碱溶液，典型的有机碱包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或烷基醇胺等碱性化合物。为了进一步改善表面活性剂在这些有机碱溶液中的溶解性， 提高显影效率，增强显影精度，对新型显影液组成物也提出了更高的要求。光致抗蚀剂显影时，当显影液中有空气时，显影液就会产生气泡，当泡沫足够多时，会在显影液中积聚。泡沫会阻碍显影液与光致抗蚀剂的接触，导致显影不充分，导致得不到高精度的光阻图像，降低面板生产线的良率。为抑制气泡的产生，往往向显影液中添加消泡剂，比如乙炔醇类表面活性剂、高级脂肪酸单甘油酯、聚亚烷基二醇及其衍生物等。但消泡剂会随着在显影液中的溶解的光致抗蚀剂成分的增加，消泡效果会急剧下降；另外以往的消泡剂会在显影液中凝集，成为油状的浮渣，浮渣会附着于光致抗蚀剂或基板的表面上，阻碍显影过程，从而导致形成的光阻图像不精确而且基板收到了污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种光致蚀刻剂用显影液及其制备方法与应用。本发明提供的显影液，包括有机碱性化合物、非离子表面活性剂、式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯和水，
权利要求
1.一种显影液，包括有机碱性化合物、非离子表面活性剂、式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯和水，
2.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于所述显影液由所述有机碱性化合物、非离子表面活性剂、式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯和水组成。
3.根据权利要求1或2所述的显影液，其特征在于所述式I中，η为12-14的整数；所述有机碱性化合物选自单甲胺、二甲胺、三甲胺、2-羟基-氢氧三甲胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺和乙醇胺中的至少一种，优选四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和四丙基氢氧化铵中的至少一种，更优选四甲基氢氧化铵；所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯中的至少一种，优选脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，更优选脂肪醇聚氧乙烯醚；所述水为去离子水，所述去离子水的电阻率至少为18兆欧。3、根据权利要求1-2任一所述的显影液，其特征在于所述有机碱性化合物的质量占所述显影液总质量的1 15%，优选3 10% ；所述非离子表面活性剂的质量占所述显影液总质量的1 10%，优选2 6% ；所述式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯的质量占所述显影液总质量的0. 1-5%，优选 1-2% ；
4.一种制备权利要求1-3任一所述显影液的方法，包括如下步骤将权利要求1-3任一所述组分混勻，得到所述显影液。
5.权利要求1-3任一所述显影液在感光性树脂的显影方法中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于所述感光性树脂为热塑性酚醛树脂、丙烯酸树脂、顺丁烯二酐的树脂聚合物、顺丁烯二酐半酯的树脂聚合物或聚羟基苯乙烯，优选丙烯酸树脂，更优选下述共聚物a-共聚物f中的任意一种所述共聚物a为甲基丙烯酸甲酯与羟基苯、苯乙烯和甲基丙烯酸共聚而得的共聚物， 所述共聚物b为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯和丙烯酸共聚而得的共聚物，所述共聚物c为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯和甲基丙烯酸共聚而得的共聚物，所述共聚物d为甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸苯甲酯和甲基丙烯酸共聚而得的共聚物，所述共聚物e为甲基丙烯酸苯甲酯与甲基丙烯酸共聚而得的共聚物，所述共聚物f为甲基丙烯酸与甲基丙烯酸苯甲酯和2-羟乙基丙烯酸甲酯共聚而得的共聚物；所述共聚物a-共聚物f的重均分子量均为5000 200000，优选均为 8000 60000。
全文摘要
本发明公开了一种光致蚀刻剂用显影液及其制备方法与应用。该显影液包括有机碱性物质、非离子表面活性剂、式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯和水。所述有机碱性化合物的质量占所述显影液总质量的1～15％，优选3～10％；所述非离子表面活性剂的质量占所述显影液总质量的1～10％，优选2～6％；所述式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯的质量占所述显影液总质量的0.1-5％，优选1-2％；余量为所述水。本发明提供的显影液，无需添加消泡剂，具有显影性能好、低泡沫、无残渣、操作温度范围宽等特点的显影液，在感光性树脂的显影制备工艺中，具有广泛应用。
文档编号G03F7/32GK102289160SQ201110243898
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者冯卫文 申请人:绵阳艾萨斯电子材料有限公司