光敏树脂组成物、薄膜面板及其制造方法

专利名称：光敏树脂组成物、薄膜面板及其制造方法
技术领域：
本发明总体地涉及一种光敏树脂组成物，具体地讲，涉及一种用于显示面板的绝缘的光敏树脂组成物。
背景技术：
诸如有源矩阵(AM)液晶显示器(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器的有源型显示装置包括以矩阵排列的多个像素。各像素包括开关元件和将信号传输到开关元件的多条信号线，多条信号线例如栅极线和数据线。像素的开关元件响应来自栅极线的栅极信号选择性地将数据信号从数据线传输到像素，用来显示图像。LCD的像素根据数据信号来调整入射光的透光率，而OLED的像素根据数据信号来调整发射光的亮度。
LCD和OLED显示器包括面板，该面板设置有TFT、场发生电极、信号线等。面板具有包括若干导电层和绝缘层的层状结构。栅极线、数据线和场发生电极由不同的导电层形成并通过绝缘层分开。
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光率，用来增强亮度和提高开口率。一些有机绝缘体具有光敏性，这使得有机绝缘体通过平版印刷术无需蚀刻就能被图案化，从而简化了期望的绝缘层的形成。
传统的光敏有机绝缘层通常具有斑点(spot)或瑕疵(stain)。这些斑点或瑕疵的不期望的形成随着显示装置尺寸的增大而变得更为频繁。瑕疵的例子包括沿着喷嘴(这里，喷嘴为涂覆装置的狭缝型喷嘴(slit-type nozzle))移动的方向的水平瑕疵、沿着狭缝型喷嘴的长度方向的竖直瑕疵和在基底的整个表面上产生的不规则瑕疵。此外，有机层靠近基底边缘的部分比其它部分厚，较厚的部分在显影期间不会完全溶解。未溶解的部分会造成瑕疵。在各种可用于沉积有机层的涂覆方法中，由于旋转涂覆中的离心力会减少厚度的差异，所以狭缝涂覆与旋转涂覆相比会导致厚度的极大差异。这种厚度的差异会降低显示装置的图像品质。期望一种沉积绝缘层的方法，该方法不会形成与现有方法一样的许多斑点或瑕疵。

发明内容
在一个方面，本发明为一种包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏性树脂组成物。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)。
溶剂可包含大约60wt.％至大约95wt.％的丙二醇烷基醚乙酸酯和大约5wt.％至大约40wt.％的三甲基戊二醇单异丁酸酯。
在另一方面，本发明为一种薄膜面板，其包括基底；薄膜图案，形成在基底上；绝缘层，形成在薄膜图案上。绝缘层由包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂组成物制成。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯。
还提供了一种制造薄膜面板的方法。该方法包括在基底上形成薄膜图案；涂覆包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂组成物；对光敏树脂组成物进行曝光；使光敏树脂组成物显影。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯。


通过结合附图来详细描述本发明的实施例，本发明将会变得更加清楚，其中图1是根据本发明实施例的TFT阵列面板的布局图；图2是沿着II-II′线截取的图1中示出的TFT阵列面板的剖视图；图3A、图4A、图5A和图6A是图1和图2中示出的根据本发明实施例的TFT阵列面板在其制造方法的中间步骤中的布局图；图3B是沿着IIIB-IIIB′线截取的图3A中示出的TFT阵列面板的剖视图；图4B是沿着IVB-IVB′线截取的图4A中示出的TFT阵列面板的剖视图；图5B是沿着VB-VB′线截取的图5A中示出的TFT阵列面板的剖视图；图6B是沿着VIB-VIB′线截取的图6A中示出的TFT阵列面板的剖视图；图7示出了光敏树脂膜的瑕疵的标样估计。
具体实施例方式
现在将参照附图来更加充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且本发明不应被理解为局限于这里阐述的实施例。
根据本发明的光敏树脂组成物包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌(quinonediazide)和溶剂。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯(propylene glycol alkyl etheracetate)和三甲基戊二醇单异丁酸酯，其中，丙二醇烷基醚乙酸酯包含优选地含有大约1-5个碳原子的烷基。
丙烯酸树脂可包括丙烯酸共聚物。可通过在溶剂和聚合引发剂的作用下单体的自由基反应来得到丙烯酸共聚物，该单体衍生于由具有化学分子式1的降冰片羧酸酯(norbornene carboxylate)。
这里，R为-OH或-CH3。
由具有化学分子式1的降冰片羧酸酯衍生的单体可以是以下物质中的一种或多种甲基降冰片羧酸酯、乙基降冰片羧酸酯、正丁基降冰片羧酸酯、仲丁基降冰片羧酸酯、叔丁基降冰片羧酸酯、异丙基降冰片羧酸酯、环己基降冰片羧酸酯、2-甲基降冰片羧酸酯、二环戊基氧基(dicyclopentanyloxy)降冰片羧酸酯、二环戊基氧基乙基降冰片羧酸酯、异冰片基降冰片羧酸酯、二环戊烯基降冰片羧酸酯、二环戊基(dicyclopentanyl)降冰片羧酸酯、苯基降冰片羧酸酯、苄基降冰片羧酸酯和2-羟乙基降冰片羧酸酯。优选的单体为叔丁基降冰片羧酸酯和异冰片基降冰片羧酸酯，它们对共聚反应具有优良的反应性并且在碱性水溶液中具有良好的溶解性。
由降冰片羧酸酯衍生的单体在共聚物的总的单体含量中的重量百分比优选地为大约20wt.％至大约40wt.％，更优选地为大约20wt.％至大约30wt.％。当单体的量小于大约20wt.％时，耐热性变得较差。当单体的量大于大约40wt.％时，在用作显影剂的碱性水溶液中的溶解性降低。
使用聚苯乙烯标样通过凝胶渗透色谱法(GPC)确定的丙烯酸共聚物的重均分子量优选地为大约5,000至大约30,000，更优选地为大约5,000至大约20,000。小于大约5,000的平均分子量会使显影剂、不溶部分、图案成形、耐热性等劣化。当平均分子量大于大约30,000时，灵敏度下降或者图案成形质量降低。丙烯酸共聚物的平均分子量的上述范围保持适当的不溶部分(即显影之后残留物的比例)并提供了高显影速度。
包含由降冰片羧酸酯衍生的单体的共聚物在光敏树脂中的重量百分比优选地为大约5wt.％至大约40wt.％。
光敏树脂组成物中的二叠氮化醌可为1，2-二叠氮化醌中的一种，其例子包括1，2-二叠氮化苯醌磺酸酯、1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯、1，2-二叠氮化苯醌磺酸酰胺(sulfonate amide)和1，2-二叠氮化萘醌磺酸酰胺。
二叠氮化醌的例子包括三羟基二苯甲酮(trihydroxybenzophenone)的1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯，例如，2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，3，4-三羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，4，6-三羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，4，6-三羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯；四羟基二苯甲酮的1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯，例如，2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，2′，4，3′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，2′，4，3′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，3，4，2′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，3，4，2′-四羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，3，4，4′-四羟基-3′-甲氧基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，3，4，4′-四羟基-3′-甲氧基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯；五羟基二苯甲酮的1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯，例如，2，3，4，2′，6′-五羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，3，4，2′，6′-五羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯；六羟基二苯甲酮的1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯，例如，2，4，6，3′，4′，5′-六羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，4，6，3′，4′，5′-六羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、3，4，5，3′，4′，5′-六羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、3，4，5，3′，4′，5′-六羟基二苯甲酮-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯；(多羟苯基(polyhydroxyphenyl))烷的1，2-二叠氮化萘醌磺酸酯，例如，双(2，4-二羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、双(2，4-二羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、双(对-羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、双(对-羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、1，1，1-三(对-羟苯基)乙烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、1，1，1-三(对-羟苯基)乙烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、双(2，3，4-三羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、双(2，3，4-三羟苯基)甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，2′-双(2，3，4-三羟苯基)丙烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，2′-双(2，3，4-三羟苯基)丙烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、1，1，3-三(2，5-二甲基-4-羟苯基)-3-苯基丙烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、1，1，3-三(2，5-二甲基-4-羟苯基)-3-苯基丙烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、4，4′-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、双(2，5-二甲基-4-羟苯基)-2-羟苯基甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、双(2，5-二甲基-4-羟苯基)-2-羟苯基甲烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺环二茚(spirobiindene)-5，6，7，5′，6′，7′-己醇-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺环二茚-5，6，7，5′，6′，7′-己醇-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯、2，2，4-三甲基-7，2′，4′-三羟基黄烷-1，2-二叠氮化萘醌-4-磺酸酯、2，2，4-三甲基-7，2′，4′-三羟基黄烷-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯。
光敏树脂组成物可包括上述二叠氮化醌中的两种或多种。
可通过在弱碱条件下二叠氮化萘醌磺酸卤化物和酚类化合物的酯化反应来得到二叠氮化醌。酚类化合物的例子包括2，3，4-三羟基二苯甲酮、2，4，6-三羟基二苯甲酮、2，2′或4，4′-四羟基二苯甲酮、2，3，4，3′-四羟基二苯甲酮、2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮、2，3，4，2′-四羟基-4′-甲基二苯甲酮、2，3，4，4-四羟基-3′-甲氧基二苯甲酮、2，3，4，2′或2，3，4，6′-五羟基二苯甲酮、2，4，6，3′或2，4，6，4′或2，4，6，5′-六羟基二苯甲酮、3，4，5，3′或3，4，5，4′或3，4，5，5′-六羟基二苯甲酮、双(2，4-二羟苯基)甲烷、双(对-羟苯基)甲烷、三(对-羟苯基)甲烷、1，1，1-三(对-羟苯基)乙烷、双(2，3，4-三羟苯基)甲烷、2，2-双(2，3，4-三羟苯基)丙烷、1，1，3-三(2，5-二甲基-4-羟苯基)-3-苯基丙烷、4，4′-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、双(2，5-二甲基-4-羟苯基)-2-羟苯基甲烷。也可使用上面所列化合物的两种或多种。
酯化反应的程度优选地为大约50％至大约85％。当酯化反应的程度小于大约50％时，会使不溶部分降解。当酯化反应的程度大于大约85％时，会降低储存稳定性。
二叠氮化醌的含量优选地为大约2wt.％至大约15wt.％。当二叠氮化醌的量小于大约2wt.％时，光敏树脂组成物的曝光部分和未曝光部分之间的溶解速度的差异会变得太小而不能形成图案。在二叠氮化醌的量大于大约15wt.％的情况下，当仅作用短的照明时间段时，会残留大量未反应的二叠氮化醌。在这种情况下，用作显影剂的碱性溶液的溶解度下降，并且显影的质量下降。
用来溶解丙烯酸树脂和二叠氮化醌的溶剂及表面活性剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯，其中，丙二醇烷基醚乙酸酯具有含有大约1-5个碳原子的烷基。
丙烯酸树脂和二叠氮化醌的混合物与溶剂一起被涂覆时分散得均匀并且显示出适当的挥发速度。
溶剂中的丙二醇烷基醚乙酸酯例子包括丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯和丙二醇戊醚乙酸酯。
丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯在溶剂中的含量分别为大约60wt.％至大约95wt.％和大约5wt.％至大约40wt.％，更加优选地分别为大约75wt.％至大约85wt.％和大约15wt.％至大约25wt.％。在这种情况下，光敏树脂组成物可形成瑕疵减少的厚度均匀的膜。
溶剂可以与有机溶剂一起使用，有机溶剂的例子包括醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇和丙三醇；醚类，例如四氢呋喃；乙二醇醚类，例如乙二醇单甲醚和乙二醇单乙醚；乙二醇烷基醚酯类，例如乙酸甲基溶纤剂(methyl cellosolve acetate)和乙酸乙基溶纤剂；二甘醇类，例如二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚和二甘醇二甲醚；丙二醇单烷基醚类，例如丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚和丙二醇丁醚；丙二醇烷基醚丙酸酯类，例如丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯和丙二醇丁醚丙酸酯；芳烃类，例如苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯；酮类，例如甲基乙基酮、环己酮和羟基-4-甲基-2-戊酮；酯类，例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟乙基(hydroxyethyl)丙酸酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟甲基(hydroxymethyl)乙酸酯、羟乙基乙酸酯、羟丙基(hydroxypropyl)乙酸酯、羟丁基(hydroxybutyl)乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟甲基丙酸酯、3-羟乙基丙酸酯、3-羟丙基丙酸酯、3-羟丁基丙酸酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基甲基乙酸酯、甲氧基乙基乙酸酯、甲氧基丙基乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、乙氧基甲基乙酸酯、乙氧基乙基乙酸酯、乙氧基丙基乙酸酯、乙氧基丁基乙酸酯、丙氧基甲基乙酸酯、丙氧基乙基乙酸酯、丙氧基丙基乙酸酯、丙氧基丁基乙酸酯、丁氧基甲基乙酸酯、丁氧基乙基乙酸酯、丁氧基丙基乙酸酯、丁氧基丁基乙酸酯、2-甲氧基甲基丙酸酯、2-甲氧基乙基丙酸酯、2-甲氧基丙基丙酸酯、2-甲氧基丁基丙酸酯、2-乙氧基甲基丙酸酯、2-乙氧基乙基丙酸酯、2-乙氧基丙基丙酸酯、2-乙氧基丁基丙酸酯、2-丙氧基甲基丙酸酯、2-丙氧基乙基丙酸酯、2-丙氧基丙基丙酸酯、2-丙氧基丁基丙酸酯、2-丁氧基甲基丙酸酯、2-丁氧基乙基丙酸酯、2-丁氧基丙基丙酸酯、2-丁氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基甲基丙酸酯、3-甲氧基乙基丙酸酯、3-甲氧基丙基丙酸酯、3-甲氧基丁基丙酸酯、3-乙氧基甲基丙酸酯、3-乙氧基乙基丙酸酯、3-乙氧基丙基丙酸酯、3-乙氧基丁基丙酸酯、3-丙氧基甲基丙酸酯、3-丙氧基乙基丙酸酯、3-丙氧基丙基丙酸酯、3-丙氧基丁基丙酸酯、3-丁氧基甲基丙酸酯、3-丁氧基乙基丙酸酯、3-丁氧基丙基丙酸酯、3-丁氧基丁基丙酸酯。
溶剂在光敏树脂组成物中的含量优选地为大约55wt.％至大约90wt.％。在这种情况下，光敏树脂组成物可形成瑕疵减少的厚度均匀的膜。
光敏树脂组成物还可包括数种添加剂，例如着色剂、染料、用来防止划痕的药剂、增塑剂、粘着增强剂、表面活性剂、抗氧化剂、溶解抑制剂、敏化剂、UV吸收剂和光稳定剂。
可通过使含有溶于溶剂中的丙烯酸树脂的溶液和另一种含有二叠氮化醌的溶液混合来形成光敏树脂组成物。可将溶剂添加到该混合物中。优选地，通过过滤混合物来去除固体，优选地通过使用孔径小于大约3微米的过滤器来去除固体，过滤器的孔径优选地为大约0.1微米至大约2微米。丙烯酸树脂和二叠氮化醌可溶于同一溶剂中。可使用能互相混合的多种溶剂。
现在，提供一种由光敏树脂组成物形成膜图案的方法。
将光敏膜涂覆在基底上，并通过掩模使光敏膜曝光，然后使光敏膜显影。可用透明玻璃、硅、铝、(掺杂的)二氧化硅、硅氮化物、钽、铜、多晶硅、陶瓷、铝-铜混合物或各种塑料来制成基底。在涂覆光敏薄膜之前，在基底上可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。
光敏膜涂覆方法的例子包括狭缝涂覆、狭缝和旋转涂覆、染料涂覆(dyecoating)和淋幕涂覆(curtain flow coating)，其中，狭缝涂覆采用具有狭缝型喷嘴的涂覆装置；在狭缝和旋转涂覆中，光敏树脂组成物穿过狭缝在基底上流动并在基底上旋转。通常优选的是狭缝和旋转涂覆法。在涂覆之后，在低于环境压力的压力条件下，可真空干燥光敏树脂组成物，以去除任何残留的溶剂。此后，在大约20℃至大约130℃下预烘(prebake)光敏树脂组成物来去除易挥发的成分例如溶剂，而不会使固体成分热分解。可一直进行预烘，直到光敏树脂膜的厚度小于大约2微米。
接着，通过掩模使光敏膜进行第一曝光。掩模具有适于硬化树脂图案的功能的图案。曝光使光(例如UV光)垂直地发散在光敏树脂膜的整个表面上，并利用掩模对准器或步进器(stepper)使掩模与光敏树脂膜对齐。
然后，通过混拌显影(puddle development)、浸没显影或喷射显影使光敏树脂膜显影。
可通过采用碱性水溶液来进行显影。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氢氧化四甲基铵、氢氧化2-羟基乙基三甲基铵、一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺和乙醇胺。
可组合使用上面所列的碱性化合物的两种或多种。碱性化合物的含量为显影剂总含量的大约0.01wt.％至大约10wt.％，优选地为显影剂总含量的大约0.1wt.％至大约5wt.％。
显影剂可含有表面活性剂，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。
使用了上面所列表面活性剂的两种或多种。
显影剂可包含有机溶剂，有机溶剂包含水溶性溶剂，例如甲醇或乙醇。
显影剂溶解光敏树脂膜被曝光的曝光部分，并保留光敏树脂膜的未曝光部分，从而形成膜图案。
由于光敏树脂组成物包含二叠氮化醌，所以在短时间内快速地去除了光敏树脂膜的曝光部分。相反，未曝光部分即使与显影剂长时间地接触，也难以被去除。
在显影之后，用去离子水清洗具有膜图案的基底大约30秒至90秒，并干燥该基底。
然后，优选地采用(深)紫外(UV)光对膜图案的至少一部分进行第二曝光。在第二曝光中单位面积上UV的亮度可高于在第一曝光中UV的亮度。第二曝光去除了在第一曝光中未充分曝光的部分，从而减小了残留物。
在大约150℃至大约250℃下，优选地在大约180℃至大约240℃下，后烘(postbake)光敏树脂图案大约5分钟至大约120分钟，优选地后烘大约30分钟至大约90分钟。通过用热板(hot plate)、无尘烘箱(clean oven)等加热基底来进行后烘。后烘提高了固化光敏树脂图案的耐热性和耐溶剂性。
实施例1合成例子1丙烯酸树脂的合成将下列材料放入设置有搅拌器、冷却管和温度计的200ml的烧瓶中。
2，2′-偶氮二(2，4′-二甲基戊腈) 按重量计为10份丙二醇单甲醚乙酸酯按重量计为200份丙烯酸甲酯按重量计为20份甲基丙烯酸缩水甘油酯 按重量计为20份叔丁基降冰片羧酸酯按重量计为20份未氢化的马来酸(maleic unhydride) 按重量计为20份苯乙烯按重量计为20份然后，缓慢地搅拌烧瓶，直到烧瓶内部的温度达到62℃，在氮气(N2)气氛的条件下让反应进行大约五个小时。结果，得到了丙烯酸树脂A1，根据聚苯乙烯标样，丙烯酸树脂A1的重均分子量(Mw)为大约11,000。
在下列条件下通过GPC来进行平均分子量的测定。
装置HLC-8120GPC(日本的TOSOH公司制造)色谱柱TSK-GELG4000HXL+TSK-GELG2000HXL(串联连接)(日本的TOSOH公司制造)色谱柱温度40℃溶剂四氢呋喃(THF)流动速度1.0ml/min
注入量50μl检测器RI(折射率)样品浓度0.6wt.％标样TSK标样聚苯乙烯F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500合成例子21，2-叠氮化醌的合成1摩尔的4，4′-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚和2摩尔的1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸盐[氯化物]进行缩聚反应，得到[4，4′-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯]。
例子1光敏树脂组成物1的制备均匀地混合28克的丙烯酸树脂A1、7克的[4，4′-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1，2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯]、包含58.5克的丙二醇甲醚乙酸酯和6.5克的三甲基戊二醇单异丁酸酯的溶剂，通过孔隙直径为0.2微米的微孔过滤器过滤上述混合物，得到光敏树脂组成物1。
例子2光敏树脂组成物2的制备除了表1中示出的成分的比例之外，用与例子1相同的条件和材料来得到光敏树脂组成物2。
例子3光敏树脂组成物3的制备除了表1中示出的成分的比例之外，用与例子1相同的条件和材料来得到光敏树脂组成物3。
对比例1光敏树脂组成物4的制备除了表1中示出的成分的比例之外，用与例子1相同的条件和材料来得到光敏树脂组成物4。
对比例2光敏树脂组成物5的制备除了表1中示出的成分的比例之外，用与例子1相同的条件和材料来得到光敏树脂组成物5。
对比例3光敏树脂组成物6的制备除了表1中示出的成分的比例之外，用与例子1相同的条件和材料来得到光敏树脂组成物6。
表1用于各种树脂组成物的成分

PGMEA丙二醇甲醚乙酸酯TMPMB三甲基戊二醇单异丁酸酯EL乳酸乙酯nBA正丁基乙酸酯瑕疵产生的估计范围和涂覆均匀性通过采用狭缝涂覆器，分别在六个400mm×400mm的玻璃基底上涂覆光敏树脂组成物1(例子1)、光敏树脂组成物2(例子2)、光敏树脂组成物3(例子3)、光敏树脂组成物4(对比例1)、光敏树脂组成物5(对比例2)和光敏树脂组成物6(对比例3)。其后，对通过加热和干燥形成的透明固化树脂的厚度，在水平方向上测量20次，在竖直方向上测量15次，从而得到最大厚度和最小厚度，并且用下列等式计算了厚度的均匀性，如表2中所示厚度均匀性(％)＝[(最大厚度-最小厚度)/(最大厚度+最小厚度)]×100在表2中示出了在卤素灯下对瑕疵的表面观察的结果。
这里，指出的是，在图7中示出了表2中的瑕疵的估计的标样。
表2对于例子的厚度均匀性和瑕疵的总结


如表2中所示，本发明的光敏树脂的使用适当地控制了成分的分散和溶剂的干燥速度，因而与对比例相比，极大地改进了瑕疵的特征和厚度均匀性。
实施例2现在，参照附图来详细描述包括由上述的光敏树脂组成物2制成的绝缘层且用于液晶显示器(LCD)的薄膜晶体管(TFT)阵列面板及其制造方法。
在图中，为了清晰起见，夸大了层、膜和区域的厚度。相同的标号始终表示相同的元件。应该理解，当元件诸如层、膜、区域或基底被称为在另一元件“上”时，该元件可直接在另一元件上，或者也可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”时，不存在中间元件。
首先，将参照图1和图2来详细描述根据本发明实施例的薄膜晶体管(TFT)阵列面板。
图1是根据本发明实施例的TFT阵列面板的布局图，图2是沿着II-II′线截取的图1中示出的TFT阵列面板的剖视图。
多条栅极线121形成在绝缘基底110上，例如形成在透明玻璃或塑料上。
栅极线121传输栅极信号并基本在第一方向上延伸，第一方向是图1中的横向方向。每条栅极线121包括多个栅极124；多个突起127，相对于图1来说是向下突起；端部129，具有用来与另一层或外部驱动电路接触的大面积。用来产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可安装在柔性印刷电路(FPC)膜(未示出)上，柔性印刷电路膜可附于基底110、直接安装在基底110上或者集成到基底110上。栅极线121可延伸以与可集成在基底110上的驱动电路连接。
栅极线121包括两个导电膜，即具有不同物理性能的下膜和位于下膜上的上膜。下膜优选地由低电阻率金属制成，用来减少信号延迟或压降，低电阻率金属例如诸如Al和Al合金的含Al金属、诸如Ag和Ag合金的含Ag金属、或诸如Cu和Cu合金的含Cu金属。上膜优选地由具有良好的物理性能、良好的化学性能和与诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的其它材料的良好的电接触性能的材料制成。可适于上膜的材料的例子包括诸如Mo和Mo合金的含Mo金属、Cr、Ta或Ti。在一个实施例中，下膜为Al(合金)膜，上膜为Mo(合金)膜。
下膜可由良好的接触材料制成，上膜可由低电阻率金属制成。在这种情况下，可去除栅极线121的端部129的上膜129q以暴露下膜129p。除此之外，栅极线121可包括优选地由上述材料形成的单一层。另外，栅极线121可由各种金属或导体制成。
在图2至图3B中，对于栅极124和突起127，分别通过附加的字符p和q来表示它们的下膜和上膜。
形成栅极线121边缘的侧面是倾斜的，以与基底110的表面形成大约30度至80度的倾角。
优选地由硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极线121上。
优选地由氢化非晶硅(缩写为“α-Si”)或多晶硅制成的多个半导体带151形成在栅极绝缘层140上。每个半导体带151基本在第二方向上延伸，第二方向垂直于第一方向。第二方向是图1中的纵向方向。半导体带151在栅极线121附近变宽，从而半导体带151覆盖栅极线121的较大的部分。每个半导体带151具有朝着栅极124分支的多个突起154。
多个欧姆接触带161和欧姆接触岛165形成在半导体带151上。欧姆接触带161和欧姆接触岛165优选地由重掺杂有n型杂质例如磷的n+氢化α-Si制成。可选择地，欧姆接触带161和欧姆接触岛165可由硅化物制成。每个欧姆接触带161具有多个突起163，并且突起163和欧姆接触岛165成对地位于半导体带151的突起154上。
半导体带151及欧姆接触161和165的边缘的侧面是倾斜的，以形成相对于基底的表面优选地在大约30度至80度范围内的倾角。
多条数据线171、多个漏极175和多个存储导体177形成在欧姆接触161和165及栅极绝缘层140上。
数据线171传输数据信号，并基本在第二方向上延伸以与栅极线121交叉。每条数据线171包括多个源极173和端部179，其中，多个源极173向栅极124突起，端部179具有用来与另一层或外部驱动电路接触的大面积。用来产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可安装在FPC膜(未示出)上，FPC膜可附于基底110、可直接安装在基底110上或者可集成到基底110上。数据线171可延伸以与可集成在基底110上的驱动电路连接。
漏极175与数据线171分开，并且关于栅极124与源极173相对地设置。
栅极124、源极173和漏极175与半导体带151的突起154一起形成具有沟道的TFT，该沟道形成在位于源极173和漏极175之间的突起154中。
存储导体177位于栅极线121的突起127上。
数据线171、漏极175和存储导体177可具有三层结构，所述三层结构包括下膜171p、175p和177p，中间膜171q、175q和177q，上膜171r、175r和177r。下膜171p、175p和177p优选地由难熔金属制成，例如由Cr、Mo、Ta、Ti或它们的合金制成；中间膜171q、175q和177q优选地由低电阻率金属制成，例如由含Al金属、含Ag金属和含Cu金属制成；上膜171r、175r和177r优选地由与ITO或IZO具有良好接触性能的难熔金属或其合金制成。
在一些实施例中，数据线171、漏极175和存储导体177可具有包括难熔金属下膜(未示出)和低电阻率上膜(未示出)的双层结构，或者具有优选地由上述材料制成的单层结构。然而，这些结构并不是对本发明的限制，数据线171、漏极175和存储导体177可由本领域普通人员认为适合的任何金属或导体制成。
在图2中，对于源极173和数据线171的端部179，它们的下膜、中间膜和上膜分别用附加的字符p、q和r来表示。
数据线171、漏极175和存储导体177具有倾斜的边缘，所述倾斜的边缘相对于栅极绝缘层140的表面形成大约30度至80度的倾角。
欧姆接触161仅置于下覆半导体带151和沉积在下覆半导体带151上的上伏半导体171之间，并且降低欧姆接触161和半导体带151之间的接触电阻；欧姆接触165仅置于下覆半导体带151和沉积在下覆半导体带151上的上伏半导体175之间，并且降低欧姆接触165和半导体带151之间的接触电阻。虽然在多数位置半导体带151比数据线171窄，但是如上所述，半导体带151的宽度在栅极线121附近增大而使表面的轮廓平滑，从而防止了数据线171的断开。半导体带151的突起154包括没有用数据线171、漏极175和存储导体177覆盖的一些暴露部分。这些暴露部分的例子包括位于源极173和漏极175之间的部分。
钝化层180形成在数据线171、漏极175、存储导体177和半导体151的暴露部分上。
钝化层180优选地由具有介电常数优选地小于4.0的光敏有机绝缘体制成。钝化层180可具有平坦的表面，并且钝化层180的厚度为大约1.0微米至大约8.0微米。
用于钝化层180的有机绝缘体是包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂组成物。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯，其中，丙二醇烷基醚乙酸酯包含优选地含有大约1-5个碳原子的烷基。
光敏树脂组成物中的溶剂提高了对于固体成分例如丙烯酸树脂和二叠氮化醌的溶解度，而使光敏树脂组成物均匀地分散。除此之外，光敏树脂组成物调节溶剂的挥发速度，用来减少由溶剂的未充分干燥或缓慢干燥造成的瑕疵。结果，钝化层180的厚度均匀，从而提高了钝化层180的透过率并改善了其反射性能。
钝化层180可包括诸如硅氮化物或硅氧化物的无机绝缘体的下膜和上述有机绝缘体的上膜，从而钝化层180在防止半导体带151的暴露部分受到有机绝缘体的损害的同时，还具有有机绝缘体的优良的绝缘性能。
钝化层180具有分别暴露数据线171的端部179、漏极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的端部129的多个接触孔181。
多个像素电极190和多个接触辅助件81、82形成在钝化层180上。多个像素电极190和多个接触辅助件81、82优选地由透明导体例如ITO或IZO制成，或者由反射导体例如Ag、Al、Cr或它们的合金制成。
像素电极190通过接触孔185与漏极175物理地且电连接，并通过接触孔187与存储导体177物理地且电连接，从而像素电极190从漏极175接收数据电压，并将该数据电压传送到存储导体177。被供有数据电压的像素电极190与被供有公共电压的相对的显示面板(未示出)的公共电极(未示出)合作产生电场，电场确定了位于像素电极190和公共电极之间的液晶层(未示出)的液晶分子(未示出)的取向。像素电极190和公共电极形成被称作“液晶电容器”的电容器，该电容器存储TFT截止之后施加的电压。
像素电极190与前一栅极线121的突起127叠置。像素电极190和与其连接的存储导体177以及突起127形成被称作“存储电容器”的额外的电容器，该电容器提高了液晶存储器的电压存储容量。
像素电极190与栅极线121和数据线171叠置，用来增大开口率。
接触辅助件81通过接触孔181与栅极线121的端部129连接，接触辅助件82通过接触孔182与数据线171的端部179连接。接触辅助件81和82保护端部129和179，并增强端部129、179与外部装置之间的粘着力。
将参照图3A至图6B与图1和图2来描述用来制造根据本发明实施例的图1和图2中示出的TFT阵列面板的方法。
图3A、图4A、图5A和图6A是包括根据本发明实施例的TFT阵列面板制造方法的中间步骤的图1和图2中示出的TFT阵列面板的布局图，图3B是沿着IIIB-IIIB′线截取的图3A中示出的TFT阵列面板的剖视图，图4B是沿着IVB-IVB′线截取的图4A中示出的TFT阵列面板的剖视图，图5B是沿着VB-VB′线截取的图5A中示出的TFT阵列面板的剖视图，图6B是沿着VIB-VIB′线截取的图6A中示出的TFT阵列面板的剖视图。
参照图3A和图3B，通过溅射等在绝缘基底110上沉积导电层。导电层具有下膜和上膜，其中，下膜优选地由Al或Al-Nd合金制成并且厚度优选地为大约2,500，上膜优选地由Mo制成。
可采用Al或Al-Nd靶和Mo靶来共溅射(co-sputter)下膜和上膜。当沉积下膜时，对Al(-Nd)靶供电，而不对Mo靶供电。在沉积下膜之后，不对Al(-Nd)靶供电，而对Mo靶供电，用来沉积上膜。
通过平版印刷术来图案化上膜和下膜，并蚀刻上膜和下膜以形成包括栅极124、突起127和端部129的多条栅极线121。
参照图4A和图4B，在大约250℃至大约500℃下沉积厚度为大约2,000至大约5,000的栅极绝缘层140。随后，在栅极绝缘层140上顺序地沉积本征非晶硅层和非本征非晶硅层，通过平版印刷术来图案化并蚀刻本征非晶硅层和非本征非晶硅层，从而形成多个非本征半导体带164和包括突起154的多个本征半导体带151。
参照图5A和图5B，通过溅射等沉积导电层。导电层包括优选地由Mo制成的下膜、优选地由Al制成的中间膜和优选地由Mo制成的上膜。导电层的厚度等于大约4,000，溅射温度等于大约150℃。
然后通过平版印刷术来图案化导电层，并湿蚀刻该导电层，从而形成包括源极173和端部179的多条数据线171、漏极175和存储导体177。用于湿蚀刻的蚀刻剂可包含优选地大约63％-70％的磷酸、优选地大约4％-8％的硝酸或优选地大约8％-11％的乙酸，其余为去离子水。
此后，去除非本征半导体带164没有被数据线171、漏极175和存储导体177覆盖的暴露部分，从而完成包括突起163的多个欧姆接触带161和多个欧姆接触岛165，并暴露本征半导体带151的一部分。为了使半导体带151的暴露表面稳定，接下来优选地进行氧等离子体处理。
参照图6A和图6B，涂覆包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂膜。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯，其中，丙二醇烷基醚乙酸酯包含优选地含有大约1-5个碳原子的烷基。
通过移动基底110或涂覆器(未示出)的喷嘴(未示出)采用狭缝涂覆来执行涂覆，涂覆的树脂组成物的厚度为大约1.0微米至大约8.0微米。
在涂覆之后，将用光敏树脂组成物涂覆的基底110放到炉内，并在大约90℃至大约110℃的温度下预烘大约90秒至大约180秒。预烘去除了易挥发成分例如溶剂。
接着，通过采用掩模对准器使光敏膜与掩模对准，并通过掩模使光敏膜进行第一曝光。例如用UV光曝光竖直地照亮光敏树脂膜的整个表面。
然后，用优选地含有3wt.％的二异丙胺的碱性水溶液的显影剂使光敏树脂膜显影。显影剂溶解光敏树脂膜被曝光的曝光部分，并保留光敏树脂膜的未曝光部分，从而形成具有多个接触孔182、185、187和多个接触孔181的上部的钝化层180，如图6A和图6B所示。
由于光敏树脂组成物包含二叠氮化醌，所以在短时间内快速地去除了光敏树脂膜的曝光部分。与此相反，即使未曝光部分与显影剂长时间接触，也难以去除未曝光部分。
在显影之后，用去离子水清洗具有钝化层180的基底110，并干燥基底110。
然后，优选地采用深紫外(UV)光对钝化层180的一部分或全部进行第二曝光。在第二曝光中单位面积上UV光的亮度可高于第一曝光中单位面积上UV光的亮度。第二曝光去除了第一曝光期间未能充分曝光的部分，从而减少了残留物。
在大约150℃至大约250℃的温度下，更加优选地在大约180℃至大约240℃的温度下，在热板或无尘烘箱中对钝化层180后烘大约5分钟至大约120分钟，优选地后烘大约30分钟至大约90分钟。后烘提高了固化的光敏树脂图案的耐热性和溶剂电阻。
光敏树脂组成物中的溶剂提高了固体成分例如丙烯酸树脂和二叠氮化醌的溶解度，以使光敏树脂组成物均匀地分散。因此，光敏树脂组成物调节溶剂的挥发速度，以减少由溶剂的未充分干燥或缓慢干燥造成的瑕疵。此外，光敏树脂组成物形成均匀厚的钝化层180，以提高钝化层180的透过率和反射性能。
随后，采用钝化层180作为蚀刻掩模来蚀刻栅极绝缘层140，以完成接触孔181。
最后，通过溅射、平版印刷术和蚀刻IZO或ITO层，在钝化层180上以及漏极175、栅极线121的端部129和数据线171的端部179的暴露部分上形成多个像素电极190和多个接触辅助件81、82，如图1和图2中所示。
上述光敏树脂组成物可用于其它绝缘层例如栅极绝缘层140。除此之外，上述光敏树脂组成物可用于其它显示装置例如有机发光二极管(OLED)显示器。
虽然已经参照优选实施例详细地描述了本发明，但是本领域的技术人员要明白，在不脱离由权利要求阐述的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和替代。
本专利申请要求于2005年2月7日提交的第10-2005-0011464号韩国专利申请的优先权，该申请的内容通过引用包含于此。
权利要求
1.一种光敏树脂组成物，包含丙烯酸树脂；二叠氮化醌；溶剂，其包含丙二醇烷基醚乙酸酯，具有含有大约1-5个碳原子的烷基；三甲基戊二醇单异丁酸酯。
2.如权利要求1所述的组成物，其中，所述丙二醇烷基醚乙酸酯在所述溶剂中的重量百分比为大约60wt.％至大约95wt.％，所述三甲基戊二醇单异丁酸酯的重量百分比优选地为大约5wt.％至大约40wt.％。
3.如权利要求1所述的组成物，其中，所述溶剂在所述组成物中的重量百分比为大约55wt.％至大约90wt.％。
4.如权利要求1所述的组成物，其中，所述丙烯酸树脂在所述组成物中的重量百分比为大约5wt.％至大约40wt.％。
5.如权利要求1所述的组成物，其中，所述二叠氮化醌在所述组成物中的重量百分比为大约2wt.％至大约15wt.％。
6.如权利要求1所述的组成物，其中，所述丙二醇烷基醚乙酸酯在所述溶剂中的重量百分比为大约75wt.％至大约85wt.％，所述三甲基戊二醇单异丁酸酯的重量百分比为大约152wt.％至大约25wt.％。
7.如权利要求1所述的组成物，其中，所述丙烯酸树脂包含降冰片羧酸酯，所述降冰片羧酸酯具有 这里，R为-OH或-CH3。
8.如权利要求7所述的组成物，其中，所述降冰片羧酸酯在所述组成物中的重量百分比为大约20wt.％至大约40wt.％。
9.如权利要求1所述的组成物，其中，所述组成物还包含着色剂、染料、用来防止划痕的药剂、增塑剂、粘着增强剂、表面活性剂、抗氧化剂、溶解抑制剂、敏化剂、UV吸收剂和光稳定剂中的至少一种。
10.一种薄膜面板，包括基底；薄膜图案，形成在所述基底上；绝缘层，形成在所述薄膜图案上，所述绝缘层由包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂组成物制成，所述溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯，具有含有大约1-5个碳原子的烷基；三甲基戊二醇单异丁酸酯。
11.如权利要求10所述的薄膜面板，其中，所述丙二醇烷基醚乙酸酯在所述溶剂中的重量百分比为大约60wt.％至大约95wt.％，所述三甲基戊二醇单异丁酸酯在所述溶剂中的重量百分比优选地为大约5wt.％至大约40wt.％。
12.如权利要求10所述的薄膜面板，其中，所述薄膜面板包括栅极线；栅极绝缘体，形成在所述栅极线上；半导体层，形成在所述栅极绝缘体上；数据线和漏极，形成在所述半导体层上。
13.如权利要求12所述的薄膜面板，还包括形成在所述绝缘层上并与所述漏极连接的像素电极。
14.一种制造薄膜面板的方法，所述方法包括在基底上形成薄膜图案；涂覆包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂的光敏树脂组成物；对所述光敏树脂组成物进行曝光；使所述光敏树脂组成物显影，其中，所述溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯，具有含有大约1-5个碳原子的烷基；三甲基戊二醇单异丁酸酯。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述光敏树脂组成物的所述涂覆采用狭缝型喷嘴。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述光敏树脂组成物具有大约1.0微米至大约8.0微米的厚度。
17.如权利要求14所述的方法，其中，还包括在所述曝光之前去除所述光敏树脂组成物中的所述溶剂。
18.如权利要求14所述的方法，其中，还包括在所述显影过程之后使所述光敏树脂组成物曝光。
19.如权利要求14所述的方法，其中，还包括在所述显影过程之后烘干所述光敏树脂组成物。
20.如权利要求14所述的方法，其中，所述薄膜图案的所述形成步骤包括在所述基底上形成栅极线；顺序沉积栅极绝缘层和半导体层；蚀刻所述半导体层；在所述半导体层上形成数据线和漏极。
21.如权利要求20所述的方法，还包括在所述光敏树脂组成物上形成像素电极，其中，所述光敏树脂组成物具有暴露所述漏极的接触孔，所述像素电极与所述漏极连接。
全文摘要
一种光敏树脂组成物包含丙烯酸树脂、二叠氮化醌和溶剂。溶剂包含丙二醇烷基醚乙酸酯和三甲基戊二醇单异丁酸酯(2，2，4－三甲基－1，3－戊二醇单异丁酸酯)。丙二醇烷基醚乙酸酯包含优选地含有大约1－5个碳原子的烷基。该树脂组成物可用来制造用于显示装置的薄膜面板。
文档编号G03F7/20GK1818778SQ20061000330
公开日2006年8月16日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年2月7日
发明者李东基 申请人:三星电子株式会社