专利名称：含有多种光敏引发剂的光敏树脂组合物和使用该光敏树脂组合物的透明薄膜层和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光致抗蚀剂组合物，该组合物使用两种以上具有不同激活波长的 光敏引发剂，从而感光度高且形成的图案的厚度容易随照射强度而控制。本发明还涉及一 种使用所述光致抗蚀剂组合物形成的透明薄膜层和一种含有该薄膜层的液晶显示器。
背景技术：
用于液晶显示器件的液晶单元主要由用于驱动的薄膜晶体管(TFT)基板、用于显 示彩色的滤色器，和两个基板之间的液晶层组成。所述滤色器是以如下方式形成的基板使 用颜料分散于其中的光敏有机材料通过光刻法形成图案后，为产生彩色图像在图案上使用 三种以上具有不同透射吸收波长的彩色油墨形成像素。如果需要，在滤色器基板的像素上 也可使用外涂层来降低相邻像素之间的阶跃高度(st印height)，或通过图案化形成柱状 间隔物来维持液晶单元的内部间隙处于一定水平。可通过光刻形成图案的光致抗蚀剂组合物，特别是负型组合物，通常用于形成所 述外涂层或所述柱状间隔物。负型光致抗蚀剂组合物是以碱溶性聚合物、含有两个以上丙 烯酸酯基团的多官能单体，及光敏引发剂为主的混合物，如果需要还包括溶剂和表面活性 剂、粘合助剂等添加剂。当负型光致抗蚀剂组合物暴露于光、特别是紫外线(UV)时，光敏引 发剂分解产生活性自由基。所述活性自由基活化多官能单体的丙烯酸酯基团从而导致碱溶 性聚合物与多官能单体的交联(光聚合反应)。由光聚合反应而交联的部分，即暴露于光的 部分，分子量增加，从而碱溶性降低。所述暴露部分在随后的显影中保持不被除去。因此， 使用负型光敏树脂能通过光刻形成精细图案。光致抗蚀剂组合物的感光度与稳定形成图案 的最小照射剂量(即光能)有关。照射剂量越低就能越缩短处理时间，有助于提高生产率。 特别是，用于形成柱状间隔物的光致抗蚀剂组合物的感光度以图案厚度的变化急剧下降时 的照射剂量确定。通常为了提高感光度，已在组合物中使用在较低光能量中能快速响应的光敏引 发剂，而光致抗蚀剂组合物的显影性无显著下降。但是，使用这样的方法有以下缺点，即 图案厚度随照射强度的变化较小，从而使得难于制造可通过改变光掩模的狭缝结构(slit structure)和透光率来控制其厚度的透明薄膜。
发明内容
技术问题本发明致力于解决如上所述的使用现有光致抗蚀剂组合物形成的透明薄膜所具 有的问题，并且本发明的目标在于提供一种光致抗蚀剂组合物，其具有高感光度，并且形成 的图案的厚度易随通过狭缝掩模或透反掩模(transflective mask)的照射强度而控制。本发明的另一个目的是提供一种使用所述光致抗蚀剂组合物形成的透明薄膜。本发明的又一个目的是提供一种含有所述透明薄膜的液晶显示器。
技术方案本发明的光致抗蚀剂组合物，该组合物使用两种以上激活波长差值在20nm以上 的光敏引发剂，从而感光度良好且形成图案的厚度易随照射强度控制，因此适用于液晶显 示器等的透明薄膜层的形成，从而能够解决上述问题。有益效果本发明的光致抗蚀剂组合物具有高感光度，并且形成的图案的厚度易随通过狭缝 掩模或透反掩模的照射强度而控制。因此使用这样的光致抗蚀剂组合物有利于形成液晶显 示器的柱状间隔物、外涂层和钝化材料等。
图1为本发明的比较例和实施例以感光度和“图案饱和厚度-狭缝图案厚度”之 间的相关性表示的图。图2为本发明的比较例和实施例以感光度和“图案饱和厚度-透反图案厚度”之 间的相关性表示的图。
具体实施例方式本发明提供了一种含有两种以上具有不同激活波长的光敏引发剂的光致抗蚀剂 组合物，所述激活波长的差值为20nm以上。特别地，本发明的光致抗蚀剂组合物含有两种以上光敏引发剂、碱溶性树脂、烯键 式不饱和化合物，及溶剂。更特别地，本发明的光致抗蚀剂组合物含有1-20重量％的碱溶 性树脂、1-20重量％的烯键式不饱和化合物、0. 05-10重量％的光敏引发剂，和50-95重 量％的溶剂。本发明的光致抗蚀剂组合物中光敏引发剂的激活波长差值在20nm以上。例如 在本发明的一个实施方案中，可以混合使用具有325nm激活波长的Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有270nm激活波长的六芳基双咪唑(Hexa-aryl-bis-imidazole)。作为另一 个实施方案，可以混合使用具有333nm激活波长的Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)和具有 305nm激活波长的Irgacure 907 (Ciba Geigy)。只要光敏引发剂之间的激活波长的差值符 合本发明的目的，可使用任何已知系列的光敏引发剂，而不对其进行限制。光敏引发剂的其他实例可为具有250nm激活波长的Irgacure 250 (Ciba Geigy) 和具有370nm激活波长的Irgacure 819 (Ciba Geigy)的组合、具有325nm激活波长的 Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有 305nm激活波长的 Irgacure 907 (Ciba Geigy)的组合、 具有325nm激活波长的Irgacure 369 (Ciba Geigy)和具有370nm激活波长的Irgacure 819 (Ciba Geigy)的组合、具有270nm激活波长的六芳基双咪唑和具有333nm激活波长的 Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)的组合，及具有 333nm 激活波长的 Irgacure 0XE-02 (Ciba Geigy)和具有 370nm 激活波长的 Irgacure 819 (Ciba Geigy)的组合。所述光敏引发剂的激活波长的范围为250nm-450nm。优选该激活波长范围是因为， 光敏引发剂可有效地利用本领域通常使用的光源的波长，例如汞蒸汽弧、碳弧、氙弧和卤弧 光源。本发明的光敏引发剂使用激活波长的差值在20nm以上的两种以上的光敏引发剂，其中优选光敏引发剂之间的激活波长的差值在20-100nm并且更优选为20-70nm。如果 激活波长的差值小于20nm，则图案饱和厚度和狭缝图案厚度之间的差值、或者图案饱和厚 度和透反图案厚度之间的差值(该因素决定了本发明的效果)不足够大，另外，如果激活波 长的差值大于lOOnm，则可能无法有效使用光源，因此不优选。所述光敏引发剂的含量优选为光致抗蚀剂组合物总重量的0.05-10重量％。光敏 引发剂的含量小于0. 05重量％会导致光活性不足，这可能使得无法形成均一的图案。另 外，光敏引发剂的使用量大于10重量％可能会增加光致抗蚀剂组合物过度溶解的可能。光敏引发剂的数量没有限制。例如，本发明光致抗蚀剂组合物中可使用两种光敏 引发剂。此时，所述两种光敏引发剂的比例在1 3-3 1的范围内。当其中一方光敏引发 剂小于1/3时，难以得到本发明的所需效果，并且相对较大量的光敏引发剂的特征占主导， 因而不优选。本发明的光致抗蚀剂组合物中的碱溶性树脂为一种含有羧酸基并可溶于碱性溶 液的聚合物树脂。只要能达到相同的效果则所述碱溶性树脂不限于特定的结构。例如，可 以使用以聚甲基丙烯酸酯为主要组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为主要组分的结构。碱溶性树脂的含量优选为光致抗蚀剂组合物 总重量的1-20重量％。如果碱溶性树脂的含量小于1重量％，因为光致抗蚀剂组合物不能 充分溶解在显影溶液中，因此难以形成图案，所以不优选。另外，如果碱溶性树脂的含量超 过20重量％，则溶液形式的光致抗蚀剂组合物粘度太高，使得难以进行涂覆，从而不优选。本发明的光致抗蚀剂组合物中烯键式不饱和化合物可以以化学式1-4的化合物 作为代表而举例，在符合本发明主旨的情况下不局限在此，也可使用任何已知的烯键式不 饱和化合物。[化学式1]
权利要求
一种光致抗蚀剂组合物，其含有两种激活波长的差值在20nm以上的光敏引发剂。
2.权利要求1的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述两种光敏引发剂的含量比例为 1:3-3:1。
3.权利要求1的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述光敏引发剂之间激活波长的差值 为 20 至 IOOnm0
4.权利要求1的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述光敏引发剂各自的激活波长范围 为 250nm 至 450nm。
5.权利要求1的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述光致抗蚀剂组合物除光敏引发剂 外还含有碱溶性树脂、烯键式不饱和化合物和溶剂。
6.权利要求5的光致抗蚀剂组合物，其特征所述光致抗蚀剂组合物含有1-20重量％ 的碱溶性树脂、1-20重量％的烯键式不饱和化合物、0. 05-10重量％的光敏引发剂和50-95重量％的溶剂。
7.权利要求5的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述烯键式不饱和化合物是以下述化 学式1-4表示的化合物中的一种[化学式1]o,J>-Pο人。OH[化学式2][化学式3][化学式4]
8.权利要求5的光致抗蚀剂组合物，其中所述溶剂选自甲基乙基酮、甲基溶纤剂、丙基 溶纤剂、乙基溶纤剂、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、环 戊酮、环己酮、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、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、乙酸丁酯、双丙甘醇单甲基醚、及它们的 混合物。
9.权利要求5的光致抗蚀剂组合物，其特征在于还含有固化促进剂、热聚合抑制剂、±曾 塑剂、粘合促进剂、填充剂或表面活性剂。
10.权利要求9的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述固化促进剂选自2-巯基苯并咪 唑、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2，5- 二巯基-1，3，4-噻二唑和2-巯基-4，6- 二甲 基氨基吡啶。
11.权利要求9的光致抗蚀剂组合物，其特征在于所述热聚合抑制剂为对-苯甲醚或氧醌。
12.一种使用权利要求1的光致抗蚀剂组合物形成的透明薄膜。
13.权利要求12的透明薄膜，其特征在于所述透明薄膜的图案饱和厚度和狭缝图案厚 度之间的差值在3,500 A以上。
14.权利要求12的透明薄膜，其特征在于所述透明薄膜的图案饱和厚度和透反图案厚 度之间的差值在4,000 A以上。
15.一种含有权利要求12的透明薄膜的液晶显示器。
全文摘要
本发明涉及一种光敏树脂组合物，其含有具有不同激活波长的多种光敏引发剂，一种使用光敏树脂组合物制备的用于液晶显示器的透明薄膜层，和一种使用所述透明薄膜层制备的液晶显示器。由于使用含有光敏引发剂的激活波长的差值在20nm以上的两种以上光敏引发剂的光敏树脂组合物，敏感度增加并且厚度易随照射度而控制。因此，本发明提供当使用狭缝或透反掩模时能容易地调节厚度的光敏树脂组合物。
文档编号G03F7/028GK101965541SQ200980108306
公开日2011年2月2日 申请日期2009年6月22日 优先权日2008年7月1日
发明者吴东宫, 李健雨, 李昌淳, 赵昌镐, 郭尚圭, 金星炫, 闵庚勋 申请人:株式会社Lg化学