專利名稱：去除tft－lcd制造工藝中彩色抗蝕劑的剝離組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除TFT-LCD制造工藝中彩色抗蝕劑的剝離組合物，更特別地涉及一種剝離組合物，該剝離組合物在濾色器工藝期間選擇性的除去質(zhì)量差的襯底的彩色抗蝕劑，因此能夠重復(fù)使用襯底。
背景技術(shù)：
濾色器襯底包括紅色、綠色和藍(lán)色濾色器圖案；一個黑色基質(zhì)，它阻斷在每個象素之間的光泄漏和增強(qiáng)對比度；和一個通常的電極，它施加電壓到液晶池。根據(jù)如下方法制造濾色器。
將Cr/CrOx或無機(jī)材料作為黑色基質(zhì)涂敷在玻璃襯底上并形成圖案。在形成黑色掩模圖案之后，由光刻工藝形成彩色抗蝕劑圖案。將彩色抗蝕劑涂敷在玻璃襯底上并曝光，以通過光聚合固化彩色抗蝕劑。然后，除去沒有曝光的彩色抗蝕劑部分，并焙烘襯底。
由顏料分散、染色或電泳沉積制備彩色抗蝕劑。其中，顏料分散是最典型的方法。一般情況下，在彩色抗蝕劑中分散一種有機(jī)顏料，該有機(jī)顏料向光敏引發(fā)劑、單體或粘結(jié)劑提供顏色，它是如光刻膠的感光組合物。光敏引發(fā)劑是當(dāng)曝露于光時產(chǎn)生自由基的高度敏感性化合物。如果由自由基引發(fā)聚合，單體轉(zhuǎn)變成聚合物，則該聚合物不溶于顯影溶劑。粘結(jié)劑在室溫下保護(hù)液體單體免受顯影溶液的影響和控制顏料分散穩(wěn)定性和紅色、綠色和藍(lán)色圖案的耐熱性、耐光性和耐化學(xué)品性。
目前，幾乎不可能從濾色器工藝期間產(chǎn)生的質(zhì)量差的濾色器襯底上除去一次固化的彩色抗蝕劑而再使用該襯底。同樣，由于幾乎沒有可除去彩色抗蝕劑的溶劑，大多數(shù)質(zhì)量差的濾色器在沒有進(jìn)一步的加工下被浪費(fèi)。
彩色抗蝕劑具有負(fù)性特性。一般情況下，負(fù)性類型抗蝕劑與正性類型相比更難以剝離。因此，負(fù)性類型抗蝕劑要求強(qiáng)效的剝離特性。為此原因，采用RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)，它使用無機(jī)剝離溶液或等離子體。無機(jī)剝離溶液的使用對人體是有害，并可引起著火，這是由于硫酸、硝酸、發(fā)煙硫酸或硝酸和過氧化氫的混合物溶液必須加熱到120℃或更高。因此，需要極其注意。無機(jī)剝離溶液的具體例子有烷基苯磺酸和沸點為150℃或更高的無鹵素芳族烴(halogen-free aromatic hydrocarbon)溶劑的混合物溶液(公開于日本專利公開No.昭51-72503)，烷基芳基磺酸、氫化質(zhì)子的(hydroprotic)芳族磺酸和無鹵素芳族烴溶劑的混合物溶液(公開于U.S.專利No.4,165,294)；和剝離劑，其中將極性和非極性有機(jī)溶劑加入到有機(jī)磺酸和1，2-二羥基苯中(公開于歐洲專利公開No.0119337)。
使用等離子體的RIE方法的例子對固化的彩色抗蝕劑進(jìn)行蝕刻，該抗蝕劑采用通常的濕法蝕刻不能被去除，而需連續(xù)使用O2-RIE和SF6-RIE(公開于U.S.專利No.5,756,239)并蝕刻包括聚酯、聚酰胺或線性酚醛清漆樹脂的吸收劑層和聚硅烷、聚硅氧烷、有機(jī)硅化合物、二氧化硅或氮化硅的屏蔽層的固化的彩色抗蝕劑，其中吸收劑層由O2-RIE蝕刻，屏蔽層由SF6-RIE或NF3-RIE蝕刻(公開于U.S.專利No.5,059,500)。然而，使用等離子體對濾色器蝕刻要求高真空和高能量，并且加工條件復(fù)雜。同樣，方法對于大尺寸濾色器是不適合的，并且需要昂貴的設(shè)備。
因此，采用蝕刻彩色抗蝕劑的常規(guī)技術(shù)，難以穩(wěn)定地蝕刻大量彩色抗蝕劑。并且，安全性、生產(chǎn)率和產(chǎn)量均受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供剝離組合物，該剝離組合物可以在TFT-LCD濾色器制造工藝期間選擇性除去彩色抗蝕劑圖案，使得原本大多被浪費(fèi)的質(zhì)量差的濾色器襯底，可以被再使用。


圖1顯示在60℃下實施例5和對比例1的彩色抗蝕劑剝離組合物對彩色抗蝕劑脫除能力的對比的掃描電子顯微照片(采用日立的S-4100拍攝)。
具體實施例方式
為達(dá)到目的，本發(fā)明提供一種剝離組合物，該剝離組合物包括(a)1～10wt％無機(jī)堿金屬氫氧化物或氫氧化烷基銨；(b)40～95wt％二甲亞砜；和(c)4～50wt％水。
優(yōu)選，本發(fā)明的組合物可進(jìn)一步包括(d)每100wt％剝離組合物中含0.05～111wt％一種或多種選自如下的化合物水溶性胺、N-烷基-2-吡咯烷酮、亞烷基二醇醚、無機(jī)堿金屬乙酸鹽和鏈烷醇胺。
以下，更詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明涉及在TFT-LCD濾色器制造工藝期間除去質(zhì)量差的襯底的彩色抗蝕劑圖案以重復(fù)使用的剝離組合物。
本發(fā)明的剝離組合物包括a)無機(jī)堿金屬氫氧化物或氫氧化烷基銨。由于濾色器工藝不受剩余的金屬影響，所有可以使用無機(jī)堿金屬氫氧化物。由于氫氧化烷基銨不穩(wěn)定，優(yōu)選，將它溶于水中。
每100wt％組合物中包括1～10wt％的無機(jī)堿金屬氫氧化物或氫氧化烷基銨。由于不能充分滲透到組成彩色抗蝕劑的聚合物中，所以如果無機(jī)堿金屬氫氧化物或氫氧化烷基銨的含量小于1wt％，則難以完全除去彩色抗蝕劑。另外，如果含量超過10wt％，溶脹變得強(qiáng)烈，對組成彩色抗蝕劑的聚合物的溶解度降低。
優(yōu)選，無機(jī)堿金屬氫氧化物是一種或多種選自氫氧化鈉和氫氧化鉀的化合物。和優(yōu)選，氫氧化烷基銨是一種或多種選自如下的化合物氫氧化四乙基銨、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化三甲基芐基銨和氫氧化銨。
本發(fā)明的剝離組合物也包括b)二甲亞砜。二甲亞砜滲透到組成彩色抗蝕劑的聚合物中，并將彩色抗蝕劑從玻璃襯底上分離。優(yōu)選，每100wt％的組合物中含有40～95wt％的二甲亞砜。如果二甲亞砜的含量小于40wt％，向彩色抗蝕劑中的滲透不充分，使得彩色抗蝕劑不能完全除去。另外，如果含量超過95wt％，彩色抗蝕劑剝離組合物的粘度和凝固點上升，使它變得難以處理。
在本發(fā)明的剝離組合物中，c)水是一個基本的組分。優(yōu)選使用通過離子交換樹脂過濾的純水，和更優(yōu)選使用電阻系數(shù)為18MΩ或更大的超純水。
優(yōu)選，每100wt％的組合物中包括4～50wt％的水。如果水的含量小于4wt％，就不能完全活化氫氧化烷基銨，使得對彩色抗蝕劑的滲透不充分。另外，如果含量超過50wt％，由于在加工溫度下水的蒸發(fā)使組合物產(chǎn)生較大變化，因此降低使用期限。
本發(fā)明的剝離組合物可進(jìn)一步包括d)每100wt％的剝離組合物中含有0.05～111wt％的一種或多種選自如下的化合物水溶性胺、N-烷基-2-吡咯烷酮、亞烷基二醇醚、無機(jī)堿金屬乙酸鹽和鏈烷醇胺。
水溶性胺用于改進(jìn)剝離組合物的性能。優(yōu)選，羥基胺用作水溶性胺。羥基胺協(xié)助從水和質(zhì)子色料(proton color)的反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧離子有效滲透到抗蝕劑和襯底間的界面上，溶解聚合物并溶解聚合物和顏料的配合物。優(yōu)選，使用50％羥基胺水溶液。優(yōu)選，每100wt％的剝離組合物中包括2～20wt％的水溶性胺。如果水溶性胺的含量小于2wt％，難以完全除去彩色抗蝕劑。另外，如果含量超過20wt％，底層變得易于腐蝕。
一種N-烷基-2-吡咯烷酮可用于本發(fā)明的彩色抗蝕劑剝離組合物以改進(jìn)它的性能。N-烷基-2-吡咯烷酮溶解聚合物并誘導(dǎo)溶脹。優(yōu)選，每100wt％的剝離組合物中包括2～20wt％的N-烷基-2-吡咯烷酮。如果N-烷基-2-吡咯烷酮的含量小于2wt％，對聚合物的溶解力降低，而該聚合物是彩色抗蝕劑的主要組分。另外，如果含量超過20wt％，對彩色抗蝕劑的滲透變得不充分。
優(yōu)選，N-烷基-2-吡咯烷酮是一種或多種選自N-乙基-2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮的化合物。
本發(fā)明的彩色抗蝕劑剝離組合物可包括亞烷基二醇醚以改進(jìn)它的性能。亞烷基二醇醚將彩色抗蝕劑從玻璃襯底上剝離，滲透到聚合物中并溶解聚合物和顏料粒子的配合物。優(yōu)選，每100wt％的剝離組合物中包括2～50wt％的亞烷基二醇醚。如果亞烷基二醇醚的含量小于2wt％，對彩色抗蝕劑的溶解力降低。另外，如果含量超過50wt％，由于使二甲亞砜含量減少而降低了滲透力。
優(yōu)選，亞烷基二醇醚是一種或多種選自如下的化合物二甘醇乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單丁基醚、二甘醇二乙酸酯、二甘醇單丁基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚和二丙二醇單乙基醚。
本發(fā)明的彩色抗蝕劑剝離組合物可包括一種無機(jī)堿金屬乙酸鹽以改進(jìn)它的性能。無機(jī)堿金屬乙酸鹽滲透到聚合物或顏料中以改進(jìn)氫氧化烷基銨和氫氧化烷芳基銨的性能。優(yōu)選，每100wt％的剝離組合物中包括0.05～1wt％的無機(jī)堿金屬乙酸鹽。如果無機(jī)堿金屬乙酸鹽的含量小于0.05wt％，則不能改進(jìn)對聚合物的滲透力，而該聚合物是彩色抗蝕劑的主要組分。另外，如果含量超過1wt％，無機(jī)堿金屬乙酸鹽的溶解力將降低，則可能發(fā)生沉淀。
優(yōu)選，無機(jī)堿金屬乙酸鹽是一種或多種選自乙酸鉀和乙酸鈉的化合物。
本發(fā)明的彩色抗蝕劑剝離組合物可包括一種鏈烷醇胺以改進(jìn)它的性能。鏈烷醇胺由于對感光化合物的優(yōu)異溶解力以及溶解聚合物和顏料的配合物的能力，而促進(jìn)氫氧化烷基銨向聚合物中滲透。優(yōu)選，每100wt％的剝離組合物中包括2～20wt％鏈烷醇胺。如果鏈烷醇胺的含量小于2wt％，由于對感光化合物和配合物的溶解力差而達(dá)不到預(yù)期的性能的改進(jìn)。另外，如果含量超過20wt％，則除去彩色抗蝕劑的性能變差。
優(yōu)選鏈烷醇胺是一種或多種選自如下的化合物單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和氨基乙氧基乙醇。
以下，通過實施例更詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，以下實施例僅用于對本發(fā)明的理解而不限制本發(fā)明的范圍。除非另外說明，百分比和混合比均基于重量。
實施例使用由A公司生產(chǎn)的濾色器襯底，評價實施例和對比例彩色抗蝕劑剝離組合物的彩色抗蝕劑去除性能。
(1)彩色抗蝕劑脫除測試測試樣品的制備在一個沉積Cr/CrOx的LCD角化玻璃上形成濾色器圖案。根據(jù)光刻工藝以紅色、綠色和藍(lán)色的順序涂敷彩色抗蝕劑。將通常使用的彩色抗蝕劑組合物(由Dongjin Semichem生產(chǎn)的DCR-725S)旋涂使最終厚度為1.7μm。將抗蝕劑膜在熱板上90℃下預(yù)焙烘120秒。曝光之后，使用2.38％氫氧化四甲基銨(TMAH)顯影溶液在21℃下進(jìn)行顯影60秒。將形成圖案的樣品在烘箱中220℃下硬焙烘20分鐘。
彩色抗蝕劑脫除測試將每個測試樣品分別在60℃下浸入彩色抗蝕劑剝離組合物中5分鐘、10分鐘和15分鐘。將測試樣品從彩色抗蝕劑剝離組合物中取出，采用超純水洗滌并用氮?dú)飧稍?。用掃描電子顯微鏡觀察圖案中剩余的彩色抗蝕劑。采用以下標(biāo)準(zhǔn)評價彩色抗蝕劑脫除性能。結(jié)果見下表2。
◎完全除去所有的紅色、綠色和藍(lán)色圖案。
○僅除去綠色和藍(lán)色圖案。
△僅除去藍(lán)色圖案。
×沒能除去紅色、綠色和藍(lán)色圖案中的任何一個。
(2)金屬膜腐蝕測試金屬膜腐蝕測試將每個測試樣品分別在60℃下浸入彩色抗蝕劑剝離組合物中30分鐘。將測試樣品從彩色抗蝕劑剝離組合物中取出，采用超純水洗滌并用氮?dú)飧稍铩２捎脪呙桦娮语@微鏡觀察圖案金屬部分的底切(undercut)。由如下標(biāo)準(zhǔn)評價腐蝕程度。結(jié)果見下表3。
○底部金屬膜中沒有底切。
△底部金屬膜中有輕微底切。
×底部金屬膜中有強(qiáng)烈底切。
實施例1～7和對比例1～2根據(jù)下表1中給出的組成制備實施例1～7和對比例1～2的彩色抗蝕劑剝離組合物。對于每個獲得的彩色抗蝕劑剝離組合物，進(jìn)行(1)彩色抗蝕劑脫除測試和(2)金屬膜腐蝕測試。結(jié)果見表2和表3。

表1備注TMAH氫氧化四甲基銨
HDA羥基胺NMN-甲基-2-吡咯烷酮PGME1-甲氧基-2-丙醇卡必醇二甘醇單乙基醚彩色抗蝕劑剝離組合物的彩色抗蝕劑脫除性能

表2金屬布線腐蝕測試

表3如在表2和表3中看到的那樣，與對比例1～2相比，本發(fā)明的剝離組合物(實施例1～7)顯示可比的或更好的金屬布線腐蝕性和非常優(yōu)異的彩色抗蝕劑脫除性能。
圖1顯示比較在60℃下實施例5和對比例1的彩色抗蝕劑剝離組合物的彩色抗蝕劑脫除能力的掃描電子顯微照片(采用日立的S-4100拍攝)。
如圖中看到的那樣，當(dāng)使用本發(fā)明的剝離組合物(實施例5)時，彩色抗蝕劑被干凈地除去。
如上所述，本發(fā)明的彩色抗蝕劑剝離組合物可容易地在短時間內(nèi)除去彩色抗蝕劑。同樣，它可以最小化彩色抗蝕劑脫除工藝期間對金屬布線的腐蝕。此外，可以采用水進(jìn)行清洗而不必使用有機(jī)溶劑，如異丙醇和二甲亞砜。
盡管參考優(yōu)選的實施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)和替換而不背離在所附權(quán)利要求中說明的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于除去彩色抗蝕劑的剝離組合物，包括(a)1～10wt％無機(jī)堿金屬氫氧化物或氫氧化烷基銨；(b)40～95wt％二甲亞砜；和(c)4～50wt％水。
2.權(quán)利要求1的剝離組合物，其中該無機(jī)堿金屬氫氧化物是選自氫氧化鈉和氫氧化鉀的一種或多種化合物。
3.權(quán)利要求1的剝離組合物，其中該氫氧化烷基銨是一種或多種選自如下的化合物氫氧化四乙基銨、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化三甲基芐基銨和氫氧化銨。
4.權(quán)利要求1的剝離組合物，該組合物進(jìn)一步包括(d)0.05～111wt％一種或多種選自如下的化合物水溶性胺、N-烷基-2-吡咯烷酮、亞烷基二醇醚、無機(jī)堿金屬乙酸鹽和鏈烷醇胺。
5.權(quán)利要求4的剝離組合物，其中所述的水溶性胺是羥基胺。
6.權(quán)利要求4的剝離組合物，其中所述的N-烷基-2-吡咯烷酮是一種或多種選自N-乙基-2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮的化合物。
7.權(quán)利要求4的剝離組合物，其中所述的亞烷基二醇醚是一種或多種選自如下的化合物二甘醇乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單丁基醚、二甘醇二乙酸酯、二甘醇單丁基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚和二丙二醇單乙基醚。
8.權(quán)利要求4的剝離組合物，其中所述的無機(jī)堿金屬乙酸鹽是一種或多種選自乙酸鉀和乙酸鈉的化合物。
9.權(quán)利要求4的剝離組合物，其中所述的鏈烷醇胺是一種或多種選自如下的化合物單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和氨基乙氧基乙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除TFT－LCD制造工藝中彩色抗蝕劑的剝離組合物，更特別地涉及一種剝離組合物，該剝離組合物在濾色器工藝期間選擇性除去質(zhì)量差的襯底的彩色抗蝕劑，因此能夠重復(fù)使用襯底。本發(fā)明的剝離組合物具有經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，由于它能夠?qū)崿F(xiàn)濾色器襯底的循環(huán)使用，而先前該襯底由于彩色抗蝕劑圖案難以脫除而被浪費(fèi)。
文檔編號G03F7/42GK1577112SQ200410062400
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者尹錫壹, 金圣培 申請人:東進(jìn)瑟彌侃株式會社