用于印刷构图抗蚀剂层的组合物和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将构图的抗蚀剂层印刷到底层、优选为可蚀刻层的组合物，包括：ａ）酸官能树脂，其可溶于碱性介质且不溶于酸性介质，具有至少１００ｍｇ　　ＫＯＨ／ｇ的酸值；ｂ）具有１００到２５０℃之间沸点的基础溶剂；以及ｃ）具有２００到３５０℃之间沸点的粘结溶剂；假设粘结溶剂的沸点高于基础溶剂的沸点。本发明专利技术还涉及用于制造构图层、像素设计和ＬＣＤ显示器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将构图抗蚀剂层印刷到底层、优选可蚀刻层的组合物，并且涉及一种制造构图抗蚀剂层的方法。本专利技术更进一步涉及使用所述方法制造像素设计和液晶显示器(LCD)。在LCD工业中通常使用构图抗蚀剂层。所有市场上可获得的抗蚀剂层都是光刻胶层，因为这些层应该是可用光来构图的。在负胶的情况下，通常在快速蒸发溶剂的情况下通过旋涂低粘度溶剂或者作为无溶剂的体系而将这些抗蚀剂层涂覆到可蚀刻层上。因此该方法至少要求三个工艺步骤，即，旋涂步骤和用于在旋涂层中制造图案的光刻步骤，以及光刻胶的显影步骤。特别是，该光刻步骤增加了制造LCD显示器的成本，因为该步骤要求光掩模曝光、显影和构图层通常的干燥和烘干。因此需要降低成本，特别是当大的基板必须具有抗蚀剂层时。此外，在低技术产品中使用LCD也要求更便宜的LCD显示器。本专利技术的一个目的是提供一种不使用光刻工艺来制造抗蚀剂层和LCD显示器的方法。更进一步的目的是提供执行所述方法的简单和便宜的组合物。专利技术人现在已经发现，应用印刷技术，通过直接将构图的抗蚀剂层形成到可蚀刻层上的方法可以省去光刻步骤。当制造其中像素具有更大尺寸的LCD电视显示器时，其允许使用常规印刷技术，这具有特别的益处。同时也发现，在使用用于制造抗蚀剂层的印刷技术时，不再需要使用可固化组合物和昂贵的交联物质，并可以使用较温和的清洗剂。为此目的，本专利技术涉及一种用于将构图的抗蚀剂层印刷到底层、优选为可蚀刻层的组合物，包括a)酸官能(acid-functional)树脂，其可溶于碱性介质且不溶于酸性介质，具有至少100mg KOH/g的酸值；b)具有100到250℃之间沸点的基础溶剂(base solvent)；以及c)具有200到350℃之间的沸点的粘结(tackifying)溶剂；假设粘结溶剂的沸点高于基础溶剂的沸点。将含有树脂的组合物用作印刷油墨在本领域是已知的。例如，日本专利申请JP 10219169公开了适于凹版印刷的油墨。此组合物包含与三聚氰胺树脂交联的聚酯树脂，以及作为溶剂的具有保护羟基的沸点为100-250℃的乙二醇衍生物或者环醚衍生物。这种组合物可以具有颜料并可以直接印刷到滤色器。然而，这样的组合物不适于制造抗蚀刻层(抗蚀剂层)。而且，如日本专利申请JP 10088055所公开的，为了从形板(form plate)提供充分的可释放性(releasabilty)，除粘合剂和颜料之外，该组合物还应该包含硅油。这些现有技术的组合物中没有一个是不可固化的或可以用于代替制造抗蚀刻层的光刻工艺。酸官能树脂可以是在酸性条件下、通常在含水酸性介质中可以经得起蚀刻过程的任何树脂。耐酸特性必须至少持续足够执行该蚀刻过程的时间，通常是1到10分钟。而且，该树脂应该可溶于执行本专利技术所需的溶剂系统中。另一方面，该树脂应该可充分溶于碱性介质，比如碱性的水介质，以允许在经济上合理时间内的刻蚀工艺之后除去该树脂。进一步的前提是，该树脂至少具有100mg KOH/g的酸值，优选至少150mg KOH/g，并且最优选至少200g KOH/g。对于在(多晶硅)半导体中的应用，该树脂优选包括小于5ppm的钠、钾和/或卤素，更优选小于2ppm。不需要该树脂是可交联的，但同样可以使用可交联的树脂。因此可以使用任何含酸的聚合物，比如丙烯酸，甲基丙烯酸的聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯等。优选该树脂是水溶性的。该酸基通常是COOH基，但是也可以使用含有磺酸和含有膦酸的树脂。优选的树脂是丙烯酸树脂，例如可得到的商标名为Joncryl(ex Johnson Polymer)的丙烯酸树脂。在许多情况下，使用该树脂作为干燥材料是有利的，其使得可以更加容易地制备印刷组合物。该树脂可以具有多种摩尔重量。通常重均摩尔重量(Mw)在250和20,000之间。在使用丙烯酸树脂的情况下，优选的摩尔重量在1,000和10,000之间，最优选在1,500和2,500之间。该树脂可以是此前提到的树脂中的一种或者是这些树脂的混合物。优选将染料添加到该树脂。染料的功能是可以在抗蚀剂的印刷、蚀刻、和除去期间能够对图案进行肉眼检查。在工艺期间染料没有其他功能上的作用。对于染料没有其它的要求，只要它们与工艺兼容即可，也即，它们耐酸并溶于碱性介质，而且它们不影响印刷工艺。适合的染料但不作为限制的例子有Orasol Blue BL(C.I.SolventBlue 136)(ex Ciba)、Savinyl Blue RS(C.I.Solvent Blue 45)(ex Clariant)、以及Zapon Red 355(ex BASF)。该基础溶剂应该是这样一种溶剂，酸官能树脂充分地溶解于其中，并且它允许在印刷工艺期间转移油墨。例如，当使用凹版胶印时，基础溶剂应该对橡皮布具有亲合性，其通常为硅橡胶类型，以允许与其粘着。在从橡皮布转移到印刷表面之后该基础溶剂还应该是可蒸发的。粘着和蒸发性质要求沸点的平衡，其在100到250℃之间。适合的溶剂例如是，乙二醇酯和丙二醇酯。烷基、芳基和芳烷基酯是优选的，并且优选不存在自由羟基。烷基(C1-C6)乙二醇酯，例如丁基乙二醇乙酸酯，是很方便的基础溶剂，特别是与丙烯酸树脂混和时。该基础溶剂也可以是溶剂的混合物。在凹版胶印中，由于该基础溶剂的蒸发和/或被吸收到硅树脂垫中，橡皮布上的油墨开始失去溶剂并且油墨变干，即，其内聚力提高，并且与橡皮布的附着力降低。然后该(部分)干燥的油墨必须转移到底层，优选可蚀刻层。仅当油墨粘结到底层、优选为可蚀刻层时发生这样的转移。为了获得足够的粘结力，有必要向该基础溶剂添加粘结溶剂。这种溶剂应该具有比该基础溶剂更高的沸点，以便在基础溶剂必要的蒸发之前来防止它的蒸发。适合的溶剂包括但是不局限于高温沸腾溶剂，例如三丁精(甘油三丁酸酯)、二甘醇一乙醚乙酸酯、二甘醇一丁醚乙酸酯、citrofolBI(柠檬酸三丁酯)、citrofolBII(柠檬酸乙酰基三丁酯)、四甘醇、三丙二醇。用三丁精获得了很好的结果。粘结溶剂具有在250和350℃之间的沸点。还可以使用粘结溶剂的混合物。应该强调指出，常规的粘结剂为发粘的液体聚合物。这样的聚合物对油墨的转移仅具有较小的影响，并且通常比前面提到的粘结溶剂差。为了在蒸发率和粘结性质之间获得最佳平衡，其必需获得用于进行工艺的可接受的时间窗口，并且其防止发生混浊(在图案外面的油墨)，优选基础溶剂∶粘结溶剂的比值为95∶5到30∶70(w/w)，更优选为80∶20到40∶60(w/w)。这样的混合物还产生很好的粘性，其影响工艺的性能。本专利技术也涉及一种制造构图层的方法，包括如下步骤a)将上面提到的树脂组合物印刷到底层可蚀刻层上，以获得用构图抗蚀剂层覆盖的底层可蚀刻层，b)用酸溶液处理覆盖有构图抗蚀剂层的可蚀刻层，以获得用构图抗蚀剂层覆盖的构图层；以及c)通过将树脂溶解在碱性溶剂中以获得构图层来从用构图抗蚀剂层覆盖的构图层除去该树脂。印刷工艺可以是任何常见的印刷工艺，比如凹版移印、胶印、柔性版(flexo)印刷、丝网印刷、模版印刷、喷墨印刷、凹版印刷、凸版印刷以及分配和分配喷射(dispensing and dispense jet)技术。本专利技术特别适合于凹版胶印或者凹版印刷。在凹版胶印中，模版是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将构图的抗蚀剂层印刷到底层、优选为可蚀刻层的组合物，包括：ａ）酸官能树脂，其可溶于碱性介质且不溶于酸性介质，具有至少１００ｍｇＫＯＨ／ｇ的酸值；ｂ）基础溶剂，具有１００和２５０℃之间的沸点；以及ｃ）粘结溶 剂，具有２００和３５０℃之间的沸点；假设该粘结溶剂的沸点高于该基础溶剂的沸点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜L鲍坎普韦吉诺尔特兹，阿里R范多恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]