光敏树脂组合物及液晶显示装置层间绝缘层图案的形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及，用于形成反射型薄膜晶体管液晶显示装置（ＴＦＴ－ＬＣＤ）的基板或层间绝缘层图案的光敏树脂组合物，以及利用该组合物形成图案的方法。这种光敏树脂组合物用于生产ＴＦＴ－ＬＣＤ，其包括多元酚辅助粘结剂、光酸发生剂以及交联剂。多元酚辅助粘结剂选自硅氧烷系聚合体粘结剂、聚羟基苯乙烯及聚苯乙烯－羟基苯乙烯。该光敏树脂组合物具有良好的透射比、耐热性、绝缘性以及平坦性等特性，因此，有降低液晶显示装置的耗电量以及减少制造工序的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请基于1998年7月15日在韩国工业产权局提交的98-28530号申请，将其内容引入本专利技术作为参考。本专利技术涉及光敏树脂组合物及利用该组合物形成图案的方法，所述组合物用于液晶显示装置的反射型薄膜晶体管(以下称TFT-LCD)的基片或层间绝缘层的图案形成。本专利技术的组合物具有良好的透射率、耐热性、绝缘性、平坦性等特性，因此，具有降低液晶显示装置的耗电量以及减少液晶显示装置的制造工序等优点。在液晶显示装置中，当由于滤色(color filter)层、偏光板及导电层的吸收作用而发生光的损失时，或者当液晶显示装置的透光部件的开口率减少时，为了获得对比度高的图像，需要在底板处供应来自背面照明(backlight)的光。这样，就增加了耗电量。为了减少耗电量，已建议使用反射型LCD来替代背面照明。该反射型LCD是在底板的层间绝缘膜上镀金属来生产，反射外部的光。但是，这种方法仍然存在因滤色层、偏光板及导电层的吸收作用，而发生光损失及开口率小的问题。尽管为了解决这些问题在日本专利公开平10-153854及日本专利公开平10-26829等中已公开了一种组合物及利用该组合物形成图案的方法，但是，该组合物的耐热性及绝缘性差，并且与基片的粘合性也差，所以，在使用这种技术时，还须使用基于硅烷的粘结辅助剂。上述的层间绝缘膜应当与薄膜晶体管以及由银或铜的金属镀层部分连接，所以该绝缘膜需图案化(patterning)，为此使用光敏树脂组合物。但是，为了提高开口率，常规的组合物满足不了反射型液晶显示装置所要求的高透射率、耐热性、与基片的紧密粘合以及低电容率等特性。在半导体多层配线过程中，在配线与下一配线过程前平坦化的配线之间起中间绝缘层作用而使用的硅氧烷低聚物溶液称为SOG(Spin-On Glass)，这种技术在日本专利公开平7-242747及日本专利公开平9-260384等中得到公开。另外，现已建议在半导体元件中能够图案化的绝缘膜上使用给上述SOG赋予光敏特性的材料。这种技术在日本专利公开平9-36110及日本专利公开平8-203876中得到公开。但是，用这种材料获得TFT-LCD液晶元件所需的3微米以上厚度是困难的。本专利技术提供了光敏树脂组合物和利用该组合物形成图案的方法，通过控制基于硅氧烷的聚合物的分子量和使用辅助粘结剂以及交联剂经多种途径交联结合，该组合物可形成3微米以上厚度的膜，从而获得反射型液晶显示装置层间的能够图案化的绝缘膜所需要的透射率、耐热性、绝缘性、平坦性等特性。与阴极射线管(以下称CRT)相比，TFT-LCD在宽视角、高亮度、响应速度、耗电量及价格上等处于劣势。本专利技术的目的是提供一种光敏树脂组合物和利用该组合物形成图案的方法，该组合物在低耗电下能够提高透光部分的开口率，使其具有高透过率(即亮度提高)、低耗电性，同时在镀敷铟锡氧化物蒸汽(以下称ITO)所经受的高温下表现出很好的耐热性。在下列详细说明中。只通过简单地列举了实施本专利技术的专利技术人所考虑的最佳方式，示出和描述了本专利技术的优选实施方案。应当认识到，在不偏离本专利技术的范围下，本专利技术在各个明显方面可以进行变化。因此，本说明书是说明性的，而不是限制性的。解决上述问题的本专利技术光敏树脂组合物的组成如下。本专利技术的光敏树脂组合物基本上是由基于硅氧烷的聚合物粘结剂、基于多元酚的辅助粘结剂、光酸发生剂以及交联剂构成。利用这种组合物，可提高层间绝缘膜的透明性，并可获得对比度高的图像。上述光敏树脂组合物的特征在于，它包括基于线性硅氧烷的聚合物粘结剂、基于多元酚的树脂辅助粘结剂、通过G，I-光线而产生酸的光酸发生剂和交联剂。当用G，I-光线照射时，光酸发生剂与光反应而产生酸，所产生的酸通过四种方式与交联剂、粘结剂及辅助粘结剂形成交联。第一交联反应是硅氧烷基被酸缩合，第二交联反应是在交联剂与硅氧烷基之间发生，第三交联反应是在交联剂与基于多元酚的树脂之间发生，第四交联反应是在硅氧烷与基于多元酚的树脂之间发生。通过这种交联，以Si为中心形成复杂的网状结构，使分子量急剧增大，因该部分不溶于显影液，所以能形成负型(nega type)图案。由于该物质的化学性质与SiO2相似，所以它形成Si含量高的膜。因此，能获得很好的绝缘性、耐热性、平坦性及紧密粘合性。在本专利技术中，基于硅氧烷的聚合物粘结剂的结构具有下面的通式(I) 其中，R1是氢，碳原子为1～4个的烷基或苯基，R2是碳原子为1～4个的烷基，n是表示聚合度的整数。基于硅氧烷的聚合物粘结剂可以是从四甲氧基硅烷、甲氧基三甲氧基硅烷、二甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷中选择的一个或两个以上构成的共聚物。尽管使用该粘结剂的基于硅氧烷的聚合物的质量平均分子量可根据不同用途而选择使用，考虑到薄膜的破碎、显影时的膜减少及显影时间等，分子量优选为1,000-20,000，更优选是在1,000-7,000范围内。如果质量平均分子量太小，那么在形成膜时会发生困难，如果质量平均分子量太大，形成时间会过长或会发生膜碎裂。该基于硅氧烷的聚合物粘结剂的用量优选是光敏树脂组合物总重量的15-80％，更优选是30-70％。如果用量太小，那么透明性、绝缘性及耐热性降低，如果用量太大，那么平坦性降低，从而降低分辨率。本专利技术中可以使用基于多元酚的树脂衍生物作为辅助粘结剂。具体地说是聚羟基苯乙烯、聚(苯乙烯-羟基苯乙烯)共聚物等，其用量是光敏性树脂组合物总重量的0.1-20％，优选是0.5-6.0％。该辅助粘结剂的质量平均分子量优选为5,000-30,000，更优选为8,000-15,000范围内。如果该辅助粘结剂的质量平均分子量太大，那么膜的厚度将增加，热固化后膜的平坦性降低，如果质量平均分子量太小，粘度降低，从而使膜的厚度减少。本专利技术可以使用的光酸发生剂，是在光的直接照射下产生酸的物质，具体地说，如具有下面结构式(II)或(III)的三苯基磺酸盐、具有下面结构式(IV)或(V)的二苯基碘酸盐，下面通式(VI)的三嗪衍生物的卤化物等。 其中，R是CN或苯基。具体地说，构成三苯基磺酸盐阳离子包括三苯基磺酸盐、甲氧基苯基-二苯基磺酸盐，双(甲氧苯基)-磺酸盐，三(甲氧苯基)磺酸盐，4-甲基丁基-二苯基磺酸盐，2，4，6-三甲基苯基二苯基磺酸盐，4-叔-丁苯基-二苯基磺酸盐，三(4-叔丁苯基)-二磺酸盐等，另外，阴离子包括萘-1-磺酸盐，萘-2-磺酸盐，2-叔-丁基-萘-2-磺酸盐等，蒽衍生物有蒽-1-磺酸盐，蒽-2-磺酸盐，9-硝基蒽-1-磺酸盐，5，6-氯代蒽-3-磺酸盐，9，10-氯代蒽-2-磺酸盐，9，10-甲氧基蒽-2-磺酸盐，9，10-二甲氧基蒽-2，5-磺酸盐，9，10-二乙氧基蒽-2-磺酸盐，苯(并)蒽-4-磺酸盐等，阴离子有苯基-2-磺酸盐，三氟代甲烷磺酸盐，六氟锑酸盐，四氟硼酸盐，苯磺酸盐，蒽醌等，酰胺磺酸盐的衍生物为邻苯二酰胺氟代甲基碳酸酯，构成二苯基碘酸盐的阳离子有二苯基碘酸盐，4-甲氧苯基-苯碘酸盐，双(4-叔丁苯基)碘酸盐等，三嗪衍生物的卤化物有2，4，6-三(三氯甲基)-s-三嗪，2--4，6-双(三氯甲基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造薄膜晶体管－液晶显示器用光敏树脂组合物，其中该光敏树脂组合物包括多元酚系辅助粘结剂、光酸发生剂及交联剂，所述多元酚辅助粘结剂选自下面通式（Ⅰ）的硅氧烷系聚合体粘结剂、聚羟基苯乙烯或聚苯乙烯－羟基苯乙烯，＊＊＊ …（Ⅰ）其 中，Ｒ↓［１］是氢，碳原子为１～４个的烷基或苯基，Ｒ↓［２］是１～４个碳原子的烷基，ｎ是整数，并表示聚合度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴贞文，白基范，
申请(专利权)人：东进化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]