CN101750910A

CN101750910A - 显影液组成物

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Publication number: CN101750910A
Application number: CN200810240377A
Authority: CN
Inventors: 张海清; 杨久霞; 张卓; 赵吉生; 何璇; 李琳
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: CN101750910B

Abstract

本发明涉及一种显影液组成物，包括碱性物质和水，还包括非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物。本发明在显影液中采用了非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物，能够克服水表面张力大导致显影液组成物润湿性能不好的问题，还能避免析出的有机聚合物盐积聚形成残渣。

Description

显影液组成物

技术领域

本发明涉及光致刻蚀剂显影技术，尤其涉及一种用于对光致刻蚀剂进行显影的显影液组成物。

背景技术

彩色滤光片是液晶显示器中用于形成彩色图像的重要部件。在制作彩色滤光片时，通常首先在衬底基板上涂布光致刻蚀剂，所谓光致刻蚀剂即为一种感光性树脂组成物，将光致刻蚀剂进行预烤，之后采用掩模板以光罩曝光，再以显影液洗去没有用掩模板遮盖的未曝光区域的光致刻蚀剂，即可按照掩模板的图案留下所需要的光致刻蚀剂图案，具体为一矩阵图案，各矩阵点对应各个像素。目前常见的显影方式有浸渍显影、摇动显影、喷洒显影(spray)和静置显影(puddle)等。

光致刻蚀剂在曝光后进行显影时，感光性树脂组成物含有的酸性基团，如羧基等，在碱性显影溶液中被中和，从而形成水溶性的有机聚合物盐，这即表现为感光性树脂组成物在碱性显影溶液中被溶解。现有技术一般以水作为碱性显影液的溶剂，这存在着诸多缺陷：一方面，采用水作为溶剂的显影液具有比较高的表面张力，因此显影液难以迅速的、均匀的铺展到整个光致刻蚀剂的膜层上，容易造成显影不均匀、显影不完全和局部显影过度等显影缺陷。例如，光致刻蚀剂图案的边缘可能无法刻蚀整齐。另一方面，当显影液中所溶解的有机聚合物盐在显影液中饱和析出时会逐渐积累形成不溶性有机物质，最后形成水不溶性的残渣。此种残渣容易吸附在像素区域，产生未显影部位粒子或未溶解物的残存，则难以形成精确的光致刻蚀剂图案。

发明内容

本发明的目的是提供一种显影液组成物，以改善显影液组成物的润湿性能，且避免残渣的形成。

为实现上述目的，本发明提供了一种显影液组成物，包括碱性物质和水，还包括非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物。

其中，非离子界面活性剂可采用具有增溶能力的非离子界面活性剂，优选采用具有如下化学式的结构：

其中，-R为一基团，例如可以为烷基或芳烷基等。

-R优选采用具有如下化学式的结构：-(CH₂)n-CH₃，其中，n为-CH₂-的个数，且n的优选取值范围为6～16。

上述非离子界面活性剂可以起到增溶作用，以胶束的形式完成对有机聚合物盐的包覆，大大提高了有机聚合物盐在溶液中的溶解能力。

阴离子界面活性剂氟化物优选采用具有如下化学式的结构：C₈F₁₇CONH(CH₂)₅COONH₄。由于氟化物既不亲水又不亲油的特性，可以急剧降低水溶液的表面张力，形成很好的润湿性能。

由以上技术方案可知，本发明在显影液中采用了非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物，能够克服水表面张力大导致显影液组成物润湿性能不好的问题，还能避免析出的有机聚合物盐积聚形成残渣。

具体实施方式

本发明的显影液组成物也可称为显影液，可用于光致刻蚀剂的显影，尤其适用于制作彩膜基板时，进行彩膜树脂组成物的显影刻蚀。该显影液组成物具体包括碱性物质和水，还包括非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物。

其中，非离子界面活性剂可采用具有增溶能力的非离子界面活性剂，优选采用具有如下化学式(1)的结构：

其中，-R为一基团，例如可以为烷基或芳烷基等。-R优选采用具有如下化学式(2)的结构：

-(CH₂)n-CH₃ (2)

其中，n为-CH₂-的个数，且n的优选取值范围为6～16。

阴离子界面活性剂氟化物优选采用具有如下化学式(3)的结构：

C₈F₁₇CONH(CH₂)₅COONH₄ (3)

由于氟化物既不亲水又不亲油的特性，可以急剧降低水溶液的表面张力，形成很好的润湿性能。

本发明的优选实施例是采用具有上述化学式(1)的非离子界面活性剂和具有上述化学式(3)的阴离子界面活性剂氟化物，但并不限于此种组合。本发明也可以采用化学式(1)的非离子界面活性剂和其他化学结构的阴离子界面活性剂氟化物，或采用化学式(3)的阴离子界面活性剂氟化物和其他化学结构的非离子界面活性剂。

在本发明的显影液组成物中，碱性物质可以选自氢氧四甲基铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、三乙胺、2-羟基-氢氧三甲胺、二乙胺和二乙醇胺中的一种或几种。

本发明显影液组成物中的水较佳的是采用去离子水，能够进一步减少显影液组成物中的离子。

本发明显影液组成物中各组份优选采用如下的质量百分比范围：

非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物的质量之和占显影液组成物的质量百分比范围优选为0.01％～10％。

进一步的，非离子界面活性剂占显影液组成物的质量百分比范围优选为0.01％～5.0％；阴离子界面活性剂氟化物占显影液组成物的质量百分比范围优选为0.01％～5.0％。

或者，非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物的质量比例优选为20∶1～1∶1。

本发明中的碱性物质占显影液组成物的质量百分比范围优选为0.01％～5.0％。

本发明显影液组成物中除非离子界面活性剂、阴离子界面活性剂氟化物和碱性物质之外，剩余物质较佳的是全部为水，特别是采用去离子水作为溶剂。或者，也可以增加一些其他的添加剂，例如消泡剂等。

本发明的显影液组成物采用了非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物，与碱性物质合理配合后，降低了水溶液的表面张力，增强了润湿能力和溶解能力，因此可获得综合性能优异的显影液组成物。在使用该显影液进行光致刻蚀剂显影时，可以迅速、均匀的润湿光致刻蚀剂以进行显影，使显影后的图案边缘整齐，且饱和析出的有机聚合物盐不会逐渐凝聚而形成不溶性有机物质，所以不会产生残渣、表面污染和颗粒。因此，本发明的显影液组成物具有润湿性好、显影性强、分散稳定性佳和无残渣等优点，同时，由于非离子界面活性剂的使用，在显影液组成物中不易形成泡沫，因此也无须添加消泡剂，降低了成本，提高了显影液组成物的利用率。

本发明显影液组成物中的各组份的种类和配比的具体组合方式可以有多种，下面通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述，且通过与对比例的比较说明本发明的优点。

本发明显影液组成物第一实施例中，采用化学式(1)的非离子界面活性剂的质量百分比为0.2％；采用化学式(3)的阴离子界面活性剂氟化物的质量百分比为0.05％；碱性物质为氢氧四甲基铵，其质量百分比为0.5％；将上述物质加入到质量百分比为99.25％的去离子水中，搅拌均匀制成显影液组成物。其中，-R采用化学式(2)，且n为6。

本发明显影液组成物第二实施例中，采用化学式(1)的非离子界面活性剂的质量百分比为0.3％；采用化学式(3)的阴离子界面活性剂氟化物的质量百分比为0.05％；碱性物质为氢氧四甲基铵，其质量百分比为0.5％；将上述物质加入到质量百分比为99.15％的去离子水中，搅拌均匀制成显影液组成物。其中，-R采用化学式(2)，且n为8。

本发明显影液组成物第三实施例中，采用化学式(1)的非离子界面活性剂的质量百分比为0.5％；采用化学式(3)的阴离子界面活性剂氟化物的质量百分比为0.1％；碱性物质为碳酸钠，其质量百分比为1％；将上述物质加入到质量百分比为98.4％的去离子水中，搅拌均匀制成显影液组成物。其中，-R采用化学式(2)，且n为8。

下面通过试验对比具体说明本发明显影液组成物的优势，试验采用如下组份的显影液组成物作为对比例：

第一对比例，将0.4％质量百分比的阴离子表面活性剂十六烷基苯磺酸钠、0.6％质量百分比的碳酸钠，与0.4％质量百分比的碳酸氢钠加入到98.6％质量百分比的去离子水中，搅拌混匀制成显影液组成物。

第二对比例，将0.4％质量百分比的非离子表面活性剂聚氧乙烯苯基醚和0.5％质量百分比的氢氧四甲基铵加入到99.1％质量百分比的去离子水中，搅拌混匀制成显影液组成物。

以上述各组份的显影液对光致刻蚀剂进行显影，经过试验测定，上述本发明第一实施例、第二实施例、第三实施例和第一对比例、第二对比例对应的各项性能指标如表1所示：

表1

	显影性	润湿性	残渣量	消泡性	分散稳定性
	显影性	润湿性	残渣量	消泡性	分散稳定性	第一实施例	△	△	△	△	△
第二实施例	△	△	△	△	△	第一实施例	△	△	△	△	△
第二实施例	△	△	△	△	△	第三实施例	△	△	△	○	△
第一对比例	△	○	○	○	◎	第三实施例	△	△	△	○	△
第一对比例	△	○	○	○	◎	第二对比例	△	○	◎	△	○

其中，各项指标的测试标准和各标识的含义如下：

1、显影性：在200倍显微镜下观察各像素的完整性和图案边缘的整齐性。

△：表示好

○：表示一般

◎：表示差

2、润湿性：观察50毫克(mg)显影液在光致刻蚀剂膜表面的铺展。

△：表示好

○：表示一般

◎：表示差

3、残渣量：在1000倍扫描电镜下观察玻璃衬底基板上，在无像素处是否有残渣。

△：表示无残渣

○：表示有少量残渣

◎：表示残渣较多

4、消泡性：将30毫升(ml)显影液盛放于100ml试管中，垂直震荡30分钟，测量泡沫高度。

△：表示在0.5厘米(cm)以下

○：表示在0.5～1.0cm之间

◎：表示大于1.0cm

5、分散稳定性：在500ml显影液中加入1克(g)光致刻蚀剂，搅拌混匀，静置1小时。然后用5微米的滤纸过滤，再将滤纸在100℃下烘至恒重。根据滤纸质量变化做出评价：

△：表示滤纸质量变化小于0.01克

○：表示滤纸质量变化在0.01～0.03克

◎：表示滤纸质量变化大于0.03克

由表1所示的各项性能可知，本发明的显影液组成物在多方面上具有优良性能，显影性好、润湿性好、残渣量少、消泡性佳且分散稳定性强。尤其适用于制作彩色滤光片时来进行光致刻蚀剂的显影，能够得到良好的光致刻蚀剂图案，有利于改善液晶显示器的显示效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种显影液组成物，包括碱性物质和水，其特征在于：还包括非离子界面活性剂和阴离子界面活性剂氟化物。

2.根据权利要求1所述的显影液组成物，其特征在于：所述非离子界面活性剂的化学式如下：

其中，-R为一基团；

和/或，所述阴离子界面活性剂氟化物的化学式为：C₈F₁₇CONH(CH₂)₅COONH₄。

3.根据权利要求2所述的显影液组成物，其特征在于：所述-R为烷基或芳烷基。

4.根据权利要求3所述的显影液组成物，其特征在于，所述-R的化学式如下：-(CH₂)n-CH₃，其中，n为-CH₂-的个数，且n的取值范围为6～16。

5.根据权利要求1所述的显影液组成物，其特征在于：所述碱性物质为氢氧四甲基铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、三乙胺、2-羟基-氢氧三甲胺、二乙胺和二乙醇胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1～5任一所述的显影液组成物，其特征在于：所述非离子界面活性剂占所述显影液组成物的质量百分比为0.01％～5.0％；所述阴离子界面活性剂氟化物占所述显影液组成物的质量百分比为0.01％～5.0％。

7.根据权利要求6所述的显影液组成物，其特征在于：所述非离子界面活性剂和所述阴离子界面活性剂氟化物的质量比例为20∶1～1∶1。

8.根据权利要求1～5任一所述的显影液组成物，其特征在于：所述碱性物质占所述显影液组成物的质量百分比为0.01％～5.0％。

9.根据权利要求1～4任一所述的显影液组成物，其特征在于：所述非离子界面活性剂的质量百分比为0.3％；所述阴离子界面活性剂氟化物的质量百分比为0.05％；所述碱性物质为氢氧四甲基铵，其质量百分比为0.5％；所述水为去离子水，其质量百分比为99.15％。

10.根据权利要求1～4任一所述的显影液组成物，其特征在于：所述非离子界面活性剂的质量百分比为0.5％；所述阴离子界面活性剂氟化物的质量百分比为0.1％；所述碱性物质为碳酸钠，其质量百分比为1％；所述水为去离子水，其质量百分比为98.4％。