CN103955121A

CN103955121A - 一种用于彩色滤光片的显影液

Info

Publication number: CN103955121A
Application number: CN201410186959.9A
Authority: CN
Inventors: 江磊; 金旭
Original assignee: Fuji Film Electronic Materials (suzhou) Co Ltd
Current assignee: Fuji Film Electronic Materials (suzhou) Co Ltd; Fujifilm Electronic Materials Suzhou Co Ltd; Fujifilm Electronic Materials Co Ltd
Priority date: 2014-05-06
Filing date: 2014-05-06
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明公开了一种用于彩色滤光片的显影液，所述显影液的组分包括有强碱、非离子表面活性剂、全氟代烃基聚醚化合物、络合剂和纯净水，所述全氟代烃基聚醚化合物的结构通式为：，其中R₁表示氢原子或C1-C18的脂肪烃基或芳香烃基，R₂表示氢或C1-C4的脂肪烃基，R_f表示C1-C12的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，n表示1-50的自然数。通过上述方式，本发明的用于彩色滤光片的显影液对图形部分具有良好的显影效果，显影后的图形完整且无残渣，尺寸准确，图形边缘清晰整齐，对非图形部分有良好的保护作用，不产生畸变。

Description

一种用于彩色滤光片的显影液

技术领域

本发明涉及一种显影液，特别是涉及一种用于彩色滤光片的显影液。

背景技术

随着显示技术的快速发展，平板显示器以其完全不同的显示原理和制造技术使之同传统的视频图像显示器相比具有非常明显的优势。平板显示器具有完全平面化、轻、薄、省电等特点，符合未来图像显示器发展的必然趋势。LCD 器件是众多平板显示器件中发展最快、技术最成熟、应用面最广、已经产业化并仍在迅猛发展的一种显示器件，随着半导体技术的不断发展，人们已成功地将半导体技术与LCD 技术结合在一起，液晶显示器得到了广泛的应用。

彩色滤光片是彩色液晶显示器（LCD）由灰阶变为彩色的关键零组件，借由LCD内部的背光模组提供光源，再搭配驱动IC与液晶控制形成灰阶显示，将光源穿过彩色滤光片的光阻彩色层形成彩色显示画面。彩色滤光片的结构包括玻璃基板、黑色矩阵、彩色层、保护膜及ITO导电膜，此光电组件是在透明玻璃基板上制作防反射的遮光层-黑色矩阵层，再依次制作具有透光性能的红、绿、蓝三原色的彩色滤光片层，最后通过溅射工艺覆上透明ITO导电膜成为彩色滤光片。

彩色滤光片的传统制程主要有染色法（Dyeing Method）、颜料分散法（Pigment Dispersed Method）、电沉积法（Electro Deposition Method）、印刷法（Printing Method），其中颜料分散法已逐步发展为主流技术。颜料分散法之彩色层形成类似半导体的光刻制程，首先将颜料分散型彩色光阻涂布于已形成黑色矩阵的玻璃基板上，经软烤（Pre-bake）、曝光对准（Aligned）、显影（Developed）、光阻剥离（Stripping）、硬烤（Post-bake）并重复此流程三次形成R、G、B 之三色图形（Pattern）。

彩色滤光片中精细图案的获得，一般是通过光刻技术来实现的。光刻技术包括光刻胶的曝光、显影等工艺。由于光刻胶在曝光前后在显影液中的溶解性能会有不同，因此进行曝光后，光刻胶的曝光区与未曝光区依赖于溶解性能的不同，分为可溶区和不溶区。可溶区溶于光刻胶显影液，而不溶区留下。即光刻胶可以根据曝光的图形，选择性的溶于光刻胶显影液，从而形成需要的图形。而为了获得良好的图案，需要对光刻胶进行高精度的显影，因此对光刻胶显影液的显影性提出更高的要求。

通常情况下，光刻胶为疏水性，曝光后由于光刻胶的可溶区被不溶区包围，显影液很难充分接触到可溶区，尤其是两者边缘部分，造成图形边缘的可溶性光刻胶溶解不充分，图案边缘部分显影差，使显影液的显影性降低。现有技术中，为了提高显影液对光刻胶可溶区的溶解性，以提高显影液的显影性，通常在显影液中添加表面活性剂，添加表面活性剂能够改善显影液对光刻胶的润湿性，使曝光后光刻胶的可溶区具有了很好的溶解性。但添加表面活性剂后，显影液对光刻胶的不溶区的溶解性常常也相应提高，从而导致光刻胶不可溶区的表面和边缘也容易被显影液溶解，造成光刻图形畸变，从而影响显影液显影性的有效提高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于彩色滤光片的显影液，具有良好的显影效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于彩色滤光片的显影液，所述显影液的组分包括有强碱、非离子表面活性剂、全氟代烃基聚醚化合物、络合剂和纯净水，所述全氟代烃基聚醚化合物的结构通式为：，其中R₁表示氢原子或C1-C18的脂肪烃基或芳香烃基， R₂表示氢或C1-C4的脂肪烃基， R_f表示C1-C12的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，n表示1-50的自然数。

在本发明一个较佳实施例中，所述R₁表示氢原子或C1-C15的脂肪烃基或芳香烃基，所述R₂表示氢或甲基，所述R_f表示C1-C9的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，所述n表示5-40的自然数。

在本发明一个较佳实施例中，所述n表示为10-30的自然数。

在本发明一个较佳实施例中，所述显影液的组分为：以质量百分比计，强碱 1-6%、非离子表面活性剂 0.2-10%、全氟代烃基聚醚化合物 0.1-3%、络合剂 0.05-1%、纯净水余量。

在本发明一个较佳实施例中，所述显影液的组分为：以质量百分比计，强碱 3-6%、非离子表面活性剂 2-8%、全氟代烃基聚醚化合物0.3-1.6%、络合剂 0.1-0.5%、纯净水余量。

在本发明一个较佳实施例中，所述强碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属磷酸盐、季铵碱中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述非离子表面活性剂为聚醚型表面活性剂、多元醇型表面活性剂中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述络合剂为有机膦酸盐、氨基羧酸类、羧基羧酸类、聚丙烯酸类中一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述纯净水的电导率为2-20μS/cm。

本发明的有益效果是：本发明的用于彩色滤光片的显影液，所述显影液对图形部分具有良好的显影效果，显影后的图形完整且无残渣，尺寸准确，图形边缘清晰整齐，对非图形部分有良好的保护作用，不产生畸变。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

提供一种用于彩色滤光片的显影液，所述显影液的组分为：以质量百分比计，氢氧化钠 4.14%、NP-10 2.26%、Zonyl FSN 100 0.85%、乙二胺四甲叉膦酸钠 0.25%、RO水 92.5。在洁净室内，依次将NaOH、NP-10、FSN 100、EDTMPS加入到RO水中，混合均匀后用0.1微米滤膜加压过滤，得到显影液1。

本发明用于彩色滤光片的显影液包括有强碱、非离子表面活性剂、全氟代烃基聚醚化合物、络合剂和纯净水。

本发明所用的强碱可以是无机碱，如氨水、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属磷酸盐等，具体的实例包括但不局限于NH₃·H₂O、LiOH、NaOH、KOH、Ba（OH）₂、Na₂SiO₃、K₂SiO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Na₃PO₄、K₃PO₄等。也可以是有机碱如季铵碱，具体的实例包括但不局限于四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵等。优选的强碱种类为碱金属氢氧化物和季铵碱，包括LiOH、NaOH、KOH、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵等。强碱在显影液中所占的比例为1.0-6.0wt%，更优选的比例为3.0-6.0wt%。

本发明所用的非离子表面活性剂为聚醚型或多元醇型表面活性剂，包括但不局限于醇醚化合物、酚醚化合物、酯醚化合物、脂肪酸酯化合物、聚多元醇化合物。优选的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段化合物，烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段化合物。表面活性剂在显影液中所占的比例为0.2-10.0wt%，优选的比例为2.0-8.0wt%。

本发明所用的非离子氟碳表面活性剂为全氟代烃基聚醚化合物，可以用通式表示，其中R₁表示氢原子或C1-C18的脂肪烃基或芳香烃基，优选为氢原子或C1-C15的脂肪烃基或芳香烃基，R₂表示氢或C1-C4的脂肪烃基，优选为氢或甲基，R_f表示C1-C12的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，优选为C1-C9的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，n表示1-50的自然数，优选为5-40的自然数，更优选为10-30的自然数。非离子氟碳表面活性剂在显影液中所占的比例为0.1-3wt%，优选的比例为0.3-1.6wt%。

本发明所用的络合剂可以是有机膦酸类、氨基羧酸类、羧基羧酸类、聚丙烯酸类等，优选有机膦酸类，络合剂在显影液中所占的比例为0.05-1.0wt%，优选的比例是0.1-0.5wt%。

本发明所用的纯净水是经过反向渗透法制取的纯净水，电导率在2-20μS/cm，优选的电导率为5-15μS/cm。

实施例二：

将实施例一中的NaOH换成KOH，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液2。

实施例三：

将实施例一中的NaOH换成四甲基氢氧化铵，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液3。

实施例四：

将实施例一中的NP-10换成NP-12，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液4。

实施例五：

将实施例一中的NP-10换成OP-10，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液5。

实施例六：

将实施例一中的NP-10换成OP-13，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液6。

实施例七：

将实施例一中的Zonyl FSN 100换成Zonyl FSN 300，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液7。

实施例八：

将实施例一中的Zonyl FSN 100换成Zonyl FSO 100，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液8。

实施例九：

将实施例一中的乙二胺四甲叉膦酸钠换成二乙烯三胺五甲叉膦酸钠，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液9。

实施例十：

将实施例一中的乙二胺四甲叉膦酸钠换成乙二胺四乙酸四钠，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液10。

实施例十一：

将实施例一中的Zonyl FSN 100去掉，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液11。

实施例十二：

将实施例一中的乙二胺四甲叉膦酸钠去掉，其余组分不变，操作与实施例一相同，得到显影液12。

以上实例一到十二中，组分NP-10、NP-12、OP-10、OP-13均为来自汉姆公司的聚醚型非离子表面活性剂。Zonyl FSN 100、Zonyl FSN 300、Zonyl FSO 100均为来自杜邦公司的氟碳聚醚非离子表面活性剂。

实施例十三：

实施例一到十二中用于彩色滤光片的显影液的评价：

将负性光阻涂布于干净的玻璃片上，烘干后通过掩膜曝光，曝光能量200mJ/cm²，再分别浸泡在实施例一到十二中的显影液30秒，显影温度25℃，然后用纯净水淋洗干净，烘干后用光学显微镜检查残渣、影像边缘平直度，评价结果见下。

将负性光阻涂布于干净的玻璃片上，烘干后不用掩膜，在紫外灯下进行全面曝光，曝光能量200mJ/cm²，再分别浸泡在实施例一到十二中的显影液30秒，温度同样为25℃，然后用纯净水淋洗干净，烘干后用比色法测定抗碱留膜率，评价结果见下表。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种用于彩色滤光片的显影液，其特征在于，所述显影液的组分包括有强碱、非离子表面活性剂、全氟代烃基聚醚化合物、络合剂和纯净水，所述全氟代烃基聚醚化合物的结构通式为：，其中R₁表示氢原子或C1-C18的脂肪烃基或芳香烃基， R₂表示氢或C1-C4的脂肪烃基， R_f表示C1-C12的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，n表示1-50的自然数。

2.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述R₁表示氢原子或C1-C15的脂肪烃基或芳香烃基，所述R₂表示氢或甲基，所述R_f表示C1-C9的氟代脂肪烃基或氟代芳香烃基，所述n表示5-40的自然数。

3.根据权利要求2所述的显影液，其特征在于，所述n表示为10-30的自然数。

4.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述显影液的组分为：以质量百分比计，强碱 1-6%、非离子表面活性剂 0.2-10%、全氟代烃基聚醚化合物 0.1-3%、络合剂 0.05-1%、纯净水余量。

5.根据权利要求4所述的显影液，其特征在于，所述显影液的组分为：以质量百分比计，强碱 3-6%、非离子表面活性剂 2-8%、全氟代烃基聚醚化合物0.3-1.6%、络合剂 0.1-0.5%、纯净水余量。

6.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述强碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属磷酸盐、季铵碱中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述非离子表面活性剂为聚醚型表面活性剂、多元醇型表面活性剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述络合剂为有机膦酸盐、氨基羧酸类、羧基羧酸类、聚丙烯酸类中一种或多种。

9.根据权利要求1所述的显影液，其特征在于，所述纯净水的电导率为2-20μS/cm。