专利名称：正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法
技术领域：
本发明是有关于一种正型感光性树脂组成物及其图案形成方法，特别是有关于一种使用在半导体集成电路元件、薄膜晶体管(thin-film transistor ；TFT)的液晶显示元件或触控面板的制造中，经时安定性佳、膜厚均一性佳且分辨率高的正型感光性树脂组成物及其图案形成方法。
背景技术：
近年来由于半导体及液晶显示器产业蓬勃发展，个人计算机及显示器的需求扩大，技术突飞猛进，导致高分辨率的要求日益提高。为了达到上述要求，一般使用高邻位酚醒清漆树脂(high-ortho novolac resin)搭配感光剂做为正型感光性树脂组成物(例如日本公开特许2009-192571)。
而在半导体集成电路元件、薄膜晶体管(TFT)的液晶显示元件或触控面板的制程中，为提高良率，上述组成物通常可借由调整感光剂的用量以得到较高的曝光宽容度(exposure latitude),然而,往往却导致该感光性树脂组成物有经时安定性劣化的问题，且上述正型感光性树脂组成物在使用上存在有膜厚不均的问题。有鉴于此，亟需提出一种正型感光性树脂组成物，除可维持高分辨率的要求外,并可借以改善现有习知的正型感光性树脂组成物经时安定性不佳、膜厚不均等缺点。由此可见，上述现有的正型感光性树脂组成物在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的正型感光性树脂组成物存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，能够改进一般现有的正型感光性树脂组成物，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的正型感光性树脂组成物存在的缺陷，而提供一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种经时安定性佳的正型感光性树脂组成物，该感光性树脂组成物至少包含酚醛清漆树脂(A)、邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)以及酮醇系溶剂(C)。本发明的另一目的在于，克服现有的正型感光性树脂组成物存在的缺陷，而提供一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种形成图案的方法，其利用上述正型感光性树脂组成物依序经预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理，而与基板形成膜厚均一性佳及分辨率高的图案。本发明的再一目的在于，克服现有的正型感光性树脂组成物存在的缺陷，而提供一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种薄膜晶体管阵列基板，其具有上述正型感光性树脂组成物形成的图案。本发明的还一目的在于，克服现有的正型感光性树脂组成物存在的缺陷，而提供一种新的正型感光性树脂组成物及使用该组成物形成图案的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种液晶显示元件，其具备上述薄膜晶体管阵列基板，借此改善现有习知的正型感光性树脂组成物经时安定性不佳、膜厚均一性不佳及分辨率低等缺点，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种正型感光性树脂组成物，其中包含酚醛清漆树脂(A);邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B);以及酮醇系溶剂(C);其中，该酚醛清漆树脂(A)含有18%至25%亚甲基键结于邻位-邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，且该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)与该酮醇系溶剂(C)的使用量重量比(A-I)/(C)为O. I至2. O。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种图案形成方法，其中由对一如权利要求I至7中任一权利要求所述的正型感光性树脂组成物依序施予一预烤步骤、一曝光步骤、一显影步骤及一后烤处理步骤而于基板形成图案。本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种薄膜晶体管阵列基板，其中包含一如权利要求8所述的方法形成的图案。本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种液晶显示元件，其中包含一如权利要求9所述的薄膜晶体管阵列基板。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下正型感光性树脂组成物包括酚醛清漆树脂(A)、邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)以及酮醇系溶剂(C)，以下析述。酚醛清漆树脂(A)本发明的酚醛清漆树脂(A)包含高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，并可选择性包含其它酚醛清漆树脂(A-2)。上述的高邻位酚醛清漆树脂(A-I) —般由芳香族羟基化合物及醛类，在2价金属盐触媒存在下，在酸性(pH值为I至5)下经减压脱水后缩合而得。另可选择性再添加酸触媒进行脱水缩合反应，并除去未反应的单体，其中此脱水缩合反应可参阅日本专利文献特开昭55-090523号公报、特开昭59-080418号公报及特开昭62-230815号公报，此处不另叙述。前述的芳香族轻基化合物的具体例如苯酹(phenol);间-甲酹(m-cresol) >对-甲酌· (p-cresol)、邻-甲酌· (o-cresol)等的甲酌· (cresol)类；2，3- 二甲苯酌·、2,
5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、3，4_二甲苯酚等的二甲酚(xylenol)类；间-乙基苯酚、对-乙基苯酚、邻-乙基苯酚、2，3，5_三甲基苯酚、2，3，5_三乙基苯酚、4-第三丁基苯酚、
3-第三丁基苯酚、2-第三丁基苯酚、2-第三丁基-4-甲基苯酚、2-第三丁基-5-甲基苯酚、
6-第三丁基-3-甲基苯酚等的烷基苯酚(alkylphenol)类；对-甲氧基苯酚、间-甲氧基苯酚、对-乙氧基苯酚、间-乙氧基苯酚、对-丙氧基苯酚、间-丙氧基苯酚等的烷氧基苯酹(alkoxy phenol)类；邻-异丙烯基苯酹、对_异丙烯基苯酹、2-甲基_4_异丙烯基苯酹、2-乙基-4-异丙烯基苯酹等的异丙烯基苯酹(isopropenyl phenol)类；苯基苯酹(phenyl phenol)的芳基苯酹(arylphenol)类；4,4' -二轻基联苯、双酹A、间-苯二酹(resorcinol)、对-苯二酌·(hydroquinone)、I, 2, 3-苯三酌· (pyrogallol)等的多轻基苯(polyhydroxyphenol)类等。上述化合物可单独一种使用或混合多种使用。其中，以邻-甲酚、间-甲酚、对-甲酚、2，5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、2，3，5_三甲基苯酚等为较佳。上述与芳香族羟基化合物缩合的醛类的具体例如甲醛、多聚甲醛(paraformaldehyde)、三聚甲醒(trioxane)、乙醒、丙醒、丁醒、三甲基乙醒、丙烯醒(acrolein)、丁烯醒(crotonaldehyde)、环己醒(eyeIohexanealdehyde)、呋喃甲醒(furfural)、呋喃基丙烯醒(furylacrolein)、苯甲醒、对苯二甲醒(terephthalaldehyde)、苯乙醒、α -苯基丙醛、β -苯基丙醛、邻_羟基苯甲醛、间-羟基苯甲醛、对-羟基苯甲醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、邻-氯苯甲醛、间-氯苯甲醛、对-氯苯甲醛、肉桂醛等。上述醛类可单独一种使用或混合多种使用。其中，以甲醛为较佳。本发明的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)在制备时，芳香族羟基化合物及醛类的莫耳 数使用比例通常为I : O. 5至O. 85，较佳为I : O. 55至O. 82，更佳为I : O. 6至O. 8。上述2价金属盐触媒的具体例如醋酸锌、醋酸锰、醋酸钡、硝酸锰、硼酸锌、氯化锌、氧化锌等。上述2价金属触媒可单独一种使用或混合多种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份，该2价金属触媒的使用量通常为0. 01重量份至I. O重量份，较佳为0. 03重量份至0. 8重量份,更佳为0. 05重量份至0. 5重量份。上述酸触媒的具体例如硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、硫酸二丙酯等。上述酸触媒可单独一种使用或混合多种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份，该酸触媒的使用量通常为0. 005重量份至I. O重量份，较佳为0. 008重量份至0. 8重量份，更佳为0. 01重量份至0.5重量份。本发明的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)通常含有18%至25%亚甲基键结于邻位-邻位上，较佳为含有19 %至25 %亚甲基键结于邻位-邻位上，更佳为含有20 %至25 %亚甲基键结在邻位-邻位上。值得留意的是，倘若无使用高邻位酚醛清漆树脂(A-I)时，则由此正型感光性树脂组成物所形成的图案会有分辨率低下的问题。上述的其它酚醛清漆树脂(Α-2) —般由前述的芳香族羟基化合物及醛类，在盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸、对甲苯磺酸等现有习知的有机酸及/或无机酸的触媒存在下，在常压下进行缩合反应，并经脱水及除去未反应的单体类而得。其它酚醛清漆树脂(Α-2)则以随机方式于邻位-对位、对位-对位或邻位-邻位上键结亚甲基。基于酚醛清漆树脂(A)为100重量份，高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量通常是30重量份至100重量份,较佳为40重量份至100重量份,更佳为50重量份至100重量份。当高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量介于30重量份至100重量份时，则由此正型感光性树脂组成物所形成的图案具有较佳的分辨率。邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)本发明的邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)可选用现有习知经常使用者，并无特别的限制。其中，较佳者有邻萘醌二叠氮-4-磺酸、邻萘醌二叠氮-5-磺酸、邻萘醌二叠氮-6-磺酸等的邻萘醌二叠氮磺酸与羟基化合物的酯化物，更佳者为上述邻萘醌二叠氮磺酸与多元羟基化合物的酯化物。上述化合物可完全酯化或部分酯化，前述羟基化合物的种类可例如(一)羟基二苯甲酮类、(二)式(I)的羟基芳基化合物、(三)式(II)的(羟基苯基)烃类化合物以及(四)其它芳香族羟基化合物等。(一)羟基二苯甲酮类，例如2，3，4_三羟基二苯甲酮、2，4，4’-三羟基二苯甲酮、2，4，6_三羟基二苯甲酮、2，3，4，4’ -四羟基二苯甲酮、2，2’，4，4’ -四羟基二苯甲酮、2，3’，4，4’，6_五羟基二苯甲酮、2，2’，3，4，4’_五羟基二苯甲酮、2，2’，3，4，5’-五羟基二苯甲酮、2，3’，4，5，5’ -五羟基二苯甲酮、2，3，3’，4，4’，5’ -六羟基二苯甲酮等。( 二 )羟基芳基化合物，例如式⑴所示
权利要求
1.一种正型感光性树脂组成物，其特征在于包含 酚醛清漆树脂(A)； 邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物⑶；以及 酮醇系溶剂(C)； 其中，该酚醛清漆树脂(A)含有18%至25%亚甲基键结于邻位-邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，且该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)与该酮醇系溶剂(C)的使用量重量比(A-I)/(C)为 O. I 至 2. O。
2.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于该正型感光性树脂组成物更至少包含一染料(D)。
3.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于基于该酚醛清漆树脂(A)为100重量份，该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量介于30重量份至100重量份。
4.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于基于该酚醛清漆树脂(A)为100重量份，该酮醇系溶剂(C)的使用量为50重量份至400重量份。
5.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于基于该酚醛清漆树脂(A)为100重量份，该染料(D)的使用量为O. I重量份至10重量份。
6.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)与该酮醇系溶剂(C)的使用量重量比(A-I)/(C)为O. 2至I. 8。
7.如权利要求I所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)与该酮醇系溶剂(C)的使用量重量比(A-I)/(C)为O. 3至I. 5。
8.一种图案形成方法，其特征在于由对一如权利要求I至7中任一权利要求所述的正型感光性树脂组成物依序施予一预烤步骤、一曝光步骤、一显影步骤及一后烤处理步骤而于基板形成图案。
9.一种薄膜晶体管阵列基板，其特征在于包含一如权利要求8所述的方法形成的图案。
10.一种液晶显示元件，其特征在于包含一如权利要求9所述的薄膜晶体管阵列基板。
全文摘要
本发明是有关于一种正型感光性树脂组成物及其形成图案的方法。此组成物包含酚醛清漆树脂(A)、邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)以及酮醇系溶剂(C)。其中，该酚醛清漆树脂(A)含有18％至25％亚甲基键结于邻位-邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(A-1)，且此高邻位酚醛清漆树脂(A-1)与酮醇系溶剂(C)的重量比((A-1)/(C))为0.1至2.0。此组成物的经时安定性佳，并可制得膜厚均一性佳及分辨率高的图案。
文档编号G02F1/1362GK102841504SQ201210195598
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月8日 优先权日2011年6月22日
发明者刘骐铭, 施俊安 申请人:奇美实业股份有限公司