CN104155854A - 一种低温光刻胶重工剥离液及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温光刻胶重工剥离液及其应用，该剥离液由无机类强碱化合物10%~40%、表面活性剂0.1%~20%、渗透剂0.5%~10%、水溶性有机溶剂10%~60%以及水20%~65%组成，表面活性剂选自烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物；水溶性有机溶剂选自水溶性醇醚类溶剂和酰胺类溶剂。使用该剥离液，在50-60℃下仅需1-3分钟即可彻底剥离掉彩色滤光片表面各种光刻胶及OC胶保护层，且剥离后的溶液经过过滤后，可循环使用，节约成本；此外，该剥离液稳定性好，成本较低，对人及环境危害小。

Description

一种低温光刻胶重工剥离液及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于除去彩色滤光片上彩色光刻胶及OC胶保护层的光刻胶重工剥离液及其制备方法。

背景技术

TFT-LCD随其行业日益成熟，已被应用到各种平板显示的终端，其中CF(彩色滤光片)工艺制程对产品的品质起着至关重要的作用，CF包括TN模式和ADS模式，TN模式由玻璃、彩色光刻胶层(BM层、R层、G层、B层，共4层)、ITO层组成。ADS模式由玻璃、ITO层、彩色光刻胶层(BM层、R层、G层、B层，共4层)、OC胶层组成。

上述两种模式的彩色光刻胶层中，每一层均需要涂布、前烘、曝光、显影、后烘、蚀刻，ITO层在外加电场下溅射镀膜，OC胶层需要涂布，烘烤。可见，CF的制程非常复杂，这就很容易导致不良彩色滤光片层几率很高，据统计，目前5代线、5.5代线产线不良率平均为15％左右，每月统计约10000片，每片成本约150元，合计约1,500,000元。这些玻璃基片彩色光刻胶层、OC胶层等若不被重新剥离返工使用，那么这些基片将会作报废处理，对企业造成极大的损失。因此，需要开发一款快速剥离的光刻胶重工剥离液。

申请号为200810244714.1的中国专利申请公开了一种用于去除彩色滤光片制程中不良基板上彩色光刻胶及保护层的剥离液，但其使用温度需要80℃，这样会不仅增加了能耗，而且人员施工操作风险提高，高温下剥离液损耗量也较大。

申请号为201110461736.5的中国专利申请公开了一种低温型水系正胶剥离液及其制备方法，该剥离液降低了工艺条件温度，但局限在于只能针对正性光刻胶。

申请号为201210523929.3的中国专利申请公开了一种抗蚀剂剥离液，用来快速去除彩色滤光片上的彩色抗蚀剂及保护层，该抗蚀剂剥离液包括10-45％的烷氧基碱金属盐，10-30％的有机胺，5-30％的表面活性剂，20-60％的溶剂，1-55％的醇，其中表面活性剂为聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚中的一种或多种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇甲基醚、N,N-二甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种，醇为甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，正丁醇，异丁醇，叔丁醇中的一种或多种。在该专利实施例部分记载了将试片样品浸泡在剥离液中，可在较低温度(室温)和较短时间(5分钟之)除去彩色滤光片上的彩色抗蚀剂和保护层，且对玻璃基板没有损伤，然而，根据本申请人的试验验证，采用其实施例的剥离液配方在室温下浸泡5分钟后，彩色抗蚀剂和保护层并不能脱离，即使是浸泡1天后也不并能达到完全剥离的效果。此外，该专利配方中为纯有机溶剂型，一方面成本高，另一方面，其中所采用的醇例如甲醇有毒，例如异丙醇，叔丁醇等都具有强烈的刺激气味，不仅对于操作人员和环境构成危害，而且同时它们较容易挥发，不能保证剥离液在室温和高温下的稳定性。此外，该剥离液所能处理的彩色滤光片的数量有限，采用剥离液来剥离彩色滤光片的彩色光刻胶和保护层的成本高，无法为企业起到有效降低成本的作用。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不仅可在低温下快速除去彩色滤光片上彩色光刻胶及OC胶保护层且成本降低、溶液稳定，处理量大的低温光刻胶重工剥离液。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种低温光刻胶重工剥离液，以质量百分含量计，该剥离液由无机类强碱化合物10％～40％、表面活性剂0.1％～20％、渗透剂0.5％～10％、水溶性有机溶剂10％～60％以及水20％～65％组成，表面活性剂为选自烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物中的一种或多种的组合；水溶性有机溶剂为选自水溶性醇醚类溶剂和酰胺类溶剂中的一种或多种的组合；渗透剂为选自渗透剂JFC、快速渗透剂T、渗透剂OT、耐碱渗透剂OEP、耐碱渗透剂AEP中的一种或多种的组合。

优选地，以质量百分含量计，剥离液由无机类强碱化合物20％～40％、表面活性剂10％～15％、渗透剂.5％～10％、水溶性有机溶剂10％～30％以及水30％～55％组成。

根据本发明，所述无机类强碱化合物可以为选自氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、硅酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠及硼酸钠中的一种或多种的组合。优选地，无机类强碱化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种的组合。

优选地，渗透剂为耐碱渗透剂OEP、耐碱渗透剂AEP或二者的组合。

优选地，表面活性剂为选自烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物中的至少二种的组合，采用组合的表面活性剂可以使剥离液各组份之间兼容性更好，不分层，有利于提高剥离速度。

根据本发明，水溶性醇醚类溶剂包括但不限于二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚和丙二醇甲醚醋酸酯等；酰胺类溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基丙酰胺等。其中更优选那些能够保证剥离液体系的稳定性，兼容性和对剥离的胶层具有较强溶解能力，且气味不大的溶剂，例如二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚或它们的组合。

优选地，水溶性醇醚类溶剂为至少一种醇醚类溶剂和至少一种酰胺类溶剂的组合。

所述的水溶性有机溶剂为二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚或二者的组合。

优选地，本发明所用水的电阻率至少为15兆欧米，其中含有的金属离子的质量浓度小于10ppb。

本发明的低温光刻胶重工剥离液制备简单，只需将所有组份混合均匀即得。

本发明的低温光刻胶重工剥离液在温度30℃～70℃内均可实现彩色滤光片上的光刻胶及OC胶保护层的剥离，其中温度较低时，所需剥离时间较长，温度较高时，所需剥离时间较短。在温度50～60℃下，使剥离完全所需时间为1～3分钟。

本发明还提供一种彩色滤光片上光刻胶及OC胶保护层的剥离方法，该方法采用本发明上述的低温光刻胶重工剥离液，对彩色滤光片进行浸渍、超声波清洗或喷淋清洗，其中浸渍，超声波清洗或喷淋清洗在温度50～60℃下进行1～3分钟。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优势：

1、本发明的剥离液可在低温下将彩色滤光片上的光刻胶及OC胶保护层剥离，在剥离温度为50～60℃时，仅需1～3分钟即可实现完全剥离，剥离效果上达到甚至优于现有技术最好水平；

2、在保证剥离效果的前提下，本发明的剥离液体系避免了易挥发的醇的使用，不仅成本较低，而且体系更稳定，减少了对操作人员身体和环境的危害。

3、本发明的剥离液其中加入有一定比例的渗透剂，其增加了剥离液进入光刻胶层OC胶层的速度，而且由于其加入提高了剥离液的使用寿命，与不加渗透剂的配方相比，每吨可以多处理400片的彩色滤光片。

具体实施方式

本发明所要解决的问题是在不腐蚀剥离基板的前提下，提供一种稳定性、兼容性，剥离效果，剥离速度俱优且成本较低、使用寿命长(处理量大)的剥离液，该剥离液使用后，经过过滤，可循环使用，节约成本。对剥离液的配方进行综合设计是解决该问题的关键，具体地，组成剥离液的每一个组份以及组份的具体种类选择以及用量对于最后剥离液的性能和成本都会造成影响。

本发明中，剥离液由无机类强碱化合物、表面活性剂、渗透剂、水溶性有机溶剂以及水组成。其中，有效量的无机强碱化合物的存在可以使光刻胶层和保护层分子键可以快速断裂、崩解，剥离干净。无机强碱化合物的含量不能过低，否则会导致剥离不尽，也不能太高，否则会腐蚀玻璃基板，使玻璃基板无法再使用。

本发明中表面活性剂的类型至关重要，必须是烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物中至少一种或多种的组合，如果采用现有专利中所常用的聚氧乙烯醚类表面活性剂，则剥离液分层明显，无法实现剥离。优选地，表面活性剂是上述三种类型的表面活性剂中的至少二种的组合。表面活性剂的含量不宜过低，过低同样会出现分层，也不宜过高，过高的表面活性剂会吸附在光刻胶表面，降低剥离效果。

本发明中特定渗透剂的加入可以使剥离液快速渗透到光刻胶层OC胶层中，从而缩短剥离时间，同时加入渗透剂的剥离液配方比没有加渗透剂的配方，可以处理更多数量的彩色滤光片，有效降低成本。渗透剂的量不宜过低，过低，则效果较差，过高则使成本增加且对于剥离没有益处。

本发明中，水溶性有机溶剂可以是选自醇醚类水溶性溶剂和酰胺类水溶性有机溶剂中的一种或多种的组合，优选为至少一种醇醚类水溶性溶剂和至少一种酰胺类水溶性有机溶剂的组合。组合后的溶液的兼容性和剥离效果都会更好。水溶性有机溶剂优选为二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺等，这些溶剂具有较高沸点，稳定性较好，气味温和。溶剂的量非常关键，过少，无法剥离，过多，则剥离液会分层，影响剥离效果。

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解，这些实施例用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。以下“％”为质量百分含量。

如表1所示组成配制剥离液NO.1～14，配制步骤如下：按表1所列配比将无机类强碱化合物、渗透剂、表面活性剂、水溶性有机溶剂中按顺序加入，搅拌均匀即可。

表1中所有原料除水外均商购获得，其中：

水的电阻率为15兆欧米，其中含有的金属离子的质量浓度小于10ppb，制备方法如下：自来水经过过滤、超滤、反渗透、EDT、过滤后制得。

脂肪醇OE-OP嵌段共聚物购自科莱恩化工公司；型号Genapol EP2445；

氨基OE-OP嵌段共聚物购自科莱恩化工公司；型号Genapol EP2584。

表1 实施例1-14剥离液的组成

采用上述配制的例1～14#重工剥离液，对彩色滤光片(CF不良样片由国内某TFT大厂提供，其制备工艺为在玻璃基板上涂布黑色BM层、R层、G层、B层，OC胶层，每层均经过230℃,30分钟烘烤)剥离。剥离方法如下：

方法1：在55±5℃条件下，分别与例1～14#剥离液组合，浸泡1分钟、3分钟，之后用纯水清洗，氮气吹干，之后用显微镜观察表面剥离情况，进而评价剥离液的性能。

方法2：在55±5℃条件下，将试片分别与例1～14#剥离液组合，喷淋清洗1分钟、2分钟、3分钟，之后用纯水清洗，氮气吹干，之后用显微镜观察表面剥离情况，进而评价剥离液的性能。结果如表2所示。

表2

分别取将实施例13和14的剥离液进行使用寿命的测试，1吨实施例13的剥离液可剥离彩色滤光片1000片，而同样体积的实施例14的剥离液仅可剥离彩色滤光片600片。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：以质量百分含量计，所述剥离液由无机类强碱化合物10％～40％、表面活性剂0.1％～20％、渗透剂0.5％～10％、水溶性有机溶剂10％～60％以及水20％～65％组成，所述表面活性剂为选自烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物中的一种或多种的组合；所述水溶性有机溶剂为选自水溶性醇醚类溶剂和酰胺类溶剂中的一种或多种的组合；所述渗透剂为选自渗透剂JFC、快速渗透剂T、渗透剂OT、耐碱渗透剂OEP、耐碱渗透剂AEP中的一种或多种的组合。

2.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：以质量百分含量计，所述剥离液由无机类强碱化合物20％～40％、表面活性剂10％～15％、渗透剂.5％～10％、水溶性有机溶剂10％～30％以及水30％～55％组成。

3.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述无机类强碱化合物为选自氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、硅酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠及硼酸钠中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求3所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述无机类强碱化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述渗透剂为耐碱渗透剂OEP、耐碱渗透剂AEP或二者的组合。

6.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述的表面活性剂为选自烷基糖苷类、脂肪醇OE-OP嵌段共聚物、氨基OE-OP嵌段共聚物中的至少二种的组合。

7.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述的水溶性醇醚类溶剂包括二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚和丙二醇甲醚醋酸酯；所述的酰胺类溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基丙酰胺。

8.根据权利要求7所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述的水溶性有机溶剂为至少一种醇醚类溶剂和至少一种酰胺类溶剂的组合。

9.根据权利要求1所述的低温光刻胶重工剥离液，其特征在于：所述水的电阻率至少为15兆欧米，其中含有的金属离子的质量浓度小于10ppb。

10.一种彩色滤光片上光刻胶及OC胶保护层的剥离方法，其特征在于：该方法采用如权利要求1至9中任一项权利要求所述的低温光刻胶重工剥离液，对所述彩色滤光片进行浸渍、超声波清洗或喷淋清洗，所述浸渍，超声波清洗或喷淋清洗在温度50～60℃下进行1～3分钟。