CN1519592A - 控制溶解度的感光树脂组合物及其双层结构的图案形成方法 - Google Patents

控制溶解度的感光树脂组合物及其双层结构的图案形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新的能够控制溶解度的感光树脂组合物和一种使用这种感光树脂组合物的双层结构图案形成方法，特别是涉及一种可以利用一种新的光聚合引发剂和下层硬化剂来控制y－值和根据曝光能量控制膜的厚度，即使在低曝光能量情况下也不会发生图案破裂的感光树脂组合物。这种感光树脂组合物可用于滤色器和LCD(液晶显示屏)制造过程中的保护涂层材料。

Description

控制溶解度的感光树脂组合物及 其双层结构的图案形成方法
发明背景
(一)发明领域
本发明涉及一种新的能通过硬度控制来控制溶解度的感光树脂组合物和一种使用这种感光树脂组合物的双层结构图案的形成方法，以及涉及一种具体的感光树脂组合物，它在LCD(液晶显示屏)制造过程中的感光溶液显影时能使膜的厚度产生差异，这对双层结构滤色器和外敷层材料非常有用。
(二)相关技术说明
形成液晶显示屏用滤色器的常用方法有染色法、印刷法、电沉积法、喷墨法和颜料分散法。近来，颜料分散法由于在图形分辨率和制造方面的优势，已经被人们所采用。此方法适用于制造移动电话、笔记本式电脑、显示器和电视机的LCD。
现在，人们需要具有更高性能而不仅是图形分辨率的颜料分散组合物。一般的颜料分散组合物是通过将基片涂膜、曝光和显影来形成有色像素的。在这种情况下曝光像素的硬化会使其不溶于显影液。因此需要有充分的曝光，如果曝光能量不足，光线(紫外线)就到达不了涂膜的下层。从而，下层硬度下降并且发生图案破裂。此外，如果涂渍溶液含有大量颜料或光线阻挡过多，图案破裂会加剧且需要有更高的曝光能量。
如果曝光能量很高，显影液根本不溶解涂膜的表面，显影后膜的厚度没有变化。另一方面，如果曝光能量很低，下层的硬度变得很低，会降低它对基片的附着力并引起图案破裂。
总的来说，常规的感光树脂组合物包含a)一种碱溶性粘合剂；b)一种具有至少两个乙烯双键的交联单体；c)一种颜料；d)一种光聚合引发剂和e)一种溶剂。如有必要，还可以包含助剂如改善对基片的附着力的增强剂、提高贮存稳定性的稳定剂和改善颜料的分散的分散剂。通常，在显影过程中感光树脂组合物通过由于光线产生的光聚合引发剂的自由基与交联用单体形成交联，降低对显影液的溶解性。这里，颜料引起的光线阻挡会使上层和下层的硬度出现差异。即下层的硬度较低。如果曝光能量很低，这就可能成为薄膜破裂的原因，或通过与下层与显影液的反应而被凹蚀。
随中小型设备的规格的不同，其特性也需要有差异。以前，在对反射体的EMB(压纹)工艺的优化以使反映窗口的反射效率达到最大化方面，曾有人尝试用前灯来解决反射式LCD的一个缺陷-在无外来光的部分显示性能差的问题，即透射式LCD。近来的趋势似乎追随着透射式LCD技术，在这点上滤色器的改进也有不同进展。
其中，曾有人尝试扩大TFT-LCD的透射窗口部分，从而提高透射窗口在滤色器上的颜色再现，使并反射光的反射率(透射率)最大化而不是彩色重现最大化。
其中，在反射窗口和透射窗口的色度变化方面，曾有人尝试在滤色器上固定两种色调，通常在滤色器上固定两种色调区分了透射窗口和反映窗口的滤色器特性。反射窗口和透射窗口的颜色特性的不同，根本问题是由于透射方式的差异而使一个光程(path)是另一个的两倍。为了解决这个问题，曾有人尝试通过改变反射窗口的光学性能来使透射窗口和反射的光学性能相同。这其中有Toray法，即在反射窗口上钻孔，将穿过此孔和p.r区域(图2a、2b、2c)的光线加合，以及Seiko-Epson法，即利用透明有机绝缘薄膜的厚度变化(图3)来使透射窗口和反射窗口的色度产生差异。
Toray法通过按图2a、2b和2c表示的方法使透射窗口和反射窗口产生色差，造成了色度差异。然而，如果扩大了孔径尺寸以使反射窗口的光效率最大化，后续工序会受到影响，这是一个控制钻孔区周围液晶的问题。在施加外涂层处理以修平钻孔区域时，如果CF图案大于1,0μm，由于PI印刷和摩擦过程的不稳定性，显示特性也会变得不稳定。
另一方面，Seiko-Epson法通过应用图3所示的结构使透射窗口和反射窗口产生色差造成了色度差异。然而，要提高反射窗口和透射窗口之间的色差必须增加透明膜的厚度，这会引起液晶的元件间隙和取向等问题。
发明概述
本发明是考虑到现有技术存在的这些问题而做出的，本发明的一个目的就是要提供一种感光树脂组合物，它对于由从下层到上层与膜厚无关的硬度梯度引起不饱和曝光之后的显影液能够提供渐变的溶解性，并且能够通过基片与树脂组合物的化学键接来防止膜的破裂和凹蚀。
本发明的另一个目的是提供一种能够在单个曝光步骤中形成一种具有不同厚度的膜的感光树脂组合物，这是通过使用一种可以控制透射率和将部分硬化的树脂组合物显影的掩模从而使膜的上层具有不同的厚度来实现的。
为了达到这些目的，本发明提供一种滤色器感光树脂组合物，它包括：
a)5到30wt％的碱溶性粘合剂；
b)5到30wt％的一种具有至少两个乙烯双键的交联单体；
c)10到60wt％的一种颜料；
d)1到5wt％的选自苯乙酮化合物、吨酮化合物、安息香化合物和咪唑化合物的一种或多种光聚合引发剂；
e)0.1到2wt％的选自硅烷聚合物、和含有至少一个环氧基的乙烯单体或其低聚物的一种或多种下层硬化剂；和
f)20到80wt％的一种溶剂。
此外，本发明还提供了一种双层图案形成方法，它包括用一种狭缝掩模使涂有上述的滤色器感光树脂组合物的膜曝光和显影等步骤。
附图说明
图1显示的是一种应用本发明所述的感光树脂组合物的滤色器上的双色结构。
图2a、2b和2c显示的是常用的Toray-型结构。
图3显示的是常用的Seiko-Epson-型结构，
图4是通过应用本发明所述的双色调法而获得的一种狭缝掩模图案。
各符号含义如下：“1”是一种有机膜滤色器层(C/F层)；“2”是一种有机膜外涂层(O/C层)；“3”是反射部分；“4”是透射部分；“5”是钻孔；“6”是反射窗口；“7”是透射窗口；“8”是透明层。
优选实施方式详述
现在对本发明进行详细说明。
本发明的特征在于提供一种能在单个曝光工序中形成不同厚度的膜的滤色器感光树脂组合物，通过使用控制曝光光线传输的狭缝掩模，在显影时在光线完全透过的部分形成完整的图案而在较少光线透过部分产生一种不会损坏图案的较薄的膜。
在根据本发明所述的碱溶性滤色器感光树脂组合物中，碱溶性的粘合剂(a)是聚合物链上含有乙烯酸基的单体与不含乙烯酸基的单体的一种共聚物。
对于含有乙烯酸基的单体，有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸、它们的酸酐、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧乙氢酯、邻苯二甲酸2-丙烯氧基丙氢酯和邻苯二甲酸2-丙烯酰氧丙六氢酯。含乙烯酸基的单体的量优选在10到40wt％，更优选20到30wt％。如果其含量低于10wt％，感光树脂组合物在碱性显影液中的溶解度降低。反之，如果其含量超过40wt％，显影时可能发生图案脱落和破裂。
对于不含酸基的单体，有丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸月桂酯，丙烯酸烷基酯，硬脂酸酯，丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片(isobonyl)酯、丙烯酸苄酯、2-羟基丙烯酸酯、丙烯酸三甲氧基丁酯、乙基卡必醇(ethylcarbidol)丙烯酸酯，丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧乙基2-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧丙基酯、和它们的甲基丙烯酸酯；含有卤素原子的丙烯酸酯如丙烯酸3-氟乙酯、丙烯酸4-氟基丙酯以及它们的甲基丙烯酸酯；含有硅氧烷基的丙烯酸酯如丙烯酸三乙基硅氧乙酯及其甲基丙烯酸酯；和芳香族烯烃如苯乙烯和4-甲氧基苯乙烯。这些化合物可以单独使用也可以联合使用。在聚合物组合物中不含酸基的单体的量优选在60到90wt％，更优选65到85wt％。如果其含量低于60wt％，在显影时对玻璃基片的附着力下降，以致图案破坏加剧且图案的线性变差。反之，如果其含量超过90wt％，显影时间增长。
碱溶性粘合剂的含量优选达到全部感光树脂组合物的30wt％。
在根据本发明所述的感光树脂组合物中，对于含有至少两个乙烯双键的交联单体(b)，有1，4-丁二醇二丙烯酸酯，1，3-丁二醇二丙烯酸酯，二丙烯酸乙二醇酯，四丙烯酸季戊四醇酯，二丙烯酸三乙二醇酯，二丙烯酸聚乙二醇酯，二丙烯酸二季戊四醇酯，三丙烯酸山梨糖醇酯，双酚A二丙烯酸衍生物，三丙烯酸三甲基丙酯，二季戊四醇聚丙烯酸酯，以及它们的甲基丙烯酸酯。具有至少两个乙烯双键的交联用单体的含量优选占全部感光树脂组合物的5到30wt％，更优选5到20wt％。如果其含量低于5wt％，由于硬度低，图案的形成困难。反之，如果其含量超过30wt％，硬度过大会引起显影时图案损坏和损害图案的线性。
在根据本发明所述的感光树脂组合物中，颜料(C)可以使用有机颜料或无机颜料。有机颜料的具体例子有C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄128、C.I.颜料橙43、C.I.颜料红177、C.I.颜料红202、C.I.颜料红209、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15∶3、C.I.颜料蓝15∶4、C.I.颜料蓝15∶6，C.I.颜料紫23、C.I.颜料黑1和C.I.颜料黑色。对于无机颜料，有二氧化钛，钛黑和炭黑。这些颜料可以单独使用也可以联合使用。碱溶性颜料的含量优选占全部感光树脂组合物的10到60wt％。
特别是在根据本发明所述的感光树脂组合物中，光聚合反应引发剂(d)是一种在可见光、紫外和远紫外波长范围内都可以引发交联单体的聚合反应的化合物。如上所述，选自苯乙酮化合物、吨酮化合物、安息香化合物和咪唑化合物的一种或多种化合物可用作光聚合引发剂。
苯乙酮化合物的具体例子有二苯甲酮、对(二乙基氨基)二苯甲酮、2，2-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、和对-叔丁基三氯苯乙酮。吨酮化合物的具体例子有吨酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丁基噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、和2，4-二甲基噻吨酮。安息香化合物的具体例子有安息香、苯甲酰乙醚、苯甲酰甲醚、苯甲酰丙醚和叔丁基苯甲酰醚。咪唑化合物的具体的例子有2，2-双-2-氯苯基-4，5，4，5-四苯基-2-1，2-二咪唑和2，2-双(2，4，6-三苯氰)-4，4，5，5-四苯基-1，2-二咪唑。
如果需要的话，光聚合引发剂能和一种敏化剂或硬化促进剂，如4-二甲氨基苯甲酮、异丙基噻吨酮、苯甲酸甲基邻苯甲酰酯、4-(甲基苯巯基)-苯基苯甲烷、2，4-二乙基噻吨酮、2-氯基噻吨酮，二苯甲酮、乙基蒽醌和2-巯基苯并噁唑一起使用。
光聚合引发剂的含量优选占全部感光树脂组合物的0.5到5wt％，优选1到2wt％。如果其含量低于0.5wt％，图案的形成变得困难，而且由于灵敏度降低图案的线性也会变差。反之，如果超过5wt％，可能会出现由于硬度过高而在显影时引起存储稳定性和严重的图案损坏，或在图案外面的区域产生残渣等问题。
在根据本发明所述的感光树脂组合物中，使用下层硬化剂(e)是为了提高下层的硬度。对于下层硬化剂，优选使用选自硅烷聚合物、含有至少一个环氧基的乙烯单体及其低聚物的一种或多种化合物。硅烷聚合物的具体例子有乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-乙氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-甲丙氧基丙基三甲氧基硅烷。这些化合物可以单独使用也可以联合使用。
对于含有至少一个环氧基的乙烯单体及其低聚物有单体比如丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸缩水甘油乙酯，甲基丙烯酸缩水甘油乙酯，丙烯酸缩水甘油丙酯，甲基丙烯酸缩水甘油丙酯，3，4-环氧丁基甲基丙烯酸酯，和6，7-环氧丁基甲基丙烯酸酯以及它们的低聚物。这些化合物可以单独使用也还可以联合使用。
下层硬化剂的含量优选占全部感光树脂组合物的0.1到2wt％，更优选0.1到1wt％。如果含量低于0.1wt％，由于下层的硬度过低和对基片的附着力太差，会发生图案破裂。反之，如果超过2wt％，由于未曝光部分的显影速度变得太慢，所以可能会留下残渣。
在本发明所述的感光树脂组合物中，溶剂f)是由溶解度、颜料分散性和涂布性能决定的。特别是优选乙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、环己酮、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯和3-乙氧基丙酸乙酯。这些化合物可单独使用也可以联合使用。溶剂的含量优选占全部感光树脂组合物的20到80wt％。
此外，根据本发明所述的感光树脂组合物还可以包含一种提高颜料的分散性的(g)分散剂或一种提高涂布性能的添加剂。例如可以使用占全部感光树脂组合物0.01到1wt％的聚酯分散剂、聚氨酯分散剂、硅表面活化剂或氟表面活化剂。
此外，本发明可以使用这种感光树脂组合物形成一种双层图案。图1显示的是根据本发明所述的感光树脂组合物被施加到掩模上的一个例子。
在本发明中，双层图案的形成是通过将含有颜料的涂覆溶液施加到透明基片上并经过预先烘干除去残留在涂膜上的溶剂来完成的。如果涂膜是通过一种具有狭缝图案的掩模曝光的，则图案部分、狭缝部分和未曝光部分的光学硬度会由于曝光能量的差异而变得不同。狭缝部分收到的曝光能量较少，并且局部的硬化会在显影时提供部分溶解性。
为此，本发明在滤色器上应用了双色法以使反射窗口和透射窗口的色度变化的光效率最大化，并解决通常的狭缝结构问题。双色法利用了曝光能量。也就是说，光学性能是根据膜的厚度通过区分透射窗口和反射窗口的曝光来分开的。本发明是区分反射窗口和透射窗口的厚度以满足反射窗口和透射窗口之间的色差达到两倍以上的要求的另一种方案。因此，当本发明作为双色法的一种扩展，通过改变曝光能量获得超过1/2的色调性能时，可以更有效地解决常用的Toray法和Seiko-Epson法存在的问题。
也就是说，常用方法保证了双色层里反射窗口的厚度相同，本发明通过狭缝色调设计控制部分地除去了彩色层，如图1所示。本发明所述的滤色器结构使用狭缝的栅条和空间使狭缝部分的厚度产生差异，并且除去了由曝光能量产生的颜色部分(color p.r)，这也防止了滤光并使光线反射。因此，液晶显示屏的性能变化可以通过减少透射窗口的膜厚差异来达到最小。这也是利用了如果膜厚差异和图案间隙变小，外涂层(O/C)膜的平整率也会变高的事实。这种结构利用了膜厚产生的色差，并且通过增加来自反射窗口和反射窗口内部未过滤部分的光混合颜色，是Toray法和双色法的一种组合。
这种特性要求计算每一区域的色感并优化预测技术。然而，当应用于一种在平面上具有相同的光密度且在特定部分具有较少光线的狭缝掩膜设计时，这是可以实现的，如狭缝6(图4)。
光掩模的狭缝包括光线通过部分(WL)和光线阻挡部分(BS)。光线通过部分和光线阻挡部分在x-y轴上的距离可设计成1到100μm。同时，光掩模的狭缝也可以具有在一个方向上(X轴或Y轴)或两个方向上(X轴和Y轴)有网格(lattice)或弯曲(curvature)的多边形图案。通过改变光线通过部分和光线阻挡部分的面积，就可以控制吸收10到90％的曝光能量。具体地说，狭缝掩模的狭缝图案光线通过部分(WL)和光线阻挡部分(BS)在X轴和Y轴上的宽度为1到100μm。并且狭缝掩模具有一种网格图案，其中光线通过部分(WL)和光线阻挡部分(BS)的宽度在X轴和Y轴上为1到100μm。
如上所述，狭缝部分的不饱和曝光会在显影中引起局部硬化和逐渐溶解。
在膜的上层，空气中的氧与引发剂的反应妨碍了引发反应，降低了硬度并提高了对显影液的溶解度。本发明所用的光聚合引发剂对膜的中间层和下层也提供了相同的硬度。下层硬化剂通过有机组合物和基片的化学键提高了膜的下层的硬度，并引起膜的上层、中间层和下层的溶解度之间的差异，在显影时提供了膜厚的逐步差异。
即使在显影时曝光能量很小，本发明所述的感光性组合物也不会发生膜层破裂。而且不会引起厚度的快速下降。因此，表示膜厚度根据曝光能量的变化的y-值降低，从而双层结构的厚度可以得到控制。
根据本发明所述的感光组合物的y-值优选低于2.5。更优选y-值在0.1到2.5。在这种情况下，视曝光能量的不同膜的厚度可以减少到5到90％。更优选根据本发明所述的感光组合物的y-值在0.5到1.0。在这种情况下，膜的厚度可以减少到20到80％，与此显影时间相应的显影范围也最好。
对于显影过程中所用的显影液，可以使用任何普通碱性显影液。优选使用稀释的无机的碱性水溶液如氢氧化钾水溶液，氢氧化钠水溶液，碳酸钠水溶液和碳酸钾水溶液；和使用含胺的碱性溶液如三乙醇胺水溶液、三甲胺水溶液和氢氧化四甲铵水溶液。总的来说，显影是通过LCD加工中使用的喷射法来完成的。不过也可以使用浸涂法，显影后再经过固化过程形成图案。
下面结合实施例和对比实施例对本发明进行更详细的说明。但是以下实施例和对比例只是为了说明本发明，本发明并不仅限于以下实施例。在以下实施例中，除非另有说明，百分比和混合比都是以重量为基准的。
[实施例1]
通过混合以下物质制备出一种液体感光组合物：20wt％的苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸丁酯(共聚比＝60/20/20；重均分子量＝30,000)的共聚物作碱溶性的粘合剂(a)；8wt％的丙烯酸二季戊四醇己酯作含有至少两个乙烯双键的交联单体(b)；20wt％的C.I.颜料红254和10wt％的C.I.颜料黄139作颜料(c)；1wt％的Irgacure369(Sbuba Specialty Chemical)和1wt％的4，4′-双二乙基氨基苯甲酮作光聚合引发剂(d)；0.1wt％的3-丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin Etsu)作下层硬化剂(d)；和28wt％的丙二醇甲醚乙酸酯和10wt％的环己酮作溶剂(f)。
[实施例2]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用1wt％的Irgacure907(Sbiba Specialty Chemical)作光聚合引发剂(d)和使用0.05wt％的乙烯基三乙氧基硅烷作下层硬化剂(e)。
[实施例3]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用1wt％的Irgacure369(Shiba Specialty Chemical)作光聚合引发剂(d)和使用0.2wt％的3，4-环氧丁基甲基丙烯酸酯作下层硬化剂(e)。
[实施例4]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用20wt％的C.I.颜料绿36和10wt％的C.I.颜料黄150作颜料(c)，和使用0.2wt％的3-丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin Etsu)作下层硬化剂(e)。
[实施例5]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用20wt％的C.I.颜料蓝15∶6作颜料(c)，和使用1wt％的2，4-二乙基噻吨酮作光聚合引发剂，并用0.2wt％的3-丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin Etsu)作下层硬化剂(e)。
[对比例1]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用2wt％的2，4-双三氯甲基-6-对甲氧基苯乙烯基仲三嗪作光聚合引发剂(d)，而且没有使用下层硬化剂(e)。
[对比例2]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用20wt％的C.I.颜料绿36和10wt％的C.I.颜料黄150作颜料(c)，2wt％的2，4-双三氯甲基-6-对甲氧基苯乙烯基仲三嗪作光聚合引发剂(d)，和使用0.2wt％的6，7-环氧基丙烯酸丁酯作下层硬化剂(e)。
[对比例3]
用与实施例1相同的组合物和含量制备出一种感光树脂组合物，只不过是使用30wt％的C.I.颜料兰15∶6作颜料(c)和使用1wt％的Irgacure 369(ShibaSpecialty Chemical)与1wt％的4，4’-双二乙基氨基苯甲酮作光聚合引发剂(d)，没有使用下层硬化剂(e)。
[表1]
下层固化剂              光引发剂
  三嗪   苯乙酮化合物   感光剂
实施例1     0.05   -     1     1
实施例2     0.05   -     1     -
实施例3     0.2   -     1     1
实施例4     0.2   -     1     1
实施例5     0.2   -     1     1
对比例1     -   2     -     -
对比例2     0.2   2     -     -
对比例3     -   -     1     1
显影性能对比
根据光聚合引发剂和下层硬化剂的种类和含量，对实施例1到5和对比例1到3的感光组合物的显影性能进行了对比。
将上述实施例和对比例中制备的各种感光组合物用旋涂法涂到玻璃基板上，厚度为1μm，并在80℃的热板上干燥2分钟形成涂膜。
然后，在膜上放置遮光模后，用波长200nm到400nm的超高压汞灯以波长为365nm的光线进行100到200mj/cm2的曝光。然后用喷雾嘴喷洒KOH显影液(Dongjin Semichem；DCD-260CF)进行显影。对显影的精细图案，测量其曝光部分和狭缝部分的厚度，评价其显影性能。结果如表2所示。为测定曝光部分和未曝光部分对显影液的溶解性差异，绘制了显示厚度随曝光能量变化的曲线图(图2和图3)，y-值可以由斜率算出。结果如表3所示。
[表2]显影后厚度(μm)
    曝光能量(mj/cm2)     显影时间(s)
    60     80     100
实施例1     200     1.00     1.00     1.00
    100     1.00     0.99     0.98
    20     0.3     0.3     -
实施例2     200     1.00     1.00     1.00
    100     0.99     0.80     0.50
    20     0.30     -     -
实施例3     200     1.00     1.00     1.00
    100     0.99     0.98     0.98
    20     0.61     0.56     0.56
实施例4     200     1.00     1.00     1.00
    100     0.97     0.97     0.95
    20     0.55     0.50     0.48
实施例5     200     1.00     1.00     1.00
    100     0.85     0.73     0.60
    20     0.45     0.43     0.41
对比例1     200     1.00     1.00     1.00
    100     1.00     0.98     0.98
    20     -     -     -
对比例2     200     1.00     1.00     1.00
    100     0.99     1.00     0.4
    20     -     -     -
对比例3     200     1.00     1.00     1.00
    100     1.00     1.00     0.2
    20     -     -     -
[表3]
    y-值
实施例1     1.3
实施例2     2.5
实施例3     0.9
实施例4     0.8
实施例5     1.1
对比例1     3.4
对比例2     3.5
对比例3     4.0
如表3所示，本发明(实施例1到5)的y-值都低(0.8到2.5)，因此即使曝光能量很低在显影时也不会发生膜破裂，也没有膜厚的迅速减小。
如上所述，根据本发明所述的感光树脂组合物可以利用新的光聚合引发剂和下层硬化剂来控制y-值。并且由于即使曝光能量低时上层溶解时也不损坏图案，使得根据曝光能量来控制膜的厚度成为可能。

Claims (15)

1.一种滤色器感光树脂组合物，包括：
a)5到30wt％的一种碱溶性粘合剂；
b)5到30wt％的一种具有至少两个乙烯双键的交联单体；
c)10到60wt％的一种颜料；
d)1到5wt％的选自苯乙酮化合物、吨酮化合物、安息香化合物和咪唑化合物的一种或多种光聚合引发剂；
e)0.1到2wt％的选自硅烷聚合物和含有至少一个环氧基的乙烯单体或其低聚物的一种或多种下层硬化剂；和
f)20到80wt％的一种溶剂。
2.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其中碱溶性的粘合剂是10到40wt％的含有乙烯酸基的单体和60到90wt％的不含乙烯酸基的单体的一种共聚物。
3.根据权利要求2所述的滤色器感光树脂组合物，其中含有乙烯酸基的单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸及其酸酐、2-丙烯酰氧乙基酞酸氢酯、2-丙烯酰氧丙基酞酸氢酯和2-丙烯酰氧丙基酞酸六氢酯。
4.根据权利要求2所述的滤色器感光树脂组合物，其中不含乙烯酸基的单体选自丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸烷基酯、硬脂酸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片(isobonyl)酯、丙烯酸苄酯、2-羟基丙烯酸酯、丙烯酸三甲氧丁基酯、乙基卡必醇(ethylcarbidol)丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、邻苯二甲酸2-丙烯酰氧乙基2-羟丙酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧丙酯、和它们的甲基丙烯酸酯；含有卤素原子的丙烯酸酯及其甲基丙烯酸酯；含有硅氧烷基的丙烯酸酯及其甲基丙烯酸酯；和芳香族烯烃。
5.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其中含有至少两个乙烯双键的交联单体选自1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸二季戊四醇酯、三丙烯酸山梨糖醇酯、双酚A二丙烯酸酯衍生物、三丙烯酸三甲基丙酯、二季戊四醇聚丙烯酸酯、和它们的甲基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其中的颜料是一种有机颜料或一种无机颜料。
7.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其中溶剂是选自乙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚，环己酮，3-甲氧基丙酸乙酯，3-乙氧基丙酸甲酯，和3-乙氧基丙酸乙酯的一种或多种化合物。
8.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其中含有至少一个环氧基的乙烯单体及其低聚物是选自丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油乙酯、丙烯酸缩水甘油丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油丙酯、3，4-环氧丁基丙烯酸酯、6，7-环氧丁基丙烯酸酯以及它们的低聚物的一种或多种化合物。
9.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，还包含：
g)0.01到1wt％的一种用于改善颜料的分散性的分散剂和一种用来提高涂布性能的添加剂，它选自聚酯分散剂、聚氨酯分散剂、硅表面活化剂和氟表面活化剂中的一种或多种化合物。
10.根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物，其y-值为0.1到2.5。
11.一种使用狭缝掩模的双层图案形成方法，其中根据权利要求1所述的滤色器感光树脂组合物使用狭缝掩模曝光和显影。
12.根据权利要求11所述的使用狭缝掩模的双层图案形成方法，其中狭缝掩模的狭缝图案中光线通过部分(WL)在X轴和Y轴上的宽度是1到100μm。
13.根据权利要求11所述的使用狭缝掩模的双层图案形成方法，其中狭缝掩模的狭缝图案中光线阻挡部分(BS)在X轴和Y轴上的宽度是1到100μm。
14.根据权利要求11所述的使用狭缝掩模的双层图案形成方法，其中狭缝掩模的网格图案中光线通过部分(WL)在X轴和Y轴上的宽度是1到100μm。
15.根据权利要求11所述的使用狭缝掩模的双层图案形成方法，其中狭缝掩模的网络图案中光线阻挡部分(BS)在X轴和Y轴上的宽度是1到100μm。
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