JP2016164646A - 遮光膜を含むデバイスおよび前記遮光膜パターニング方法 - Google Patents

遮光膜を含むデバイスおよび前記遮光膜パターニング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、微細パターンの実現が可能な遮光膜を含むデバイスおよび前記遮光膜のパターニング方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るデバイスは、基板と、前記基板上に位置する遮光膜と、前記基板上に位置し、前記遮光膜を覆うパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に位置する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターを覆う他のパッシベーション膜と、前記他のパッシベーション膜上に位置するカラーフィルターと、前記他のパッシベーション膜上に位置し、前記カラーフィルターを覆う絶縁膜と、を含み、前記遮光膜は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物を用いてパターニングされる。【選択図】図１

Description

本発明は、遮光膜を含むデバイスおよび前記遮光膜パターニング方法に関する。
黒色感光性樹脂組成物は、カラーフィルター、液晶表示材料、有機発光素子（ＥＬ）、ディスプレイパネル材料などの表示素子の遮光膜の製造に必須の材料である。例えば、カラー液晶ディスプレイなどのカラーフィルターには、表示コントラストや発色効果を高めるために、レッド（ｒｅｄ）、グリーン（ｇｒｅｅｎ）、ブルー（ｂｌｕｅ）などの着色層間の境界部分に遮光膜が必要であり、このような遮光膜は、主に黒色感光性樹脂組成物を用いて形成される。前記黒色感光性樹脂組成物に用いられる黒色顔料としてはカーボンブラックが最も多く用いられ、その他にも、ＲＧＢ混合型ブラック、ペリレン系化合物、コバルト酸化物、ラクタム系有機ブラックなどが用いられ得る。
一方、ディスプレイ素子などのデバイス内の遮光膜の場合、露光および現像工程などを経てパターニングされるが、この場合、パターンの均一性および微細パターンの実現が難しく、耐熱性が低いという問題がある。ひいては、従来の遮光膜は、ネガティブ型黒色感光性樹脂組成物だけを用いて製造されるため、その適用範囲が狭いという問題もある。
そこで、微細パターンを実現できる新規な遮光膜パターニング工程および前記遮光膜を含むデバイスを開発しようとする努力が続いている。
本発明の一実施形態の目的は、微細パターンの実現が可能な遮光膜を含むデバイスを提供することにある。
本発明の他の実施形態の目的は、前記遮光膜のパターニング方法を提供することにある。
本発明の一実施形態は、基板と、前記基板上に位置する遮光膜と、前記基板上に位置し、前記遮光膜を覆うパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に位置する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターを覆う他のパッシベーション膜と、前記他のパッシベーション膜上に位置するカラーフィルターと、前記他のパッシベーション膜上に位置し、前記カラーフィルターを覆う絶縁膜と、を含み、前記遮光膜は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物を用いてパターニングされるデバイスを提供する。
前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、ビスフェノールＦ樹脂、アクリレート樹脂、シロキサン系樹脂またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記架橋剤は、下記の化学式１で表される官能基を一つ以上含むことができる。
前記架橋剤は、下記の化学式２〜化学式４で表される官能基からなる群より選択された少なくとも一つをさらに含むことができる。
前記化学式３および化学式４中、
Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基である。
前記組成物は、塩基発生剤をさらに含むことができる。
前記塩基発生剤は、下記の化学式５で表されてもよい。
前記化学式５中、
Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−（を含む２価の基）であり、
Ｗは、−Ｏ−または−Ｓ−であり、
ｎは、０または１の整数であり、
Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。
前記塩基発生剤は、下記の化学式６〜化学式９のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式６〜化学式９中、
Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−であり、
Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。
前記塩基発生剤は、下記の化学式１０〜化学式２２からなる群より選択された少なくとも一つであってもよい。
前記黒色着色剤は、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック、ＲＧＢ混合型ブラック、コバルト酸化物、チタニウム酸化物、またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記組成物は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して前記架橋剤を５重量部〜４０重量部含み、前記黒色着色剤を１０重量部〜２００重量部含み、前記溶媒を１５０重量部〜４０００重量部含むことができる。
前記塩基発生剤は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して５重量部〜４０重量部で含まれてもよい。
前記組成物は、マロン酸、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、レベリング剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ラジカル重合開始剤またはこれらの組み合わせの添加剤をさらに含むことができる。
本発明の他の実施形態は、基材上に耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物をコーティングする段階と、前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階と、露光および現像する段階と、前記現像後、エッチングする段階と、前記エッチング後、ストリッパー（ｓｔｒｉｐｐｅｒ）を用いてストリッピング（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）する段階と、前記ストリッピング後、加熱する段階と、を含む遮光膜パターニング方法を提供する。
前記ストリッピング後、加熱する段階において、前記加熱は、２００℃〜６００℃で行うことができる。
前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階において、前記加熱は、７０℃〜１６０℃で行うことができる。
前記ストリッパーは、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、エチルラクテート（ＥＬ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ブチルジグリコール（ＢＤＧ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヒドロキシデカン酸（ＨＤＡ）、カテコール（ｃａｔｅｃｈｏｌ）またはこれらの組み合わせを含むことができる。
前記エッチングは、湿式エッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）であってもよい。
前記現像後、エッチングする前または前記エッチング後ストリッピングする前に、漂白する段階（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）をさらに含むことができる。
前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、ビスフェノールＦ樹脂、アクリレート樹脂、シロキサン系樹脂またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記架橋剤は、前記化学式１で表される官能基を一つ以上含むことができる。
前記組成物は、塩基発生剤をさらに含むことができる。
前記架橋剤および塩基発生剤については前述した内容と同一である。
前記黒色着色剤は、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック、ＲＧＢ混合型ブラック、コバルト酸化物、チタニウム酸化物、またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記組成物は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して前記架橋剤を５重量部〜４０重量部含み、前記黒色着色剤を１０重量部〜２００重量部含み、前記溶媒を１５０重量部〜４０００重量部含むことができる。
前記組成物は、マロン酸、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、レベリング剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ラジカル重合開始剤またはこれらの組み合わせの添加剤をさらに含むことができる。
その他本発明の実施形態の具体的な事項は、以下の詳細な説明に含まれている。
本発明の一実施形態に係るデバイスは、従来のディスプレイ素子などのデバイスと異なる構造を有し、新規組成物を含む組成物を用いて形成される遮光膜を含み、前記遮光膜は、新規なパターニング工程によりパターニングされるため、均一な微細パターンを実現することができ、耐熱性に優れ、またネガティブ型およびポジティブ型のどちらでもパターニングが可能である。
本発明の実施形態に係る遮光膜パターニング方法を示すフローチャートである。 従来のディスプレイ素子の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るデバイス構造を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、これは例示として提示されるものであり、本発明は、これによって制限されず、特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本明細書で、特別な言及がない限り、「アルキル基」とは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基を意味し、「アルケニル基」とは、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル基を意味し、「シクロアルケニル基」とは、Ｃ３〜Ｃ２０シクロアルケニル基を意味し、「ヘテロシクロアルケニル基」とは、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロシクロアルケニル基を意味し、「アリール基」とは、Ｃ６〜Ｃ２０アリール基を意味し、「アリールアルキル基」とは、Ｃ６〜Ｃ２０アリールアルキル基を意味し、「アルキレン基」とは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキレン基を意味し、「アリーレン基」とは、Ｃ６〜Ｃ２０アリーレン基を意味し、「アルキルアリーレン基」とは、Ｃ６〜Ｃ２０アルキルアリーレン基を意味し、「ヘテロアリーレン基」とは、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリーレン基を意味し、「アルコキシレン基」とは、Ｃ１〜Ｃ２０アルコキシレン基を意味する。
本明細書で、特別な言及がない限り、「置換」とは、少なくとも一つの水素原子がハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ヒドロキシ基、Ｃ１〜Ｃ２０アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミン基、イミノ基、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、エステル基、エーテル基、カルボキシル基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、燐酸やその塩、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル基、Ｃ６〜Ｃ２０アリール基、Ｃ３〜Ｃ２０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ２０シクロアルケニル基、Ｃ３〜Ｃ２０シクロアルキニル基、Ｃ２〜Ｃ２０ヘテロシクロアルキル基、Ｃ２〜Ｃ２０ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ２０ヘテロシクロアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせの置換基で置換されたことを意味する。
また、本明細書で、特別な言及がない限り、「ヘテロ」とは、化学式内にＮ、Ｏ、ＳおよびＰのうちの少なくとも一つのヘテロ原子が少なくとも一つ含まれたものを意味する。
また本明細書で、特別な言及がない限り、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート」と「メタクリレート」の両方が可能であることを意味し、「（メタ）アクリル酸」は、「アクリル酸」と「メタクリル酸」の両方が可能であることを意味する。
本明細書で、特別な言及がない限り、「組み合わせ」とは、混合または共重合を意味する。
また本明細書で、特別な言及がない限り、「＊」は、同一または異なる原子または化学式と連結される部分を意味する。
本発明の一実施形態に係るデバイスは、基板と、前記基板上に位置する遮光膜と、前記基板上に位置し、前記遮光膜を覆うパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に位置する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターを覆う他のパッシベーション膜と、前記他のパッシベーション膜上に位置するカラーフィルターと、前記他のパッシベーション膜上に位置し、前記カラーフィルターを覆う絶縁膜と、を含み、前記遮光膜は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物を用いてパターニングされる。
本発明の一実施形態に係るデバイスは、基板と、前記基板上に位置する遮光膜と、前記基板上に位置し、前記遮光膜を覆うパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に位置する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスター上に位置するカラーフィルターと、前記薄膜トランジスター上に位置し、前記カラーフィルターを覆う絶縁膜と、を含み、前記遮光膜は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物を用いてパターニングされる。
ディスプレイ素子などのデバイスは、光漏れ現象を防止するために遮光膜を含むが、前記遮光膜は、露光および現像工程によりパターニングされる。この時、前記露光および現像工程によりパターンが不均一であるなど、微細パターンの実現が難く、耐熱性および耐薬品性も低かった。ひいては、前記遮光膜は、ネガティブ型組成物を用いてのみ製造可能であり、ポジティブ型組成物を用いて製造されることは難しかった。
しかし、本発明の一実施形態に係るデバイスは、微細パターンを実現できる新規なパターニング工程および新規な組成を通じて製造された遮光膜を含み、ネガティブ型およびポジティブ型のどちらでもパターニングが可能であり、優れた耐熱性および耐薬品性を有することができる。
前記デバイスは、ディスプレイ素子、例えば液晶ディスプレイ、発光ダイオード、プラズマディスプレイまたは有機発光ダイオードなどであってもよいが、これに限定されない。
図２は、従来のデバイス（例えば、ディスプレイ素子など）の構造を示す模式図であり、図３は、本発明の一実施形態に係るデバイス（例えば、ディスプレイ素子など）の構造を示す模式図である。
図２および図３に示すように、従来のデバイス２００は、ほとんど基板２１０（または前記基板２１０上に位置するパッシベーション膜２３０）の直上に薄膜トランジスター２４０が位置したが、本発明の一実施形態に係るデバイス１００は、基板１１０上に遮光膜１２０と、前記遮光膜１２０を覆うパッシベーション膜１３０とが位置する。これによって、基板１１０（例えば、下部ガラス面）を通じてＲＧＢ光を実現することができ、基板１１０（例えば、下部ガラス面）で発光するようになって薄膜トランジスター１４０とＰＣＢ(印刷回路基板）を連結する空間を最小化してベゼルレス（ｂｅｚｅｌ ｌｅｓｓ）やナローベゼル（ｎａｒｒｏｗ ｂｅｚｅｌ）のパネルを作ることができる。
一方、本発明の一実施形態に係るデバイスは、ＩＴＯ（図示せず）をさらに含むことができる。
以下、本発明の一実施形態に係るデバイス内の遮光膜パターニング用組成物の各構成成分について詳細に説明する。
前記遮光膜パターニング用組成物は、耐熱性ポリマーを含むが、前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、ビスフェノールＦ樹脂、アクリレート樹脂、シロキサン系樹脂またはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記ポリベンゾオキサゾール前駆体は、下記の化学式２３で表される構造単位を含むことができ、前記ポリイミド前駆体は、下記の化学式２４で表される構造単位を含むことができる。
前記化学式２３中、
Ｘ１は、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０芳香族有機基であってもよく、
Ｙ１は、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０芳香族有機基、置換もしくは非置換の２価〜６価のＣ１〜Ｃ３０脂肪族有機基または置換もしくは非置換の２価〜６価のＣ３〜Ｃ３０脂環族有機基であってもよい。
前記化学式２４中、
Ｘ２は、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０芳香族有機基、置換もしくは非置換の２価〜６価のＣ１〜Ｃ３０脂肪族有機基または置換もしくは非置換の２価〜６価のＣ３〜Ｃ３０脂環族有機基であってもよく、
Ｙ２は、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０芳香族有機基、置換もしくは非置換の４価〜６価のＣ１〜Ｃ３０脂肪族有機基または置換もしくは非置換の４価〜６価のＣ３〜Ｃ３０脂環族有機基であってもよい。
前記化学式２３中、前記Ｘ１は、芳香族有機基であり、芳香族ジアミンから誘導される残基であってもよい。
前記芳香族ジアミンの例としては、３，３'−ジアミノ−４，４'−ジヒドロキシビフェニル、４，４'−ジアミノ−３，３'−ジヒドロキシビフェニル、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−６−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−２−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシ−６−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシ−２−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−ペンタフルオロエチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−ペンタフルオロエチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−ヒドロキシ−４−アミノ−５−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−ヒドロキシ−４−アミノ−６−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−ヒドロキシ−４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−２−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−ヒドロキシ−４−アミノ−５−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパンおよび２−（３−アミノ−４−ヒドロキシ−６−トリフルオロメチルフェニル）−２−（３−ヒドロキシ−４−アミノ−５−トリフルオロメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパンから選択される少なくとも一つを用いることができるが、これに限定されない。
前記Ｘ１の例としては、下記の化学式２５および化学式２６で表される作用基が挙げられるが、これに限定されない。
前記化学式２５および化学式２６中、
Ａ１は、単結合、Ｏ、ＣＯ、ＣＲ４７Ｒ４８、ＳＯ２またはＳであってもよく、前記Ｒ４７およびＲ４８は、それぞれ独立して、水素原子、または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基であり、具体的にはＣ１〜Ｃ３０フルオロアルキル基であってもよく、
Ｒ５０〜Ｒ５２は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、＊−ＣＯＯＲｘ（Ｒｘは水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基）、ヒドロキシ基またはチオール基であってもよく、
ｎ１０は、０〜２の整数であってもよく、ｎ１１およびｎ１２は、それぞれ０〜３の整数であってもよい。
前記化学式２３中、Ｙ１は、芳香族有機基、２価〜６価の脂肪族有機基または２価〜６価の脂環族有機基であり、ジカルボン酸の残基またはジカルボン酸誘導体の残基であってもよい。具体的には、Ｙ１は、芳香族有機基または２価〜６価の脂環族有機基であってもよい。
前記ジカルボン酸誘導体の具体的な例としては、４，４'−オキシジベンゾイルクロライド、ジフェニルオキシジカルボニルジクロライド、ビス（フェニルカルボニルクロライド）スルホン、ビス（フェニルカルボニルクロライド）エーテル、ビス（フェニルカルボニルクロライド）フェノン、フタロイルジクロライド、テレフタロイルジクロライド、イソフタロイルジクロライド、ジカルボニルジクロライド、ジフェニルオキシジカルボキシレートジベンゾトリアゾールまたはこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
前記Ｙ１の例としては、下記の化学式２７〜化学式２９で表される官能基（作用基ないし置換基）が挙げられるが、これに限定されない。
前記化学式２７〜化学式２９中、
Ｒ５３〜Ｒ５６は、それぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基であってもよく、
ｎ１３およびｎ１４は、それぞれ０〜４の整数であってもよく、ｎ１５およびｎ１６は、それぞれ０〜３の整数であってもよく、
Ａ２は、単結合、Ｏ、ＣＲ４７Ｒ４８、ＣＯ、ＣＯＮＨ、ＳまたはＳＯ２であってもよく、前記Ｒ４７およびＲ４８は、それぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基であってもよく、具体的にはＣ１〜Ｃ３０フルオロアルキル基であってもよい。
前記化学式２４中、Ｘ２は、芳香族有機基、２価〜６価の脂肪族有機基または２価〜６価の脂環族有機基である。具体的には、Ｘ２は、芳香族有機基または２価〜６価の脂環族有機基であってもよい。
具体的には、前記Ｘ２は、芳香族ジアミン、脂環族ジアミンまたはシリコンジアミンから誘導される残基であってもよい。この時、前記芳香族ジアミン、脂環族ジアミンおよびシリコンジアミンは、単独でまたはこれらを１種以上混合して用いることができる。
前記芳香族ジアミンの例としては、３，４'−ジアミノジフェニルエーテル、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、３，４'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジジン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，５−ナフタレンジアミン、２，６−ナフタレンジアミン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス（３−アミノフェノキシフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、これらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子が置換された化合物、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
前記脂環族ジアミンの例としては、１，２−シクロヘキシルジアミン、１，３−シクロヘキシルジアミン、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
前記シリコンジアミンの例としては、ビス（４−アミノフェニル）ジメチルシラン、ビス（４−アミノフェニル）テトラメチルシロキサン、ビス（ｐ−アミノフェニル）テトラメチルジシロキサン、ビス（γ−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、１，４−ビス（γ−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノブチル）テトラメチルジシロキサン、ビス（γ−アミノプロピル）テトラフェニルジシロキサン、１，３−ビス（アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
前記化学式２４中、Ｙ２は、芳香族有機基、４価〜６価の脂肪族有機基または４価〜６価の脂環族有機基である。具体的には、Ｙ２は、芳香族有機基または４価〜６価の脂環族有機基であってもよい。
前記Ｙ２は、芳香族酸二無水物または脂環族酸二無水物から誘導された残基であってもよい。この時、前記芳香族酸二無水物および前記脂環族酸二無水物は、単独でまたはこれらを１種以上混合して用いることができる。
前記芳香族酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物（ｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ベンゾフェノン−３，３’，４，４'−テトラカルボン酸二無水物（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ−３，３’，４，４'−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のようなベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、４，４'−オキシジフタル酸二無水物（４，４'−ｏｘｙｄｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のようなオキシジフタル酸二無水物（ｏｘｙｄｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、３，３’，４，４'−ビフタル酸二無水物（３，３’，４，４'−ｂｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のようなビフタル酸二無水物（ｂｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、４，４'−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物（４，４'−（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｉｓｏｐｒｏｐｙｌｅｄｅｎｅ）ｄｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のような（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物（（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｉｓｏｐｒｏｐｙｌｅｄｅｎｅ）ｄｉｐｈｔｈａｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１，４，５，８−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（３，４，９，１０−ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）などが挙げられるが、これに限定されない。
前記脂環族酸二無水物の例としては、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（１，２，３，４−ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（１，２，３，４−ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチル−シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸二無水物（５−（２，５−ｄｉｏｘｏｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒｙｌ）−３−ｍｅｔｈｙｌ−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ−１，２−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、４−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラン−３−イル）−テトラリン−１，２−ジカルボン酸二無水物（４−（２，５−ｄｉｏｘｏｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ−３−ｙｌ）−ｔｅｔｒａｌｉｎ−１，２−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ビシクロオクテン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ｂｉｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ−２，３，５，６−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ビシクロオクテン−１，２，４，５−テトラカルボン酸二無水物（ｂｉｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ−１，２，４，５−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）が挙げられるが、これに限定されない。
前記耐熱性ポリマーは、３，０００ｇ／ｍｏｌ〜３００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができ、具体的には、５，０００ｇ／ｍｏｌ〜３０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。前記範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する場合、アルカリ水溶液で現像時、非露光部で十分な残膜率を得ることができ、効率的にパターニングすることができる。
前記遮光膜パターニング用組成物は、架橋剤を含み、前記架橋剤は、ビニルエーテル架橋剤であってもよい。例えば、前記架橋剤は、下記の化学式１で表される官能基を一つ以上含むことができる。
例えば、前記架橋剤は、前記化学式１で表される官能基以外に、追加的に下記の化学式２〜化学式４で表される官能基からなる群より選択された少なくとも一つをさらに含むことができる。
前記化学式３および化学式４中、
Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基である。
例えば、前記架橋剤は、下記の化学式Ａ〜化学式Ｍのうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記架橋剤は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して５重量部〜４０重量部で含まれてもよい。この場合、膜を堅固にして溶剤および現像液に対する耐性を有し、硬化後にテーパ角（ｔａｐｅｒｅｄ ａｎｇｌｅ）や耐熱性を向上させることができる。
前記遮光膜パターニング用組成物は、黒色着色剤を含むが、前記黒色着色剤は、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック、ＲＧＢ混合型ブラック、コバルト酸化物、チタニウム酸化物またはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、前記黒色着色剤はカーボンブラックであってもよい。
前記黒色着色剤を分散させるために分散剤と共に用いることができる。具体的には、前記黒色着色剤を分散剤により予め表面処理して用いたり、組成物の製造時に黒色着色剤と共に分散剤を添加して用いることができる。
前記分散剤としては、非イオン性分散剤、陰イオン性分散剤、陽イオン性分散剤などを用いることができる。前記分散剤の具体的な例としては、ポリアルキレングリコールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレン、多価アルコールエステルアルキレンオキシド付加物、アルコールアルキレンオキシド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキシド付加物、アルキルアミンなどが挙げられ、これらを単独でまたは二つ以上混合して用いることができる。
具体的には、前記黒色着色剤は、前記分散剤および後述する溶媒を含む分散液の形態に用いることができ、前記分散液は、固形分の黒色着色剤、分散剤および溶媒を含むことができる。
前記黒色着色剤は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して１０重量部〜２００重量部、例えば２０重量部〜１５０重量部で含まれてもよい。前記黒色着色剤が前記範囲内に含まれる場合、着色効果および現像性能に優れている。
前記遮光膜パターニング用組成物は、塩基発生剤をさらに含むことができる。前記塩基発生剤をさらに含むことによって、エッチャント（ｅｔｃｈａｎｔ）に対する膜の吸収を容易にしてエッチャントによりパターニングされる時間を調節することができる。
例えば、前記塩基発生剤は、下記の化学式５で表されてもよい。
前記化学式５中、
Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−（を含む２価の基）であり、
Ｗは、−Ｏ−または−Ｓ−であり、
ｎは、０または１の整数であり、
Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。
例えば、前記塩基発生剤は、下記の化学式６〜化学式９のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式６〜化学式９中、
Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−（を含む２価の基）であり、
Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。
例えば、前記塩基発生剤は、下記の化学式１０〜化学式２２からなる群より選択された少なくとも一つであってもよいが、これに限定されない。
前記塩基発生剤は、耐熱性ポリマー１００重量部に対して５重量部〜４０重量部、例えば７重量部〜３０重量部で用いることがよい。塩基発生剤の含有量が前記範囲である場合、パターンのリフティングなしに下部までパターニングが迅速に行われ得る。
前記遮光膜パターニング用組成物は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤、塩基発生剤などの各成分を容易に溶解可能な溶媒を含むことができる。
前記溶媒は、有機溶媒を用い、具体的にはＮ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル（メチルラクテート）、乳酸エチル（エチルラクテート）、乳酸ブチル（ブチルラクテート）、メチル−１，３−ブチレングリコールアセテート、１，３−ブチレングリコール−３−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル（メチルピルベート）、ピルビン酸エチル（エチルピルベート）、メチル−３−メトキシプロピオネートまたはこれらの組み合わせなどを用いることができるが、これに限定されない。
前記溶媒は、スピンコーティング、スリットダイコーティングなど感光性樹脂膜を形成する工程に応じて適切に選択して用いることができる。
前記溶媒は、耐熱性ポリマー１００重量部に対して１５０重量部〜４０００重量部で、例えば２００重量部〜３０００重量部で用いることがよい。溶媒の含有量が前記範囲である場合、十分な厚さの膜をコーティングすることができ、溶解度およびコーティング性に優れていて好ましい。
前記遮光膜パターニング用組成物は、その他添加剤をさらに含むことができる。
例えば、前記遮光膜パターニング用組成物は、コーティング時に染みや斑点の防止、レベリング特性、または未現像による残留物の生成を防止するために、マロン酸や３−アミノ−１，２−プロパンジオール、レベリング剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ラジカル重合開始剤またはこれらの組み合わせの添加剤などを含むことができる。これらの添加剤の使用量は、所望の物性に応じて容易に調節することができる。
また前記遮光膜パターニング用組成物は、密着力などの向上のために、添加剤としてエポキシ化合物をさらに含むことができる。前記エポキシ化合物としては、エポキシノボラックアクリルカルボキシレート樹脂、オルトクレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、テトラメチルビフェニルエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂またはこれらの組み合わせを用いることができる。
前記エポキシ化合物をさらに含む場合、過酸化物開始剤またはアゾビス系開始剤のようなラジカル重合開始剤、光酸発生剤、熱酸発生剤などをさらに含むこともできる。
前記エポキシ化合物は、前記遮光膜パターニング用組成物１００重量部に対して０．０１重量部〜５重量部で用いることができる。前記エポキシ化合物が前記範囲内に含まれる場合、保存性および経済的に優れ、さらに密着力を向上させ、その他特性を向上させることができる。
また前記遮光膜パターニング用組成物は、熱潜在性酸発生剤をさらに含むことができる。前記熱潜在性酸発生剤の例としては、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などのようなアリールスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロブタンスルホン酸などのようなペルフルオロアルキルスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸などのようなアルキルスルホン酸、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
本発明の他の実施形態によれば、図１に示すように、基材上に耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物をコーティングする段階と、前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階と、露光および現像する段階と、前記現像後、エッチングする段階と、前記エッチング後、ストリッパー（ｓｔｒｉｐｐｅｒ）を用いてストリッピング（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）する段階と、前記ストリッピング後、加熱する段階と、を含む遮光膜パターニング方法を提供する。
従来の遮光膜パターニング方法とは異なり、前記実施形態に係る遮光膜パターニング方法は、露光および現像工程以降、エッチングおよびストリッピングする工程を経て、微細パターンを実現することができる（図１参照）。
また、前記ストリッピング後、加熱する段階において、前記加熱は、２００℃〜６００℃、例えば２２０℃〜４５０℃で行うことができる。一般に遮光膜の製造時、後加熱工程（ポストベーキング工程）の温度は、１２０℃〜２４０℃に過ぎないが、前記実施形態によれば、後加熱工程の温度を２５０℃〜６００℃、例えば３００℃〜４５０℃に維持することによって、遮光膜の製造後、ＴＦＴ工程の進行時に発生し得る高温に対してアウトガス（ｏｕｔｇａｓ）発生の減少または耐熱性を向上させる効果がある。
一方、前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階において、前記加熱は、７０℃〜１６０℃、好ましくは８０℃〜１５０℃で行うことができる。
例えば、前記フォトレジストは、ノボラック系またはナフトキノンジアジド系であってもよい。例えば、前記フォトレジストは、化学増幅型レジスト（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｒｅｓｉｓｔ）であってもよい。
例えば、前記エッチングは、湿式エッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）であってもよい。この時に使用されるエッチング液は、酸性エッチング液であってもよい。
例えば、前記ストリッパーは、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、エチルラクテート（ＥＬ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ブチルジグリコール（ＢＤＧ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヒドロキシデカン酸（ＨＤＡ）、カテコール（ｃａｔｅｃｈｏｌ）またはこれらの組み合わせを含むことができる。
前記現像後、エッチングする前または前記エッチング後ストリッピングする前に、漂白する段階（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）をさらに含むことができる。この場合、フォトレジストの溶解を急速化したり下部膜の感光性物質の反応を発生させる効果がある。
前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、ビスフェノールＦ樹脂、アクリレート樹脂、シロキサン系樹脂またはこれらの組み合わせであってもよい。また、前記耐熱性ポリマーに対する内容は前述したとおりである。
前記架橋剤は、前記化学式１で表される官能基を一つ以上含むことができる。また、前記架橋剤に対する内容は前述したとおりである。
前記組成物は、塩基発生剤をさらに含むことができる。また、前記塩基発生剤に対する内容は前述したとおりである。
前記黒色着色剤は、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック、ＲＧＢ混合型ブラック、コバルト酸化物、チタニウム酸化物またはこれらの組み合わせであってもよい。また、前記黒色着色剤に対する内容は前述したとおりである。
前記組成物は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して前記架橋剤を５重量部〜４０重量部含み、前記黒色着色剤を１０重量部〜２００重量部含み、前記溶媒を１５０重量部〜４０００重量部含むことができる。
前記組成物は、マロン酸、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、レベリング剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ラジカル重合開始剤またはこれらの組み合わせの添加剤をさらに含むことができる。
以下、実施例を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、下記の実施例は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明は下記の実施例に限定されない。
（実施例）
（耐熱性ポリマーの製造）
攪拌器、温度調節装置、窒素ガス注入装置、および冷却器が装着された４口フラスコに窒素を通過させながら２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン１２．４ｇおよびＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１２５ｇを入れて溶解した。
固体が完全溶解すると、触媒としてピリジンを４．２ｇ投入し、温度を０℃〜５℃に維持しながら４，４'−オキシジベンゾイルクロライド９．４ｇをＮＭＰ１００ｇに入れて溶解した溶液を装着された４口フラスコに３０分間徐々に滴下させた。滴下が完了された後、１時間にかけて０℃〜５℃で反応を行い、常温（１５℃〜２５℃）に温度を上げて１時間かけて反応させた。
ここに、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物を１．１ｇ投入し、 ７０℃で２４時間攪拌した後、反応を終了した。反応混合物は、水／メタノール＝１０／１（容積比）の溶液に投入して沈殿物を生成させ、沈殿物を濾過して水で十分に洗浄した後、８０℃温度の真空雰囲気で２４時間以上乾燥してポリベンゾオキサゾール前駆体を得た。
（遮光膜パターニング用組成物の製造）
（実施例１）
前記実施例で得られたポリベンゾオキサゾール前駆体１０ｇをγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）１０ｇ、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）１４０ｇ及びＥＬ（乳酸エチル）４０ｇの混合溶媒に添加して溶解した後、カーボンブラック８ｇと下記の化学式Ｂで表される架橋剤２．５ｇをさらに入れて溶解した後、０．４５μｍのフッ素樹脂材フィルターで濾過して遮光膜パターニング用組成物を得た。
（実施例２）
前記実施例１で、カーボンブラック、前記化学式Ｂで表される架橋剤と共に下記の化学式１０で表される塩基発生剤２．５ｇをさらに含ませたことを除いては、実施例１と同様にして遮光膜パターニング用組成物を製造した。
（実施例３）
前記実施例１で、カーボンブラック、前記化学式Ｂで表される架橋剤と共に下記の化学式２１で表される塩基発生剤２．５ｇをさらに含ませたことを除いては、実施例１と同様にして遮光膜パターニング用組成物を製造した。
（比較例１）
前記実施例１で、前記化学式Ｂで表される架橋剤を用いないことを除いては、実施例１と同様にして遮光膜パターニング用組成物を製造した。
（評価）
（評価１：耐薬品性の評価）
前記実施例１〜実施例３および比較例１による遮光膜パターニング用組成物を８インチのウエハーにＳＥＭＥＳ社のスピンコーターであるＫ−ＳＰＩＮＮＥＲを用いてコーティングした後、１４０℃のホットプレートで３分間加熱して厚さ１．５μｍの遮光膜を形成した。前記遮光膜をＰＧＭＥＡに１分間ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）した後、厚さの変化を観察して、その結果を下記表１に示した。
（耐薬品性の評価基準）
○：厚さの変化がない
×：厚さの変化がある。
前記表１に示すように、実施例１〜実施例３の遮光膜パターニング用組成物は、比較例１の遮光膜パターニング用組成物に比べて、優れた耐薬品性を有し、これによって微細パターンの実現が可能な遮光膜を提供できることが確認される。
（評価２：遮光膜パターン形成有無およびテーパ角（ｔａｐｅｒｅｒｄ ａｎｇｌｅ）の評価）
前記実施例１〜実施例３および比較例１による遮光膜パターニング用組成物を８インチのウエハーにＳＥＭＥＳ社のスピンコーターであるＫ−ＳＰＩＮＮＥＲを用いてコーティングした後、１４０℃のホットプレートで３分間加熱して厚さ１．５μｍの遮光膜を形成した。そしてｉ−ｌｉｎｅ ＰＲ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）（ＨＫＴ−５０１）を前記遮光膜上にコーティングした後、これを１００℃のホットプレートで１分間加熱して厚さ１．０μｍのＰＲ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）膜を形成した。以降、Ｎｉｋｏｎ社のｉ１０Ｃでエネルギーをスプリット（ｓｐｌｉｔ）して５μｍの微細パターンを実現した。パターニングされたウエハーを前面露光（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ；１０００ｍＪ／ｃｍ２）した。以降、Ａｌ ｅｔｃｈａｎｔ（アルミニウムエッチング液）で３０℃で３００秒間ディッピングした後、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド；２．５質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドのアルカリ水溶液の現像液）で２００秒ｐｕｄｄｌｅ（パドル；パドル法による現像）工程を行い、最終遮光膜パターニングを得た。また、前記パターンが実現された基板を３５０℃で１時間硬化後、Ｈｉｔａｃｈｉ社のＳ−４３００でテーパ角を測定し、その結果を表２に示した。
（最終遮光膜パターン形成の評価基準）
○：最終遮光膜パターンの形成ができる
×：最終遮光膜パターンの形成ができない。
前記表２に示すように、実施例１〜実施例３の遮光膜パターニング用組成物は、比較例１の遮光膜パターニング用組成物に比べて、適切なテーパ角度を有するパターンの形成性に優れていることを確認できる。
本発明は、前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態に製造することができ、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に実施可能であることを理解できるはずである。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものにすぎず、限定的でないものと理解しなければならない。
１００、２００：デバイス、
１１０、１８０、２１０、２８０：基板、
１２０、２２０：遮光膜、
１３０、１５０、２３０、２５０：パッシベーション膜、
１４０、２４０：薄膜トランジスター、
１６０、２６０：カラーフィルター、
１７０、２７０：絶縁膜。

Claims (19)

  1. 基板と、
    前記基板上に位置する遮光膜と、
    前記基板上に位置し、前記遮光膜を覆うパッシベーション膜と、
    前記パッシベーション膜上に位置する薄膜トランジスターと、
    前記薄膜トランジスターを覆う他のパッシベーション膜と、
    前記他のパッシベーション膜上に位置するカラーフィルターと、
    前記他のパッシベーション膜上に位置し、前記カラーフィルターを覆う絶縁膜と、を含み、
    前記遮光膜は、耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物を用いてパターニングされるデバイス。
  2. 前記耐熱性ポリマーは、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ樹脂、ビスフェノールＦ樹脂、アクリレート樹脂、シロキサン系樹脂またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記架橋剤は、下記の化学式１で表される官能基を一つ以上含む、請求項１または２に記載のデバイス。
  4. 前記架橋剤は、下記の化学式２〜化学式４で表される官能基からなる群より選択された少なくとも一つをさらに含む、請求項３に記載のデバイス。
    （前記化学式３および化学式４中、
    Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基である。）
  5. 前記組成物は、塩基発生剤をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
  6. 前記塩基発生剤は、下記の化学式５で表される、請求項５に記載のデバイス。
    （前記化学式５中、
    Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−であり、
    Ｗは、−Ｏ−または−Ｓ−であり、
    ｎは、０または１の整数であり、
    Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
    Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。）
  7. 前記塩基発生剤は、下記の化学式６〜化学式９のうちのいずれか一つで表される、請求項５または６に記載のデバイス。
    （前記化学式６〜化学式９中、
    Ｘは、−ＣＨ２−または−ＮＨ−であり、
    Ｒ１は、水素原子または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
    Ｌ１は、単結合または置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキレン基である。）
  8. 前記塩基発生剤は、下記の化学式１０〜化学式２２からなる群より選択された少なくとも一つである、請求項５〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
  9. 前記黒色着色剤は、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック、ＲＧＢ混合型ブラック、コバルト酸化物、チタニウム酸化物、またはこれらの組み合わせである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
  10. 前記組成物は、
    前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して
    前記架橋剤を５重量部〜４０重量部含み、
    前記黒色着色剤を１０重量部〜２００重量部含み、
    前記溶媒を１５０重量部〜４０００重量部含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイス。
  11. 前記塩基発生剤は、前記耐熱性ポリマー１００重量部に対して５重量部〜４０重量部で含まれる、請求項５〜１０のいずれか１項に記載のデバイス。
  12. 前記組成物は、マロン酸、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、レベリング剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ラジカル重合開始剤またはこれらの組み合わせの添加剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
  13. 基材上に耐熱性ポリマー、架橋剤、黒色着色剤および溶媒を含む組成物をコーティングする段階と、
    前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階と、
    露光および現像する段階と、
    前記現像後、エッチングする段階と、
    前記エッチング後、ストリッパーを用いてストリッピングする段階と、
    前記ストリッピング後、加熱する段階と、
    を含む遮光膜パターニング方法。
  14. 前記ストリッピング後、加熱する段階において、前記加熱は、２００℃〜６００℃で行う、請求項１３に記載の遮光膜パターニング方法。
  15. 前記組成物上にフォトレジストをコーティングして加熱する段階において、前記加熱は、７０℃〜１６０℃で行う、請求項１３または１４に記載の遮光膜パターニング方法。
  16. 前記ストリッパーは、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、エチルラクテート（ＥＬ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ブチルジグリコール（ＢＤＧ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヒドロキシデカン酸（ＨＤＡ）、カテコールまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の遮光膜パターニング方法。
  17. 前記現像後、エッチングする前または前記エッチング後ストリッピングする前に、漂白する段階をさらに含む、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の遮光膜パターニング方法。
  18. 前記架橋剤は、下記の化学式１で表される官能基を一つ以上含む、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の遮光膜パターニング方法。
  19. 前記組成物は、塩基発生剤をさらに含む、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の遮光膜パターニング方法。
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