專利名稱：清洗液組成物和其用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種清洗液組成物，其可用于清洗顯示器面板或彩色濾光片襯底周邊不必要的光致抗蝕劑或平坦化材料。
背景技術：
一般而言，光致抗蝕劑或熱硬化材料要涂布于硅晶片或者玻璃襯底上時，通常以回轉的方式，通過離心力使光致抗蝕劑擴散而涂布在襯底的表面，而在涂布后，襯底的頂面、周邊、側緣、背面都附著有光致抗蝕劑。其中，位于襯底頂面的中心部分的涂布層厚度比較均一，但頂面周邊則會形成一周邊突起部，且在襯底側緣和背面會各別附著形成一側緣附著部或一背面附著部。就光致抗蝕劑功用而言，所述周邊突起部、側緣附著部和背面附著部并非預期形成的涂布部位，此等部位的光致抗蝕劑在預烤熱處理后會變脆，容易在襯底搬運過程剝離成小片狀，上述剝離的小片光致抗蝕劑將成為裝置內含異物的原因，并導致LCD制造上合格率下降，且有時于曝光過程中，會粘附于掩模上，使掩模的清洗頻率提高，而降低產能。如果此材料是有顏色的，那么更會造成因為材料遮蓋住對位記號(alignment mark)，而在曝光或其它后制程時，產生無法對位的情形。
所以一般為了改善前述缺陷，在光致抗蝕劑涂布后，曝光成像或其它后制程之前均會先將襯底周邊的突起部清除。為了清除周邊突起部、側緣附著部和背面附著部等不要的光致抗蝕劑，JP 63-69563和JP 2950407揭示可使用溶劑加以清除，前述的溶劑可單獨或合并使用。
但是前述溶劑對于光致抗蝕劑或熱硬化材料的洗凈效果不好，容易生成殘渣，其中有些溶劑更有毒性、環境污染和閃火點偏低等問題。又此溶劑型清洗液在洗邊后，常會造成清洗界面異常突起的情形，而造成后制程的合格率降低。目前業界的解決方法是利用水來作為分散媒，如中國臺灣專利公告第574604號所揭示，此類水性清洗液具有低毒性、不具有引火性，和管理容易、廢液處理簡便和成本低廉等優點，但針對某些光致抗蝕劑或平坦化材料，此類水性清洗液會造成界面膨脹并造成突起，而此突起在顯影階段無法完全去除，會造成殘留，因而造成產品合格率下降。
由于清洗液在液晶面板制程或彩色濾光片制程中扮演重要角色，上述清洗液雖然可提供某些效果，但卻未能完全滿足所需要的各項要求。為獲得一種可有效清洗顯示器面板或彩色濾光片襯底周邊不必要的光致抗蝕劑或平坦化材料的清洗液，本案發明人經廣泛研究后發現，于清洗液組成物中選用與水相容性高的溶劑與水相混合以作為分散媒，不會造成顯影殘留現象，且此部分水和部分溶劑的系統，比純溶劑系統清洗效果更好，且可節省原料成本，可實現本發明的上述目的。
發明內容
本發明的目的在于提供一種清洗液組成物，其包括(A)0～25重量％的堿性化合物；(B)0.1～20重量％的醇胺化合物；(C)0.5～20重量％的界面活性劑；(D)3～80重量％的溶劑；和(E)水。
本發明組成物具有洗凈效果好、殘渣少、毒性低、對環境污染少的優點。
具體實施例方式
本發明清洗液組成物所使用的堿性化合物，并無特殊限制，其為本發明所屬技術領域的一般技術人員眾所周知的無機堿，例如氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸氫鉀；或有機堿，例如四級銨鹽。優選為四級銨鹽，例如氫氧化四級銨鹽，其可選自氫氧化四甲銨(TMAH，tetramethyl ammonium hydroxide)、2-羥基-氫氧化三甲銨(2-hydroxyltrimethyl ammonium hydroxide)、氫氧化四乙銨(TEAH，tetraethyl ammoniumhydroxide)、氫氧化四丙銨(TPAH，tetrapropyl ammonium hydroxide)或氫氧化四丁銨(TBAH，tetrabutyl ammonium hydroxide)，或這些四級銨鹽的混合物，優選為氫氧化四甲銨或2-羥基-氫氧化三甲銨，更優選為氫氧化四甲銨。
本發明所使用的堿性化合物，以組成物總重量計，其用量為0～25重量％，優選為0.5～10重量％，更優選為2～10重量％。
本發明清洗液組成物中的醇胺類化合物并無特殊限制，其還可為本發明所屬技術領域的一般技術人員眾所周知的，例如乙醇胺(monoethanolamine，MEA)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、2-(2-胺基乙氧基)乙醇(2-(2-aminoethoxy)ethanol)、單異丙醇胺(monoisopropanolamine)、二異丙醇胺(diisopropanolamine)、三異丙醇胺(triisopropanolamine)、N-乙基乙醇胺(N-ethylethanolamine)或N-丁基乙醇胺(N-butyl ethanolamine)或二種或多種這些醇胺的混合物。
本發明所使用的醇胺類化合物，以組合物總重量計，其使用量為0.1～20重量％，優選為0.2～10重量％，更優選為1～8重量％。
可用于本發明的界面活性劑，本發明所屬技術領域的一般技術人員眾所周知的，例如非離子型界面活性劑(Nonionic surfactants)、陽離子型界面活性劑(Cationicsurfactants)、陰離子型界面活性劑(Anionic surfactants)、兩性界面活性劑(Ampholyticsurfactants)等，優選為非離子型界面活性劑，例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳香醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪酸單甘油酯、氧化乙烯/氧化丙烯共聚物等，市售非離子型界面活性劑例子包括由Dow Chemical公司生產、商品名為TritonX-100、TritonX-405和TritonX-114等界面活性劑。界面活性劑可防止組成物對液晶的污染，且同時對光致抗蝕提供不錯的濕潤性。根據本發明的具體實施例，以組合物總重量計，界面活性劑的使用量為0.5～20重量％。
本發明所使用的溶劑是與水具有高相容性的，例如可為N-甲基吡咯酮(NMP)、甲乙酮(MEK)、丙酮、環己酮、二甲基亞砜(DMSO)、乙二醇單甲醚(ethyleneglycol monomethylether)、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚(diethyleneglycol monomethyl ether)、二乙二醇單乙醚、二乙二醇丁醚(butyl diglycol)、丙二醇甲醚(PGME)或其組合，優選為丙二醇甲醚、二甲基亞砜或其組合，更優選為丙二醇甲醚。本發明所使用的溶劑，以組成物總重量計，其使用量為3～80重量％，優選為10～60重量％，更優選為10～40重量％。
本發明的清洗液可用于清洗顯示器面板或彩色濾光片襯底周邊不必要的光致抗蝕劑或平坦化材料，上述光致抗蝕劑包含彩色光致抗蝕劑、黑色光致抗蝕劑或間隙材料光致抗蝕劑(photo spacer)；上述平坦化材料可作為彩色濾光片的表面保護層，防止紅、綠、藍色材間的混色，避免它們在后續的制程中遭到不必要損傷，同時也兼具著避免這些色材膜與遮光層間的高度產生落差，使其平坦化。所述平坦化材料包括熱硬化型樹脂或感光性樹脂，其中感光性樹脂并無特別的限制，可為正型或負型的感光性樹脂組成物。一般來說感光性樹脂組成物包含堿可溶性的粘結樹脂(binder resin)、感光性化合物、光起始劑和溶劑等成份。本發明的清洗液尤其適合使用在清洗多余的間隙材料光致抗蝕劑和平坦化材料。
實施例以下實施例將對本發明做進一步的說明，但不用以限制本發明的范圍，任何所屬領域的技術人員，在不違背本發明的精神下所達到的修改和變化，均屬于本發明的范圍。
一、洗凈效果于玻璃襯底上，以旋轉涂布方式，通過離心力將光致抗蝕劑擴散涂布后，在襯底的邊緣部分以清洗液浸漬10秒鐘，再以水沖洗，然后以目視觀察襯底邊緣的光致抗蝕劑層經過洗凈后是否為直線。
○直線性好△直線性差×洗邊不良二、殘渣以50倍的顯微鏡觀察上述玻璃襯底上經邊縫移除劑(Edge Bead Remover″EBR″)洗凈后的洗凈部位是否有殘渣；或于曝光顯影制程后以上述方法觀察殘渣狀況。
○無殘渣×有殘渣三、膨脹性以觸針式段差測定器(Tencorα-500surface scan)測定，計算其清洗斷面膜厚和內側膜厚的膜厚增加率。
○膜厚增加率＜5％以下×膜厚增加率＞5％以下[優選實施例的說明][實施例1]在10cm×10cm的玻璃襯底上，以旋轉方式通過離心力將下述間隙材料光致抗蝕劑涂布在襯底后，以10-2torr真空干燥10秒后，將此尚未曝光的基材的邊緣部分浸漬于清洗液中約10秒鐘，以清洗襯底周邊的突起物，然后以水洗凈，洗凈后的物性如表1所示。并以顯微鏡觀察襯底邊緣，可知其洗凈效果好、無殘渣，且不會在界面位置對光致抗蝕劑產生膨脹，而造成即使在顯影后仍無法去除的情形。之后再將此材料以曝光機(150mJ/cm2)曝光并以KOH型顯影液顯影60秒之后，以顯微鏡觀察襯底上間隙材料光致抗蝕劑與EBR清洗液的接觸界面(為未曝光位置)，結果并無殘留現象。
同實施例1的操作方式，但使用如表1所示具有不同組成的清洗液，洗凈后的結果載于表1中。
表1本發明各實施例和比較例的各清洗液的組成與實驗結果
(a)PGME(Dow Chemical)(b)TMAH(多聯科技)(c)MEA(東聯化學)(d)Triton X-100(Dow Chemical)
權利要求
1.一種清洗液組成物，其包括(A)0～25重量％的堿性化合物；(B)0.1～20重量％的醇胺類化合物；(C)0.5～20重量％的界面活性劑；(D)3～80重量％的可與水互溶的溶劑；和(E)水。
2.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述堿性化合物為四級銨鹽。
3.根據權利要求2所述的清洗液組成物，其中所述堿性化合物為氫氧化四甲銨。
4.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述堿性化合物的用量為2到10重量％。
5.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述醇胺類化合物是選自由乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、單異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、正乙基乙醇胺、正丁基乙醇胺和其混合物所構成的群組。
6.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述醇胺類化合物的用量為1到8重量％。
7.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述界面活性劑為非離子型界面活性劑。
8.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述溶劑為N-甲基吡咯酮、甲乙酮、丙酮、環己酮、二甲基亞砜、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚或其的組合。
9.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述溶劑為丙二醇甲醚。
10.根據權利要求1所述的清洗液組成物，其中所述溶劑的用量為10到40重量％。
11.一種清洗顯示器面板或彩色濾光片的襯底周邊不必要的光致抗蝕劑或平坦化材料的方法，包括使用根據權利要求1所述的清洗液組成物。
12.根據權利要求11所述的方法，其中光致抗蝕劑為間隙材料光致抗蝕劑。
全文摘要
本發明是指一種清洗液組成物，包括(A)0～25重量％的堿性化合物；(B)0.1～20重量％的醇胺類化合物；(C)0.5～20重量％的界面活性劑；(D)3～80重量％的溶劑；和(E)水。本發明組成物適用于清洗顯示器面板或彩色濾光片襯底周邊不必要的光致抗蝕劑或平坦化材料。
文檔編號C11D1/66GK101041794SQ20061006559
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月24日 優先權日2006年3月24日
發明者王興嘉 申請人:長興化學工業股份有限公司