專利名稱：一種改善平板顯示器感光材料信賴性的方法
技術領域：
本發明屬于感光材料處理方法，具體涉及一種改善平板顯示器感光材料信賴性的方法。
背景技術：
目前在顯示領域，感光材料應用很廣泛，如液晶顯示器上濾光片的黑色矩陣(Black Matrix)，RGB彩色光刻膠，觸控顯示屏的遮光層(Touch Lens)等均可用感光材料進行制作。由于液晶顯示器為保證使用壽命，會對其組成材料進行苛刻的信賴性(可靠性)測試，測試的環境有酸、堿、IPA、丙酮等化學藥品，高溫、高濕度、冷熱交替沖擊和長時間沸水蒸煮等等，這就對液晶組成材料之一的感光材料提出同樣的信賴性要求。液晶顯示行業對組成材料的通用信賴性檢測有 一、藥品試驗5％NaOH、5％HCL、NMP、IPA等； 二、環境試驗250℃高溫、冷熱沖擊、高溫高濕等； 三、密著性測試等等； 現有的光刻膠材料通過普通的工藝條件制作基本上都可達到相關要求，但是對于目前有些產品(如觸控顯示屏TP)的特性要求會提出特殊的信賴性要求如高濃度強酸、強堿，金屬膜蝕刻液、ITO蝕刻液等腐蝕液浸泡和長時間高溫高濕的沸水蒸煮等等，則無法承受，會出現腐蝕、裂紋，甚至剝落等不良問題。為解決承受嚴格的信賴性要求，目前的制造廠商都采用印刷的方式進行制作，但由于材料的原因，印刷工藝制作的膜層都比較厚，到達10um以上，影響產品的特性和外觀；所以很多制造廠商都想通過用黃光光刻制程的工藝方式進行制作，在基板上制作感光材料層的現有黃光光刻工藝是將感光材料涂覆(或沉積)在基板上制成感光材料膜層(稱為涂膠)，然后進行曝光、顯影和固化等工序。由于對感光材料的信賴性(可靠性)要求的提高，大家面臨的選擇，要么是重新開發新的感光材料要么是改進現有的光刻制程工藝。重新開發能通過高信賴性要求的感光材料則會很大幅度提高開發成本，所以改進光刻制程工藝是很多制造廠商攻克的主方向之一。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是對現有技術進行改進，提供一種改善平板顯示器感光材料信賴性的方法。經該方法處理后，可以提高感光材料在基板上的附著性，具有較好的信賴性(可靠性)。
實現本發明的目的技術方案是改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，采用黃光光刻工藝在基板上制作感光材料膜層，包括涂膠、曝光、顯影、固化步驟，所述涂膠步驟中，形成的感光材料膜層厚度為0.5-20um；所述曝光步驟中的曝光量至少為250mj/cm2，超過1000mj/cm2后對感光材料的信賴性(可靠性)基本沒有影響。
所述固化步驟中，是把基板放入烤箱內用高溫烘烤，將感光材料進行固化，烘烤溫度為200-300℃，烘烤時間為30-120min(或稱硬烤)。
在涂膠步驟后，曝光步驟前，增加干燥步驟，即用真空干燥器對基板上的感光材料進行干燥處理。
在干燥步驟后，曝光步驟前，把基板放入烤箱內對感光材料進行預固化(或稱預烘烤、軟烤)，烘烤溫度50℃-150℃，烘烤時間為1min-10min。
在顯影步驟后，固化步驟前，采用1-10kw的高功率紫外燈(Post UV)照射基板上的感光材料，照射時間為10s-120s，以提高圖案線幅的精細度。
本發明通過大量的實驗研究工作，從多個能影響感光材料本信賴性的工藝參數及條件中，發現在其它參數不改變的情況下，僅大幅提高曝光量可極大地提高感光材料在基板上的附著性，增強感光材料的膜層結構，使感光材料能承受高濃度的強酸、強堿等化學藥品的腐蝕和長時間高溫高濕的沸水蒸煮、急冷急熱的環境沖擊等，具有較好的信賴性(可靠性)。
具體實施例方式 本發明方法采用黃光光刻工藝在基板上制作感光材料層。
實施例1 采用日本新日鐵公司(Nippon Steel Chemical Co.，Ltd.)生產的黑色感光膠作為原材料。
黑色感光膠主要成分 PGMEA(丙二醇單甲醚醋酸酯)60％-70％； Fluorene hydroxy propyl acetate oligomer Acid adduct(鄰亞聯苯基甲烷丙烯酸羥丙酯寡聚體酸性加合物)2％-12％； Etyl lactate(乳酸乙酯) 10％-20％； Carbon black(炭黑) 5％-15％； Butyl acetate(醋酸丁酯) 0％-3％； Additives(添加剤)2％-12％； 本發明方法按以下步驟進行 (1)、將黑色感光膠均勻涂覆或沉積在基板上制成感光材料膜層，膜層厚度為0.5um； (2)、對基板上的黑色感光材料膜層進行曝光，曝光量為250mj/cm2； (3)、按常規顯影； (4)、固化，把基板放入烤箱內用高溫烘烤，將感光材料膜層進行固化，烘烤溫度為200℃，烘烤時間為30min。
實施例2 選用實施例1的感光材料，按以下步驟進行 (1)、將黑色感光膠均勻涂覆或沉積在基板上制成感光材料膜層，膜層厚度為2um； (2)、對基板上的黑色感光材料膜層進行曝光，曝光量為300mj/cm2； (3)、按常規顯影； (4)、顯影后用1kw高功率的紫外燈(Post UV)照射基板上的黑色感光材料膜層，照射時間為120min。
(5)、固化，把基板放入烤箱內用高溫烘烤，將感光材料膜層進行固化，烘烤溫度為200℃，烘烤時間為30min。
實施例3 選用實施例1的感光材料，按以下步驟進行 (1)、將黑色感光膠均勻涂覆或沉積在基板上制成感光材料膜層，膜層厚度為10um； (2)、用真空干燥器(VD或VCD)對基板上的感光材料膜層進行干燥處理，真空度為200Pa； (3)、把基板放入烤箱內對黑色感光材料膜層進行預固化(或稱預烘烤、軟烤)，50℃-150℃，烘烤時間為1min-10min。
(4)、對基板上的黑色感光材料膜層進行曝光，曝光量為500mj/cm2； (5)、按常規顯影； (6)、顯影后用4kw高功率的紫外燈(Post UV)照射基板上的黑色感光材料膜層，照射時間為60min； (7)、固化，烘烤溫度為250℃，烘烤時間為60min。
實施例4 對基板上的黑色感光材料膜層進行曝光，曝光量為1000mj/cm2，其余同實施例3。
本發明除改善黑色感光膠以外，還可應用于彩色感光膠(R膠、G膠、B膠)的信賴性改善。
實施例5 采用日本日立化成公司(Hitachi Chemical Co.，Ltd.)生產的紅色感光膠(R膠)作為原材料 R感光膠主要成分 PGMEA(丙二醇單甲醚醋酸酯) 63％-71％； Dipropyleneglycol mono butyl ether(二丙烯基乙二醇一丁基醚) 14％-21％； Acrylic monomer(丙烯酸單體)2％-6％； Polyme(聚合物) 4％-10％； Photo initiator(光引發劑) 1％-2％； Pigment(顏料) 3％-6％； 本發明方法按以下步驟進行 (1)、將紅色感光膠均勻涂覆或沉積在基板上，形成感光材料膜層厚度為20um； (2)、用真空干燥器(VD或VCD)對基板上的感光材料膜層進行干燥處理，真空度為200Pa。
(3)、對基板上的感光材料膜層進行曝光，曝光量為350mj/cm2； (4)、按常規顯影； (5)、顯影后用10kw高功率的紫外燈(Post UV)照射基板上的紅色感光材料膜層，照射時間為10min。
(6)、固化，烘烤溫度為300℃，烘烤時間為120min。
實施例6 按實施例5，其中步驟(5)為顯影后用8kw高功率的紫外燈(Post UV)照射基板上的紅色感光材料膜層，照射時間為40min；步驟(6)的固化，烘烤溫度為300℃，烘烤時間為80min。
實施例7 選用實施例5的感光材料，按實施例4的步驟進行。
對上述實施例所得成品進行信賴性(可靠性)測試 1、在感光材料膜層區域用玻璃刀切開，放入蒸鍋，進行高溫高濕的沸水蒸煮，蒸煮時間分別為1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、7小時7個時間段。
經檢查，在感光材料膜層切開的斷面區域無剝落現象，并用3M膠帶進行百格(百目)的附著性測試，也無剝落現象。
2、把產品放入金屬鋁的蝕刻液中浸泡， 鋁蝕刻液成分質量濃度為85％的磷酸 含量92.164％； 質量濃度為69％-71％的硝酸含量1.56％； 質量濃度為99.6％的冰醋酸 含量2.803％； 水 含量3.473％； 蝕刻液溫度為31℃，浸泡時間分別為1分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘。
經檢查，感光材料膜層無起皺、開裂或剝落現象。
權利要求
1.一種改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，采用黃光光刻工藝在基板上制作感光材料膜層，包括涂膠、曝光、顯影、固化步驟，其特征在于所述涂膠步驟中，形成的感光材料膜層厚度為0.5-20um；所述曝光步驟中的曝光量至少為250mj/cm2。
2.根據權利要求1所述的改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，其特征在于所述固化步驟中，是把基板放入烤箱內用高溫烘烤，將感光材料進行固化，烘烤溫度為200-300℃，烘烤時間為30-120min。
3.根據權利要求1所述的改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，其特征在于在涂膠步驟后，曝光步驟前，增加干燥步驟，即用真空干燥器對基板上的感光材料進行干燥處理。
4.根據權利要求4所述的改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，其特征在于在干燥步驟后，曝光步驟前，把基板放入烤箱內對感光材料進行預固化，烘烤溫度為50℃-150℃，烘烤時間為1min-10min。
5.根據權利要求1所述的改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，其特征在于在顯影步驟后，固化步驟前，采用1-10kw的高功率紫外燈照射基板上的感光材料，照射時間為10s-120s。
全文摘要
本發明公開了一種改善平板顯示器感光材料信賴性的方法，采用黃光光刻工藝在基板上制作感光材料膜層，包括涂膠、曝光、顯影、固化步驟，其特征在于所述涂膠步驟中，形成的感光材料膜層厚為0.5-20μm；曝光步驟中的曝光量至少為250mj/cm2。本發明方法可極大地提高感光材料在基板上的附著性，可增強感光材料的膜層結構，使感光材料能承受高濃度的強酸、強堿等化學藥品的腐蝕和長時間高溫高濕的沸水蒸煮、急冷急熱的環境沖擊，具有較好的信賴性(可靠性)。
文檔編號G03F7/40GK101762989SQ20101010032
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者林榮豐, 詹國華, 韓榮敏, 滕術軍, 王載忠, 王金科 申請人:湖南普照愛伯樂平板顯示器件有限公司