專利名稱：光刻膠組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及光刻膠組合物，更具體地講，涉及可以用石印術方法形成陰極射線管的黑底圖案、并且即使在短曝光時間內也可以獲得充分硬化效果的光刻膠組合物。
一般來講，在彩色陰極射線管的熒光屏中，發射綠色、藍色和紅色的熒光圖案以點形或條形規則地排列。此外，為了提高熒光屏的對比度和色純度，在相應的熒光圖案之間形成黑底。同形成熒光圖案一樣，黑底一般用石印術方法形成。
石印術方法包括光刻膠的涂布、曝光和顯影。這里，光刻膠分為正性和負性，可根據所需的敏感性、待生成圖案的形狀和分辨力以及對底物的附著力選擇性地使用。
更具體地講，使用正性光刻膠時，首先生產光刻膠和石墨漿料。下一步，將漿料涂布到CRT面板的內表面，提供蔭罩，然后讓漿料曝光、顯影以形成黑底圖案。
然而，使用負性光刻膠時，如果使用與正性光刻膠使用的相同方法，那么可能在待形成熒光圖案的部分形成黑底圖案。因此，必須采用與正性光刻膠使用的不同方法，以形成黑底圖案。
換句話說，將不含石墨的負性光刻膠組合物涂布在CRT面板的內表面，然后曝光、顯影以在曝光的部分(待形成熒光圖案的部分)形成樹脂圖案。將石墨涂布在形成樹脂圖案的表面，然后用硫酸蝕刻樹脂圖案，藉此形成黑底圖案。
負性光刻膠含有光固化聚合物樹脂和溶于有機溶劑中的光敏劑。主要使用一種4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽(DSA)的光敏劑。
光敏劑對光敏感，并起交聯劑的作用。如果涂布負性光刻膠，然后輻射預定時間的光，由于聚合物與光敏劑的交聯反應硬化光刻膠。這里，為了減少石印術方法時間。必需縮短曝光時間。為此，必需研制出具有出色光反應性的光刻膠。
本發明的目的是提供具有出色光反應性的光刻膠組合物，以在短曝光時間內提供充分的交聯反應，這使得石印術方法易于采用光刻膠組合物。
為了完成本發明的目的，提供含有光固化聚合物和光敏劑的光刻膠組合物，其中光敏劑包含至少兩種選自4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽、4，4’-重氮-2，2’-二亞芐基丙酮二磺酸二鈉鹽、2，5-二(4-疊氮基-2-磺基亞芐基)環戊酮二鈉鹽和4，4’-二疊氮基-2，2’-二亞肉桂基丙酮磺酸鹽的化合物。
光敏劑的含量最好為光固化聚合物重量的1-20％。
通過詳細描述推薦實施方案并參考附圖，本發明的上述目的和優點變得越來越清楚，其中
圖1圖示了廣泛采用的光敏劑的光吸收峰和汞燈輻射光的峰。
為了解決由使用單一光敏劑引起的需要長曝光時間的問題，在本發明中混合使用幾種光敏劑。光敏劑采用至少兩種選自4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽(DAS)、4，4’-重氮-2，2’-二亞芐基丙酮二磺酸二鈉鹽(DAB)、2，5-二(4-疊氮基-2-磺基亞芐基)環戊酮二鈉鹽(DAP)或4，4’-二疊氮基-2，2’-二亞肉桂基丙酮磺酸鹽(DACA)的化合物。
圖1圖示了廣泛采用的光敏劑的吸收峰和汞燈輻射光的峰。在圖1中，曲線a、b和c顯示DAS、DAB和DAP的光吸收，這些光吸收具有不同光吸收波長范圍，盡管相應的光吸收能力相似。此外，四條帶顯示汞燈輻射光的主峰，其中將335nm、365nm和405nm波長處的強度與436nm波長處的強度作出比較。
如圖1所見，只用一種光敏劑，不能充分利用燈源的輻射光。因此，在本發明中，提供的光刻膠組合物含有不同類型的光敏劑以吸收不同的波長范圍，因此，可充分利用光以縮短曝光時間。本發明對可以用于光刻膠組合物的光固化聚合物沒有特殊限制。然而，最好是聚乙烯吡咯烷酮或聚(丙烯酰胺-co-二丙酮丙烯酰胺)。這樣，光固化聚合物和光敏劑的重量比最好為1∶0.01-1∶0.20。
按照本發明，光刻膠組合物中的光敏劑最好基本上由4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽組成，另外含有至少一種其它光敏劑。在這種情況下，4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽最好為光敏劑總重量的10-90％。
此外，本發明的光刻膠組合物最好包含金屬亞硝酸鹽。金屬亞硝酸鹽起還原劑和防止光固化聚合物氧化的作用。因此，如果光刻膠組合物含有金屬亞硝酸鹽，則可以解決隨著時間的推移光刻膠組合物的粘度和敏感性逐漸降低的問題。在本發明中，金屬亞硝酸鹽的含量優選為光固化聚合物重量的0.1-20％，更優選為0.5-5％。如果金屬亞硝酸鹽的含量低于0.1％(重量)，則光固化聚合物的防止氧化作用差。如果金屬亞硝酸鹽的含量高于20％(重量)，則難以形成好的黑底圖案。金屬亞硝酸鹽最好采用亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸銨或亞硝酸鎂。
下文將參考說明實施例，詳細解釋本發明的效果，但本發明不限于此。
實施例1混合以下組分，攪拌2小時以制備光刻膠組合物。
光刻膠組合物PVP 2.7gDAS 0.405gDAB 0.216g硅烷偶聯劑(A1120) 0.027g純水96.68g將制備的組合物旋轉涂布在14”面板上，然后干燥以形成薄膜，在上面安裝0.028 DOT掩膜，然后薄膜用超高壓汞燈曝光13秒。然后，產生的薄膜用純水顯影，以除去未曝光的部分，藉此形成樹脂圖案。隨后，將石墨旋轉涂布在形成樹脂圖案的面板上，將產生的結構干燥，浸漬于6％的硫酸水溶液中1分鐘，然后用純水在高壓下顯影。用掃描電子顯微鏡(SEM)拍照面板平面的結果表明，形成110μm點的強黑底。
實施例2該實施例使用以下組分以及與實施例1相同的步驟，只是曝光11秒，藉此形成110μm點的強黑底。
光刻膠組合物PVP 2.7gDAS 0.405gDAP 0.216g硅烷偶聯劑(A1120)0.027g純水 96.68g實施例3該實施例使用以下組分以及與實施例1相同的步驟，只是曝光11秒，藉此形成110μm點的強黑底。
光刻膠組合物PVP 2.7gDAS 0.405gDACA0.216g硅烷偶聯劑(A1120) 0.027g純水96.68g實施例4
該實施例使用以下組分以及與實施例1相同的步驟，只是曝光9秒，藉此形成110μm點的強黑底。
光刻膠組合物PVP 2.7gDAS 0.405gDAB 0.216gDAP 0.216g硅烷偶聯劑(A1120)0.027g純水 96.464g比較實施例該實施例使用以下組分以及與實施例1相同的步驟，只是曝光10秒。用掃描電子顯微鏡(SEM)拍照面板平面的結果表明，形成的黑底點的大小不均一，為60-80μm。這是因為光刻膠在曝光時間內不能充分交聯，使得不能形成具有所需大小和形狀的樹脂圖案。因此，用該組合物形成的黑底的點小，并且大小不均一。
光刻膠組合物PVP 2.7gDAS 0.405g硅烷偶聯劑(A1120)0.027g純水 96.86g比較上述實施例與比較實施例，可明顯看出，使用單一光敏劑時，形成具有所需大小的點和形狀的黑底需要很長的曝光時間。
如上所述，采用使用本發明光刻膠組合物的石印術方法可以縮短曝光時間，藉此提高產品的產量。
權利要求
1.含有光固化聚合物和光敏劑的光刻膠組合物，其中所述光敏劑包含至少兩種選自4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽、4，4’-重氮-2，2'-二亞芐基丙酮二磺酸二鈉鹽、2，5-二(4-疊氮基-2-磺基亞芐基)環戊酮二鈉鹽和4，4’-二疊氮基-2，2’-二亞肉桂基丙酮磺酸鹽的化合物。
2.按照權利要求1的光刻膠組合物，其中所述光固化聚合物選自聚乙烯吡咯烷酮和聚(丙烯酰胺-co-二丙酮丙烯酰胺)。
3.按照權利要求1的光刻膠組合物，其中所述光敏劑的含量為所述光固化聚合物重量的1-20％。
4.按照權利要求1的光刻膠組合物，其中所述光敏劑包含4，4’-二疊氮基-2，2’-二苯乙烯二磺酸鈉鹽和至少一種選自4，4’-重氮-2，2’-二亞芐基丙酮二磺酸二鈉鹽、2，5-二(4-疊氮基-2-磺基亞芐基)環戊酮二鈉鹽和4，4’-二疊氮基-2，2’-二亞肉桂基丙酮磺酸鹽的化合物。
5.按照權利要求4的光刻膠組合物，其中所述4，4’-二疊氮基-2，2'-二苯乙烯二磺酸鈉鹽的含量為所述光敏劑總重量的10-90％。
6.按照權利要求1的光刻膠組合物，它還包含金屬亞硝酸鹽。
7.按照權利要求6的光刻膠組合物，其中所述金屬亞硝酸鹽選自亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸銨和亞硝酸鎂。
8.按照權利要求6的光刻膠組合物，其中所述金屬亞硝酸鹽的含量為所述光固化聚合物重量的0.1-20％。
全文摘要
含有光固化聚合物和光敏劑的光刻膠組合物,其中所述光敏劑包含至少兩種選自4,4’－二疊氮基－2,2’二苯乙烯二磺酸鈉鹽、4,4’－重氮－2,2’－二亞芐基丙酮二磺酸二鈉鹽、2,5－二(4－疊氮基－2－磺基亞芐基)環戊酮二鈉鹽和4,4’－二疊氮基－2,2’－二亞肉桂基丙酮磺酸鹽的化合物。用光刻膠組合物進行石印術方法,可以縮短曝光時間,藉此提高產品的產量。
文檔編號C08F2/50GK1173647SQ9711541
公開日1998年2月18日 申請日期1997年7月16日 優先權日1996年7月16日
發明者俞升濬, 林翼哲, 金昌昱, 姜紀旭 申請人:三星電管株式會社