[发明专利]硅氧烷光敏树脂组合物及利用其形成图案的方法

说明书

本申请基于1998年7月15日在韩国工业产权局提交的98-28530号申请，将其内容引入本发明作为参考。

本发明涉及光敏树脂组合物及利用该组合物形成图案的方法，所述组合物用于液晶显示装置的反射型薄膜晶体管(以下称TFT-LCD)的基片或层间绝缘层的图案形成。

本发明的组合物具有良好的透射率、耐热性、绝缘性、平坦性等特性，因此，具有降低液晶显示装置的耗电量以及减少液晶显示装置的制造工序等优点。

在液晶显示装置中，当由于滤色(color filter)层、偏光板及导电层的吸收作用而发生光的损失时，或者当液晶显示装置的透光部件的开口率减少时，为了获得对比度高的图像，需要在底板处供应来自背面照明(backlight)的光。这样，就增加了耗电量。为了减少耗电量，已建议使用反射型LCD来替代背面照明。该反射型LCD是在底板的层间绝缘膜上镀金属来生产，反射外部的光。但是，这种方法仍然存在因滤色层、偏光板及导电层的吸收作用，而发生光损失及开口率小的问题。尽管为了解决这些问题在日本专利公开平10-153854及日本专利公开平10-26829等中已公开了一种组合物及利用该组合物形成图案的方法，但是，该组合物的耐热性及绝缘性差，并且与基片的粘合性也差，所以，在使用这种技术时，还须使用基于硅烷的粘结辅助剂。

上述的层间绝缘膜应当与薄膜晶体管以及由银或铜的金属镀层部分连接，所以该绝缘膜需图案化(patterning)，为此使用光敏树脂组合物。但是，为了提高开口率，常规的组合物满足不了反射型液晶显示装置所要求的高透射率、耐热性、与基片的紧密粘合以及低电容率等特性。在半导体多层配线过程中，在配线与下一配线过程前平坦化的配线之间起中间绝缘层作用而使用的硅氧烷低聚物溶液称为SOG(Spin-On Glass)，这种技术在日本专利公开平7-242747及日本专利公开平9-260384等中得到公开。另外，现已建议在半导体元件中能够图案化的绝缘膜上使用给上述SOG赋予光敏特性的材料。这种技术在日本专利公开平9-36110及日本专利公开平8-203876中得到公开。但是，用这种材料获得TFT-LCD液晶元件所需的3微米以上厚度是困难的。本发明提供了光敏树脂组合物和利用该组合物形成图案的方法，通过控制基于硅氧烷的聚合物的分子量和使用辅助粘结剂以及交联剂经多种途径交联结合，该组合物可形成3微米以上厚度的膜，从而获得反射型液晶显示装置层间的能够图案化的绝缘膜所需要的透射率、耐热性、绝缘性、平坦性等特性。

与阴极射线管(以下称CRT)相比，TFT-LCD在宽视角、高亮度、响应速度、耗电量及价格上等处于劣势。    

本发明的目的是提供一种光敏树脂组合物和利用该组合物形成图案的方法，该组合物在低耗电下能够提高透光部分的开口率，使其具有高透过率(即亮度提高)、低耗电性，同时在镀敷铟锡氧化物蒸汽(以下称ITO)所经受的高温下表现出很好的耐热性。

在下列详细说明中。只通过简单地列举了实施本发明的发明人所考虑的最佳方式，示出和描述了本发明的优选实施方案。应当认识到，在不偏离本发明的范围下，本发明在各个明显方面可以进行变化。因此，本说明书是说明性的，而不是限制性的。

解决上述问题的本发明光敏树脂组合物的组成如下。

本发明的光敏树脂组合物基本上是由基于硅氧烷的聚合物粘结剂、基于多元酚的辅助粘结剂、光酸发生剂以及交联剂构成。利用这种组合物，可提高层间绝缘膜的透明性，并可获得对比度高的图像。

上述光敏树脂组合物的特征在于，它包括：基于线性硅氧烷的聚合物粘结剂、基于多元酚的树脂辅助粘结剂、通过G，I-光线而产生酸的光酸发生剂和交联剂。当用G，I-光线照射时，光酸发生剂与光反应而产生酸，所产生的酸通过四种方式与交联剂、粘结剂及辅助粘结剂形成交联。第一交联反应是硅氧烷基被酸缩合，第二交联反应是在交联剂与硅氧烷基之间发生，第三交联反应是在交联剂与基于多元酚的树脂之间发生，第四交联反应是在硅氧烷与基于多元酚的树脂之间发生。通过这种交联，以Si为中心形成复杂的网状结构，使分子量急剧增大，因该部分不溶于显影液，所以能形成负型(nega type)图案。由于该物质的化学性质与SiO₂相似，所以它形成Si含量高的膜。因此，能获得很好的绝缘性、耐热性、平坦性及紧密粘合性。

在本发明中，基于硅氧烷的聚合物粘结剂的结构具有下面的通式(I)：