水溶液顯影環(huán)氧乙烷光刻膠的顯影條件及機(jī)理探索

李嵐慧， 竇盈瑩*， 水玲玲， 李發(fā)宏， Robert A. HAYES， 周?chē)?guó)富，2，3

(1. 華南師范大學(xué)華南先進(jìn)光電子研究院，彩色動(dòng)態(tài)電子紙顯示技術(shù)研究所，廣州 510006；2. 深圳市國(guó)華光電科技有限公司，深圳 518110；3. 深圳市國(guó)華光電研究院，深圳 518110)

水溶液顯影環(huán)氧乙烷光刻膠的顯影條件及機(jī)理探索

李嵐慧1， 竇盈瑩1*， 水玲玲1， 李發(fā)宏1， Robert A. HAYES1， 周?chē)?guó)富1，2，3

(1. 華南師范大學(xué)華南先進(jìn)光電子研究院，彩色動(dòng)態(tài)電子紙顯示技術(shù)研究所，廣州 510006；2. 深圳市國(guó)華光電科技有限公司，深圳 518110；3. 深圳市國(guó)華光電研究院，深圳 518110)

電潤(rùn)濕器件的傳統(tǒng)工藝中利用SU-8光刻膠材料制備像素墻，從而得到最小的顯示單元——像素. 文中通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)另一種環(huán)氧樹(shù)脂光刻膠(KMPR膠)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的SU-8光刻膠用來(lái)制備電潤(rùn)濕器件的像素墻. KMPR膠既可以采用有機(jī)溶劑進(jìn)行顯影，也可以采用堿性顯影液，更利于環(huán)保. 通過(guò)對(duì)比有機(jī)溶劑(PGMEA)和堿性顯影液(KOH溶液、四甲基氫氧化銨TMAH溶液)對(duì)KMPR光刻膠的顯影效果，得到最佳水溶液顯影液——?dú)溲趸?KOH)顯影液及其顯影的較佳濃度范圍，研究了溫度對(duì)KMPR光刻膠顯影的影響，進(jìn)而對(duì)顯影機(jī)理進(jìn)行了探討.

電潤(rùn)濕； 光刻膠； 水性顯影液

電潤(rùn)濕(Electro-Wetting)是一種通過(guò)電場(chǎng)控制固體表面潤(rùn)濕性的技術(shù)，可以應(yīng)用于反射式器件[1-4]、芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)[4-5]、透鏡[4, 6-8]、微流控[4]等領(lǐng)域，因其耗電量低、對(duì)人體危害小、制備工藝簡(jiǎn)單，而成為電子書(shū)及其他電子顯示領(lǐng)域非常重要的潛力軍. 電潤(rùn)濕工藝中，利用光刻膠類(lèi)物質(zhì)[9-12]制備精細(xì)圖案化的像素格(最小的顯示單元). 光刻工藝的高精細(xì)度可以滿足對(duì)像素格的尺寸及像素墻的寬度、高度等的精確控制，以保證電潤(rùn)濕器件的質(zhì)量穩(wěn)定性. 電潤(rùn)濕工藝中，疏水的油墨鋪展在每個(gè)像素格內(nèi)的絕緣層表面，被親水性的像素墻格擋住，親水性溶液填充在像素墻上方的整個(gè)密閉腔室內(nèi). 當(dāng)施加電壓時(shí)，絕緣層表面變親水，油墨移動(dòng)；撤消電壓，油墨恢復(fù)鋪展. 因此，像素墻在電潤(rùn)濕顯示結(jié)構(gòu)中與油墨、水、底部絕緣層接觸，主要作用是分隔和阻擋油墨. 電潤(rùn)濕驅(qū)動(dòng)顯示的原理決定了像素墻材料需要親水疏油，并可以在絕緣層表面涂布.

目前，電潤(rùn)濕工藝中常用SU-8膠[10-13](MicroChem公司)來(lái)制備像素墻. SU-8光刻膠為一種負(fù)性光刻膠，光照區(qū)發(fā)生聚合反應(yīng)經(jīng)顯影后留下，而未曝光區(qū)域則被顯影液帶走[13-15]，其顯影液為有機(jī)溶劑，如SU-8顯影劑、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)等[16-17]，不利于環(huán)保. 本文探索了另一種光刻膠KMPR膠[18-20]制備電潤(rùn)濕像素墻的工藝，重點(diǎn)研究其顯影工藝. SU-8膠與KMPR膠均為環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)負(fù)性光刻膠，曝光過(guò)程紫外光誘導(dǎo)引發(fā)劑反應(yīng)生成Lewis酸，進(jìn)而在曝光后的烘烤步驟中，Lewis酸催化環(huán)氧樹(shù)脂的聚合反應(yīng). KMPR膠單體比SU-8膠單體含更多的親水基團(tuán)，因此KMPR膠經(jīng)光刻工藝形成的像素墻其表面親水性比使用SU-8膠的更好[21-22]，也因此更符合電潤(rùn)濕工藝對(duì)像素墻材料的要求. 當(dāng)前，KMPR膠的研究主要集中在其性質(zhì)和應(yīng)用方面[20,23-25]，而對(duì)其工藝應(yīng)用的研究則較少. 科研工作者多采用SU-8顯影劑[16,26]、PGMEA[17]或者堿性的四甲基氫氧化銨(TMAH)顯影液[20,23]完成對(duì)KMPR膠的顯影. 但對(duì)于KOH顯影KMPR膠工藝的研究則鮮有報(bào)道. 因此，本文主要研究KOH顯影液顯影KMPR膠的具體工藝，包括KOH顯影液與水溶性TMAH顯影液、有機(jī)溶劑PGMEA顯影液的顯影效果對(duì)比，以及KOH水溶液顯影液的顯影濃度、溫度等條件對(duì)顯影效果的影響.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品與儀器

主要藥品有：KMPR 1005光刻膠(MicroChem公司，美國(guó))、氫氧化鉀(KOH，95%，阿拉丁)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA，99.5%, 阿拉丁)、四甲基氫氧化銨水溶液(TMAH,10%,阿拉丁)等. 以上藥品直接使用，超純水(18.2 MΩ·cm)由超純水機(jī)制備.

主要儀器有：數(shù)控超聲波清洗機(jī)(KH3200DV，上海)、旋涂機(jī)(Smart Coater 100，美國(guó))、加熱板(EH20B，LabTech)、紫外深度光刻機(jī)(365 nm i-line，URE-2000/35，中科院光電技術(shù)研究所)、正置金相顯微鏡(XJL-302)、臺(tái)階儀(DektakXT，Bruker，德國(guó)).

1.2 圖案化KMPR光刻膠膜的制備

(1)清洗玻璃基板：玻璃基板采用超聲的方法清洗. 首先超聲清洗機(jī)內(nèi)注滿去離子水，并滴加幾滴玻璃清洗劑(堿溶液類(lèi)或表面活性劑類(lèi)). 將放滿玻璃基板的托盤(pán)放入超聲清洗機(jī)，超聲清洗10 min. 然后，用大量去離子水沖洗玻璃基板，并用N2吹干.

(2)涂布KMPR光刻膠：在超聲清洗過(guò)的玻璃基板表面旋涂KMPR 1005膠，轉(zhuǎn)速設(shè)置為2 500 r/min，加速度設(shè)置為1 000 r/(min·s)，旋涂時(shí)間為100 s.

(3)KMPR光刻膠經(jīng)光刻工藝制備KMPR膠膜：參考MicroChem公司的光刻工藝參數(shù)，首先將涂布KMPR膠的基板平放在加熱板表面烘烤，烘烤工藝參數(shù)為：100 ℃下烘烤5 min；采用紫外深度光刻機(jī)曝光后進(jìn)行后烘烤，烘烤工藝參數(shù)為：100 ℃下烘烤2 min；冷卻至室溫后進(jìn)行顯影.

1.3 不同顯影液顯影KMPR膠膜

配制0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，全文同)的KOH顯影液、2.38%的TMAH顯影液. TMAH顯影液采用高濃度TMAH加去離子水稀釋得到.

將0.4%的KOH顯影液、2.38%的TMAH顯影液、PGMEA有機(jī)溶劑分別倒入顯影池中對(duì)KMPR膠膜進(jìn)行顯影，通過(guò)不斷搖晃顯影池加速和均勻化顯影效果，搖晃頻率保持一致，記錄顯影液的溫度、顯出點(diǎn)時(shí)間和實(shí)際顯影時(shí)間，再用光學(xué)顯微鏡觀察像素墻的形狀，用臺(tái)階儀測(cè)量像素墻高度. 顯影溫度為24 ℃.

1.4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)KOH顯影液顯影KMPR膠膜

配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.1%、0.2%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%、2.0%和3.0%)的KOH顯影液分別倒入顯影池中顯影KMPR膠膜，顯影時(shí)搖晃頻率保持一致，記錄顯影液的溫度、顯出點(diǎn)時(shí)間和實(shí)際顯影時(shí)間，用光學(xué)顯微鏡觀察像素墻形狀，臺(tái)階儀測(cè)量像素墻高度. 顯影溫度為22 ℃.

1.5 不同溫度KOH顯影液顯影KMPR膠膜

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%和0.4%的KOH顯影液分別倒入顯影池中，水浴加熱，分別加熱至22、24、28、32、35 ℃，恒溫下顯影KMPR膠膜，搖晃顯影的搖晃頻率保持一致，記錄顯影液的溫度、顯出點(diǎn)時(shí)間和實(shí)際顯影時(shí)間，用光學(xué)顯微鏡觀察像素墻形狀，臺(tái)階儀測(cè)量像素墻高度.

2 結(jié)果與討論

2.1 KOH顯影液與常規(guī)顯影液的顯影效果對(duì)比

固定顯影溫度為24 ℃，對(duì)比幾種不同顯影液對(duì)KMPR膠的顯影效果，主要對(duì)比顯影時(shí)間和顯出的像素墻高度. 其中顯影時(shí)間包括2個(gè)指標(biāo)：顯出點(diǎn)時(shí)間和實(shí)際顯影時(shí)間. 以負(fù)性光刻膠為例，顯出點(diǎn)時(shí)間為未曝光干膜從基板上被溶解所需要的時(shí)間. 實(shí)際顯影時(shí)間則是為了使顯影更徹底，在顯出點(diǎn)時(shí)間的基礎(chǔ)上增加一段時(shí)間的顯影，而保持總顯影時(shí)間在實(shí)驗(yàn)條件一致時(shí)為一固定值.

有機(jī)溶劑PGMEA顯影速度最快(顯出點(diǎn)時(shí)間為30 s)(表1)，而2.38%的TMAH顯影液顯影速度最慢，600 s時(shí)像素墻高度行為實(shí)際高度的一半(圖1)，證明TMAH顯影液室溫下的顯出點(diǎn)時(shí)間大于600 s，不適于研究或生產(chǎn)應(yīng)用. 而KOH溶液顯影速度較快，0.4%KOH顯影液顯出點(diǎn)時(shí)間為150 s，適于研究或生產(chǎn)應(yīng)用. 同時(shí)，KOH顯影液為堿性溶液，對(duì)環(huán)境污染小，因此，與PGMEA相比，KOH顯影液在環(huán)保方面更有優(yōu)勢(shì)，更適合于工業(yè)化生產(chǎn).

表1 KMPR膠在不同顯影液中的顯影效果對(duì)比Table 1 The developing results of KMPR resist with different developers

圖1 不同顯影液顯影KMPR膠膜得到的像素墻高度

Figure 1 Lleight of KMPR pixel walls with different developers

有機(jī)溶劑PGMEA與堿性顯影液顯影KMPR膠膜的顯影機(jī)理不同. KMPR光刻膠與SU-8膠類(lèi)似，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的均為環(huán)氧樹(shù)脂組分，曝光過(guò)程引發(fā)劑被激發(fā)，產(chǎn)生Lewis酸，在后續(xù)烘烤過(guò)程中Lewis酸催化環(huán)氧樹(shù)脂的聚合反應(yīng). 顯影過(guò)程中，在未曝光區(qū)域，由于相似相容原理，有機(jī)溶劑溶解了未聚合的環(huán)氧樹(shù)脂單體，并將其帶入有機(jī)溶劑顯影液主體中，從而完成顯影過(guò)程. 而堿性顯影液顯影KMPR膠膜的機(jī)理為：首先，OH-進(jìn)入大分子膜空隙，在KMPR膠膜與顯影液界面，發(fā)生OH-與KMPR膠膜環(huán)氧樹(shù)脂中酸性基團(tuán)的酸堿中和反應(yīng)，生成帶負(fù)電的大分子產(chǎn)物；然后陽(yáng)離子(K+)到達(dá)反應(yīng)界面，與帶負(fù)電的產(chǎn)物進(jìn)行電荷中和；最后中和后的產(chǎn)物被帶離顯影液-光刻膠膜反應(yīng)界面而進(jìn)入KOH顯影液中[27-30].

堿性顯影液(KOH、TMAH)與PGMEA有機(jī)溶劑顯影液相比，顯影速度變慢，顯然這2類(lèi)顯影液顯影KMPR膠的過(guò)程中，與堿性顯影液堿性基團(tuán)與KMPR膠環(huán)氧樹(shù)脂的酸堿中和反應(yīng)、電荷中和以及帶離過(guò)程相比，有機(jī)溶劑與未聚合的KMPR膠環(huán)氧樹(shù)脂相似相容進(jìn)而被帶離的顯影過(guò)程速度更快. 以0.4% KOH和PGMEA為例，KOH的顯出點(diǎn)時(shí)間(150 s)是PGMEA的(30 s)5倍(表1).

KOH顯影液與TMAH顯影液的顯出點(diǎn)時(shí)間不同(表1)，2.38% TMAH比0.4% KOH顯影所需時(shí)間長(zhǎng)，原因可能是TMAH的堿性較弱，因此顯影過(guò)程的酸堿中和反應(yīng)變慢；同時(shí)，TMA+陽(yáng)離子尺寸比K+的大，且TMA+離子周?chē)捉Y(jié)合水分子形成水合物，導(dǎo)致尺寸更大，因此TMAH顯影液的陽(yáng)離子到達(dá)反應(yīng)界面并帶走產(chǎn)物的過(guò)程變慢.

2.2 KOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)顯影效果的影響

固定顯影溫度為22 ℃，測(cè)試不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的KOH顯影液的顯影效果(圖2). 可以看出在KOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.8%時(shí)，顯出點(diǎn)時(shí)間隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而下降，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%時(shí)顯影時(shí)間最短(速度最快)；隨著KOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步升高，顯出點(diǎn)時(shí)間逐步延長(zhǎng).

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)KOH顯影液顯影KMPR膠膜的顯出點(diǎn)時(shí)間曲線

Figure 2 The time curve of the developing point of KMPR resist with different KOH concentration

理論上來(lái)說(shuō)，KOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，堿性越強(qiáng)，顯影速度越快；但是在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在較低濃度(≤0.8%)時(shí)滿足此規(guī)律，但是在較高濃度下的規(guī)律卻相反，即隨濃度增高顯影速度反而降低. 為解釋此現(xiàn)象，實(shí)施以下實(shí)驗(yàn)：

(1)選取1%的KOH溶液，顯出點(diǎn)時(shí)間為175 s；(2)選取接近但未到達(dá)顯出點(diǎn)的時(shí)間(120 s). 在120 s時(shí)光刻膠未被完全顯影，基板表面仍有膠膜，停止顯影；(3)實(shí)驗(yàn)1：立即用1%的KOH溶液沖洗，30 s仍不能將表面的膠膜洗除. 實(shí)驗(yàn)2：立即用去離子水清洗，3～5 s內(nèi)膠膜即被洗除.

此實(shí)驗(yàn)表明，高濃度堿液初始顯影速度快，但是在顯影的最后階段反而變慢. 堿性顯影液的顯影機(jī)理為：OH-進(jìn)入大分子膜空隙，到達(dá)KMPR膠膜與顯影液的反應(yīng)界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而陽(yáng)離子(K+)到達(dá)反應(yīng)界面進(jìn)行電荷中和. 最終生成物被帶離顯影液-光刻膠膜反應(yīng)界面進(jìn)入KOH顯影液. 因此，我們推測(cè)高濃度顯影液在后續(xù)顯影過(guò)程中變困難的原因?yàn)椋篫-進(jìn)入大分子膜空隙受阻，或者K+到達(dá)反應(yīng)界面進(jìn)行電荷中和受阻. 這種受阻的可能原因有：(1)因KOH濃度高，初始反應(yīng)迅速，產(chǎn)物來(lái)不及被完全帶離顯影液-光刻膠膜反應(yīng)界面，因此阻礙了后續(xù)OH-和K+的進(jìn)入. 而實(shí)驗(yàn)2采用去離子水沖洗，此過(guò)程中去離子水稀釋殘留在基板表面的顯影液的過(guò)程帶走了顯影的生成物，而稀釋的顯影液完成最后的顯影；(2)顯影的產(chǎn)物更易溶解在低濃度KOH溶液中從而被帶走，而較難溶解在高濃度KOH溶液中，因此較難被帶離反應(yīng)界面.

針對(duì)高濃度顯影液最后階段顯影困難的問(wèn)題，我們提出高濃度顯影液與低濃度顯影液或去離子水結(jié)合使用的方法，如1%～10%的 KOH溶液顯影1 min，再用0.1%～ 0.5%的KOH溶液顯影2～4 min，或用1%～10% 的KOH溶液顯影2 min；最后用去離子水沖洗1 min. 為保證顯影徹底，前者采用高、低濃度KOH顯影液結(jié)合的方案更能滿足要求.

2.3 溫度對(duì)KOH溶液顯影效果的影響

根據(jù)KOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)試的結(jié)果，選取2個(gè)較低質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.1% 和0.4% )，分別測(cè)試不同溫度下對(duì)應(yīng)的顯出點(diǎn)時(shí)間(圖3). 在實(shí)際應(yīng)用中，通常要求顯出點(diǎn)時(shí)間滿足30～60 s，對(duì)于0.4% 和0.1%的KOH顯影液，其顯影溫度分別需要32 ℃和35 ℃.

如圖3所示，溫度升高，顯出點(diǎn)時(shí)間降低，大致為線性下降，計(jì)算得到顯出點(diǎn)時(shí)間下降的速率為13.5 s/℃. 溫度升高顯影時(shí)間降低的原因有：(1)溫度升高，堿與環(huán)氧樹(shù)脂酸性基團(tuán)的反應(yīng)速率增大，即降低了反應(yīng)所需時(shí)間；(2)溫度升高，離子、分子運(yùn)動(dòng)加快，OH-和陽(yáng)離子到達(dá)反應(yīng)界面的速度以及反應(yīng)生成物被帶離反應(yīng)界面的速度都增加. 因此，溫度升高，導(dǎo)致顯影加快，縮短了顯出點(diǎn)時(shí)間.

圖3 溫度對(duì)KOH顯影KMPR膠膜的顯出點(diǎn)時(shí)間的影響

Figure 3 The developing point time of KMPR resist with different temperature of KOH developers

根據(jù)KOH顯影液質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度的測(cè)試結(jié)果，考慮實(shí)際應(yīng)用時(shí)的溫度控制和廢棄顯影液處理等因素，本實(shí)驗(yàn)顯影液KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～10%，同時(shí)為了節(jié)約成本，建議KOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.1%～1.0%. 具體來(lái)說(shuō)，由圖2可知，室溫下顯影，0.4%和0.5%的KOH顯影液顯出點(diǎn)時(shí)間接近3 min，總顯影時(shí)間可選為4 min，對(duì)于搖晃顯影這是一個(gè)可以接受的時(shí)間臨界. 而更高濃度時(shí)雖然顯影時(shí)間更低，但是濃度加倍，所消耗KOH量也加倍. 綜合考慮，在室溫下，可選擇0.4% KOH溶液作為顯影的最佳濃度. 考慮到實(shí)際生產(chǎn)中為增大產(chǎn)量，顯影時(shí)間必須降低，即使顯影最快的KOH顯影液(0.8%)在室溫下仍然需要3.5 min的顯影時(shí)間，因此可以升高溫度，同時(shí)為繼續(xù)降低顯影液濃度，選取0.4% 和0.1%的KOH顯影液進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在30～40 ℃之間可以達(dá)到小于1 min的顯出點(diǎn)時(shí)間，適合于生產(chǎn). 因此，當(dāng)溫度選取30～40 ℃ 時(shí)，若生產(chǎn)要求顯影時(shí)間為1 min，0.1%即可滿足要求，當(dāng)然濃度越高所需升溫要求越低，因此0.1%～1.0%的KOH顯影液在30～40 ℃時(shí)即可滿足生產(chǎn)需求. 但是考慮到KOH的消耗量，選取最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%為最優(yōu)選擇. 如果生產(chǎn)可以升高的溫度更高，KOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)可繼續(xù)降低. 綜合考慮，選擇0.1%～1.0%為最佳濃度范圍，22～40 ℃ 為最佳溫度范圍.

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)KMPR光刻膠顯影液的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)溶劑PGMEA比堿性顯影液(KOH，TMAH)顯影更迅速，但是有機(jī)溶劑存在對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題；而水溶液顯影液中，室溫下TMAH顯影速度非常慢，KOH溶液顯影速度則較為適中. 并且，KOH顯影液配制和后續(xù)的廢液處理都較為方便，因此成為KMPR光刻膠的生產(chǎn)和科研的首選顯影液. 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KOH顯影過(guò)程中，隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高顯影速度先加快、后變慢；通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，顯影的初始反應(yīng)速度快，但是反應(yīng)產(chǎn)物不能被及時(shí)帶離反應(yīng)界面，最終阻礙了后續(xù)OH-和陽(yáng)離子繼續(xù)到達(dá)反應(yīng)界面，從而導(dǎo)致后段顯影變慢. 綜合對(duì)KOH顯影液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的探索，并結(jié)合成本與顯影時(shí)間的考慮，得到最佳顯影質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%. 對(duì)溫度條件的探索發(fā)現(xiàn)，溫度升高，顯出點(diǎn)時(shí)間降低，大致為線性下降，速率為13.5 s/℃，原因?yàn)闇囟壬呒涌炝孙@影反應(yīng)速率和離子運(yùn)動(dòng)速率. 通過(guò)對(duì)顯影液和顯影條件的優(yōu)化，不但可以選擇對(duì)環(huán)境更加友好的材料，同時(shí)可以加快工藝速度，提高工藝效果.

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【中文責(zé)編：譚春林 英文審校：肖菁】

Study on the Conditions and Mechanism of Developing Process of An Aqueous Solution Developed Epoxy Resist

LI Lanhui1, DOU Yingying1*, SHUI Lingling1, LI Fahong1, Robert A. HAYES,ZHOU Guofu1，2，3

(1. Institute of Electronic Paper Displays, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou 510006, China; 2. Shenzhen Guohua Optoelectronics Tech. Co. Ltd., Shenzhen 518110, China; 3. Academy of Shenzhen Guohua Optoelectronics, Shenzhen 518110, China)

SU-8 photoresist is used in electro-wetting displays to fabricate the pixel wall, getting the minimum display element, i.e., the pixel. In this article, another epoxy photoresist, that is KMPR photoresist, is found to be another candidate to prepare pixel wall of electro-wetting display. KMPR resist could be developed by not only organic developer, but also inorganic developer. Hence, the parameters and process of the aqueous solution Potassium Hydroxide (KOH) and Tetramethylammonium Hydroxide (TMAH) and organic solvent Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGEMA) developing are explored, getting the most suitable developer, aqueous KOH solution. Then the developing condition exploring of KOH solution is mainly studied and an optimum KOH concentration and working temperature is obtained. And the mechanism of the developing process has also been interpreted.

electro-wetting; photoresist; aqueous developer

2015-07-22 《華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》網(wǎng)址：http://journal.scnu.edu.cn/n

科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFB0401502)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1601651)；教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃”項(xiàng)目(IRT13064)；廣東省引進(jìn)創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目(2011D039)；廣東省重大基礎(chǔ)培育項(xiàng)目(2014A030308013)；廣東省重大科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(2014B090914004，2016B090906004)；華南師范大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(2013KYJJ043)；國(guó)家高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃111引智基地-光信息引智基地

TN305.7

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1000-5463(2017)01-0040-06

*通訊作者:竇盈瑩，工程師，Email:douyingying@scnu.edu.cn.