专利名称:包括图形化隔件的显示面板的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种包括图形化隔件(patterned spacer)的显示面板。更具体地说,本发明涉及一种包括上基板、朝向该上基板的下基板和置于该上基板与下基板之间的图形化隔件的显示面板,还涉及一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物。
背景技术:
显示面板的典型例子为液晶显示面板。液晶显示面板包括下基板和上基板,其中各基板在其一个表面上具有产生电场的电极,并且其间置有液晶层的两块基板彼此面对。
根据转换液晶分子阵列的方法,可以将这种液晶显示面板分为无源矩阵液晶显示面板和有源矩阵液晶显示面板。具体地说,通过在液晶显示面板上形成多个像素并给各像素安装开关元件制得有源矩阵液晶显示面板。因此,通过独立地控制各像素的开/关操作,可以获得相对较高的图像质量和较高的响应速率,并且可以提供极好的分辨率和电影清晰生动的品质。通常使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件。
图1为示出一般有源矩阵液晶显示面板的分解透视图,以及图2为沿图1中的线II-II截取的剖视图。下文,参考图1和2,将对一般液晶显示面板的结构特征进行说明。
一般有源矩阵液晶显示面板包括下基板10和上基板30,其中各基板在其一个表面上具有产生电场的电极,且两电极彼此面对,并且液晶显示层40置于下基板10和上基板30之间。
下基板10包括以交叉模式设置的多个各输出扫描电压的平行栅极线14和多个各输出图像电压的平行数据线16,从而在如玻璃的第一透明基板12上形成网状的像素区域P。另外,在各栅极线14和数据线16的交点处设置薄膜晶体管T。此外,以一一对应的关系在各像素区域P上设置与薄膜晶体管T连接的第一电极18。
第一电极18用作向液晶显示层40施加电压的产生电场的工作电极。设置第一电极的部分成为液晶显示面板的显示区域,而其它部分成为非显示区域。另外,薄膜晶体管T通过向栅极线14输出的信号电压被开/关,并且用作向第一电极18选择性地施加由数据线16输出的信号电压的开关元件。
另外,上基板30包括如玻璃的第二透明基板,其后表面依次具有包括多个彼此相邻排列的彩色滤光片36a、36b、36c以屏蔽具有某一波长的光线的彩色滤光层36,和作为另一个产生电场的电极的第二电极38,。
此外,黑矩阵34置于第二透明基板32和彩色滤光层36之间,黑矩阵34起到防止可能在相邻滤光片36a、36b、36c的边界区域产生的漏光现象,和遮断进入薄膜晶体管T的光线的作用。
液晶显示层40置于下基板10与上基板30之间。
在上述液晶显示面板中,液晶显示层40应该在两块基板之间保持固定的厚度。为了达到此目的,将隔件置于两块基板之间。
一般而言,为了在上基板和下基板之间保持固定的距离,将如玻璃珠、塑料珠等的具有预定粒径的隔件珠用于液晶显示面板和接触面板。然而,由于任意地使用隔件珠,所以其可能存在于传输光线的有效像素部分上,从而导致液晶取向的扭曲和对比度的下降。另外,这种隔件珠的问题在于,其可以在液晶盒中自由地移动,并可以非均匀地散布,从而由于隔件珠在某些情况下聚集,导致产生不受欢迎的痕迹。
为了解决这些问题,建议通过光刻法形成隔件。这种光刻法包括以下步骤将光敏树脂组合物涂敷在基板上,通过使用所需掩膜用紫外线辐照该基板的预定部分,用碱性显影液进行显影以形成具有所需形状的隔件图形,然后进行最后的固化步骤以稳定图形。在此,通过上述方法形成的隔件称为“图形化隔件”。
图2为沿图1中的线II-II截取的剖视图,并示出了在层叠下基板10和上基板30之后,通过沿具有隔件的部分切开如图1所示的液晶显示面板而获得的横截面。
如图2所示,依次在图形化隔件20上设置第二电极38、彩色滤光层36、黑矩阵34和第二透明基板32。在隔件20下面,设置第一透明基板12。
在需要时,通过光刻法形成的图形化隔件20可以设置在非显示区域处,并可以精确地控制其高度。因此,这种图形化隔件在保持两块基板之间的距离上具有较高的可靠性。另外,这种图形化隔件的优势在于由于隔件的固定位置,可以提高产品的坚固性,并且可以防止在接触屏幕时所谓的波纹现象。
只要将图形化隔件20设置在非显示区域内,对图形化隔件20的位置没有特别的限制。因此,常常将图形化隔件20设置在薄膜晶体管T上。另外,在第一电极18与相邻的栅极线14和数据线16重叠的高开口液晶显示器件的情况下,可以在这种重叠的第一电极上设置图形化隔件20。
当使用上述光刻法时,可以通过在除了有效像素部分的位置处形成隔件图形来解决现有技术中存在的上述问题,从而避免所需液晶阵列的扭曲。另外,由于可以改变旋涂条件以形成不同厚度的涂层,所以可以通过使用一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物制备具有各种模式、不同盒间隙的液晶显示面板。
用于图形化隔件的光敏树脂组合物所需的特性如下。
图形化隔件应该具有高至可以保持下基板与上基板之间距离的强度。
另外,通常形成图形化隔件以具有3微米或更大厚度的涂层,并且应该对涂层的主要部分进行显影。因此,用于图形化隔件的光敏树脂组合物应该在短时间内大量地溶于显影液。此外,当没有进行清晰的显影时,可能产生由于显影后残留物引起的如斑点形成的各种显示缺陷和不理想的液晶取向。因此,该光敏树脂组合物应该具有优异的可显影性。
同时,当使用具有大表面积的玻璃基板时,难于对基板进行整个表面的曝光,从而分多部分对基板进行曝光。因此,当使用具有较低感光度的光敏树脂组合物时,曝光需要的时间变得更长是不可避免的,这导致了生产率的下降。因此,用于图形化隔件的光敏树脂组合物应该具有高感光度。
此外,当在制备图形化隔件步骤之后进行形成取向层的步骤时,需要光敏树脂组合物即使在200℃或更高的高温条件下具有优异的保持图形化隔件原始形状和厚度的热稳定性,并且具有足够高的压缩强度以抵抗住外部压力,和优异的耐化学性。除了上述之外,需要光敏树脂组合物随时间具有优异的稳定性,从而即使在长期的储存条件下,该组合物也能稳定地提供所需的特性而无任何变化。
日本公开专利号2001-151829披露了一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物。但是,使用热固性粘合剂的光敏树脂组合物随时间具有较差的稳定性和较低的感光性。因此,该组合物的问题在于,其在150mJ/cm2或更少的辐照剂量下不能形成稳定的图形。
因此,需要提供一种具有优异的强度、感光度、可显影性、热稳定性、耐化学性和时间稳定性的光敏树脂组合物。
发明内容
我们已经发现,由下面的化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂具有较高的感光度,并且能够促使在曝光部分与非曝光部分之间溶解度差异快速增大。我们还已经发现,当将基于三嗪的光聚合引发剂与光聚合活性碱溶性树脂粘合剂一起加入光敏树脂组合物中时,可以显著提高该光敏树脂组合物的感光度和可显影性。另外,我们发现,可以通过使用基于三嗪的光聚合引发剂的光敏树脂组合物而形成具有优异的强度、感光度、残留特性、膜均匀性、残膜率等的图形化隔件。
因此,本发明的目的是提供一种包括具有优异的强度、感光度和可显影性的图形化隔件的显示面板,和一种用于上述图形化隔件的光敏树脂组合物。
根据本发明的一个技术方案,提供了一种包括下基板、上基板、和使下基板与上基板以预定距离彼此间隔的图形化隔件的显示面板,其中,该图形化隔件由包括以下组分的光敏树脂组合物制得(a)由下面的化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;和(c)可聚合化合物。
其中,R1选自包括CnH2nCONH2(其中n为1~12的整数)、CnH2nCOOCmH2m+1(其中n为1~12的整数,以及m为0~12的整数)、(CH2)nCOOCmH2mOC1H21+1(其中n为1~12的整数,m为1~12的整数,以及1为1~12的整数)、(CH2)nCOO-环-CmH2m-1(其中n为1~12的整数,m为3~12的整数)、CnH2nCOORf(其中n为1~12的整数,以及Rf为其氢原子被氟原子部分或全部取代的烷基)和CnH2nCOOR6(其中n为1~12的整数,以及R6为芳基或具有芳基的C1~C6的烷基)的组;以及R2、R3、R4和R5各独立地选自包括氢原子、卤素原子、C1~C6的烷基和C1~C6的烷氧基的组。
根据本发明的另一个技术方案,提供了一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物,该光敏树脂组合物包括(a)由下面的化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;和(c)可聚合化合物;和(d)溶剂。
在根据本发明的用于图形化隔件的光敏树脂组合物中,与如从Ciba Specialty化学购得的Irgacure-369的常规光聚合引发剂相比,纽分(a),即由上述化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂,是一种具有较高的感光度的光聚合引发剂,且具有优异的光效率,从而可以提高膜的交联密度,因此可以改善如弹性可恢复性的机械性能。然而,当使用这种基于三嗪的聚合引发剂时,由于在同样的辐照剂量下形成相对较小的图形,所以在增加图形尺寸方面存在限制(例如,CD(临界尺寸))。所谓的CD(临界尺寸)表示沿图形化隔件的水平方向的长度。我们已经发现,与使用线性树脂粘合剂的图形化隔件相比,当组合使用作为碱溶性树脂粘合剂的光聚合活性树脂粘合剂和作为光聚合引发剂的基于三嗪的光聚合引发剂(a)时,可以增加CD至少150%,并且可以改善图形化隔件的耐热性和耐化学性。
通过使用根据本发明的光敏树脂组合物制备的图形化隔件可以具有不同的厚度。但是,在实际工艺条件下,该图形化隔件具有1~5μm的厚度。
下文,将更详细地说明形成图形化隔件或用于图形化隔件的光敏树脂组合物的各组分。
(a)由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂光聚合引发剂是一种用UV线等辐照通过光化学反应产生自由基活性物质时能够吸收光线,从而引起了光聚合反应的化合物。根据本发明,由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂用作光聚合引发剂。由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂在360nm处表现出强吸收谱带,具有较高的感光度,并且起到增大曝光部分与非曝光部分之间溶解度差异的作用。
具体而言,由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂中的取代基R1具有如下所述的含义。
当R1为CnH2nCONH2时,CnH2n表示C1~C12的亚烷基,且其具体例子包括亚甲基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,6-亚庚基、1,8-亚辛基、1,9-亚壬基、1,10-亚癸基、1,11-亚十一烷基、1,12-亚十二烷基等。
当R1为CnH2nCOOCmH2m+1时,CnH2n具有与CnH2nCONH2中的CnH2n相同的含义,并且CmH2m+1表示C0~C12的烷基。C0~C12的烷基的具体例子包括氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。
当R1为(CH2)nCOOCmH2mOC1H21+1时,(CH2)n和CmH2m各独立地具有与CnH2nCONH2中的CnH2n相同的含义,并且C1H21+1表示C1~C12的烷基。C1~C12烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。
当R1为(CH2)nCOO-环-CmH2m-1时,(CH2)n具有与CnH2nCONH2中的CnH2n相同的含义,并且环-CmH2m-1表示具有环基的C3~C12的脂环基。
当R1为CnH2nCOORf时,CnH2n具有与CnH2nCONH2中的CnH2n相同的含义,并且Rf表示其氢原子被氟原子部分或全部取代的C1~C6的烷基。
当R1为CnH2nCOOR6时,CnH2n具有与CnH2nCONH2中的CnH2n相同的含义,并且R6表示C6~C14的芳基或含C6~C14芳基的C1~C6的烷基。
在根据本发明的用于图形化隔件的光敏树脂组合物中,基于100重量份的总组合物,优选以0.1~10重量份的量、更优选以0.5~5重量份的量使用由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂。当以少于0.1重量份的量使用该光聚合引发剂时,其表现出太低的感光度以致不能充分形成图形。当以多于10重量份的量使用该光聚合引发剂时,其对溶剂表现出相对较差的溶解性。
(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂当所述光敏树脂组合物形成薄膜时,碱溶性树脂粘合剂起到形成基质的作用,并且包括向该组合物提供对含水碱性显影液可溶性的部分。光聚合活性树脂粘合剂为一种包括能够与通过辐照(例如,UV辐照)产生的自由基物质反应的官能团(例如,烯烃基)的粘合剂。这种官能团(例如,烯烃基)可以彼此反应或与该组合物中存在的另一种可聚合化合物反应,从而形成网络结构。
根据本发明,使用与其它组分具有优异的相容性的光聚合活性树脂粘合剂作为碱溶性树脂粘合剂,从而在耐化学性和随时间的稳定性方面改善所述光敏树脂组合物。
通过如下文所述的两步合成法制备所述碱溶性光聚合活性树脂粘合剂。
在第一步骤中,使含酸性官能团的单体和可与上述单体共聚合的第二单体共聚合,以提供碱溶性线性共聚物。优选使用能够提高膜强度的单体作为第二单体。能够提高膜强度的单体可以示例为含芳族环的化合物。
用于制备线性共聚物的含酸性官能团的单体的具体例子包括(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、一甲基马来酸、异戊二烯磺酸、苯乙烯磺酸、5-降冰片烯-2-羧酸等。可与上述单体共聚合的第二单体的具体例子包括苯乙烯、氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基-3-氯丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、酰基辛氧基-2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯(acyloctyloxy-2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸(2-甲氧乙基)酯、(甲基)丙烯酸(3-甲氧丁基)酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、对壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、对壬基苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、甲基-α-羟甲基丙烯酸酯、乙基-α-羟甲基丙烯酸酯、丙基-α-羟甲基丙烯酸酯、丁基-α-羟甲基丙烯酸酯等。
为了赋予所述粘合剂活性而进行第二步骤。在第二步骤中,使从第一步骤制得的碱溶性线性共聚物与含环氧的烯键式不饱和化合物进行聚合反应。可以使用的含环氧的烯键式不饱和化合物的具体例子包括烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、3,4-乙氧基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油基-5-降冰片烯-2-羧酸酯(内型/外型的混合物)、5-降冰片烯-2-甲基-2-羧酸酯(内型/外型的混合物)、1,2-环氧-5-己烯、1,2-环氧-9-癸烯等。这些化合物可以单独或组合用于聚合反应。
优选的是,用于本发明的树脂粘合剂具有约30~200KOHmg/g的酸值和3,000~200,000的分子平均分子量。更优选的是,该树脂粘合剂具有5,000~100,000的分子量。
根据本发明,碱溶性树脂粘合剂可以单独或组合使用。基于100重量份的光敏树脂组合物(固含量基础),优选以10~90重量份的量、更优选以20~70重量份的量使用该粘合剂。当以少于10重量份的量使用该粘合剂时,由该组合物形成的膜具有较差的粘合力。当以多于90重量份的量使用该粘合剂时,存在显影速率较低和感光度较差的问题。
(c)可聚合化合物可聚合化合物是一种在一个分子中含有至少两个反应基团,从而进行由光聚合引发剂形成的自由基活性物质引起的聚合反应以形成三维网络结构的化合物。根据本发明,可以使用具有烯键式不饱和键的官能单体作为可聚合化合物。优选的是,具有烯键式不饱和键的官能单体含有至少一个能够进行加成聚合的不饱和基,并且具有100℃或更高的沸点。具有烯键式不饱和键的官能单体的具体例子包括如聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯氧乙酯等的单官能单体,和如聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等的多官能单体。另外,具有烯键式不饱和键的官能单体还包括其中引入己内酯的官能单体,其具体例子包括如KAYARAD DPCA-20、KAYARADDPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120等的引人己内酯的二季戊四醇,如KAYARAD TC-110S的引人己内酯的丙烯酸四氢糠酯,和如KAYARAD HX-220、KAYARAD HK-620的引人己内酯的新戊二醇羟基特戊酸酯等。可以用作具有烯键式不饱和键的官能单体的其它官能单体包括双酚A衍生物的环氧丙烯酸酯,酚醛清漆(urethane)-环氧丙烯酸酯,和如U-324A、U15HA、U-4HA的基于聚氨酯的多官能丙烯酸酯等。上述具有烯键式不饱和键的官能单体可以单独或组合使用。
根据本发明,基于100重量份的光敏树脂组合物(固含量基础),优选以10~80重量份的量、更优选以20~70重量份的量使用所述可聚合化合物。当以少于10重量份的量使用该可聚合化合物时,可以降低感光度或涂膜强度。当以多于80重量份的量使用该可聚合化合物时,光敏树脂的涂层具有非常高的粘合力,从而使异物易于与其粘附,而且在显影过程中产生残留物。
(d)溶剂根据本发明,为了向光敏树脂组合物赋予可涂敷性,所述溶剂使其它组分溶于其中。根据溶剂的量,可以调节光敏树脂组合物的粘度。
可以用于本发明的溶剂的非限制性例子包括丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、四氢呋喃、1,4-二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烯、1,2,3-三氯丙烷、己烷、庚烷、辛烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇、叔丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇单甲醚、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丙基卡必醇、丁基卡必醇、环戊酮、环己酮、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯等。这样的溶剂可以单独或组合使用。考虑到调节所述光敏树脂组合物粘度,基于100重量份的总组合物,优选以60~90重量份的量、更优选以65~85重量份的量使用溶剂。当以少于60重量份的量使用溶剂时,难于兼顾所述组合物的粘度和厚度。当以多于90重量份的量使用溶剂时,难于达到适于图形化隔件的厚度。
(e)敏化剂除了主要组分(a)~(d)之外,根据本发明的光敏树脂组合物可以进一步包括敏化剂。敏化剂能够起到将辐照(例如,UV辐照)时通过吸收光线产生的活化能转移给光聚合引发剂的作用。
根据本发明,可以使用常规的光聚合引发剂作为敏化剂。我们认为,与根据本发明的光聚合引发剂(a)组合使用的这种常规的光聚合引发剂能够产生协同效果。
可以与根据本发明的光敏树脂组合物的上述组分组合使用的敏化剂的非限制性例子包括二苯甲酮、4,4’-双(N,N-二乙氨基)二苯甲酮、4,4’-双(N,N-二甲氨基)二苯甲酮、苯基联苯基甲酮、1-羟基-1-苯甲酰基环己烷、苯甲基、苄基二甲缩酮、2-苄基-2-(二甲氨基)-4’-吗啉基丙基苯基甲酮(2-benzyl-2-(dimethylamino)-4’-morpholinobutyrophenone)、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮(2-methyl-4’-(methylthio)-2-morpholinopropiophenone)、噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、乙基蒽醌、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫、苯偶姻丁基醚、2-羟基-2-苯甲酰基丙烷、2-羟基-2-(4’-异丙基)苯甲酰基丙烷、4-丁基苯甲酰基三氯甲烷、4-苯氧基苯甲酰基二氯甲烷、苯甲酰甲酸甲酯、1,7-二(9’-吖啶基)庚烷、9-正丁基-3,6-二(2’-吗啉基-异丁酰)咔唑、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。基于100重量份的总组合物,优选以0.01~10重量份的量使用敏化剂,基于100重量份的用于所述组合物的光聚合引发剂的重量,更优选以0.1~2重量份的量使用敏化剂。
(f)其它添加剂根据本发明的光敏树脂组合物任选地进一步包括如对苯二酚、4-甲氧基苯酚、醌、邻苯二酚、叔丁基邻苯二酚、吩噻嗪等的热聚合引发剂;增塑剂;基于聚硅氧烷的粘合增进剂;填料或通常用于涂层剂的其它添加剂。
根据本发明包括上述组分的用于图形化隔件的光敏树脂组合物可以用于包括下基板和上基板的显示面板,可以具体用于形成使下基板与上基板以预定距离彼此间隔的图形化隔件。
在这种显示面板中,将第一电极设置在下基板的一个表面上,并且将第二电极设置在上基板的一个表面上,两电极彼此面对。或者,两电极都可以设置在下基板上。通常,下基板用作驱动基板,而上基板用作彩色滤光片基板。
另外,下基板具有显示区域和不同于该显示区域的非显示区域,并且可以将图形化隔件以垂直状态(upright position)设置在下基板的非显示区域内,从而支撑上基板。
通过使用根据本发明包括上述组分的用于图形化隔件的光敏树脂组合物制备图形化隔件的方法没有特别的限制。换句话说,可以使用本领域的技术人员通常已知的方法。
将在下文说明制备根据本发明优选实施方式的图形化隔件的方法。
首先,通过喷涂法、辊涂法、狭缝喷嘴涂布法、旋涂法、挤涂法、刮棒涂布法或其组合将根据本发明的光敏树脂组合物涂敷在基板的表面上。
为了在形成涂膜后提供非流动的涂膜,可以在真空和/或加热下进行蒸发溶剂的步骤。尽管加热条件可以随各组分的性质和比例变化,但是优选在60~130℃下操作热板5~500秒或者在60~140℃下操作烘箱20~1000秒。
通过使用具有所需图形的掩膜,用辐射线辐照由于溶剂的蒸发而具有降低流动性的涂膜。当进行辐照时,辐照剂量、辐照条件和辐照类型可以根据分辨率或组分的混合比例变化。根据本发明,优选使用包括如g-线(波长436nm)、I-线(波长365nm)、h-线(波长405nm)的紫外线;如准分子(krF、ArF)激光的远紫外线;如同步加速器辐射的X-射线;如电子射线的带电微粒射线等的辐照,更优选I-线、h-线和g-线。可以通过使用如接触、靠近和投影曝光法的曝光法进行曝光。
在曝光步骤后进行碱显影步骤之前,如果需要,可以进行曝光后烘干(PEB)步骤。优选在150℃或更低的温度下进行PEB步骤约0.1~10分钟。
显影步骤是一个用碱性显影液除去不需要部分的步骤,且可以用含水碱性显影液通过除去非曝光部分而进行。可以使用的显影液的具体例子包括选自包括以下碱性水溶液的组如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠和偏硅酸钠、以及氨和/或水的无机碱性盐;如乙胺和正丙胺的伯胺;如二乙胺和正丙胺的仲胺;如三乙胺、甲基二乙胺和正甲基吡咯烷酮的叔胺;如二甲基乙醇胺和三乙基醇胺的醇胺;如氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵和胆碱的季铵盐;和如吡咯和哌啶的胺。另外,可以使用其中加入适当量的表面活性剂,或如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇单乙醚的水溶性有机溶剂的含有上述碱性水溶液的显影液。
优选在约15~200秒的时间内进行显影步骤。可以使用包括浸渍法、喷射法和搅炼法的一般显影方法。显影步骤之后,用纯水洗涤制得的基板20~200秒,然后可以通过使用压缩空气或氮气除去残留在基板上的水。通过这样做,可以在基板上形成所需的图形。
接着,可以通过使用如热板或烘箱的加热器进行坚膜或硬烘(hard-baking)步骤。优选的是,在150~250℃下通过使用热板进行热处理5~60分钟,或者通过使用烘箱进行热处理15~90分钟。完成最后的热处理之后,可以制得完全交联和固化的图形化隔件。
图1为示出使用图形化隔件的一般液晶显示器件的液晶显示面板的分解透视图。
图2为沿图1中的线II-II截取的剖视图。
具体实施例方式
现在,将详细参考本发明的优选实施方式。应该理解,下面的实施例仅为示例性的,而本发明并不受其限制。
制备例13-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸(光聚合引发剂1)的制备 步骤13-(4-氰基苯硫基)丙酸的合成向300mL DMF中加入20g 4-氟苯基腈(165mmol)、20g 3-巯基丙酸(188mmol)和50g碳酸钾,并在100℃的浴温下反应20小时。
将反应混合物冷却至室温后,将冷却的反应混合物逐渐注入1500mL蒸馏水中。然后,用2N HCl溶液酸化制得的混合物(通过使用pH试纸测定至pH值约为2),以使有机化合物沉淀。过滤该沉淀物,用蒸馏水洗涤,然后再次过滤以分离有机化合物。然后,在真空烘箱中干燥该有机化合物,并通过NMR进行结构分析(收率>86%)。
步骤23-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸的合成在室温下干燥在150g三氯乙腈中含有22g 3-(4-氰基苯硫基)丙酸(106mmol)和2g三溴化铝(AlBr3)的溶液,并用HCl起泡。为了溶解未溶解的原材料,用空气加热枪加热该溶液。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物。然后,在24小时后使该反应停止,并用1000mL二乙醚对该反应混合物进行萃取。用去离子水洗涤该反应产物,并用无水硫酸镁干燥。
在真空下从干燥的产物中除去高挥发性物质,并在甲醇/水中使制得的产物结晶(收率>87%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);9.03(1H,宽峰,COOH),8.57(2H,d,Ar-H),7.41(2H,d,Ar-H),3.30(2H,t,-CH2-S),2.78(2H,t,-CH2-)。UV-Vis.(nm)λmax=356nm。
制备例21,1,1,3,3,3-六氟异丙基-3-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸酯(光聚合引发剂2)的制备
步骤13-(4-氧基苯硫基)丙酸的合成向300mL DMF中加入20g 4-氟苯基腈(165mmol)、20g 3-巯基丙酸(188mmol)和50g碳酸钾,并在135℃的浴温下反应20小时。
将反应混合物冷却至室温后,将冷却的反应混合物逐渐注入1500mL蒸馏水中。然后,用2N HCl溶液酸化制得的混合物(通过使用pH试纸测定至pH值约为2),以使有机化合物沉淀。过滤该沉淀物,用蒸馏水洗涤,然后再次过滤以分离有机化合物。然后,在真空烘箱中干燥该有机化合物,并通过NMR进行结构分析(收率>86%)。
步骤21,1,1,3,3,3-六氟异丙基-3-(4-氰基苯硫基)丙酸酯的合成为了制得酸性氯化物,可以使用乙醚作为溶剂。或者,使用亚硫酰二氯作为起到溶剂作用的试剂。
在室温下,使8g 3-(4-氰基苯硫基)丙酸(38.6mmol)与30g亚硫酰二氯混合,并在60℃下使制得的混合物反应5小时。然后,在真空下除去未反应的亚硫酰二氯,并将制得的产物溶于50mL的THF中。在室温下,将5g吡啶和10g六氟异丙醇加入反应器中。在室温下进行反应15小时后,向其中加入500mL蒸馏水以除去盐,接着用乙醚萃取。然后,使用己烷/乙醚(1/1)作为洗脱液通过柱色谱法分离目标化合物,并进行结构分析(收率约40%)。
步骤31,1,1,3,3,3-六氟异丙基-3-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸酯的合成在室温下,用HCl使在30g三氯乙腈中含有3.5g 1,1,1,3,3,3-六氟异丙基-3-(4-氰基苯硫基)丙酸酯(10mmol)和0.5g三溴化铝(AlBr3)的溶液起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物,该反应产物在24小时后凝固。然后,使该反应停止,并用400mL乙醚萃取该反应混合物。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去挥发性物质,并在甲醇中使制得的产物结晶(收率>83%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);8.62(2H,d,Ar-H),7.45(2H,d,Ar-H),5.77(1H,m,OCH),3.38(2H,t,-CH2-S),2.93(2H,t,-CH2-)。
UV-Vis.(nm)λmax=354nm.
制备例32-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸乙酯(光聚合引发剂3)的制备 步骤12-(4-氰基苯硫基)乙酸乙酯的合成向100mL DMF中加入15g 4-氟苯基腈(124mmol)、16g 2-巯基乙酸乙酯(133mmol)和25.0g碳酸钾,并在130℃的浴温下反应20小时。
将反应混合物冷却至室温后,将该反应混合物逐渐注入700ml蒸馏水中,接着用乙醚萃取。然后,用蒸馏水洗涤制得的产物,用硫酸镁干燥、过滤并蒸发,以提供粗的目标产物。然后,分离该目标产物,并通过柱色谱法进行提纯(洗脱液己烷/乙酸乙酯=3/1)。通过NMR对该产物进行结构分析(收率>76%)。
步骤22-{4-[2,4-二(三氯甲基-s-三嗪-6-基)苯硫基]乙酸乙酯的合成在室温下,用干燥的HCl使含有10g 2-(4-氰基苯硫基)乙酸乙酯(45.2mmol)、0.8g AlBr3和50g三氯乙腈的混合溶液起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物,同时形成沉淀。24小时之后,停止产生该反应混合物,并用500mL氯仿萃取。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去挥发性物质,并使用己烷/乙酸乙酯(3/1)作为洗脱液通过柱色谱法分离目标产物(收率>82%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);8.58(2H,d,Ar-H),7.44(2H,d,Ar-H),4.22(2H,q,O-CH2-),3.77(2H,s,-CH2-S),1.25(3H,t,-CH3)。UV-Vis.(nm)λmax=352nm。
制备例42-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸-2-乙氧基乙酯(光聚合引发剂4)的制备
在室温下,用干燥的HCl使含有10g 2-(4-氰基苯硫基)乙酸-2-乙氧基乙酯(37.7mmol)、0.8g AlBr3和50g三氯乙腈的混合溶液起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物,同时形成沉淀。24小时之后,停止产生该反应混合物,并用500mL氯仿萃取。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去挥发性物质,并使用己烷/乙酸乙酯(3/1)作为洗脱液通过柱色谱法分离目标产物(收率86%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);8.57(2H,d,Ar-H),7.42(2H,d,Ar-H),4.17(2H,t,-CO2-CH2-),3.75(2H,s,-CH2-S),1.22(3H,t,-CH3)。UV-Vis.(nm)λmax=353nm。
制备例52-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸环己酯(光聚合引发剂5)的制备 在室温下,用干燥的HCl使含有10g 2-(4-氰基苯硫基)乙酸环己酯(36.3mmol)、0.8g AlBr3和50g三氯乙腈的混合溶液起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物,同时形成沉淀。24小时之后,停止产生该反应混合物,并用500mL氯仿萃取。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去挥发性物质,并使用己烷/乙酸乙酯(3/1)作为洗脱液通过柱色谱法分离目标产物(收率89%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);8.57(2H,d,Ar-H),7.42(2H,d,Ar-H),4.77(1H,m,-CO2-CH-),3.76(2H,s,-CH2-S)。UV-Vis.(nm)λmax=354nm。
制备例62-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸苄酯(光聚合引发剂6)的制备 在室温下,用干燥的HCl使含有10g 2-(4-氰基苯硫基)乙酸环己酯(35.3mmol)、0.8g AlBr3和50g三氯乙腈的混合溶液起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物,同时形成沉淀。24小时之后,停止产生该反应混合物,并用500mL氯仿萃取。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去挥发性物质,并使用己烷/乙酸乙酯(3/1)作为洗脱液通过柱色谱法分离目标产物(收率91%)。然后,通过NMR、FT-IR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(CDCl3,ppm);8.57(2H,d,Ar-H),7.42(2H,d,Ar-H),7.33(5H,m,Ar-H),4.99(2H,s,-CO2-CH2-),3.75(2H,s,-CH2-S)。UV-Vis.(nm)λmax=352nm。
制备例73-{3-氯-4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸(光聚合引发剂7)的制备 步骤13-[(3-氯-4-氰基苯基)硫基]丙酸的合成向50mL DMF中加入5g 3-氯-4-氟苯基腈(32.1mmol)、3.58g巯基丙酸(33.7mmol)和11.1g碳酸钾,并在100℃浴温下反应15小时。
将反应混合物冷却至室温后,将冷却的反应混合物逐渐注入500mL蒸馏水中。然后,用4N HCl溶液使制得的混合物酸化(通过使用pH试纸测定至pH值约为2),以使有机化合物沉淀。过滤该沉淀物,用蒸馏水洗涤,然后再次过滤以分离有机化合物。然后,在真空烘箱中干燥该有机化合物,并通过NMR进行结构分析(收率>80%)。
步骤23-{3-氯-4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸的合成向反应器中加入5g 3-[(3-氯-4-氰基苯基)硫基]丙酸(20.7mmol)和50g三氯乙腈(346.3mmol)。然后,将该溶液加热至60℃以溶解原材料,向其中加入0.5g AlBr3,并用干燥的HCl使反应混合物起泡。通过TLC检测反应过程。随着时间的流逝,逐渐形成反应产物。然后,40小时后使该反应停止,并用200mL二氯甲烷对该反应混合物进行萃取。用去离子水洗涤制得的产物,并用无水硫酸镁干燥。在真空下从干燥的产物中除去高挥发性物质,并通过加入己烷使制得的产物结晶,接着在甲醇/水中进行重结晶(收率>55%)。然后,通过NMR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(丙酮-d6,ppm);~10(1H,宽峰,COOH),8.55(1H,d,Ar-H),8.54(1H,s,Ar-H),7.66(1H,d,Ar-H),3.40(2H,t,-CH2-S),2.82(2H,t,-CH2-)。UV-Vis.(nm)λmax=357nm。
制备例83-{4-[2,4-二(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酰胺(光聚合引发剂8)的制备 在制备光聚合引发剂1的过程中,以少于5%的量制得作为副产物的由上述化学式表示的化合物。使用乙酸乙酯作为洗脱液通过柱色谱法容易地分离得到该化合物。然后,通过NMR和紫外-可见分光光度计对该产物进行结构分析。
1H NMR(丙酮-d6,ppm);8.54(2H,d,Ar-H),7.54(2H,d,Ar-H),6.99(1H,s,N-H),6.51(1H,s,N-H),3.36(2H,t,-CH2-S),2.78(2H,t,-CH2-)。UV-Vis.(nm)λmax=356。
在下面的实施例和比较例中使用的树脂粘合剂如下。
活性粘合剂(通过缩水甘油基降冰片烯衍生物的开环/与甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(50/50)的共聚物的加成而制得的三元共聚物),酸值=90KOHmg/g,Mw=20000。
活性粘合剂(甲基丙烯酸缩水甘油酯的开环/与甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(50/50)的共聚物的加成而制得的聚合物),酸值=90KOHmg/g,Mw=20000。
线性粘合剂(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(75/25)的共聚物),酸值=91KOHmg/g,Mw=20000。
下文,将对举例说明根据本发明的光敏树脂组合物的制备的实施例进行描述。
实施例1通过使用搅拌器使包括20重量份的由制备例1制得的光聚合引发剂1、200重量份的粘合剂-1(固含量基础)、100重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、0.1重量份的作为表面活性剂的F177和1000重量份的丙二醇单甲醚乙酸酯的溶液溶解至完全溶解状态。然后,用0.2微米的过滤器过滤该溶液,从而提供光敏组合物(组合物1)的溶液。
通过旋涂法将组合物1涂敷在玻璃基板上,并通过使用热板在100℃下对涂敷的基板初步热处理100秒,从而形成涂膜。然后,将所需掩膜布置在该涂膜上,并通过使用汞灯在365nm下以20mW/cm2的剂量用UV射线辐照制得的物体10秒。在室温下,用0.04wt%的氢氧化钾水溶液进行显影100秒,接着用纯水洗涤50秒。最后,于保持在220℃的热烘箱中通过加热30分钟使显影的图形热固化,从而形成4μm厚度的隔件图形。
实施例2除了使用由制备例2制得的光聚合引发剂2作为光聚合引发剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例3除了使用由制备例3制得的光聚合引发剂3作为光聚合引发剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例4除了使用由制备例4制得的光聚合引发剂4作为光聚合引发剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例5除了使用由制备例5制得的光聚合引发剂5作为光聚合引发剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例6除了使用如上所述的粘合剂-2作为粘合剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例7
除了使用由制备例6制得的光聚合引发剂6作为光聚合引发剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例8除了使用20重量份的由制备例7制得的光聚合引发剂7、150重量份的粘合剂-2(固含量基础)、150重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、0.1重量份的作为表面活性剂的F177和1000重量份的丙二醇单甲醚乙酸酯之外,重复实施例1以形成隔件图形。
实施例9除了使用由制备例8制得的光聚合引发剂8作为光聚合引发剂之外,重复实施例7以形成隔件图形。
实施例10除了使用10重量份的由制备例1制得的光聚合引发剂1、10重量份的为基于苯乙酮的光聚合引发剂的Irgacure-369(购自Ciba化学公司)、200重量份的粘合剂-2(固含量基础)、100重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、0.1重量份的作为表面活性剂的F177、500重量份的丙二醇单甲醚乙酸酯和500重量份的3-甲氧基丁基乙酸酯之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例1除了使用Irgacure-369作为光聚合引发剂,以及使用如上所述的粘合剂-3作为粘合剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例2
除了使用由制备例1制得的光聚合引发剂1作为光聚合引发剂,以及使用如上所述的粘合剂-3作为粘合剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例3除了使用Irgacure-369作为光聚合引发剂,以及使用如上所述的粘合剂-2作为粘合剂之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例4除了基于100重量份的总组合物,以0.05重量份的量使用由制备例1制得的光聚合引发剂1之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例5除了基于100重量份的总组合物,以11重量份的量使用由制备例1制得的光聚合引发剂1之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例6除了基于100重量份的总固含量,以9重量份的量使用如上所述的粘合剂-1作为粘合剂,以及以相应于[(实施例1中粘合剂和二季戊四醇六丙烯酸酯的共同固含量)-9重量份]的量使用二季戊四醇六丙烯酸酯之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例7除了基于100重量份的总固含量,以91重量份的量使用如上所述的粘合剂-1作为粘合剂,以及以相应于[(实施例1中粘合剂和二季戊四醇六丙烯酸酯的共同固含量)-91重量份]的量使用二季戊四醇六丙烯酸酯之外,重复实施例1以形成隔件图形。
比较例8除了基于100重量份的总固含量,以81重量份的量使用二季戊四醇六丙烯酸酯,以及以相应于[(实施例1中粘合剂和二季戊四醇六丙烯酸酯的共同固含量)-81重量份]的量使用粘合剂-1之外,重复实施例1以形成隔件图形。
评价由上述实施例和比较例制得的隔件组合物或隔件图形的物理性质如下。
(1)感光度在根据本发明进行的感光度测试中,将感光度定义为用10μm×10μm尺寸的掩膜可以形成图形的辐照剂量。在改变辐照剂量的同时测量感光度。随着辐照剂量的减少,感光度会变得更高。对于光源,使用由高压汞灯发出的全程波长的光线,而不用某种波长的滤波器。在365nm下测量曝光(I-line)。
(2)残留特性显影后,观察被显影部分残留的未洗涤的残留物,并测量残留物的量。当不存在任何残留物时,用下面的表1中的术语“好”说明隔件组合物。当观察到残留物时,用下面的表1中的术语“差”说明隔件组合物。
(3)膜均匀性在350×450(mm)尺寸的玻璃基板上形成隔件图形,然后测量膜厚。通过使用最大厚度和最小厚度如下确定膜均匀性非均匀性=(最大厚度-最小厚度)/(2×平均膜厚)×100(%)。随着非均匀性值降低,可以得到具有较高质量的隔件组合物。当非均匀性值小于1%时,用下面的表1中的术语“极好”说明隔件组合物。当非均匀性值为1%~2%时,用术语“好”说明隔件组合物。当非均匀性值大于2%时,用术语“差”说明隔件组合物。
(4)残膜率在坚膜前后测量膜厚。然后,通过使用下列公式确定残膜率[残膜率=(坚膜处理后膜厚)/(坚膜处理前膜厚)×100(%)]。随着残膜率上升,可以得到具有较高质量的隔件组合物。当残膜率大于85%时,用术语“好”说明隔件组合物。否则,用术语“差”说明隔件组合物。
(5)耐热性形成最终的隔件图形后,观察由热冲击引起的厚度变化。将高质量的隔件定义为在高温下预定时间间隔后,厚度表现出不明显变化的隔件。由下列公式计算厚度保持[厚度保持=(热处理后的膜厚)/(热处理前的膜厚)×100(%)]。当膜在240℃下加热1小时后具有90%或更大的厚度保持时,用术语“好”说明膜中所用的隔件组合物。否则,用术语“差”说明隔件组合物。
(6)耐化学性通过将隔件置于不同的化学物质(10%NaOH水溶液,10%HCl水溶液,NMP)中而确定其耐化学性,并测量厚度的变化。与上述耐热性的测试类似,随着厚度变化减少,可以获得具有较高质量的隔件。由以下公式计算厚度变化[厚度变化=(化学处理后的膜厚)/(化学处理前的膜厚)×100(%)]。在室温下,在各化学物质中浸渍1小时后,用术语“好”说明103%或更少厚度变化的隔件。否则,用术语“差”说明隔件。
(7)CD(临界尺寸)控制当通过调节隔件组合物的组分和含量而易于控制最终形成的隔件图形的上和下CD时(即,可以将在某种图形形成条件下获得的CD值控制在+20%~-20%的范围内时),用术语“容易”说明隔件图形。否则,用术语“困难”说明隔件图形。
(8)机械性能将隔件图形的所谓弹性可恢复性定义为当拉紧图形至相应于图形形成后厚度的10%(根据状态变化)时,恢复到图形的原始形状的程度。弹性可挥发性的绝对值明显随图形状态变化。在相同的条件下,根据实施例1~10和比较例1~9形成的隔件图形互相比较之后,用术语“差”说明具有最低弹性可恢复性的隔件图形。用术语“好”和“极好”说明其它隔件图形。
下面的表1示出了如上所述测量的隔件组合物的物理性质。
包括由上述化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂作为光聚合引发剂,但使用线性粘合剂而没有使用光聚合活性树脂粘合剂作为碱溶性树脂粘合剂的比较例2的光敏树脂组合物难于达到与实施例1的组合物一样高的80mJ/cm2的感光度。然而,比较例2的组合物表现出150mJ/cm2的感光度,这高于比较例1的组合物的感光度。另外,比较例2的光敏组合物在增加为图形化隔件最重要的一个特性的CD(临界尺寸)上有限制,并且具有不明显改善的机械性能。
从比较例2所得的结果可以看出,没有使用光聚合活性树脂粘合剂(即使使用了基于三嗪的光聚合引发剂)时,在增加CD上有限制,并且不可能获得足够的膜的耐热性和耐化学性。
同时,包括在现有技术中通常使用的作为光聚合引发剂的Irgacure-369和作为碱溶性树脂粘合剂的光聚合活性树脂粘合剂的比较例3的光敏树脂组合物表现出50mJ/cm2的感光度,这高于比较例1的组合物的感光度。当单独使用Irgacure-369时,由于在相同的辐照剂量下形成非常分散的图形,所以难于控制图形的CD。此外,由于这种分散的图形的性质,所以容易在图形的边缘部分出现拖尾现象,从而在显影时提供产生残留物的可能性。当按照与比较例3相同的方法使用活性粘合剂(即使使用Irgacure-369作为光聚合引发剂)时,可以保证物理性质至一定程度。然而,如从耐热性和耐化学性的较差结果上可以看出,难于提供优异的机械性能。
工业实用性从上述内容可以看出,根据本发明的光敏树脂组合物,其包括与作为碱溶性树脂粘合剂的光聚合活性树脂粘合剂组合的作为光聚合引发剂的基于三嗪的光聚合引发剂,表现出较高的感光度和优异的与显影有关的特性。
另外,当通过使用根据本发明的光敏树脂组合物形成的图形化隔件时,可以制得具有优异的强度、感光度、残留特性、膜均匀性、残膜率等的图形化隔件。
尽管本发明已经结合目前认为是最实用和最优选的实施方式进行了描述,但是应该理解,本发明不限于披露的实施方式和附图。相反,意图将各种修改和变更覆盖在所附权利要求书的实质和范围内。
权利要求
1.一种包括下基板、上基板、和使下基板与上基板以预定距离彼此间隔的图形化隔件的显示面板,其中,所述图形化隔件由包括以下组分的光敏树脂组合物制得(a)由下面的化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;和(c)可聚合化合物[化学式1] 其中,R1选自包括CnH2nCONH2,其中n为1~12的整数;CnH2nCOOCmH2m+1,其中n为1~12的整数,以及m为0~12的整数;(CH2)nCOOCmH2mOClH2l+1,其中n为1~12的整数,m为1~12的整数,以及l为1~12的整数;(CH2)nCOO-环-CmH2m-1,其中n为1~12的整数,m为3~12的整数;CnH2nCOORf,其中n为1~12的整数,以及Rf为其氢原子被氟原子部分或全部取代的烷基;和CnH2nCOOR6,其中n为1~12的整数,以及R6为芳基或具有芳基的C1~C6的烷基的组;以及R2、R3、R4和R5各独立地选自包括氢原子、卤素原子、C1~C6的烷基和C1~C6的烷氧基的组。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述图形化隔件具有1μm~5μm的厚度。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其中,电极以两电极彼此面对的方式设置在各下基板和上基板上,或者两电极均设置在下基板上。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述下基板具有显示区域和不同于该显示区域的非显示区域,并且将所述图形化隔件以垂直状态设置在所述下基板的非显示区域内,以支撑所述上基板。
5.根据权利要求1所述的显示面板,其为液晶显示面板,其中液晶层置于所述上基板和下基板之间。
6.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述上基板和下基板中的任意一个或两者均为透明基板。
7.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述基于三嗪的光聚合引发剂(a)选自包括由下面的化学式表示的化合物的组
8.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述碱溶性活性树脂粘合剂(b)通过以下化合物的聚合反应制得通过含酸性官能团的单体和可与其共聚合的单体的共聚合反应制得的碱溶性线性共聚物;和含环氧基的烯键式不饱和化合物。
9.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述可聚合化合物(c)为具有烯键式不饱和键的官能单体。
10.一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其包括(a)由下面的化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;(c)可聚合化合物;和(d)溶剂[化学式1] 其中,R1选自包括CnH2nCONH2,其中n为1~12的整数;CnH2nCOOCmH2m+1,其中n为1~12的整数,以及m为0~12的整数;(CH2)nCOOCmH2mOClH2l+1,其中n为1~12的整数,m为1~12的整数,以及l为1~12的整数;(CH2)nCOO-环-CmH2m-1,其中n为1~12的整数,m为3~12的整数;CnH2nCOORf,其中n为1~12的整数,以及Rf为其氢原子被氟原子部分或全部取代的烷基;和CnH2nCOOR6,其中n为1~12的整数,以及R6为芳基或具有芳基的C1~C6的烷基的组;以及R2、R3、R4和R5各独立地选自包括氢原子、卤素原子、C1~C6的烷基和C1~C6的烷氧基的组。
11.根据权利要求10所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其包括(a)基于100重量份的总组合物,0.1~10重量份的由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)基于100重量份的光敏树脂组合物的总固含量,10~90重量份的碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;(c)基于100重量份的光敏树脂组合物的总固含量,10~80重量份的可聚合化合物;和(d)基于100重量份的总组合物,60~90重量份的溶剂。
12.根据权利要求10所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其中,所述基于三嗪的光聚合引发剂(a)选自包括由下面的化学式表示的化合物的组
13.根据权利要求10所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其中,所述碱溶性活性树脂粘合剂(b)通过以下化合物的聚合反应制得通过含酸性官能团的单体和可与其共聚合的单体的共聚合反应制得的碱溶性线性共聚物;和含环氧基的烯键式不饱和化合物。
14.根据权利要求10所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其中,所述可聚合化合物(c)为具有烯键式不饱和键的官能单体。
15.根据权利要求10所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其进一步包括敏化剂。
16.根据权利要求15所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其中,所述敏化剂选自包括二苯甲酮、4,4’-双(N,N-二乙氨基)二苯甲酮、4,4’-双(N,N-二甲氨基)二苯甲酮、苯基联苯基甲酮、1-羟基-1-苯甲酰基环己烷、苯甲基、苄基二甲缩酮、2-苄基-2-(二甲氨基)-4’-吗啉基丙基苯基甲酮、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮、噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、乙基蒽醌、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫、苯偶姻丁基醚、2-羟基-2-苯甲酰基丙烷、2-羟基-2-(4’-异丙基)苯甲酰基丙烷、4-丁基苯甲酰基三氯甲烷、4-苯氧基苯甲酰基二氯甲烷、苯甲酰甲酸甲酯、1,7-二(9’-吖啶基)庚烷、9-正丁基-3,6-二(2’-吗啉基-异丁酰)咔唑和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的组。
17.根据权利要求15所述的用于图形化隔件的光敏树脂组合物,其中,基于100重量份的总组合物,所述敏化剂以0.01~10重量份的量存在。
全文摘要
本发明披露了一种包括下基板、上基板、和使下基板与上基板以预定距离彼此间隔的图形化隔件的显示面板,其中该图形化隔件由包括以下组分的光敏树脂组合物制得(a)由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;和(c)可聚合化合物。本发明还披露了一种用于图形化隔件的光敏树脂组合物,该组合物包括(a)由化学式1表示的基于三嗪的光聚合引发剂;(b)碱溶性光聚合活性树脂粘合剂;(c)可聚合化合物;和(d)溶剂。该光敏树脂组合物表现出高感光度和与显影有关的优异特性,并且使图形化隔件具有优异的强度、感光度、残留特性、膜均匀性、残膜率等。(其中R1~R5各具有如本文定义的含义)。
文档编号G03F7/028GK1981238SQ200580022693
公开日2007年6月13日 申请日期2005年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者金星炫, 金镇奭, 金璟晙, 李承姬, 权一亿, 尹正爱 申请人:Lg化学株式会社