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CN106200089B - 液晶显示器 - Google Patents

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CN106200089B
CN106200089B CN201510397274.3A CN201510397274A CN106200089B CN 106200089 B CN106200089 B CN 106200089B CN 201510397274 A CN201510397274 A CN 201510397274A CN 106200089 B CN106200089 B CN 106200089B
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Abstract

本发明提供一种液晶显示器,包含位于下部衬底上的薄膜晶体管;位于所述薄膜晶体管上且经配向成彼此间隔开的多个彩色滤光片;位于所述多个彩色滤光片上的绝缘层;位于所述绝缘层上的挡光层;位于所述挡光层上且具有凸面的透明层;面对所述下部衬底的上部衬底;以及插入所述下部衬底与所述上部衬底之间的液晶层,其中所述挡光层包含有机黑色颜料,且具有所述凸面的所述透明层的形状与所述挡光层的形状不同。本发明可提供具有极佳可靠度的液晶显示器。

Description

液晶显示器
相关申请的交叉引用
本申请主张2014年11月19日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0161934号韩国专利申请的优先权和权益,所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及液晶显示器(liquid crystal display,LCD)。
背景技术
液晶显示器(LCD)是最广泛使用的平板显示器中的一种并且是通过向电极施加电压来调整透射光的量的显示装置,所述电极通过在两个显示面板之间插入液晶层并且使液晶层的液晶分子重新配向而形成。
目前所用的液晶显示器(LCD)中的一种具有在两个显示面板中分别安置场发生电极(field generating electrode)的结构。具体来说,主要结构为多个薄膜晶体管与像素电极在一个显示面板(下文称为“薄膜晶体管阵列面板”)中以矩阵形式配向,而在另一显示面板(下文称为“共用电极面板”)中形成红色、绿色和蓝色滤光片,并且共用电极覆盖其前侧。
然而,因为像素电极和彩色滤光片形成于不同显示面板中并且难以在其间精确配向,所以此液晶显示器(LCD)可能具有配向误差。为了解决此问题,提出了彩色滤光片和像素电极形成于同一显示面板上的结构(阵列上彩色滤光片,color filter on array,COA)。
另一方面,考虑到薄膜晶体管阵列面板与共用电极组配向时的配向界限,形成的挡光层大于预定尺寸。
另外,两个显示面板之间的液晶层空间称为液晶层间隙(cell gap),且液晶层间隙对液晶显示器(LCD)的整体操作特征(例如反应速度、对比率、视角、亮度均匀性等)有影响。当液晶层间隙不均匀时,整个屏幕上不显示均匀图像,导致图像品质缺陷。
因此,愈来愈需要防止孔径比由于挡光层尺寸增加而劣化并且在整个衬底前侧保持均匀液晶层间隙的液晶显示器(LCD)。
发明内容
一个实施例提供一种液晶显示器(LCD),所述液晶显示器通过同时形成挡光层和形状与透明层的形状不同的挡光层而具有极佳可靠度。
一个实施例提供一种液晶显示器(LCD),所述液晶显示器包含位于下部衬底上的薄膜晶体管;位于所述薄膜晶体管上且配向以彼此间隔开的多个彩色滤光片;位于所述多个彩色滤光片上的绝缘层;位于所述绝缘层上的挡光层;位于所述挡光层上且具有凸面(convex)的透明层;面对所述下部衬底的上部衬底;以及插入所述下部衬底与所述上部衬底之间的液晶层,其中所述挡光层包含有机黑色颜料,且具有凸面的所述透明层的形状与所述挡光层的形状不同。
有机黑色颜料可包含由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0000755054570000021
在化学式1中,
R11到R20独立地是氢或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
具有凸面的透明层可覆盖挡光层的前表面的全部或一部分。
透明层可包含主要透明层和辅助透明层。
主要透明层的厚度可比辅助透明层的厚度厚。
主要透明层可支持上部衬底与下部衬底之间的间隙。
液晶显示器(LCD)可还包含在绝缘层与挡光层之间的像素电极。
液晶显示器(LCD)可还包含插入上部衬底与液晶层之间的共用电极。
液晶显示器(LCD)可还包含直接在下部衬底上的共用电极。
挡光层的光密度可比透明层的光密度大约1.0或大超过1.0。
挡光层和透明层可以通过以下步骤来制造:涂布挡光层组成物并且使其干燥,在干燥的挡光层组成物上涂布透明层组成物并且使其干燥,且同时曝光和显影挡光层组成物和透明层组成物。
挡光层组成物可包含粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂、有机黑色颜料和溶剂。
挡光层组成物可包含约1重量%到约30重量%粘合树脂;约1重量%到约20重量%反应性不饱和化合物;约0.05重量%到约5重量%光聚合起始剂;约1重量%到约30重量%有机黑色颜料,以及平衡量的溶剂。
透明层组成物可包含粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂以及溶剂。
透明层组成物可还包含黑色颜料。
透明层组成物可包含约3重量%到约70重量%粘合树脂;约2重量%到约40重量%反应性不饱和化合物;约0.1重量%到约5重量%光聚合起始剂;以及平衡量的溶剂。
本发明的其他实施例包含在以下详细描述中。
同时形成挡光层和具有凸面且形状与透明层的形状不同的挡光层以提供具有极佳可靠度的液晶显示器(LCD)。
附图说明
图1到图4是根据示范性实施例的液晶显示器(LCD)的横截面图。
图5是示出传统液晶显示器(LCD)中的挡光层和透明层结构的示意图。
图6和图7是示出根据示范性实施例的液晶显示器(LCD)中的挡光层和透明层结构的示意图。
具体实施方式
将参考附图在下文中更加全面地描述本发明,在这些附图中示出了本发明的示范性实施例。然而,本发明可以按许多不同形式实施,并且不应被解释为限于本文所阐述的示范性实施例。提供本说明书中揭示的这些示范性实施例是为了使所述内容彻底以及完整,并且向本领域技术人员充分传递本发明的理想。
在附图中,为了清楚起见夸大层和区的厚度。此外,附图中所示出的层以及区域本质上为示意图,且其形状并非欲说明对象的组成的准确形状,请并非欲限制本发明的范围。应理解当层称为在另一层或衬底“上”时,其可直接在另一层或衬底上或其之间还可能存在第三层。在本说明书通篇中相同的附图元件符号表示相同的元件。
如本文所用,当不另外提供特定定义时,术语“烷基”指的是C1到C20烷基,术语“烯基”指的是C2到C20烯基,术语“环烯基”指的是C3到C20环烯基,术语“杂环烯基”指的是C3到C20杂环烯基,“芳基”指的是C6到C20芳基,术语“芳基烷基”指的是C6到C20芳基烷基,术语“亚烷基”指的是C1到C20亚烷基,术语“亚芳基”指的是C6到C20亚芳基,术语“烷基亚芳基”指的是C6到C20烷基亚芳基,术语“亚杂芳基”指的是C3到C20亚杂芳基,且术语“亚烷氧基”指的是C1到C20亚烷氧基。
如本文所用,当未另外提供特定定义时,术语“取代”指的是化合物被选自以下的取代基取代代替至少一个氢:卤素(F、CI、Br或I)、羟基、C1到C20烷氧基、硝基、氰基、氨基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、胺甲酰基(carbamyl group)、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C20芳基、C3到C20环烷基、C3到C20环烯基、C3到C20环炔基、C2到C20杂环烷基、C2到C20杂环烯基、C2到C20杂环炔基、C3到C20杂芳基或其组合。
如本文所用,当未另外提供特定定义时,术语“杂”指的是化学式中包含至少一个选自N、O、S以及P的杂原子的化合物。
如本文所用,当未另外提供特定定义时,术语“组合”指的是混合或共聚。
如本文所用,阳基环类(cardo-based)树脂指的是主链中包含至少一个选自以下化学式2-1到2-11的官能团的树脂。
如本文所用,除非另外提供特定定义,否则当未绘制化学键时,氢原子在将出现键结的位置处键结。
根据一个实施例的液晶显示器(LCD)包含位于下部衬底上的薄膜晶体管;位于所述薄膜晶体管上且配向以彼此间隔开的多个彩色滤光片;位于所述多个彩色滤光片上的绝缘层;位于所述绝缘层上的挡光层;位于所述挡光层上且具有凸面的透明层;面对所述下部衬底的上部衬底;以及插入所述下部衬底与所述上部衬底之间的液晶层,其中所述挡光层包含有机黑色颜料,且所述具有凸面的所述透明层的形状与所述挡光层的形状不同。
挡光层和透明层不需要具有相同厚度,因为它们形状不同。然而,挡光层和透明层具有不同横截面,因为它们形状不同。
参考下图5,在习知液晶显示器(LCD)中的挡光层上安置形状与挡光层的形状相同的透明层。然而,参考下图6和图7,在根据一个实施例的液晶显示器(LCD)中的挡光层上安置超过一个形状与挡光层的形状不同的透明层。
当液晶显示器(LCD)中的挡光层和透明层具有下图6中提供的形状时,可以通过降低临界尺寸(critical dimension,CD)有利地形成精细图案,且此处,当液晶显示器(LCD)中的挡光层和透明层具有下图7中提供的形状时,可改良可靠度。
图1到图4是根据示范性实施例的液晶显示器(LCD)的横截面图。
参考图1到图4,薄膜晶体管位于下部衬底200上。薄膜晶体管可由三个终端(控制终端、输入终端以及输出终端)组成作为开关。薄膜晶体管可包含栅极电极111、栅极绝缘层112、半导体113、源极电极114、漏极电极115以及保护层116。
具体来说,在下部衬底200上形成栅极线和包含储存电极线的栅极电极111。
栅极线可以超过一条,且包含栅极线的栅极电极可以超过一个。多条栅极线在水平方向中延伸出来并且传送栅极信号。多个栅极电极可彼此连接并且形成一个突出部分。
储存电极线可以超过一条,且主要在水平方向中延伸出来并且传送预定电压,例如通用电压(common voltage,Vcom)等。
在栅极电极111上形成栅极绝缘层112。栅极绝缘层112可包含氮化硅、二氧化硅或其组合。
在栅极绝缘层112上形成半导体113,所述半导体113可由非晶硅或结晶硅等形成。半导体113主要在垂直方向中延伸并且可以朝多个栅极电极延伸出来。
在半导体113上形成超过一对欧姆接触元件(未示出)。欧姆接触元件可由例如硅化物或掺杂有高浓度n型杂质的n+氢化非晶硅形成。
在欧姆接触上,形成包含数据线和漏极电极115的数据导体。
数据线传送数据信号并且主要在垂直方向中延伸,且因此与栅极线交叉。各数据线朝向栅极电极111延伸且包含彼此连接的源极电极114。
在薄膜晶体管上,安置多个彩色滤光片110a、彩色滤光片110b以及彩色滤光片110c。多个彩色滤光片110a、彩色滤光片110b以及彩色滤光片110c包含彼此间隔开的红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片。多个彩色滤光片110a、彩色滤光片110b以及彩色滤光片110c分别在水平方向中彼此间隔开,但沿垂直方向可形成条状。
在多个彩色滤光片110a、彩色滤光片110b以及彩色滤光片110c上安置绝缘层120。绝缘层120可位于相邻彩色滤光片之间的空间中。绝缘层120可作为有机层或无机层而形成,但无机层可能较优选。当绝缘层120作为有机层而形成时,难以通过使用挡光层和透明层形成一个梯级。另外,绝缘层120可能不被图案化,且因此通过光刻工艺部分图案化,不同于涂饰层(overcoating layer),涂饰层在涂布于前侧之后立即烘烤。
在绝缘层120上安置挡光层140,且在挡光层140上安置透明层150。
液晶显示器(LCD)在绝缘层120与挡光层140之间可还包含辅助挡光层(未示出)。此处,辅助挡光层可位于相邻彩色滤光片之间的空间中。
挡光层140包含有机黑色颜料以具有高光密度,且有机黑色颜料可包含内酰胺类有机黑,例如由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0000755054570000051
在化学式1中,
R11到R20独立地是氢或经取代或未经取代的C1到C10烷基。举例来说,R11到R20可以是氢。
具有凸面的透明层可覆盖挡光层的前表面的全部或一部分。
挡光层的前侧可指与透明层接触的挡光层的侧面。举例来说,参考下图6,在根据一个示范性实施例的液晶显示器(LCD)中的具有凸面的透明层覆盖挡光层的前侧的一部分,且参考下图7,在根据所述示范性实施例的液晶显示器(LCD)中的具有凸面的透明层覆盖挡光层的整个前侧。
透明层可通过如下文所述的光半色调(photo halftone)工艺安置于挡光层的前侧上。
透明层可包含主要透明层152和辅助透明层153,且此处,主要透明层和辅助透明层独立地存在,例如主要透明层的侧面等不与辅助透明层的侧面等接触。
挡光层和透明层如下文所述同时形成,且此处,主要透明层可具有支持上部衬底与下部衬底之间的空间的隔片的作用,且辅助透明层可具有帮助主要透明层且支持上部衬底与下部衬底之间的空间的辅助隔片的作用。因此,具有隔片作用的主要透明层可以比具有辅助隔片作用的辅助透明层厚。以此方式,当透明层作为主要透明层和辅助透明层分别形成时,即使当缓冲作用劣化时主要透明层仍支持辅助透明层,且因此可确保结构稳定性。
另一方面,可在绝缘层120上形成包含辅助像素电极的像素电极130。此辅助像素电极可以多条栅极线的间隔彼此分隔开且分别安置于各栅极线的顶部和底部,且因此在列方向中彼此相邻。辅助像素电极可具有整体四边形形状。
在上部衬底300上,例如在上部衬底300与液晶层160之间,可形成共用电极170,且在共用电极170与液晶层160之间,可形成配向层(未示出)。共用电极170可传送通用电压。
共用电极170可直接形成于下部衬底200而非上部衬底300上,且可使用图案化电极代替共用电极170。
液晶层160具有负介电各向异性,且当不存在电场时,液晶层160的液晶分子以其长轴与两个衬底(上部衬底和下部衬底)的表面垂直来配向。液晶层160包含配向助剂,所述配向助剂包含反应性液晶原基(mesogen),且液晶分子可具有预倾角且其长轴与像素电极130的长度方向大致平行。配向助剂可包含于配向层而非液晶层中。
另一方面,参考图1到图4所述的薄膜晶体管的结构仅为实例并且可经修改成包含薄膜晶体管结构的多种结构。
挡光层和透明层可以通过以下步骤来形成:涂布和干燥挡光层组成物,在干燥的挡光层组成物上干燥和涂布透明层组成物,且同时曝光和显影干燥的挡光层组成物和透明层组成物。
可以通过使用半色调遮罩进行曝光。半色调遮罩可包含在曝光期间透射约100%光的区域、在曝光期间透射约25%到约35%光的区域、在曝光期间透射约15%到约25%光的区域,以及在曝光期间透射约0%光的区域,但所述半色调遮罩的结构不限于这些。
因为是在涂布透明层组成物之后同时曝光和显影透明层组合物和挡光层组合物,以实现挡光层组成物上的隔片和梯级,並在不曝光和显影挡光层组成物的情况下获得光密度,所以每1微米挡光层的光密度和每1微米透明层的光密度的差值大于或等于约1.0。举例来说,每1微米挡光层的光密度与每1微米透明层的光密度之间的差值可大于或等于约1.0,例如约1.5。
具体来说,挡光层和挡光层上的透明层可以如下制造。
(1)涂覆和膜形成
使用旋涂法或狭缝涂布法、滚涂法、丝网印刷法、施料器方法等,在例如玻璃衬底或IZO衬底等进行预定预处理的衬底上涂布挡光层组成物到具有所要厚度,接着在约70℃到约100℃范围内的温度下加热涂布衬底约1分钟到约10分钟以去除溶剂。接着,使用相同方法涂布透明层组成物并对其进行加热(干燥)以获得膜。
(2)曝光
在放置包含用于提供挡光层图案的半色调部分和用于提供透明层图案的全色调部分的遮罩之后,用约200纳米到约500纳米的活性射线辐射所得膜形成所要图案。通过使用例如具有低压、高压或超高压的汞灯、金属卤化物灯、氩气激光器等光源进行辐射。还可以视情形而定使用X射线、电子束等。
当使用高压汞灯时,曝光工艺使用例如约500毫焦/平方厘米或小于500毫焦/平方厘米的光剂量(使用365纳米传感器)。然而,光剂量可视黑色感光性树脂组成物的各组分的种类、其组合比以及干膜厚度而变化。
(3)显影
曝光工艺后,使用碱性水溶液通过溶解和去除除曝光部分之外的不必要部分来使曝光膜显影,从而形成图像图案。
(4)后处理
显影的图像图案可以再次加热,从而实现耐热性、耐光性、近距离接触特性、耐破裂性、耐化学性、高强度、储存稳定性等优良品质。
下文中,描述挡光层组成物和透明层组成物。
挡光层组成物包含粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂、有机黑色颜料和溶剂。
挡光层组成物可还包含蒽醌类颜料、苝类颜料、酞菁类(phthalocyanine-based)颜料、偶氮类颜料等的颜色校准剂。
有机黑色颜料可与用于分散的分散剂一起使用。具体来说,颜料可以用分散剂表面预处理,或可在挡光层组成物制备期间一起添加颜料和分散剂。
分散剂可以是非离子分散剂、阴离子分散剂、阳离子分散剂等。分散剂的具体实例可以是聚亚烷基二醇(polyalkylene glycol)或其酯、聚氧烯烃(polyoxyalkylene)、多元醇酯环氧烷加成产物(polyhydric alcohol ester alkylene oxide addition product)、醇环氧烷加成产物(alcohol alkylene oxide addition product)、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺环氧烷加成产物(alkyl amide alkylene oxide additionproduct)、烷基胺等,并且它们可以单独或以两种或超过两种的混合物形式使用。
分散剂的可商购实例可包含德国毕克有限公司(BYK Co.,Ltd.)制造的DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-182、DISPERBYK-2000或DISPERBYK-2001;埃夫卡化学品公司(EFKAChemicals Co.)制造的EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA-48、EFKA-49、EFKA-100、EFKA-400或EFKA-450;泽内卡公司(Zeneka Co.)制造的Solsperse 5000、Solsperse12000、Solsperse 13240、Solsperse 13940、Solsperse 17000、Solsperse 20000、Solsperse 24000GR、Solsperse 27000或Solsperse 28000;或味之素注射会社(AjinomotoInc)制造的PB711或PB821。
可以包含以挡光层组成物的总量计约0.1重量%到约15重量%的量的分散剂。当包含所述范围内的分散剂时,挡光层组成物具有改良的分散特性。
有机黑色颜料可以使用水溶性无机盐和湿润剂预处理。当有机黑色颜料预处理时,有机黑色颜料的平均粒径变得更精细。
可以通过揉合颜料与水溶性无机盐以及湿润剂,接着过滤和洗涤揉合的颜料来进行预处理。
揉合可以在约40℃到约100℃的温度下进行,且可以通过在用水等洗去无机盐之后过滤颜料来进行过滤和洗涤。
水溶性无机盐的实例可以是氯化钠、氯化钾等,但不限于这些。湿润剂可使颜料与水溶性无机盐均匀混合以及粉碎。湿润剂的实例包含烷二醇单烷基醚(alkylene glycolmonoalkyl ether),例如乙二醇单乙基醚(ethylene glycolmonoethylether)、丙二醇单甲基醚(propylene glycol monomethylether)、二乙二醇单甲基醚(diethylene glycolmonomethylether)等,以及醇,例如乙醇、异丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙三醇聚乙二醇(glycerine polyethylene glycol)等。这些可单独使用或以两种或超过两种的混合物形式使用。
可以包含以挡光层组成物的总量计约1重量%到约30重量%,例如约2重量%到约20重量%的量的有机黑色颜料。当包含所述范围内的颜料时,分辨率和图案线性得到改良。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量%的量的有机黑色颜料。此外,依据本发明的一些实施例,有机黑色颜料的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
粘合树脂可包含阳基环类粘合树脂、丙烯酰类粘合树脂或其组合。
粘合树脂可以是阳基环类粘合树脂。当粘合树脂为阳基环类粘合树脂时,包含所述阳基环类粘合树脂的挡光层组成物在光固化期间具有优良的显影性和灵敏度,并且因此具有优良的精细图案形成能力。具体来说,当使用阳基环类粘合树脂时,可以保证液晶显示器(LCD)的可靠性。
阳基环类粘合树脂可包含用以下化学式2表示的重复单元。
[化学式2]
Figure BDA0000755054570000081
在化学式2中,
R1和R2独立地是氢原子或经取代或未经取代的(甲基)丙烯酰氧基烷基((meth)acryloyloxy alkyl group),
R3和R4各自独立地是氢原子、卤素原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基,以及
Z1是单键、O、CO、SO2、CR7R8、SiR9R10(其中R7到R10独立地是氢原子或经取代或未经取代的C1到C20烷基)或由以下化学式2-1到2-11中的一个表示的连接基团中的一个。
[化学式2-1]
Figure BDA0000755054570000082
[化学式2-2]
Figure BDA0000755054570000083
[化学式2-3]
Figure BDA0000755054570000084
[化学式2-4]
Figure BDA0000755054570000085
[化学式2-5]
Figure BDA0000755054570000091
在化学式2-5中,
Ra为氢原子、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH=CH2或苯基。
[化学式2-6]
Figure BDA0000755054570000092
[化学式2-7]
Figure BDA0000755054570000093
[化学式2-8]
Figure BDA0000755054570000094
[化学式2-9]
Figure BDA0000755054570000095
[化学式2-10]
Figure BDA0000755054570000096
[化学式2-11]
Figure BDA0000755054570000101
Z2为酸二酐残基(acid dianhydride residual group),
m1和m2各自独立地是0到4范围内的整数,以及
n为1到30范围内的整数。
阳基环类粘合树脂可在两个末端的至少一个末端处包含由以下化学式3表示的官能团。
[化学式3]
Figure BDA0000755054570000102
在化学式3中,
Z3由以下化学式3-1到3-7表示。
[化学式3-1]
Figure BDA0000755054570000103
在化学式3-1中,Rb和Rc各自独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20烷基、酯基或醚基。
[化学式3-2]
Figure BDA0000755054570000104
[化学式3-3]
Figure BDA0000755054570000105
[化学式3-4]
Figure BDA0000755054570000111
[化学式3-5]
Figure BDA0000755054570000112
在化学式3-5中,Rd为O、S、NH、经取代或未经取代的C1到C20亚烷基、C1到C20烷基氨基或C2到C20烯基氨基。
[化学式3-6]
Figure BDA0000755054570000113
[化学式3-7]
Figure BDA0000755054570000114
阳基环类粘合树脂可例如通过混合以下中的至少两个来制备:含氟化合物,例如9,9-双(4-环氧乙烷基甲氧基苯基)氟(9,9-bis(4-oxiranylmethoxyphenyl)fluorine)等;酐化合物,例如苯四羧酸二酐(benzene tetracarboxylic acid dianhydride)、萘四羧酸二酐(naphthalene tetracarboxylic acid dianhydride)、联苯四羧酸二酐(biphenyltetracarboxylic acid dianhydride)、二苯甲酮四羧酸二酐(benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride)、苯均四酸二酐、环丁烷四羧酸二酐(cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride)、苝四羧酸二酐(perylene tetracarboxylic aciddianhydride)、四氢呋喃四羧酸二酐(tetrahydrofuran tetracarboxylic aciddianhydride)、四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)等;二醇化合物,例如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等;醇化合物,例如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、环己醇、苯甲醇等;溶剂化合物,例如丙二醇甲基乙基乙酸酯(propylene glycol methylethylacetate)、N-甲基吡咯啶酮(N-methylpyrrolidone)等;磷化合物,例如三苯膦等;以及胺或铵盐化合物,例如氯化四甲铵、溴化四乙铵、苯甲基二乙胺、三乙胺、三丁胺、氯化苯甲基三乙铵(benzyltriethylammonium chloride)等。
阳基环类粘合树脂的重量平均分子量为约500到约50,000克/摩尔,例如约1,000到约30,000克/摩尔。当阳基环类粘合树脂的重量平均分子量在所述范围内时,可很好的形成图案而不在显影期间损失膜厚度。
丙烯酰类粘合树脂是第一烯系(ethylenic)不饱和单体和与其可共聚的第二烯系不饱和单体的共聚物,并且是包括至少一个丙烯酰类重复单元的树脂。
所述第一烯系不饱和单体是包含至少一个羧基的烯系不饱和单体。单体的实例包含丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、衣康酸(itaconic acid)、反丁烯二酸或其组合。
可以包含以丙烯酰类树脂的总量计约5重量%到约50重量%,例如约10重量%到约40重量%的量的第一烯系不饱和单体。
第二烯系不饱和单体可以是芳香族乙烯基化合物,例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲基甲醚等;不饱和羧酸酯化合物,例如(甲基)丙烯酸甲酯(methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等;不饱和羧酸氨基烷基酯(carboxylic acid amino alkyl ester)化合物,例如(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯等;羧酸乙烯酯化合物,例如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不饱和羧酸缩水甘油酯(carboxylic acid glycidyl ester)化合物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等;乙烯基氰化合物,例如(甲基)丙烯腈等;不饱和酰胺化合物,例如(甲基)丙烯酰胺等;等。这些可单独使用或以两种或超过两种的混合物形式使用。
丙烯酰类树脂的具体实例可以是甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物等,但不限于这些。这些可单独使用或以两种或超过两种的混合物形式使用。
丙烯酰类树脂的重量平均分子量为约3,000克/摩尔到约150,000克/摩尔,例如约5,000克/摩尔到约50,000克/摩尔或约7,000克/摩尔到约30,000克/摩尔。当丙烯酰类树脂的重量平均分子量在所述范围内时,挡光层组成物可具有优良的物理和化学特性。
丙烯酰类树脂的酸值可以是约15毫克KOH/克到约150毫克KOH/克,例如约80毫克KOH/克到约130毫克KOH/克。当丙烯酰类树脂的酸值在所述范围内时,像素图案可以具有优良的分辨率。
当阳基环类粘合树脂与丙烯酰类粘合树脂混合时,第一组成物中的阳基环类粘合树脂与丙烯酰类粘合树脂的(重量)比可以是约99∶1到约50∶50。
在一些实施例中,阳基环类粘合树脂与丙烯酰类粘合树脂的混合物可包含约50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99重量%的量的阳基环类粘合树脂。此外,依据本发明的一些实施例,阳基环类粘合树脂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
在一些实施例中,阳基环类粘合树脂与丙烯酰类粘合树脂的混合物可包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50重量%的量的丙烯酰类粘合树脂。此外,依据本发明的一些实施例,丙烯酰类粘合树脂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
当包含的丙烯酰类粘合树脂的量超过阳基环类粘合树脂的量时,耐化学性和可靠性可能劣化。
可以包含以挡光层组成物的总量计约1重量%到约30重量%,例如约2重量%到约20重量%的量的粘合树脂。具体来说,可以包含以挡光层组成物的总量计约1重量%到约20重量%的量的阳基环类粘合树脂,并且可以包含以挡光层组成物的总量计约1重量%到约20重量%的量的丙烯酰类粘合树脂。当包含所述范围内的粘合树脂时,可实现优良分辨率。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量%的量的粘合树脂。此外,依据本发明的一些实施例,粘合树脂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
反应性不饱和化合物可以是单体或寡聚物且可以是包含至少一个烯系不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能酯或多官能酯。
反应性不饱和化合物具有烯系不饱和双键,并且因此,在图案形成过程中曝光期间可以引起充分聚合并且形成具有优良耐热性、耐光性以及耐化学性的图案。
反应性不饱和化合物可以是例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(ethylene glycol di(meth)acrylate)、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri(meth)acrylate)、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯(tris(meth)acryloyloxyethyl phosphate)、酚醛清漆环氧(甲基)丙烯酸酯或其组合。
反应性不饱和化合物的可商购实例如下。单官能(甲基)丙烯酸酯可以包含Aronix
Figure BDA0000755054570000131
Figure BDA0000755054570000132
(东亚合成化学工业有限公司(Toagosei Chemistry IndustryCo.,Ltd.));KAYARAD
Figure BDA0000755054570000133
(日本化药有限公司(Nippon Kayaku Co.,Ltd.));
Figure BDA0000755054570000134
Figure BDA0000755054570000135
(大阪有机化学工业有限公司(Osaka Organic Chemical Ind.,Ltd.))等。双官能(甲基)丙烯酸酯的实例可包含Aronix
Figure BDA0000755054570000136
(东亚合成化学工业有限公司)、KAYARAD
Figure BDA0000755054570000137
(日本化药有限公司)、
Figure BDA0000755054570000138
V-335
Figure BDA0000755054570000139
(大阪有机化学工业有限公司)等。三官能(甲基)丙烯酸酯的实例可包含Aronix
Figure BDA00007550545700001310
Figure BDA00007550545700001311
(东亚合成化学工业有限公司)、KAYARAD
Figure BDA00007550545700001312
(日本化药有限公司)、
Figure BDA00007550545700001313
(大阪有机化学工业有限公司)等。这些可单独使用或以两种或超过两种的混合物形式使用。
反应性不饱和化合物可以用酸酐处理来改良显影性。
可以包含以挡光层组成物的总量计约1重量%到约20重量%,例如约1重量%到约10重量%的量的反应性不饱和化合物。当包含所述范围内的反应性不饱和化合物时,反应性不饱和化合物在图案形成的曝光期间充分固化来改良可靠性。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20重量%的量的反应性不饱和化合物。此外,依据本发明的一些实施例,反应性不饱和化合物的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
光聚合起始剂可以是感光性树脂组成物中通常所用的光聚合起始剂,例如苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、噻吨酮类(thioxanthone-based)化合物、安息香类化合物、肟类化合物等。
苯乙酮类化合物的实例可以是2,2′-二乙氧基苯乙酮(2,2′-diethoxyacetophenone)、2,2′-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮(2-hydroxy-2-methylpropinophenone)、对叔丁基三氯苯乙酮(p-t-butyltrichloro acetophenone)、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2′-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉基丙-1-酮(2-methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholinopropan-1-one)、2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。
二苯甲酮类化合物的实例可以是二苯甲酮、苯甲酸苯甲酰酯(benzoylbenzoate)、苯甲酸甲酯苯甲酰酯(methyl benzoyl benzoate)、4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone)、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4′-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4′-双(二乙氨基)二苯甲酮、4,4′-二甲氨基二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、3,3′-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
噻吨酮类化合物的实例可以是噻吨酮、2-甲基噻吨酮(2-methylthioxanthone)、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
安息香类化合物的实例可以是安息香、安息香甲醚(benzoin methyl ether)、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、苯甲基二甲基缩酮(benzyldimethylketal)等。
三嗪类化合物的实例可以是2,4,6-三氯-s-三嗪(2,4,6-trichloro-s-triazine)、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3′,4′-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4′-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘酚1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘酚1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-向日葵基-s-三嗪、2-4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。
肟类化合物的实例可以是O-酰基肟类(O-acyloxime-based)化合物、2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮(2-(O-benzoyloxime)-1-[4-(phenylthio)phenyl]-1,2-octandione)、1-(O-乙酰肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮(1-(O-acetyloxime)-1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone)、O-乙氧羰基-α-氧氨基-1-苯基丙-1-酮(O-ethoxycarbonyl-α-oxyamino-1-phenylpropan-1-one)等。O-酰基肟类化合物的具体实例可以是1,2-辛二酮(1,2-octandione)、2-二甲氨基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮(2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-l-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one)、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1,2-二酮2-肟-O-苯甲酸酯(1-(4-phenylsulfanyl phenyl)-butane-1,2-dione2-oxime-O-benzoate)、1-(4-苯硫基苯基)-辛烷-1,2-二酮2-肟-O-苯甲酸酯(1-(4-phenylsulfanyl phenyl)-octane-1,2-dione 2-oxime-O-benzoate)、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯(1-(4-phenylsulfanyl phenyl)-octan-1-one oxime-O-acetate)、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯(1-(4-phenylsulfanyl phenyl)-butan-1-one oxime-O-acetate)或其组合。
光聚合起始剂除所述化合物之外可以还包含咔唑类化合物、二酮类化合物、硼酸锍类(sulfonium borate-based)化合物、重氮类化合物、咪唑类化合物、联咪唑类(biimidazole-based)化合物等。
所述光聚合起始剂可以与能够通过吸收光引起化学反应和变得激发并且接着传递其能量的光敏剂一起使用。
所述光敏剂的实例可以是四乙二醇双-3-巯基丙酸酯(tetraethylene glycolbis-3-mercapto propionate)、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯(pentaerythritol tetrakis-3-mercapto propionate)、二季戊四醇四-3-巯基丙酸酯等(dipentaerythritoltetrakis-3-mercapto propionate)。
可以包含以挡光层组成物的总量计约0.05重量%到约5重量%,例如约0.1重量%到约5重量%的量的光聚合起始剂。当包含所述范围内的光聚合起始剂时,由于在图案形成过程中的曝光期间充分固化,因此可以保证优良可靠性。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4或5重量%的量的光聚合起始剂。此外,依据本发明的一些实施例,光聚合起始剂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
溶剂为与颜料、粘合树脂、反应性不饱和化合物以及光聚合起始剂相容但不与其反应的材料。
溶剂的实例可包含醇,例如甲醇、乙醇等;醚,例如二氯乙醚、正丁醚、二异戊醚、甲基苯醚、四氢呋喃等;二醇醚,例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等;乙二醇乙酸乙醚,例如甲基乙二醇乙酸乙醚、乙基乙二醇乙酸乙醚、二乙基乙二醇乙酸乙醚等;卡必醇,例如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等;芳香族烃,例如甲苯、二甲苯等;酮,例如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙酮、甲基-正丁酮、甲基-正戊酮、2-庚酮等;饱和脂族单羧酸烷基酯,例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等;乳酸酯,例如乳酸甲酯、乳酸乙酯等;氧基乙酸烷基酯,例如氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯等;烷氧基乙酸烷基酯,例如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等;3-氧基丙酸烷基酯,例如3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等;3-烷氧基丙酸烷基酯,例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等;2-氧基丙酸烷基酯,例如2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等;2-烷氧基丙酸烷基酯,例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等;2-氧基-2-甲基丙酸酯,例如2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯等;2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯的单氧基单羧酸烷基酯,例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等;酯,例如丙酸2-羟乙酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙酯、乙酸羟乙酯、丁酸2-羟基-3-甲基甲酯等;或酮酸酯,例如丙酮酸乙酯等。另外,也可以使用高沸点溶剂,例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苯甲基乙醚、二己醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基乙二醇乙酸乙醚等。
考虑到互溶性和反应性,优选使用二醇醚,例如乙二醇单乙醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯,例如乙基乙二醇乙酸乙醚等;酯,例如丙酸2-羟基乙酯等;卡必醇,例如二乙二醇单甲醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
以平衡量使用溶剂,例如以挡光层组成物总量计约40重量%到约90重量%。当包含所述范围内的溶剂时,挡光层具有适当粘度导致可加工性改良。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90重量%的量的溶剂。此外,依据本发明的一些实施例,溶剂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
挡光层组成物可还包含添加剂如丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、硅烷类偶合剂、调平剂、氟类界面活性剂、自由基聚合起始剂或其组合。
硅烷类偶合剂可具有反应性取代基如乙烯基、羧基、甲基丙烯酰氧基、异氰酸酯基、环氧基等,以改良与衬底的紧密接触特性。
硅烷类偶合剂的实例可包含三甲氧基硅烷基苯甲酸(trimethoxysilyl benzoicacid)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙酰氧基硅烷(vinyl triacetoxysilane)、乙烯基三甲氧基硅烷(vinyl trimethoxysilane)、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(γ-isocyanate propyltriethoxysilane)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane)等。这些可以单独或以两种或超过两种的混合物形式使用。
可以包含以100重量份挡光层组成物计约0.01重量份到10重量份的量的硅烷类偶合剂。
另外,挡光层组成物可还包含界面活性剂(例如氟类界面活性剂)以改良涂布特性并且在必要时防止缺陷。
氟类界面活性剂的实例可以是商用氟类界面活性剂,例如
Figure BDA0000755054570000161
Figure BDA0000755054570000162
(BM化学公司(BM Chemie Inc.));MEGAFACE F
Figure BDA0000755054570000163
F
Figure BDA0000755054570000164
F
Figure BDA0000755054570000165
以及F
Figure BDA0000755054570000166
大日本油墨化学工业株式会社(Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co.,Ltd.));FULORAD
Figure BDA0000755054570000167
FULORAD
Figure BDA0000755054570000168
FULORAD
Figure BDA0000755054570000169
以及FULORAD
Figure BDA00007550545700001610
(住友3M株式会社(Sumitomo 3M Co.,Ltd.));SURFLON
Figure BDA00007550545700001611
SURFLON
Figure BDA00007550545700001612
SURFLON
Figure BDA00007550545700001613
SURFLON
Figure BDA00007550545700001614
以及SURFLON
Figure BDA00007550545700001615
(朝日玻璃株式会社(Asahi Glass Co.,Ltd.));以及
Figure BDA00007550545700001616
以及
Figure BDA00007550545700001617
等(东丽硅酮株式会社(Toray Silicone Co.,Ltd.))。
界面活性剂可以100重量份挡光层组成物计约0.001重量份到5重量份的量使用。
此外,可包含预定量的其他添加剂,例如抗氧化剂、稳定剂等,除非这些可能使挡光层组成物的特性劣化。
透明层组成物可包含粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂以及溶剂。
透明层组成物实现隔片和梯级但并非必需高光密度,且因此不包含有机黑色颜料。换句话说,透明层组成物可包含粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂以及溶剂,或必要时还包含有机黑色颜料。另外,透明层组成物可还包含针对挡光层组成物描述的添加剂。
透明层组成物中包含的由粘合树脂、反应性不饱和化合物、光聚合起始剂、有机黑色颜料以及溶剂组成的各组分与挡光层组成物中所描述的相同。
透明层组成物中包含的粘合树脂可以透明层组成物的总量计约3重量%到约70重量%,例如约3重量%到约60重量%的量包含在内。当包含所述范围内的粘合树脂时,可以获得优良分辨率。
在一些实施例中,透明层组成物可包含约3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70重量%的量的粘合树脂。此外,依据本发明的一些实施例,粘合树脂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
透明层组成物中包含的反应性不饱和化合物可以透明层组成物的总量计约2重量%到约40重量%,例如约3重量%到约30重量%的量包含在内。当包含所述范围内的反应性不饱和化合物时,透明层组成物在图案形成过程的曝光期间充分固化,保证优良可靠性。
在一些实施例中,透明层组成物可包含约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40重量%的量的反应性不饱和化合物。此外,依据本发明的一些实施例,反应性不饱和化合物的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
可以包含以透明层组成物的总量计约0.1重量%到约5重量%,例如约0.2重量%到约5重量%的量的光聚合起始剂。当包含所述范围内的光聚合起始剂时,透明层组成物在图案形成过程的曝光期间充分固化,获得优良可靠性。
在一些实施例中,透明层组成物可包含约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4或5重量%的量的光聚合起始剂。此外,依据本发明的一些实施例,光聚合起始剂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
以平衡量包含溶剂,例如以透明层组成物的总量计约40重量%到约90重量%的量。当包含所述范围内的溶剂时,透明层组成物具有适当粘度,提供优良可加工性。
在一些实施例中,挡光层组成物可包含约40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90重量%的量的溶剂。此外,依据本发明的一些实施例,溶剂的量的范围可以是从前述量的约任一值至前述量的约任一值。
透明层组成物的溶剂的溶解度可低于挡光层组成物的溶剂的溶解度。举例来说,挡光层组成物的溶剂可包含PGMEA、PGME、EDM、3-MBA、EEP等,且透明层组成物的溶剂可包含PGMEA、3-MBA、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯、乙酸正己酯等,但本发明不限于这些。
在下文中,参考实例更详细地说明本发明。然而,这些实例在任何意义上都不解释为限制本发明的范围。
(制备挡光层和透明层)
制备实例1到3
根据制备实例1到制备实例3的各挡光层组成物和透明层组成物通过使用下表1到表3中提供的以下组成中的以下组分制备。
具体来说,将光聚合起始剂溶解于溶剂中,在室温下充分搅拌溶液大于或等于30分钟,向其中依序添加粘合树脂和反应性不饱和化合物,并且在室温下搅拌混合物约1小时。随后,向搅拌的溶液中添加其他添加剂,搅拌混合物约10分钟,接着向其中添加颜料,并且在室温下搅拌获得的混合物大于或等于2小时。接着,过滤产物三次去除其中的杂质,获得挡光层组成物和透明层组成物。
制备实例1:制备挡光层组成物
(表1)
(单位:克)
Figure BDA0000755054570000181
制备实例2:制备透明层组成物
(表2)
(单位:克)
Figure BDA0000755054570000191
制备实例3:制备透明层组成物
(表3)
(单位:克)
Figure BDA0000755054570000192
(制造挡光层和透明层)
制备实例4
(1)使用旋涂法或狭缝涂布法、滚涂法、丝网印刷法、使用施料器等在预处理IZO衬底上涂布制备实例1的挡光层组成物到1.5微米厚,且通过在70℃到100℃下加热热板1分钟到10分钟以去除其中的溶剂来干燥。
(2)使用与项目(1)中相同的方法在干燥的挡光层组成物膜上涂布制备实例2的透明层组成物,并且干燥获得双层膜。
(3)在双层膜上放置包含用于形成挡光层图案的半色调部分(透射15%到70%光)和用于形成透明层图案的全色调区域部分(透射100%光)的遮罩,使用曝光器(牛尾(UshioInc.)电机株式会社,HB-50110AA)辐射200纳米到500纳米的光化射线使前侧曝光。对于辐射中的光源,可以使用低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、氩气激光器等,并且必要时也可以使用X射线、电子束等。曝光剂量可视组成物中的组分种类、混合量以及干燥期间的膜厚度而变化,但在使用高压汞灯时可低于或等于500毫焦/平方厘米(通过使用365纳米传感器)。
(4)通过使用显影剂(SVS公司,SSP-200)用0.2重量%氢氧化钾(KOH)水溶液显影曝光层,溶解和去除不必要的区域并且留下曝光区域,并且因此形成图案。
(5)通过显影获得的图像图案在烘箱中在230℃下加热30分钟,制造包含挡光层和形成于挡光层上的透明层的样本。
制备实例5
根据与制备实例4相同的方法制造样本,但使用制备实例3的透明层组成物代替制备实例2的透明层组成物。
比较制备实例1
根据与制备实例4中相同的方法制造样本,但制备实例1的挡光层组成物涂布到3.0微米厚,且不使用制备实例2的透明层组成物。
评估1:评估光密度(光学深度:OD)
制备实例1中制备的挡光层组成物以及制各实例2和制备实例3中制备的透明层组成物分别使用旋涂器(三笠株式会社(Mikasa Co.,Ltd.),Opticoat MS-A150)在各10厘米×10厘米IZO衬底上涂布到1.5微米厚,在80℃下在热板上软烘烤(或预先烘烤)150秒,并且通过使用曝光器(牛尾电机株式会社,HB-50110AA)和光遮罩用50毫焦曝光。随后,获得的有机涂层(SVS公司,SSP-200)分别在0.2重量%氢氧化钾(KOH)水溶液中显影150秒,并且在烘箱中在230℃下硬烘烤(或后烘烤)30分钟,获得各图案化样本。测量样本的光密度,并且显示于下表4中。
(表4)
制备实例1 制备实例2 制备实例3
光密度(OD) 2.2 0 0.3
评估2:耐溶剂性
根据制备实例4、制备实例5和比较制备实例1的样本切成1厘米×1厘米的尺寸,放置在含有5毫升NMP的玻璃瓶中,在100℃烘箱中静置15分钟,并且检验是否发生脱色,并且结果显示于下表5中。
脱色测量法
X:用肉眼检查时无脱色
O:用肉眼检查时高度脱色
(表5)
制备实例4 制备实例5 比较制备实例1
脱色 X X O
参考表5,制备实例4和制备实例5与比较制备实例1相比显示优良耐溶剂性,并且无脱色。
虽然已经结合目前视为切实可行的示范性实施例来描述本发明,但应理解本发明不限于所揭示的实施例,而是相反,本发明旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。因此,上述实施例应理解为示范性的但不以任何方式限制本发明。

Claims (10)

1.一种液晶显示器,包括:
薄膜晶体管,位于下部衬底上;
多个彩色滤光片,位于所述薄膜晶体管上且配向以彼此间隔开;
绝缘层,位于所述多个彩色滤光片上;
挡光层,位于所述绝缘层上;
透明层,位于所述挡光层上且具有凸面;
上部衬底,面对所述下部衬底;以及
液晶层,插入所述下部衬底与所述上部衬底之间,
其中所述挡光层包含有机黑色颜料,以及
具有所述凸面的所述透明层的形状与所述挡光层的形状不同,具有所述凸面的所述透明层覆盖所述挡光层的前表面的全部或一部分,当所述透明层覆盖所述挡光层的前表面的全部时,所述透明层的横截面形状与所述挡光层的横截面形状不同,
其中所述挡光层以及所述透明层通过以下制造:
涂布挡光层组成物并且使所述挡光层组成物干燥,
在干燥的所述挡光层组成物上涂布透明层组成物并且使所述透明层组成物干燥,以及
同时曝光和显影所述挡光层组成物以及所述透明层组成物,
其中所述透明层组成物包括3重量%到70重量%粘合树脂、2重量%到40重量%反应性不饱和化合物、0.1重量%到5重量%光聚合起始剂以及平衡量的溶剂,
其中所述挡光层组成物包括包括1重量%到30重量%粘合树脂、1重量%到20重量%反应性不饱和化合物、0.05重量%到5重量%光聚合起始剂、1重量%到30重量%有机黑色颜料以及平衡量的溶剂。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述有机黑色颜料包括由以下化学式1表示的化合物:
[化学式1]
Figure FDF0000008271930000011
其中,在上述化学式1中,
R11到R20独立地是氢或经取代或未经取代的C1到C10烷基。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述透明层包括主要透明层以及辅助透明层。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器,其中所述主要透明层的厚度比所述辅助透明层的厚度厚。
5.根据权利要求3所述的液晶显示器,其中所述主要透明层支持所述上部衬底与所述下部衬底之间的间隙。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括在所述绝缘层与所述挡光层之间的像素电极。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括插入所述上部衬底与所述液晶层之间的共用电极。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括直接在所述下部衬底上的共用电极。
9.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述挡光层的光密度比所述透明层的光密度大1.0或大超过1.0。
10.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述透明层组成物还包括黑色颜料。
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