CN104007616B - 光敏树脂组合物和使用其的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光敏树脂组合物和一种使用其的显示装置,所述光敏树脂组合物包括:大约10wt%至大约50wt%的溶质,包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2‑二叠氮醌化合物;溶剂,包括沸点大于大约190℃的二醇类物质,其中,丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。
Description
本申请要求于2013年2月27日提交的第10-2013-0021234号韩国专利申请和于2013年10月24日提交的第10-2013-0127433号韩国专利申请的优先权,通过引用将上述韩国专利申请的全部内容包含于此。
技术领域
本公开在此涉及一种光敏树脂组合物、一种使用该光敏树脂组合物的显示装置和一种制造该显示装置的方法。该显示装置包括通过使光敏树脂组合物固化而得到的有机平坦化层。
背景技术
平面显示装置包括液晶显示装置、有机发光显示装置等。显示设备一般包括显示装置和用于驱动显示装置的驱动装置。诸如薄膜晶体管的驱动装置可通过各种信号线连接到显示装置、电源和驱动部件。对于具有高分辨率的显示设备来说,包括在显示设备中的驱动装置和信号线的数量增加,其设置变得复杂。
在显示设备的顶表面上,可形成平坦化层,以提供平坦的表面。平坦化层确保堆叠在其上的元件的稳定性并提供均匀的显示质量。
发明内容
本公开提供一种用于具有改善的平坦化性质的平坦化层的光敏树脂组合物。
本公开还提供一种包括覆盖复杂电路线的平坦化层的显示装置及其制造方法。
一个或更多个示例性实施例提供一种光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物包括:大约10重量百分数(wt%)至大约50wt%的溶质,所述溶质包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;溶剂,包括沸点大于大约190摄氏度(℃)的二醇类物质。
在示例性实施例中,丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。
在一些示例性实施例中,丙烯酰类共聚物包括大约5重量份至大约45重量份的不饱和羧酸或其酐、大约10重量份至大约70重量份的含环氧基的不饱和化合物和大约10重量份至大约70重量份的烯烃类不饱和化合物。
在其它示例性实施例中,溶剂包括二甘醇丁基甲基醚、二甘醇丁基乙基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁基甲基醚、二甘醇叔丁基醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二***、二甘醇乙基己基醚、二甘醇甲基己基醚、二丙二醇丁基甲基醚、二丙二醇乙基己基醚和二丙二醇甲基己基醚中的至少一种。
在其它示例性实施例中,溶剂还包括醇、乙二醇烷基醚乙酸酯、乙二醇烷基醚丙酸酯、乙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚丙酸酯、丙二醇单烷基醚、二丙二醇二甲醚、二甘醇甲基乙基醚、β-甲氧基丙酸甲酯和β-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。
在其它示例性实施例中,基于100wt%的光敏树脂组合物,二醇类物质的量为至少大约5wt%。
在其它示例性实施例中,基于大约100重量份的丙烯酰类共聚物,光敏树脂组合物还包括大约0.0001重量份至大约10重量份的增塑剂。
在其它实施例中,增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯中的至少一种。
在一个或更多个示例性实施例中,显示装置包括:第一基础基底,包括透明区域、与透明区域相邻的遮蔽区域和在遮蔽区域中的多条信号线;平坦化层,与透明区域和遮蔽区域叠置并且覆盖所述多条信号线,其中,平坦化层包括光敏树脂组合物的固化品;以及像素电极,在平坦化层上并且与透明区域叠置。
在示例性实施例中,光敏树脂组合物包括:大约10wt%至大约50wt%的溶质,包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及溶剂,包括沸点大于大约190℃的二醇类物质。
在示例性实施例中,丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。
在一些示例性实施例中,基于大约100重量份的丙烯酰类共聚物,所述光敏树脂组合物还包括大约0.0001重量份至大约10重量份的增塑剂。
在其它示例性实施例中,显示装置还包括设置在遮蔽区域中的薄膜晶体管,从而薄膜晶体管连接到所述多条信号线中的信号线并且连接到像素电极,平坦化层覆盖薄膜晶体管。
在其它示例性实施例中,平坦化层可具有至少一种颜色。
在其它示例性实施例中,显示装置还包括设置在第一基础基底上方并面对第一基础基底的第二基础基底、在第二基础基底上并与透明区域叠置的至少一个彩色图案,其中,第一基础基底和黑矩阵与彩色图案相邻并与第一基础基底的遮蔽区域叠置。
在其它示例性实施例中,显示装置还包括包封在第一基底基底与第二基底基础基底之间并且设置在像素电极上的液晶层,从而液晶层覆盖平坦化层的至少一个阶梯。
在其它示例性实施例中,制造显示装置的方法包括形成第一显示基底和在第一显示基底上形成第二显示基底。形成第一基底的步骤包括:形成包括多条信号线和连接到多条信号线中的信号线的薄膜晶体管的第一基础基底;在第一基础基底上涂覆包括光敏树脂组合物的层,以覆盖薄膜晶体管和多条信号线;通过将光敏树脂组合物固化来形成平坦化层;以及在平坦化层上形成电连接到薄膜晶体管的像素电极。所述光敏树脂组合物包括:大约10wt%至大约50wt%的溶质,所述溶质包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及溶剂,包括沸点大于大约190℃的二醇类物质。丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。
在一些示例性实施例中,二醇类物质包括二甘醇丁基甲基醚、二甘醇丁基乙基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁基甲基醚、二甘醇叔丁基醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二***、二甘醇乙基己基醚、二甘醇甲基己基醚、二丙二醇丁基甲基醚、二丙二醇乙基己基醚和二丙二醇甲基己基醚中的至少一种。
在其它示例性实施例中,基于100wt%的光敏树脂组合物,二醇类物质的量为至少大约5wt%。
在其它示例性实施例中,形成平坦化层的步骤包括:去除溶剂以及将光敏树脂组合物固化。
在其它示例性实施例中,形成第二显示基底的步骤包括:形成第二基础基底;在第二基础基底上形成黑矩阵;形成与像素电极叠置的开口;以及在黑矩阵上形成公共电极。
在其它示例性实施例中,制造显示装置的方法还包括:将第一显示基底与第二显示基底组合以及在第一显示基底与第二显示基底之间注入液晶。
根据以上描述,制造显示基底的方法包括利用光敏树脂组合物形成平坦化层,所述光敏树脂组合物包括具有高沸点的二醇类溶剂。具有高沸点的二醇类溶剂可有助于形成具有良好的平坦化性质的平坦化层,而无需延长用于形成平坦化层的工艺时间。因此,即使设置信号线或装置的数量增加的区域,仍可提供相对平坦的顶表面,并且可制造具有改善的显示品质和高分辨率的显示基底。
另外,在制造包括上述显示基底的显示装置的方法中,可在大面积区域中形成均匀设置的液晶层。制造显示装置的方法的工艺时间可以缩短,并且可提供具有均匀平坦性以及改善的灵敏度、分辨率和对比度的显示装置。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解,附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的示例性实施例,并与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中:
图1是根据本发明的显示装置的示例性实施例的框图;
图2是图1中的显示面板的透视图;
图3是根据本发明的显示面板的示例性实施例的局部平面图;
图4是根据本发明的显示面板的示例性实施例的局部剖视图;
图5是根据本发明的显示面板的示例性实施例的局部剖视图;
图6A至图6H是示出制造根据本发明的示例性显示面板的方法的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更充分地描述本发明,在附图中示出了各种实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限制于这里阐述的实施例。更确切地说,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,这些实施例将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。同样的标号始终表示同样的元件。
将要理解的是,当元件被称为“在”另一元件“上”时,该元件可直接在另一元件上或在它们之间可存在中间元件。相反,当元件被称为“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。
将理解的是,尽管这里可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分。因此,在不脱离本文教导的情况下,可以将以下论及的“第一元件”、“组件”、“区域”、“层”或“部分”称为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的,而不意图进行限制。如这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式,其包括“至少一个(种)”。“或”是指“和/或”。如这里所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。还将理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,说明存在所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
另外,在这里可使用相对术语,诸如“下”或“底”以及“上”或“顶”,来描述如在图中所示的一个元件与另一个元件的关系。将理解的是,相对术语意图包含装置除了在图中描绘的方位之外的不同方位。例如,如果一幅图中的装置被翻转,则描述为在其它元件“下”侧的元件随后将被定位为在其它元件“上”侧。因而,基于附图的具体方位,示例性术语“下”可包括“下”和“上”两种方位。类似地,如果一幅图中的装置被翻转,则描述为“在”其它元件“以下”或“下方”的元件随后将被定位为“在”其它元件“上方”。因此,示例性术语“在…以下”或“在…下方”可包含“在…上方”和“在…下方”两种方位。
如在此使用的“大约”或“大致”包括所表述的值,并且考虑到与具体量的测量(即,测量***的限制)相关的测量问题和误差,意味着在由本领域普通技术人员所确定的对于特定值的可接受的偏差范围内。例如,“大约”可指在一个或更多个标准偏差内,或在表述值的±30%、±20%、±10、±5%之内。
除非另有定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是,除非这里明确定义,否则术语(如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境和本公开中它们的意思一致的意思,而不将以理想的或过于正式的含义来解释它们。
在此参照作为理想实施例的示意图的剖视图来描述示例性实施例。如此,预计出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此,在此描述的实施例不应该被解释为局限于如在此示出的区域的具体形状,而将包括例如由制造导致的形状偏差。例如,示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性的特征。另外,示出的尖角可以被倒圆。因此,在图中示出的区域本质上是示意性的,它们的形状并不意图示出区域的精确形状,并且不意图限制本权利要求的范围。
除非这里另外指出或者另外与上下文明显冲突,否则可以以合适的顺序来执行这里描述的所有方法。除非另外声明,否则任何示例及所有示例或者示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅意图更好地示出本发明,而不对本发明的范围形成限制。说明书中的语言不应被解释为表示如在此所使用的任何未要求保护的元件对本发明的实施是必要的。
在示例性实施例中,光敏树脂组合物包括:大约10重量%至大约50重量%(wt%)的溶质,包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及溶剂,包括二醇类物质。
丙烯酰类共聚物包括不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。丙烯酰类共聚物是通过在聚合引发剂的存在下使不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物在用于共聚作用的溶剂中进行共聚而合成的。
不饱和羧酸、其酸酐或它们的混合物可包括:诸如丙烯酸、甲基丙烯酸等的不饱和单羧酸;诸如马来酸、富马酸、柠康酸、甲康酸(methaconic acid)、衣康酸等的不饱和二羧酸;或不饱和二羧酸的酐等。这些化合物可单独使用,或可以使用它们中的两个或更多个的组合。具体而言,当考虑到在碱性水溶液(即,显影溶液)中的溶解性和共聚反应性时,可使用丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐。
基于单体的总量,不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或它们的混合物的量可以是大约5重量份至大约45重量份。在上述范围内,可提高碱性水溶液的溶解性。
含环氧基的不饱和化合物可包括丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸3,4-环氧丁酯、丙烯酸6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、甲基丙烯酸3,4-环氧环己酯等。这些化合物可单独使用,或可以使用它们中的两个或更多个的混合物。
具体而言,含环氧基的不饱和化合物可以是甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚和甲基丙烯酸3,4-环氧环己酯中的至少一种。在这种情况下,可以提高含环氧基的不饱和化合物的共聚反应性,并且可以提高图案的耐热性。
基于单体的总量,含环氧基的化合物可以以大约10重量份至大约70重量份的量存在。在这种情况下,可以提高光敏树脂组合物的耐热性和储存稳定性。
烯烃类不饱和化合物可包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊酯、甲基丙烯酸二环戊烯酯、甲基丙烯酸二环戊酯、丙烯酸1-金刚烷酯、甲基丙烯酸1-金刚烷酯、甲基丙烯酸二环戊烷基氧乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊烷基氧乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。这些化合物可单独使用,或可以使用两个或更多个的混合物。
在示例性实施例中,烯烃类不饱和化合物可以是苯乙烯、甲基丙烯酸二氯戊烯酯或对甲氧基苯乙烯。在这种情况下,可提高烯烃类不饱和化合物的共聚反应性,并且可提高相对于碱性水溶液的溶解性。如此,可易于执行显影工艺。
基于全部单体的量,烯烃类不饱和化合物的量可以是大约10重量份至大约70重量份。在以上范围内,执行显影工艺时不会发生溶胀,并且可理想地保持作为显影液的碱性水溶液的溶解性。
用于单体的共聚的溶剂可包括甲醇、四氢呋喃、甲苯、二氧杂环己烷等。聚合引发剂可以是自由基聚合引发剂,包括例如2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(4-甲氧-2,4-二甲基戊腈)、1,1-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯等。
在使自由基合成溶液沉淀并过滤之后,在真空状态下通过干燥工艺除去未反应的单体,得到丙烯酰类共聚物。在这种情况下,聚苯乙烯换算的丙烯酰类共聚物的重均分子量(Mw)可以是大约5000克/摩尔(g/mol)至大约30000g/mol。
作为1,2-二叠氮醌化合物,可利用在光敏树脂组合物中所使用的已知化合物,包括例如1,2-二叠氮醌4-磺酸酯、1,2-二叠氮醌5-磺酸酯、1,2-二叠氮醌6-磺酸酯等。
在示例性实施例中,光敏树脂组合物可包括一定量的溶剂,从而使光敏树脂组合物中的固含量为大约10wt%至大约50wt%。溶剂可包括具有高沸点的二醇类物质。具有高沸点的二醇类物质是指沸点为大约190摄氏度(℃)至大约1000℃的二醇类物质。
在示例性实施例中,溶剂包括二甘醇丁基甲基醚、二甘醇丁基乙基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁基甲基醚、二甘醇叔丁基醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二***、二甘醇乙基己基醚、二甘醇甲基己基醚、二丙二醇丁基甲基醚、二丙二醇乙基己基醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单***和二丙二醇甲基己基醚中的至少一种。
溶剂还可包括其它物质。例如,溶剂还可包括下述中的至少一种:诸如甲醇、乙醇、苯甲醇和己醇的醇;诸如乙二醇甲基醚乙酸酯和乙二醇乙基醚乙酸酯的乙二醇烷基醚乙酸酯;诸如乙二醇甲基醚丙酸酯和乙二醇乙基醚丙酸酯的乙二醇烷基醚丙酸酯;诸如乙二醇甲基醚和乙二醇乙基醚的乙二醇单烷基醚;诸如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯和丙二醇丙基醚乙酸酯的丙二醇烷基醚乙酸酯、诸如丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯和丙二醇丙基醚丙酸酯的丙二醇烷基醚丙酸酯;诸如丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚和丙二醇丁基醚的丙二醇单烷基醚;二丙二醇二甲醚、二甘醇甲基乙基醚、β-甲氧基丙酸甲酯和β-乙氧基丙酸乙酯。在这种情况下,基于光敏树脂组合物的总量,具有高沸点的二醇类物质可为至少大约5wt%。
可使用诸如印刷、图案化等的各种工艺来应用光敏树脂组合物。在示例性实施例中,光敏树脂组合物可使用在用于制造显示装置的工艺中。可将光敏树脂组合物进行固化并用于形成平坦化层或图案化掩模。
在示例性实施例中,利用光敏树脂组合物形成的平坦化层可具有提高的平坦化性质并可形成均匀表面。通过在溶剂中包括二醇类物质,可提高平坦化层的平坦化性质并且可抑制涂层沾污的产生,从而形成均匀的图案轮廓。
在其它示例性实施例中,光敏树脂组合物还可包括增塑剂。基于大约100重量份的光敏树脂组合物的丙烯酰类共聚物,增塑剂的量可以是大约0.0001重量份至大约10重量份。增塑剂改善光敏树脂组合物的可加工性。增塑剂可包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯中的至少一种。
在示例性实施例中,光敏树脂组合物还可包括粘合剂。粘合剂可提高光敏树脂组合物与基底的粘附性。基于光敏树脂组合物的总量,在光敏树脂组合物中可以包括大约0.01wt%至大约10wt%的量的粘合剂。
粘合剂可以是具有诸如羧基、甲基丙烯酰基(methacryl group)、异氰酸酯基、环氧基等的反应取代基的硅烷偶联剂。可使用诸如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷等的硅烷偶联剂。
在另外的示例性实施例中,光敏树脂组合物可还包括表面活性剂。表面活性剂可提高光敏树脂组合物的阶梯覆盖性或显影性质。光敏树脂组合物可选择性地包括表面活性剂和粘附剂中的任意一种。
表面活性剂可包括聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、F171、F172、F173(商品名,由Dai Nippon Ink and Chemicals,Inc.制造)、FC430、FC431(商品名,由Sumitomo3M,Ltd.制造)、KP341(商品名,由Shin-Etsu chemical Co.,Ltd.制造)等。
基于光敏树脂组合物的总重量,可包括大约0.0001wt%至大约2wt%的量的表面活性剂。在这种情况下,光敏树脂组合物可具有提高的阶梯覆盖性和更好的显影性质。
在一个或更多个示例性实施例中,光敏树脂组合物具有良好的粘附性、耐热性、绝缘性质、平面性、耐化学性等,并且适于作为用于形成液晶显示装置的图像的材料。具体而言,当形成用于液晶显示装置的绝缘层时,液晶显示装置的灵敏度、残留率、分辨率或对比度可以是良好的,并且固化的光敏树脂组合物可作为液晶显示装置中的平坦化层是有效的。
在下文中将参照图1和图2详细描述与液晶显示装置的平坦化层有关的示例性实施例。
图1是示例性的显示装置的框图,图2是图1中的显示面板的透视图。如图1所示,显示装置包括信号控制部100、栅极驱动部200、数据驱动部300和显示面板DP。
信号控制部100接收输入的图像信号RGB,输入的图像信号RGB被转换为与显示面板DP的操作相符合的图像数据R’G’B’。信号控制部100接收各种控制信号CS并分别输出第一控制信号CONT1和第二控制信号CONT2。控制信号CS可以是例如垂直同步信号、水平同步信号、主时钟信号、数据使能信号等。
栅极驱动部200响应于第一控制信号CONT1将栅极信号输出到显示面板DP。第一控制信号CONT1包括使栅极驱动部200的操作开始的垂直开始信号、确定栅极电压的输出时间的栅极时钟信号和确定栅极电压的导通脉冲宽度的输出使能信号。
数据驱动部300接收第二控制信号CONT2和图像数据R’G’B’。数据驱动部300将图像数据R’G’B’转换为数据电压并且将其提供到显示面板DP。
第二控制信号CONT2包括使数据驱动部300的操作开始的水平开始信号、使数据电压的极性反转的反转信号和确定来自数据驱动部300的数据电压的输出时间的输出指示信号。
显示面板DP包括多条信号线和连接到所述多条信号线的多个像素PX11-PXnm。多条信号线包括多条栅极线GL1-GLn和多条数据线DL1-DLm。
多条栅极线GL1-GLn沿第一方向DR1延伸并且沿与第一方向DR1交叉的第二方向DR2布置。多条栅极线GL1-GLn连接到栅极驱动部200。多条栅极线GL1-GLn接收来自栅极驱动部200的栅极信号。
多条数据线DL1-DLm跨过多条栅极线GL1-GLn并与多条栅极线GL1-GLn绝缘。多条数据线DL1-DLm连接到数据驱动部300。多条数据线DL1-DLm接收来自数据驱动部300的数据电压。
多条信号线还可包括至少一条公共线(未示出)。公共线接收基准电压。基准电压可以与施加到将在下文描述的公共电极CE的电压相同。
多个像素PX11-PXnm可以以矩阵布置。多个像素PX11-PXnm中的每个像素连接到多条栅极线GL1-GLn中的相应栅极线并且连接到与多条数据线DL1-DLm相对应的相应数据线。
显示面板DP的类型不受具体限制,并且可包括例如有机发光显示面板、液晶显示面板、等离子体显示面板、电泳显示面板、电润湿显示面板等。
显示面板DP在平面上可被分为显示区域DA和与显示区域DA相邻的非显示区域NDA。在显示区域DA中,设置多个像素PX11-PXnm。在非显示区域NDA中,可设置多条信号线、栅极驱动部200和数据驱动部300。
在根据本发明的实施例中,将包括液晶显示面板的液晶显示装置作为示例进行解释。液晶显示面板包括两个显示基底DS1和DS2以及设置在这两个显示基底DS1与DS2之间的液晶层(未示出)。在示例性实施例中,基底DS1和DS2中的每个基底可以是独立的显示基底。
图1中示出的多条栅极线GL1-GLn、多条数据线DL1-DLm和多个像素PX11-PXnm设置在第一基底DS1和第二基底DS2中的一个基底上。第一基底DS1和第二基底DS2在显示基底的厚度方向DR3(下文称为“第三”方向)上分隔开。
第一基底DS1与第二基底DS2之间设置密封构件SL。密封构件SL可与非显示区域NDA叠置。密封构件SL可与第一基底DS1和第二基底DS2结合,并且包封位于第一基底DS1与第二基底DS2之间的液晶层(未示出)。
液晶显示装置还包括将光提供到显示面板DP的背光单元(未示出)。液晶显示面板可具有从垂直取向(“VA”)模式、图案化垂直取向(“PVA”)模式、面内切换(“ISP”)模式、边缘场切换(“FFS”)模式和面线切换(“PLS”)模式中选择的模式,然而液晶显示面板不限于特定模式的面板。
图3是显示面板DP的示例性实施例的局部平面图,图4是沿图3中的显示面板DP的I-I’线截取的剖视图。在本实施例中,多条栅极线GL1-GLn、多条数据线DL1-DLm和多个像素PX11-PXnm设置在第一基底DS1上。为了便于解释,在图3中示出了第一基底DS1的平面图。
第一基底DS1包括第一基础基底SUB1、栅极线GLi、数据线DLj和DLj+1、公共线CLi以及像素PXij。
在图3和图4中,在实施例中,对多个像素PX11-PXnm(见图1)中的连接到第i栅极线GLi和第j数据线DLj的像素PXij进行说明。像素PXij包括薄膜晶体管TFT和连接到薄膜晶体管TFT的像素电极PE。
薄膜晶体管TFT连接到第i栅极线GLi和第j数据线DLj。薄膜晶体管TFT响应于施加到第i栅极线GLi的栅极信号将施加到第j数据线DLj的数据电压输出到像素电极PE。像素电极PE接收响应于数据电压的像素电压。多个像素PX11-PXnm可具有与像素PXij相同的构造。另外,可改变像素PXij的构造。
第一基础基底SUB1可以是诸如玻璃基底、塑料基底、硅基底等的绝缘基底。另外,第一基础基底SUB1可以是透明基底。薄膜晶体管TFT的栅电极GE和第i栅极线GLi设置在第一基础基底SUB1上。栅电极GE连接到第i栅极线GLi。
栅电极GE可通过使用与第i栅极线GLi相同的材料而形成,并且可具有相同的层结构,例如设置在同一层。栅电极GE和第i栅极线GLi包括铜(Cu)、铝(Al)、铜合金、铝合金以及Cu与Al的合金中的至少一种。栅电极GE和第i栅极线GLi可具有包括铝层和另一金属层的多层结构。
公共线CLi可与第i栅极线GLi设置在同一层或设置在同一层上。公共线CLi可通过使用与第i栅极线GLi相同的材料而形成,并且可具有相同的层结构。然而,可选择性地省略公共线CLi。
在第一基础基底SUB1上,设置覆盖栅电极GE、第i栅极线和GLi公共线CLi的绝缘层IL。在绝缘层IL上,设置与栅电极GE叠置的半导体层AL。可将绝缘层IL解释为栅极绝缘层。
在绝缘层IL上,设置数据线DLj和DLj+1。数据线DLj和DLj+1包括铜(Cu)、铝(Al)、铜合金、铝合金以及Cu与Al的合金中的至少一种。数据线DLj和DLj+1可具有包括铝层和另一金属层(例如铬或钼)的多层结构。
在绝缘层IL上,设置薄膜晶体管TFT的源电极SE和漏电极DE。源电极SE连接到数据线DLj与DLj+1中的第j数据线DLj。源电极SE可使用与数据线DLj和DLj+1相同的材料形成并且具有相同的层结构。
源电极SE和漏电极DE彼此分开。源电极SE和漏电极DE中的每个与半导体层AL部分地叠置。
在绝缘层IL上,设置平坦化层OL。平坦化层OL覆盖源电极SE、漏电极DE以及数据线DLj和DLj+1。平坦化层OL使薄膜晶体管TFT和公共线CLi的上部平坦化。平坦化层OL使用光敏树脂组合物而形成。光敏树脂组合物包括具有高沸点的二醇类溶剂作为溶剂。下面将描述对平坦化层的详细描述。
像素电极PE设置在平坦化层上。像素电极PE通过在平坦化层OL中限定的接触孔CH连接到漏电极DE。还可包括设置在平坦化层OL与像素电极PE之间的无机绝缘层(未示出)。无机绝缘层阻止从平坦化层排出的水分以使其他元件钝化。无机绝缘层可以是钝化层。另外,还可以在平坦化层OL上设置取向层(未示出)和覆盖像素电极PE的钝化层(未示出)。
同时,像素电极PE的形状不限于图3中示出的形状。在另一实施例中,像素电极PE可包括限定在其中的多条狭缝。多条狭缝将像素PXij分为多个畴。多个畴提高了视角。
第二基底DS2包括第二基础基底SUB2、黑矩阵BM、滤色器CF和公共电极CE。第二基础基底SUB2可以是诸如玻璃基底、塑料基底或硅基底的透明基底。
在其中设置黑矩阵BM的区域可定义为遮蔽区域SA。黑矩阵BM包括限定在其中的多个开口部。在图4中,示出了与一个像素PXij对应的开口部BM-OP。实质上,开口部BM-OP限定了透明区域TA。在开口部中设置滤色器CF。每个滤色器CF对应于多个像素PX11-PXnm中的每个像素。设置在像素PX11-PXnm中的滤色器可包括不同的颜色。例如,一部分滤色器可具有红色,另一部分滤色器可具有绿色,还有一部分滤色器可具有蓝色。
尽管未进行说明,但是在根据本发明的实施例中,平坦化层OL可包括至少一种颜色。在这种情况下,平坦化层OL可以是滤色层。通过将滤色层设置在第一基底DS1上,易于布置像素并且可简化制造工艺。在这种情况下,可省略第二基底DS2的滤色器CF。
公共电极CE设置在黑矩阵BM和滤色器CF上。尽管未进行说明,但是第二基底DS2还可以包括覆盖黑矩阵BM和滤色器CF的平坦化层。公共电极CE可设置在平坦化层上。
在公共电极CE上,还可以设置取向层(未示出)和覆盖公共电极CE的钝化层(未示出)。同时,公共电极CE可包括形成多个畴的多个狭缝,并且可设置在第一基础基底SUB1上。
液晶层LCL设置在第一基底DS1与第二基底DS2之间。液晶层LCL包括液晶分子和控制液晶分子的取向的取向分子。液晶分子根据由像素电极PX和公共电极CE形成的电场通过改变取向分子的取向来控制显示面板的灰阶。
如图4所示,第一基底DS1可被分为遮蔽区域SA和与遮蔽区域SA相邻的透明区域TA。透明区域TA是使从光源(未示出)发射的光穿过的区域。透明区域TA是在其中显示图像的区域。
遮蔽区域SA是在其中阻挡发射的光的区域。薄膜晶体管TFT和多条信号线设置在遮蔽区域SA中。薄膜晶体管TFT和多条信号线基本上阻挡发射的光。
平坦化层的顶(上)表面OL-US在遮蔽区域SA中大致上呈非均匀。在遮蔽区域SA中,至少一个“阶梯”可形成在平坦化层的顶表面OL-US处。如这里所使用的,术语“阶梯”是指平坦化层OL-US的顶表面中的高度差异。阶梯的高度可通过第一基础基底的顶表面到平坦化层的阶梯的顶表面OL-US之间的距离来测量。阶梯可由薄膜晶体管TFT和多条信号线形成。相比之下,在透明区域TA中,仅绝缘层IL设置在平坦的第一基础基底SUB1上,并且不单独地设置装置。这样,在透明区域TA中,平坦化层OL的顶表面形成相对均匀的平坦表面。
在透明区域TA的顶表面与遮蔽区域SA的顶表面之间可形成与薄膜晶体管TFT的高度或公共线CLi的高度相对应的阶梯。与遮蔽区域SA相比,在透明区域TA中,从第一基础基底SUB1到平坦化层的顶表面OL-US的高度可以是不同的。
为了消除阶梯,设置平坦化层OL。阶梯是指平坦化层的顶表面OL-US中的高度差。当未消除阶梯时,在遮蔽区域SA和透明区域TA中难以均匀形成液晶层LCL,并且组成液晶层LCL的取向分子的取向会变得不均匀。
在示例性实施例中,使用包括具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物来形成平坦化层OL。具有高沸点的二醇类溶剂包括沸点大于190℃的二醇类物质。平坦化层OL将遮蔽区域SA和透明区域TA之间的阶梯平坦化至小于大约这里在下面将解释对实施例的详细描述。
图5是示例性的显示面板的局部剖视图。图5示出了图4的相应区域。同时,图5中相同的参考标记指代与图1至图4中所解释的元件相同的元件,因此将省略重复性解释。
如图5所示,第一基底DS1-1可还包括色层CL。色层CL可设置在绝缘层IL与平坦化层OL之间。
色层CL对应于多个像素PX11-PXnm的每个像素(见图1)。色层CL可包括设置在多个像素PX11-PXnm的每个像素中的多个彩色图案。多个彩色图案可包括不同的颜色。例如,色层CL可包括红色图案、绿色图案或蓝色图案。
第二基底DS2-1可设置在第一基底DS1-1上方。第二基底DS2-1可包括具有至少一个开口的黑矩阵BM。在示例性实施例中,第二基底DS2-1可以不包括任何彩色图案。在这种情况下,色层可包括在第一基底DS1-1中。制造第二基底DS2-1的方法随着省略了色层而可以更加容易。并且,可减小彩色图案与每个像素之间的未对准。
在示例性实施例中,平坦化层OL即使形成为相对薄的厚度,也可以提供具有高平坦度的平坦表面。例如,在透明区域TA中,平坦化层OL的厚度可小于大约3微米(μm)。一般,随着平坦化层OL的厚度减小,平坦表面变得难以形成。由于在此公开的示例性平坦化层OL具有良好的平坦化性质,所以可以在不增大色层设置在遮蔽区域中的滤色器阵列(CoA)结构的厚度的情况下提供均匀的平坦表面。
在示例性实施例中,平坦化层OL通过光敏树脂组合物形成。平坦化层OL包括固化的光敏树脂组合物。光敏树脂组合物包括丙烯酰类共聚物、1,2-二叠氮醌化合物和包含具有高沸点的二醇类物质的溶剂。在本实施例中,具有高沸点的二醇类物质的沸点为至少大约190℃。可包括各种量的增塑剂。例如,基于大约100重量份的丙烯酰类共聚物,可包括大约0.0001重量份至大约10重量份的增塑剂。
包括在上述范围内的增塑剂的平坦化层可形成具有良好的均匀度、灵敏度、分辨率、粘附性、透射率和对比度的显示面板。增塑剂与丙烯酰类共聚物和1,2-二叠氮醌化合物相互作用,并提高平坦化性质。因此,可提供用于大尺寸的超精细液晶显示装置的平坦化层。
在示例性实施例中,构成本发明的平坦化层的光敏树脂组合物还可包括粘合剂或界面活化剂。粘合剂提高了平坦化层和与其具有界面的另一层(例如,绝缘层IL(见图4)或色层CL(见图5))的粘附性。基于总的光敏树脂组合物,可包括大约0.01wt%至大约10wt%的量的粘合剂。同时,在本发明的一个或更多个实施例中,形成平坦化层的光敏树脂组合物可以在利用孔径为大约0.1-0.2μm的Millipore过滤器进行过滤后使用。
可通过控制溶剂的种类和比例来改善平坦化层的平坦化性质。在下面的表1中示出了将利用包括不同溶剂的光敏树脂组合物制备的平坦化层的平坦化性质进行比较的实验数据。
表1
第一平坦化层(R1)包括沸点为大约176℃的二甘醇甲基乙基醚(“MEDG”),第二平坦化层(R2)包括沸点为大约189℃的二甘醇二***(“DEDG”),第三平坦化层(R3)包括沸点为大约212℃的二甘醇丁基甲基醚(“MBDG”)。
平坦化层(R1-R3)中的每个包括含有混合物溶剂的光敏树脂组合物,混合物溶剂包括具有低沸点的作为溶剂的3-甲氧基丙酸甲酯(“MMP”)。包括不同溶剂的光敏树脂组合物被涂覆在基底上并进行干燥,以形成平坦化层。然后,对平坦化层的表面阶梯进行比较,并在上面的表1中示出。在表1中,将形成在平坦化层的顶表面上的阶梯的平均值作为整平阶梯(leveling step)示出。
随着有机层的平坦化性质提高,整平阶梯减小。有机层的平坦化性质受到沸点温度的影响的程度大于受到具有高沸点的溶剂的量的影响的程度。例如,将第一平坦化层(R1)和第二平坦化层(R2)进行比较,第一平坦化层(R1)具有更多量的高沸点的溶剂,但包括具有更高沸点的二醇类溶剂的第二平坦化层(R2)具有提高的平坦化性质。
第三平坦化层(R3)包括具有大约212℃的高沸点的二醇溶剂。当包括具有至少大约190℃的沸点的溶剂时,平坦化性质可显著地提高。通常,当阶梯的高度小于大约5000埃时,对显示面板的驱动和显示质量的负面影响可以是微小的。另外,对于具有小于大约的整平阶梯的表面,可减小对液晶的模糊噪音(blur noise)的负面影响。因此,示例性显示面板可实现均匀地形成在显示面板的整个表面上的液晶层。
表2
在表2中,将包括各种量的作为具有高沸点的二醇类溶剂的MBDG的光敏树脂组合物的平坦化性质进行比较。为了解释根据组分比的平坦化性质,将不包括具有高沸点的二醇类溶剂的第四平坦化层(R4)、包括大约5wt%的具有高沸点的二醇类溶剂的第五平坦化层(R5)以及包括大约15wt%的具有高沸点的二醇类溶剂的第六平坦化层(R6)进行比较并示出。同时,在溶剂混合物中包括沸点为大约146℃的丙二醇单甲醚乙酸酯(“PGEMA”)。
如表2所示,当与不包括具有高沸点的二醇类溶剂的第四平坦化层(R4)进行比较时,包括具有高沸点的二醇类溶剂的平坦化层(R5和R6)的整平阶梯显著减小。在进一步包括大约5wt%的具有高沸点的二醇类溶剂的情况下,整平阶梯可减小大约
如上所述,当整平阶梯为大约时,通常可降低液晶的模糊噪音并且可防止显示质量的劣化。如表2中所示,在包括大约15wt%的量的具有高沸点的二醇类溶剂的情况下,平均整平阶梯为大约在利用包括至少大约15wt%的量的具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物形成平坦化层的情况下,可实现具有改善的显示质量的显示面板。
在示例性实施例中,通过利用包括具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物,显示面板可实现使遮蔽区域SA与透明区域TA之间的阶梯最小化的平坦化层。因此,在具有较高百分比的遮蔽区域SA的高分辨率显示面板中,液晶可更均匀地分布,并且可提高显示质量。
图6A至图6H是示出根据本发明实施例的制造显示面板的方法的剖视图。图6A至图6H对应于图4的剖视图中示出的示例性实施例。在下文中,同样的参考标记指代与图1至图5中示出的元件同样的元件。
形成第一基底DS1和第二基底DS2。在形成第一基底DS1之后,可形成第二基底DS2。第一基底DS1和第二基底DS2的形成顺序不受限制。可单独或同时形成第一基底DS1和第二基底DS2。
如图6A中所示,在第一基础基底SUB1上形成薄膜晶体管TFT。在第一基础基底SUB1上形成公共线CLi、栅极线GLi(见图3)和连接到栅极线GLi的栅电极GE。通过溅射法来形成导电层(未示出),并接着执行光刻工艺和蚀刻工艺。
在第一基础基底SUB1上,形成覆盖公共线CLi、栅极线GLi和栅电极GE的绝缘层IL。绝缘层IL包括氮化硅或氧化硅。可通过等离子体增强化学气相沉积(“PECVD”)工艺来形成绝缘层IL。
在绝缘层IL的包括薄膜晶体管TFT的部分上形成半导体层AL。通过由PECVD工艺形成硅层并且执行用于对硅层进行图案化的光刻工艺和蚀刻工艺,来形成半导体层AL。
在半导体层AL上图案化导电图案,以形成源电极SE和漏电极DE。可通过沉积法或溅射法来形成导电层(未示出),然而所述方法不限于此。对导电层执行光刻工艺和蚀刻工艺,以形成源电极SE和漏电极DE。
在这种情况下,绝缘层IL、半导体层AL或电极SE和DE的平坦化性质低。绝缘层IL、半导体层AL或电极SE和DE无法减小如此形成的界面的阶梯。因此,绝缘层IL、半导体层AL以及电极SE和DE的上表面具有阶梯。
如图6B所示,在薄膜晶体管TFT和公共线CLi上形成有机材料层OL-I。可利用光敏树脂组合物形成有机材料层OL-I。光敏树脂组合物包括:大约10wt%至大约50wt%的溶质,包括大约100重量份的丙烯酰类共聚物和大约5重量份至大约100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及余量的溶剂。
丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物。溶剂包括具有高沸点的二醇类物质。在本实施例中,具有高沸点的二醇类物质是指沸点为大约190℃至大约1000℃的二醇类物质。溶剂可仅包括具有高沸点的二醇类物质,或包括与其他物质的混合物。
可通过各种方法形成有机材料层OL-I。例如,喷射法、辊式涂覆法、旋涂法等,然而所述方法不限于此。
如图6C和图6D所示,将涂覆在第一基础基底SUB1上的有机材料层OL-I进行干燥。通过干燥工艺去除在第一基础基底SUB1上形成为相对厚的层的有机材料层OL-I中的溶剂。通过去除溶剂,有机材料层OL-I的厚度降低,并形成平坦化层OL(以下将称为平坦化层)。干燥工艺可以是例如真空干燥工艺。
在去除包括在有机材料层OL-I中的溶剂的情况下,有机材料层OL-I的粘度降低,并且干燥缓慢进行,以形成平坦化层OL。因此,有机材料层OL-I的模糊噪音或粘度取决于包括在有机材料层OL-I中的溶剂。
在干燥工艺期间溶剂的去除时间影响平坦化层OL的平坦度。为了保证用于在第一基础基底SUB1上形成有机材料层OL-I的平坦表面的时间,可通过逐渐降低压力来延长溶剂的去除时间。然而,在这种情况下,会延长处理时间。
在示例性实施例中,形成平坦化层OL的有机材料层OL-I包括光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物包括具有高沸点的二醇类溶剂。具有高沸点的二醇类溶剂可延迟与在真空干燥工艺中干燥溶剂相关的粘度增加现象。
例如,在使用低沸点的高挥发性溶剂作为主要溶剂并且添加少量具有高沸点的二醇类溶剂的情况下,在真空干燥工艺开始时可干燥具有低沸点的溶剂。随后在干燥工艺中剩下的少量具有高沸点的二醇类溶剂维持平坦化处理,并形成最终的平坦化层OL。包括具有高沸点的二醇类溶剂的有机材料层OL-I的优点在于,干燥时间仍旧短,由此确保了制造工艺的生产率,而通过形成具有改善的平坦化性质的平坦化层OL来同时控制平坦度。
如图6D中所示,通过去除溶剂所形成的平坦化层OL来减小由薄膜晶体管TFT和公共线CLi形成的阶梯。使用包括具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物来形成平坦化层OL,因此,可形成平均整平阶梯小于大约的顶表面。
虽然未示出,但平坦化层OL可包括至少一个图案。可通过预烘烤工艺来去除有机材料层OL-I中的溶剂。在去除溶剂之后,在第一基础基底SUB1上设置掩模,将光照射到基底SUB1的表面上,并且执行显影工艺,以在表面上形成图案。
在显影工艺中使用的显影液可以是碱性水溶液。具体来说,碱性水溶液可以是:包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠的无机碱性盐的水溶液;包括乙胺和正丙胺的一级胺;包括二乙胺和二甲胺的二级胺;包括三甲胺、甲基二乙胺、二甲基乙胺和三乙胺的三级胺;诸如二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺和三乙醇胺的醇胺;或包括四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵的四级铵盐。在这种情况下,通过在诸如甲醇和乙醇的有机水溶剂及表面活性剂中溶解碱性化合物来使用显影液。碱性化合物在碱性水溶液中的浓度可以是大约0.1wt%至大约10wt%。
在使用显影液完成显影工艺后,执行使用纯水的清洗工艺以去除不必要的部分,并且执行干燥工艺以形成图案。将由此形成的图案暴露到诸如紫外光的光,并且通过诸如炉的加热装置对图案进行热处理,以得到最终的图案。
如图6E中所示,在平坦化层OL上形成像素电极PE,以形成第一基底DS1。在平坦化层OL与漏电极DE叠置的区域中形成接触孔CH,在平坦化层OL上将电极层图案化,以形成像素电极PE。像素电极PE通过接触孔CH连接到漏电极DE。可以在像素电极PE上进一步形成覆盖像素电极PE的钝化层(未示出)和取向层(未示出)。
如图6F中所示,将第一基底DS1和第二基底DS2组合。通过在第二基础基底SUB2上形成黑矩阵BM来得到第二基底DS2。可通过在第二基础基底SUB2上涂覆黑色的有基层并将开口部BM-OP图案化来形成黑矩阵BM。在示例性实施例中,开口部BM-OP用具有颜色的有机层填充,以形成滤色器CF层。
然后,在黑矩阵BM和滤色器CF上形成公共电极CE。在公共电极CE上可以进一步形成覆盖公共电极CE的钝化层(未示出)或取向层(未示出)。
在第一基底DS1和第二基底DS2之间形成密封构件SL(见图2),并将第一基底DS1和第二基底DS2组合。密封构件SL可形成在第一基底DS1或第二基底DS2上。绝缘构件SL可通过在第一基底DS1或第二基底DS2的边界区域处具有粘附性的绝缘层且随后将绝缘区域图案化来形成,或可以通过喷墨印刷法来形成。绝缘构件SL形成并保持第一基底DS1与第二基底DS2之间的盒间隙。
如图6G所示,将液晶LG注入到组合的第一基底DS1和第二基底DS2之间。液晶LG以像素为参照通过盒间隙沿一个方向扩展并填充盒间隙。显示面板包括通过使用包括具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物而形成的平坦化层OL,因此在注入的液晶LC的通路上设置平坦化的顶表面。
如图6H所示,将液晶CL(见图6G)均匀地涂覆在平坦化层上,以形成液晶层LCL。液晶层LCL因平坦化层OL而可横跨显示面板的整个表面保持均匀的盒间隙。由于液晶层LCL的取向分子均匀地排列,因此可形成遍布在显示面板的整个表面的均匀电场,并且可提高显示质量。
这里所描述的示例性显示面板可包括具有小厚度和高平坦化性质的平坦化层。示例性的平坦化层OL提供平坦化表面并且液晶可在平坦化表面上均匀分布,而无需执行单独的平坦化工艺。平坦化层OL在包括大量布线的结构(例如,具有复杂分布的遮蔽区域SA和宽面积的超高清(“UHD”)显示面板)中提供具有优良平坦化性质的平坦表面。
使用包括具有高沸点的二醇类溶剂的光敏树脂组合物形成的平坦化层OL可提供平坦度性并且防止涂层沾污的产生,从而形成均匀的图案轮廓。
另外,由于使用具有高沸点的二醇类溶剂制造显示面板,因此可提高诸如均匀平坦性、灵敏度、分辨率、粘附性、透射率和对比度的显示性能。具体地,由于具有高沸点的二醇类溶剂与丙烯酰类共聚物和1,2-二叠氮醌化合物具有良好的相容性,因此,平坦化性质可以是良好的,并且可制造具有大尺寸的超精细显示装置。
在下文中将描述优选的实施例,以助于本理解发明。然而,实施例被示为示例性实施例,本发明的范围不限于下面的实施例。
合成示例1:丙烯酰类共聚物的制备
将大约400重量份的四氢呋喃、大约30重量份的甲基丙烯酸、大约30重量份的苯乙烯和大约40重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物加入到配有冷却器和搅拌器的烧瓶中。将混合物在混合容器中以大约600转/分钟(rpm)进行充分混合,并且添加大约15重量份的2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。将用于聚合的混合物的温度缓慢升至大约55℃,并将该温度保持大约24小时。接着,将混合物冷却至室温,并且添加作为聚合抑制剂的大约500ppm的氢化苯甲酮(hydrobenzophenone),以得到固含量为大约30wt%的聚合物溶液。为了从聚合物溶液中去除未反应的单体,使用大约1000重量份的正己烷对大约100重量份的聚合溶液进行沉淀。沉淀之后,通过使用网的过滤工艺来去除不良溶剂。在执行过滤工艺之后,在小于大约30℃的温度下执行真空干燥工艺,并去除残留的未反应的单体,以制备丙烯酰类共聚物。丙烯酰类共聚物的重均分子量(Mw)为大约6000g/mol。在这种情况下,重均分子量是通过利用凝胶渗透色谱法(“CPC”)测定的聚苯乙烯换算的平均分子量。
合成示例2:1,2-二叠氮醌化合物的制备
通过大约1mol的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚和大约2mol的1,2-二叠氮萘醌-5-磺酸[氯化物]的缩合反应来制备4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-二叠氮萘醌-5-磺酸酯。
示例1:光敏树脂组合物的制备
通过将大约100重量份的在合成示例1中制备的丙烯酰类共聚物、大约30重量份的在合成示例2中合成的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-二叠氮化萘醌-5-磺酸酯溶解在三甘醇二甲醚中,使得混合物的固含量为大约20wt%,并利用孔径为大约0.1μm的Millipore过滤器进行过滤。
示例2
除了用二甘醇丁基甲基醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例3
除了用三甘醇丁基甲基醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例4
除了用二甘醇叔丁基醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例5
除了用四甘醇二甲醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例6
除了用二丙二醇二***来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例7
除了用二甘醇乙基己基醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例8
除了另外使用大约10重量份的邻苯二甲酸二辛酯之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例9
除了用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯来代替二甘醇叔丁基醚之外,通过执行与示例8中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
示例10
除了用二甘醇单甲醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二甘醇单甲醚来制备示例10a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二甘醇单甲醚和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例10b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二甘醇单甲醚和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例10c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二甘醇单甲醚和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例10d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二甘醇单甲醚和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例10e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二甘醇单甲醚和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例10f的光敏树脂组合物。示例10包括示例10a至10f。
示例11
除了用二甘醇单***与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二甘醇单***来制备示例11a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二甘醇单***和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例11b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二甘醇单***和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例11c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二甘醇单***和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例11d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二甘醇单***和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例11e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二甘醇单***和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例11f的光敏树脂组合物。示例11包括示例11a至11f。
示例12
除了用二甘醇丁基甲基醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二甘醇丁基甲基醚来制备示例12a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二甘醇丁基甲基醚和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例12b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二甘醇丁基甲基醚和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例12c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二甘醇丁基甲基醚和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例12d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二甘醇丁基甲基醚和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例12e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二甘醇丁基甲基醚和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例12f的光敏树脂组合物。示例12包括示例12a至12f。
示例13
除了用三甘醇丁基甲基醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的三甘醇丁基甲基醚来制备示例13a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的三甘醇丁基甲基醚和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例13b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的三甘醇丁基甲基醚和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例13c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的三甘醇丁基甲基醚和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例13d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的三甘醇丁基甲基醚和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例13e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的三甘醇丁基甲基醚和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备示例13f的光敏树脂组合物。示例13包括示例13a至13f。
比较例1
除了用丙二醇甲基醚乙酸酯来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
比较例2
除了用丙二醇甲基醚丙酸酯来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
比较例3
除了用乙二醇甲基醚来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。
比较例4
除了用二甘醇甲基乙基醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二甘醇甲基乙基醚来制备比较例4a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二甘醇甲基乙基醚和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例4b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二甘醇甲基乙基醚和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例4c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二甘醇甲基乙基醚和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例4d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二甘醇甲基乙基醚和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例4e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二甘醇甲基乙基醚和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例4f的光敏树脂组合物。比较例4包括比较例4a至4f。
比较例5
除了用二甘醇二***与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二甘醇二***来制备比较例5a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二甘醇二***和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例5b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二甘醇二***和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例5c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二甘醇二***和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例5d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二甘醇二***和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例5e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二甘醇二***和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例5f的光敏树脂组合物。比较例5包括比较例5a至5f。
比较例6
除了用二丙二醇二甲醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物来代替三甘醇二甲醚之外,通过执行与示例1中所描述的程序相同的程序来制备光敏树脂组合物。然而,将混合物的混合比进行如下改变:通过使用100wt%的二丙二醇二甲醚来制备比较例6a的光敏树脂组合物,通过使用大约15wt%的二丙二醇二甲醚和大约85wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例6b的光敏树脂组合物,通过使用大约10wt%的二丙二醇二甲醚和大约90wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例6c的光敏树脂组合物,通过使用大约5wt%的二丙二醇二甲醚和大约95wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例6d的光敏树脂组合物,通过使用大约4wt%的二丙二醇二甲醚和大约96wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例6e的光敏树脂组合物,通过使用大约3wt%的二丙二醇二甲醚和大约97wt%的丙二醇单甲醚乙酸酯来制备比较例6f的光敏树脂组合物。比较例6包括比较例6a至6f。
对在示例1至9和比较例1至3中制备的光敏树脂组合物的物理性质进行测定并将结果在下面的表3中示出。
A)均匀度-通过利用狭缝涂布器将在示例1至9和比较例1至3中制备的正型光敏树脂组合物涂覆在尺寸为大约370厘米(cm)×470cm且其上沉积了氮化硅(SiNx)的玻璃基底上。接着,执行真空传导干燥(VCD)至大约0.5托,并且在热板上在大约100℃下执行预烘烤大约2分钟,以形成厚度为大约4.0μm的涂覆层。为了评估均匀度,测量涂覆层的每个区域处的厚度差。在表3中,○表示均匀度小于大约3%,△表示均匀度为大约3%至大约5%,x表示均匀度为至少大约5%。
B)灵敏度(毫焦耳/平方厘米:mJ/cm2)-对于以上述A)形成的层,通过使用接触孔临界尺寸(“CD”)为12μm×14μm并具有半色调透射率为大约75%的焊盘部分(pad part)的图案掩模,以大约1秒的间隔照射在宽带中具有大约25毫瓦特/平方厘米(mW/cm2)的紫外光大约1秒至大约10秒。接着,在23℃下使用大约2.38wt%的四甲基氢氧化铵的水溶液来执行显影工艺大约70秒,并使用纯水执行清洗工艺大约60秒。对于最终的固化,在炉中以大约230℃执行热处理大约30分钟。通过利用扫描电子显微镜(SEM)以形成大约9.5μm×12.5μm的接触孔CD的剂量作为参照来测定灵敏度。
C)极限分辨率-以上述用于测定灵敏度的B)形成的图案层的接触孔作为参照,将极限分辨率作为最小尺寸进行测量。然而,在临界尺寸偏差相同的情况下指定极限分辨率。
D)接触孔浮渣-以在测量A)中的灵敏度时形成的图案层的接触孔作为参照来检查浮渣(scum)。在表3中,○表示未发现浮渣,x表示发现浮渣。
E)粘附性-在表3中,○表示用于在B)中测量灵敏度所形成的焊盘部分的图案层的最小浮渣小于大约0.5μm的情况,△表示浮渣为大约0.5μm至大约1.5μm的情况,x表示浮渣为至少大约1.5μm的情况。
F)透射率-对用于测量A)中的灵敏度形成的图案层执行透射率的评估。使用分光光度计测量图案层的透射率。添加如此测量的透射率和大约400-800nm的透射率作为示例的透射率。在表3中,○表示透射率为至少大约98%的情况,△表示透射率为大约95%至大约98%的情况,x表示透射率小于大约95%的情况。基于裸玻璃来执行透射率的测量。
G)对比度-通过利用对比测试器(模型:CT-1)将用于评估F)中的透射率的基底安装在通常白色模式的偏振片之间。在本实验中,测量白色亮度和黑色亮度,并测量白色亮度相对于黑色亮度的比(白色亮度/黑色亮度)作为对比度。在表3中,○表示对比度为至少大约22000的情况,△表示对比度为大约20000至大约22000的情况,x表示对比度小于大约20000的情况。
F)平坦度-在底部阶梯为大约1.0μm至大约1.5μm的薄膜晶体管(TFT)基底上,在A)和B)中的条件下执行涂覆工艺、显影工艺和固化工艺。通过薄膜晶体管基底的沟道的叠置部分与像素的叠置部分的阶梯差来评估平坦度。在表3中,○表示遮蔽区域与透明区域的阶梯差小于大约5%的情况,△表示阶梯差为大约5%至大约10%的情况,x表示阶梯差为至少大约10%的情况。
表3
另外,对示例1至9和比较例4至6的光敏树脂组合物的平坦度进行测量并将结果示出在下面的表4中。在底部阶梯为大约1.0μm至大约1.5μm的TFT基底上,在A)和B)中的条件下执行涂覆工艺、显影工艺和固化工艺。通过薄膜晶体管基底的沟道的叠置部分与像素的叠置部分的阶梯差来评估平坦性。在表4中,○表示遮蔽区域与透明区域的阶梯差小于约5%的情况,△表示阶梯差为大约5%至大约10%的情况,x表示阶梯差为至少大约10%的情况。
表4
以上公开的主题被认为是说明性的而非限制性的。前述内容是对示例性实施例的举例说明,并且不应被解释为对其的限制。尽管已经描述了一些示例性实施例,但是本领域技术人员将容易地认识到,在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下,可以在示例性实施例中进行许多修改。因此,所有这些修改意图包括在如权利要求所限定的本发明的范围之内。因此,将理解的是,前述内容是对各种示例性实施例的举例说明,并且不应被解释为局限于所公开的具体示例性实施例,并且对所公开的示例性实施例和其它示例性实施例的修改意图包括在所附权利要求的范围内。
因此,为了法律允许的最大范围,本发明的范围将由权利要求及其等同物的最广可允许的解释来确定,并且不应当受前述详细描述约束或限制。
Claims (5)
1.一种光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物包括:
10wt%至50wt%的溶质,包括100重量份的丙烯酰类共聚物和5重量份至100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及
溶剂,包括沸点大于190℃的二醇类物质,
其中,丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物,并且
其中,所述溶剂包括二甘醇丁基甲基醚、二甘醇丁基乙基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁基甲基醚、二甘醇叔丁基醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二***、二甘醇乙基己基醚、二甘醇甲基己基醚、二丙二醇丁基甲基醚、二丙二醇乙基己基醚和二丙二醇甲基己基醚中的至少一种,
其中,所述溶剂还包括醇、乙二醇烷基醚乙酸酯、乙二醇烷基醚丙酸酯、乙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚丙酸酯、丙二醇单烷基醚、二丙二醇二甲醚、二甘醇甲基乙基醚、β-甲氧基丙酸甲酯和β-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种,
其中,基于100wt%的溶剂,二醇类物质的量为5wt%或15wt%,并且
其中,基于100重量份的丙烯酰类共聚物,所述光敏树脂组合物还包括0.0001重量份至10重量份的增塑剂。
2.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中,丙烯酰类共聚物包括:
5重量份至45重量份的不饱和羧酸或其酐;
10重量份至70重量份的含环氧基的不饱和化合物;以及
10重量份至70重量份的烯烃类不饱和化合物。
3.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中,增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯中的至少一种。
4.一种显示装置,所述显示装置包括:
第一基础基底,包括透明区域、与透明区域相邻的遮蔽区域和在遮蔽区域中的多条信号线;
平坦化层,与透明区域和遮蔽区域叠置并且覆盖所述多条信号线,其中,平坦化层包括光敏树脂组合物的固化品;以及
像素电极,在平坦化层上并且与透明区域叠置;
其中,光敏树脂组合物包括:
10wt%至50wt%的溶质,包括100重量份的丙烯酰类共聚物和5重量份至100重量份的1,2-二叠氮醌化合物;以及
溶剂,包括沸点大于190℃的二醇类物质,
其中,丙烯酰类共聚物是不饱和羧酸或其酐、含环氧基的不饱和化合物和烯烃类不饱和化合物的共聚物,并且
其中,所述溶剂包括二甘醇丁基甲基醚、二甘醇丁基乙基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁基甲基醚、二甘醇叔丁基醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二***、二甘醇乙基己基醚、二甘醇甲基己基醚、二丙二醇丁基甲基醚、二丙二醇乙基己基醚和二丙二醇甲基己基醚中的至少一种,
其中,所述溶剂还包括醇、乙二醇烷基醚乙酸酯、乙二醇烷基醚丙酸酯、乙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚丙酸酯、丙二醇单烷基醚、二丙二醇二甲醚、二甘醇甲基乙基醚、β-甲氧基丙酸甲酯和β-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种,
其中,基于100wt%的溶剂,二醇类物质的量为5wt%或15wt%,并且
其中,基于100重量份的丙烯酰类共聚物,所述光敏树脂组合物还包括0.0001重量份至10重量份的增塑剂。
5.根据权利要求4所述的显示装置,所述显示装置还包括设置在遮蔽区域中的薄膜晶体管,其中,薄膜晶体管连接到所述多条信号线中的信号线并且连接到像素电极,
其中,平坦化层覆盖薄膜晶体管。
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