TWI414555B - 用於有機絕緣層之樹脂組合物、製造樹脂組合物的方法及包含樹脂組合物之顯示面板 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於有機絕緣層之樹脂組合物、製造樹脂組合物之方法及包含樹脂組合物之顯示面板。
平板顯示器(諸如液晶顯示器("LCD")或有機光發射二極體("OLED")顯示器)包含複數個導電層或半導體層及使其絕緣之絕緣層。
絕緣層可由有機或無機材料製成。由於有機絕緣層具有高於無機絕緣層之透射率,因此可能增加顯示裝置之視角且改良顯示裝置之亮度。
然而,有機絕緣層具有不良耐熱性。因此,當在高溫下進行後續處理時,絕緣層之透射率及黏著力可惡化且可顯示特徵性缺點,諸如可由於自絕緣層昇華之氣體之除氣作用而形成之附帶影像。此外,昇華之氣體可影響其他層且產生之煙霧可引起設備惡化。
為了克服上文先前技術之侷限,本發明提供一種用於有機絕緣層之樹脂組合物、製造該樹脂組合物之方法及包含該樹脂組合物之顯示面板。如本文揭示之有機絕緣層可有利改良有機絕緣層之耐熱性。
在一實施例中,提供一種用於有機絕緣層之樹脂組合物,其係藉由使以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至約35 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或不飽和羧酸與不飽和羧酸酐之混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約10 wt%異冰片基化合物及約20至約40 wt%二環戊二烯化合物聚合而製得。
在一實施例中,不飽和羧酸包含丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、甲基反丁烯二酸及桂皮酸中之至少一者。
在一實施例中,苯乙烯化合物包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯及乙烯基甲苯中之至少一者。
在一實施例中,環氧化合物包含(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丁基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環氧庚酯、鄰乙烯基苯甲基縮水甘油醚、間乙烯基苯甲基縮水甘油醚及對乙烯基苯甲基縮水甘油醚中之至少一者。
在一實施例中,異冰片基化合物包含(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯及(甲基)丙烯酸2-羥乙酯中之至少一者。
在一實施例中,二環戊二烯化合物包含丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、異三聚氰酸參-2-丙烯醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五甲基六氫吡啶酯及環氧乙烷雙酚A(甲基)丙烯酸酯中之至少一者。
在一實施例中,樹脂組合物進一步包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.01至約15 wt%聚合引發劑。
在一實施例中,聚合引發劑包含2,2'-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮雙(異丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-氰基戊酸)及2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯中之至少一者。
在另一實施例中,製造用於有機絕緣層之樹脂組合物之方法包含藉由使以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至約40 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或不飽和羧酸與不飽和羧酸酐之混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約10 wt%異冰片基化合物、約20至約40 wt%二環戊二烯化合物及約0.01至約15 wt%聚合引發劑聚合而製得共聚物溶液及純化共聚物溶液。
在一實施例中,製造共聚物溶液包含製得含有不飽和羧酸、不飽和羧酸酐及不飽和羧酸與不飽和羧酸酐之混合物、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物、二環戊二烯化合物及聚合引發劑中任一者之溶液及加熱溶液。
在一實施例中,加熱溶液在約40至約80℃下進行。
在一實施例中,加熱溶液在約100至約500 rpm之速率下進行約4至48小時。
在一實施例中,製造用於有機絕緣層之樹脂組合物之方法進一步包含在加熱溶液之後添加約0.001至約1 wt%聚合抑制劑以完成聚合。
在一實施例中,聚合抑制劑包含不具有酚基之內酯、亞磷酸酯及膦酸酯中之至少一者。
在一實施例中,製造用於有機絕緣層之樹脂組合物之方法進一步包含在純化共聚物樹脂之後將共聚物樹脂溶解於溶劑中。
在一實施例中,溶劑包含丙酸酯、甲醇、丙二醇乙酸單乙酯、丙二醇丙酸單乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、卡必醇及丙二醇甲基乙基醚中之至少一者。
在另一實施例中,顯示面板包含基板、形成於基板上之複數個薄膜圖案及形成於薄膜圖案上之絕緣層。絕緣層包含藉由使以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至約35 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或不飽和羧酸與不飽和羧酸酐之混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約10 wt%異冰片基化合物及約20至約40 wt%二環戊二烯化合物聚合而形成之共聚物樹脂。
在一實施例中,薄膜圖案包含具有閘電極之閘極線、形成於閘極線上之閘極絕緣層、形成於與閘極線相對之閘極絕緣層表面預定區域上之半導體層、形成於閘極絕緣層及半導體層各自表面上且具有源電極之資料線及與源電極間隔分開而面向源電極之汲電極。
在另一實施例中,顯示面板進一步包含連接至絕緣層上之汲電極之像素電極。
在下文中,將詳細描述根據本發明之一實施例之用於有機絕緣層(本文亦稱為"絕緣層")之樹脂組合物。
應瞭解在本發明之以下揭示內容中,除非上下文另外清楚指出,否則本文所用之單數形式"一"及"該"亦意欲包含複數形式。應進一步瞭解術語"包括"在用於本說明書中時明確指明存在所述特點、整數、步驟、操作、元件、組件及前述內容之組合,但不排除存在及/或添加一或多個其他特點、整數、步驟、操作、元件、組件、組群及前述內容之組合。
應瞭解當提及一元件在另一元件"上"時或當提及一元件安置於兩個或兩個以上其他元件"之間"時,其可直接處於(亦即至少部分接觸)其他元件上或在其間可存在***元件。相反,當提及一元件安置於另一元件"上"時,除非另外指出,否則應理解為元件至少部分相互接觸。為便於簡單描述在本文中可使用空間相關術語,諸如"之間"及其類似術語來描述如圖中所說明之一元件或特點與另一(些)元件或特點之關係。應瞭解空間相關術語意欲涵蓋除了圖中描述之定向之外使用或操作中裝置之不同定向。裝置可另外定向(旋轉90度、倒轉或以其他定向)且本文所用之空間相關描述應相應作出解釋。同樣,除非另外指出,否則使用術語"相對"意謂在元件之相對側或表面上。舉例而言,當提及層之表面與另一表面或元件相對時,除非另外指出,否則其位於與第一表面共面之層之相對表面上。
除非另外定義,否則本文所用之所有術語(包含科技術語)具有與本發明所屬之領域之一般技術者通常所理解相同之含義。應進一步瞭解,除非本文清楚定義,否則諸如通用字典中定義之彼等之術語應解釋為具有與其在相關技術範圍中之含義相一致之含義且不應在理想化或過於刻板之意義上解釋。
根據一實施例之樹脂組合物包含丙烯酸系共聚物樹脂。
丙烯酸系共聚物樹脂係藉由使不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物;苯乙烯化合物;環氧化合物;異冰片基化合物及二環戊二烯化合物聚合而獲得。
不飽和羧酸或不飽和羧酸酐之實例包含(但不限於)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、甲基反丁烯二酸、桂皮酸、其酸酐或其混合物。
在一特定實施例中,丙烯酸、甲基丙烯酸或順丁烯二酸酐適用。
在一實施例中,丙烯酸系共聚物樹脂中包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至35 wt%之量的不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物,其中此等前述組份各自重量百分數之和構成共聚後基於鹼性水溶液中丙烯酸系共聚物樹脂之共聚反應性及溶解性丙烯酸系共聚物樹脂之總固體含量。
苯乙烯化合物之實例包含(但不限於)苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或其混合物。
較佳丙烯酸系共聚物樹脂中包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至40 wt%之量的苯乙烯化合物。
環氧化合物之實例包含(但不限於)(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丁基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環氧庚酯、鄰乙烯基苯甲基縮水甘油醚、間乙烯基苯甲基縮水甘油醚、對乙烯基苯甲基縮水甘油醚或其混合物。
當共聚反應中使用以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至40 wt%之量的環氧化合物時,可增強前述不飽和單體之共聚反應性、自丙烯酸系共聚物樹脂形成之圖案之黏著力及丙烯酸系共聚物樹脂之耐熱性。
異冰片基化合物之實例包含(但不限於)(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯或其混合物。
在一實施例中,丙烯酸系共聚物樹脂中包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.1至10 wt%之量的異冰片基化合物。若異冰片基化合物之含量大於約10 wt%,則可形成大量可昇華物質,在增加丙烯酸系共聚物樹脂鑄模之烘焙溫度後可觀察到其昇華。
二環戊二烯化合物之實例包含(但不限於)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、異三聚氰酸參-2-丙烯醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五甲基六氫吡啶酯、環氧乙烷雙酚A(甲基)丙烯酸酯或其混合物。
在一實施例中,丙烯酸系共聚物樹脂中包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約20至40 wt%之量的二環戊二烯化合物。
不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物之聚合係由聚合引發劑起始。
聚合引發劑之實例包含(但不限於)過氧化物或偶氮化合物,偶氮化合物之實例包含(但不限於)2,2'-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮雙(異丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-氰基戊酸)或2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯。
在一實施例中,包含以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.01至15 wt%之量的聚合引發劑。若聚合引發劑之含量低於約0.01 wt%,則分子量變得過高,而若聚合引發劑之含量大於約15 wt%,則分子量可能變得過低。因此,可由過高或過低分子量產生之圖案形狀可能非吾人所需,且丙烯酸系共聚物樹脂膜之顯影能力及膜厚度耗損速率可能會惡化(亦即增加)。
將不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物、二環戊二烯化合物及聚合引發劑溶解於溶劑中,且可因而藉由在溶液中聚合產生丙烯酸系共聚物樹脂。
可用作聚合溶劑之溶劑之實例包含(但不限於)甲醇、四氫呋喃、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇甲基乙基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚、丙二醇乙酸甲基乙酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、丙二醇丁基醚乙酸酯、丙二醇丙酸甲基乙酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯、丙二醇丁基醚丙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、環己酮、4-羥基4-甲基2-戊酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯或3-丁氧基丙酸丁酯。溶劑可單獨或以其混合物之形式使用。
溶劑之量無限制,但可為不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量之約1至10倍重量。
在預定溫度下進行溶液聚合來製備丙烯酸系共聚物樹脂溶液。
當在高於諸如偶氮化合物之引發劑10小時半衰期溫度之溫度下進行溶液聚合時,可獲得高產率。在一實施例中,在約40至約80℃之溫度範圍內且更佳在約45至約70℃之範圍內進行溶液聚合。與此相關,可在約100至約500 rpm且更特定約150至約400 rpm之反應攪拌速率下進行溶液聚合歷經約4至約48小時之時間。
亦可添加聚合抑制劑以完成溶液聚合。在一實施例中,聚合抑制劑包含(例如)不具有酚基之內酯、亞磷酸酯或膦酸酯。添加以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.001至約1 wt%之量的抑制劑。此外,使用足夠減少丙烯酸系共聚物樹脂變色、增加熱穩定性且延長儲存穩定性之量的聚合抑制劑。
在上文提及之條件下,在溶液聚合期間,溶液中單體形成丙烯酸系共聚物之轉化百分率可為不飽和單體總裝載量之約45至80 wt%。
可將經由上文提及之程序聚合之丙烯酸系共聚物溶液純化以產生最終丙烯酸系共聚物樹脂。
可進行在高真空中使未反應之單體、聚合引發劑及有機溶劑自丙烯酸系共聚物溶液揮發之方法,進行與有機氧化物自由基引發劑聚合反應之方法或將共聚物溶液滴至過量非溶劑(亦即其中丙烯酸聚合物樹脂不溶解之溶劑)上且因而沉澱丙烯酸系共聚物之方法來達成純化。在上文提及之方法中,將共聚物溶液滴至過量非溶劑上且因而沉澱丙烯酸系共聚物之方法較佳。此方法可包含將共聚物溶液滴至諸如己烷、庚烷、甲醇或水之非溶劑上以沉澱聚合物,過濾且收集聚合物且(若需要)將所得聚合物溶解於溶劑中。可將未反應之單體及聚合引發劑藉由上文提及之純化方法自丙烯酸系共聚物溶液中移除以改良丙烯酸系共聚物樹脂品質及諸如多分散性之特性。
將由此純化之丙烯酸系共聚物樹脂溶解於一或多種溶劑中,諸如乙氧基丙酸乙酯、甲醇、丙二醇乙酸單乙酯、丙二醇丙酸單乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丁基卡必醇或丙二醇甲基乙基醚以產生丙烯酸系共聚物樹脂溶液。
可根據以下實驗性實例及示範性實施例可獲得對本發明之更佳理解,闡述其係用以說明本發明,而不應將其解釋為限制本發明。
將包含作為不飽和單體之約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯、約1 wt%甲基丙烯酸異冰片酯、約29 wt%丙烯酸二環戊烯氧基乙酯及以100重量份上文提及之固體計約400重量份四氫呋喃(溶劑)之溶液置於1L具有攪拌器及冷卻器之反應容器中。將溶液在容器中以約400 rpm之速率混合且接著向其中添加以不飽和單體總量計15 wt% 2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為引發劑。
將含有所得溶液之容器緩慢加溫至約58℃且在此溫度下維持約28小時以產生共聚物溶液。
接著,添加約500 ppm亞磷酸酯作為聚合抑制劑以完成聚合。
隨後,逐滴添加約5,000重量份己烷至共聚物溶液中以沉澱聚合物且接著進行過濾及收集聚合物。接著,向其中添加約100重量份丙酸酯且接著將混合物加熱至約30℃以產生丙烯酸系共聚物樹脂。
將由此製備之丙烯酸系共聚物樹脂塗覆於玻璃基板上且在約100℃下預烘焙約1 min以移除溶劑。隨後,將經塗佈之玻璃基板以具有約15 mW/cm2
照射功率之UV光線在約365 nm波長下照射約15 sec且使用具有預定圖案之遮罩圖案化且隨後在烘箱中在約220℃下進行熱處理約60 min以產生絕緣層。
除了組合物含有約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯、約5 wt%甲基丙烯酸異冰片酯及約25 wt%丙烯酸二環戊烯氧基乙酯之外,重複實驗性實例1之程序產生丙烯酸系共聚物樹脂及絕緣層。
除了組合物含有約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯、約15 wt%甲基丙烯酸異冰片酯及約15 wt%丙烯酸二環戊烯氧基乙酯之外,重複實驗性實例1之程序產生丙烯酸系共聚物樹脂及絕緣層。
除了組合物含有約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯、約20 wt%甲基丙烯酸異冰片酯及約10 wt%丙烯酸二環戊烯氧基乙酯之外,重複實驗性實例1之程序產生丙烯酸系共聚物樹脂及絕緣層。
除了組合物含有約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯、約25 wt%甲基丙烯酸異冰片酯及約5 wt%丙烯酸二環戊烯氧基乙酯之外,重複實驗性實例1之程序產生丙烯酸系共聚物樹脂及絕緣層。
除了組合物含有約35 wt%甲基丙烯酸、約5 wt%苯乙烯、約30 wt%甲基丙烯酸縮水甘油酯及約30 wt%甲基丙烯酸異冰片酯但無丙烯酸二環戊烯氧基乙酯之外,重複實驗性實例1之程序產生丙烯酸系共聚物樹脂及絕緣層。
實驗性實例1至6之不飽和單體含量概述於表1中。
實驗性實例1及2之絕緣層包含本發明之樹脂組合物且實驗性實例3至6為比較實例。
實驗性實例1至6中所形成之絕緣層之除氣量使用以下程序來量測。
首先,使用小刀分離實驗性實例1至6中形成之層提供約30 mg之量的樣品。在約220℃下在等溫條件下經約60 min使用熱解重量分析(TGA)設備量測樣品重量之減少量。重量減少量(樣品總重量之百分數)小於約0.5 wt%之情況由符號'O'顯示,重量減少量為約0.5至約1.5 wt%之情況由符號'△'顯示且重量減少量大於約1.5 wt%之情況藉由符號'×'顯示。
結果顯示於表2中。
自表2證實除氣程度在實驗性實例1及2之樹脂組合物之情況下係理想的且除氣量在實驗性實例3至6(比較)之樹脂組合物之情況下較大。
此外,根據下文所述之示範性實施例形成包含實驗性實例1、3及5中所產生之絕緣層之顯示面板且評估顯示面板中形成之附帶影像。
使用以下程序測試附帶影像。首先,製備用於測試亦包含實驗性實例1、3及5之絕緣層之顯示面板。將複數個像素以檢測圖案置於用於測試之顯示面板中。首先,將不符合白色或黑色之灰色資料電壓施加至顯示面板作為測試來量測屏幕之亮度,根據長度及寬度交替安置之一部分像素變黑且其餘像素變白。將所得顯示面板置放約10小時。隨後,施加灰色資料電壓來量測屏幕之亮度。藉此,進行附帶影像之評估。
使用預定公式用數字評估視時間而定之附帶影像之出現率且結果描述於表3中。
在表3中,數字越小,對應於實驗性實例之絕緣層之除氣量越小。較低數字意謂絕緣層係理想的。因而,自表3證實具有最低數字之實驗性實例1之絕緣層適用。
現在將在下文參照顯示本發明之較佳實施例之附圖更全面描述本發明。熟習此項技術者應瞭解所述之實施例可以多種不同方式進行修改,所有修改均不背離本發明之精神或範疇。
在本發明之示範性實施例中,參考圖1至15描述一種薄膜電晶體陣列面板,其包含由上文提及之樹脂組合物形成之絕緣層及一種製造薄膜電晶體陣列面板之方法。
首先,參考圖1至3描述根據本發明之一示範性實施例之薄膜電晶體陣列面板之結構。
圖1為說明根據一示範性實施例之薄膜電晶體陣列面板之結構之布局圖且圖2及3為圖1之薄膜電晶體陣列面板沿線II-II及III-III所取之剖視圖。
複數個閘極線121(圖1)及複數個儲存電極線131(圖1、2)形成於由(例如)透明玻璃或塑料製成之(下層)絕緣基板110(圖2、3)之表面上。
閘極線121傳輸閘極訊號且大體上在水平方向(亦即如圖1中顯示之x方向)上延伸。各閘極線121包含複數個向下突出之閘電極124(圖1、2)及具有較大面積以連接至另一層或外部驅動電路之末端部分129(圖1、3)。用於產生閘極訊號之閘極驅動電路(未顯示)可安裝在附著於下層基板110上之可撓性印刷電路膜(未顯示)上,可直接安裝在下層基板110上或可集成至下層基板110上。當閘極驅動電路集成至基板110上時,閘極線121可延伸以直接連接至閘極驅動電路。
將預定電壓施加至儲存電極線131,且儲存電極線131包含與閘極線121幾乎平行延伸之幹線及自幹線分枝之複數對儲存電極133a(圖1、2)及133b(圖1、2)。儲存電極線131之各者係設置於兩個相鄰閘極線121之間,且幹線鄰近兩個相鄰閘極線121中之較低者。儲存電極133a及133b各自包含連接至幹線之固定末端及在相對側上之自由末端。儲存電極133b之固定末端具有較大面積,且自由末端分成直線部分及彎曲部分。然而,儲存電極線131之形狀及排列可以多種方式進行修改。
閘極線121及儲存電極線131可由含鋁金屬(諸如鋁(Al)或鋁合金)、含銀金屬(諸如銀(Ag)或銀合金)、含銅金屬(諸如銅(Cu)或銅合金)、含鉬金屬(諸如鉬(Mo)或鉬合金)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉭(Ta)或鈦(Ti)製成。
閘極線121及儲存電極線131之側表面相對於基板110之表面傾斜,且側表面與基板之間的傾斜角可在約30至80°之範圍內。
由(例如)氮化矽(SiNx
)或氧化矽(SiO2
)製成之閘極絕緣層140(圖2、3)形成於閘極線121及儲存電極線131上。
複數個由氫化非晶矽(簡稱為"a-Si")或多晶矽製成之半導體條帶151(圖1、2)形成於閘極絕緣層140上。半導體條帶151大體上在垂直方向(亦即在自圖1之平面伸出之z方向上與x-y平面垂直)上延伸且包含向閘電極124突出之複數個突起154(圖1、2)。半導體條帶151各自在閘極線121及儲存電極線131附近具有較大寬度以覆蓋閘極線121及儲存電極線131。
複數個歐姆接觸條帶及島狀物161(圖2)及165(圖2)形成於半導體條帶151上。歐姆接觸條帶及島狀物161及165可由n+氫化非晶矽(其中摻以高濃度之諸如磷(P)之n-型雜質)或矽化物製成。歐姆接觸條帶161包含複數個突起163(圖2)且突起163與歐姆接觸島狀物165係成對提供於半導體條帶151之突起154上。
半導體條帶151及歐姆接觸條帶及島狀物161及165之側表面相對於基板110之表面傾斜且側表面與基板110之間的內斜角在約30至80°之範圍內。
複數個資料線171(圖1、2)及複數個汲電極175(圖1、2)形成於歐姆接觸條帶及島狀物161及165及閘極絕緣層140上。
資料線171傳輸數據訊號且大體上在垂直方向延伸上而跨過閘極線121。此外,資料線171各自跨過在相鄰儲存電極133a與133b之間形成的儲存電極線131。資料線171各自包含向閘電極124延伸之複數個源電極173(圖1、2)及具有較大面積以連接至另一層或外部驅動電路之末端部分179(圖1、3)。
汲電極175與資料線171分離且面向之間具有閘電極124之源電極173。汲電極175各自包含具有較大寬度之末端部分且另一末端部分呈桿形。具有較大寬度之末端部分與儲存電極線131重疊且呈桿形之另一末端部分由彎曲成U形之源電極173部分圍繞。
閘電極124、源電極173、汲電極175及半導體條帶151之突起154形成薄膜電晶體("TFT")且薄膜電晶體之通道形成於源電極173與汲電極175之間的突起154中。
與閘極線121相似,資料線171及汲電極175可由各種金屬材料或導體製成。
資料線171及汲電極175之側表面相對於基板110之表面傾斜且側表面與基板之間的內斜角可在約30至80°之範圍內。
鈍化層180(圖2、3)形成於資料線171、汲電極175及曝露於外之突起154部分上。
鈍化層180由上文提及之丙烯酸系共聚物樹脂(亦即上文揭示之有機絕緣層)製成且鈍化層180之表面可經平面化。在一實施例中,鈍化層180可具有雙層結構,其包含下部無機層及上部有機層以使其不破壞半導體條帶151之曝露部分同時提供有機層優良的絕緣特徵。
鈍化層180具有複數個接觸孔182(圖1、3)及185(圖1、2),其分別曝露資料線171之末端部分179及汲電極175。此外,鈍化層180及閘極絕緣層140各自具有曝露閘極線121之末端部分129之複數個接觸孔181(圖1、3)及曝露儲存電極133b固定末端附近之一部分儲存電極線131之複數個接觸孔183a及183b。
複數個像素電極191(圖1、2)、複數個跨接83(圖1)及複數個接觸輔助元件81及82(圖1、3)形成於鈍化層180上。
像素電極191經由接觸孔185實體及電連接至汲電極175且將資料電壓自汲電極175施加至像素電極191。
像素電極191與儲存電極133a及133b及儲存電極線131重疊。像素電極191及電連接至像素電極191之汲電極175與儲存電極線131重疊而形成電容器。此電容器稱為儲存電容器且儲存電容器改良液晶電容器之電壓保持效能。
接觸輔助元件81及82分別經由接觸孔181及182連接至閘極線121之末端部分129及資料線171之末端部分179。接觸輔助元件81及82改良資料線171之末端部分179與外部裝置之間及閘極線121之末端部分129與外部裝置之間的黏著特性。此外,接觸輔助元件81及82保護資料線171之末端部分179及閘極線121之末端部分129。
跨接83跨過閘極線121且經由接觸孔183a及183b(在其間提供閘極線121)連接至儲存電極線131之曝露部分及儲存電極133b自由末端之曝露末端部分。儲存電極133a及133b及儲存電極線131可與跨接83一起使用來修復閘極線121、資料線171或薄膜電晶體之缺點。
在下文中,將參考圖4至15詳細描述圖1至3中顯示之薄膜電晶體陣列面板之方法。
圖4、7、10及13為按順序說明根據本發明之示範性實施例之薄膜電晶體陣列面板之製造方法之布局圖,圖5及6為圖4之薄膜電晶體陣列面板沿線V-V及VI-VI所取之剖視圖,圖8及9為圖7之薄膜電晶體陣列面板沿線VIII-VIII及IX-IX所取之剖視圖,圖11及12為圖10之薄膜電晶體陣列面板沿線XI-XI及XII-XII所取之剖視圖,且圖14及15為圖13之薄膜電晶體陣列面板沿線XIV-XIV及XV-XV所取之剖視圖。
首先,如圖4至6中顯示,將金屬層使用濺鍍法覆在絕緣基板110(圖5、6)上且經歷光微影處理以形成包含閘電極124(圖4、5)及末端部分129(圖4、6)之閘極線121(圖4)及包含儲存電極133a及133b(兩者均於圖4、5中)之儲存電極線131(圖4、5)。
接著,如圖7至9中顯示,將閘極絕緣層140(圖8、9)、內在非晶矽(a-Si)層(未顯示)及摻有雜質之非晶矽(n+ a-Si)層(未顯示)使用電漿增強化學氣相沈積("PECVD")連續沈積於包含閘電極124(圖8)及末端部分129(圖9)之閘極線121(圖7)上及儲存電極133a及133b(圖7、8)上且接著經乾式蝕刻形成包含突起154之半導體條帶151及雜質半導體層164(圖8)。
接著,如圖10至12中顯示,藉由濺鍍法使金屬層形成於閘極絕緣層140(圖11、12)及雜質半導體層164(圖11)上且經歷光微影及蝕刻處理以形成包含源電極173(圖10、11)及末端部分179(圖10、12)之資料線171(圖10、11)及汲電極175(圖10、11)。
接著,如圖13至15中顯示,移除未經源電極173(圖13、14)及汲電極175(圖13、14)覆蓋之曝露雜質半導體層164(自圖11)以產生具有複數個突起163(圖14)及複數個歐姆接觸島狀物165(圖14)之複數個歐姆接觸條帶161(圖13)且部分曝露其下之半導體條帶之突起154(圖13、14)。在此情況下,進行氧(O2
)電漿處理以穩定突起154曝露部分之表面。
隨後,塗覆上文提及之丙烯酸系共聚物樹脂溶液以形成鈍化層180(圖14、15)且將鈍化層180曝光及顯影以形成複數個接觸孔181(圖13、15)、182(圖13、15)、183a(圖13)、183b(圖13)及185(圖13、14)。
最後,如圖1至3中顯示,使透明導電層(諸如ITO)形成於鈍化層180上且經歷光微影及蝕刻處理以形成像素電極191、接觸輔助元件81及82及跨接83。
有機絕緣層之耐熱性得到改良從而防止在後續處理期間破壞絕緣層。因此,可能改良有機絕緣層之透射率及黏著特性且防止用有機絕緣層製備之顯示器的特徵性缺點,諸如由自絕緣層除氣所引起之附帶影像。
雖然已聯繫目前認為係實踐示範性實施例之內容描述本發明,但應瞭解本發明不侷限於所揭示之實施例,而相反其意欲涵蓋所附加申請專利範圍之精神及範疇內所包含的各種修改及等效排列。
81...接觸輔助元件
82...接觸輔助元件
83...跨接
110...絕緣基板
121...閘極線
124...閘電極
129...閘極線之末端部分
131...儲存電極線
133a...儲存電極
133b...儲存電極
140...閘極絕緣層
151...半導體條帶
154...半導體
161...歐姆接觸條帶
163...歐姆接觸層
164...雜質半導體層
165...歐姆接觸層
171...資料線
173...源電極
175...汲電極
179...資料線之末端部分
180...鈍化層
181...接觸孔
182...接觸孔
183a...接觸孔
183b...接觸孔
185...接觸孔
191...像素電極
圖1為說明根據一示範性實施例之示範性薄膜電晶體陣列面板之結構之布局圖,圖2及3為圖1之示範性薄膜電晶體陣列面板沿線II-II及III-III所取之剖視圖,圖4、7、10及13為按順序說明根據本發明之示範性實施例之示範性薄膜電晶體陣列面板之製造方法之布局圖,圖5及6為圖4之示範性薄膜電晶體陣列面板沿線V-V及VI-VI所取之剖視圖,圖8及9為圖7之示範性薄膜電晶體陣列面板沿線VIII-VIII及IX-IX所取之剖視圖,圖11及12為圖10之示範性薄膜電晶體陣列面板沿線XI-XI及XII-XII所取之剖視圖,且圖14及15為圖13之示範性薄膜電晶體陣列面板沿線XIV-XIV及XV-XV所取之剖視圖。
110...絕緣基板
124...閘電極
131...儲存電極線
133a...儲存電極
133b...儲存電極
140...閘極絕緣層
151...半導體條帶
154...半導體
161...歐姆接觸條帶
163...歐姆接觸層
165...歐姆接觸層
171...資料線
173...源電極
175...汲電極
180...鈍化層
185...接觸孔
191...像素電極
Claims (18)
- 一種用於一有機絕緣層之樹脂組合物,其係藉由使以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至約35 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約5 wt%異冰片基化合物及約20至約40 wt%二環戊二烯化合物聚合而製得。
- 如請求項1之樹脂組合物,其中該不飽和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、甲基反丁烯二酸或桂皮酸中之至少一者。
- 如請求項1之樹脂組合物,其中該苯乙烯化合物包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯或乙烯基甲苯中之至少一者。
- 如請求項1之樹脂組合物,其中該環氧化合物包括(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丁基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環氧庚酯、鄰乙烯基苯甲基縮水甘油醚、間乙烯基苯甲基縮水甘油醚或對乙烯基苯甲基縮水甘油醚中之至少一者。
- 如請求項1之樹脂組合物,其中該異冰片基化合物包括(甲基)丙烯酸異冰片酯。
- 如請求項1之樹脂組合物,其進一步包括以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.01至約15 wt%之聚合引發劑。
- 如請求項6之樹脂組合物,其中該聚合引發劑包括2,2'-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮雙(異丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-氰基戊酸)或2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯中之至少一者。
- 一種製造用於一有機絕緣層之樹脂組合物之方法,該方法包括:藉由使約5至約40 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約5 wt%異冰片基化合物、約20至約40 wt%二環戊二烯化合物及約0.01至約15 wt%聚合引發劑聚合而製備共聚物溶液,其中前述組份各自之量係以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物之總重量計;及純化該共聚物溶液。
- 如請求項8之方法,其中該共聚物溶液之製備包括:製備包括該不飽和羧酸、該不飽和羧酸酐或其混合物;該苯乙烯化合物;該環氧化合物;該異冰片基化合 物;該二環戊二烯化合物及該聚合引發劑之溶液,及加熱該溶液。
- 如請求項9之方法,其中該溶液之加熱係在約40至約80℃之溫度下進行。
- 如請求項10之方法,其中該溶液之加熱係在約100至約500 rpm之速率下進行約4至約48小時。
- 如請求項9之方法,其進一步包括在加熱該溶液之後添加以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、環氧化合物、異冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約0.001至約1 wt%之聚合抑制劑以完成聚合。
- 如請求項12之方法,其中該聚合抑制劑包括各自不含有酚基之內酯、亞磷酸酯或膦酸酯中之至少一者。
- 如請求項8之方法,其進一步包括在純化該共聚物樹脂之後將該共聚物樹脂溶解於溶劑中。
- 如請求項14之方法,其中該溶劑包括丙酸乙氧基乙酯、甲醇、丙二醇乙酸單乙酯、丙二醇丙酸單乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丁基卡必醇或丙二醇甲基乙基醚中之至少一者。
- 一種顯示面板,其包括:一基板;形成於該基板上之複數個薄膜圖案;及形成於該等薄膜圖案上之一絕緣層,其中該絕緣層包括共聚物樹脂,其係藉由使以不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、苯乙烯化合物、環氧化合物、異 冰片基化合物及二環戊二烯化合物總重量計約5至約35 wt%不飽和羧酸、不飽和羧酸酐或其混合物、約5至約40 wt%苯乙烯化合物、約5至約40 wt%環氧化合物、約0.1至約15 wt%異冰片基化合物及約20至約40 wt%二環戊二烯化合物聚合而形成。
- 如請求項16之顯示面板,其中該等薄膜圖案包括具有閘電極之閘極線、形成於該等閘極線上之一閘極絕緣層、形成於該閘極絕緣層之一預定區域上之一半導體層、形成於該閘極絕緣層及該半導體層上且具有源電極之資料線及與該等源電極間隔分開而面向該等源電極之汲電極。
- 如請求項17之顯示面板,其進一步包括連接至該絕緣層上之該等汲電極之像素電極。
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