專利名稱：感光性樹脂組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在形成液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,以下稱為 “IXD”)等影像顯示元件的遮光膜中適合的感光性樹脂組成物(Photosensitive resin composition)。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置利用液晶分子的光學(xué)異方性和雙折射特性而顯示影像，并且如果施 加電場，則液晶的排列會(huì)改變，從而根據(jù)改變的液晶的排列方向，光的透射特性也會(huì)改變。一般的液晶顯示裝置，是將分別形成有電場生成電極的兩個(gè)基板，以兩個(gè)形成有 電極的面對(duì)向的方式配置，并在兩基板之間注入液晶物質(zhì)之后，通過向兩個(gè)電極施加電壓 而產(chǎn)生的電場來使液晶分子移動(dòng)，從而通過由此改變的光的透射率來顯示影像的裝置。將廣泛使用的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的結(jié)構(gòu)作為一例進(jìn)行說明如下， 其包括排列有薄膜晶體管和像素電極的下部基板、即所謂陣列基板；以及在由塑料或玻 璃構(gòu)成的基板上部上，交替有黑色矩陣和紅、綠、藍(lán)的三色染色層，并為了保護(hù)彩色濾光片 并維持表面活性，在上面形成有如聚酰亞胺、聚丙烯酸酯、聚氨酯等材料的厚度為ι μ m至 3 μ m的涂層(OVERCOAT)，并且在該涂層上部形成有施加用于液晶驅(qū)動(dòng)的電壓的銦錫氧化 物(ITO)透明導(dǎo)電膜層的上部基板、即所謂彩色濾光片基板；以及充滿在上、下部基板之間 的液晶，并且在兩個(gè)基板的兩面上分別附著有對(duì)可見光線(自然光)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)偏光的偏光 板。在根據(jù)外部的周邊電路向構(gòu)成像素的TFT的柵極施加電壓而使晶體管成為開啟狀態(tài)， 從而成為能夠向液晶輸入影像電壓的狀態(tài)之后，施加影像電壓并在液晶上存儲(chǔ)影像信息 后，使晶體管關(guān)閉，并顯示一定時(shí)間的影響影像，以保存液晶充電器及輔助充電器中存儲(chǔ)的 電荷。當(dāng)在液晶上施加電壓時(shí)，液晶的排列會(huì)變化，并且光透射該狀態(tài)的液晶時(shí)會(huì)產(chǎn)生衍 射。使該光透過偏光板而得到想要的影像。最近，嘗試將液晶顯示裝置的彩色濾光片形成在下部基板、即陣列基板，而不是形 成在上部基板、即彩色濾光片基板，從而提高開口率，并減少制造工序的同時(shí)減少制造費(fèi)用。考慮到這種結(jié)構(gòu)變化，制造彩色濾光片的方法通常都會(huì)使用染色方式、分散方式、 電沉積方式、印刷方式、噴射方式等，并且根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方式制造的彩色濾光片的 技術(shù)，具有使彩色濾光片制造工序簡單化并減少制造費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。但是，根據(jù)噴墨打印機(jī)的 噴射方式制造的彩色濾光片，在確保玻璃基板中顯示單元內(nèi)的均勻性上存在很大的問題。 導(dǎo)致彩色濾光片的均勻性不良的原因主要是，噴墨打印機(jī)頭的各噴嘴突出的墨量存在差 異。根據(jù)噴墨打印機(jī)頭的各噴嘴突出的墨量的差異，使得存在根據(jù)充滿在各像素區(qū)域的彩 色墨水的量不同而被確認(rèn)為污點(diǎn)的問題。另外，在與遮光圖案，即黑色矩陣定義的像素區(qū)域?qū)?yīng)的內(nèi)部空間上，充滿彩色墨 水的情況下，根據(jù)遮光圖案和上述彩色墨水之間的排斥力和彩色墨水的表面張力，而使彩 色墨水的表面成為突出的凸圓形狀。如上所述，根據(jù)在內(nèi)部空間上填充為凸圓形狀的彩色墨水，形成在像素區(qū)域中央的彩色濾光片的厚度、與形成在像素區(qū)域邊緣的彩色濾光片的 厚度之間的差會(huì)產(chǎn)生色差。由此產(chǎn)生的彩色濾光片的均勻性不良的問題肯定會(huì)降低顯示質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實(shí)施例的目的在于，提供一種在形成硬化膜時(shí)能體現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)密度的 同時(shí)具有適當(dāng)?shù)氖杷缘母泄庑詷渲M成物。特別是，本發(fā)明一實(shí)施例的目的在于，提供一種根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方式形成 染色層時(shí)作為隔膜材料的感光性樹脂組成物。本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種感光性樹脂組成物，該組成物包括堿可溶性丙烯酸 粘合劑樹脂和卡多型(Card0 Type)粘合劑樹脂，其中，在形成樹脂硬化膜時(shí)，每單位厚度 2.0μπι的光學(xué)密度(OD)為2.0以上，并且，堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂是原料單體，為包 含能用C (O)OCHCH2 (CF2) XCF3(此處，χ為1至12的整數(shù))表示的單體的組成物的聚合物，其
氟含量為5至50重量％。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂具有包 含酸性官能團(tuán)的單體、和能夠與該單體共聚的單體?？紤]到耐堿性的特性，堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂還可以包括含有環(huán)氧基的單 體。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，還可以包括具有乙烯不飽和雙鍵的 多官能性單體；共聚引發(fā)劑；以及溶劑。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂的含量 為，相對(duì)于感光性樹脂組成物的總固形分含量，含有1至50重量％。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，感光性樹脂組成物可以包含從碳 黑、鈦黑、乙炔碳黑、苯胺黑、茈黑、鈦酸鍶、氧化鉻以及氧化鈰中選擇的至少一種黑色色素。所述黑色色素的含量以固形分含量為基準(zhǔn)為包含5至60重量％。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，感光性樹脂組成物包含染色劑，該 染色劑含有至少兩種與該染色劑混合后能夠?qū)嵸|(zhì)上體現(xiàn)黑色的色素混合成分。作為優(yōu)選的 一實(shí)施例，色素混合成分的必要成分為紅色色素及藍(lán)色色素，并且還可以包含從黃色色素、 綠色色素以及紫色色素中選擇的單獨(dú)或混合物。作為更具體的一例色素混合成分中，以染色劑的總重量中的固形分含量為基準(zhǔn)， 包括10 50重量％的紅色色素、10 50重量％的藍(lán)色色素、1 20重量％的黃色色素以 及1 20重量％的綠色色素。作為其他的一例，色素混合成分中，以染色劑總重量中的固形分含量為基準(zhǔn)，包含 1 20重量％的紫色色素。本發(fā)明的一實(shí)施例中，色素混合成分還可以包括黑色色素。此時(shí)，黑色色素含有以 染色劑總重量中的固形分含量為基準(zhǔn)的15重量％以下。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，染色劑相對(duì)于感光性樹脂組成物的
總重量含有20至80重量％。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，色素混合成分為每個(gè)色素分散在溶劑中的色素分散液形態(tài)。此時(shí)，色素分散液可以包含從丙烯酸酯色素分散劑中選擇的至 少一種色素分散劑。更具體地講，色素分散液可以包含色素分散液總重量中的3至20重 量％的色素分散劑。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，色素分散液具有含有氟基的丙烯酸 粘合劑樹脂。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，卡多型粘合劑樹脂含有氟基。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物中，感光性樹脂組成物具有含有氟基的 環(huán)氧單體。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，具有含有氟基的硅氧烷系單體。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，在形成樹脂硬化膜時(shí)，每Ig重量的硬 化膜，氟的含量為5至50重量％。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，在形成樹脂硬化膜時(shí)，相對(duì)于水的接 觸角為85°以上，相對(duì)于2-乙氧基乙醇的接觸角可以是35°以上，優(yōu)選為，在形成樹脂硬 化膜時(shí)，相對(duì)于水的接觸角可以是85°至110°，并且在形成樹脂硬化膜時(shí)，相對(duì)于2-乙氧 基乙醇的接觸角可以為35°至50°。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，在形成樹脂硬化膜時(shí)，介電常數(shù)為10 以上。本發(fā)明一示例的實(shí)施例提供一種彩色濾光基板，包括利用上述實(shí)施例中所述的 感光性樹脂組成物，通過光刻法形成的黑色矩陣。本發(fā)明一示例的實(shí)施例提供一種薄膜晶體管基板，包括利用上述實(shí)施例中所述 的感光性樹脂組成物，通過光刻法形成的黑色矩陣。本發(fā)明一示例的實(shí)施例提供一種影像顯示元件，包括作為上部基板的上述實(shí)施例 中的彩色濾光基板。本發(fā)明一示例的實(shí)施例提供一種影像顯示元件，包括作為下部基板的上述實(shí)施例 中的薄膜晶體管基板。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物，在形成硬化膜時(shí)，表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué) 密度的同時(shí)，表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)氖杷?，從而在利用該感光性樹脂組成物形成具有遮光性的圖 案時(shí)，以根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方式將彩色墨水注入到由遮光圖案定義的區(qū)域內(nèi)，從而解 決了彩色墨水越過遮光圖案而混色、或者脫離位置的問題。因此，可以容易地以噴墨打印機(jī) 的噴射方式形成染色層，肯定能減少顯示不良。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。在制造彩色濾光片時(shí)，根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方法是，在用具有遮光性的感光性 樹脂組成物通過光刻法形成遮光圖案后，在與遮光圖案定義的各像素對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)噴涂各 個(gè)彩色墨水(紅、綠、藍(lán))而形成染色層的方法。在用這樣的方法形成染色層時(shí)，與根據(jù)光刻法形成紅、綠、藍(lán)的染色層的方法相 比，可以使工序簡單化，并節(jié)省費(fèi)用。并且，根據(jù)彩色墨水的注入量而增加色彩再現(xiàn)率從而 色彩再現(xiàn)性良好，使圖案的厚度及組成恒定。并且，相比于用微電路構(gòu)成圖案更容易，并且也很容易應(yīng)用到柔性顯示器等。另外，光刻膠、溶劑以及能量等浪費(fèi)少，從而是一種環(huán)保的 方法。但是，根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方法需要噴墨打印的準(zhǔn)確性和能力，并需要與噴墨 打印有關(guān)的器械。本發(fā)明是作為其一部分而提出，涉及一種感光性樹脂組成物，其在用如上所述的 根據(jù)噴墨打印機(jī)的噴射方法形成染色層時(shí)，能夠形成有用的遮光圖案。從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹脂組成物包括堿可溶性丙烯酸 粘合劑樹脂以及卡多型粘合劑樹脂，并且在形成樹脂硬化膜時(shí)，使每單位厚度2. 0 μ m的 光學(xué)密度(OD)成為2.0以上，且堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂是原料單體，是包含用C(O) OCHCH2 (CF2) XCF3(此處，χ為1至12的整數(shù))表示的單體的組成物的聚合物，其氟含量為5 至50重量％。如果對(duì)于從感光性樹脂組成物得到的硬化膜，使每單位厚度2 μ m的光學(xué)密度 (OD)不足2. 0，則即使厚度稍微變厚也很難表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)恼诠庑Ч?，?dāng)作為遮光膜時(shí)由于 不能充分地表現(xiàn)出遮光性，從而有可能透射到透明像素以外而不能對(duì)未控制的光進(jìn)行遮光。另一方面，組成感光性樹脂組成物的粘合劑中的堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂可以 使用包括酸性官能團(tuán)(acid functional group)的單體、和能夠與該單體共聚的單體進(jìn)行 共聚而形成的共聚物。當(dāng)如上所述根據(jù)共聚形成時(shí)，相比于通過單獨(dú)聚合制造的樹脂，可以提高薄膜的 強(qiáng)度。并且，還可以使用如上形成的共聚物與包含環(huán)氧基的乙烯不飽和化合物進(jìn)行高分子 反應(yīng)而制造的高分子化合物。S卩、對(duì)于上述堿可溶性粘合劑樹脂，還可以使用通過包含酸性官能團(tuán)的單體、和能 夠與該單體共聚的單體的共聚而形成的共聚物。并且，在上述共聚物的基礎(chǔ)上，還可以同時(shí) 使用在上述共聚物結(jié)構(gòu)上結(jié)合包含環(huán)氧基的乙烯不飽和化合物而形成的高分子化合物。作為包含上述酸性官能團(tuán)的單體的非限制性的例子，存在甲基丙烯酸，2-丁烯 酸，衣康酸，馬來酸，富馬酸，順丁烯二酸單甲酯，異戊二烯磺酸，苯乙烯磺酸，5-降冰片 烯-2-羧酸等。這些可以單獨(dú)使用，也可以混合兩種以上使用。特別是，在考慮到硬化膜的耐堿性強(qiáng)的特性，優(yōu)選使用包含環(huán)氧基的粘合劑樹脂， 并且從該觀點(diǎn)考慮，在制造堿可溶性樹脂時(shí)，在使用包含酸性官能團(tuán)的單體以外，還并用包 含環(huán)氧基的單體。作為包含環(huán)氧基的單體的一例，雖然可以例舉有丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸 縮水甘油酯、α -乙基丙烯酸縮水甘油酯、α -η-丙基丙烯酸縮水甘油酯、α -η- 丁基丙烯酸 縮水甘油酯、丙烯酸_3，4-環(huán)氧丁酯、甲基丙烯酸_3，4-環(huán)氧丁酯、丙烯酸_6，7-環(huán)氧庚酯、 甲基丙烯酸-6，7-環(huán)氧庚酯、α -乙基丙烯酸-6，7-環(huán)氧庚酯、鄰-乙烯基芐基縮水甘油醚、 間-乙烯基芐基縮水甘油醚、對(duì)-乙烯基芐基縮水甘油醚等，但并不限定于此。并且，考慮到在制造根據(jù)本發(fā)明的感光性樹脂組成物的硬化膜時(shí)，需要體現(xiàn)疏水 性，優(yōu)選使堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂含有氟基，并且考慮到此點(diǎn)，可以并用丙烯酸粘合劑 樹脂制造用單體中含氟基的單體。此時(shí)，可使用含氟基的單體，只要是可以與其他單體共聚，并且具有一個(gè)碳-碳雙鍵的單體即可，并不特別限定。作為其一例，可以例舉有CH2 = CHC(O) OCHCH2 (CF2) {^(其 中，χ是1至12的整數(shù))。如上所述含氟基的單體的含量可以根據(jù)單體所具有的氟基含量而調(diào)節(jié)，優(yōu)選滿足 后述的接觸角及相對(duì)于2-乙氧基乙醇的接觸角，并且考慮到不妨礙顯像性、涂覆性以及分 散穩(wěn)定性，而優(yōu)選將堿可溶性丙烯酸粘合劑中的氟含量調(diào)節(jié)到5至50重量％。關(guān)于包含如上所述的氟基的堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂的含量，隨著其含量增加 雖然疏水性增加，但加工性下降，因此其含量優(yōu)選為，相對(duì)于感光性樹脂組成物的總固形分 重量，含有1至50重量％。如此獲得的堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂不僅包含在粘合劑樹脂，還少量添加到后 述的染色劑制造工序中，而體現(xiàn)疏水性。當(dāng)在染色劑中添加包含氟基的丙烯酸粘合劑樹脂時(shí)，考慮到要體現(xiàn)分散或疏水 性，因此其含量優(yōu)選為，以固形分含量為基準(zhǔn)含有1至30重量％。另一方面，如果只使用堿可溶性丙烯酸粘合劑樹來制造感光性樹脂組成物，則在 形成厚度為2. 2 μ m以上的遮光膜時(shí)，要使用大量的多官能性單體，由此很快出現(xiàn)根據(jù)光固 化的表面硬化，從而在熱硬化時(shí)有可能產(chǎn)生褶皺。考慮到此點(diǎn)，本發(fā)明一實(shí)施例的感光性樹 脂組成物作為粘合劑樹脂包括卡多型化合物，但這統(tǒng)括在主干中包含芴基的丙烯酸酯粘合 劑樹脂，并不限定于特別的結(jié)構(gòu)。作為其一例，可以例舉用化學(xué)式1表示的化合物。化學(xué)式1
權(quán)利要求
1.一種感光性樹脂組成物，該組成物包括堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂和卡多型粘合劑 樹脂，其特征在于，在形成樹脂硬化膜時(shí)，每單位厚度2. 0 μ m的光學(xué)密度(OD)為2. 0以上， 并且，堿可溶性丙烯酸粘合劑樹脂是原料單體，為包含能用C(0) OCHCH2 (CF2)XCF3(此 處，χ為1至12的整數(shù))表示的單體的組成物的聚合物，其氟含量為5至50重量％。
2.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述感光性樹脂組成物包含從碳黑、鈦黑、乙炔碳黑、苯胺黑、茈黑、鈦酸鍶、氧化鉻以 及氧化鈰中選擇的至少一種黑色色素。
3.如權(quán)利要求2所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述黑色色素的含量以固形分含量為基準(zhǔn)為包含5至60重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述感光性樹脂組成物包含染色劑，該染色劑含有至少兩種與該染色劑混合后能夠?qū)?質(zhì)上體現(xiàn)黑色的色素混合成分。
5.如權(quán)利要求4所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述色素混合成分的必要成分為紅色色素及藍(lán)色色素，并包含從黃色色素、綠色色素 以及紫色色素中選擇的單獨(dú)或混合物。
6.如權(quán)利要求5所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述色素混合成分中，以染色劑的總重量中的固形分含量為基準(zhǔn)，包括10 50重量％ 的紅色色素、10 50重量％的藍(lán)色色素、1 20重量％的黃色色素以及1 20重量％的 綠色色素。
7.如權(quán)利要求6所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述色素混合成分中，以染色劑總重量中的固形分含量為基準(zhǔn)，包含1 20重量％的 紫色色素。
8.如權(quán)利要求4所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，所述染色劑相對(duì)于感光性樹脂組成物的總重量含有20至80重量％。
9.如權(quán)利要求4或5所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述色素混合成分為每個(gè)色素分散在溶劑中的色素分散液形態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述色素分散液具有含有氟基的丙烯酸粘合劑樹脂。
11.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述卡多型粘合劑樹脂含有氟基。
12.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述感光性樹脂組成物具有含有氟基的環(huán)氧單體。
13.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 所述感光性樹脂組成物具有含有氟基的硅氧烷系單體。
14.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，在形成樹脂硬化膜時(shí)，每Ig重量的硬化膜，氟的含量為5至50重量％。
15.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 在形成樹脂硬化膜時(shí)，相對(duì)于水的接觸角為85°以上，相對(duì)于2-乙氧基乙醇的接觸角可以是；35°以上。
16.如權(quán)利要求15所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 在形成樹脂硬化膜時(shí)，相對(duì)于水的接觸角為85°至110°。
17.如權(quán)利要求15所述的感光性樹脂組成物，其特征在于，在形成樹脂硬化膜時(shí)，相對(duì)于2-乙氧基乙醇的接觸角為35°至50°。
18.如權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物，其特征在于， 在形成樹脂硬化膜時(shí)，介電常數(shù)為10以上。
19.一種顯示裝置用基板，其特征在于，所述顯示裝置用基板包括 利用權(quán)利要求1所述的感光性樹脂組成物形成的黑色矩陣。
20.一種影像顯示元件，其特征在于，所述影像顯示元件包括 權(quán)利要求19所述的顯示裝置用基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感光性樹脂組成物，其在形成膜時(shí)，表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)密度的同時(shí)，表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)氖杷?，從而在形成隔?遮光膜)之后，用以噴射印刷的噴射方法將彩色墨水注入到由隔膜定義的區(qū)域內(nèi)時(shí)，防止色混合或彩色墨水脫離位置。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102081302SQ20101054894
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者姜忠錫, 尹景根, 徐榮成, 金秀剛, 韓載國 申請(qǐng)人:可隆股份有限公司