適用于柱狀間隔器和黑底的著色光敏樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種著色光敏樹脂組合物，其包含共聚物、環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物、可聚合化合物、光聚合引發(fā)劑、以及包括黑色著色劑和藍(lán)色著色劑的著色劑。當(dāng)著色光敏樹脂組合物形成固化層時(shí)，可以得到良好的透光率和光密度以及良好的彈性回復(fù)率、分辨率、耐化學(xué)性、和厚度。因而，著色光敏樹脂組合物可形成柱狀間隔器、黑底或黑色柱狀間隔器，并且可以用在各種電子部件例如有機(jī)發(fā)光二極管顯示器和液晶顯示裝置的面板。
【專利說(shuō)明】適用于柱狀間隔器和黑底的著色光敏樹脂組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于形成鈍化層、層間電介質(zhì)、間隔器、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器或液晶顯示器(LCD)面板中使用的光屏蔽部分的著色光敏樹脂組合物，以及由該組合物形成的固化層，特別是柱狀間隔器(BCS)，其中，柱狀間隔器和黑底處于一體。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，為了保持LCD液晶單元中頂部和底部透明基板之間的距離而采用由光敏組合物形成的間隔器。因此，LCD是通過(guò)將電壓施加到兩個(gè)透明基板之間恒定間隙中注入的液晶材料來(lái)驅(qū)動(dòng)的光電器件，因此維持兩個(gè)基片之間的恒定間隙是非常重要的。如果透明基板之間的間隙不是恒定的，則可能改變其上的電壓以及穿過(guò)該部分的光透光率，導(dǎo)致在亮度不均勻的缺陷。根據(jù)對(duì)大型LCD面板尺寸的最新選擇，維持兩片透明基板之間的恒定間隙已開始變得更加關(guān)鍵。
[0003]通過(guò)在基板上涂布光敏樹脂組合物，并且在其上使用掩模，將涂布的基板暴露于紫外線下等，接著對(duì)其進(jìn)行顯影，可以形成間隔器。最近，人們已經(jīng)致力于使用用于間隔器的遮光材料，因此，也在積極開發(fā)著色光敏樹脂。
[0004]韓國(guó)公開專利第2006-125993號(hào)公開了一種同時(shí)形成用于IXD的濾色器鈍化層和柱狀間隔器的方法，以及在該方法中使用的負(fù)性光致抗蝕劑組合物，和更具體地說(shuō)，公開了一種由具有氧化膦系光聚合引發(fā)劑和丙烯酸類粘合劑的組合物同時(shí)形成彩色濾光器鈍化層(即絕緣層)和柱狀間隔器的方法。
[0005]此外，最近，通過(guò)開發(fā)一種將柱狀間隔器和黑底集成到一個(gè)模塊的BCS簡(jiǎn)化了該方法。然而，BCS必須有滿足用于黑底的性能例如遮光性以及用于柱狀間隔器需要的性能例如彈性回復(fù)率和耐化學(xué)性。因此，需要進(jìn)一步研究開發(fā)適用于這些目的的著色光敏樹脂組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供同時(shí)滿足柱狀間隔器和黑底性能的著色光敏樹脂組合物。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種著色光敏樹脂組合物，其包含(a)共聚物，
(b)環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物，(C)可聚合的化合物，(d)光聚合引發(fā)劑，和(e)著色劑，其包含O?5wt %的無(wú)機(jī)黑色著色劑，10?40wt %的有機(jī)黑色著色劑，以及I?15wt %的藍(lán)色著色劑，基于著色光敏樹脂組合物固體含量的總重量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了由著色光敏樹脂組合物形成的柱狀間隔器、黑底或者黑色柱狀間隔器(BCS)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了包含所述柱狀間隔器、黑底或者BCS的電子部件。
[0010]本發(fā)明的著色光敏樹脂組合物具有良好的暴露界限和顯影界限，并且提供了同樣滿足用于黑底的性能例如透光率以及光密度，以及那些用于柱狀間隔器的性能例如彈性回復(fù)率、分辨率、耐化學(xué)性和形成固化層時(shí)的涂層厚度。因此，該組合物用于形成彩色間隔器、黑底、BCS等，其可以用在各種電子部件中例如OLED顯示器和IXD的面板。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，本發(fā)明的上述以及其他目的和特征將從本發(fā)明的下述說(shuō)明中會(huì)變得明顯，該圖顯示了:
[0012]圖1:黑色柱狀間隔器(BCS)橫截面實(shí)例的示意圖(A:柱狀間隔器的厚度，B:黑底部分的厚度，和C:柱狀間隔器部件的臨界尺寸(CD))。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0014]著色光敏樹脂組合物
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，著色光敏樹脂組合物包含(a)共聚物，(b)環(huán)氧樹脂化合物或其衍生物，(C)可聚合的化合物，(d)光聚合引發(fā)劑，和(e)著色劑，其包括黑色著色劑和藍(lán)色著色劑，以及任選的(f)溶劑，(g)表面活性劑，和/或(h)硅烷偶聯(lián)劑。
[0016]在本說(shuō)明書中，“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”，和“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和/或“甲基丙烯酸酯”。
[0017]以下，將對(duì)用于著色光敏樹脂組合物的每個(gè)成分進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018](a)共聚物
[0019]用于本發(fā)明的共聚物可以包含(a-Ι)衍生自烯屬不飽和羧酸、烯屬不飽和羧酸酐、或其混合物的單元，(a-2)衍生自含芳香環(huán)的烯屬不飽和化合物的單元，和還可以包含(a-3)衍生自不同于(a-Ι)和(a-2)的烯屬不飽和化合物的單元。
[0020]所述共聚物是一種可以在顯影步驟中提供顯影功能的堿可溶性樹脂，同時(shí)其可以作為形成涂布層的基底和形成最終圖案的結(jié)構(gòu)。
[0021](a-Ι)衍生自烯屬不飽和羧酸、烯屬不飽和羧酸酐、或其混合物的單元
[0022]在本發(fā)明中，(a-Ι)單元衍生自烯屬不飽和羧酸、烯屬不飽和羧酸酐、或其混合物。烯屬不飽和羧酸和烯屬不飽和羧酸酐是分子中具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)的可聚合不飽和單體。它們的實(shí)例包括不飽和單羧酸例如(甲基)丙烯酸，巴豆酸，α-氯丙烯酸，肉桂酸等；不飽和二羧酸及其酸酐例如馬來(lái)酸，馬來(lái)酸酐，富馬酸，衣康酸，衣康酸酐，檸康酸，檸康酸酐，中康酸等；和三價(jià)或以上的不飽和多元羧酸及其酸酐；二價(jià)或者更高價(jià)的多元羧酸的單[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯，例如單[2_(甲基)丙烯酰氧基乙基]琥珀酸酯，單[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]鄰苯二甲酸酯等。從上面示例性化合物衍生的單元作為單個(gè)化合物或兩種或更多種組合可以包含在所述共聚物中。
[0023](a-Ι)單元的含量可以是5?65m0l%，優(yōu)選10?50mol %，基于構(gòu)成所述共聚物單元的總摩爾量。在該含量范圍內(nèi)，顯影性能可以很容易地保持。
[0024](a-2)衍生自含芳香環(huán)的烯屬不飽和化合物的單元
[0025]所述(a-2)單元是衍生自含芳香環(huán)的烯鍵式不飽和化合物。其實(shí)例可以包括(甲基)丙烯酸苯酯，(甲基)丙烯酸芐基酯，(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙基酯，(甲基)丙烯酸苯氧基二乙二醇酯，(甲基)丙烯酸(對(duì)-壬基苯氧基聚乙二醇)酯，(甲基)丙烯酸(對(duì)-壬基苯氧基聚丙二醇)酯，(甲基)丙烯酸三溴苯酯；苯乙烯；具有烷基取代基的苯乙烯，例如甲基苯乙烯，二甲基苯乙烯，三甲基苯乙烯，乙基苯乙烯，二乙基苯乙烯，三乙基苯乙烯，丙基苯乙烯，丁基苯乙烯，己基苯乙烯，庚基苯乙烯，辛基苯乙烯等；具有鹵素的苯乙烯如氟代苯乙烯，氯代苯乙烯，溴代苯乙烯，碘代苯乙烯；具有烷氧基取代基的苯乙烯如甲氧基苯乙烯，乙氧基苯乙烯，丙氧基苯乙烯等；4_羥基苯乙烯，對(duì)羥基-a -甲基苯乙烯，乙酸基苯乙稀;乙烯基甲苯，二乙烯基苯，乙烯基苯酌.，鄰乙烯基芐基甲基釀，間乙烯基芐基甲基醚，對(duì)乙烯基芐基甲基醚，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。
[0026]在所述共聚物中可以包含作為單個(gè)化合物或兩種或更多種組合的由上面的示例性化合物衍生的單元。
[0027]這些化合物中，鑒于其可聚合性，優(yōu)選苯乙烯基化合物。
[0028](a-2)單元的含量可以是2~70mOl%，優(yōu)選可以是5~60mOl%，基于構(gòu)成所述共聚物單元的總摩爾數(shù)。在該含量范圍內(nèi)，樹脂組合物可以具有有利的耐化學(xué)性。
[0029](a-3)衍生自不同于(a-Ι)和(a_2)的烯屬不飽和化合物的單元
[0030]除(a-Ι)和(a-2)以外，本發(fā)明使用的共聚物可以進(jìn)一步包括衍生自不同于(a_l)和(a-2)的烯屬不飽和化合物的單元。它們的實(shí)例可以包括不飽和羧酸酯，如(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙基酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯，(甲基)丙烯酸異丁酯，(甲基)丙烯酸叔丁酯，(甲基)丙烯酸環(huán)己酯，(甲基)丙烯酸乙基己酯，(甲基)丙烯酸四氫糠基酯，(甲基)丙烯酸羥乙基酯，(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯，(甲基)丙烯酸2-羥基-3-氯丙基酯，(甲基)丙烯酸4-羥丁基酯，(甲基)丙烯酸甘油酯，α-羥甲基丙烯酸甲酯，α-羥甲基丙烯酸乙酯，α-羥甲基丙烯酸丙酯，羥甲基丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯，(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯，(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯，(甲基)丙烯酸甲氧基三乙二醇酯，(甲基)丙烯酸甲氧基三丙二醇酯，(甲基)丙烯酸聚(乙二醇)甲基醚酯，(甲基)丙烯酸四氟丙基酯，(甲基)丙烯酸1，1，1，3，3，3-六氟異丙基酯，(甲基)丙烯酸八氟戊基酯，(甲基)丙烯酸十七氟癸酯，(甲基)丙烯酸丙異冰片基酯，(甲基)丙烯酸二環(huán)戊基酯，(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯基酯，(甲基)丙稀酸二環(huán)戍基氧代乙基酷，(甲基)丙稀酸二環(huán)戍稀氧代乙基酷等；具有N-乙烯基基團(tuán)的叔胺，例如N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基咔唑，N-乙烯基嗎啉等等；不飽和醚如乙烯基甲基醚，和乙烯基乙基醚；具有環(huán)氧基團(tuán)的烯屬不飽和化合物，如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯，3，4-環(huán)氧丁基(甲基)丙烯酸酯，4，5-環(huán)氧戊基(甲基)丙烯酸酯，5，6-環(huán)氧己基(甲基)丙烯酸酯，6，7-環(huán)氧庚基(甲基)丙烯酸酯，2，3-環(huán)氧環(huán)戊基(甲基)丙烯酸酯，3，4-環(huán)氧環(huán)己基(甲基)丙烯酸，α-乙基丙烯酸縮水甘油酯，α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯，α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯，N-(4-(2，3-環(huán)氧丙氧基)-3，5-二甲基芐基)丙烯酰胺，N-(4-(2，3-環(huán)氧丙氧基)-3，5-二甲基苯基丙基)丙烯酰胺，4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯縮水甘油醚，烯丙基縮水甘油醚，2-甲基烯丙基縮水甘油基醚等；不飽和酰亞胺如N-苯基馬來(lái)酰亞胺，N-(4-氯苯基)馬來(lái)酰亞胺，N-(4-羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺，N-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺等。
[0031]在所述共聚物中可以包含作為單個(gè)化合物或兩種或更多種組合的由上面的示例性化合物衍生的單元。
[0032]鑒于它們的共聚合性能和用于改善絕緣層的強(qiáng)度，優(yōu)選使用衍生自具有環(huán)氧基和/或不飽和酰亞胺的烯屬不飽和化合物單元，更優(yōu)選使用衍生自(甲基)丙烯酸縮水甘油酯，(甲基)丙烯酸4-羥基丁基酯縮水甘油醚和/或N-取代馬來(lái)酰亞胺的單元。
[0033](a-3)單元的含量可以是10?80mol%，優(yōu)選可以是20?75mol%，基于構(gòu)成所述共聚物單元的總摩爾數(shù)量。在該含量范圍內(nèi)，可以保持粘合劑的穩(wěn)定性和改善涂層的殘留率。
[0034]具有上述(a-Ι)和(a-3)單元的共聚物可以包括(甲基)丙烯酸/苯乙烯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸芐基酯共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/ (甲基)丙烯酸甲基酯/ (甲基)丙烯酸縮水甘油酯/N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯/N-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸正丁基酯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯/N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯/N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物等。
[0035]著色光敏樹脂組合物中可以包含一種或多種所述共聚物。
[0036]通過(guò)凝膠滲透色譜法(洗脫液:四氫呋喃等)測(cè)得的聚苯乙烯換算的共聚物的重均分子量(Mw)可以為3000?50000，優(yōu)選5000?40000。在該范圍內(nèi)，對(duì)基材的粘合性、物理/化學(xué)特性和粘度可以滿足需要。
[0037]著色光敏樹脂組合物中共聚物的含量可以是0.5?60wt%，優(yōu)選為5?50wt%，基于不包含溶劑的著色光敏樹脂組合物的總重量(即基于固體含量)。在上述范圍內(nèi)，顯影后可以得到具有良好形狀的圖案，并且可以改善例如耐化學(xué)性的性質(zhì)。
[0038]將分子量調(diào)節(jié)劑、自由基聚合引發(fā)劑、溶劑、以及單元(a-Ι)至(a-3)加入反應(yīng)器，注入氮?dú)猓⒙財(cái)嚢柙摶旌衔镞M(jìn)行聚合反應(yīng)制備所述共聚物。
[0039]分子量調(diào)節(jié)劑是沒(méi)有特別限制的，并且可以包括硫醇，例如丁硫醇、辛硫醇等、或者α -甲基苯乙烯二聚體。
[0040]自由基聚合引發(fā)劑沒(méi)有特別限制，并且可包括偶氮化合物，如2，2'-偶氮二異丁臆，2, 2' _偶氮雙(2,4-二甲基戍臆)，2, 2' _偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戍臆)等，過(guò)氧化苯甲酰，月桂基過(guò)氧化物，過(guò)氧化特戍酸叔丁酯(t-butylperoxypyavalate), I,
1-雙(叔丁基過(guò)氧化)環(huán)己烷等。自由基聚合引發(fā)劑可以單獨(dú)使用或以兩種或更多種組合使用。
[0041]另外，可以使用用于制備共聚物的溶劑，其可以包括例如丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
[0042](b)環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物
[0043]本發(fā)明的著色光敏樹脂組合物包含環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物，優(yōu)選具有夾氧雜蒽骨架結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物。具有凝膠滲透色譜法測(cè)得的聚苯乙烯換算的400?10，000的重均分子量(Mw)的化合物可以用作環(huán)氧樹脂化合物，并且該化合物可以是具有如下述通式I表示的夾氧雜蒽骨架結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂化合物:
[0044][化學(xué)式I][0045]
【權(quán)利要求】
1.一種著色光敏樹脂組合物，其包括: (a)共聚物； (b)環(huán)氧樹脂化合物或由其衍生的化合物； (C)可聚合的化合物； (d)光聚合引發(fā)劑，以及 (e)著色劑，其包含O?5wt%無(wú)機(jī)黑色著色劑，10?40重量％的有機(jī)黑色著色劑，以及I?15重量％的藍(lán)色著色劑，其基于著色光敏樹脂組合物中的固體含量的總重量。
2.權(quán)利要求1的著色光敏樹脂組合物，其中所述共聚物包含: (a-Ι)由烯屬不飽和羧酸，烯屬不飽和羧酸酐，或它們的混合物衍生的單元； (a-2)由含芳環(huán)的烯屬不飽和化合物衍生的單元，以及 (a-3)由不同于(a-Ι)和(a-2)的烯屬不飽和化合物衍生的單元。
3.權(quán)利要求1的著色光敏樹脂組合物，其中所述環(huán)氧樹脂化合物包括夾氧雜蒽骨架結(jié)構(gòu)。
4.權(quán)利要求1的著色光敏樹脂組合物，其中所述藍(lán)色著色劑是Cl顏料藍(lán)15: 6。
5.權(quán)利要求1的著色光敏樹脂組合物，當(dāng)形成Iμ m厚的固化層時(shí)，其具有0.6?1.4的光密度。
6.權(quán)利要求1的著色光敏樹脂組合物，當(dāng)形成1.5?2.5μπι厚度固化層時(shí)，在730nm的光透光率小于15%，和當(dāng)形成3.5?4.5μπι厚度固化層時(shí)，在900nm的光透光率為至少15%。
【文檔編號(hào)】G03F7/004GK103969954SQ201410113761
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】樸仟順, 崔慶植, 宋鎬石, 李素蓏 申請(qǐng)人:羅門哈斯電子材料韓國(guó)有限公司