用于液晶显示装置中的黑矩阵的感光组合物、具有该组合物的黑矩阵以及使用该组合物形成黑矩阵的方法制造方法及图纸

技术编号:21320539 阅读:31 留言:0更新日期:2019-06-13 12:59
本发明专利技术涉及一种用于液晶显示装置中的黑矩阵的感光组合物、具有该组合物的黑矩阵以及使用该组合物形成黑矩阵的方法,所述感光组合物包括:基于100重量份的感光组合物,5‑20wt%的颜料;1‑25wt%的粘合剂树脂;1‑25wt%光聚合性单体;1‑25wt%的光聚合引发剂;65‑85wt%的溶剂;和1‑10wt%的光碱发生剂。

【技术实现步骤摘要】
用于液晶显示装置中的黑矩阵的感光组合物、具有该组合物的黑矩阵以及使用该组合物形成黑矩阵的方法
本专利技术涉及用于显示装置的感光组合物,更具体地,涉及一种用于液晶显示装置中的黑矩阵的感光组合物、具有该感光组合物的黑矩阵以及使用该感光组合物形成黑矩阵的方法。
技术介绍
随着人们对于更加轻薄、便携的显示装置的关注,各种平板显示装置已经取代阴极射线管(CRT)。在平板显示装置中,液晶显示(LCD)器件由于其功耗低、薄型化、制造成本低,并且与集成电路接触优越而被广泛应用于个人计算机、电视、移动电话或导航系统的显示器。包括薄膜晶体管作为开关元件的LCD装置被称为有源矩阵LCD(AM-LCD)装置,由于控制每个像素开关的该有源矩阵LCD装置具有高分辨率并显示运动图像的优异特性,AM-LCD装置被广泛使用。LCD装置包括阵列基板、滤色器基板和夹在阵列基板与滤色器基板之间的液晶层。LCD装置通常是通过执行制造包括薄膜晶体管和像素电极的阵列基板的工艺,制造包括滤色器图案和公共电极的滤色器基板的工艺,以及在两基板之间插入液晶层来制成。更具体地,在阵列基板中,在基板上形成限定像素区的栅线和数据线。薄膜晶体管形成在栅线和数据线的各交叉部,并且在每个像素区中的像素电极连接所述薄膜晶体管。在滤色器基板中,在基板上形成包括开口的栅格形的黑矩阵,并且所述黑矩阵围绕每个像素区的边缘,以遮蔽阵列基板的非显示区。在黑矩阵的每个开口中形成滤色器层,并且所述滤色器层包括被顺序地布置以对应于各个像素区的红、绿和蓝色滤色器图案。在黑矩阵和滤色器层整个的上方形成透明的公共电极。公共电极可以形成在阵列基板的基板上方。LCD装置的每个像素区的孔径比受到黑矩阵的影响。也就是,为了显示高分辨率及高对比度的图像,需要在红色、绿色和蓝色滤色器图案的像素区之间形成具有高遮光性的黑矩阵。黑矩阵首先是在制造滤色器基板时形成,并且在非显示区,黑矩阵阻挡来自背光源的光入射到液晶面板上,从而增加对比度。因此,需要黑矩阵来防止在包括滤色器图案的三色像素区中的颜色混合并且光学地分离所述像素区。特别地,在包括薄膜晶体管的AM-LCD装置,黑矩阵必须具有高的阻光性。此外,黑矩阵分离红色、绿色和蓝色滤色器图案并阻挡光进入到薄膜晶体管的沟道中,从而防止由于光的光泄漏。通常,黑矩阵是通过执行涂覆、曝光、显影和烘焙步骤形成在基板的表面上。即,通过以预定的厚度施用感光组合物,在滤色器基板的基板上形成黑矩阵层。然后,通过执行光刻工艺形成所需的图案,所述光刻工艺包括使用用于适当的临界尺寸的光掩模的曝光步骤和显影步骤。该图案可以在烘箱中通过硬烘烤步骤固化,从而在基板上形成黑矩阵。黑矩阵遮蔽非显示区。黑矩阵可由铬制成。由于铬的黑矩阵具有高反射率,造成显示质量降低的问题并发生环境污染。为了解决上述问题,已经提出了染色、印刷、电沉积和颜料分散等各种方法,并且颜料分散法被广泛使用。在颜料分散法中,将包括着色颜料的光聚合性组合物涂布在透明基板上并暴露于光,显影以及固化,从而形成黑矩阵图案。顺便说一下,为了显示分辨率高且画质优良的图像,需要减小黑矩阵图案的宽度并提高透射率和可见度。特别是,为了开发超越WVGA和2VGA的具有4.5高清晰度(1280×720,330ppi)的液晶显示装置中,黑矩阵图案的宽度应小于6微米。为此,考虑减小在曝光步骤中使用的光掩模的图案宽度。然而,如果只有图案宽度被减小,由于通过光掩模的透光部分的光强度被削弱,黑矩阵层可能不能充分地暴露于光。具体地,黑矩阵层的下部可能不会暴露于光并且不发生化学变化。因此,当显影黑矩阵层时,黑矩阵层的下部的两侧被过度去除,并且形成底切形状。由于底切形状,黑矩阵的图案具有梯形形状而不是矩形形状的横截面。另一种方案是通过减小光源和黑矩阵层之间的距离,并保持光强度来形成黑矩阵的细小图案。顺便说一下,在基板的边缘区域,因为光被散射和衍射而造成的干扰,并未照射期望量的光。此外,由于基板的大尺寸,光掩模也具有增加的尺寸并且光掩模的中心部分相比于光掩模的侧部下垂。这导致基板和光掩模的该部分之间的距离差异,也就是曝光间隙,并且光强度部分地不同。因此,由于基板的边缘区域没有被光充分照射,并且没有充分硬化,在边缘区域处的黑矩阵层会被显影液过度损坏。简单地减小光掩模的图案宽度或减小光源和黑矩阵层之间的距离,可能会导致形成在基板的边缘区域的黑矩阵图案的一些切口、损失或逐渐损坏。此外,在黑矩阵中形成底切形状,因此难以在整个基板得到均匀的细小图案。另一种方案是增加光曝光步骤之后的显影时间。然而,这会增加制造时间并降低生产率。此外,在边缘区域的图案会进一步被损坏。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于液晶显示装置的黑矩阵的感光组合物、具有该感光组合物的黑矩阵,以及使用该感光组合物形成黑矩阵的方法,其基本上客服了由于现有技术的限制和缺点所造成的一个或多个问题。本专利技术的一个目的是提供一种用于液晶显示装置的黑矩阵的感光组合物、具有该感光组合物的黑矩阵,以及使用该感光组合物形成黑矩阵的方法,其由于黑矩阵的细小图案,增加了孔径比并获得了高的分辨率和图像质量。在下面的描述中将列出本专利技术的其它优点、目的和特征,这些优点、目的和特征的一部分从下面的描述对于本领域普通技术人员来说是显而易见的,或者可从本专利技术的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本专利技术的这些目的和其他优点。为了实现这些和其他优点并根据本专利技术的目的,如在此具体和概括描述的,提供了一种用于形成黑矩阵的感光组合物,包括基于100重量份的感光组合物,5-20wt%的颜料;1-25wt%的粘合剂树脂;1-25wt%光聚合性单体;1-25wt%的光聚合引发剂;65-85wt%的溶剂;和1-10wt%的光碱发生剂(photobasegenerator)。在另一个方面中,一种形成黑矩阵的方法,包括:通过在基板上施用感光组合物形成膜,其中,所述感光组合物包括基于100重量份的感光组合物,5-20wt%的颜料;1-25wt%的粘合剂树脂;1-25wt%光聚合性单体;1-25wt%的光聚合引发剂;65-85wt%的溶剂;和1-10wt%的光碱发生剂;在膜上设置光掩模并使光通过光掩模照射所述膜以形成光聚合物;使用显影液来显影包括光聚合物的膜,形成图案;和烘烤所述图案。在另一个方面,一种制造滤色器基板的方法,包括:通过在基板上施用感光组合物形成膜,其中,所述感光组合物包括基于100重量份的感光组合物,5-20wt%的颜料;1-25wt%的粘合剂树脂;1-25wt%光聚合性单体;1-25wt%的光聚合引发剂;65-85wt%的溶剂;和1-10wt%的光碱发生剂;在膜上设置光掩模并使光通过光掩模照射所述膜以形成光聚合物;使用显影液来显影包括光聚合物的膜,形成图案;烘烤所述图案,以及在被黑矩阵暴露出的基板上形成滤色器层。应当理解的是,前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的,并且旨在对所要求保护的本专利技术提供进一步的解释。附图说明附图提供对本专利技术的进一步理解并且并入说明书而组成说明书的一部分,示出本专利技术的实施例,并且与说明书文字一起用于解释本专利技术的原理。在附图中:图1是示意性地示出使用根据本专利技术实施方式的感光组合物形成液晶显本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种形成具有小于6微米的宽度的细小图案的黑矩阵的方法,包括:通过在基板上施用感光组合物形成膜,其中,所述感光组合物包括基于100重量份的感光组合物,5‑20wt%的颜料;1‑25wt%的粘合剂树脂;1‑25wt%光聚合性单体;1‑25wt%的光聚合引发剂;65‑85wt%的溶剂;和1‑10wt%的光碱发生剂;在膜上设置光掩模并使光通过光掩模照射所述膜以形成光聚合物;使用显影液来显影包括光聚合物的膜,形成图案;和烘烤所述图案;所述光碱发生剂具有下述化学式的结构:

【技术特征摘要】
2012.12.10 KR 10-2012-01428821.一种形成具有小于6微米的宽度的细小图案的黑矩阵的方法,包括:通过在基板上施用感光组合物形成膜,其中,所述感光组合物包括基于100重量份的感光组合物,5-20wt%的颜料;1-25wt%的粘合剂树脂;1-25wt%光聚合性单体;1-25wt%的光聚合引发剂;65-85wt%的溶剂;和1-10wt%的光碱发生剂;在膜上设置光掩模并使光通过光掩模照射所述膜以形成光聚合物;使用显影液来显影包括光聚合物的膜,形成图案;和烘烤所述图案;所述光碱发生剂具有下述化学式的结构:其中R1、R2和R3各自是环上具有杂原子的C3-C8脂族环基;以及环上具有杂原子的芳基中一种,其中所述芳基是未取代的或被C1-C10烷基或C1-C10烷氧基取代的,并且其中杂原子为氧原子、氮原子和/或硫原子。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述芳基是苯、萘或蒽。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述光聚合引发剂选自苯乙酮化合物、二苯甲酮化合物、噻吨酮化合物、苯偶姻化合物、三嗪化合物、肟化合物和它们的组合。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述颜料包括炭黑。5.根据权利要求1所述的方法,其中所述粘合剂树脂选自Cardo型粘合剂树脂、丙烯酸类粘合剂树脂、环氧粘合剂树脂以及它们的组合。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述光聚合性单体选自含有酸官能团的丙烯酸类单体、含有氟官能团的丙烯酸类单体、含有环氧基的单体、含有乙烯-不饱和双键的多官能性单体以及它们的组合。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶剂选自丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇乙醚乙酸酯(PGEEA)、丙二醇甲基醚(PGME)、丙二醇丙醚(PGPE)、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲基乙酸酯、二丙二醇甲基醚、甲基乙氧基丙酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸环己酮、丙酮、甲基异丁基酮、二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲苯以及它们的组合。8.根据权利要求1所述方法,其中,所述光具有在300-400nm范围内的波长。9.根据权利要求1所述方法,其特征在于,一部分未暴露于光的膜在膜显影后被去除。10.根据权利要求1所述方法,其中,所述显影液包括氢氧化钾。1...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗允晟
申请(专利权)人:乐金显示有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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