CN109031887A - 一种光刻胶组合物、像素墙及制备方法和电润湿显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光刻胶组合物、由该组合物制得的像素墙、电润湿显示器件及制备方法。该光刻胶组合物包括80‑99质量份的环氧近紫外负光刻胶和1‑20质量份的非离子型氟碳表面活性剂。氟碳表面活性剂结构中的疏水基团和亲水基团能够保证其在各类溶剂中都具有可观的溶解性；另外，其提供的表面张力小于20mN/m，能够很好地降低表面能，从而增强光刻胶与疏水绝缘层之间的附着力，以实现涂布。本发明的像素墙和电润湿显示器件在制备过程中无需经过降低疏水绝缘层疏水性再热处理恢复的步骤，产品因而具有更长的使用寿命；同时也就使得制备方法更加简单直观，物料损耗少，产品质量好，经济效益高。

Description

一种光刻胶组合物、像素墙及制备方法和电润湿显示器件

技术领域

本发明涉及电润湿领域，特别涉及一种光刻胶组合物、像素墙及制备方法和电润湿显示器件。

背景技术

电润湿显示技术是利用外加电场操控像素内极性液体表面张力，进而推动液体的运动、油墨的收缩和伸展，以实现光学开关、明暗变化、灰度控制等功能。电润湿显示装置一般包括两个支撑板。其中一个支撑板上设有像素墙(又称为壁图案)，像素墙限定显示装置的图像元素。支撑板上图像元素对应的区域为显示区，显示区由疏水绝缘层覆盖。通过在疏水绝缘层上沉积壁材料(例如光刻胶)并由诸如光刻法等方法来使壁材料图案化，从而在疏水绝缘层上制造像素墙。

作为壁材料的光刻胶与疏水绝缘层之间附着力相对较弱，导致其难于润湿。常见的解决办法包括：(一)在涂覆光刻胶前降低疏水绝缘层的疏水性，例如通道反应离子蚀刻。在壁形成后，将疏水绝缘层退火从而恢复其疏水性。但这种方法制造出的显示装置的质量并不令人满意，工艺中步骤的增多也增加了制备的复杂性，也就相应地增加了制造成本。(二)通过施加电场来降低疏水绝缘层的预定区域的疏水性或者在暴露区域应用如反应离子蚀刻、等离子体/UV/臭氧处理等方法来降低预定区域中的疏水性，增加表面的亲水性、粗糙度和粘附性。但这种方法需要额外的步骤并伴随着增加的分层风险，从而导致难以对均匀疏水面进行光刻处理。另外，表面改性也会导致污染，破坏疏水绝缘层固有的清洁性。

上述解决方案在加强光刻胶与疏水绝缘层之间的附着力的同时，也带来了一些新的问题。因此，是否能够开发出一种与疏水绝缘层之间的附着力相对较强的光刻胶组合物也就成了一个值得考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种与疏水绝缘层的附着力相对较强的光刻胶组合物、由该组合物制得的像素墙及其制备方法和由像素墙制得的电润湿显示器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光刻胶组合物，包括80-99质量份的环氧近紫外负光刻胶和1-20质量份的非离子型氟碳表面活性剂。

优选的，氟碳表面活性剂为Surflon S-386、Surflon S-651、Novec FC-4432中的至少一种。

优选的，环氧近紫外负光刻胶为SU-8胶。相比于其它的光刻胶，SU-8光刻胶克服了普通光刻胶采用UV光刻深度比不足的问题，在近紫外光范围内的吸收度很低，且整个光刻胶获得的曝光量均匀一致，可以得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形，同时，还具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性，在受到紫外辐射后发生交联，可以形成诸多结构复杂的图形。

优选的，光刻胶为96-99质量份，表面活性剂为1-4质量份。

一种像素墙，包括上述的光刻胶组合物。

上述像素墙的制备方法，具体包括以下步骤：在基板表面制备疏水绝缘层；在疏水绝缘层表面涂布上述的光刻胶组合物，通过光刻工艺制备形成像素墙。

一种电润湿显示器件，包括上述的像素墙。

本发明的有益效果是：

本发明中所采用的氟碳表面活性剂结构中同时具有的氟碳链疏水基团和亲水基团，能够保证其在水或常见的各类有机溶剂中都具有可观的溶解性；另外，其提供的表面张力小于20mN/m，能够很好地降低表面能，从而增强光刻胶与疏水绝缘层之间的附着力，也就可以使光刻胶组合物能够在疏水绝缘层上实现涂布，从而能够得到像素墙。本发明所提供的光刻胶组合物使得像素墙和电润湿显示器件在制备过程中无需经过降低疏水绝缘层疏水性再热处理恢复的步骤，产品因而具有更长的使用寿命；同时本发明中像素墙的制备方法更加简单直观，整个制备过程物料损耗少，产品质量好，经济效益高。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的光刻胶组合物的表面活性剂含量和在疏水绝缘层的接触角的变化图。

图2是本发明的图1所示实施例的像素墙及其它部分结构的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

实施例1：

分别按照表1中的质量份进行配比制备光刻胶组合物，制备过程具体为将光刻胶和表面活性剂混合搅拌10h左右，使其混合均匀。

表1.光刻胶组合物配比方案

取3-10g的1#～10#的配方制得的光刻胶组合物在疏水绝缘层经涂布、烘烤、曝光、显影等步骤进行光刻工艺制备像素墙，并测量其在疏水绝缘层表面的接触角的变化。结果如表2和图1所示。

表2.光刻胶测量及使用结果

结果发现，1#～3#以及9#的方案得到的光刻胶无法在疏水绝缘层涂布，即光刻胶组合物对疏水绝缘层的润湿性不够，无法满足电润湿显示的要求。6#～8#的方案得到的光刻胶尽管能够涂布但制备得到的光刻墙无法得到预期的图案，其中存在一定的像素墙脱落的情况，这是因为当Surflon S-386这类表面活性剂占组合物5％以上时，组合物涂布后会造成SU-8胶的图形发生变形，交联的光刻胶由于无法经受显影液的腐蚀而大量脱落。10#的方案中采用的光刻胶HN-018N与SU-8同为环氧近紫外负光刻胶，制得的光刻胶组合物能够在疏水绝缘层涂布，但是不能完全涂布，边缘部分会有一定面积的收缩现象，其表现出的润湿性不足，像素墙成像效果并不理想，会有一定的脱落现象发生。4#和5#制得的光刻胶组合物可以直接在疏水绝缘层进行光刻工艺并且能够得到理想的预期像素墙。

本发明的光刻胶组合物中1-4质量份的Surflon S-386与96-99质量份的SU-8的配比组合不仅不会牺牲原有光刻胶的可加工性和其它性能，反而能够更精细地控制光刻胶的涂布和显影过程，从而可以实现高分辨率的图案化。

图2是本发明的像素墙及其它部分结构的示意图。如图2所示，在制备像素墙时，首先以ITO导电玻璃作为基板3，在基板3上制备出疏水绝缘层2，随后在疏水绝缘层2涂覆上光刻胶组合物，然后通过烘烤、曝光、显影等常规步骤在疏水绝缘层2上形成像素墙1。

本发明的像素墙在制备工艺中无需对疏水绝缘层进行改性降低疏水性并通过热处理恢复疏水性，保持了疏水绝缘层原始的疏水性质，提高了由像素墙制得的电致变色器件的良品率和使用寿命。整体工艺流程简单直观，物料损耗少，经济效益好。同时，使用的光刻胶组合物与疏水绝缘层的附着力良好，在使用过程中像素墙和疏水绝缘层不易出现缝隙，因而能够在一定程度上解决显示质量下降的问题。

实施例2：

根据实施例1得出的结果，测量水在4#、5#制得的像素墙以及疏水绝缘层的接触角。结果如表3所示。

表3.水在像素墙和疏水绝缘层的接触角

水在像素墙的接触角满足Young方程。由上述结果可以看出，4#、5#所得的像素墙的接触角均小于90°，表现为亲水性，表面润湿较好。另外，光刻工艺显影前后疏水绝缘层与水的接触角均大于90°，且相差在误差允许范围内，可以认为保留了疏水绝缘层的自清洁特性。而在常规的方法中，对疏水绝缘层进行改性以降低其疏水性的过程中表面改性会极大地破坏其自清洁的特性。

实施例3

一种光刻胶组合物，包括99质量份的SU-8光刻胶和1质量份的Surflon S-651表面活性剂。

实施例4

一种光刻胶组合物，包括96质量份的SU-8光刻胶和4质量份的Novec FC-4432表面活性剂。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种光刻胶组合物，其特征在于，包括80-99质量份的环氧近紫外负光刻胶和1-20质量份的非离子型氟碳表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述非离子型氟碳表面活性剂为Surflon S-386、Surflon S-651、Novec FC-4432中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述环氧近紫外负光刻胶为SU-8光刻胶。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述环氧近紫外负光刻胶为96-99质量份，所述非离子型氟碳表面活性剂为1-4质量份。

5.一种像素墙，其特征在于，主要由权利要求1-4任一项所述的光刻胶组合物制成。

6.权利要求5所述的像素墙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在疏水绝缘层表面涂覆权利要求1-4任一项所述的光刻胶组合物，通过光刻工艺制备形成像素墙。

7.一种电润湿显示器件，其特征在于，包括权利要求5所述的像素墙。