TW202218177A - 顯示裝置及顯示裝置的製造方法 - Google Patents

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TW202218177A
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橋本啓華
増田有希
荘司優
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日商東麗股份有限公司
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Abstract

本發明解決以下課題:LED顯示器裝置的藉由周邊的配線絕緣用絕緣膜、保護膜、隔壁等的配線掩蔽不充分,設計性降低。一種顯示裝置,至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置中,所述發光元件於任意一個面包括一對電極端子,所述一對電極端子與於所述硬化膜中延伸的多條所述金屬配線連接,多條所述金屬配線為利用所述硬化膜保持電絕緣性的結構,所述硬化膜是將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,所述硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且79%以下。

Description

顯示裝置及顯示裝置的製造方法
本發明是有關於一種LED顯示器等顯示裝置及其製造方法。
近年來,就顯示器的進一步高性能化的觀點而言,作為繼液晶、電漿顯示器、有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示器之後的新的顯示器技術,藉由排列與畫素數相同的量的發光二極體(Light Emitting Diode,以下有時稱為LED)來構成顯示器的LED顯示器、特別是將作為光源的LED的尺寸自先前的1 mm左右設為100 μm~700 μm的迷你LED顯示器、小型化至100 μm以下的微型LED顯示器備受矚目,正在積極地進行研究開發。作為迷你LED顯示器、微型LED顯示器的主要特長,可列舉高對比度、高速響應性、低耗電、廣視角等,不僅是先前的電視、智慧型手機、以智慧型手錶為代表的穿戴式顯示器的用途,亦期待大範圍地展開至標牌(signage)、擴增實境(augmented reality,AR)、虛擬實境(virtual reality,VR)、以及能夠顯示空間影像的透明顯示器等有前途的新用途等。
關於LED顯示器裝置,面向實用化及高性能化而提出了各種形態,提出了於多層可撓性電路基板配置微型LED的形態(參照專利文獻1)、於顯示器基板設置圍堰層及示蹤線並於其上配置微型LED及微驅動晶片的形態(參照專利文獻2)。另外,提出了以下形態等:於一體地形成有包括電極墊的發光元件主體的成長用基板上形成平坦化膜,將電極墊上的平坦化膜去除而使電極墊露出,於所述平坦化膜上形成與電極墊連接的外側電極墊,相對於形成有電路側電極部的電路基板,將外側電極墊以與電路側電極部相向的方式配置,將前外部電極墊與電路側電極部電性連接(參照專利文獻3)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-153812號公報 [專利文獻2]日本專利特開2020-52404號公報 [專利文獻3]日本專利特開2020-68313號公報
[發明所欲解決之課題]
但是,所述文獻中記載的LED顯示器裝置存在以下課題:藉由周邊的配線絕緣用絕緣膜、保護膜、隔壁等的配線掩蔽不充分,設計性降低。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題,本發明具有以下結構。
[1]一種顯示裝置,至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置中,所述發光元件於任意一個面包括一對電極端子,所述一對電極端子與於所述硬化膜中延伸的多條所述金屬配線連接,多條所述金屬配線為利用所述硬化膜保持電絕緣性的結構,所述硬化膜是將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,所述硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下。
[2]一種顯示裝置的製造方法,所述顯示裝置至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置的製造方法具有:於支撐基板上配置所述發光元件的步驟(D1);於所述支撐基板上及所述發光元件上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(D2);藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(D3);使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(D6);以及於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(D5)。
[3]一種顯示裝置的製造方法,所述顯示裝置至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置的製造方法具有:於支撐基板上配置金屬墊的步驟(E1);於所述支撐基板上及所述金屬墊上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(E2);藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(E3);使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(E10);於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(E5);以及以與所述金屬配線保持電性連接的方式於所述硬化膜上配置所述發光元件的步驟(E6)。 [發明的效果]
本發明的顯示裝置可提供配線掩蔽性變高、設計性高的顯示裝置。
以下,對本發明顯示裝置的適宜實施形態進行具體說明,但本發明並不限定於以下的實施形態,可根據目的或用途進行各種變更來實施。
本發明的顯示裝置是至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件的顯示裝置,其中,所述發光元件於任意一個面包括一對電極端子,所述一對電極端子與於所述硬化膜中延伸的多條所述金屬配線連接,多條所述金屬配線為利用所述硬化膜保持電絕緣性的結構,所述硬化膜是將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,所述硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下。
關於本發明的顯示裝置,將圖1作為一態樣的例子進行說明。
於圖1中,顯示裝置1於相向基板5上配置多個發光元件2,且於發光元件2上配置硬化膜3。所謂發光元件上,不僅是指發光元件的表面,只要處於支撐基板或發光元件的上側即可。於圖1所示的態樣中,例示了於配置成與發光元件2的至少一部分相接的硬化膜3上進一步積層多個硬化膜3而合計積層三層硬化膜3的結構,但硬化膜3亦可為單層。發光元件2於與相向基板5相接的面的相反面包括一對電極端子6,各個電極端子6與於硬化膜3中延伸的金屬配線4連接。再者,若於硬化膜3中延伸的多條金屬配線4被硬化膜3覆蓋,則硬化膜3亦作為絕緣膜發揮功能,因此成為保持電絕緣性的結構。所謂金屬配線成為保持電絕緣性的結構,是指利用將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,金屬配線的需要電絕緣性的部分被覆蓋。進而,發光元件2經由金屬配線4及金屬配線4c而和設置於與相向基板5相向的位置的發光元件驅動基板7上所附加的驅動元件8電性連接,從而可控制發光元件2的發光。另外,發光元件驅動基板7例如經由焊料凸塊10而與金屬配線4電性連接。進而,為了防止金屬配線4等金屬的擴散,亦可配置障壁金屬9。再者,以後圖中的金屬配線4c亦可貫通發光元件驅動基板7而與驅動元件8連接。
所述硬化膜3是將後述的包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,且重要的是所述硬化膜3於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上、95%以下。藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。
所述硬化膜3是將後述的包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,且較佳為所述硬化膜3於厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上、79%以下。藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。
所述硬化膜3是將後述的包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,且較佳為所述硬化膜3於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上、25%以下。藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性,進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
若硬化膜3於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率小於0.1%,則有產生硬化前的樹脂膜的感度或解析度降低等不良情況的擔憂。若光的透過率超過95%,則掩蔽性降低,有產生可自外部視認到金屬配線等不良情況的擔憂。
關於硬化膜的厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率的測定,可將顯示裝置的硬化膜剝離來進行測定,亦可測定於後述硬化膜的光的透過率的評價方法的條件下製作的硬化膜的光的透過率。另外,於形成多層硬化膜的情況下,可使用任一硬化膜進行測定。
金屬配線4的材料並無特別限定,可使用公知者。例如,可列舉金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鉬或包含該些的合金等,較佳為銅。再者,金屬配線4亦可包含電極。
於本發明的顯示裝置中,該金屬配線亦可為導電膜。
導電膜並無特別限定,例如可列舉包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物;含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊等,但亦可使用其他公知者。關於包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物,具體而言,可列舉:氧化銦錫鋅(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO:InGaZnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化銦鎵(indium gallium oxide,IGO)、氧化銦錫(ITO)及氧化銦(InO)等。
該些導電膜例如可藉由無電鍍、電鍍等濕式鍍敷;熱化學氣相沈積(chemical vapor deposition,CVD)、電漿CVD、雷射CVD等CVD化學蒸鍍法(CVD);真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍敷等乾式鍍敷法;將金屬箔結合於基板後進行蝕刻的方法等形成。
關於含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊,作為有機物,例如可列舉:環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系共聚體、環氧羧酸酯化合物等。亦可含有該些的兩種以上。另外,亦可含有具有胺基甲酸酯鍵的有機物。藉由含有具有胺基甲酸酯鍵的有機物,可提高配線的柔軟性。另外,有機物較佳為示出感光性,從而可藉由光微影容易地形成微細的配線圖案。感光性例如藉由含有光聚合起始劑、具有不飽和雙鍵的成分來顯現。
所謂導電性粒子,是指含有電阻率為10-5 Ω·m以下的物質的粒子。作為構成導電性粒子的材料,例如可列舉:銀、金、銅、鉑、鉛、錫、鎳、鋁、鎢、鉬、鉻、鈦、銦或該些金屬的合金、碳粒子。
再者,導電膜亦包含電極。作為使用導電膜的顯示裝置,於圖23、圖24中示出一例。
作為本發明的顯示裝置的另一實施方式,如圖10所示,例示了相對於圖1的顯示裝置而設置有以與發光元件2的至少一部分相接的方式配置的硬化膜21的結構。以與發光元件2的至少一部分相接的方式配置的硬化膜21可包括將包含(A)樹脂的樹脂組成物或樹脂片硬化而成的硬化膜,另外,亦可含有除了將包含(A)樹脂的樹脂組成物或樹脂片硬化而成的硬化膜以外的材料,可使用環氧樹脂、矽酮樹脂、氟樹脂等公知者。
於本發明中,發光元件驅動基板7可列舉包括具有驅動功能的元件等的基板等,較佳為連接有驅動元件8。
發光元件驅動基板7並無特別限定,可使用公知者。例如,可列舉:玻璃基板、藍寶石基板、印刷配線板、薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)陣列基板、陶瓷等。
於本發明中,硬化膜整體的厚度較佳為5 μm~100 μm。
藉由硬化膜整體的厚度為5 μm~100 μm,硬化膜3的光的透過率低,因此硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而,能夠抑制因具有發光元件的顯示裝置自身的薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,抑制達成低損失化,提高高速響應性。除此以外,藉由外部光反射減少及對比度提高,亦可提高視認性。
所謂硬化膜整體的厚度,是指一個硬化膜的至少一部分與其他硬化膜相接而連續的硬化膜的層整體的厚度。例如,於如所述圖1般積層有多個硬化膜3的情況下,由圖1的20示出的區域為硬化膜的層整體的厚度。整體的厚度較佳為7 μm~70 μm,更佳為8 μm~60 μm。若小於5 μm,則金屬配線的保護不充分,因此有配線短路等配線不良的擔憂,若超過100 μm,則有光輸出效率不足的擔憂,並且於抑制因顯示裝置自身的薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良、抑制達成低損失化、提高高速響應性的方面存在產生不良情況的情況。
於積層多個硬化膜的情況下,硬化膜的層數較佳為2層以上且10層以下。 就配置多個發光元件的觀點而言,硬化膜較佳為1層以上,進而藉由設為2層以上,可增加能夠與發光元件連接的金屬配線數,因此可配置多個發光元件,另外,就可抑制因封裝薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良、達成低損失化、提高高速響應性的觀點而言,硬化膜較佳為10層以下。
於本發明中,較佳為:於硬化膜設置有沿厚度方向貫通的開口圖案,且至少於所述開口圖案配置所述金屬配線的結構,於與所述發光元件相接的位置形成的所述金屬配線的底面部的最長長度為2 μm~20 μm。
於圖2中示出圖1的指定區域A的正視放大剖面圖(上部分)及指定區域A的除去發光元件後的底視圖(下部分)。於圖2的指定區域A的放大正視剖面圖(上部分)中,硬化膜3設置於發光元件2上。示出了於硬化膜3設置有開口圖案12且於所述開口圖案12形成有金屬配線4的圖。金屬配線4的底面部13示出了發光元件2、金屬配線4於硬化膜3中延伸至與發光元件2的電極端子6相接的位置為止且相接的地點處的金屬配線4的形態。
於圖2的指定區域A的除去發光元件後的底視圖(下部分)中,是於去掉了發光元件2的狀態下自下方觀察於硬化膜3中延伸的金屬配線4的底面部13而得的圖,且示出了底面部13。底面部13的形狀有根據製品或發光元件的形態而不同的情況,於圓形形狀的情況下將直徑定義為最長長度14,於橢圓形形狀的情況下將長徑定義為最長長度14,於長方形等多邊形的情況下將連結角部的頂點彼此時最長的對角線定義為最長長度14。再者,關於圖2的指定區域A的除去發光元件後的底視圖(下部分)中的底面部13,示出了圓形形狀的例子。
藉由本結構,能夠應用微小的發光元件,另外,能夠進行多個發光元件的高密度安裝,可獲得具有尺寸寬大且解析度高的發光元件的顯示裝置。進而能夠形成微細的金屬配線,單位面積中可形成的配線數量增加,因此可減小硬化膜整體的厚度,硬化膜3的光的透過率低,因此硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而,能夠抑制因具有發光元件的顯示裝置自身的薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,抑制達成低損失化,提高高速響應性。除此以外,藉由外部光反射減少及對比度提高,亦可提高視認性。
就應用微小的發光元件、以及發光元件的高密度安裝化的觀點而言,金屬配線的底面部的最長長度較佳為2 μm~15 μm,更佳為2 μm~10 μm,進而較佳為2 μm~5 μm。若小於2 μm,則有產生與發光元件2的連接不良的情況,若超過20 μm,則有對微小的發光元件的應用及高密度安裝化造成弊端的情況。
於本發明中,於接近發光元件的位置形成的金屬配線的底面部的最長長度亦可為2 μm~20 μm。
藉由本結構,能夠應用微小的發光元件,另外,能夠進行多個發光元件的高密度安裝,可獲得具有尺寸寬大且解析度高的發光元件的顯示裝置。進而能夠形成微細的金屬配線,單位面積中可形成的配線數量增加,因此可減小硬化膜整體的厚度,硬化膜3的光的透過率低,因此硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而,能夠抑制因具有發光元件的顯示裝置自身的薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,抑制達成低損失化,提高高速響應性。除此以外,藉由外部光反射減少及對比度提高,亦可提高視認性。
就應用微小的發光元件、以及發光元件的高密度安裝化的觀點而言,金屬配線的底面部的最長長度較佳為2 μm~15 μm,更佳為2 μm~10 μm,進而較佳為2 μm~5 μm。若小於2 μm,則有產生與發光元件2的連接不良的情況,若超過20 μm,則有對微小的發光元件的應用及高密度安裝化造成弊端的情況。
相對於金屬配線的厚度,硬化膜的厚度較佳為1.1倍以上且4.0倍以下。
所謂金屬配線的厚度,若以圖2的指定區域A的正視放大剖面圖(上部分)進行說明,則是指配置於硬化膜3的表面的金屬配線4a的厚度,並不包括於硬化膜3中的沿厚度方向貫通的開口圖案中延伸的金屬配線4b的厚度。金屬配線的厚度較佳為0.1 μm~10 μm,更佳為3 μm~10 μm。藉由將金屬配線的厚度設為0.1 μm~10 μm,能夠抑制因具有發光元件的顯示裝置自身的薄型化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,抑制達成低損失化,提高高速響應性。進而,藉由設為3 μm~10 μm,可減少配線電阻,可有助於抑制耗電及提高亮度。
所謂硬化膜的厚度,若以圖2的指定區域A的正視放大剖面圖(上部分)進行說明,則是指被覆了金屬配線4a的硬化膜3a的厚度。
藉此,亦作為相對於適當的金屬配線的保護膜發揮作用,可獲得配線短路等配線不良得到抑制的可靠性優異的硬化膜。
關於金屬配線的厚度,各層中可相同,亦可不同。於不同的情況下,作為一例,較佳為:於圖1中,與靠近發光元件2的金屬配線的厚度相比,靠近凸塊10的金屬配線的厚度厚。藉此,於進行使用了凸塊10的發光元件驅動基板7的連接時,可抑制配線不良,可獲得可靠性高的顯示裝置。
於本發明中,較佳為所述硬化膜覆蓋所述發光元件的除光輸出面以外的面的結構。
作為一例,於圖3中示出圖1的指定區域B的俯視放大剖面圖(上部分)、指定區域B的除去與正面正交的面上的配線後的剖面圖(中部分)及指定區域B的除去相向基板後的底視圖(下部分)。
於圖3的指定區域B的俯視放大剖面圖(上部分)中,發光元件2被硬化膜3覆蓋,自上表面示出了與發光元件的電極端子6連接並於硬化膜3中延伸的金屬配線4。
於圖3的除去與正面正交的面上的配線後的剖面圖(中部分)中,示出了發光元件2的周圍被硬化膜3覆蓋。
於圖3的指定區域B的除去相向基板後的底視圖(下部分)中,示出了發光元件2的周圍被硬化膜3覆蓋,但發光元件2的一個面未被硬化膜3覆蓋。
藉由設為如圖1及圖3所示般利用硬化膜3覆蓋發光元件2的側面全部與上表面部的態樣,可保護發光元件2免受來自外部的衝擊。另外,可使因發光元件2的配置而產生的階差平坦化,另外,與相向基板5的貼合變得容易,因此較佳。
覆蓋發光元件2的除光輸出面以外的面的硬化膜3藉由具有所述掩蔽性,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。
於本發明中,較佳為於多個所述發光元件之間具有隔壁,所述隔壁具有所述發光元件的厚度以上的厚度。
如圖4所示,較佳為於具有發光元件2的顯示裝置1的與畫素數量對應的重覆圖案、即各發光元件2間或其周圍具有隔壁15。藉由該結構,與相向基板5的貼合變得容易,因此較佳。
隔壁的厚度較佳為大於各發光元件的厚度,具體而言,較佳為5 μm~120 μm。
隔壁可包括將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,另外,亦可含有除了包含(A)樹脂的樹脂組成物以外的材料,可使用環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等公知者。藉由使用該些材料,可形成密接性優異的隔壁。 為了抑制自發光元件的光洩露、各畫素間的混色而提高對比度,亦可於隔壁的側面或隔壁自身設置遮光部。遮光部例如為包含黑色顏料等的部分。 進而,為了可反射自發光元件向隔壁方向發出的光而提高光的輸出效率、提高亮度,亦可於隔壁的側面設置反射部。反射部例如為包含白色顏料等的部分。
較佳為於多個所述發光元件之間,將具有所述發光元件的厚度以上的厚度的隔壁配置於覆蓋發光元件的所述硬化膜中。 作為設置隔壁的另一實施方式,如圖11所示,例示了於覆蓋發光元件2的硬化膜3中在發光元件2之間或其周圍設置有隔壁15的結構。 圖11中示出的隔壁亦可含有除了包含(A)樹脂的樹脂組成物以外的材料,可使用環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等公知者。藉由使用該些材料,可形成密接性優異的隔壁。
藉由配置隔壁,可作為之後的轉印發光元件時的標記,亦可用作光間隔物(photo spacer),因此可提高發光元件轉印時的效率,故而較佳。進而,為了抑制自發光元件的光洩露、各畫素間的混色而提高對比度,亦可於隔壁的側面或隔壁自身設置遮光部。遮光部例如為包含黑色顏料等的部分。
為了可反射自發光元件向隔壁方向發出的光而提高光的輸出效率、提高亮度,亦可於隔壁的側面設置反射部。反射部例如為包含白色顏料等的部分。
於本發明中,亦可於發光元件、硬化膜或金屬配線的周圍設置光擴散層。
於本發明中,所述發光元件較佳為一邊的長度為5 μm以上且700 μm以下的LED,發光元件進而較佳為一邊的長度為5 μm以上且100 μm以下的LED。
LED藉由P型半導體與N型半導體接合而成的PN結構成,當對LED施加順向的電壓時,電子與電洞於晶片內移動,從而流動電流。此時,藉由電子與電洞結合而產生能量差,剩餘能量轉換為光能,從而發光。自LED發射的光的波長因GaN、GaAs、InGaAlP、GaP等構成半導體的化合物而不同,該波長的差異決定發光顏色。另外,白色一般藉由將兩種以上顏色不同的光混合來顯示,但於LED的情況下,藉由進行紅、綠、藍此三原色的混色,顏色的再現性得到大幅改善,能夠顯示更自然的白色。
作為LED的形狀,可列舉炮彈型、晶片型、多邊體型等,但自LED微小化的觀點而言,較佳為晶片型、多邊形型。另外,藉由LED的一邊的長度為5 μm以上且700 μm以下,可配置多個晶片,因此較佳,LED的一邊的長度進而較佳為5 μm以上且100 μm以下。
關於LED向配置有硬化膜3的發光元件驅動基板7等基板的安裝方法,例如提出了取放(pick and place)法、巨量轉移(mass transfer)法等,但並不限定於該些。
關於LED向基板的安裝,例如,可列舉:將以紅色、綠色、藍色發光的LED呈矩陣狀地排列並安裝於基板的規定位置的方法;或將以紅色、藍色發光的LED或發出紫外線的紫外LED等單一種類的LED排列並安裝於基板的方法等。前者的方法可使用分別以紅色、綠色、藍色發光的LED,亦可使用如將以紅色、綠色、藍色發光的LED沿縱向堆疊而成者。後者的方法可容易地進行LED的排列安裝。該情況下,可利用量子點等波長轉換材料來作成紅色、綠色、藍色的子畫素,並設為全色顯示。
作為波長轉換材料,可使用公知者。
例如,於使用以藍色發光的LED的情況下,較佳為:首先,製作僅排列安裝有以藍色發光的LED的LED陣列基板,接著,在相當於紅色與綠色的子畫素的位置,排列由藍色的光激勵而波長轉換為紅色或綠色並發光的波長轉換層。藉此,僅使用以藍色發光的LED,便能夠形成紅色、綠色、藍色的子畫素。
另一方面,於使用發射紫外光的紫外LED的情況下,較佳為:首先,製作僅排列安裝有紫外LED的LED陣列基板,在相當於紅色、綠色、藍色的子畫素的位置,排列由紫外光激勵而波長轉換為紅色、綠色、藍色並發光的波長轉換層。藉此,可抑制基於所述子畫素的顏色的、光的放射角度的差異。
作為波長轉換層,可使用公知者,另外,視需要亦可使用濾色器等。
作為本發明的相向基板,例如可列舉:玻璃板、樹脂板、樹脂膜等。作為玻璃板的材質,較佳為無鹼玻璃。作為樹脂板及樹脂膜的材質,較佳為聚酯、(甲基)丙烯酸聚合物、透明聚醯亞胺、聚醚碸等。玻璃板及樹脂板的厚度較佳為1 mm以下,更佳為0.8 mm以下。樹脂膜的厚度較佳為100 μm以下。
較佳為:本發明的顯示裝置包括驅動元件,且發光元件與驅動元件經由在硬化膜中延伸的金屬配線而電性連接。藉由顯示裝置包括驅動元件、且發光元件與驅動元件經由在硬化膜中延伸的金屬配線而電性連接,可對多個發光元件各別地進行開關驅動。作為驅動元件,可列舉驅動器積體電路(integrated circuit,IC)等,驅動器IC亦可按照功能的不同,相對於一個LED或包含紅、藍、綠的一個單元的LED而使用多個。
作為驅動元件的配置的結構態樣,較佳為如圖5所示般於硬化膜3中將驅動元件8在相向基板5上配置於發光元件2的附近的結構。另外,亦較佳為如圖6所示般將驅動元件8於硬化膜3中配置於發光元件2的上方的位置的結構。 藉此,能夠抑制因配線短距離化引起的配線短路等配線不良,抑制達成低損失化,提高高速響應性。
於本發明中,較佳為:更具有驅動元件及基板,所述驅動元件經由金屬配線連接於發光元件,進而,所述金屬配線的至少一部分於所述基板的側面延伸。藉由具有驅動元件及基板、且驅動元件經由金屬配線連接於發光元件、進而金屬配線的至少一部分於基板的側面延伸,可對多個發光元件各別地進行開關驅動,並且,顯示裝置自身的薄型化及高速響應性提高,進而,可使顯示裝置更小型化、窄邊框化。
作為基板,與發光元件驅動基板7同樣地並無特別限定,可使用公知者。例如,可列舉:玻璃基板、藍寶石基板、印刷配線板、TFT陣列基板、陶瓷等。至少一部分於基板的側面延伸的金屬配線例如可含有金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鎢、鋁、錫、鉻、或包含該些的合金等。另外,於基板的側面延伸的金屬配線例如可藉由無電鍍、電鍍等濕式鍍敷;熱CVD、電漿CVD、雷射CVD等CVD化學蒸鍍法(CVD);真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍敷等乾式鍍敷法;將金屬箔結合於基板後進行蝕刻的方法等形成。另外,亦可於基板的側面配置槽。該情況下,鄰接的金屬配線彼此藉由槽而切實地分離,因此可抑制金屬配線彼此之間的短路。用於配置側面導體線的槽可藉由切削加工法、蝕刻法、雷射加工法等形成。
作為金屬配線的結構態樣,例如較佳為如圖1及圖4的4c所示般配置的結構。
於本發明中,該金屬配線亦可為導電膜。
作為導電膜,例如可列舉包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物;含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊等,但亦可使用其他公知者。
關於包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物,具體而言,可列舉:氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO:InGaZnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化銦錫(ITO)及氧化銦(InO)等。
該些導電膜例如可藉由無電鍍、電鍍等濕式鍍敷;熱CVD、電漿CVD、雷射CVD等CVD化學蒸鍍法(CVD);真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍敷等乾式鍍敷法;將金屬箔結合於基板後進行蝕刻的方法等形成。
於含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊中,導電性粒子的含量較佳為60質量%~90質量%。藉由導電層含有有機物,可於曲面或屈曲部中抑制斷線,從而提高導電性。若導電性粒子的含量小於60質量%,則導電性粒子彼此的接觸概率變低,導電性降低。另外,於配線的屈曲部中,導電性粒子彼此容易背離。導電性粒子的含量較佳為70質量%以上。另一方面,若導電性粒子的含量超過90質量%,則難以形成配線圖案,並且於彎曲部中容易發生斷線。導電性粒子的含量較佳為80質量%以下。
作為有機物,例如可列舉:環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系共聚體、環氧羧酸酯化合物等。亦可含有該些的兩種以上。另外,亦可含有具有胺基甲酸酯鍵的有機物。藉由含有具有胺基甲酸酯鍵的有機物,可提高配線的柔軟性。另外,有機物較佳為示出感光性,從而可藉由光微影容易地形成微細的配線圖案。感光性例如藉由含有光聚合起始劑、具有不飽和雙鍵的成分來顯現。
本發明中的所謂導電性粒子,是指含有電阻率為10-5 Ω·m以下的物質的粒子。作為構成導電性粒子的材料,例如可列舉:銀、金、銅、鉑、鉛、錫、鎳、鋁、鎢、鉬、鉻、鈦、銦或該些金屬的合金、碳粒子。另外,較佳為含有兩種以上的導電性粒子。藉由含有兩種以上的導電性粒子,於後述的熱處理步驟中,可抑制同種的導電性粒子彼此燒結而體積收縮,結果可抑制作為導電膜整體的體積收縮,提高屈曲性。
導電性粒子的平均粒徑較佳為0.005 μm~2 μm。此處的所謂平均粒徑,於含有兩種以上的導電性粒子的情況下是指大徑粒子的平均粒徑。若導電性粒子的平均粒徑為0.005 μm以上,則可適度地抑制導電性粒子間的相互作用,更穩定地保持導電性粒子的分散狀態。導電性粒子的平均粒徑更佳為0.01 μm以上。另一方面,若導電性粒子的平均粒徑為2 μm以下,則容易形成所需的配線圖案。導電性粒子的平均粒徑更佳為1.5 μm以下。
導電膜的厚度較佳為2 μm~10 μm。若導電膜的厚度為2 μm以上,則可進一步抑制屈曲部的斷線,進一步提高導電性。導電膜的厚度更佳為4 μm以上。另一方面,若導電膜的厚度為10 μm以下,則於製造步驟中可更容易地形成配線圖案。導電膜的厚度更佳為8 μm以下。
作為導電膜的結構態樣,例如較佳為如圖12~圖15的26所示般配置的結構。
於本發明中,較佳為於多個發光元件之間更具有遮光層。藉由在多個發光元件之間具有遮光層,可於不大幅損害光輸出效率的情況下抑制自發光元件的光洩漏、各畫素間的混色,從而提高對比度。
遮光層可包括將包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,另外,亦可含有除了包含(A)樹脂的樹脂組成物以外的材料,可使用環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等公知者。作為(E)著色材,可使用黑色顏料,例如可列舉:碳黑、苝黑、苯胺黑等黑色有機顏料;石墨;以及鈦、銅、鐵、錳、鈷、鉻、鎳、鋅、鈣、銀等的金屬微粒子、金屬氧化物、複合氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物等無機顏料。另外,亦可將紅色顏料及藍色顏料、視需要的黃色顏料或其他顏料組合而製成黑色。另外,亦可使用染料。亦可含有兩種以上的著色材。
可對包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物賦予感光性,亦可使用後述的(B)感光劑。
作為包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物的製造方法,例如較佳為以下方法:使用分散機使含有(A)樹脂、(E)著色材、視需要的分散劑及有機溶劑的樹脂溶液分散,製備著色材濃度高的著色材分散液,進而添加(A)樹脂、視需要的感光劑等其他成分進行攪拌。視需要亦可進行過濾。
作為分散機,例如可列舉:球磨機、珠磨機、砂磨機、三輥磨機、高速衝擊磨機等。該些中,為了達成分散效率化及微分散化,較佳為珠磨機。作為珠磨機,例如可列舉:雙錐形球磨機(co-ball mill)、籃式研磨機(basket mill)、針磨機(pin mill)、戴諾磨機(Dyno-mill)等。作為用於珠磨機的珠粒,例如可列舉:二氧化鈦珠粒、氧化鋯珠粒、鋯英石珠粒(zircon beads)。珠磨機的珠粒直徑較佳為0.03 mm~1.0 mm。於(E)著色材的一次粒徑及一次粒子凝聚而形成的二次粒子的粒徑小的情況下,較佳為使用直徑為0.03 mm~0.10 mm的微小珠粒。於該情況下,較佳為包括分離器的珠磨機,所述分離器利用離心分離方式且能夠將微小珠粒與分散液分離。另一方面,於使包含次微米程度的粗大粒子的著色材分散的情況下,為了獲得充分的粉碎力,較佳為使用直徑為0.10 mm以上的珠粒。
將包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物塗佈於各種基板並乾燥後,進行加熱處理,藉此可獲得遮光層。於具有感光性的情況下,在照射後述的化學射線而曝光後,進行後述的顯影及加熱處理,藉此可獲得經圖案化的遮光層。
遮光層的厚度較佳為0.1 μm~5 μm。若遮光層的厚度為0.1 μm以上,則可抑制自發光元件的光洩露、各畫素間的混色,從而提高對比度。遮光層的厚度更佳為0.5 μm以上。另一方面,若配線的厚度為5 μm以下,則可於不大幅損害光輸出效率的情況下抑制自發光元件的光洩漏、各畫素間的混色,從而提高對比度。遮光層的厚度更佳為4 μm以下。
關於遮光層,於厚度0.7 mm的無鹼玻璃上以膜厚成為1.0 µm的方式形成著色膜並測定來自玻璃面的色度而得的反射色度值(a*、b*)較佳為-0.5≦a*≦1.0且-1.0≦b*≦0.5,且更佳為-0.5≦a*≦0.5且-1.0≦b*≦0.4。反射色度成為映入著色膜的像的色調的指標,且越接近(a*、b*)=(0.0、0.0),越可謂是無彩色的反射色調。另一方面,關於液晶顯示裝置或有機EL顯示器的黑色顯示的反射色調,一般而言b*成為負值而為藍色調,因此作為顯示裝置中使用的裝飾膜,較佳為b*成為負值。
著色膜的反射色度(L*、a*、b*)藉由以下方式獲得:使用利用白色校正板(CM-A145;柯尼卡美能達(Konica Minolta)(股)製造)進行了校正的分光測色計(CM-2600d;柯尼卡美能達(Konica Minolta)(股)製造),於標準光源D65(色溫6504 K)、視角2°(國際照明委員會(International Commission on Illumination,CIE)1976)、大氣壓下、20℃的測定條件下,測定相對於自透明基材入射的光的全反射色度(含鏡面反射成分(specular component include,SCI))。
作為遮光層的結構態樣,例如較佳為如圖16的27所示般配置的結構。遮光層27可與發光元件2相接,亦可與發光元件2分開。
於本發明中,關於將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下。藉此具有所述掩蔽性,從而不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性。
硬化膜於厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率較佳為0.1%以上且79%以下。藉此,不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性。
硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率較佳為0.1%以上且25%以下。藉此,不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性,進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
若硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率小於0.1%,則有產生硬化前的樹脂膜的感度或解析度降低等不良情況的擔憂。若光的透過率超過95%,則掩蔽性降低,有產生可自外部視認到金屬配線等不良情況的擔憂。
(A)樹脂較佳為耐熱性高,具體而言,較佳為:於熱處理時或熱處理後的160℃以上的高溫下,樹脂劣化少。此種硬化膜的作為用作顯示裝置的硬化膜、例如絕緣膜、保護膜及隔壁等而優異的特性之一即逸氣量變少,因此較佳。
就藉由曝光、顯影而形成所需的開口圖案的觀點而言,(A)樹脂較佳為於硬化前,曝光波長的光的透過率高。 為了獲得此種特性,例如較佳為縮短樹脂的源自芳香環的共軛鏈、或者減小分子內或分子間的電荷轉移。
為了保護金屬配線,較佳為即便為厚度10 μm以上的厚膜,加工性亦優異。 (A)樹脂並無特別限定,就減少環境負荷的觀點而言,較佳為鹼可溶性樹脂。所謂鹼可溶性為如下所述:將於γ-丁內酯中溶解有樹脂的溶液塗佈於矽晶圓上,於120℃下進行4分鐘預烘烤而形成膜厚10 μm±0.5 μm的預烘烤膜,接著,將該預烘烤膜於23±1℃的2.38質量%四甲基氫氧化銨水溶液中浸漬一分鐘後,利用純水進行淋洗處理,求出此時的膜厚減少,關於所述預烘烤膜的溶解速度為50 nm/min以上的樹脂,定義為鹼可溶性。
所述(A)樹脂較佳為含有選自由聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚苯並噁唑、聚苯並噁唑前驅物及該些的共聚體所組成的群組中的一種以上的樹脂。所述(A)樹脂可單獨含有該些樹脂,另外亦可組合含有多種樹脂。
對聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚苯並噁唑、聚苯並噁唑前驅物進行說明。
聚醯亞胺只要具有醯亞胺環,則並無特別限定。另外,聚醯亞胺前驅物只要具有藉由脫水閉環而成為具有醯亞胺環的聚醯亞胺的結構,則並無特別限定,可含有聚醯胺酸、聚醯胺酸酯等。聚苯並噁唑只要具有噁唑環,則並無特別限定。聚苯並噁唑前驅物只要具有藉由脫水閉環而成為具有苯並噁唑環的聚苯並噁唑的結構,則並無特別限定,可含有聚羥基醯胺等。
聚醯亞胺具有通式(1)所表示的結構單元,聚醯亞胺前驅物及聚苯並噁唑前驅物具有下述通式(2)所表示的結構單元,聚苯並噁唑具有通式(3)所表示的結構單元。可含有該些的兩種以上,亦可含有使通式(1)所表示的結構單元、通式(2)所表示的結構單元、通式(3)所表示的結構單元共聚而成的樹脂。
[化1]
Figure 02_image001
通式(1)中,V表示碳數4~40的四價~十價的有機基,W表示碳數4~40的二價~八價的有機基。a及b分別表示0~6的整數。R 1及R 2表示選自由羥基、羧基、磺酸基及硫醇基所組成的群組中的基,多個R 1及R 2分別可相同亦可不同。
[化2]
Figure 02_image003
通式(2)中,X及Y分別獨立地表示碳數4~40的二價~八價的有機基。R 3及R 4分別獨立地表示氫原子、或碳數1~20的一價有機基。c及d分別表示0~4的整數,e及f分別表示0~2的整數。
[化3]
Figure 02_image005
通式(3)中,T及U分別獨立地表示碳數4~40的二價~八價的有機基。
為了使(A)樹脂具有鹼可溶性,通式(1)中較佳為a+b>0。另外,通式(2)中較佳為c+d+e+f>0。於通式(2)中,在聚醯亞胺前驅物的情況下,通式(2)中的X、Y較佳為具有芳香族基。進而,通式(2)中的X具有芳香族基,e>2,於芳香族醯胺基的鄰位具有羧基或羧基酯基,且藉由脫水閉環而成為形成醯亞胺環的結構。
於通式(2)中,在聚苯並噁唑前驅物的情況下,通式(2)中的X具有芳香族基,d>0,於芳香族醯胺基的鄰位具有羥基,且藉由脫水閉環而成為形成苯並噁唑環的結構。
(A)樹脂中的通式(1)、通式(2)或通式(3)所表示的結構單元的重覆數n較佳為5~100,000,更佳為10~100,000。
(A)樹脂除了具有通式(1)、通式(2)或通式(3)所表示的結構單元以外,亦可具有其他結構單元。作為其他結構單元,例如可列舉卡多(Cardo)結構、矽氧烷結構等,但並不限定於該些。該情況下,較佳為將通式(1)或通式(2)所表示的結構單元設為主要構成單元。此處的所謂主要構成單元,是指所有結構單元數量中具有50莫耳%以上的通式(1)、通式(2)或通式(3)所表示的結構單元,更佳為具有70莫耳%以上。
所述通式(1)中的V-(R 1) a、所述通式(2)中的(OH) c-X-(COOR 3) e及所述通式(3)中的T表示酸的殘基。V為碳數4~40的四價~十價的有機基,其中,較佳為含有芳香族環或環狀脂肪族基的碳原子數4~40的有機基。X及T為碳數4~40的二價~八價的有機基,其中,較佳為含有芳香族環、或脂肪族基的碳原子數4~40的有機基。
作為構成酸的殘基的酸成分,二羧酸的例子可列舉:對苯二甲酸、間苯二甲酸、二苯基醚二羧酸、雙(羧基苯基)六氟丙烷、聯苯二羧酸、二苯甲酮二羧酸、三苯基二羧酸、辛二酸、十二氟辛二酸、壬二酸、癸二酸、十六氟癸二酸、1,9-壬烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸、二十一烷二酸、二十二烷二酸、二十三烷二酸、二十四烷二酸、二十五烷二酸、二十六烷二酸、二十七烷二酸、二十八烷二酸、二十九烷二酸、三十烷二酸等,三羧酸的例子可列舉:偏苯三甲酸、均苯三甲酸、二苯基醚三羧酸、聯苯三羧酸等,四羧酸的例子可列舉:均苯四甲酸、3,3',4,4'-聯苯四羧酸、2,3,3',4'-聯苯四羧酸、2,2',3,3'-聯苯四羧酸、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷、雙(3,4-二羧基苯基)醚、1,2,5,6-萘四羧酸、9,9-雙(3,4-二羧基苯基)芴、9,9-雙{4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基}芴、2,3,6,7-萘四羧酸、2,3,5,6-吡啶四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷及以下所示的結構的芳香族四羧酸、丁烷四羧酸、環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸等,但並不限定於該些。亦可使用該些的兩種以上。
[化4]
Figure 02_image007
式中,R 17表示氧原子、C(CF 3) 2、或C(CH 3) 2。R 18及R 19表示氫原子、或羥基。
該些酸可直接使用,或者以酸酐、鹵化物、活性酯的形式使用。
所述通式(1)中的W-(R 2) b、所述通式(2)中的(OH) d-Y-(COOR 4) f及所述通式(3)中的U表示二胺的殘基。W、Y及U為碳數4~40的二價~八價的有機基,其中,較佳為含有芳香族環或環狀脂肪族基的碳原子數4~40的有機基。
作為構成二胺的殘基的二胺的具體例,可列舉:雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)亞甲基、雙(3-胺基-4-羥基苯基)醚、雙(3-胺基-4-羥基)聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)芴等含羥基的二胺;3-磺酸-4,4'-二胺基二苯基醚等含磺酸的二胺;二巰基苯二胺等含硫醇基的二胺;3,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基醚、3,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基硫醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、石油醚(benzine)、間苯二胺、對苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、雙(4-胺基苯氧基苯基)碸、雙(3-胺基苯氧基苯基)碸、雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙{4-(4-胺基苯氧基)苯基}醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二乙基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二乙基-4,4'-二胺基聯苯、2,2',3,3'-四甲基-4,4'-二胺基聯苯、3,3',4,4'-四甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯等芳香族二胺,或該些芳香族環的氫原子的一部分經碳數1~10的烷基或氟烷基、鹵素原子等取代的化合物;2,4-二胺基-1,3,5-三嗪(胍胺)、2,4-二胺基-6-甲基-1,3,5-三嗪(乙醯胍胺)、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三嗪(苯並胍胺)等具有含氮雜芳香族環的二胺;1,3-雙(3-胺基丙基)-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3-雙(對胺基苯基)-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3-雙(對胺基苯乙基)-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,7-雙(對胺基苯基)-1,1,3,5,5,7,7-八甲基四矽氧烷等矽酮二胺;環己基二胺、亞甲基雙環己基胺等脂環式二胺及以下所示的結構的二胺等。亦可使用該些的兩種以上。
[化5]
Figure 02_image009
式中,R 20表示氧原子、C(CF 3) 2、或C(CH 3) 2。R 21~R 24分別獨立地表示氫原子、或羥基。
其中,就提高鹼顯影性或(A)樹脂、其硬化膜的透過率的觀點而言,較佳為含有至少一個以上的以下所示的結構的二胺。
[化6]
Figure 02_image011
式中,R 20表示氧原子、C(CF 3) 2、或C(CH 3) 2。R 21~R 22分別獨立地表示氫原子、或羥基。
該些二胺可以二胺的形式使用,或者以使二胺與光氣(phosgene)反應而得的二異氰酸酯化合物、三甲基矽烷基化二胺的形式使用。
(A)樹脂較佳為含有選自伸烷基及伸烷基醚基中的基。該些基亦可包含脂肪族環。作為選自伸烷基及伸烷基醚基中的基,特佳為通式(4)所表示的基。
[化7]
Figure 02_image013
通式(4)中,R 5~R 8分別獨立地表示碳數1~6的伸烷基。R 9~R 16分別獨立地表示氫原子、氟原子、或碳數1~6的烷基。其中,括弧內表示的結構各不相同。g、h、i分別獨立地表示0~35的整數,g+h+i>0。
作為通式(4)所表示的基,例如可列舉環氧乙烷基、環氧丙烷基、環氧丁烷基等,可為直鏈狀、分支狀、及環狀的任一者。
(A)樹脂藉由具有選自伸烷基及伸烷基醚基的基,可提高(A)樹脂及其硬化膜的機械特性,特別是伸長率,進而可提高硬化前後的450 nm的光的透過率。
(A)樹脂較佳為於所述通式(1)中的W或通式(2)中的Y中含有所述選自伸烷基及伸烷基醚基的基。藉此,可提高(A)樹脂及其硬化膜的機械特性,特別是伸長率,進而可提高硬化前後的450 nm的光的透過率,並且可獲得樹脂組成物的硬化膜的、因於低溫加熱處理中促進閉環而帶來的高耐化學品性、與基板金屬的高密接性、相對於恆溫恆濕試驗(高加速應力試驗(highly accelerated stress test,HAST))的耐性。
作為含有選自伸烷基及伸烷基醚基的基的二胺的具體例,可列舉:乙二胺、1,3-二胺基丙烷、2-甲基-1,3-丙烷二胺、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、2-甲基-1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,11-二胺基十一烷、1,12-二胺基十二烷、1,2-環己烷二胺、1,3-環己烷二胺、1,4-環己烷二胺、1,2-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、4,4'-亞甲基雙(環己基胺)、4,4'-亞甲基雙(2-甲基環己基胺)、KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、THF-100、THF-140、THF-170、RE-600、RE-900、RE-2000、RP-405、RP-409、RP-2005、RP-2009、RT-1000、HE-1000、HT-1100、HT-1700(以上為商品名,亨斯邁(HUNTSMAN)(股)製造)等。
另外,該些二胺中,亦可包含-S-、-SO-、-SO 2-、-NH-、-NCH 3-、-N(CH 2CH 3)-、-N(CH 2CH 2CH 3)-、-N(CH(CH 3) 2)-、-COO-、-CONH-、-OCONH-、-NHCONH-等鍵。
含有選自伸烷基及伸烷基醚基的基的二胺殘基於所有二胺殘基中較佳為含有5莫耳%以上,更佳為含有10莫耳%以上。另外,於所有二胺殘基中,較佳為含有40莫耳%以下,更佳為含有30莫耳%以下。藉由設為所述範圍,可提高鹼顯影液中的顯影性,同時可提高(A)樹脂及其硬化膜的機械特性,特別是伸長率,進而可提高硬化後的450 nm的光的透過率,並且可獲得樹脂組成物的硬化膜的、因於低溫加熱處理中促進閉環而帶來的高耐化學品性、與金屬表面的高密接性、相對於恆溫恆濕試驗(HAST)的耐性。
亦可於不降低耐熱性的範圍內使具有脂肪族聚矽氧烷結構的二胺殘基共聚。藉由使具有脂肪族聚矽氧烷結構的二胺殘基共聚,可提高與基板的接著性。具體而言,作為二胺成分,可列舉共聚有所有二胺殘基中的1莫耳%~15莫耳%的雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、雙(對胺基苯基)八甲基五矽氧烷等的二胺成分等。於該範圍內共聚時,與矽晶圓等基板的接著性提高,且不會降低於鹼溶液中的溶解性,就該些方面而言較佳。
藉由利用具有酸性基的單胺、酸酐、醯氯、單羧酸將(A)樹脂的末端封閉,可獲得於主鏈末端具有酸性基的樹脂。作為具有酸性基的單胺、酸酐、醯氯、單羧酸,可使用公知者,亦可使用多種。
相對於構成(A)樹脂的酸成分及胺成分的總和100莫耳%,所述單胺、酸酐、醯氯、單羧酸等封端劑的含量較佳為2莫耳%~25莫耳%。
(A)樹脂較佳為重量平均分子量為10,000以上且100,000以下。若重量平均分子量為10,000以上,則可提高硬化後的硬化膜的機械特性。更佳為重量平均分子量為20,000以上。另一方面,若重量平均分子量為100,000以下,則可提高利用各種顯影液的顯影性,進而,若重量平均分子量為50,000以下,則可提高利用鹼溶液的顯影性,因此較佳。
重量平均分子量(Mw)可使用凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)來確認。例如可將展開溶劑設為N-甲基-2-吡咯啶酮(以下,有省略為NMP的情況)來進行測定,並藉由聚苯乙烯換算而求出。
於包含溶劑的所有含有成分100質量%中,(A)樹脂的含量較佳為設為3質量%~55質量%,進而較佳為設為5質量%~40質量%。藉由設為所述範圍,可設為於進行旋轉塗佈或狹縫塗佈時適當的黏度。
除此之外,亦可使用酚樹脂、包含具有鹼可溶性基的自由基聚合性單體作為單體單元的聚合體、例如聚羥基苯乙烯或壓克力(acryl)等、矽氧烷聚合物、環狀烯烴聚合體、及卡多樹脂等。該些樹脂可使用公知者,另外,可單獨使用,亦可組合使用多種樹脂。
再者,就降低透過率的觀點而言,酚樹脂較佳為包含酚化合物與芳香族醛化合物的全芳香族酚樹脂。
於本發明中,較佳為包含(A)樹脂的樹脂組成物含有(B)感光劑(以下,有稱為(B)成分的情況)。
藉由包含(A)樹脂的樹脂組成物更含有(B)感光劑,可對樹脂組成物賦予感光性,從而形成微細的開口圖案,因此較佳。
(B)感光劑是感應紫外線而化學結構發生變化的化合物,例如可列舉:光酸產生劑、光鹼產生劑、光聚合起始劑等。於使用光酸產生劑作為(B)成分的情況下,於感光性樹脂組成物的光照射部產生酸而光照射部相對於鹼顯影液的溶解性增大,因此可獲得光照射部溶解的正型的圖案。
於含有光鹼產生劑作為(B)感光劑的情況下,於樹脂組成物的光照射部產生鹼而光照射部相對於鹼顯影液的溶解性降低,因此可獲得光照射部不溶化的負型的圖案。
於含有光聚合起始劑作為(B)感光劑的情況下,於樹脂組成物的光照射部產生自由基而進行自由基聚合,相對於鹼顯影液而不溶化,藉此可形成負型的圖案。另外,曝光時的紫外(ultraviolet,UV)硬化得到促進,可提高感度。
於本發明中,關於將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下。藉此,硬化膜具有所述掩蔽性,從而不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性。若光的透過率小於0.1%,則有產生硬化前的樹脂膜的感度或解析度降低等不良情況的擔憂。若光的透過率超過95%,則掩蔽性降低,有產生可自外部視認到金屬配線等不良情況的擔憂。
為了獲得此種特性,(B)感光劑較佳為:(B)感光劑自身的波長450 nm的光的透過率低,且因加熱處理而結構變化少;或者(B)感光劑與(A)樹脂、熱交聯劑等的反應生成物的光的透過率低;(B)感光劑的分解生成物本身或源自分解性生成物的反應生成物的光的透過率低。
就微細加工性的觀點而言,包含(A)樹脂的樹脂組成物較佳為具有正型感光性。進而,包含(A)樹脂及(B)感光劑的樹脂組成物較佳為具有正型感光性。
所述(B)感光劑中,就遮蓋性、高感度且微細加工性的觀點而言,較佳為光酸產生劑。作為光酸產生劑,可列舉:醌二疊氮化合物、鋶鹽、鏻鹽、重氮鎓鹽、錪鹽等。進而,視需要可包含增感劑等。
作為醌二疊氮化合物,較佳為萘醌二疊氮的磺酸利用酯鍵結於具有酚性羥基的化合物而成的化合物。作為此處使用的具有酚性羥基的化合物,可使用公知者,可例示向其中利用酯鍵導入了4-萘醌二疊氮磺酸或5-萘醌二疊氮磺酸的化合物作為較佳者,但亦可使用除此以外的化合物。
較佳為具有酚性羥基的化合物的官能基全體中50莫耳%以上經醌二疊氮取代。藉由使用50莫耳%以上經取代的醌二疊氮化合物,醌二疊氮化合物相對於鹼水溶液的親和性降低。其結果,未曝光部的樹脂組成物相對於鹼水溶液的溶解性大幅降低。進而,藉由曝光,醌二疊氮磺醯基變化為茚羧酸,可獲得曝光部的感光性樹脂組成物的、相對於鹼水溶液的大溶解速度。即,結果可增大組成物的曝光部與未曝光部的溶解速度比,從而以高解析度獲得圖案。
藉由含有此種醌二疊氮化合物,可獲得對一般的水銀燈的i射線(365 nm)、h射線(405 nm)、g射線(436 nm)或包含該些的寬頻帶(broadband)感光的、具有正型感光性的樹脂組成物。另外,(B)感光劑可含有僅一種,亦可組合含有兩種以上,可獲得高感度的樹脂組成物。
作為醌二疊氮,可列舉:5-萘醌二疊氮磺醯基、4-萘醌二疊氮磺醯基、於同一分子中包含4-萘醌二疊氮磺醯基及5-萘醌二疊氮磺醯基者等。
作為萘醌二疊氮磺醯基酯化合物,可列舉5-萘醌二疊氮基磺醯基酯化合物(B-1)及4-萘醌二疊氮磺醯基酯化合物(B-2)等,於本發明中,較佳為包含(B-2)化合物。(B-2)化合物對水銀燈的i射線區域的吸收大,適於i射線曝光。另外,於硬化時,藉由(B-2)化合物的分解或與(A)樹脂等發生反應而著色,藉此可降低450 nm的光的透過率,因此就加熱處理後的透光率的觀點而言較佳。於感光劑為僅(B-2)化合物的單獨成分的情況下、或者為與其他成分的混合的情況下,較佳為包含46質量%以上的(B-2)化合物。於為(B-1)化合物與(B-2)化合物的混合物的情況下,作為(B-2)化合物的含有比率,相對於總感光劑量即(B-1)化合物+(B-2)化合物,較佳為46質量%以上且100質量%以下。藉由設為該含有比率,可獲得光的透過率低的硬化膜。
醌二疊氮化合物可藉由具有酚性羥基的化合物與萘醌二疊氮磺酸化合物的酯化反應並利用公知的方法來合成。藉由使用醌二疊氮化合物,解析度、感度、殘膜率進一步提高。
就藉由熱處理而得的膜的耐熱性、機械特性及接著性的方面而言,(B)感光劑的分子量較佳為300以上,更佳為350以上,且較佳為3,000以下,更佳為1,500以下。
(B)感光劑中,鋶鹽、鏻鹽及重氮鎓鹽使藉由曝光而產生的酸成分適度地變穩定,因此較佳。其中,較佳為鋶鹽。
相對於(A)樹脂100質量份,(B)感光劑的含量較佳為0.1質量份以上且100質量份以下。若(B)感光劑的含量為0.1質量份以上且100質量份以下,則可於維持熱處理後的膜的耐熱性、耐化學品性及機械特性的同時,賦予感光性。
於(B)感光劑含有醌二疊氮化物的情況下,相對於(A)成分100質量份,(B)感光劑的含量更佳為1質量份以上,進而較佳為3質量份以上。另外,更佳為100質量份以下,進而較佳為80質量份以下。若為1質量份以上且100質量份以下,則可於維持熱處理後的膜的耐熱性、耐化學品性及機械特性的同時,賦予感光性。
於(B)感光劑含有鋶鹽、鏻鹽或重氮鎓鹽的情況下,相對於(A)樹脂100質量份,(B)感光劑的含量更佳為0.1質量份以上,進而較佳為1質量份以上,特佳為3質量份以上。另外,更佳為100質量份以下,進而較佳為80質量份以下,特佳為50質量份以下。若為0.1質量份以上且100質量份以下,則可於維持熱處理後的膜的耐熱性、耐化學品性及機械特性的同時,賦予感光性。
於含有光鹼產生劑作為(B)感光劑的情況下,作為光鹼產生劑,具體而言可列舉醯胺化合物、銨鹽等。
作為醯胺化合物,例如可列舉:2-硝基苯基甲基-4-甲基丙烯醯基氧基哌啶-1-羧酸酯、9-蒽基甲基-N,N-二甲基胺甲酸酯、1-(蒽醌-2-基)乙基咪唑羧酸酯、(E)-1-[3-(2-羥基苯基)-2-丙醯基]哌啶等。
作為銨鹽,例如可列舉:1,2-二異丙基-3-(雙二甲基胺基)亞甲基)胍2-(3-苯甲醯基苯基)丙酸鹽、(Z)-{[雙(二甲基胺基)伸次甲基]胺基}-N-(環己基胺基)甲烷亞銨四(3-氟苯基)硼酸鹽、1,2-二環己基-4,4,5,5-四甲基雙胍正丁基三苯基硼酸鹽等。
於含有光鹼產生劑作為(B)感光劑的情況下,關於樹脂組成物中的(B)感光劑的含量,相對於(A)樹脂100質量份而較佳為0.1質量份以上,更佳為0.5質量份以上,進而較佳為0.7質量份以上,特佳為1質量份以上。若含量為所述範圍內,則可提高曝光時的感度。另一方面,含量較佳為25質量份以下,更佳為20質量份以下,進而較佳為17質量份以下,特佳為15質量份以下。若含量為所述範圍內,則可提高顯影後的解析度。
於含有光聚合起始劑作為(B)感光劑的情況下,作為光聚合起始劑,例如較佳為苄基縮酮系光聚合起始劑、α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、芳香族酮酯系光聚合起始劑或苯甲酸酯系光聚合起始劑、二茂鈦(titanocene)系光聚合起始劑,各自可使用公知者,亦可使用多種。其中,就曝光時的感度提高的觀點而言,更佳為α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑或二苯甲酮系光聚合起始劑,進而較佳為α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑。
於含有光聚合起始劑作為(B)感光劑的情況下,關於樹脂組成物中的(B)感光劑的含量,相對於(A)樹脂100質量份而較佳為0.1質量份以上,更佳為0.5質量份以上,進而較佳為0.7質量份以上,特佳為1質量份以上。若含量為所述範圍內,則可提高曝光時的感度。另一方面,含量較佳為25質量份以下,更佳為20質量份以下,進而較佳為17質量份以下,特佳為15質量份以下。若含量為所述範圍內,則可提高顯影後的解析度。
於本發明中,較佳為:包含所述(A)樹脂的所述樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-1)於波長400 nm以上且490 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑(以下,有稱為(C)成分、(C-1)成分的情況)。
所謂(C)著色劑,可列舉:熱發色性化合物、染料、或顏料等。其中,就耐熱性、感度、解析度的觀點而言,較佳為使用染料及有機顏料中的任一種以上,更佳為染料。
藉由(C)成分含有(C-1)成分,可吸收波長400 nm以上且490 nm以下的範圍的光而抑制透過的光量,可使本發明的硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下,從而硬化膜具有掩蔽性,藉此,不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性。
較佳為:(C-1)成分是於較佳為波長420 nm以上且480 nm以下的範圍內、更佳為波長430 nm以上且470 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
(C-1)成分藉由具有使作為曝光波長的一部分的波長350 nm~390 nm的光透過的特性,可兼顧對曝光波長的感度及解析度。具體而言,於包含(C-1)著色劑與溶媒且濃度為10 -5mol/L的化合物溶液中,波長350 nm~390 nm的光的透過率較佳為40%以上,更佳為70%以上。
(C-1)成分只要含有至少一種以上即可,例如可列舉:使用一種熱發色性化合物、一種染料或有機顏料的方法;將兩種以上的熱發色性化合物、染料或有機顏料混合使用的方法;將一種以上的熱發色性化合物、一種以上的染料與一種以上的有機顏料組合使用的方法等。
(C-1)成分例如可列舉黃色染料或橙色染料等。作為染料的種類,例如可列舉:油溶性染料、分散染料、反應性染料、酸性染料或直接染料等。
作為用作(C-1)成分的染料的骨架結構,例如可列舉蒽醌系、次甲基系、喹啉系、紫環酮(perinone)系等,但並不限定於該些。另外,所述各染料可單獨使用,亦可以含金屬的錯合鹽系的形式使用。具體而言,分別可應用:蘇米拉(Sumilan)染料、蘭尼爾(Lanyl)染料(住友化學工業(股)製造);奧麗素(Orasol)染料、奧麗色(Oracet)染料、富麗美(Filamid)染料、染佳色(Irgasperse)染料(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)製造);色寶(Zapon)染料、麗色寶(Neozapon)染料、耐普頓(Neptune)染料、阿齊多(Acidol)染料(巴斯夫(BASF)(股)製造);卡亞賽(Kayaset)染料、卡亞卡侖(Kayakalan)染料(日本化藥(股)製造);油溶色(Valifast Colors)染料(東方化學(Orient Chemical)工業(股)製造);沙芬尼(Savinyl)、沙多普拉斯(Sandoplast)、波士蘭(Polysynthren)、蘭納素(Lanasyn)染料(日本科萊恩(Clariant Japan)(股)製造);愛染斯比龍(Aizen Spilon)染料(保土谷化學工業(股)製造);功能性色素(山田化學工業(股)製造);膏色(Plast Color)染料、油色(Oil Color)染料(有本化學工業(股)製造)等,但並不限定於該些。該些染料可單獨使用或藉由混合而使用。
就硬化時的褪色的觀點而言,用作(C-1)成分的顏料較佳為耐熱性高的顏料,若以色指數(color index,CI)號表示具體例,則作為黃色顏料的例子,可列舉:顏料黃(Pigment Yellow)83、顏料黃(Pigment Yellow)117、顏料黃(Pigment Yellow)129、顏料黃(Pigment Yellow)138、顏料黃(Pigment Yellow)139、顏料黃(Pigment Yellow)150、顏料黃(Pigment Yellow)180等。作為橙色顏料的例子,可列舉:顏料橙(Pigment Orange)38、顏料橙(Pigment Orange)43、顏料橙(Pigment Orange)64、顏料橙(Pigment Orange)71、顏料橙(Pigment Orange)72等。另外,關於(C-1)成分的含量,相對於(A)樹脂100質量份,較佳為0.1質量份~100質量份,進而較佳為0.2質量份~50質量份。藉由將(C-1)成分的含量設為0.1質量份以上,可吸收對應波長的光。另外,藉由設為100質量份以下,可兼顧光的透過率及感度、解析度。
於本發明中,較佳為:包含(A)樹脂的樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-2)於波長超過490 nm且為580 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
於本發明中,較佳為:包含(A)樹脂的樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-3)於波長超過580 nm且為800 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。 另外,於本發明中,較佳為:(C)成分一併含有(C-1)成分、以及(C-2)於波長超過490 nm且為580 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑及(C-3)於波長超過580 nm且為800 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
藉由除了含有(C-1)成分以外亦含有(C-2)成分及(C-3)成分,不僅具有掩蔽性,而且藉由黑色化亦減少外部光反射且提高對比度,因此可提高視認性,從而較佳。 與(C-1)成分同樣地,(C-2)成分及(C-3)成分較佳為溶劑溶解性、耐熱性、350 nm~390 nm的波長的透過性高,且較佳為使用染料及有機顏料中的任一種以上,更佳為染料。藉此,除了藉由混合(C-1)成分及(C-2)成分、(C-3)成分而達成黑色化以外,於樹脂膜中亦可達成高感度、高解析度化,因此較佳。
作為可較佳地用作(C-2)成分及(C-3)成分的染料的骨架結構,例如可列舉三苯基甲烷系、蒽醌系等,但並不限定於該些。另外,所述各染料可單獨使用,亦可以含金屬的錯合鹽系的形式使用。具體而言,分別可應用:蘇米拉(Sumilan)染料、蘭尼爾(Lanyl)染料(住友化學工業(股)製造);奧麗素(Orasol)染料、奧麗色(Oracet)染料、富麗美(Filamid)染料、染佳色(Irgasperse)染料(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)製造);色寶(Zapon)染料、麗色寶(Neozapon)染料、耐普頓(Neptune)染料、阿齊多(Acidol)染料(巴斯夫(BASF)(股)製造);卡亞賽(Kayaset)染料、卡亞卡侖(Kayakalan)染料(日本化藥(股)製造);油溶色(Valifast Colors)染料(東方化學(Orient Chemical)工業(股)製造);沙芬尼(Savinyl)染料、沙多普拉斯(Sandoplast)染料、波士蘭(Polysynthren)染料、蘭納素(Lanasyn)染料(日本科萊恩(Clariant Japan)(股)製造);愛染斯比龍(Aizen Spilon)染料(保土谷化學工業(股)製造);功能性色素(山田化學工業(股)製造);膏色(Plast Color)染料、油色(Oil Color)染料(有本化學工業(股)製造)等,但並不限定於該些。該些染料可單獨使用或藉由混合而使用。
作為可較佳地用作(C-2)成分的有機顏料,若以色指數(CI)號表示具體例,則作為紅色顏料的例子,可列舉:顏料紅(Pigment Red)48:1、顏料紅(Pigment Red)122、顏料紅(Pigment Red)168、顏料紅(Pigment Red)177、顏料紅(Pigment Red)202、顏料紅(Pigment Red)206、顏料紅(Pigment Red)207、顏料紅(Pigment Red)209、顏料紅(Pigment Red)224、顏料紅(Pigment Red)242、顏料紅(Pigment Red)254等。作為可較佳地用作(C-2)成分的紫色顏料的例子,可列舉:顏料紫(Pigment Violet)19、顏料紫(Pigment Violet)23、顏料紫(Pigment Violet)29、顏料紫(Pigment Violet)32、顏料紫(Pigment Violet)33、顏料紫(Pigment Violet)36、顏料紫(Pigment Violet)37、顏料紫(Pigment Violet)38等。作為可較佳地用作(C-3)成分的藍色顏料的例子,可列舉:顏料藍(Pigment Blue)15(顏料藍(Pigment Blue)15:3、顏料藍(Pigment Blue)15:4、顏料藍(Pigment Blue)15:6等)、顏料藍(Pigment Blue)21、顏料藍(Pigment Blue)22、顏料藍(Pigment Blue)60、顏料藍(Pigment Blue)64等。作為可較佳地用作(C-3)成分的綠色顏料的例子,可列舉:顏料綠(Pigment Green)7、顏料綠(Pigment Green)10、顏料綠(Pigment Green)36、顏料綠(Pigment Green)47、顏料綠(Pigment Green)58等。另外,亦可使用該些以外的顏料。另外,與上述相同視需要亦可使用實施了表面處理者。
關於(C-2)成分、(C-3)成分的含量,相對於(A)樹脂100質量份,分別較佳為0.1質量份~100質量份,進而較佳為0.2質量份~50質量份。藉由將(C-1)成分的含量設為0.1質量份以上,可吸收對應波長的光。另外,藉由設為100質量份以下,可兼顧光的透過率及感度、解析度。
另外,就保存穩定性、硬化時的褪色的觀點而言,用作(C-1)成分、(C-2)成分及(C-3)成分的染料較佳為於溶解(A)樹脂的有機溶劑中可溶且與樹脂相容、耐熱性高的染料。此處提及的有機溶劑例如可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N'-二甲基丙烯脲、N,N-二甲基異丁酸醯胺、甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺等極性非質子性溶媒、四氫呋喃、二噁烷、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚等醚類、乙酮、甲基乙基酮、二異丁基酮等酮類、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸丙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等酯類、乳酸乙酯、乳酸甲酯、二丙酮醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇等醇類、甲苯、二甲苯等芳香族烴類等。另外,耐熱性較佳為:於氧濃度100 ppm以下的環境下,進行250℃、1小時的加熱前後未觀察到吸收光譜的變化。
有機顏料視需要亦可使用實施了松香處理、酸性基處理、鹼性基處理等表面處理者。另外,根據情況,可與分散劑一併使用。分散劑例如可列舉陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、矽酮系、氟系的界面活性劑。
於本發明中,較佳為:包含所述(A)樹脂的所述樹脂組成物更含有(C)著色劑,(C)著色劑含有(C-4)黑色著色劑(以下,有稱為(C-4)成分的情況)。
藉由使(C)成分含有(C-4)成分,可使本發明的硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下,從而硬化膜具有掩蔽性,藉此,不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性,進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
(C-4)成分只要含有至少一種以上即可,例如可列舉:使用一種無機黑色顏料、有機黑色顏料或黑色染料的方法;組合使用兩種以上的無機黑色顏料、有機黑色顏料或黑色染料的方法等。
作為無機黑色顏料,例如可列舉具有鈦原子的無機黑色顏料、具有鋯原子的無機黑色顏料、非晶碳黑、碳黑等,但並不限定於該些。此處提及的所謂非晶碳黑,是指非晶性碳黑粒子。另一方面,單純的所謂碳黑是指一般作為著色劑用途而廣為人知的具有結晶性的碳黑粒子。
所謂具有鈦原子的無機黑色顏料,是指TiN所示的氮化鈦、TiNxOy(0<x<2.0,0.1<y<2.0)所表示的氧氮化鈦、TiC所表示的碳化鈦、氮化鈦與碳化鈦的固溶體、鈦與鈦以外的金屬的複合氧化物或複合氮化物中的任一種以上。其中,就除了可見光區域的遮光性高以外、曝光步驟中的曝光光透過率高的方面而言,較佳為氮化鈦及氧氮化鈦中的任一者,就介電常數低的方面而言,更佳為氮化鈦。作為氮化鈦的製法,可列舉氣相反應,其中,就容易獲得一次粒徑小、粒度分佈尖銳的粒子而言,較佳為藉由熱電漿法合成的氮化鈦。另外,具有鈦原子的無機黑色顏料中,為避免介電常數的上升,作為雜質,為無機白色顏料的TiO 2所表示的二氧化鈦的含量越少越佳,更佳為不含有所述二氧化鈦。
所謂具有鋯原子的無機黑色顏料,是指Zr 3N 4所表示的氮化鋯、ZrN所表示的氮化鋯、ZrOxNy(0<x<2.0,0.1<y<2.0)所表示的氧氮化鋯、鋯與鋯以外的金屬的複合氧化物或複合氮化物中的任一種以上。其中,就曝光步驟中的曝光光透過率高、介電常數低而言,較佳為ZrN所表示的氮化鋯。作為製法,可列舉氣相反應,其中,就容易獲得一次粒徑小、粒度分佈尖銳的粒子而言,較佳為藉由熱電漿法合成的氮化鋯。另外,具有鋯原子的無機黑色顏料中,為避免介電常數的上升,作為雜質,為無機白色顏料的ZrO 2所表示的二氧化鋯的含量越少越佳,更佳為不含有所述二氧化鋯。
關於具有鈦原子的無機黑色顏料及具有鋯原子的無機黑色顏料,視需要亦可為了將顏料表面改質而實施表面處理。作為表面處理的方法,例如可列舉藉由矽烷偶合劑處理而導入包含矽原子的有機基作為表面修飾基的方法;利用二氧化矽、金屬氧化物及/或有機樹脂等被覆材將顏料表面的一部分或全部被覆的方法等,亦可將多個表面處理加以組合。藉由實施該些表面處理,有可提高本發明樹脂組成物的長期貯存穩定性的情況。再者,具有鋯原子的無機黑色顏料與具有鈦原子的無機黑色顏料亦可以包含兩者的固溶體的形式構成一個一次粒子。
所謂非晶碳黑,是指包含金剛石結構(SP 3結構)以及石墨結構(SP 2結構)的非晶性碳黑。相當於被分類為所謂的類鑽碳(diamond like carbon,DLC)的碳。非晶碳黑與後述的具有結晶性的碳黑相比,絕緣性高,可於不實施表面處理的情況下適宜地用作著色材。作為製法,較佳為:使碳源氣化,將氣化的碳蒸氣冷卻、再凝固後暫時製成薄片狀,實施乾式粉碎處理而加以微粒化。非晶碳黑的結構於包含大量SP 3結構的情況下,可見光線及近紅外線的遮光性低,但相反地可提高絕緣性。另一方面,於包含大量SP 2結構的情況下,絕緣性低,但相反地可提高可見光線及近紅外線的遮光性。即,可藉由合成條件來控制顏料固有的該些特性。其中,於本發明的感光性組成物中,可較佳地使用相對於SP 3結構及SP 2結構的合計而SP 3結構的含量為30原子%~70原子%的非晶碳黑。另外,SP 3結構及SP 2結構的比例可藉由X射線光電子分光法進行分析。
關於以上具有鈦原子的無機黑色顏料、具有氧化鋯原子的無機黑色顏料及非晶碳的合計量,於進一步提高近紅外線遮光性的方面,較佳為於本發明的感光性組成物的所有固體成分中為5.0重量%以上。另外,於避免介電常數的過度上升的方面,較佳為於感光性組成物中的所有固體成分中為35.0重量%以下。此處提及的所謂所有固體成分,是指自感光性組成物去除溶劑成分後的成分。
作為碳黑,可列舉根據其製法而分類的爐黑(furnace black)、熱碳黑(thermal black)、槽黑(channel black)、乙炔黑(acetylene black)、科琴黑(Ketjen black)、燈黑(lamp black),其中,就分散性優異、於工業上容易控制顏料表面的酸度及粒徑的微細化的方面而言,較佳為藉由爐法製造的爐黑。其中,就絕緣性提高的觀點而言,碳黑特有的牢固地將粒子連結成串珠狀的結構(structure)長度越短越佳,進而,更佳為有機基經表面修飾者、或由高絕緣性的被覆材被覆者。作為此種表面改質型碳黑,亦可使用市售品,例如可列舉:作為包含硫原子的酸性官能基經表面修飾的碳黑的「TPK-1227」、作為顏料表面由二氧化矽被覆的碳黑的「TPX-1409」(以上,均為卡博特(CABOT)公司製造)。
於進一步提高近紅外線遮光性的方面,碳黑的合計量較佳為於本發明的樹脂組成物的所有固體成分中為5.0重量%以上。另外,於避免介電常數的過度上升的方面,較佳為於樹脂組成物中的所有固體成分中為10.0重量%以下。
亦可將多種混合來使用,以使硬化膜具有所需的光學特性。例如,藉由使用呈紫調強的黑色的氮化鋯以及呈黃調強的黑色的非晶碳進行調色,可使硬化膜的反射色成為彩度被抑制得低的中性黑(neutral black)。
就提高分散性及分散後的貯存穩定性的觀點而言,無機黑色顏料的平均一次粒徑較佳為5 nm以上,更佳為10 nm以上。另一方面,就可獲得高彎曲性的方面而言,較佳為150 nm以下,更佳為100 nm以下。此處提及的所謂平均一次粒徑,是指藉由使用圖像分析式粒度分佈測定裝置的粒度測定法算出的一次粒徑的數量平均值。圖像的拍攝可使用穿透型電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM),可於倍率50,000倍的條件下算出平均一次粒徑。於(C-4)成分不為球狀的情況下,將其長徑與短徑的平均值作為一次粒徑。圖像的分析是使用蒙泰科(Mountech)公司製造的圖像分析式粒度分佈軟體麥可威(Mac-View)。於需要使平均一次粒徑小徑化、或者將粗大成分磨碎以使粒度分佈尖銳的情況下,亦可進行乾式粉碎處理。乾式粉碎處理例如可使用錘磨機、球磨機等。另外,於因顏料的硬度過高等理由而乾式粉碎處理中存在極限的情況下,理想的是不進行碎解而藉由分級處理將粗大成分去除。
作為有機黑色顏料,是指苯並二呋喃酮系黑色顏料、苝系黑色顏料、偶氮系黑色顏料及該些的異構體。此處提及的所謂異構體亦包括互變異構體。異構體可以多個顏料粉末的混合物的形式含有,亦可於構成一個一次粒子的基礎上以混晶的形式含有。再者,大體而言,有機顏料於近紅外區域的遮光性方面極其缺乏,但相反地具有介電常數低的優點,因此於本發明的包含(A)樹脂的樹脂組成物中,可有效地作為用於避免介電常數的上升、同時僅對可見光區域賦予遮光性的成分來使用。
作為苯並二呋喃酮系黑色顏料,例如可列舉巴斯夫(BASF)製造的「依加福(Irgaphor)(註冊商標)」黑(Black)S0100等,但並不限定於該些。另外,藉由混合一部分具有SO 3H、SO 3-或COOH等取代基的苯並二呋喃酮系黑色顏料作為分散助劑來進行濕式分散處理,可提高分散性。
作為苝系黑色顏料,若以色指數(CI)號表示,則可列舉C.I.顏料黑(pigment black)31、C.I.顏料黑(pigment black)32,例如可列舉巴斯夫(BASF)製造的FK4280等,但並不限定於該些。
本發明的包含(A)樹脂的樹脂組成物可更含有分散劑。所謂分散劑,是指兼具對顏料表面具有化學鍵結或吸附作用的顏料親和性基、以及具有親溶媒性的高分子鏈或基者。作為分散劑的作用機制,除了酸-鹼相互作用以外,氫鍵、凡得瓦(Van-der-Waals)力等亦複合地作出貢獻,從而於製作後述的顏料分散液時進行的濕式介質分散處理中,提高對有機顏料表面的分散介質的潤濕性,且提高因高分子鏈引起的有機顏料彼此的立體排斥效果及/或靜電排斥效果,藉此發揮促進顏料的微細化、且提高分散穩定性的效果。藉由促進微細化及提高分散穩定性,可進一步提高彎曲性。
作為分散劑,可較佳地使用具有鹼性吸附基的分散劑、具有酸性基的分散劑、非離子系分散劑。作為具有鹼性吸附基的分散劑,例如可列舉:迪斯帕畢克(DisperBYK)-142、迪斯帕畢克(DisperBYK)145、迪斯帕畢克(DisperBYK)164、迪斯帕畢克(DisperBYK)167、迪斯帕畢克(DisperBYK)182、迪斯帕畢克(DisperBYK)187、迪斯帕畢克(DisperBYK)2001、迪斯帕畢克(DisperBYK)2008、迪斯帕畢克(DisperBYK)2009、迪斯帕畢克(DisperBYK)2010、迪斯帕畢克(DisperBYK)2013、迪斯帕畢克(DisperBYK)2020、迪斯帕畢克(DisperBYK)2025、迪斯帕畢克(DisperBYK)9076、迪斯帕畢克(DisperBYK)9077、畢克(BYK)-LP N6919、畢克(BYK)-LP N21116、畢克(BYK)-JET9152(以上,均為畢克化學(BYK Chemie)公司製造)、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」9000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」11200、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」13650、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」20000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」24000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」24000SC、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」24000GR、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」32000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」32500、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」32550、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」326000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」33000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」34750、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」35100、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」35200、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」37500、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」39000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」56000、「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」76500(以上,均為路博潤(Lubrizol)公司製造)、埃夫卡(Efca)-PX4310、埃夫卡(Efca)4320、埃夫卡(Efca)4710(以上,均為巴斯夫(BASF)公司製造)。作為具有酸性基的分散劑,例如可列舉「迪高迪斯帕斯(Tego dispers)(註冊商標)」655(贏創(Evonik)公司製造)、迪斯帕畢克(DisperBYK)-102、迪斯帕畢克(DisperBYK)118、迪斯帕畢克(DisperBYK)174、迪斯帕畢克(DisperBYK)2096(以上,均為畢克化學(BYK Chemie)公司製造),作為非離子系分散劑,例如可列舉「索思帕(SOLSPERSE)(註冊商標)」54000(路博潤(Lubrizol)公司製造)、「迪高迪斯帕斯(Tego dispers)(註冊商標)」650、「迪高迪斯帕斯(Tego dispers)(註冊商標)」652、「迪高迪斯帕斯(Tego dispers)(註冊商標)」740W(以上,均為贏創(Evonik)公司製造)。可考慮顏料固有的表面特性及平均一次粒徑而適宜地單獨使用該些分散劑或將多種混合使用,以獲得後述的平均分散粒徑。
關於分散劑的含量,於後述的濕式介質分散處理中充分的解凝聚性、與抑制分散處理後的再凝聚的方面,相對於顏料的合計量100重量份而較佳為10重量份以上,更佳為20重量份以上。另一方面,於充分確保分散劑以外的構成成分的含量的方面,較佳為100重量份以下,更佳為60重量份以下。
包含(A)樹脂的樹脂組成物視需要亦可含有熱交聯劑、自由基聚合性化合物、抗氧化劑、溶劑、具有酚性羥基的化合物、密接改良劑、接著改良劑、界面活性劑作為其他成分。
接下來,對本發明的樹脂組成物的製造方法進行說明。例如,可藉由將所述(A)樹脂與視需要的(B)感光劑、(C)著色劑、熱交聯劑、自由基聚合性化合物、抗氧化劑、溶劑、具有酚性羥基的化合物、密接改良劑、接著改良劑、界面活性劑等混合並溶解而獲得樹脂組成物。
作為溶解方法,可列舉加熱或攪拌等公知的方法。
樹脂組成物的黏度較佳為2 mPa·s~5,000 mPa·s。藉由將固體成分濃度調整成使得黏度成為2 mPa·s以上,則容易獲得所需的膜厚。另一方面,若黏度為5,000 mPa·s以下,則容易獲得均勻性高的樹脂膜。具有此種黏度的樹脂組成物例如可藉由將固體成分濃度設為5質量%~60質量%而容易地獲得。此處,所謂固體成分濃度是指除溶劑以外的成分。
所獲得的樹脂組成物較佳為使用過濾器進行過濾而將異物或粒子去除。過濾器的材質有聚丙烯(polypropylene,PP)、聚乙烯(polyethylene,PE)、尼龍(nylon,NY)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)等,較佳為聚乙烯或尼龍。
當形成將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的硬化膜時,可於由包含(A)樹脂的樹脂組成物形成樹脂片後,使樹脂片硬化而形成膜。
樹脂片是指使用所述樹脂組成物而於基材上形成的片。具體而言,是指於基材上塗佈樹脂組成物並進行乾燥而得的樹脂片。
供塗佈樹脂組成物的基材可使用聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)等膜。當將樹脂片貼合於矽晶圓等基板來使用時,於需要剝離去除基材的情況下,若使用在表面塗敷有矽酮樹脂等脫模劑的基材,則可容易地剝離樹脂片與基材,因此較佳。
接下來,對本發明的顯示裝置的製造方法進行說明。
本發明的顯示裝置的製造方法是至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件的顯示裝置的製造方法,且具有:於支撐基板上配置所述發光元件的步驟(D1);於所述支撐基板上及所述發光元件上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(D2);藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(D3);使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(D6);以及於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(D5)。
於圖7的a~圖7的h中示出本發明的具有多個發光元件的顯示裝置的一例的製作步驟剖面圖。
以下,所謂樹脂膜,是指將包含(A)樹脂的樹脂組成物塗佈於基板或者將樹脂片層壓並進行乾燥而得的膜。另外,硬化膜是指將樹脂膜、或樹脂片硬化而得的膜。
於圖7的a中,步驟(D1)是於支撐基板18上配置具有一對電極端子6的發光元件2的步驟。支撐基板可使用玻璃基板、矽基板、陶瓷類、砷化鎵、有機電路基板、無機電路基板、或於該些基板配置有電路的構成材料者等,但並不限定於該些。可於玻璃基板或矽基板上配置暫時黏貼材料。另外,亦可使用TFT陣列基板。另外,支撐基板可於步驟的中途去除,另外亦可於去除後配置其他的相向基板。
接著,步驟(D2)是如圖7的b所示般於支撐基板18上及發光元件2上塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物或者層壓由包含(A)樹脂的樹脂組成物形成的樹脂片,從而形成樹脂膜19的步驟。
再者,所謂支撐基板上及發光元件上,不僅是指支撐基板的表面及發光元件的表面,只要處於支撐基板或發光元件的上側即可,亦可於硬化膜、金屬配線、隔壁上塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物或者層壓由包含(A)樹脂的樹脂組成物形成的樹脂片來形成樹脂膜。
作為塗佈方法,有旋塗法、狹縫塗佈法、浸漬塗佈法、噴塗法、印刷法等方法。另外,塗佈膜厚根據塗佈手法、組成物的固體成分濃度、黏度等而不同,但通常以乾燥後的膜厚成為0.1 μm~150 μm的方式進行塗佈。
亦可於塗佈之前,預先利用上文所述的密接改良劑對供塗佈包含樹脂(A)的樹脂組成物的支撐基板進行預處理。例如,可列舉以下方法:使用使密接改良劑以0.5質量%~20質量%溶解於異丙醇、乙醇、甲醇、水、四氫呋喃、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、乳酸乙酯、己二酸二乙酯等溶劑中而成的溶液,藉由旋塗、狹縫模塗佈、棒塗、浸漬塗佈、噴塗、蒸氣處理等方法對基板表面進行處理。於對基板表面進行處理後,視需要亦可實施減壓乾燥處理。另外,之後亦可藉由50℃~280℃的熱處理來進行基板與密接改良劑的反應。
接著,將包含(A)樹脂的樹脂組成物的塗佈膜加以乾燥,獲得樹脂膜19。乾燥較佳為使用烘箱、加熱板、紅外線等於50℃~140℃的範圍內進行1分鐘~數小時。
另一方面,於使用所述樹脂片的情況下,當於所述樹脂片上具有保護膜時將該保護膜剝離,使樹脂片與支撐基板相向並藉由熱壓接而貼合(亦有將使樹脂片與支撐基板相向並藉由熱壓接而貼合的步驟記載為將樹脂片層壓於支撐基板的情況)。接著,將層壓於支撐基板的樹脂片以與獲得所述樹脂膜時相同的方式加以乾燥,從而形成樹脂膜19。樹脂片可藉由將包含(A)樹脂的樹脂組成物塗佈於作為剝離性基板的包含聚對苯二甲酸乙二酯等的支撐膜上並使其乾燥而獲得。
熱壓接可藉由熱壓製處理、熱層壓處理、熱真空層壓處理等而進行。就對基板的密接性、嵌入性的方面而言,貼合溫度較佳為40℃以上。另外,於樹脂片具有感光性的情況下,為了防止於貼合時樹脂膜硬化而曝光、顯影步驟中的圖案形成的解析度降低,貼合溫度較佳為140℃以下。
接著,步驟(D3)是如圖7的c所示般使用光微影步驟對樹脂膜19形成與金屬配線4的形態對應的、貫通的開口圖案12的步驟。
由於包含(A)樹脂的樹脂組成物或樹脂片能夠進行微細加工,因此能夠達成發光元件的高密度配置。
於具有感光性的樹脂膜上,經由具有所需圖案的遮罩來照射化學射線。作為曝光中使用的化學射線,有紫外線、可見光線、電子束、X射線等,本發明中,較佳為使用作為一般的曝光波長的g射線(436 nm)、h射線(405 nm)或i射線(365 nm)。於不具有感光性的樹脂膜中,於樹脂膜形成後形成光致抗蝕劑後,照射所述化學射線。
對曝光後的具有感光性的樹脂膜19進行顯影。作為顯影液,較佳為四甲基銨、二乙醇胺、二乙基胺基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙胺、二乙胺、甲胺、二甲胺、乙酸二甲基胺基乙酯、二甲基胺基乙醇、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、環己胺、乙二胺、六亞甲基二胺等示出鹼性的化合物的水溶液。另外,視情況,亦可於該些鹼水溶液中添加以下的一種或兩種以上:N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、二甲基丙烯醯胺等極性溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類;環戊酮、環己酮、異丁酮、甲基異丁酮等酮類等。顯影後一般會利用水進行淋洗處理。此處,亦可於水中加入乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類等來進行淋洗處理。
接著,步驟(D6)是如圖7的c所示般藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的硬化膜3的步驟。
另外,亦可為藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且79%以下的硬化膜3的步驟(D4),亦可為藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且25%以下的硬化膜3的步驟(D7)。
對樹脂膜19進行加熱以使其進行閉環反應及熱交聯反應,從而獲得硬化膜3。硬化膜3藉由(A)樹脂彼此、或者與(B)感光劑、交聯劑等的交聯,耐熱性及耐化學品性提高。該加熱處理可階段性地升溫來進行,亦可一邊連續地升溫一邊進行。加熱處理較佳為實施5分鐘~5小時。作為一例,可列舉於110℃下加熱處理30分鐘後,進而進行230℃、60分鐘熱處理的例子。作為加熱處理條件,較佳為140℃以上且400℃以下。為了使熱交聯反應進行,加熱處理條件較佳為140℃以上,更佳為160℃以上。另外,為了提供優異的硬化膜、為了提高顯示裝置的可靠性,加熱處理條件較佳為300℃以下,更佳為250℃以下。
加熱時,可於空氣環境中進行處理,另外,為了抑制(C)成分的褪色,亦可於氧濃度低的環境中進行處理。作為氧濃度,較佳為1000 ppm以下,更佳為300 ppm以下,進而較佳為100 ppm以下。
如此般獲得的硬化膜具有開口圖案,且該開口圖案剖面的傾斜邊的角度較佳為40°以上且85°以下。若開口部的剖面形狀的角度為40°以上,則可有效率地配置多個發光元件,能夠達成高精細化。開口部的剖面形狀的角度更佳為50°以上。另一方面,若開口部的剖面形狀的角度為85°以下,則可達成對配線的短路等配線不良的抑制。開口部的剖面形狀的角度更佳為80°以下。
於圖17中示出硬化膜的開口圖案的正視剖面圖。於圖17中,關於硬化膜3中所形成的開口圖案,傾斜邊28的角度29。再者,傾斜邊設為將於硬化膜3的厚度方向上為1/2的位置31處的開口圖案與底部的開口圖案以直線連結而成者。
繼而,於圖7的c中,為了提高硬化膜3與金屬配線4的密接性,於硬化膜3上濺鍍鈦等障壁金屬,進而於其上藉由濺鍍法形成銅種晶(種晶層)。
接著,步驟(D5)是如圖7的d所示般於形成光致抗蝕劑層(未圖示)後,藉由鍍敷法等,於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成包含銅等的金屬配線4的步驟,所述金屬配線4用於與發光元件2的一對電極端子6電性連接。之後,將無用的光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除。 藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為具有重覆進行多次所述步驟(D2)、所述步驟(D3)、所述步驟(D6)及所述步驟(D5),以形成多層於硬化膜中具有所述金屬配線的所述硬化膜的步驟。
如圖7的e~圖7的f所示,硬化膜3及金屬配線4再次藉由同樣的方法重覆實施,藉此可形成包含兩層以上的硬化膜3。
藉此,藉由將於硬化膜中具有金屬配線的硬化膜設為多層,可配置多個發光元件,另外,可抑制因封裝低背化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,達成低損失化,提高高速響應性。
之後,如圖7的g所示,藉由濺鍍法於硬化膜3的開口圖案12中形成障壁金屬9,並形成焊料凸塊10。再者,可具有障壁金屬9,亦可不具有障壁金屬9。焊料凸塊10例如電性連接於具有驅動器IC等驅動元件的發光元件驅動基板7等。
驅動元件8可按照功能的不同,相對於一個發光元件2或者包含紅、藍、綠的一個單元的發光元件2而使用多個,例如可於圖7的a~圖7的h的步驟中在發光元件的附近等配置多個驅動元件。該情況下,驅動元件經由在硬化膜3中延伸的金屬配線4而與發光元件2電性連接。
之後,如圖7的h所示,經由焊料凸塊10而與具有驅動器IC等驅動元件8的發光元件驅動基板7電性連接,將支撐基板18剝離,並使用接著劑等貼合相向基板5,藉此獲得具有多個發光元件2的顯示裝置1。再者,金屬配線4亦可包含電極。
藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
金屬配線4亦可為導電膜26。圖25的a~圖25的h示出了使用導電膜26而非金屬配線4時的步驟。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為於所述步驟(D1)之前具有設置隔壁的步驟(D8),所述隔壁具有所述發光元件的厚度以上的厚度。
將步驟(D8)的一例示於圖18的a~圖18的c。圖18的a是於支撐基板上設置具有發光元件2的厚度以上的厚度的隔壁15的步驟(D8),接下來的圖18的b表示在具有發光元件2的厚度以上的厚度的隔壁之間設置多個發光元件2的步驟(D1)。圖18的c是於設置有隔壁15的狀態下,與圖7的b所示的步驟(D2)同樣地配置樹脂膜19的步驟。以下的步驟如圖7的所示般進行。作為隔壁,可使用(A)樹脂,另外,亦可使用環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等公知者。另外,亦可設置遮光部或反射部。
於本發明的顯示裝置的製造方法中,較佳為於所述步驟(D5)之後更具有步驟(D9),所述步驟(D9)具有驅動元件及基板,所述驅動元件經由金屬配線連接於發光元件,進而,所述金屬配線的至少一部分於所述基板的側面延伸。 將步驟(D9)的一例示於圖7的。圖7的h表示具有驅動元件及基板且驅動元件經由金屬配線連接於發光元件的步驟(D9)。如圖7的h般,驅動元件經由金屬配線4或金屬配線4c連接於發光元件2,另外,金屬配線4c的一部分於發光元件驅動基板7的側面延伸。再者,於發光元件驅動基板7具有貫通電極的情況下,亦可經由該貫通電極而與驅動元件8連接。
藉此,顯示裝置自身的低背化及高速響應性提高,進而可使顯示裝置更加小型化、窄邊框化。
金屬配線4c例如可含有金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鎢、鋁、錫、鉻、或包含該些的合金等。於基板或發光元件驅動基板7已具有配線的情況下,亦可使用該配線。
於本發明的顯示裝置的製造方法中,該金屬配線亦可為導電膜(D10)。
將步驟(D10)的一例示於圖19。圖19h中,驅動元件經由金屬配線4或導電膜26連接於發光元件2,另外,導電膜26的一部分於發光元件驅動基板7的側面延伸。
藉此,顯示裝置自身的低背化及高速響應性提高,進而可使顯示裝置更加小型化、窄邊框化。
作為導電膜26,較佳為:包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物;含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊等。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為更具有步驟(D11),所述步驟(D11)於多個所述發光元件之間具有遮光層。 將步驟(D11)的一例示於圖20。圖20a表示在多個發光元件2之間設置遮光層27的步驟(D11)。另外,遮光層27可於形成發光元件2之前形成,亦可於形成發光元件2之後形成。
遮光層27可包括將包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物硬化而成的硬化膜,另外,亦可含有除了包含(A)樹脂的樹脂組成物以外的材料,可使用環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等公知者。作為(E)著色材,可使用黑色顏料,例如可列舉:碳黑、苝黑、苯胺黑等黑色有機顏料;石墨;以及鈦、銅、鐵、錳、鈷、鉻、鎳、鋅、鈣、銀等的金屬微粒子、金屬氧化物、複合氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物等無機顏料。另外,亦可將紅色顏料及藍色顏料、視需要的黃色顏料或其他顏料組合而製成黑色。另外,亦可使用染料。亦可含有兩種以上的著色材。
可對包含(A)樹脂及(E)著色材的樹脂組成物賦予感光性,亦可使用上文所述的(B)感光劑。
作為遮光層的形成方法,於具有感光性的情況下可使用光微影步驟,於不具有感光性的情況下,可於遮光層上形成光致抗蝕劑後使用光微影步驟或蝕刻步驟,亦可使用利用遮罩的蝕刻步驟。藉由對所獲得的圖案進行加熱處理(後烘烤),可獲得經圖案化的著色膜。加熱處理可於空氣中、氮氣環境下、及真空狀態的任一者下進行。加熱溫度較佳為100℃~300℃,加熱時間較佳為0.25小時~5小時。可使加熱溫度連續地變化,亦可使其階段性地變化。
本發明的顯示裝置的製造方法是至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件的顯示裝置的製造方法,且具有:於支撐基板上配置金屬墊的步驟(E1);於所述支撐基板上及所述金屬墊上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(E2);藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(E3);使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(E10);於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(E5);以及以與所述金屬配線保持電性連接的方式於所述硬化膜上配置所述發光元件的步驟(E6)。
於圖8的a~圖8的h中示出本發明顯示裝置1的另一實施方式的製作步驟剖面圖。與圖7的a~圖7的h的步驟重覆之處、具體而言為圖8的b~圖8的e由於與圖7的b~圖7的f重覆,因此省略了說明。
步驟(E1)是如圖8的a所示般於支撐基板18上配置金屬墊17的步驟。
作為金屬墊,可列舉銅或鋁等。
接著,步驟(E2)是如圖8的b所示般於支撐基板18上及金屬墊17上塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物或者層壓樹脂片,從而形成樹脂膜19的步驟。
再者,所謂支撐基板上及金屬墊上,不僅是指支撐基板的表面及金屬墊的表面,只要處於支撐基板或金屬墊的上側即可,亦可於硬化膜、金屬配線、隔壁上塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物或者層壓由包含(A)樹脂的樹脂組成物形成的樹脂片來形成樹脂膜。
接著,步驟(E3)是如圖8的c所示般使用光微影步驟於樹脂膜19形成多個貫通的開口圖案12的步驟。
接著,步驟(E10)是如圖8的c所示般藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的硬化膜3的步驟。 另外,亦可為藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且79%以下的硬化膜3的步驟(E4),亦可為藉由使樹脂膜19硬化而形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且25%以下的硬化膜3的步驟(E8)。
繼而,於圖8的c中,為了提高硬化膜3與金屬配線4的密接性,於硬化膜3上濺鍍鈦等障壁金屬,進而於其上藉由濺鍍法形成銅種晶(種晶層)。
接著,步驟(E5)是如圖8的d所示般於形成光致抗蝕劑層(未圖示)後,藉由鍍敷法等,於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成包含銅等的金屬配線4的步驟。之後,將無用的光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為具有重覆進行多次所述步驟(E2)、所述步驟(E3)、所述步驟(E10)及所述步驟(E5),以形成多層於硬化膜中具有所述金屬配線的所述硬化膜的步驟。
如圖8的b~圖8的d所示,硬化膜3及金屬配線4再次藉由同樣的方法重覆實施,藉此可形成如圖8的e所示般包含兩層以上的硬化膜3。
接著,步驟(E6)是如圖8的f所示般以與金屬配線4保持電性連接的方式於硬化膜3上配置發光元件2的步驟。發光元件2的電極端子6與金屬配線4可直接連接,亦可介隔例如焊球等。 另外,較佳為具有如圖8的g所示般於硬化膜3及發光元件2上形成硬化膜21的步驟(E7)。作為硬化膜21,較佳為塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物、或者層壓含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂片而形成包含樹脂組成物的樹脂膜,並進行硬化,以形成硬化膜21。另外,亦可含有除了包含(A)樹脂的樹脂組成物以外的材料,可使用環氧樹脂、矽酮樹脂、氟樹脂等公知者。
硬化條件根據樹脂的種類而不同,但例如可列舉80℃~230℃、15分鐘~5小時等。
其目的在於:藉由在發光元件上形成硬化膜來保護發光元件或使其平坦化。
之後,如圖8的h所示,使用接著劑等將相向基板5貼合於硬化膜21。另外,將支撐基板18剝離,並形成障壁金屬9與凸塊10,經由焊料凸塊10而與附加有驅動器IC等驅動元件8的發光元件驅動基板7電性連接。
驅動元件8經由在硬化膜3中延伸的金屬配線4而與發光元件2電性連接,藉此獲得具有多個發光元件2的顯示裝置1。再者,金屬配線4亦可包含電極。
藉此,硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
金屬配線4亦可為導電膜26。圖26的a~圖26的h示出了使用導電膜26而非金屬配線4時的步驟。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為於所述步驟(E5)之後具有設置隔壁的步驟(E9),所述隔壁具有所述發光元件的厚度以上的厚度。
將步驟(E9)的一例示於圖9的f~圖9的h。圖9的f表示在形成多層圖8的e所示的硬化膜3之後設置隔壁15的步驟(E9)。之後,如圖9的g所示般於隔壁15之間設置發光元件2,接著,如圖9的h所示般於隔壁15與發光元件2的上部貼合相向基板5,並且將支撐基板18剝離,形成障壁金屬9與凸塊10,經由焊料凸塊10而與具有驅動器IC等驅動元件8的發光元件驅動基板7電性連接。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為於所述步驟(E7)之後更具有步驟(E11),所述步驟(E11)具有驅動元件及基板,所述驅動元件經由金屬配線連接於發光元件,進而,所述金屬配線的至少一部分於所述基板的側面延伸。
將步驟(E11)的一例示於圖8的。圖8的h表示具有驅動元件及基板且驅動元件經由金屬配線連接於發光元件的步驟(E11)。如圖8的h般,驅動元件經由金屬配線4或金屬配線4c連接於發光元件2,另外,金屬配線4c的一部分於發光元件驅動基板7的側面延伸。再者,於發光元件驅動基板7具有貫通電極的情況下,亦可經由該貫通電極而與驅動元件8連接。
藉此,顯示裝置自身的低背化及高速響應性提高,進而可使顯示裝置更加小型化、窄邊框化。
金屬配線4c例如可含有金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鎢、鋁、錫、鉻、或包含該些的合金等。於基板或發光元件驅動基板7已具有配線的情況下,亦可使用該配線。
於顯示裝置的製造方法中,該金屬配線亦可為導電膜(E12)。 將步驟(E12)的一例示於圖21。圖21h中,驅動元件經由金屬配線4或導電層26連接於發光元件2,另外,金屬配線4c或導電膜26的一部分於發光元件驅動基板7的側面延伸。
藉此,顯示裝置自身的低背化及高速響應性提高,進而可使顯示裝置更加小型化、窄邊框化。
作為導電膜26,較佳為:包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物;含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊等。
本發明的顯示裝置的製造方法是至少具有配線、硬化膜及多個發光元件的顯示裝置的製造方法,且具有:於基板等上形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(F1);藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(F2);使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(F3);於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案的一部分形成所述配線的步驟(F4);以與所述配線保持電性連接的方式於所述硬化膜上配置所述發光元件的步驟(F5)。
於圖22的a~圖22的e中示出本發明顯示裝置1的另一實施方式的製作步驟剖面圖。
步驟(F1)是如圖22的a所示般於基板等上形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟。亦可塗佈包含(A)樹脂的樹脂組成物或者層壓由包含(A)樹脂的樹脂組成物形成的樹脂片來形成樹脂膜。
作為基板,可使用發光元件驅動基板7。於圖22的a中示出在玻璃基板上配置有TFT 22、絕緣膜23、金屬配線4的TFT陣列基板作為一例。
作為金屬配線4,例如可列舉:金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鉬或包含該些的合金等。絕緣膜23並無特別限定,例如可列舉:氧化矽膜、氮化矽膜、包含有機物的絕緣膜等。
接著,步驟(F2)是如圖22的a所示般使用光微影步驟於樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟。
接著,步驟(F3)是如圖22的a所示般藉由使樹脂膜硬化而形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的硬化膜3的步驟。
接著,步驟(F4)是如圖22的b所示般於硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案的一部分形成配線的步驟。其是於形成光致抗蝕劑層(未圖示)後,例如藉由濺鍍法等,於硬化膜3的一部分表面上形成配線24的步驟。之後,將無用的光致抗蝕劑去除。
作為配線,可列舉金屬配線;包含銦、鎵、鋅、錫、鈦、及鈮等中的至少一種元素的氧化物作為主要成分的化合物;含有有機物及導電性粒子的感光性導電糊等,但亦可使用其他公知者。
本發明的顯示裝置的製造方法較佳為具有重覆進行多次所述步驟(F2)、所述步驟(F3)及所述步驟(F4),以形成多層於硬化膜中具有所述配線的所述硬化膜的步驟。
藉由硬化膜3再次利用同樣的方法重覆實施,可形成如圖22的c所示般包含兩層以上的硬化膜3。
接著,步驟(F5)是如圖22的d所示般以與配線24保持電性連接的方式於硬化膜3上配置發光元件2的步驟。發光元件2的電極端子6與配線24可直接連接,亦可介隔例如焊球等。
另外,亦可於配置發光元件2之前或之後形成隔壁15。
之後,如圖22的e所示,使用接著劑等貼合相向基板5。另外,形成導電膜26,驅動器IC等驅動元件8經由導電膜26並經由在硬化膜3中延伸的金屬配線4或配線24而與發光元件2電性連接,藉此獲得具有多個發光元件2的顯示裝置1。再者,配線24亦包含電極。
藉此,可利用硬化膜確保配線的電絕緣性,且藉由使配線於硬化膜中延伸而使發光元件的一對電極端子與驅動元件電性連接,藉此可控制發光動作。另外,硬化膜將金屬配線掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線,可提高設計性。進而藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。
本發明的顯示裝置可適宜地用於各種LED顯示器等顯示裝置、車載用的各種燈等。 [實施例]
以下列舉實施例等來對本發明進行說明,但本發明並不由該些例子限定。 再者,實施例中的顯示裝置及顯示裝置中使用的包含樹脂組成物的硬化膜的評價是藉由以下方法來進行。
<硬化膜的光的透過率的評價方法> 於5 cm見方的玻璃基板上,以加熱處理後的膜厚成為5.0 μm的方式旋塗塗佈包含樹脂組成物的清漆,於120℃下預烘烤3分鐘。之後,使用光洋熱系統(Koyo Thermo Systems)(股)製造的高溫潔淨烘箱CLH-21CD-S,於氮氣流下,以100 ppm以下的氧濃度自50℃以3.5℃/min的速度升溫至110℃,於110℃下繼續進行30分鐘加熱處理。之後,以3.5℃/min升溫至作為加熱溫度的230℃,於升溫後的加熱溫度下繼續進行1小時加熱處理,對塗佈膜進行乾燥、加熱處理而獲得硬化膜。再者,預烘烤後及顯影後的塗佈膜的膜厚是使用大日本網屏製造(股)製造的光干涉式膜厚測定裝置拉姆達艾斯(Lambda Ace)STM-602,將折射率設為1.629來進行測定,硬化膜的膜厚是以折射率1.629來進行測定。
針對如此般獲得的硬化膜,使用雙波束分光光度計(double beam spectrophotometer)U-2910(日立高科技科學(Hitachi Hi-Tech Science)(股)製造),測定波長450 nm的透過率。另外,於加熱處理後的耐熱性樹脂膜的膜厚不為5 μm的情況下,設為依照朗伯法則(Lambert's law)將所測定的透過光譜的膜厚換算為5 μm之後的值。
<硬化膜對金屬配線的掩蔽性的評價方法> 使用下述實施例、比較例中記載的顯示裝置,評價硬化膜對金屬配線的掩蔽性。測定中使用了顯微鏡。利用顯微鏡,以目視評價金屬是否被掩蔽。將顯示裝置中金屬配線被硬化膜掩蔽者視為良好並設為2,將顯示裝置中以目視可明確地經由硬化膜確認到金屬配線者視為不良並設為1。
<包含樹脂組成物的硬化膜的開口圖案形狀評價> 製作清漆,將其以加熱處理後的膜厚成為5 μm的方式使用塗佈顯影裝置ACT-8(東京電子(股)製造)、藉由旋塗法塗佈於8吋的矽晶圓上並進行預烘烤,製作預烘烤膜。預烘烤於120℃下進行了3分鐘。之後,使用i射線步進機(尼康(Nikon)(股)製造,NSR-2205i14),分別以50 mJ/cm 2~1000 mJ/cm 2的曝光量進行曝光。曝光中使用的圓形圖案的尺寸為5 μm~30 μm。曝光後,使用2.38質量%的四甲基銨(氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide,TMAH))水溶液(多摩化學工業製造),於顯影前後的未曝光部的膜厚變化成為1.0 μm~1.5 μm般的條件下進行顯影,繼而利用純水進行淋洗,並進行甩乾乾燥,獲得圖案形成膜。或者使用環戊酮進行顯影,並進行甩乾乾燥,獲得圖案形成膜。於非感光性材料的情況下,於曝光前形成光致抗蝕劑後進行曝光、顯影,並於顯影後將光致抗蝕劑去除。再者,預烘烤後及顯影後的膜厚是使用大日本網屏製造(股)製造的光干涉式膜厚測定裝置拉姆達艾斯(Lambda Ace)STM-602,將折射率設為1.629來進行測定。
顯影後,使用惰性烘箱CLH-21CD-S(光洋熱系統(Koyo Thermo Systems)(股)製造),於氮氣流下,以20 ppm以下的氧濃度自50℃以3.5℃/min的速度升溫至100℃,於100℃下繼續進行30分鐘加熱處理。之後,以3.5℃/min升溫至230℃,繼續進行1小時加熱處理,使圖案形成膜硬化而獲得硬化膜。
於溫度成為50℃以下時取出晶圓,然後將晶圓割斷,使用掃描型電子顯微鏡S-4800(日立高科技(Hitachi Hi-Tech)製造)對5 μm~30 μm的圓形圖案剖面形狀進行觀察、測定。再者,將如下所述者、即、將於硬化膜的厚度方向上為1/2的位置處的開口圖案與底部的開口圖案以直線連結而成者設為傾斜邊,求出傾斜邊的角度。
其結果,將傾斜邊的角度為50°以上且80°以下者評價為等級A,將為40°以上且小於50°、或大於80°且為85°以下者評價為等級B,將小於40°或大於85°者評價為等級C。
<合成例1 含羥基的二胺化合物的合成> 使2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷(中央硝子(股)製造,以下稱為BAHF)18.3 g(0.05莫耳)溶解於丙酮100 mL及環氧丙烷(東京化成(股)製造)17.4 g(0.3莫耳)中,冷卻至-15℃。於其中滴加使3-硝基苯甲醯氯(東京化成(股)製造)20.4 g(0.11莫耳)溶解於丙酮100 mL中而成的溶液。滴加結束後,於-15℃下攪拌4小時,之後恢復至室溫。將析出的白色固體過濾分離,於50℃下進行真空乾燥。
將所獲得的白色固體30 g放入至300 mL的不鏽鋼高壓釜中,分散於甲基溶纖劑250 mL中,加入5%鈀-碳(和光純藥(股)製造)2 g。於其中,利用氣球來導入氫,於室溫下進行還原反應。約2小時後,確認氣球不再縮小而使反應結束。反應結束後,進行過濾而將作為觸媒的鈀化合物除去,利用旋轉蒸發器進行濃縮,獲得下述式所表示的含羥基的二胺化合物。
[化8]
Figure 02_image015
<合成例2 聚苯並噁唑前驅物(A-1)的合成> 於乾燥氮氣流下,使4,4'-二胺基二苯醚(以下,稱為4,4'-DAE)1.5 g(0.0075莫耳)、BAHF 12.8 g(0.035莫耳)、RT-1000(亨斯邁(HUNTSMAN)(股)製造)5.0 g(0.0050莫耳)溶解於NMP 100 g中。於其中,與NMP 25 g一同加入十二烷酸二咪唑(7.4 g,0.023莫耳)、1,1'-(4,4'-氧基苯甲醯基)二咪唑(以下,稱為PBOM)(8.1 g,0.023莫耳),於85℃下反應3小時。接著,與NMP 25 g一同加入1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(以下,稱為SiDA)0.6 g(0.0025莫耳)、4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐(以下,稱為ODPA)0.8 g(0.0025莫耳)、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(以下,稱為NA)0.8 g(0.0050莫耳),於85℃下反應1小時。反應結束後,冷卻至室溫,與NMP 25 g一同加入乙酸13.2 g(0.25莫耳),於室溫下攪拌1小時。攪拌結束後,將溶液投入至水1.5 L中而獲得白色沈澱。藉由過濾來收集該沈澱,以水清洗三次後,利用50℃的通風乾燥機乾燥三天,獲得聚苯並噁唑前驅物(A-1)的粉末。
<合成例3 聚苯並噁唑前驅物(A-2)的合成> 於乾燥氮氣流下,使BAHF 27.5 g(0.075莫耳)溶解於NMP 257 g中。於其中,與NMP 20 g一同加入PBOM 17.2 g(0.048莫耳),於85℃下反應3小時。繼而,與NMP 50 g一同加入RT-1000(亨斯邁(HUNTSMAN)(股)製造)20.0 g(0.02莫耳)、SiDA 1.2 g(0.005莫耳)、PBOM 14.3 g(0.04莫耳),於85℃下反應1小時。進而,與NMP 10 g一同加入作為封端劑的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐 3.9 g(0.024莫耳),於85℃下反應30分鐘。反應結束後,冷卻至室溫,與NMP 87 g一同加入乙酸52.8 g(0.50莫耳),於室溫下攪拌1小時。攪拌結束後,將溶液投入至水3 L中而獲得白色沈澱。藉由過濾來收集該沈澱,以水清洗三次後,利用50℃的通風乾燥機乾燥三天,獲得聚苯並噁唑前驅物(A-2)的粉末。
<合成例4 聚醯亞胺前驅物(A-3)的合成> 於乾燥氮氣流下,將合成例1中所獲得的含羥基的二胺51.9 g(0.086莫耳)及SiDA 1.0 g(0.004莫耳)溶解於NMP 200 g中。於其中,加入ODPA 31.0 g(0.10莫耳),於40℃下攪拌2小時。然後,與NMP 10 g一同加入作為封端劑的3-胺基苯酚(東京化成工業(股)製造)1.1 g(0.01莫耳),於40℃下反應1小時。之後,滴加將二甲基甲醯胺二甲基縮醛(三菱麗陽(股)製造,以下,稱為DFA)7.1 g(0.06莫耳)以NMP 5 g稀釋而成的溶液。滴加後,於40℃下持續攪拌2小時。攪拌結束後,將溶液投入至水2 L中,藉由過濾而收集聚合物固體的沈澱。進而以水2 L進行三次清洗,將收集的聚合物固體於50℃的真空乾燥機中乾燥72小時,獲得聚醯亞胺前驅物(A-3)。
<合成例5 聚醯亞胺前驅物(A-4)的合成> 於乾燥氮氣流下,將合成例1中所獲得的含羥基的二胺41.1 g(0.068莫耳)、包含環氧丙烷及四亞甲基醚二醇結構的二胺(RT-1000,亨斯邁(HUNTSMAN)(股)製造)18.0 g(0.018莫耳)及SiDA 1.0 g(0.004莫耳)溶解於NMP 200 g中。於其中,加入ODPA 31.0 g(0.10莫耳),於40℃下攪拌2小時。然後,與NMP 10 g一同加入作為封端劑的3-胺基苯酚1.1 g(0.01莫耳),於40℃下反應1小時。之後,滴加將DFA 6.0 g(0.05莫耳)以NMP 5 g稀釋而成的溶液。滴加後,於40℃下持續攪拌2小時。攪拌結束後,將溶液投入至水2 L中,藉由過濾而收集聚合物固體的沈澱。進而以水2 L進行三次清洗,將收集的聚合物固體於50℃的真空乾燥機中乾燥72小時,獲得聚醯亞胺前驅物(A-4)。
<合成例6 聚醯亞胺(A-5)的合成> 於乾燥氮氣流下,使BAHF 29.3 g(0.08莫耳)、SiDA 1.2 g(0.005莫耳)、作為封端劑的3-胺基苯酚3.3 g(0.03莫耳)溶解於NMP 80 g中。於其中,與NMP 20 g一同加入ODPA 31.2 g(0.1莫耳),於60℃下進行1小時反應,繼而於180℃下攪拌4小時。攪拌結束後,將溶液投入至水3 L中而獲得白色沈澱。藉由過濾來收集該沈澱,以水清洗三次後,利用80℃的真空乾燥機乾燥20小時,獲得聚醯亞胺(A-5)的粉末。
<合成例7 卡多樹脂(A-6)的合成> 於乾燥氮氣流下,於帶有回流冷卻器的四口燒瓶中裝入雙酚芴型環氧樹脂與丙烯酸的等當量反應產物(新日鐵化學公司製造,製品名「ASF-400」溶液)的50%丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)溶液198.53 g、二苯甲酮四羧酸二酐39.54 g(0.12莫耳)、琥珀酸酐8.13 g(0.08莫耳)、PGMEA 48.12 g及三苯基膦0.45 g,於加熱至120℃~125℃下攪拌1小時,進而於75℃~80℃下進行6小時的加熱攪拌,之後投入甲基丙烯酸縮水甘油酯8.6 g,進而於80℃下攪拌8小時,獲得樹脂(A-6),所述樹脂(A-6)具有於構成了環狀結構的四級碳原子上鍵結有兩個環狀結構的骨架結構。
<合成例8 酚樹脂(A-7)的合成> 於乾燥氮氣流下,將間甲酚108.1 g(1.0莫耳)、苯甲醛34.0 g(0.32莫耳)、柳醛(salicylaldehyde)90.4 g(0.74莫耳)、乙醇200 g及對甲苯磺酸8.6 g(0.05莫耳)裝入反應容器中,於65℃回流下反應18小時。將反應體系利用苛性鈉中和後,添加甲基異丁基酮與水,進行五次分液清洗。利用蒸發器於100℃下將甲基異丁基酮減壓蒸餾除去,獲得酚樹脂(A-7)。
<合成例9 感光劑(醌二疊氮化合物)的合成(B-1)> 於乾燥氮氣流下,使4,4'-[1-[4-[1-(4-羥基苯基-1)-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚(本州化學工業(股)製造,以下稱為TrisP-PA)21.2 g(0.05莫耳)與5-萘醌二疊氮磺醯氯(東洋合成(股)製造,NAC-5)26.8 g(0.10莫耳)於室溫下溶解於γ-丁內酯(以下,亦稱為GBL)450 g中。於其中,以系統內不會成為35℃以上的方式滴加已與γ-丁內酯50 g混合的三乙胺12.7 g。滴加後,於40℃下攪拌2小時。對三乙胺鹽進行過濾,將濾液投入至水中。之後,藉由過濾來收集所析出的沈澱,進而以1%鹽酸水1 L進行清洗。之後,進而以水2 L清洗兩次。利用真空乾燥機將該沈澱乾燥,獲得下述式所表示的醌二疊氮化合物(B-1)。
[化9]
Figure 02_image017
<合成例10 感光劑(醌二疊氮化合物)的合成(B-2)> 於乾燥氮氣流下,使TrisP-PA 21.2 g(0.05莫耳)與4-萘醌二疊氮磺醯氯(東洋合成(股)製造,NAC-5)26.8 g(0.10莫耳)於室溫下溶解於γ-丁內酯450 g中。於其中,以系統內不會成為35℃以上的方式滴加已與γ-丁內酯50 g混合的三乙胺12.7 g。滴加後,於40℃下攪拌2小時。對三乙胺鹽進行過濾,將濾液投入至水中。之後,藉由過濾來收集所析出的沈澱,進而以1%鹽酸水1 L進行清洗。之後,進而以水2 L清洗兩次。利用真空乾燥機將該沈澱乾燥,獲得下述式所表示的醌二疊氮化合物(B-2)。
[化10]
Figure 02_image019
<合成例11 聚醯亞胺前驅物(A-8)的合成> 於乾燥氮氣流下,將1,4-對苯二胺3.2 g(0.03莫耳)及4,4'-DAE 12.0 g(0.06莫耳)溶解於NMP 200 g中。於其中,加入ODPA 31.0 g(0.10莫耳),於40℃下攪拌2小時。然後,與NMP 10 g一同加入作為封端劑的3-胺基苯酚(東京化成工業(股)製造)1.1 g(0.01莫耳),於40℃下反應1小時。之後,滴加將DFA 7.1 g(0.06莫耳)以NMP 5 g稀釋而成的溶液。滴加後,於40℃下持續攪拌2小時。攪拌結束後,將溶液投入至水2 L中,藉由過濾而收集聚合物固體的沈澱。進而以水2 L進行三次清洗,將收集的聚合物固體於50℃的真空乾燥機中乾燥72小時,獲得聚醯亞胺前驅物(A-8)。
<合成例12 聚醯亞胺前驅物(A-9)的合成> 將ODPA 155.1 g(0.50莫耳)放入2升容量的可分離式燒瓶中,加入甲基丙烯酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate,HEMA)134.0 g(1.00莫耳)及γ-丁內酯400 g。於室溫下一邊進行攪拌一邊加入吡啶79.1 g,藉此獲得反應混合物。於反應所引起的發熱結束後,放冷至室溫,進而靜置16小時。
接著,於冰冷下,於反應混合物中,一邊攪拌一邊歷時40分鐘加入將二環己基碳二亞胺(DCC)206.3 g(1.00莫耳)溶解於γ-丁內酯180 g中而成的溶液。繼而,一邊攪拌一邊歷時60分鐘加入將1,4-對苯二胺16.2 g(0.15莫耳)及4,4'-DAE 60.1 g(0.30莫耳)懸浮於γ-丁內酯350 g中而成的懸浮液。進而於室溫下攪拌2小時後,加入乙基醇30 ml,攪拌1小時。之後,加入γ-丁內酯400 g。藉由過濾將反應混合物中產生的沈澱物去除,獲得反應液。
將反應液投入至水3 L中而獲得白色沈澱。藉由過濾來收集該沈澱,以水清洗兩次後,以異丙醇清洗一次,然後利用50℃的真空乾燥機乾燥72小時,獲得聚醯亞胺前驅物(A-9)。
<合成例13 丙烯酸系樹脂的合成(A-10)> 於氮氣環境的反應容器中裝入150 g的二甲基胺基甲醇(以下,稱為「DMEA」;東京化成工業(股)製造),並使用油浴升溫至80℃為止。於其中,歷時1小時滴加包含20 g的丙烯酸乙酯(以下,稱為「EA」)、40 g的甲基丙烯酸2-乙基己酯(以下,稱為「2-EHMA」)、20 g的苯乙烯(以下,稱為「St」)、15 g的丙烯酸(以下,稱為「AA」)、0.8 g的2,2'-偶氮雙異丁腈及10 g的DMEA的混合物。滴加結束後,進而於80℃、氮氣環境下進行6小時聚合反應。之後,添加1 g的對苯二酚單甲醚而停止聚合反應。繼而,歷時0.5小時滴加包含5 g的甲基丙烯酸縮水甘油酯(以下,稱為「GMA」)、1 g的三乙基苄基氯化銨及10 g的DMEA的混合物。滴加結束後,進而於80℃、氮氣環境下進行2小時加成反應。藉由利用甲醇將所獲得的反應溶液純化而去除未反應的雜質,進而進行24小時真空乾燥,獲得共聚比率(質量基準):EA/2-EHMA/St/GMA/AA=20/40/20/5/15的樹脂(A-10)。所獲得的樹脂(A-10)的酸價為103 mgKOH/g。
<合成例14 丙烯酸樹脂(A-11)的合成> 藉由日本專利第3120476號說明書的實施例1中記載的方法,合成甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/苯乙烯共聚體(重量比30/40/30)。相對於所獲得的共聚體100重量份而加成甲基丙烯酸縮水甘油酯40重量份,利用純化水進行再沈澱,並進行過濾及乾燥,藉此獲得重量平均分子量15,000、酸價110 mgKOH/g的樹脂(A-11)。
<製備例1 感光性導電糊1的製備> 於100 mL的潔淨瓶(clean bottle)中,放入作為樹脂的10.0 g的樹脂(A-10)、作為光聚合起始劑的0.50 g的「豔佳固(IRGACURE)(註冊商標)」OXE-01(日本汽巴(Ciba Japan)(股)製造)、作為溶劑的5.0 g的DMEA及作為具有不飽和雙鍵的化合物的2.0 g「萊特丙烯酸酯(Light Acrylate)(註冊商標)」BP-4EA(共榮社化學(股)製造),使用自轉-公轉真空混合機「去泡煉太郎ARE-310」(新基(Thinky)(股)製造)進行混合,獲得17.5 g的樹脂溶液(固體成分為71.4質量%)。
將所獲得的17.50 g的樹脂溶液與44.02 g的平均粒徑1.0 μm的銀粒子、以及0.28 g的平均粒徑0.05 μm的碳黑混合,使用三輥磨機「艾卡特(EXAKT)M-50」(艾卡特(EXAKT)公司製造)進行混練,獲得61.8 g的感光性導電糊1。再者,關於銀粒子、碳黑的平均粒徑,使用電子顯微鏡(掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)),以倍率10000倍、視野寬度12 μm觀察各粒子,針對隨機選擇的40個銀粒子及碳黑的一次粒子,測定各自的最大寬度,並算出該些的數量平均值。
<製備例2 著色材分散液(DC-1)的製造> 作為著色材,使用的是藉由熱電漿法製造的氧化鋯化合物粒子Zr-1(日清工程(股)製造)。將Zr-1 200 g、丙烯酸聚合物(P-1)的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)35重量%溶液114 g、作為高分子分散劑具有三級胺基及四級銨鹽的「迪斯帕畢克(DISPERBYK)(註冊商標)」LPN-2111 625 g及PGMEA 661 g裝入儲罐(tank)中,利用均質機攪拌20分鐘,獲得預分散液。向包括填充有75體積%的0.05 mmϕ氧化鋯珠的離心分離分離器的、壽工業(股)製造的分散機超頂點磨機(Ultra Apex Mill)中供給所獲得的預分散液,以旋轉速度8 m/s進行3小時分散,獲得固體成分濃度為25重量%、著色材/樹脂(重量比)=80/20的著色材分散液(DC-1)。
<製備例3 感光性著色樹脂組成物1的製備> 於283.1 g的著色材分散液(DC-1)中,添加將樹脂(A-11)的PGMEA 35重量%溶液184.4 g、作為多官能單體的二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥(股)製造)50.1 g、作為光聚合起始劑的「豔佳固(Irgacure)(註冊商標)」907(巴斯夫(BASF)公司製造)7.5 g及「卡亞庫(KAYACURE)(註冊商標)」DETX-S(日本化藥(股)製造)3.8 g、作為密接改良劑的KBM5103(信越化學(股)製造)12.0 g、作為界面活性劑的矽酮系界面活性劑「畢克(BYK)(註冊商標)」333(畢克化學(BYK Chemie)公司製造)的PGMEA 10重量%溶液3 g溶解於456.1 g的PGMEA中而成的溶液,獲得總固體成分濃度為20重量%、著色材/樹脂(重量比)=30/70的感光性著色樹脂組成物1。
<製備例4 著色材分散液(DC-2)的製造> 根據日本專利特表2008-517330號公報中記載的方法,作為對磺酸基於表面進行了修飾的碳黑(CB-Bk1)的表面元素組成,為(C:88%、O:7%、Na:3%、S:2%),作為S元素的狀態,S2p峰值成分中歸屬於C-S及S-S的成分為90%,歸屬於SO及SOx的成分為10%,布厄特(Brunauer-Emmett-Teller,BET)值為54 m 2/g。
將該碳黑CB-Bk1(200 g)、丙烯酸樹脂(A-13)的丙二醇單甲醚乙酸酯40質量%溶液(94 g)、作為高分子分散劑的日本畢克化學(BYK Chemie·Japan)LPN21116、40質量%溶液(31 g)及丙二醇單甲醚乙酸酯(675 g)裝入儲罐中,利用均質機(特殊機化製造)攪拌1小時,獲得預分散液。之後,向包括70%填充有0.05 mmϕ氧化鋯珠(尼卡特(NIKKATO)製造的YTZ ball)的離心分離分離器的分散機超頂點磨機(Ultra Apex Mill)(壽工業製造)中供給預分散液,以旋轉速度8 m/s進行2小時分散,獲得固體成分濃度為25重量%、顏料/樹脂(質量比)=80/20的著色分散液DC-2。
<製備例5 感光性著色樹脂組成物2的製備> 於534.8 g的著色材分散液(DC-2)中,添加將樹脂(A-13)的PGMEA 40質量%溶液122.1 g、作為多官能單體的二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥(股)製造)47.3 g、作為光聚合起始劑的「艾迪科弧魯茲(Adeka arc Luz)」NCI-831(艾迪科(ADEKA)(股)公司製造)11.8 g、作為密接改良劑的KBM5103(信越化學(股)製造)12.0 g、作為界面活性劑的矽酮系界面活性劑「畢克(BYK)(註冊商標)」333(畢克化學(BYK Chemie)公司製造)的PGMEA 10質量%溶液4 g溶解於194.0 g的PGMEA中而成的溶液,獲得總固體成分濃度為25重量%、著色材/樹脂(重量比)=45/55的感光性著色樹脂組成物2。
<製備例6 顏料分散液1(C-4-1)的製備> 將57.7 g的「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」20000(於分子末端具有三級胺基的聚醚系高分子樹脂分散劑)混合於作為溶劑的750.0 g的PGMEA中,攪拌10分鐘後,投入192.3 g的氮化鈦(平均一次粒徑25 nm;表中的「TiN」),攪拌30分鐘後,使用臥式珠磨機進行濕式介質分散處理及過濾(PP過濾器孔徑0.8 μm),製備顏料分散液1(C-4-1)。再者,顏料分散液1中含有的氮化鈦的平均分散粒徑為85 nm。
<製備例7:顏料分散液2(C-4-2)的製備> 使用作為有機藍色顏料的C.I.顏料藍(Pigment Blue)60(平均一次粒徑60 nm)、作為有機紅色顏料的C.I.顏料紅(Pigment Red)190(平均一次粒徑55 nm)、作為有機黃色顏料的C.I.顏料黃(Pigment Yellow)192(平均一次粒徑40 nm),以與製備例1相同的流程分別製備各顏料分散液。再者,顏料分散液中含有的C.I.顏料藍(Pigment Blue)60的平均分散粒徑為162 nm,C.I.顏料紅(Pigment Red)190的平均分散粒徑為110 nm,C.I.顏料黃(Pigment Yellow)192的平均分散粒徑為90 nm。將有機藍色顏料分散液400.0 g、有機紅色顏料分散液300.0 g與有機黃色顏料分散液300.0 g混合並攪拌10分鐘,製備作為模擬黑色分散液的顏料分散液2(C-4-2)。
<製備例8 顏料分散液3的製備> 將30.00 g的「索思帕(Solsperse)(註冊商標)」20000混合於850.0 g的PGMEA中攪拌10分鐘後,投入作為有機黑色顏料的120.0 g以上的苯並二呋喃酮系顏料(平均一次粒徑50 nm;投入巴斯夫(BASF)製造的「依加福(Irgaphor)(註冊商標)」黑(Black)S0100,攪拌30分鐘後,使用臥式珠磨機,以與製備例3相同的流程製備顏料分散液3(C-4-3)。再者,顏料分散液3中含有的苯並二呋喃酮系顏料的平均分散粒徑為120 nm。
將實施例、比較例中使用的(B-3)成分、(C-1)成分、(C-2)成分、(C-3)成分、(F-1)成分、(F-2)成分、其他成分、溶媒示於以下。 (B-3)成分:光聚合起始劑NCI-831(艾迪科(ADEKA)(股)製造) (C-1)著色劑:膏黃(Plast Yellow)8070(最大吸收波長:460 nm)(有本化學工業(股)製造) (C-2)著色劑:油猩紅(Oil Scarlet)5206(最大吸收波長:530 nm)(有本化學工業(股)製造) (C-3)著色劑:膏藍(Plast Blue)8540(最大吸收波長:660 nm)(有本化學工業(股)製造) 其他成分: 自由基聚合性化合物: (F-1)成分:二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,共榮社化學(股)製造) 熱交聯劑: (G-1)成分:HMOM-TPHAP(本州化學工業(股)製造) (G-2)成分:YX-4000H(三菱化學(股)製造) 溶媒: GBL:γ-丁內酯 PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯。
[化11]
Figure 02_image021
於表1中示出含有(A)樹脂、(B)感光劑(C)著色劑等的樹脂組成物的調配處方。樹脂組成物1-樹脂組成物21是使用表1中記載的溶媒、以固體成分濃度成為40質量%的方式製備。另外,於表2-1、表2-2中示出實施例中使用的樹脂組成物、樹脂組成物的硬化膜於厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率(%)、硬化膜整體的厚度(μm)、硬化膜的層數、於硬化膜中加工出的開口圖案的形狀與長度、開口圖案的傾斜邊的角度。
[表1]
[表1]
(A)樹脂成分 (調配量) (B)感光劑 (調配量) (C)著色劑 (調配量) 其他成分 (調配量) 溶劑
樹脂組成物1 (A-1) (100質量份) - (B-1) (8質量份) (B-2) (12質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物2 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物3 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (10質量份) (G-2) (10質量份) GBL
樹脂組成物4 (A-2) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物5 (A-3) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物6 (A-4) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物7 (A-5) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物8 (A-6) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物9 (A-1) (100質量份) (A-7) (20質量份) - (B-2) (20質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物10 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - (C-1) (0.6質量份) - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物11 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - (C-1) (1.6質量份) - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物12 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - (C-1) (2.5質量份) - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物13 (A-1) (100質量份) - - (B-2) (20質量份) - (C-1) (0.6質量份) (C-2) (2.3質量份) (C-3) (5質量份) - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物14 (A-5) (100質量份) - - - (B-3) (5質量份) (C-1) (0.2質量份) - - - (F-1) (20質量份) (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物15 (A-1) (100質量份) - (B-1) (11質量份) (B-2) (9質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物16 (A-1) (100質量份) - (B-1) (20質量份) - - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物17 (A-8) (100質量份) - - - - - - - - - - - GBL
樹脂組成物18 (A-8) (100質量份) - (B-1) (8質量份) (B-2) (12質量份) - - - - - - (G-1) (20質量份) - GBL
樹脂組成物19 (A-9) (100質量份) - - - (B-3) (5質量份) - - - - (F-1) (20質量份) - - GBL
樹脂組成物20 (A-5) (100質量份) - - - (B-3) (16質量份) - - - (C-4-1) (290質量份) (C-4-2) (395質量份) (F-1) (155質量份) - - PGMEA
樹脂組成物21 (A-5) (100質量份) - - - (B-3) (14質量份) - - - (C-4-3) (635質量份) (F-1) (125質量份) - - PGMEA
[表2-1]
[表2-1]
顯示裝置 樹脂組成物 硬化膜於5 μm下的 光的透過率(%) 硬化膜於1 μm下的 光的透過率(%) 硬化膜整體的厚度 (μm) 硬化膜的層數 於硬化膜中加工出的開口部的形狀與最長長度 硬化膜對金屬配線的掩蔽性的評價 評價 等級(1) 開口圖案的 傾斜邊的角度 (°) 評價 等級(2)
實施例1 顯示裝置1 樹脂組成物1 76 95 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例2 顯示裝置2 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例3 顯示裝置3 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例4 顯示裝置4 樹脂組成物4 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例5 顯示裝置5 樹脂組成物5 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例6 顯示裝置6 樹脂組成物6 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例7 顯示裝置7 樹脂組成物7 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例8 顯示裝置8 樹脂組成物8 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例9 顯示裝置9 樹脂組成物9 60 90 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例10 顯示裝置10 樹脂組成物10 16 69 30 3 圓形,直徑3 μm 2 B 75 A
實施例11 顯示裝置11 樹脂組成物11 1 40 30 3 圓形,直徑6 μm 2 B 70 A
實施例12 顯示裝置12 樹脂組成物12 0.1 25 30 3 圓形,直徑10 μm 2 C 65 A
實施例13 顯示裝置13 樹脂組成物13 20 72 30 3 圓形,直徑5 μm 2 B 60 A
實施例14 顯示裝置14 樹脂組成物14 16 69 30 3 圓形,直徑15 μm 2 C 85 B
實施例15 顯示裝置15 樹脂組成物1 78 95 40 3 圓形,直徑6 μm 2 B 70 A
實施例16 顯示裝置16 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例17 顯示裝置17 樹脂組成物10 16 69 30 3 圓形,直徑3 μm 2 B 75 A
實施例18 顯示裝置18 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例19 顯示裝置19 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
比較例1 顯示裝置20 樹脂組成物15 80 96 30 3 圓形,直徑2 μm 1 E 75 A
比較例2 顯示裝置21 樹脂組成物16 92 98 30 3 圓形,直徑2 μm 1 E 70 A
[表2-2]
[表2-2]
顯示裝置 樹脂組成物 硬化膜於5 μm下的 光的透過率(%) 硬化膜於1 μm下的 光的透過率(%) 硬化膜整體的厚度 (μm) 硬化膜的層數 於硬化膜中加工出的開口部的形狀與最長長度 硬化膜對金屬配線的掩蔽性的評價 評價 等級(1) 開口圖案的 傾斜邊的角度 (°) 評價 等級(2)
實施例20 顯示裝置22 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例21 顯示裝置23 樹脂組成物17 70 92 30 3 圓形,直徑25 μm 2 C 50 B
實施例22 顯示裝置24 樹脂組成物18 60 90 30 3 圓形,直徑15 μm 2 C 50 B
實施例23 顯示裝置25 樹脂組成物19 70 93 30 3 圓形,直徑8 μm 2 C 85 B
實施例24 顯示裝置26 樹脂組成物20 <0.1 5 16 3 圓形,直徑10 μm 2 C 80 A
實施例25 顯示裝置27 樹脂組成物21 <0.1 0.4 16 3 圓形,直徑10 μm 2 C 80 A
實施例26 顯示裝置28 樹脂組成物18 60 90 30 3 圓形,直徑15 μm 2 C 50 B
實施例27 顯示裝置29 樹脂組成物19 70 93 30 3 圓形,直徑8 μm 2 C 85 B
實施例28 顯示裝置30 樹脂組成物20 <0.1 5 12 3 圓形,直徑8 μm 2 C 85 B
實施例29 顯示裝置31 樹脂組成物21 <0.1 0.4 12 3 圓形,直徑8 μm 2 C 85 B
實施例30 顯示裝置32 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例31 顯示裝置33 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例32 顯示裝置34 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例33 顯示裝置35 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例34 顯示裝置36 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例35 顯示裝置37 樹脂組成物2 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例36 顯示裝置38 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例37 顯示裝置39 樹脂組成物3 67 92 30 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例38 顯示裝置40 樹脂組成物3 67 92 35 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例39 顯示裝置41 樹脂組成物2 67 92 35 3 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例40 顯示裝置42 樹脂組成物2 67 92 6 2 圓形,直徑2 μm 2 A 75 A
實施例41 顯示裝置43 樹脂組成物13 20 72 6 2 圓形,直徑3 μm 2 B 60 A
實施例42 顯示裝置44 樹脂組成物21 <0.1 0.4 6 2 圓形,直徑10 μm 2 C 80 A
關於評價等級(1),將顯示裝置中金屬配線被硬化膜掩蔽、且開口圖案的最長長度為2 μm以下者設為等級A,將顯示裝置中金屬配線被硬化膜掩蔽、且開口圖案的最長長度為5 μm以下者設為等級B,將顯示裝置中金屬配線被硬化膜掩蔽、且開口圖案的最長長度為20 μm以下者設為等級C,將顯示裝置中金屬配線被硬化膜掩蔽、且開口圖案的最長長度大於20 μm者設為等級D,將顯示裝置中以目視可明確地經由硬化膜確認到金屬配線者設為等級E。
關於評價等級(2),將傾斜邊的角度為55°以上且80°以下者評價為等級A,將為40°以上且小於55°、或大於80°且為85°以下者評價為等級B,將小於40°或大於85°者評價為等級C。
(實施例1)(圖7的a~圖7的h的結構) 依照圖7的a~圖7的h的製作步驟剖面圖,對本發明的顯示裝置的實施例進行說明。
如圖7的a所示,支撐基板18使用的是玻璃基板。於玻璃基板上配置包含聚醯亞胺的暫時黏貼材料,並於支撐基板18上配置作為發光元件的LED 2(相當於步驟(D1))。LED 2的厚度為7 μm,一邊的長度為30 μm,另一邊的長度為50 μm。
接著,如圖7的b所示,於支撐基板18上及發光元件2上,以加熱處理後成為10 μm的方式塗佈表1中記載的樹脂組成物1,形成樹脂膜19(相當於步驟(D2))。
接著,如圖7的c所示,於樹脂膜19上經由具有所需圖案的遮罩來照射i射線(365 nm)。使用2.38質量%的四甲基銨(TMAH)水溶液對經曝光的樹脂膜19進行顯影,圖案形成出沿樹脂膜19的厚度方向貫通的多個開口圖案12(相當於步驟(D3))。開口圖案的形狀為圓形,開口圖案中,最小區域中的底面部的最長長度為直徑2 μm。
接著,將樹脂膜19於氧濃度100 ppm以下的環境下以110℃加熱處理30分鐘後,進而進行230℃、60分鐘的熱處理以使其硬化,藉此形成厚度10 μm的硬化膜3(相當於步驟(D4))。樹脂膜19直接硬化而成為硬化膜3。
接著,如圖7的d所示,於硬化膜3上濺鍍作為障壁金屬的鈦,進而於其上藉由濺鍍法形成銅的種晶層。之後,於形成光致抗蝕劑層後,藉由鍍敷法於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成與LED 2電性連接的包含銅的金屬配線4,之後,將光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除(相當於步驟(D5))。硬化膜3的一部分表面上所形成的金屬配線4a的厚度為5 μm。
之後,如圖7的e~7f般,重覆進行兩次步驟(D2)、步驟(D3)、步驟(D4)及步驟(D5),形成三層硬化膜3。其結果,三層硬化膜3整體的厚度為30 μm。
之後,於圖7的g中,藉由濺鍍法於硬化膜3的開口圖案12中形成障壁金屬9,並形成焊料凸塊10。之後,如圖7的h所示,以260℃、1分鐘使焊料回流,經由焊料凸塊10,與具有作為驅動元件8d的驅動器IC的發光元件驅動基板7電性連接,之後,將支撐基板18剝離,並使用接著劑等貼合相向基板5,藉此獲得具有多個LED 2的顯示裝置1。
(實施例2) 將實施例1的樹脂組成物1變更為包含樹脂組成物2的樹脂片,並藉由層壓來形成樹脂膜19,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置2。
(實施例3~實施例14) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物3~樹脂組成物14,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置3~顯示裝置14。
(實施例15) 關於實施例1,於支撐基板18上及發光元件2上,以加熱處理後成為20 μm的方式塗佈樹脂組成物1,形成樹脂膜19。其結果,三層硬化膜3整體的厚度成為40 μm,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置15。
(實施例16) 依照圖8的a~圖8的h的製作步驟剖面圖,對本發明的顯示裝置的實施例進行說明。 首先,如圖8的a所示,於支撐基板18上配置包含銅的金屬墊17(相當於步驟(E1))。電極墊的厚度為0.2 μm。 接著,如圖8的b所示,於支撐基板18上及金屬墊17上,以加熱處理後成為10 μm的方式塗佈表1中記載的樹脂組成物2,形成樹脂膜19(相當於步驟(E2))。
接著,如圖8的c所示,利用與實施例1所示的光微影步驟相同的條件,於樹脂膜19形成多個開口圖案12(相當於步驟(E3))。
接著,利用與實施例1相同的條件使樹脂膜19硬化,藉此形成厚度10 μm的硬化膜3(相當於步驟(E4))。
繼而,於圖8的c中,為了提高硬化膜3與金屬配線4的密接性,於硬化膜3上濺鍍鈦等障壁金屬,進而於其上藉由濺鍍法形成銅種晶(種晶層)。
接著,如圖8的d所示,於形成光致抗蝕劑層後,藉由鍍敷法,於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成包含銅的金屬配線4(相當於步驟(E5))。硬化膜3的一部分表面上所形成的金屬配線4的厚度為5 μm。之後,將光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除。
之後,重覆進行兩次步驟(E2)、步驟(E3)、步驟(E4)及步驟(E5),如圖8的e所示般形成三層於硬化膜中具有金屬配線4的硬化膜3。其結果,三層硬化膜3整體的厚度為30 μm。
接著,如圖8的f所示,以與金屬配線4保持電性連接的方式於硬化膜3上配置LED 2(相當於步驟(E6))。LED 2的厚度為7 μm。
接著,如圖8的g所示,於發光元件2上形成包含樹脂組成物2的樹脂膜19,並藉由加熱處理使其硬化,形成硬化膜21。再者,於氧濃度100 ppm以下的環境下以110℃加熱處理30分鐘後,進而進行230℃、60分鐘的熱處理,形成硬化膜3。
接著,如圖8的h所示,將支撐基板18剝離,經由焊料凸塊10,與具有作為驅動元件8的驅動器IC的發光元件驅動基板7電性連接,另外,使用接著劑等將相向基板5貼合於LED 2,藉此獲得具有多個LED 2的顯示裝置16。
(實施例17) 將實施例15的樹脂組成物2變更為樹脂組成物10,除此以外,藉由與實施例15相同的方法進行,獲得顯示裝置17。
(實施例18) 實施例16中,作為於發光元件2上形成的硬化膜21,使用T693/R4000系列(Series)(長瀨化成(Nagase Chemtex)(股)製造)並進行150℃、60分鐘的熱處理,以形成硬化膜21,除此以外,藉由與實施例16相同的方法進行,獲得顯示裝置18。
(實施例19) 如圖9的f所示,於藉由與實施例15相同的方法形成多層圖8的e所示的硬化膜3之後,於之後要配置的LED 2間及其周圍使用樹脂組成物2形成隔壁15(相當於步驟(E9)),之後,如圖9的g所示,配置多個LED 2,如圖9的h所示,將支撐基板18剝離,經由焊料凸塊10,與具有作為驅動元件8的驅動器IC的發光元件驅動基板7電性連接,另外,使用接著劑等將相向基板5貼合於LED 2,藉此獲得具有多個LED 2的顯示裝置19。再者,LED 2的厚度為7 μm,隔壁的厚度為10 μm。
(實施例20) 如圖18的a所示,於支撐基板18上形成隔壁15(相當於步驟D8)。接著,如圖18的b所示,於隔壁15之間形成LED 2(相當於步驟(D1))。除此以外,藉由與實施例3相同的步驟製造顯示裝置22。再者,LED 2的厚度為7 μm,隔壁15的厚度形成為10 μm。隔壁15使用的是包含公知的白色顏料的丙烯酸樹脂。
(實施例21) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物17,且於曝光前形成光致抗蝕劑,於顯影後將光致抗蝕劑去除,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置23。
(實施例22) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物18,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置24。
(實施例23) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物19,且使用環戊酮對經曝光的樹脂膜19進行顯影,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置25。
(實施例24~實施例25) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物20~樹脂組成物21,且於支撐基板18上及發光元件2上,以加熱處理後成為8 μm的方式塗佈表1中記載的樹脂組成物1,形成樹脂膜19(相當於步驟(D2))。
接著,如圖7的c所示,於樹脂膜19上經由具有所需圖案的遮罩來照射i射線(365 nm)。使用2.38質量%的四甲基銨(TMAH)水溶液對經曝光的樹脂膜19進行顯影,圖案形成出沿樹脂膜19的厚度方向貫通的多個開口圖案12(相當於步驟(D3))。
接著,將樹脂膜19於氧濃度100 ppm以下的環境下以110℃加熱處理30分鐘後,進而進行230℃、60分鐘的熱處理以使其硬化,藉此形成厚度10 μm的硬化膜3(相當於步驟(D4))。樹脂膜19直接硬化而成為硬化膜3。
接著,如圖7的d所示,於硬化膜3上濺鍍作為障壁金屬的鈦,進而於其上藉由濺鍍法形成銅的種晶層。之後,於形成光致抗蝕劑層後,藉由鍍敷法於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成與LED 2電性連接的包含銅的金屬配線4,之後,將光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除(相當於步驟(D5))。硬化膜3的一部分表面上所形成的金屬配線4a的厚度為2 μm。
之後,如圖7的e~圖7的f般,重覆進行兩次步驟(D2)、步驟(D3)、步驟(D4)及步驟(D5),形成三層硬化膜3。再者,第二層、第三層的硬化膜3是以加熱處理後成為4 μm的方式形成。其結果,三層硬化膜3整體的厚度為16 μm。除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置26~顯示裝置27。
(實施例26) 將實施例16的樹脂組成物2變更為樹脂組成物18,除此以外,藉由與實施例16相同的方法進行,獲得顯示裝置28。
(實施例27) 將實施例16的樹脂組成物2變更為樹脂組成物19,且使用環戊酮對經曝光的樹脂膜19進行顯影,除此以外,藉由與實施例16相同的方法進行,獲得顯示裝置29。
(實施例28~實施例29) 將實施例16的樹脂組成物2變更為樹脂組成物20~樹脂組成物21,且如圖8的b所示,於支撐基板18上及金屬墊17上,以加熱處理後成為4 μm的方式塗佈樹脂組成物20~樹脂組成物21,形成樹脂膜19(相當於步驟(E2))。
接著,如圖8的c所示,利用與實施例1所示的光微影步驟相同的條件,於樹脂膜19形成多個開口圖案12(相當於步驟(E3))。
接著,利用與實施例1相同的條件使樹脂膜19硬化,藉此形成厚度4 μm的硬化膜3(相當於步驟(E4))。
繼而,於圖8的c中,為了提高硬化膜3與金屬配線4的密接性,於硬化膜3上濺鍍鈦等障壁金屬,進而於其上藉由濺鍍法形成銅種晶(種晶層)。
接著,如圖8的d所示,於形成光致抗蝕劑層後,藉由鍍敷法,於硬化膜3的開口圖案12及硬化膜3的一部分表面上形成包含銅的金屬配線4(相當於步驟(E5))。硬化膜3的一部分表面上所形成的金屬配線4的厚度為2 μm。之後,將光致抗蝕劑及種晶層、障壁金屬去除。
之後,重覆進行兩次步驟(E2)、步驟(E3)、步驟(E4)及步驟(E5),如圖8的e所示般形成三層於硬化膜中具有金屬配線4的硬化膜3。其結果,三層硬化膜3整體的厚度為12 μm。除此以外,藉由與實施例16相同的方法進行,獲得顯示裝置30~顯示裝置31。
(實施例30) 於實施例3中,如圖7的h所示,於發光元件驅動基板7的側面,藉由雷射加工形成槽,藉由濺鍍依序形成鈦、銅之後,藉由鍍敷法形成銅,製成金屬配線4c(相當於步驟D9)。除此以外,藉由與實施例3相同的方法進行,獲得顯示裝置32。
(實施例31) 於實施例16中,如圖8的h所示,於發光元件驅動基板7的側面,藉由雷射加工形成槽,藉由濺鍍依序形成鈦、銅之後,藉由鍍敷法形成銅,製成金屬配線4c(相當於步驟E11)。除此以外,藉由與實施例16相同的方法進行,獲得顯示裝置33。
(實施例32) 於實施例30的發光元件驅動基板7的側面,如圖19h所示般使用導電膜26,作為導電膜26,使用的是製備例1的感光性導電糊1(相當於步驟D10)。除此以外,藉由與實施例30相同的方法進行,獲得顯示裝置34。導電膜26的製作如以下所述。
<導電膜26的製作> 於在厚度16 μm的PET膜上塗佈脫模劑而成的脫模PET膜上,以乾燥後的膜厚成為6.0 μm的方式塗佈感光性導電糊1,將所獲得的塗佈膜於100℃的乾燥烘箱內乾燥10分鐘。之後,使用具有超高壓水銀燈的曝光機,以350 mJ/cm 2的曝光量進行曝光後,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,於0.1 MPa的壓力下噴霧顯影30秒鐘,獲得圖案。之後,將所獲得的圖案於140℃的乾燥烘箱內固化30分鐘,獲得配置有配線的轉印用樣品。所獲得的圖案的線寬為50 μm,線長為90 mm。將轉印用樣品以配線的一部分被配置於具有R倒角部的玻璃端部的方式貼合於兩面,將玻璃側面部按壓至130℃的加熱板達30秒鐘,之後使用熱輥層壓機,以130℃、1.0 m/min的條件轉印剩餘部分。
(實施例33) 於實施例31的發光元件驅動基板7的側面,如圖19h所示般使用導電膜26,作為導電膜26,使用的是實施例32記載的感光性導電糊1(相當於步驟E12)。除此以外,藉由與實施例31相同的方法進行,獲得顯示裝置35。
(實施例34) 使用印刷配線板作為實施例30的發光元件驅動基板7,經由印刷配線板中的配線及凸塊將驅動元件8與金屬配線4連接,除此以外,藉由與實施例30相同的方法進行,獲得顯示裝置36。
(實施例35) 使用印刷配線板作為實施例31的發光元件驅動基板7,經由印刷配線板中的配線及凸塊將驅動元件8與金屬配線4連接,除此以外,藉由與實施例31相同的方法進行,獲得顯示裝置37。
(實施例36) 如圖20a所示,於支撐基板18上形成遮光層27(相當於步驟D11)。接著,如圖20a所示,於遮光層27之間形成LED 2(相當於步驟(D1))。除此以外,藉由與實施例3相同的步驟製造顯示裝置38。遮光層27的製作如以下所述。
<遮光層27的製作> 將著色樹脂組成物1以加熱處理後成為1 μm的方式塗佈於支撐基板18,將塗佈膜於100℃的加熱板上加熱乾燥2分鐘。對於該乾燥膜,使用具有超高壓水銀燈的曝光機,以200 mJ/cm 2的曝光量進行紫外線曝光。接著,使用作為鹼顯影液的0.045重量%氫氧化鉀水溶液進行顯影,繼而進行純水清洗,藉此獲得圖案膜。將所獲得的圖案膜於熱風烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得遮光層。
(實施例37) 關於實施例36的遮光層27,變更為著色樹脂組成物2來形成遮光層27,除此以外,藉由與實施例36相同的步驟製造顯示裝置39。
(實施例38) 於圖7的f中,將與凸塊10相接的金屬配線4a的厚度設為10 μm,將形成於金屬配線4a的一部分表面上的硬化膜3的厚度設為15 μm,將硬化膜3整體的厚度設為35 μm,除此以外,藉由與實施例3相同的步驟獲得顯示裝置40。
(實施例39) 於圖8的b中,將金屬墊17的厚度設為10 μm,將形成於金屬墊的一部分表面上的硬化膜3的厚度設為15 μm,將硬化膜3整體的厚度設為35 μm,除此以外,藉由與實施例16相同的步驟獲得顯示裝置41。
(實施例40) 依照圖22的a~圖22的e的製作步驟剖面圖,對本發明的顯示裝置的實施例進行說明。 如圖22的a所示,使用TFT陣列基板作為發光元件驅動基板7,於發光元件驅動基板7上,以加熱處理後成為3 μm的方式塗佈表1中記載的樹脂組成物2,形成樹脂膜19(相當於步驟(F1))。再者,金屬配線4的厚度為1 μm。
接著,利用與實施例2所示的光微影步驟相同的條件,於樹脂膜19形成多個開口圖案12(相當於步驟(F2))。
接著,利用與實施例3相同的條件使樹脂膜19硬化,藉此形成厚度3 μm的硬化膜3(相當於步驟(F3))。
接著,是如圖22的b所示般於硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案的一部分形成所述配線或導電膜的步驟。於形成光致抗蝕劑層(未圖示)後,藉由濺鍍法於硬化膜3的一部分表面上形成ITO作為配線24。之後,將無用的光致抗蝕劑去除(相當於步驟(F4))。ITO的厚度為0.1 μm。
接著,如圖22的c所示,重覆進行步驟(F1)、步驟(F2)、步驟(F3),使表1中記載的樹脂組成物3硬化,藉此形成厚度3 μm的硬化膜3。
接著,如圖22的d所示,於硬化膜3上形成隔壁15。接著,如圖22的d所示,於隔壁15之間形成LED 2(相當於步驟(F5))。再者,LED 2的厚度為7 μm,隔壁15的厚度形成為8 μm。隔壁15使用的是包含公知的白色顏料的丙烯酸樹脂。
之後,如圖22的e所示,使用接著劑貼合相向基板5。另外,形成使用製備例1的感光性導電糊1而得的導電膜26作為導電膜26,驅動器IC等驅動元件8經由導電膜26並經由在硬化膜3中延伸的金屬配線4或配線24而與發光元件2電性連接,藉此獲得具有多個LED 2的顯示裝置42。
(實施例41~實施例42) 將實施例40的樹脂組成物2變更為樹脂組成物13、樹脂組成物21,除此以外,藉由與實施例40相同的方法進行,獲得顯示裝置43~顯示裝置44。
其結果,顯示裝置1~顯示裝置19、顯示裝置22~顯示裝置44中,硬化膜3的透光率充分低,因此硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性。且,與先前的可撓性基板相比,硬化膜的厚度小,因此,能夠抑制因封裝低背化、配線短距離化引起的配線短路等配線不良,達成低損失化,提高高速響應性。進而,顯示裝置1~顯示裝置13、顯示裝置15~顯示裝置19能夠進行微細加工,因此能夠應用微小的發光元件,另外,能夠達成發光元件的高密度安裝。另外,作為隔壁15,亦能夠應用包含樹脂組成物的硬化膜,且藉由形成隔壁,相向基板的貼合變得容易。進而,顯示裝置13、顯示裝置24~顯示裝置25、顯示裝置30~顯示裝置31、顯示裝置43~顯示裝置44中,硬化膜3為黑色,因此硬化膜3將金屬配線4掩蔽,從而不易自外部視認到金屬配線4,可提高設計性,除此以外,藉由外部光反射減少及對比度提高,可提高視認性。進而,顯示裝置1~顯示裝置19、顯示裝置22~顯示裝置35、顯示裝置38~顯示裝置44中,由於金屬配線或導電膜的至少一部分於基板的側面延伸,因此顯示裝置自身的低背化及高速響應性提高,進而能夠使顯示裝置更加小型化、窄邊框化。另外,顯示裝置38、顯示裝置39藉由在多個發光元件之間形成遮光層,可於不大幅損害光輸出效率的情況下抑制自發光元件的光洩漏、各畫素間的混色,從而能夠提高對比度。顯示裝置37、顯示裝置38中,與靠近LED 2的金屬配線的厚度相比,靠近凸塊10的金屬配線的厚度厚,藉此於進行使用了凸塊10的發光元件驅動基板7的連接時,可抑制配線不良,能夠獲得可靠性高的顯示裝置。
(比較例1~比較例2) 將實施例1的樹脂組成物1變更為樹脂組成物15~樹脂組成物16,除此以外,藉由與實施例1相同的方法進行,獲得顯示裝置20~顯示裝置21。
其結果,顯示裝置20~顯示裝置21中,硬化膜3的光的透過率充分高,因此硬化膜3對金屬配線4的掩蔽性不足,從而可自外部視認到金屬配線4。
1:顯示裝置 2:發光元件 3、3a:硬化膜 4、4c:金屬配線 4a:配置於硬化膜表面的金屬配線的厚度 4b:於硬化膜中的沿厚度方向貫通的開口圖案中延伸的金屬配線的厚度 5:相向基板 6:電極端子 7:發光元件驅動基板 8:驅動元件 9:障壁金屬 10:凸塊 11a:指定區域A 11b:指定區域B 12:開口圖案 13:金屬配線4的底面部 14:底面部的最長長度 15:隔壁 16:外部基板 17:金屬墊 18:支撐基板 19:樹脂膜 20:硬化膜整體的厚度 21:硬化膜 22:TFT 23:TFT絕緣層 24:配線 25:接觸孔 26:導電膜 27:遮光層 28:傾斜邊 29:傾斜邊的角度 30:硬化膜3的厚度 31:硬化膜3的厚度1/2的位置
圖1是表示本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖2是指定區域A的正視放大剖面圖(上部分)及指定區域A的除去發光元件後的底視圖(下部分)。 圖3是指定區域B的俯視放大剖面圖(上部分)、指定區域B的除去與正面正交的面上的配線後的剖面圖(中部分)及指定區域B的除去相向基板後的底視圖(下部分)。 圖4是表示設置有隔壁的形態的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖5是於硬化膜中配置有驅動元件的結構的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖6是於硬化膜中配置有驅動元件的另一結構的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖7的a~圖7的h是本發明顯示裝置的一態樣的製作步驟剖面圖。 圖8的a~圖8的h是本發明顯示裝置另一例的製作步驟剖面圖。 圖9的f~圖9的h是設置有隔壁的形態的另一例本發明顯示裝置的製作步驟剖面圖。 圖10是表示本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖11是表示在硬化膜中設置有隔壁的形態的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖12是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖13是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖14是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖15是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖16是表示設置有遮光層的形態的本發明顯示裝置的一態樣的正視剖面圖。 圖17是硬化膜的開口圖案的正視剖面圖。 圖18的a~圖18的c是設置有隔壁的形態的本發明顯示裝置的一態樣的製作步驟剖面圖。 圖19是設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的一態樣的製作步驟剖面圖。 圖20是設置有遮光層的形態的本發明顯示裝置的一態樣的製作步驟剖面圖。 圖21是設置有導電膜的形態的另一例本發明顯示裝置的製作步驟剖面圖。 圖22的a~圖22的e是本發明顯示裝置另一例的製作步驟剖面圖。 圖23是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖24是表示設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置的另一態樣的正視剖面圖。 圖25的a~圖25的h是設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置另一例的製作步驟剖面圖。 圖26的a~圖26的h是設置有導電膜的形態的本發明顯示裝置另一例的製作步驟剖面圖。
1:顯示裝置
2:發光元件
3:硬化膜
4、4c:金屬配線
5:相向基板
6:電極端子
7:發光元件驅動基板
8:驅動元件
9:障壁金屬
10:凸塊
11a:指定區域A
11b:指定區域B
20:硬化膜整體的厚度

Claims (23)

  1. 一種顯示裝置,至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置中,所述發光元件於任意一個面包括一對電極端子,所述一對電極端子與於所述硬化膜中延伸的多條所述金屬配線連接,多條所述金屬配線為利用所述硬化膜保持電絕緣性的結構,所述硬化膜是將包含(A)樹脂的樹脂組成物硬化而成的膜,所述硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置,其中,所述硬化膜於厚度基準5 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且79%以下。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置,其中,所述硬化膜於厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且25%以下。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的顯示裝置,其中,所述硬化膜整體的厚度為5 μm~100 μm。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的顯示裝置,其中,所述硬化膜的層數為2層以上且10層以下。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的顯示裝置,是於所述硬化膜設置有沿厚度方向貫通的開口圖案,且至少於所述開口圖案配置所述金屬配線的結構,於與所述發光元件相接的位置形成的所述金屬配線的底面部的最長長度為2 μm~20 μm。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的顯示裝置,是所述硬化膜覆蓋所述發光元件的除光輸出面以外的面的結構。
  8. 如請求項1至請求項7中任一項所述的顯示裝置,其中,於多個所述發光元件之間具有隔壁,所述隔壁具有所述發光元件的厚度以上的厚度。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的顯示裝置,其中,所述發光元件是一邊的長度為5 μm以上且700 μm以下的發光二極體。
  10. 如請求項1至請求項9中任一項所述的顯示裝置,更具有驅動元件及基板,所述驅動元件經由金屬配線連接於發光元件,進而,所述金屬配線的至少一部分於所述基板的側面延伸。
  11. 如請求項1至請求項10中任一項所述的顯示裝置,其中,於多個所述發光元件之間具有遮光層。
  12. 如請求項1至請求項11中任一項所述的顯示裝置,其中,所述(A)樹脂含有選自由聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚苯並噁唑、聚苯並噁唑前驅物及該些的共聚體所組成的群組中的一種以上的樹脂。
  13. 如請求項1至請求項12中任一項所述的顯示裝置,其中,包含所述(A)樹脂的樹脂組成物更含有(B)感光劑。
  14. 如請求項1至請求項13中任一項所述的顯示裝置,其中,包含所述(A)樹脂的樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-1)於波長400 nm以上且490 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
  15. 如請求項1至請求項14中任一項所述的顯示裝置,其中,包含所述(A)樹脂的樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-2)於波長超過490 nm且為580 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
  16. 如請求項1至請求項14中任一項所述的顯示裝置,其中,包含所述(A)樹脂的樹脂組成物更含有(C)著色劑,所述(C)著色劑含有(C-3)於波長超過580 nm且為800 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
  17. 如請求項1至請求項14中任一項所述的顯示裝置,其中,所述(C)著色劑一併含有所述(C-1)著色劑、以及(C-2)於波長超過490 nm且為580 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑及(C-3)於波長超過580 nm且為800 nm以下的範圍內具有最大吸收的著色劑。
  18. 如請求項1至請求項17中任一項所述的顯示裝置,其中,包含所述(A)樹脂的樹脂組成物為正型感光性。
  19. 一種顯示裝置的製造方法,所述顯示裝置至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置的製造方法具有: 於支撐基板上配置所述發光元件的步驟(D1); 於所述支撐基板上及所述發光元件上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(D2); 藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(D3); 使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(D6);以及 於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(D5)。
  20. 如請求項19所述的顯示裝置的製造方法,具有重覆進行多次所述步驟(D2)、所述步驟(D3)、所述步驟(D6)及所述步驟(D5),以形成多層於硬化膜中具有所述金屬配線的所述硬化膜的步驟。
  21. 一種顯示裝置的製造方法,所述顯示裝置至少具有金屬配線、硬化膜及多個發光元件,所述顯示裝置的製造方法具有: 於支撐基板上配置金屬墊的步驟(E1); 於所述支撐基板上及所述金屬墊上,形成含有包含(A)樹脂的樹脂組成物的樹脂膜的步驟(E2); 藉由對所述樹脂膜進行曝光、顯影,於所述樹脂膜形成多個貫通的開口圖案的步驟(E3); 使所述樹脂膜硬化,形成厚度基準1 μm下的波長450 nm的光的透過率為0.1%以上且95%以下的所述硬化膜的步驟(E10); 於所述硬化膜的表面的至少一部分及所述硬化膜的所述開口圖案形成所述金屬配線的步驟(E5);以及 以與所述金屬配線保持電性連接的方式於所述硬化膜上配置所述發光元件的步驟(E6)。
  22. 如請求項21所述的顯示裝置的製造方法,具有重覆進行多次所述步驟(E2)、所述步驟(E3)、所述步驟(E10)及所述步驟(E5),以形成多層於硬化膜中具有所述金屬配線的所述硬化膜的步驟。
  23. 如請求項21或請求項22所述的顯示裝置的製造方法,其中,於所述步驟(E5)之後具有設置隔壁的步驟(E9),所述隔壁具有所述發光元件的厚度以上的厚度。
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