TWI575317B - A photosensitive resin composition and a gap formed therefrom - Google Patents

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感光樹脂組成物及其形成的間隙物
本發明是有關於一種感光樹脂組成物，特別是指一種含有特定光起始劑與紫外光吸收劑搭配的感光樹脂組成物及其形成的間隙物。
習知液晶顯示器為避免因液晶層厚度不均而導致影像模糊，通常需要利用間隙物(spacer)保持顯示器中液晶層的厚度。一般間隙物可分為粒狀(bead)間隙物及柱狀(column)間隙物，其中粒狀間隙物在受到壓力時容易產生移動，在受到震動時亦容易對濾光片造成損傷，且在噴灑製程中難以控制分布均勻性，因此逐漸為不易移動、接觸面積較大且可透過光蝕刻(photolithography)製程控制分布的柱狀間隙物所取代。
然而，透過光蝕刻製得的柱狀間隙物往往會因為透過光罩曝照時產生的繞射影響，導致其形成錐台(frustum，鉛直剖面形狀為上窄下寬的梯形)，而非為理想的柱狀，且由於錐台形狀的柱狀間隙物與基板的接觸面積較大，可能降低液晶顯示器的出光效益。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種感光樹脂組成物，可應用於液晶顯示器的間隙物，並維持其良好的出光效益。
於是本發明感光樹脂組成物，包含一鹼可溶樹脂、一多官能基單體、一光起始劑、一紫外光吸收劑及一溶劑；其中，該光起始劑是選自於 該紫外光吸收劑是由下式(I)所示的二芳基甲酮： 於式(I)中，R表示氫或C1-C8烷基。
本發明之第二目的，即在提供一種間隙物，是由如上所述之感光樹脂組成物經照光固化後所形成。
本發明之第三目的，即在提供一種液晶顯示器，包含如上所述之間隙物。
本發明之功效在於該感光樹脂組成物經照光固化後，可改善柱狀間隙物的形狀，能在應用於液晶顯示器時維持良好的出光效益。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
較佳地，於式(I)中，R表示氫或甲基。在本發明之具體實施例中，R表示氫。
在本發明感光樹脂組成物中，除溶劑以外的成分統稱為固形物。較佳地，以該感光樹脂組成物的固形物總重為100wt%，該紫外光吸收劑的含量範圍為0.5至5wt%。更佳地，該紫外光吸收劑的含量範圍為0.9至1.5wt%。
較佳地，以該感光樹脂組成物的固形物總重為100wt%，該光起始劑的含量範圍為0.5至10wt%。
該鹼可溶樹脂並無特別限定，較佳為酸價範圍為50至110mg KOH/kg且分子量範圍為5000至50000的樹脂。該鹼可溶樹脂可為但不限於日本日本化藥市售的聚氨酯UXE-3024(固形物含量為60wt%，溶劑含量為40wt%)。
較佳地，該多官能基單體是選自於經丁二酸改質或未經改質之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯或其組合。該多官能基單體可為但不限於日本東亞合成市售的多官能基單體M-520。
該光起始劑是選自於 (如BASF公司市售的 IRGACURE® 369)或(如BASF公司市售的IRGACURE® 907)。較佳地，該光起始劑是
較佳地，該感光樹脂組成物還包含一添加劑，該添加劑是選自於矽烷偶合劑、流平劑或其組合。該矽烷偶合劑可為但不限於GLYMO(3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane)。該流平劑可為但不限於日本DIC公司市售的F-482。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例> [實施例1]E1
將3.5g鹼可溶樹脂UXE-3024(商品名，購自於日本日本化藥)、6g多官能基單體M-520(商品名，購自於日本東亞合成)、0.1g矽烷偶合劑GLYMO、0.043g流平劑F-482(商品名，購自於日本DIC公司)、0.07g光起始劑IRGACURE® 369(商品名，購自於BASF)、0.1g紫外光吸收劑BP-2(商品名，購自於奇鈦科技，2,2',4,4'-四羥基二苯基酮)及30g溶劑PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate)均勻混合，得到實施例1的感光樹脂組成物E1。
[實施例2]E2
實施例2與實施例1不同之處在於：將實施例1的0.07g IRGACURE® 369改為0.7g IRGACURE® 907(商品名，購自於BASF)，得到實施例2的感光樹脂組成物E2。
[比較例1-3]CE1-CE3
比較例1-3與實施例1不同之處在於：將實施例1的0.07g IRGACURE® 369分別改為0.2g IRGACURE® OXE 01(商品名，購自於BASF)、0.45g IRGACURE® 819(商品名，購自於BASF)及1.2g SZ307(商品名，購自於長興化工)，分別得到比較例1-3的感光樹脂組成物CE1-CE3。
實施例1-2及比較例1-2所使用的光起始劑分別為如下式1-2及式3-4所示的化合物：
[比較例4-7]CE4-CE7
比較例4-7與實施例1不同之處在於：將實施例1的BP-2分別改為BP-4(商品名，購自於奇鈦科技)、Chiguard® 327(商品名，購自於奇鈦科技)、Chiguard® 5530(商品名，購自於奇鈦科技)及Chiguard® 1064(商品名，購自於奇鈦科技)，分別得到比較例4-7的感光樹脂組成物CE4-CE7。
[比較例8-11]CE8-CE11
比較例8-11與實施例2不同之處在於：將實施例2的BP-2分別改為BP-4、Chiguard® 327、Chiguard® 5530及Chiguard® 1064，分別得到比較例8-11的感光樹脂組成物CE8-CE11。
實施例2及比較例4-7(比較例8-11)所使用的紫外光吸收劑分別為如下式5及式6-9所示的化合物：
<形成間隙物>
以旋轉塗佈法(210rpm，10秒)分別將上述實施例1-2及比較例1-11的感光樹脂組成物E1-E2及CE1-CE11塗佈於一素玻璃基板上，接著在90℃下進行預烘烤90秒。待其冷卻至室溫後，透過圖樣尺寸為10μm×10μm的光罩，以波長為365nm且照射強度為30mW/cm2的紫外光曝照1.7秒固化，之後分別浸入0.652% CD821顯影液(購自於達興材料，溫度為26℃)中60秒進行顯影，再以純水洗滌並乾燥。最後在230℃下烘烤40分鐘，分別形成高度(厚度)為3.7μm的間隙物S1-S2及SC1-SC11。另依照上述步驟分別製得不含紫外光吸收劑的間隙物S1'-S2'及SC1'-SC11'，以作為對照。
<形狀改善程度評價>
分別將上述製得的間隙物S1-S2、SC1-SC11、S1'-S2'及SC1'-SC11'沿與素玻璃基板垂直之平面切開，並分別以掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察其剖面，並量測該等間隙物之底面寬與頂面寬的差(含紫外光吸收劑者為△CD，不含 紫外光吸收劑者為△CD')，再對照獲得不含紫外光吸收劑者與對應含紫外光吸收劑者的改變量及改變率(即△CD'-△CD及)，以評價含紫外光吸收劑的間隙物的形狀改善效果(改變量為1.65μm以上且改變率為32%以上表示「良好」，改變量小於1.65μm或改變率小於32%表示「不佳」)，結果如下表1所示。
由表1可以得知，實施例1-2的感光樹脂組成物E1-E2可降低透過光罩曝照紫外光時產生的繞射影響，進而顯著地改善對應不含紫外光吸收劑者製得的間隙物的形狀(改變量為1.88-2.48μm，改變率為34.02%-42.82%)，因此可製得較近似於柱狀的間隙物S1-S2；而比較例1-11的感光樹脂組成物CE1-CE11僅能微幅地改善對應不含紫外光吸收劑者製得的間隙物的形狀(改變量為0.46-1.61μm，改變率為7.13%-31.63%)，製得的間隙物剖面形狀則較近似於梯形。
綜上所述，本發明感光樹脂組成物藉由含有特定搭配的光起始劑與紫外光吸收劑，可有效改善經照光固化後形成之柱狀間隙物的形狀，進而在應用於液晶顯示器時能維持良好的出光效益，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (6)

  1. 一種感光樹脂組成物，包含：一鹼可溶樹脂；一多官能基單體；一光起始劑；一紫外光吸收劑；及一溶劑， 其中，該光起始劑是選自於 或；該紫外光吸收劑是由下式(I)所示的二芳基甲酮： 於式(I)中，R表示氫或C1-C8烷基； 該感光樹脂組成物不包含；以該感光樹脂組成物的固形物總重為100wt%，該紫外光吸收劑的含量範圍為0.5至5wt%，該光起始劑的含量範圍為0.5至10wt%。
  2. 如請求項1所述的感光樹脂組成物，其中，於式(I)中， R表示氫或甲基。
  3. 如請求項1所述的感光樹脂組成物，其中，該多官能基單體是選自於經丁二酸改質或未經改質之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯或其組合。
  4. 如請求項1所述的感光樹脂組成物，其中，該光起始劑 是。
  5. 一種間隙物，是由如請求項1至4中任一項所述之感光樹脂組成物經照光固化後所形成。
  6. 一種液晶顯示器，包含如請求項5所述之間隙物。
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