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1、(10)申请公布号 CN 103116232 A(43)申请公布日 2013.05.22CN103116232A*CN103116232A*(21)申请号 201210396772.2(22)申请日 2012.10.182011-250548 2011.11.16 JPG02F 1/1343(2006.01)G02F 1/1337(2006.01)G02F 1/1333(2006.01)G03F 7/004(2006.01)(71)申请人 JSR株式会社地址日本东京港区东新桥一丁目9番2号(72)发明人滨田谦一 一户大吾(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205代理人臧建。
2、明(54) 发明名称阵列基板、液晶显示元件及阵列基板的制造方法(57) 摘要本发明提供一种阵列基板和该阵列基板的制造方法,所述阵列基板包含可有效地实现像素的高数值孔径化且难以产生剥离的绝缘膜。而且,提供一种亮度高、且具有高的可靠性的液晶显示元件。使用感放射线性树脂组成物在形成有开关有源元件8的基板4上形成绝缘膜12而制造阵列基板1,所述感放射线性树脂组成物含有:包含具有羧基的结构单元与具有聚合性基的结构单元的聚合物、二叠氮醌化合物或聚合性化合物及聚合引发剂,热产酸剂,以及作为硬化促进剂的式(1)或式(2)的化合物。使用阵列基板1而构成液晶显示元件。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要。
3、求书3页 说明书35页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书35页 附图2页(10)申请公布号 CN 103116232 ACN 103116232 A1/3页21.一种阵列基板,其包含:有源元件、在所述有源元件上所设的第1绝缘膜、在所述第1绝缘膜上所设的公共电极及像素电极,其特征在于:所述第1绝缘膜由含有聚合物的感放射线性树脂组成物而形成,所述聚合物包含具有羧基的结构单元、以及具有聚合性基的结构单元。2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于:在所述第1绝缘膜上顺次设有所述公共电极与所述像素电极,在所述公共电极与所述像素电极之间设有第2绝缘。
4、膜,所述像素电极具有梳齿形状,经由所述第1绝缘膜上所形成的接触孔而与所述有源元件电性连接。3.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于:所述第2绝缘膜是无机绝缘膜。4.根据权利要求1至3中任一项所述的阵列基板,其特征在于:所述感放射线性树脂组成物含有热产酸剂。5.根据权利要求1至3中任一项所述的阵列基板,其特征在于:所述感放射线性树脂组成物含有硬化促进剂。6.根据权利要求5所述的阵列基板,其特征在于:所述硬化促进剂是选自由下述式(1)所表示的化合物、下述式(2)所表示的化合物、叔胺化合物、酰胺化合物、硫醇化合物、嵌段异氰酸酯化合物及含有咪唑环的化合物所构成的群组的至少1种化合物;化1化2式(1。
5、)中,R1R6分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R1R6中的至少1个是吸电子基,且R1R6中的至少1个是氨基;而且,所述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为16的烷基取代;权 利 要 求 书CN 103116232 A2/3页3式(2)中,R7R16分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R7R16中的至少1个是氨基;而且,所述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为26的烷基取代;A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳数为26的烷撑;其中,所述亚甲基及所述烷撑的氢原子的全部或一部分也可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。7.根据权利要求1至3中任一项所述的阵列。
6、基板,其特征在于:所述第1绝缘膜是在200以下的硬化温度下形成的。8.根据权利要求1至3中任一项所述的阵列基板,其特征在于:在所述像素电极上具有配向膜,所述配向膜是使用包含具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂、及包含聚酰亚胺的液晶配向剂中的任意一方而所得的配向膜。9.根据权利要求8所述的阵列基板,其特征在于:所述配向膜是使用所述包含具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂而所得的配向膜。10.一种液晶显示元件,其特征在于:包含根据权利要求1至9中任一项所述的阵列基板。11.一种阵列基板的制造方法,所述阵列基板包含:有源元件、在所述有源元件上所设的第1绝缘膜、在所述第1绝缘膜上所设的。
7、公共电极及像素电极,其特征在于:形成所述第1绝缘膜的步骤至少包含以下步骤:1在形成有所述有源元件的基板上形成含有聚合物的感放射线性树脂组成物的涂膜的步骤,所述聚合物包含具有羧基的结构单元与具有聚合性基的结构单元;2对所述感放射线性树脂组成物的涂膜的至少一部分照射放射线的步骤;3对在步骤2中照射了放射线的所述涂膜进行显影而形成接触孔的步骤;以及4对在步骤3中所得的涂膜进行热硬化的步骤。12.根据权利要求11所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:所述感放射线性树脂组成物含有热产酸剂。13.根据权利要求11或12所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:所述感放射线性树脂组成物含有选自由下述式(1)所表。
8、示的化合物、下述式(2)所表示的化合物、叔胺化合物、酰胺化合物、硫醇化合物、嵌段异氰酸酯化合物及含有咪唑环的化合物所构成的群组的至少1种化合物;化3化4权 利 要 求 书CN 103116232 A3/3页4式(1)中,R1R6分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R1R6中的至少1个是吸电子基,且R1R6中的至少1个是氨基;而且,所述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为16的烷基取代;式(2)中,R7R16分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R7R16中的至少1个是氨基;而且,所述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为26的烷基取代;A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、。
9、磺酰基、亚甲基或碳数为26的烷撑;其中,所述亚甲基及所述烷撑的氢原子的全部或一部分也可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。14.根据权利要求11或12所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:步骤4中的所述涂膜的硬化温度为200以下。15.根据权利要求11或12所述的阵列基板的制造方法,其特征在于包含:在所述公共电极或所述像素电极上形成液晶配向剂的涂膜,在200以下对所述涂膜进行加热而形成配向膜的步骤。16.根据权利要求15所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:所述液晶配向剂是包含具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂、及包含聚酰亚胺的液晶配向剂中的任意一方。权 利 要 求 书CN 103116。
10、232 A1/35页5阵列基板、 液晶显示元件及阵列基板的制造方法技术领域0001 本发明涉及一种阵列基板、液晶显示元件及阵列基板的制造方法。背景技术0002 液晶显示元件具有在一对基板间夹持有液晶的结构。在该些基板的表面以控制液晶的配向为目的而设有配向膜。若在基板间施加电场,则在液晶中产生配向变化,变得使光部分性透过或者将其遮蔽。在液晶显示元件中,利用此种特性而显示图像。该液晶显示元件具有如下优点:与之前的阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)方式的显示装置相比而言,实现薄型化或轻量化等。0003 开发当初的液晶显示元件是用作以字符(character)显示等为中心的计算器或。
11、钟表的显示元件。其后,由于单纯矩阵方式的开发,点阵(dot matrix)显示变得容易,而使用途扩大至笔记本电脑的显示元件等中。其次,由于主动矩阵方式的开发,变得可实现对比率或响应性能优异的良好画质,另外亦克服了高精细化、彩色化及视角扩大等课题,从而亦变为用于台式电脑的显示器用途等中。在最近则实现了更广的视角、液晶的高速响应化及显示品质的提高等,从而用作大型的薄型电视用显示元件。0004 在液晶显示元件中,已知有液晶的初始配向状态或配向变化动作不同的多种多样的液晶模式。例如存在有扭转向列(Twisted Nematic,TN)、超扭转向列(Super Twisted Nematic,STN)、。
12、共面转换(In-Planes Switching,IPS)、垂直配向(Vertical Alignment,VA)、边缘场转换(Fringe Field Switching,FFS)或光学补偿双折射(Optically Compensated Birefringence,OCB)等液晶模式。0005 在上述液晶模式中,IPS模式具有广的视角、迅速的响应速度及高的对比率,因此是近年来特别受关注的模式之一。另外,在本说明书中所提及的IPS模式是如后所述那样,液晶在夹持其的基板的面内表现出进行开关动作的液晶模式,除了所谓横向电场方式以外,亦包含使用斜向电场而实现液晶的面内开关的FFS模式的概念。00。
13、06 在包含FFS模式的IPS模式(以下简称为IPS模式)的液晶显示元件中,以夹持在一对基板间的液晶相对于基板而言大致变平行的方式控制液晶的初始配向状态。藉由对该些基板中的其中一个上所配置的像素电极与公共电极之间施加电压,形成以平行于基板平面的成分为主的电场(所谓横向电场或斜向电场),液晶的配向状态产生变化。因此,在IPS模式中,电场施加所造成的液晶的配向变化为如其名称所示那样,与基板平面平行的面内的液晶分子的旋转变得主要。0007 由以上可知,IPS模式与平行配向的液晶由于电场的施加而进行上升动作的TN模式等不同,液晶相对于夹持液晶的基板的倾斜角的变化小。因此,在IPS模式液晶显示元件中,伴。
14、随着电压施加的延迟的有效值的变化变小,视角变广而变得可进行高画质的图像显示。0008 进行了如下的电极结构的开发:在如上所述的IPS模式液晶显示元件中,在透明的固体状电极上积层包含无机材料的无机绝缘膜,在其上重叠梳齿状电极(例如参照专利说 明 书CN 103116232 A2/35页6文献1或专利文献2)。利用该结构,可提高像素的数值孔径(aperture ratio),实现高亮度的图像显示。0009 现有技术文献0010 专利文献0011 专利文献1日本专利特开2011-48394号公报0012 专利文献2日本专利特开2011-59314号公报0013 关于IPS模式液晶显示元件,近年来为了。
15、与显示动态图像的电视或必须高密度显示的智能手机等便携电子设备的显示器对应,要求更进一步的高画质化、特别是高精细化。0014 在IPS模式液晶显示元件中,在夹持液晶的一对基板中的其中一个基板上配置薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)等开关有源元件。而且,配置像素电极、公共电极、与该些连接的配线等而构成阵列基板。因此,在IPS模式液晶显示中,在阵列基板上所配置的构成构件变多,阵列基板上的电极结构或配线的配置结构变为与TN模式等其他液晶模式相比而言更复杂的结构。因此而存在如下的担忧:若欲进行更进一步的高精细化,则像素内的像素电极的面积减少,像素的数值孔径降低而造成显示的亮度。
16、降低。0015 在专利文献2中揭示了如下的技术:在经由包含无机材料的绝缘膜(以下亦称为无机绝缘膜),在固体状的公共电极上配置具有形成为梳齿状的部分的像素电极(以下亦称为梳齿状的像素电极)的阵列基板中,在公共电极与配线之间设置包含有机材料的绝缘膜(以下亦称为有机绝缘膜)。由此可抑制像素电极与配线之间的耦合电容的增大,使数值孔径提高。0016 然而,在专利文献2的结构的情况下,在阵列基板上所积层的各膜间的剥离成为问题。具体而言,若欲在阵列基板上形成有机绝缘膜,进一步在其上顺次积层形成公共电极、无机绝缘膜与像素电极,则在形成像素电极时的加热步骤中,在无机绝缘膜与公共电极之间产生剥离。0017 此种阵。
17、列基板上的膜的剥离使得使用其的IPS模式液晶显示元件的可靠性降低,甚至使液晶显示元件的画质降低,因此要求开发出在阵列基板或使用该阵列基板的IPS液晶显示模式液晶显示元件中,难以产生剥离的绝缘膜。0018 另一方面,自节能的观点考虑,要求液晶显示元件的制造步骤中的加热处理的低温化。因此,在阵列基板的制造步骤中亦要求使其构成构件的硬化步骤等为低温。发明内容0019 本发明是鉴于以上所示的课题而成的。亦即,本发明的目的在于提供一种阵列基板和该阵列基板的制造方法,所述阵列基板包含可有效地实现像素的高数值孔径化且难以产生剥离的绝缘膜。0020 而且,本发明的目的在于提供一种亮度高、且具有高的可靠性的液晶。
18、显示元件。0021 另外,本发明的目的在于提供一种可使绝缘膜的加热处理步骤为200以下的阵列基板的制造方法。0022 本发明的第1态样涉及一种阵列基板,其包含如下元件:0023 有源元件、0024 在该有源元件上所设的第1绝缘膜、说 明 书CN 103116232 A3/35页70025 在该第1绝缘膜上所设的公共电极及像素电极,0026 其特征在于:第1绝缘膜由含有如下聚合物的感放射线性树脂组成物而形成,所述聚合物包含具有羧基的结构单元、以及具有聚合性基的结构单元。0027 在本发明的第1态样中,优选在第1绝缘膜上顺次设有公共电极与像素电极,0028 在公共电极与像素电极之间设有第2绝缘膜,。
19、0029 像素电极具有梳齿形状,经由第1绝缘膜上所形成的接触孔而与有源元件电性连接。0030 在本发明的第1态样中,优选第2绝缘膜是无机绝缘膜。0031 在本发明的第1态样中,优选感放射线性树脂组成物含有热产酸剂。0032 在本发明的第1态样中,优选感放射线性树脂组成物含有硬化促进剂。0033 在本发明的第1态样中,优选硬化促进剂是选自由下述式(1)所表示的化合物、下述式(2)所表示的化合物、叔胺化合物、酰胺化合物、硫醇化合物、嵌段异氰酸酯化合物及含有咪唑环的化合物所构成的群组的至少1种化合物;0034 化10035 0036 化20037 0038 式(1)中,R1R6分别独立为氢原子、吸电。
20、子基或氨基(amino group);其中,R1R6中的至少1个是吸电子基,且R1R6中的至少1个是氨基;而且,上述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为16的烷基取代;0039 式(2)中,R7R16分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R7R16中的至少1个是氨基;而且,上述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为26的烷基取代;A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳数为26的烷撑;其中,上述亚甲基及烷撑的氢原子的全部或一部分也可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。0040 在本发明的第1态样中,优选第1绝缘膜是在200以下的硬化温度下形成的。0041 在本发明的。
21、第1态样中,优选在像素电极上具有配向膜,所述配向膜是使用包含说 明 书CN 103116232 A4/35页8具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂、及包含聚酰亚胺的液晶配向剂中的任意一方而所得的配向膜。0042 在本发明的第1态样中,优选配向膜是使用包含具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂而所得的配向膜。0043 本发明的第2态样涉及一种液晶显示元件,其特征在于:包含本发明的第1态样的阵列基板。0044 本发明的第3态样涉及一种阵列基板的制造方法,其是包含如下元件的阵列基板的制造方法:0045 有源元件、0046 在该有源元件上所设的第1绝缘膜、0047 在该第1绝缘膜上所设的。
22、公共电极及像素电极,0048 其特征在于:形成所述第1绝缘膜的步骤至少包含以下步骤:0049 1在形成有所述有源元件的基板上形成含有如下聚合物的感放射线性树脂组成物的涂膜的步骤,所述聚合物包含具有羧基的结构单元与具有聚合性基的结构单元;0050 2对所述感放射线性树脂组成物的涂膜的至少一部分照射放射线的步骤;0051 3对在步骤2中照射了放射线的所述涂膜进行显影而形成接触孔的步骤;以及0052 4对在步骤3中所得的涂膜进行热硬化的步骤。0053 在本发明的第3态样中,优选感放射线性树脂组成物含有热产酸剂。0054 在本发明的第3态样中,优选感放射线性树脂组成物含有选自由下述式(1)所表示的化合。
23、物、下述式(2)所表示的化合物、叔胺化合物、酰胺化合物、硫醇化合物、嵌段异氰酸酯化合物及含有咪唑环的化合物所构成的群组的至少1种化合物;0055 化30056 0057 化40058 说 明 书CN 103116232 A5/35页90059 式(1)中,R1R6分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R1R6中的至少1个是吸电子基,且R1R6中的至少1个是氨基;而且,上述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为16的烷基取代;0060 式(2)中,R7R16分别独立为氢原子、吸电子基或氨基;其中,R7R16中的至少1个是氨基;而且,上述氨基的氢原子的全部或一部分也可以被碳数为26的烷基取代;。
24、A为单键、羰基、羰氧基、羰基亚甲基、亚磺酰基、磺酰基、亚甲基或碳数为26的烷撑;其中,上述亚甲基及烷撑的氢原子的全部或一部分也可以被氰基、卤素原子或氟烷基取代。0061 在本发明的第3态样中,优选步骤4中的所述涂膜的硬化温度为200以下。0062 在本发明的第3态样中,优选包含如下步骤:在公共电极或像素电极上形成液晶配向剂的涂膜,在200以下对该涂膜进行加热而形成配向膜的步骤。0063 在本发明的第3态样中,优选液晶配向剂是包含具有光配向性基的感放射线性聚合物的液晶配向剂、及包含聚酰亚胺的液晶配向剂中的任意一方。0064 发明的效果0065 通过本发明的第1态样,获得包含可有效地实现像素的高数。
25、值孔径化且难以产生剥离的绝缘膜的阵列基板。0066 通过本发明的第2态样,获得亮度高、且具有高的可靠性的液晶显示元件。0067 通过本发明的第3态样,获得包含可有效地实现像素的高数值孔径化且难以产生剥离的绝缘膜的阵列基板的制造方法。而且,通过其的一个态样,可使绝缘膜的加热处理步骤为200以下。附图说明0068 图1是模式性表示本实施形态的阵列基板的像素部分的平面图。0069 图2是沿图1的A-A线的剖面图。0070 图3是本实施形态的液晶显示元件的模式剖面图。0071 符号的说明0072 1:阵列基板0073 4、11:基板0074 5:视频信号线0075 5a:第2源-漏极0076 6:第1。
26、源-漏极0077 7:扫描信号线0078 7a:栅极0079 8:开关有源元件0080 8a:半导体层0081 9:像素电极0082 10:配向膜0083 12:绝缘膜0084 13:黑色矩阵0085 14:公共电极说 明 书CN 103116232 A6/35页100086 15:着色图案0087 17:接触孔0088 22:彩色滤光片基板0089 23:液晶层0090 27:背光源光0091 28:偏光板0092 31:栅极绝缘膜0093 32、33:无机绝缘膜0094 41:液晶显示元件具体实施方式0095 专利文献2中所记载的有机绝缘膜由感光性丙烯酸树脂等形成。而且,有机绝缘膜上所配置。
27、的公共电极包含ITO,有机绝缘膜与像素电极上所配置的无机绝缘膜包含氮化硅(SiN)等。在这种情况下,有机绝缘膜与其上所形成的无机绝缘膜等的热膨胀系数不同。因此,若欲在阵列基板上形成有机绝缘膜,进一步在其上依序积层形成公共电极、无机绝缘膜与像素电极,则在形成像素电极时的加热步骤中,对公共电极或无机绝缘膜施加大的压力。0096 此处,有机绝缘膜上所配置的公共电极如上所述地包含ITO,因此与有机绝缘膜之间的接着力强,在该些之间难以产生剥离。然而,无机绝缘膜与ITO膜之间的接着力弱,因此由于上述压力而在无机绝缘膜与公共电极之间产生剥离。0097 因此,本发明人开发了由于加热所造成的伸缩较小的有机绝缘膜。
28、,发现通过在该有机绝缘膜上形成公共电极或无机绝缘膜,可减少该些膜上所施加的压力而减低剥离。在本实施形态中,使用感放射线性树脂组成物而形成有机绝缘膜。感放射线性树脂组成物无论是正型还是负型,均包含如下的聚合物,所述聚合物包含具有羧基的结构单元与具有聚合性基的结构单元。通过对由感放射线性树脂组成物所形成的涂膜照射放射线而形成图案后,进一步利用加热而进行硬化,可使具有聚合性基的树脂彼此由于加热使聚合性基反应而进行交联,从而形成高度地形成交联网络的硬化膜。此种硬化膜即使在其后进一步进行加热,膜的伸缩亦小,因此可使赋予其上所形成的膜的压力为最小限度。0098 在以下中,对使用上述有机绝缘膜而形成的阵列基。
29、板及液晶显示元件与使用上述有机绝缘膜的阵列基板的制造方法加以叙述。0099 首先,对本发明的实施形态的阵列基板及液晶显示元件加以说明。0100 另外,在本发明中,曝光时所照射的“放射线”包含可见光线、紫外线、远紫外线、X射线及带电粒子束等。0101 0102 本实施形态的液晶显示元件是使用本实施形态的阵列基板而构成的IPS模式的彩色液晶显示元件。0103 该液晶显示元件可作为主动矩阵型的IPS模式的彩色液晶显示元件。0104 而且,液晶显示元件可以是形成有开关有源元件、电极及绝缘膜等的阵列基板与具有着色图案而构成的彩色滤光片基板经由液晶层而对向的结构。而且,具有多个像素配说 明 书CN 103116232 A10。