Выравнивающая пленка и способ ее изготовления
Изобретение относится к области получения слоистых материалов, используемых в тонкопленочных приборах и устройствах. Изобретение предлагает выравнивающую пленку, включающую выравнивающий слой, содержащий связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель в качестве компонентов, по меньшей мере на одной стороне прозрачного полимерного основания. При этом количество посторонних частиц со средним диаметром от 20 мкм до 100 мкм на поверхности выравнивающего слоя не превышает 5/м2. Изобретение позволяет создать выравнивающую пленку с уменьшенным числом дефектов, которая при использовании для подложки в тонкопленочном транзисторе уменьшает образование линейных дефектов даже в случае изготовления тонкопленочного транзистора непосредственно на поверхности пленки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр., 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к выравнивающей пленке. Это изобретение относится, в частности, к выравнивающей пленке, подходящей для подложки в тонкопленочном транзисторе. Более конкретно, настоящее изобретение относится к выравнивающей пленке, подходящей для использования в тонкопленочных транзисторах (в дальнейшем иногда именуемых ТПТ (TFT)), таких как органические тонкопленочные транзисторы (ОТПТ (OTFT)), транзисторы из аморфного кремния (a-Si ТПТ (a-Si TFT)) и транзисторы из кристаллического кремния, а также в тонкопленочных приборах и устройствах, разнообразных дисплеях, электролюминесцентных (EL) дисплеях, жидкокристаллических дисплеях, электрохромных устройствах и т.п., и к способу изготовления такой пленки.
Уровень техники
В последние годы вместо бумаги в качестве материала для представления изображений на дисплее активно разрабатываются гибкие электронные материалы для дисплеев, такие как электронная бумага (Е-paper) и гибкие дисплеи, и ожидается, что эти материалы будут применяться в электронных устройствах для чтения книг (электронные книги), электронных газетах и т.п. Используемые в таких электронных дисплеях приборы должны быть гибкими; к примерам таких устройств относятся электрофоретические дисплеи и гибкие органические электролюминесцентные устройства. Таким образом, при разработке гибких устройств применялись полимерные пленочные подложки вместо использовавшихся до этого стеклянных подложек (Патентные документы 1-3). Кроме того, для управления гибким дисплеем необходимо создать на полимерной пленочной подложке тонкопленочные транзисторы с целью изготовления тонкопленочного устройства (Патентные документы 4 и 5). Кроме того, полимерная пленочная подложка, в общем случае, более проницаема для газов, чем стеклянная подложка, что порождает проблему, заключающуюся в том, что тонкопленочное устройство, использующее полимерную пленочную подложку, более подвержено деградации. Вследствие этого, рассматривалось применение газонепроницаемого слоя на полимерной пленочной подложке с целью предотвращения такой деградации (Патентные документы 6 и 7). Таким образом, ранее был выполнен ряд исследований в области гибких дисплеев.
(Патентный документ 1) JP-A-2008-49695.
(Патентный документ 2) JP-A-11-348189.
(Патентный документ 3) JP-A-2007-152932.
(Патентный документ 4) JP-A-2007-311377.
(Патентный документ 5) JP-A-2008-147346.
(Патентный документ 6) JP-A-2005-288851.
(Патентный документ 7) JP-A-2006-95783.
Раскрытие изобретения
В то же время, если выполнить тонкопленочный транзистор непосредственно на полимерной пленочной подложке, возможны сбои и отказы в работе такого тонкопленочного транзистора из-за влияния поверхности этой полимерной пленочной подложки. Тонкопленочный транзистор включает транзисторные приборы, каждый из которых соответствует одному пикселу, выполненному поверх прибора, а линии электрода истока или электрода стока такого транзисторного прибора совместно используются транзисторными приборами, расположенными в продольном или в поперечном направлении экрана. Вследствие этого, в случае обрыва такой линии в одном транзисторном приборе этот дефект вызывает неисправность всех транзисторов, расположенных в указанном продольном или поперечном направлении экрана (линейный дефект). В подобном случае, естественно, прибор на таком тонкопленочном транзисторе тоже выходит из строя, так что это становится «роковой» неисправностью для коммерческого изделия.
Поэтому, первой целью настоящего изобретения является создание выравнивающей пленки, которая при использовании для подложки тонкопленочных транзисторов способна предотвратить образование линейных дефектов даже в случае формирования тонкопленочного транзистора непосредственно на этой пленке.
Второй целью настоящего изобретения является создание способа изготовления, позволяющего стабильно формировать такие выравнивающие пленки.
Указанная выше первая цель настоящего изобретения может быть достигнута с помощью выравнивающей пленки, включающей выравнивающий слой, содержащий связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель в качестве составляющих, по меньшей мере на одной стороне прозрачного полимерного основания. Этот выравнивающий слой отличается тем, что число посторонних частиц со средним диаметром в пределах от 20 мкм до 100 мкм на поверхности слоя не превышает 5/м2.
Указанная выше вторая цель настоящего изобретения может быть достигнута с помощью способа изготовления выравнивающей пленки, включающего нанесение жидкого покрытия на поверхность прозрачного полимерного основания для образования выравнивающего слоя, причем указанное жидкое покрытие получают путем добавления связующей полимерной смолы и неорганического наполнителя в растворитель и перемешивания. Способ отличается тем, что жидкое покрытие имеет концентрацию твердого вещества от 25% до 45% по массе, причем жидкое покрытие наносят с использованием гравированного цилиндра с плотностью линий 50-90 линий/дюйм и коэффициентом вращения 60-100%, а после нанесения покрытие высушивают/отверждают для образования выравнивающего слоя.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет вид сечения примера выравнивающей пленки согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет вид сечения тонкопленочного транзистора, выполненного на выравнивающей пленке, служащей примером согласно настоящему изобретению.
Цифровые позиционные обозначения
1 Прозрачное полимерное основание
2 Выравнивающий слой
3 Легко приклеиваемый слой
4, 5 Электрод истока или электрод стока
6 Органический полупроводниковый слой
7 Изоляционный слой
8 Электрод затвора
9 Защитный слой
Осуществление изобретения
[Выравнивающая пленка]
Выравнивающая пленка включает рассматриваемый ниже выравнивающий слой по меньшей мере на одной стороне рассматриваемого ниже прозрачного полимерного основания.
[Прозрачное полимерное основание]
Выбор конструкции и материалов прозрачного полимерного основания применительно к настоящему изобретению ничем специально не ограничен. Примеры таких оснований включают пластины и пленки из полиэфирных материалов, таких как полиэтилен терефталат и полиэтилен нафталат, полиолефиновых материалов, таких как поликарбонат, полиэтилен и полипропилен, полистирол триацетил целлюлоза, акрилаты и т.п. В частности, исходя из превосходных оптических свойств, таких как прозрачность, механических свойств и термостойкости, а также в связи с хорошим соотношением между характеристиками и ценой предпочтительно использовать полиэфирные пленки, а в целом предпочтительными являются пленки из полиэтилен терефталата или полиэтилен нафталата. В качестве такой пленки еще более предпочтительно использовать двухосно растянутую пленку, поскольку она обладает еще более высокими оптическими свойствами, механическими свойствами и термостойкостью.
Прозрачное полимерное основание согласно настоящему изобретению предпочтительно, по существу, не содержит частиц смазки (например, в количестве не более 0,004% и предпочтительнее не более 0,001% от массы прозрачного полимерного основания). Когда в материале, по существу, отсутствуют смазочные частицы, можно легче реализовать установленные настоящим изобретением характеристики относительно содержания посторонних веществ. Кроме того, достигается превосходная прозрачность.
Толщина прозрачного полимерного основания ничем конкретно не ограничена. Однако из соображений достижения превосходных оптических свойств и обрабатываемости толщина предпочтительно должна быть в пределах 25-300 мкм, еще предпочтительнее в пределах 50-200 мкм и особенно предпочтительно в пределах 75-188 мкм.
Поверхность прозрачного полимерного основания согласно настоящему изобретению может быть специально обработана с целью улучшения адгезии выравнивающего слоя, например путем создания легко приклеиваемого слоя, посредством обработки коронным разрядом и т.п. В качестве такого легко приклеиваемого слоя в качестве предпочтительного примера может быть указан слой анкерного покрытия, описанный, например, в Заявках на патенты Японии JP-A-2007-216610 или JP-A-2007-206316.
[Выравнивающий слой]
Выравнивающий слой согласно настоящему изобретению содержит в качестве составляющих связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель.
Согласно настоящему изобретению такой выравнивающий слой выполняют по меньшей мере на одной стороне прозрачного полимерного основания для компенсации дефектов поверхности этого прозрачного полимерного основания, таких как царапины и посторонние частицы, создавая тем самым выравнивающую пленку с высокой степенью плоскостности поверхности. Для получения высокой степени плоскостности поверхности на уровне, достижимом в соответствии с настоящим изобретением, важно осуществлять строгий контроль способа изготовления выравнивающего слоя в дополнение к подбору материалов для изготовления этого выравнивающего слоя. Подробности будут рассмотрены позднее.
(Посторонние частицы на поверхности выравнивающего слоя)
В выравнивающем слое согласно настоящему изобретению число посторонних частиц со средним диаметром (определяемым как средняя величина из четырех величин для одной частицы: наибольшего диаметра частицы, длины частицы в направлении, перпендикулярном наибольшему диаметру, и длины частицы в направлениях под углами ±45° к наибольшему диаметру) от 20 мкм до 100 мкм не превышает 5/м2. При таких параметрах посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя достигается превосходная плоскостность. Понятие «посторонние частицы» в описании изобретения включает в себя частицы постороннего происхождения, попавшие в выравнивающий слой в процессе его изготовления (в процессе нанесения и т.п.), посторонние частицы из состава жидкого покрытия, использованного при создании выравнивающего слоя, посторонние частицы из состава прозрачного полимерного основания, а также раковины в поверхности выравнивающего слоя, которые могут быть связаны с влиянием таких частиц. В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при создании тонкопленочного транзистора непосредственно на поверхности выравнивающего слоя, если число посторонних частиц указанного среднего диаметра (от 20 мкм до 100 мкм) находится в указанном диапазоне (не более 5/м2), неисправностей таких тонкопленочных транзисторов удается в достаточной степени избежать. Иными словами, авторы настоящего изобретения обнаружили, что имеет место особенно сильная корреляция между неисправностями тонкопленочных транзисторов и присутствием посторонних частиц некоторого конкретного среднего диаметра, а также обнаружили, что, контролируя количество таких посторонних частиц, можно в достаточной степени предотвратить возникновение неисправностей тонкопленочных транзисторов. Количество таких посторонних частиц предпочтительно не должно превышать 4/м2, еще более предпочтительно не должно превышать 3/м2 и особенно предпочтительно не должно превышать 2/м2, что позволит в еще большей степени уменьшить вероятность неисправности тонкопленочных транзисторов. Такого содержания посторонних частиц невозможно добиться простым повышением степени чистоты технологического процесса. Авторы настоящего изобретения добились такого положения с посторонними частицами, подобрав сначала оптимальное жидкое покрытие для образования выравнивающего слоя, а также подобрав оптимальный способ создания слоя (способ нанесения покрытия).
Далее описаны другие предпочтительные элементы выравнивающего слоя вместе с компонентами, образующими этот выравнивающий слой, и способ создания слоя для достижения указанного выше содержания посторонних частиц.
(Средняя шероховатость поверхности выравнивающего слоя по средней линии)
Для выравнивающего слоя согласно настоящему изобретения предпочтительно, чтобы верхний предел средней шероховатости поверхности по средней линии (Ra) не превышал 10 нм. Если шероховатость Ra поверхности выравнивающего слоя находится в указанных выше пределах, созданный на этом слое тонкопленочный транзистор имеет равномерную толщину. Если шероховатость Ra слишком велика, толщина тонкопленочного транзистора, выполненного на этой поверхности, становится неравномерной. С этой точки зрения верхний предел шероховатости Ra еще более предпочтительно должен быть не более 5 нм и особенно предпочтительно не более 2 нм. В то же время, если говорить о нижнем пределе шероховатости Ra, меньшие величины более предпочтительны, но практически нижний предел составляет не менее 0,1 нм.
Указанной выше величины шероховатости Ra можно добиться путем адекватного подбора толщины выравнивающего слоя или среднего размера частиц и содержания частиц смазки в прозрачном полимерном основании. Например, может быть использован предпочтительный диапазон величин согласно настоящему изобретению.
(Толщина выравнивающего слоя)
Толщина выравнивающего слоя согласно настоящему изобретению предпочтительно лежит в пределах от 3 мкм до 8 мкм, еще более предпочтительно от 4 мкм до 7,5 мкм и особенно предпочтительно от 5 мкм до 7 мкм. Когда толщина выравнивающего слоя находится в указанных пределах, эффект улучшения плоскостности можно усилить. Более того, можно не допустить коробления. Когда толщина слоя слишком мала, становится трудно закрыть царапины, посторонние частицы и другие дефекты поверхности прозрачного полимерного основания, неровности поверхности или аналогичные дефекты, так что эффект улучшения плоскостности может быть ослаблен. В то же время, когда толщина слишком велика, механические напряжения усадки в выравнивающем слое, возникающие при нагревании в процессе изготовления тонкопленочных транзисторов, становятся слишком сильными, так что в выравнивающем слое проявляется склонность к короблению.
[Компоненты, образующие выравнивающий слой]
Выравнивающий слой согласно настоящему изобретению содержит, как указано выше, связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель в качестве составляющих компонентов. В рамках настоящего изобретения связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель используют совместно (гибридизируют) в качестве компонентов, образующих выравнивающий слой. В результате, в процессе нанесения жидкого покрытия для создания выравнивающего слоя, можно избежать появления посторонних частиц, образующихся при сдвиге инструмента для нанесения покрытия, что позволяет уменьшить средний диаметр таких посторонних частиц и число образующихся посторонних частиц. Кроме того, такой способ позволяет создать выравнивающий слой с высокой поверхностной твердостью и прочностью.
Далее будут описаны компоненты, образующие выравнивающий слой согласно настоящему изобретению.
(Связующая полимерная смола)
Связующая полимерная смола согласно настоящему изобретению содержит главным образом композицию на основе отверждаемой излучением полимерной смолы.
Такая отверждаемая излучением полимерная композиция представляет собой мономер, олигомер или полимер, отверждаемый излучением. Указанная отверждаемая излучением полимерная композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой полифункциональное (мет)акрилатное соединение, такое как полифункциональный (мет)акрилатный мономер, полифункциональный (мет)акрилатный олигомер или полифункциональный (мет)акрилатный полимер, вследствие чего плотность поперечных связей после отверждения может быть увеличена и могут быть достигнуты более высокие твердость поверхности и прочность, так что можно сохранить плоскостность выравнивающего слоя, а также добиться повышенной прозрачности.
Указанное полифункциональное (мет)акрилатное соединение представляет собой соединение, имеющее в молекуле (мет)акрилоиловую группу, и при этом предпочтительно, чтобы такое соединение имело в молекуле по меньшей мере две (мет)акрилоиловые группы. Такая структура стимулирует реакции образования поперечных связей (сшивания) в отверждаемой излучением полимерной композиции, позволяя получить более высокую твердость поверхности и прочность. Кроме того, благодаря этому уменьшается вероятность деформации поверхности под воздействием внешних сил и других подобных факторов, что позволяет сохранить плоскостность выравнивающего слоя. Полифункциональное (мет)акрилатное соединение согласно настоящему изобретению может иметь и другие полимеризуемые функциональные группы в молекуле в дополнение к (мет)акрилоиловым группам.
К конкретным примерам полифункциональных (мет)акрилатных соединений, имеющих в молекуле по меньшей мере две (мет)акрилоиловых группы, относятся неопентил гликоль ди(мет)акрилат, триметилол пропан три(мет)акрилат, пентаэритритол три(мет)акрилат, триметилолэтан три(мет)акрилат, пентаэритритол тетра(мет)акрилат, дипентаэритритол тетра(мет)акрилат, модифицированный алкилом дипентаэритритол тетра(мет)акрилат, дипентаэритритол пента(мет)акрилат, модифицированный алкилом дипентаэритритол пента(мет)акрилат, дипентаэритритол гекса(мет)акрилат, модифицированный капролактоном дипентаэритритол гекса(мет)акрилат, дитриметилолпропан тетра(мет)акрилат и меламин мет(акрилат), а также мономер для примерно 20-мерных олигомеров по меньшей одного из указанных соединений и полимеров по меньшей мере одного из этих соединений. В настоящем изобретении может быть использовано такое полифункциональное (мет)акрилатное соединение только одного вида, а можно также применить подобные соединения двух или более видов совместно.
В продаже имеются такие полифункциональные (мет)акрилатные соединения, содержащие по меньшей мере две (мет)акрилоиловых группы, например следующих марок Aronix М-400, М-450, М-305, М-309, М-310, М-315, М-320, TO-1200, TO-1231, ТО-595, TO-756 (все выпускает компания Toagosei), KAYARD D-310, D-330, DPHA, DPHA-2С (все выпускает компания Nippon Kayaku) и NIKALAC МХ-302 (выпускает компания Sanwa Chemical).
(Инициатор фотополимеризации)
Далее, согласно настоящему изобретению для создания выравнивающего слоя с улучшенными твердостью поверхности и прочностью предпочтительно использовать инициатор фотополимеризации. Превосходные твердость поверхности и прочность позволяют сохранить плоскостность выравнивающего слоя. К примерам таких инициаторов фотополимеризации относятся 1-гидроксициклогексил фенил кетон, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, ксантон, флуоренон, антрахинон, бензальдегид, флюорен, антрахинон, трифениламин, карбазол, 3-метилацетофенон, 4-хлорбензофенон, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, 2-метил-1-1[4-(метилтио)фенил]-2-морфолино-пропан-1-он, 2,4,6-триметилбензоил дифенилфосфин оксид и бис-(2,6-диметоксибензоил)2,4,4-триметилпентил фосфин оксид.
Согласно настоящему изобретению инициатор фотополимеризации добавляют предпочтительно в количестве от 0,1% до 10% по массе, принимая массу связующей полимерной смолы за 100%. Когда количество добавленного инициатора находится в указанных пределах, можно добиться более высоких твердости поверхности и прочности. Кроме того, облегчается сохранение плоскостности выравнивающего слоя. Если количество добавленного инициатора слишком велико, добавленный инициатор фотополимеризации действует в качестве пластификатора, что может уменьшить эффект улучшения плоскостности, реализуемый выравнивающим слоем. Кроме того, могут уменьшиться твердость поверхности и прочность.
(Неорганический наполнитель)
Выравнивающий слой согласно настоящему изобретению содержит неорганический наполнитель для уменьшения среднего диаметра или числа посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя с целью повышения плоскостности, увеличения твердости поверхности и прочности, повышения прозрачности или предотвращения коробления.
В качестве такого неорганического наполнителя предпочтительно используют оксид кремния или оксид алюминия, что позволяет уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя, что в свою очередь способствует улучшенной плоскостности. Кроме того, можно добиться повышенной прозрачности. В частности, предпочтительнее использовать оксид кремния, что позволяет сделать средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя особенно малыми, а это в свою очередь дает возможность добиться высокой степени плоскостности.
Согласно настоящему изобретению указанный выше неорганический наполнитель может быть добавлен для уменьшения среднего диаметра и количества посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя и тем самым повышения плоскостности. Однако при этом следует выбирать неорганический наполнитель, который бы не повлиял на оптические свойства выравнивающей пленки согласно настоящему изобретению. Например, предпочтительно использовать неорганический наполнитель, средний размер частиц и показатель преломления которого лежат в заданных диапазонах.
Для достижения указанных выше целей средний размер частиц неорганического наполнителя предпочтительно должен быть в пределах от 2 нм до 2000 нм. Использование материала со средним размером частиц в указанном выше диапазоне позволяет уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц, повысить плоскостность и увеличить твердость поверхности и прочность при сохранении прозрачности выравнивающего слоя. При слишком большом среднем размере частиц неорганического наполнителя прозрачность слоя снижается. Кроме того, средний диаметр или количество посторонних частиц вероятнее всего увеличиваются. В то же время, когда средний размер частиц слишком мал, прочность самого неорганического наполнителя уменьшается, что ведет к снижению твердости поверхности и прочности слоя. Кроме того, эффект повышения плоскостности проявляется все слабее. С этой точки зрения средний размер частиц неорганического наполнителя еще более предпочтительно должен быть в пределах от 3 нм до 200 нм и особенно предпочтительно - в пределах от 5 нм до 100 нм.
Далее, предпочтительно применить неорганический наполнитель с вполне определенным показателем преломления, т.е. предпочтительно использовать неорганические наполнители, показатели преломления которых отличаются от показателя преломления связующей полимерной смолы меньше чем на 0,1. Если разница показателей преломления находится в указанном выше диапазоне, становится легче сохранить прозрачность выравнивающего слоя даже при добавлении неорганического наполнителя. Вследствие этого становится легче обеспечить предпочтительные средний размер частиц и количество таких частиц, что позволяет уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц, повысить плоскостность и увеличить твердость поверхности и прочность. Если разница показателей преломления слишком велика, прозрачность слоя уменьшается. С этой точки зрения разность показателей преломления предпочтительно должна быть меньше 0,08 и еще более предпочтительно - меньше 0,06.
Кроме того, содержание неорганического наполнителя предпочтительно должно быть в пределах от 10% до 250% по массе, принимая массу связующей полимерной смолы за 100%. Если содержание наполнителя лежит в указанных выше пределах, можно уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц, повысить плоскостность и увеличить твердость поверхности и прочность при сохранении прозрачности выравнивающего слоя. Когда содержание наполнителя слишком велико, средний диаметр и количество посторонних частиц, скорее всего, увеличивается. При этом прозрачность уменьшается. Когда содержание наполнителя слишком мало, эффект улучшения плоскостности проявляется слабее. При этом твердость поверхности и прочность слоя тоже уменьшаются. С этой точки зрения, содержание наполнителя еще более предпочтительно должно быть в пределах от 40% до 100% по массе, принимая массу связующей полимерной смолы за 100%.
В настоящем изобретении можно использовать неорганический наполнитель только одного вида или же применять сочетание двух или более видов неорганических наполнителей.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно использовать неорганический наполнитель в форме порошка или дисперсионного золя, полученного путем дисперсии порошкового неорганического наполнителя в растворителе для образования золя. Когда неорганический наполнитель применяется в форме дисперсионного золя, в качестве диспергирующей среды предпочтительно использовать органический растворитель с точки зрения улучшения совместимости со связующей полимерной смолой. К примерам таких органических растворителей относятся спирты, такие как метанол, этанол, изопропанол и бутанол; кетоны, такие как ацетон; метил этил кетон, метил изобутил кетон и циклогексанон; сложные эфиры, такие как этил ацетат, бутил ацетат, пропиленгликоль монометил эфир ацетат и пропиленгликоль моноэтил эфир ацетат; простые эфиры, такие как пропиленгликоль монометил эфир и пропиленгликоль моноэтил эфир; и ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол и ксилол. В частности, предпочтительными являются метанол, изопропанол, бутанол, метил этил кетон, метил изобутил кетон, этил ацетат, бутил ацетат, толуол и ксилол, позволяющие добиться превосходной совместимости. Кроме того, для улучшения диспергируемости неорганического наполнителя можно добавить различные поверхностно-активные вещества, амины и т.п.
В качестве таких неорганических наполнителей предпочтительно можно использовать, например, оксиды кремния в форме дисперсионных золей, присутствующие на рынке под марками IPA-ST, MEK-ST, NBA-ST, XBA-ST, DMAC-ST, ST-UP, ST-OUP, ST-20, ST-40 (все эти материалы выпускает компания Nissan Chemical Industries), и другими. Кроме того, можно предпочтительно использовать оксиды алюминия в форме дисперсионных золей, присутствующие на рынке под марками ALUMINASOL-100, ALUMINASOL-200, ALUMINASOL-500 (все эти материалы выпускает компания Nissan Chemical Industries), AS-150I, AS-150T (все эти материалы выпускает компания Sumitomo Osaka Cement) и другими.
Кроме того, поверхность неорганического наполнителя согласно настоящему изобретению предпочтительно обрабатывают полимеризуемым соединением для обработки поверхности с целью улучшения диспергируемости в связующей полимерной смоле, для достижения хорошо диспергированного состояния в выравнивающем слое или для создания сшиваемой точки в связующей полимерной смоле с целью повышения твердости поверхности и прочности выравнивающего слоя.
В качестве такого соединения для обработки поверхности предпочтительно использовать, например, соединение, содержащее группу силанола, или образующее такие группы в результате гидролиза (в дальнейшем иногда именуемое также Силановым связующим агентом). Кроме того, предпочтительно использовать силановый связующий агент, содержащий группу силанола и полимеризуемую функциональную группу, отличную от такой группы силанола. Группа силанола в таком силановом связующем соединении может вступать в реакции сшивания с гидрокси-группой, присутствующей на поверхности неорганического наполнителя, при нагревании или другом подобном воздействии, в результате чего силановое связующее соединение связывается с поверхностью неорганического наполнителя, что способствует улучшению диспергируемости в органическом компоненте. К примерам полимеризуемых функциональных групп, отличных от группы силанола, относятся группа акрилоила, группа метакрилоила, виниловая группа, пропениловая группа, бутадиениловая группа, стириловая группа, этиниловая группа, акриламидная группа и гидрокси-группа.
В настоящем изобретении предпочтительно можно использовать, например, силановые связующие соединения, имеющиеся на рынке под марками TSL-8350, TSL-8337, TSL-8370, TSL-8375 (все эти материалы выпускает компания GE Toshiba Silicones), А-9530 (выпускает компания Shin-Nakamura Chemical) и А-187 (выпускает компания Nippon Unicar).
Способы получения неорганического наполнителя с обработанной поверхностью ничем специально не ограничены, так что такой наполнитель можно получить, например, следующим способом. Указанное выше силановое связующее соединение смешивают с неорганическим наполнителем, добавляют к смеси ионообменный водный раствор и выдерживают некоторое время при комнатной температуре, чтобы прошел гидролиз силанового связующего соединения. Время, необходимое для гидролиза, зависит от используемых материалов и обычно составляет от 1 часа до 24 часов. После того как гидролиз силанового связующего соединения произошел в достаточной степени, смесь нагревают до температуры 20°C до 150°C, чтобы группы силанола в силановом связующем соединении вступили в реакцию с гидрокси-группами на поверхности неорганического наполнителя. Таким образом, можно получить неорганический наполнитель с обработанной поверхностью.
(Другие добавки)
Выравнивающий слой согласно настоящему изобретению может также содержать в дополнение к указанным выше соединениям фотосенсибилизаторы, выравниватели, смазки, пластификаторы, поглотители ультрафиолетового излучения, антиоксиданты, антистатические соединения, пигменты, красители и т.п. в той мере, в какой это не препятствует достижению целей изобретения.
[Способ изготовления выравнивающего слоя]
Выравнивающая пленка согласно настоящему изобретению может быть изготовлена путем нанесения жидкого покрытия для создания выравнивающего слоя (в последующем иногда именуется просто «жидкое покрытие») на поверхности прозрачного полимерного основания, где должен быть выполнен выравнивающий слой, с последующими термической сушкой и отверждением.
Способ изготовления слоя согласно настоящему изобретению ничем не ограничен до тех пор, пока удовлетворяются требования к содержанию посторонних частиц, заданные этим изобретением. Далее будет описан способ изготовления слоя, особенно предпочтительный для удовлетворения требований к содержанию посторонних частиц, заданных настоящим изобретением.
(Жидкое покрытие для создания выравнивающего слоя)
Жидкое покрытие для создания выравнивающего слоя согласно настоящему изобретению представляет собой раствор, полученный путем добавления связующей полимерной смолы, неорганического наполнителя, в некоторых вариантах - инициатора фотополимеризации, и при необходимости некоторых других добавок в растворитель и последующего смешивания. Каждый компонент может быть добавлен в твердом виде, например в форме порошка, или в форме раствора с использованием соответствующего растворителя или диспергатора. Выбор растворителя для применения в составе жидкого покрытия ничем специально не ограничен, пока этот растворитель обладает удовлетворительными характеристиками с точки зрения растворимости связующей полимерной смолы и диспергируемости неорганического наполнителя, так что можно использовать обычные органические растворители. Например, можно использовать кетоны, такие как метил этил кетон, метил изобутил кетон и циклогексанон, спирты, такие как метанол, этанол, пропанол, n-бутанол, вторичный бутанол, t-бутанол и изопропиловый спирт, сложные эфиры, такие как бутил ацетат и этил ацетат, ароматические углеводороды, такие как толуол и ксилол, и гликолевые сложные эфиры, такие как пропилен гликоль монометил эфир и пропилен гликоль монометил эфир ацетат, что способствует повышению диспергируемости жидкого покрытия и улучшению внешнего вида выравнивающего слоя. В частности, вследствие превосходной растворимости предпочтительно использовать кетоны и особенно предпочтительно применять метил этил кетон и метил изобутил кетон.
Концентрация твердых веществ в жидком покрытии составляет от 25% до 45% по массе. Когда концентрация твердых веществ в жидком покрытии находится в указанных пределах, можно уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя. Когда концентрация твердых веществ слишком мала, содержание разбавляющего растворителя в жидком покрытии оказывается слишком велико, в результате чего высока вероятность нарушения дисперсного состояния неорганического наполнителя в жидком покрытии, становится возможным образование агрегатов, что ведет к увеличению среднего диаметра и количества посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя. В то же время, когда концентрация твердых веществ слишком велика, вязкость жидкого покрытия оказывается слишком большой, вследствие чего вероятным становится образование желеобразных посторонних частиц под воздействием усилий сдвига в процессе нанесения покрытия, что ведет к увеличению среднего диаметра и количества посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя. С этой точки зрения концентрация твердых веществ в жидком покрытии предпочтительно должна быть в пределах от 30% до 42% по массе и особенно предпочтительно - в пределах от 35% до 40% по массе.
(Способ нанесения жидкого покрытия для создания выравнивающего слоя)
Согласно настоящему изобретению для нанесения жидкого покрытия с целью создания выравнивающего слоя может быть использован какой-либо известный способ. Это может быть, например, способ с направляющим бортиком (lip direct method), способ с использованием инструмента в форме запятой (comma coater method), способ с обращенной щелью (slit reverse method), способ с использованием щелевой фильеры (die coater method), способ с гравированным цилиндром (gravure roll coater method), способ с использованием ракеля (blade coater method), способ напыления (spray coater method), способ с использованием воздушного ракеля (air-knife coating method), способ окунания (dip coating method) и способ с использованием стержневого устройства (bar coater method). В частности, предпочтительным является способ с использованием гравированного цилиндра (gravure coating). Согласно настоящему изобретению особенно предпочтительно использовать способ с использованием обращенного гравированного цилиндра и способ с использованием обращенного гравированного цилиндра небольшого диаметра (это означает, например, использование устройства для нанесения покрытия с использованием микрогравированного цилиндра, изготовленного Yasui Seiki, и т.п., а слова «небольшой диаметр» обозначают диаметр не более 100 мм, предпочтительнее - не более 80 мм), что позволяет уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя.
Для нанесения покрытия предпочтительно использовать гравированный цилиндр с плотностью линий от 50 до 90 линий/дюйм. Плотность линий здесь означает число углублений, выгравированных в поверхности цилиндра на отрезке длиной 1 дюйм. При использовании гравированного цилиндра с плотностью линий в указанных выше пределах можно уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя для достижения уровня, устанавливаемого настоящим изобретением. При нанесении жидкого покрытия с использованием гравированного цилиндра, имеющего слишком низкую плотность линий, если нужно получить указанную выше предпочтительную толщину слоя, концентрация жидкого покрытия становится слишком низкой. Соответственно, по той же самой причине, как и в случае со слишком низкой концентрацией твердых веществ в жидком покрытии, средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя увеличиваются. В то же время, при нанесении жидкого покрытия с использованием гравированного цилиндра, имеющего слишком высокую плотность линий, напряжения сдвига, воздействующие на жидкое покрытие в расчете на единицу площади, увеличиваются и становятся слишком большими, так что становится вероятным образование желеобразных посторонних частиц, вследствие чего средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя растут. С этой точки зрения особенно предпочтительно использование гравированного цилиндра с плотностью линий от 60 до 80 линий/дюйм.
Кроме того, согласно настоящему изобретению необходимо, чтобы коэффициент вращения гравированного цилиндра (отношение скорости вращения этого гравированного цилиндра (единицы: м/мин) к линейной скорости (скорость движения полотна прозрачного полимерного основания) (единицы: м/мин)) (единицы: %) находился в пределах от 60% до 100%. Когда коэффициент вращения гравированного цилиндра оказывается в указанных выше пределах, можно уменьшить средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя до уровня, установленного настоящим изобретением. Если коэффициент вращения слишком мал, увеличивается время воздействия напряжений сдвига на жидкое покрытие, что ведет к увеличению содержания посторонних частиц в жидком покрытии, вследствие чего средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя увеличиваются. С этой точки зрения коэффициент вращения гравированного цилиндра предпочтительно должен находиться в пределах от 60% до 80%.
Как описано выше, жидкое покрытие наносят на прозрачное полимерное основание для создания пленки покрытия и затем полученную пленку покрытия сушат посредством нагревания. Что касается условий термической сушки, пленку нагревают предпочтительно до температуры от 50 до 150°C и выдерживают от 10 с до 150 с, еще более предпочтительно нагревают до температуры от 50 до 120°C и выдерживают от 20 с до 130 с и особенно предпочтительно нагревают до температуры от 50 до 80°C и выдерживают от 30 с до 120 с. После термической сушки пленку покрытия отверждают посредством ультрафиолетового излучения или облучения электронным пучком. В случае ультрафиолетового излучения доза облучения составляет предпочтительно от 10 до 2000 мДж/см2, еще более предпочтительно от 50 до 1500 мДж/см2 и особенно предпочтительно от 100 до 1000 мДж/см2, что позволяет еще больше усилить эффект увеличения твердости поверхности.
Таким образом, может быть получена выравнивающая пленка, содержащая выполненный на прозрачном полимерном основании выравнивающий слой, удовлетворяющий требованиям к содержанию посторонних частиц согласно настоящему изобретению.
Примеры
Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно на примерах. Для оценки характеристик пленок в этих примерах использованы следующие способы.
(1) Толщина выравнивающего слоя
Выравнивающую пленку прорезают острым лезвием и рассматривают полученное сечение посредством оптического микроскопа для измерения толщины выравнивающего слоя. Измерения выполняют в 10 произвольных точках, и принимают среднее значение измеренных величин в качестве толщины выравнивающего слоя (единица: мкм).
(2) Измерение коробления
Из выравнивающей пленки вырезают лоскут размером 10 см×10 см и подвергают его термообработке при температуре 120°С в течение 30 мин. Прошедшему термообработку образцу дают вылежаться на горизонтальной плоской поверхности стола таким образом, чтобы кривизна была направлена выпуклостью вниз, и измеряют высоту кромок над поверхностью стола. Таким способом измеряют пять образцов и принимают среднее значение результатов измерений в качестве величины коробления (единицы: мм). При этом за высоту кромки принимают высоту самого высокого участка относительно поверхности стола.
(3) Средний диаметр и количество посторонних частиц на поверхности выравнивающего слоя
Из выравнивающей пленки вырезают лоскут размером 1 м×1 м. На высоте 15 см над выравнивающим слоем из состава выравнивающей пленки помещают трехдиапазонную люминесцентную лампу, чтобы освещенность поверхности выравнивающей пленки была не меньше 2000 лк. В таких условиях просматривают поверхность выравнивающего слоя и отмечают визуально обнаруженные посторонние частицы. Затем отмеченные посторонние частицы исследуют под микроскопом и определяют средний диаметр посторонних частиц следующим способом. С этой целью усредняют четыре размера такой посторонней частицы - наибольший диаметр, длину в направлении перпендикулярно наибольшему диаметру и длины в направлениях под углом ±45° к наибольшему диаметру, и принимают полученное среднее значение в качестве среднего диаметра (единицы: мкм). Такие измерения выполняют для всех отмеченных посторонних частиц. Затем подсчитывают число найденных посторонних частиц со средним диаметром в пределах от 20 мкм до 100 мкм и определяют число таких посторонних частиц на единицу площади (единицы: число посторонних частиц/м2).
Считается, что размер посторонних частиц, различаемых невооруженным глазом, составляет обычно 50 мкм или более. Однако было доказано, что в выравнивающей пленке согласно настоящему изобретению вследствие проявления эффектов оптической линзы вокруг посторонних частиц оказалось возможным визуально определять посторонние частицы с реальным размером около 15 мкм.
(4) Коэффициент дефектности в тонкопленочных транзисторах (TFT)
Тонкопленочные транзисторы формировали на поверхности выравнивающего слоя из состава выравнивающей пленки описанным ниже способом. После этого измеряли рабочие характеристики полевых транзисторов с каналами p-типа (p-канальные транзисторы), работающих в режиме обогащения и определяли соотношение токов в открытом и запертом состоянии (ON/OFF ratio (отношение тока стока при напряжении на стоке минус 40 В и напряжениях на затворе минус 50 В и 0 В)) для каждого транзистора. Если такое отношение (ON/OFF ratio) было не больше 102, прибор признавали неработоспособным. Число неработоспособных приборов делили на общее число приборов и полученное отношение принимали в качестве коэффициента дефектности (единицы: %). Желательно, чтобы коэффициент дефектности не превышал 0,1%.
Пример 1
<Изготовление жидкого покрытия для создания легко приклеиваемого слоя>
Полиэфир: Использован полиэфирный материал, имеющий кислотную составляющую, включающую 65% моль 2,6-нафтален дикарбоновая кислота/30% моль изофталевая кислота/5% моль 5-натрий сульфоизофталевая кислота, и гликолевую составляющую, включающую 90% моль этиленгликоль/10% моль диэтиленгликоль (температура стеклования Tg=80°C, средняя молекулярная масса: 13000).
Для изготовления такого полиэфирного материала использован способ, описанный в Заявке на патент Японии JP-A-6-116487, Пример 1. Иными словами, в реактор загружают 100 частей диметил 2,6-нафталендикарбоксилата, 37 частей диметил изофталата, 9 частей диметил 5-натрий сульфоизофталата, 75 частей этиленгликоля и 6 частей диэтиленгликоля и добавляют 0,05 части тетрабутоксититана. Смесь нагревают и выдерживают в атмосфере азота при контролируемой температуре 230°C для осуществления реакции переэтерификации, отгоняя при этом образующийся метанол. После этого температуру реакционной системы медленно повышают до 255°C и снижают давление до 1 мм рт.ст. для осуществления реакции поликонденсации и получения полиэфира.
С использованием тетрагидрофурана в качестве растворителя обычным способом полученный полиэфирный материал использовали в виде дисперсии в воде (концентрация твердого вещества: 15% по массе).
Акриловый материал: Использован акриловый материал, содержащий 30% моль 2-изопропенил-2-оксазолин/10% моль полиэтилен оксид (n=10) метакрилат/30% моль акриламид (температура стеклования Tg=50°C).
Для изготовления такого акрилового материала использован способ, описанный в Заявке на патент Японии JP-A-63-37167, Технологические примеры 1-3. Иными словами в имеющую четыре горловины реторту загружают 3 части лаурил сульфоната натрия в качестве поверхностно-активного вещества и 181 часть ионообменного водного раствора и нагревают до 60°C в потоке газообразного азота. После этого в качестве инициаторов полимеризации добавляют 0,5 части персульфата аммония и 0,2 части гидронитрита натрия. Далее в реторту капельным способом в течение 3 часов добавляют смесь 23,3 частей метил метакрилата, 22,6 частей 2-изопропил-2-оксазолина, 40,7 частей полиэтилен оксид (n=10) метакрилата и 13,3 частей акриламида, поддерживая температуру жидкости в пределах от 60 до 70°C. После завершения капельного добавления указанной смеси, выдерживают полученный материал при указанных выше температурах в течение 2 часов, перемешивая. Затем систему охлаждают и получают водную акриловую суспензию (концентрация твердого вещества: 35% по массе).
Добавка: Использован наполнитель из оксида кремния (средний размер частиц: 100 нм) (выпускает компания Nissan Chemical Industries, торговая марка: Snowtex ZL).
Поверхностно-активное вещество: Использован полиоксиэтилен (n=7) лаурил эфир (выпускает компания Sanyo Chemical Industries, торговая марка: NAROACTY N-70).
Полученные выше материалы смешивают в следующих пропорциях в пересчете на твердое вещество: 60% полиэфир, 30% акрил, 5% добавка, 5% поверхностно-активное вещество - все проценты по массе. Смесь тщательно размешивают и разбавляют ионообменным водным раствором до концентрации твердого вещества 8% по массе. Таким образом, было изготовлено жидкое покрытие для создания легко приклеиваемого слоя.
<Создание прозрачного полимерного основания и легко приклеиваемого слоя>
Расплавленный полиэтилен терефталат (вязкость [η]=0.62 дл/г (dl/g) (25°C, ортохлорфенол), температура стеклования Tg=78°C) выпускают из экструдера и охлаждают на поверхности охлаждающего барабана обычным способом для получения нерастянутой пленки. В последующем эту нерастянутую пленку растягивают в 3,4 раза относительно первоначальной длины в продольном направлении для получения продольно и одноосно растянутой пленки. Затем подготовленное описанным выше способом жидкое покрытие для получения легко приклеиваемого слоя равномерно наносят валиком на обе стороны указанной продольно и одноосно растянутой пленки. В дальнейшем пленку растягивают в 3,6 раза относительно первоначальной длины в поперечном направлении при температуре 125°C и проводят термическую усадку при температуре 220°C, допуская при этом усадку на 3% в направлении ширины для получения прозрачного полимерного основания толщиной 188 мкм, имеющего на поверхности легко приклеиваемый слой. Толщина этого легко приклеиваемого слоя составляет 0,04 мкм.
<Жидкое покрытие для создания выравнивающего слоя>
Материал покрытия, содержащий в качестве главных компонентов связующую полимерную смолу, имеющую в качестве основного компонента дипентаэритритол гекса(мет)акрилат (показатель преломления: 1,53), и оксид кремния в качестве неорганического наполнителя (поверхность обработана силановым связующим соединением, средний размер частиц: 20 нм, показатель преломления: 1,47) (выпускает компания JSR Corporation, торговая марка: Z7501, показатель преломления после сушки: 1,51, соотношение масс твердого вещества связующей полимерной смолы и неорганического наполнителя: 60:40), разбавили метил этил кетоном (МЕК) до концентрации твердого вещества 37,5% по массе. В жидкость добавили также силиконовое масло (выпускает компания Shin-Etsu Chemical, торговая марка: КР-341) в качестве выравнивателя в количестве 0,12% по массе относительно содержания твердого вещества в жидком покрытии. В результате было получено жидкое покрытие для создания выравнивающего слоя.
<Создание выравнивающего слоя>
Описанное выше жидкое покрытие для создания выравнивающего слоя с использованием устройства для нанесения покрытия на основе микрогравированного цилиндра, изготовленного Yasui Seiki (плотность линий на гравированном цилиндре: 70 линий/дюйм, диаметр: 50 мм), равномерно наносили посредством обратного гравирования на одну поверхность прозрачного полимерного основания, имеющую легко приклеиваемый слой, таким образом, чтобы толщина пленки после сушки/отверждения составила 6 мкм. В этот момент отношение скорости вращения гравированного цилиндра к линейной скорости (коэффициент вращения гравированного цилиндра) было установлено на уровне 70%. В последующем, после сушки в течение 2 мин при температуре 70°C пленку облучили ультрафиолетом посредством устройства для ультрафиолетового облучения (выпускает компания Fusion UV Systems Japan, торговая марка: Fusion H Bulb) при интенсивности облучения 200 мДж/см2. Таким образом, была изготовлена выравнивающая пленка, имеющая выравнивающий слой, выполненный на прозрачном полимерном основании.
В Табл.1 приведены характеристики созданных таким образом выравнивающей пленки и выравнивающего слоя.
<Изготовление тонкопленочного транзистора (TFT)>
В последующем на поверхности выравнивающего слоя из состава изготовленной описанным выше способом выравнивающей пленки был рассмотренным далее способом изготовлен органический тонкопленочный транзистор TFT с расположенным сверху затвором. Размер подложки 12 см×12 см, а на ней выполнены 500х500 органических тонкопленочных транзисторов, расположенных в пределах области размером 10 см×10 см подложки (предполагаемый шаг пикселов: 200 мкм).
1. Создание электродов истока/стока
На выравнивающую пленку способом напыления нанесли пленку меди (поз.2 на Фиг.2) толщиной 50 нм, закрыли эту пленку имеющимся в продаже фоточувствительным резистом и высушили для образования слоя фоторезиста толщиной 2 мкм. Затем посредством полупроводникового лазера с длиной волны 830 нм и выходной мощностью 100 мВт облучили слой фоторезиста при плотности потока энергии 200 мДж/см2 для экспонирования линий дорожек электродов истока/стока, после чего проявили фоторезист водным щелочным раствором для получения изображения из резиста. Далее стравили медь с ненужных участков путем растворения ее в смеси разбавленной серной кислоты с разбавленной азотной кислотой и полностью удалили резист посредством щелочного раствора, чтобы получить рисунок электродов истока/стока (поз.4 или 5 на Фиг.2). Ширина этих электродов истока/стока составила 40 мкм, а ширина линий дорожек составила 30 мкм.
2. Создание органического полупроводникового слоя
На подложку, установленную на нагретой до 60°C горячей плите в атмосфере азота, поверх выполненных на этой подложке рисунков электродов капельно подавали раствор пентацена (1,0%) в толуоле. В результате на этой подложке образовался органический полупроводниковый слой (поз.6 на Фиг.2) толщиной 200 нм.
3. Создание изоляционного слоя
Сначала, полистирол (PS): выпускаемый компанией Aldrich Corporation (средняя молекулярная масса Mw=280000 (по способу гель-проникающей хроматографии (GPC))) растворили в толуоле до концентрации 5% и пропустили через фильтр 0,45 мкм. После этого раствор полистирола нанесли на поверхность органического полупроводникового слоя, выполненного на стадии 2 выше, центробежным способом при скорости вращения 3000 об/мин в течение 120 с и высушили в вакууме при температуре 90°C в течение 30 мин. В результате был получен изоляционный слой (поз.7 на Фиг.2).
4. Создание электрода затвора
Когда на выравнивающей пленке выполнен изоляционный слой и т.д., поверх этого слоя через маску с заданным рисунком осадили алюминий. В результате создан электрод затвора (поз.8 на Фиг.2).
5. Создание защитного слоя
Оставляя защищенным посредством маски контакт к электроду затвора, на поверхность напылили оксинитрид кремния SiOxNy для образования защитного слоя (поз.9 на Фиг.2).
Характеристики изготовленного таким способом тонкопленочного транзистора (TFT) приведены в Таблице 1.
Пример 2
Органический тонкопленочный транзистор изготовлен так же, как в Примере 1, за исключением того, что электроды истока/стока были выполнены из золота. В этом примере в качестве жидкого травителя для электродов была использована царская водка. В Табл. 1 приведены характеристики выравнивающей пленки и выравнивающего слоя, а также полученного тонкопленочного транзистора (TFT).
Пример 3
Выравнивающая пленка и тонкопленочный транзистор (TFT) изготовлены таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что коэффициент вращения гравированного цилиндра при изготовлении выравнивающего слоя был установлен равным 100%. В Таблице 1 приведены характеристики выравнивающей пленки, выравнивающего слоя и полученного тонкопленочного транзистора (TFT).
Сравнительный пример 1
Выравнивающая пленка и тонкопленочный транзистор (TFT) изготовлены таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что вместо продукции компании JSR Corporation с торговой маркой: Z7501 был использован материал покрытия, содержащий акриловую композицию в качестве связующей полимерной смолы и при этом не содержащий неорганического наполнителя (выпускает компания Dainichiseika Color & Chemicals Mfg., EXF-D202)) (концентрация твердых веществ: 70% по массе). В Таблице 1 приведены характеристики выравнивающей пленки, выравнивающего слоя и полученного тонкопленочного транзистора (TFT).
Сравнительный пример 2
Выравнивающая пленка и тонкопленочный транзистор (TFT) изготовлены таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что коэффициент вращения гравированного цилиндра при изготовлении выравнивающего слоя был установлен равным 40%. В Таблице 1 приведены характеристики выравнивающей пленки, выравнивающего слоя и полученного тонкопленочного транзистора (TFT).
Сравнительный пример 3
Выравнивающая пленка и тонкопленочный транзистор (TFT) изготовлены таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что концентрация твердого вещества в составе жидкого покрытия для создания выравнивающего слоя составила 20% по массе. В Таблице 1 приведены характеристики выравнивающей пленки, выравнивающего слоя и полученного тонкопленочного транзистора (TFT).
Эти результаты показывают, что только при удовлетворении требований настоящего изобретения тонкопленочные транзисторы (TFT), выполненные непосредственно на выравнивающем слое, отличаются низким коэффициентом дефектности.
| Таблица 1 | ||||||
| Условия нанесения | Выравнивающая пленка | Тонкопленочный транзистор | ||||
| Выравнивающий слой | ||||||
| Концентрация твердого вещества в жидком покрытии для создания выравнивающего слоя | Коэффициент вращения гравированного цилиндра | Толщина | Количество посторонних частиц со средним диаметром 20-100 мкм | Коробление | Коэффициент дефектности | |
| Единицы | % по массе | % | мкм | число посторонних частиц/м2 | мм | % |
| Пример 1 | 37.5 | 70 | 6 | 2 | 10 | 0.03 |
| Пример 2 | 37.5 | 70 | 6 | 2 | 10 | 0.05 |
| Пример 3 | 37.5 | 100 | 8.5 | 5 | 20 | 0.06 |
| Сравнительный пример 1 | 37.5 | 70 | 6 | 10 | 10 | 0.5 |
| Сравнительный пример 2 | 37.5 | 40 | 4 | 16 | 5 | 0.7 |
| Сравнительный пример 3 | 20 | 70 | 3 | 20 | 3 | 1.0 |
Преимущества настоящего изобретения
Настоящее изобретение делает возможным создание выравнивающей пленки с уменьшенным количеством дефектов. Кроме того, настоящее изобретение делает возможным создание выравнивающей пленки, которая при использовании для подложки в тонкопленочных транзисторах (TFT) позволяет значительно уменьшить количество неисправных транзисторов, даже если такой тонкопленочный транзистор формируют непосредственно на пленке, и тем самым предотвращает образование линейных дефектов. Таким образом, выравнивающая пленка согласно настоящему изобретению особенно подходит для подложек в тонкопленочных транзисторах (TFT).
Применимость в промышленности
Выравнивающая пленка согласно настоящему изобретению отличается уменьшенным количеством посторонних частиц определенного среднего диаметра и содержит меньшее число дефектов при превосходной плоскостности. В результате, при использовании такой выравнивающей пленки для подложки в тонкопленочных транзисторах (TFT) даже при создании такого транзистора непосредственно на пленке можно в достаточной степени уменьшить образование неисправных транзисторов. Кроме того, можно соответственно уменьшать вероятность образования линейных дефектов. Таким образом, выравнивающая пленка согласно настоящему изобретению особенно подходит для подложек в тонкопленочных транзисторах. В частности, такая выравнивающая пленка может быть использована для создания на ней различных тонкопленочных транзисторов, таких как органические тонкопленочные транзисторы, транзисторы из аморфного кремния и транзисторы из кристаллического кремния, а также в тонкопленочных приборах и устройствах, разнообразных дисплеях с автоэлектронной эмиссией, электролюминесцентных (EL) дисплеях, жидкокристаллических дисплеях, электрохромных устройствах и т.п.
1. Выравнивающая пленка для подложки в тонкопленочном транзисторе, содержащая выравнивающий слой, имеющий в составе связующую полимерную смолу и неорганический наполнитель в качестве компонентов, по меньшей мере на одной стороне прозрачного полимерного основания,
при этом количество посторонних частиц со средним диаметром от 20 мкм до 100 мкм на поверхности выравнивающего слоя не превышает 5/м2.
2. Выравнивающая пленка по п.1, в которой выравнивающий слой имеет толщину в диапазоне от 3 мкм до 8 мкм.
3. Способ изготовления выравнивающей пленки по п.1, содержащий стадию нанесения жидкого покрытия на прозрачное полимерное основание для формирования выравнивающего слоя, в котором жидкое покрытие получено путем добавления по меньшей мере связующей полимерной смолы и неорганического наполнителя в растворитель и последующего перемешивания,
при этом концентрация твердого вещества в жидком покрытии находится в диапазоне от 25% до 45% по массе, а жидкое покрытие наносят с использованием гравированного цилиндра, имеющего плотность линий 50-90 линий/дюйм, при коэффициенте вращения от 60% до 100%, и затем сушат/отверждают для образования выравнивающего слоя.
