用于生产基板的方法
技术领域
本申请要求基于在2017年11月24日提交的韩国专利申请第10-2017-0158103号的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及用于生产基板的方法。
背景技术
已知能够通过在彼此相对设置的两个基板之间设置液晶化合物等来调节透光率或颜色的光学装置。例如，专利文献1公开了应用液晶主体和二色性染料客体的混合物的所谓的GH单元(guest host cell，宾主单元)。在这样的装置中，所谓的间隔物位于上述两个基板之间以保持基板之间的间隔。
作为间隔物，通常使用所谓的球状(或珠状)间隔物和柱状间隔物。柱状间隔物为固定在基板上的形式，其通常通过使光敏树脂曝光并显影来形成。例如，如图1所示，在基板基础层10上形成光敏树脂层20之后，通过经由掩模30用光(箭头)照射基板基础层10然后除去曝光部分或未曝光部分的方法来在基板基础层10上形成间隔物40。
{现有技术文献}
{专利文献}
专利文献1：欧洲专利公开第0022311号
发明内容
技术问题
本申请涉及用于生产基板，例如，包括间隔物的基板的方法。
本申请的一个目的是提供用于生产基板的方法，其中可以均匀地形成间隔物以在制造元件时保持均匀的单元间隙，并且还可以根据目的自由地控制单元间隙的范围。
技术方案
本申请的用于生产基板的方法包括使形成在基板基础层的表面上的光敏树脂组合物层曝光并显影以生产间隔物的步骤。
在本申请的生产方法中，使用包含光敏树脂和珠的光敏树脂组合物的层作为以上曝光和显影过程中的光敏树脂组合物层。在一个实例中，如图2示意性所示，待经由掩模30曝光的基板基础层10上的光敏树脂组合物层50可以包含珠501和光敏树脂。通过以这种方式应用珠，可以在光敏树脂组合物层的曝光和显影过程期间均匀地保持整个光敏树脂组合物层区域的高度。因此，根据本申请的用于生产基板的方法可以在基板基础层上形成具有均匀高度的间隔物。此外，通过控制珠的尺寸和/或比率，可以根据期望的单元间隙自由地控制间隔物的尺寸(高度)，并且即使生产具有高的高度的间隔物，间隔物也可以生产成具有均匀的高度。存在于光敏树脂层中的珠可以在曝光过程之后的显影过程中被除去，或者可以保留在间隔物中。
作为基板基础层，例如，可以没有特别限制地应用在已知光学装置例如LCD(液晶显示器)的配置中的基板中使用的任何基础层。例如，基板基础层可以为无机基础层或有机基础层。作为无机基础层，可以例示玻璃基础层等，作为有机基础层，可以例示各种塑料膜等。塑料膜可以由TAC(三乙酰纤维素)膜；COP(环烯烃共聚物)膜，例如降冰片烯衍生物；丙烯酸类膜，例如PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))；PC(聚碳酸酯)膜；聚烯烃膜，例如PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)；PVA(聚乙烯醇)膜；DAC(二乙酰纤维素)膜；Pac(聚丙烯酸酯)膜；PES(聚醚砜)膜；PEEK(聚醚醚酮)膜；PPS(聚苯砜)膜；PEI(聚醚酰亚胺)膜；PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜；PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜；PI(聚酰亚胺)膜；PSF(聚砜)膜或PAR(聚芳酯)膜等来例示，但不限于此。
在本申请的基板中，基础层的厚度也没有特别限制，其中可以根据应用来选择适当的范围。
在本申请中，除了光敏树脂组合物层之外，还可以在应用的基板基础层上形成驱动光学装置所需的其他元件。这些元件是各种已知的，并且通常有电极层或遮光层等。电极层或遮光层可以例如形成在基础层与光敏树脂组合物层之间。作为电极层，可以应用已知的材料。例如，电极层可以包括金属合金、导电化合物、或者其两者或更多者的混合物。这样的材料可以由金属例如金，CuI，氧化物材料例如ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、ZTO(氧化锌锡)、掺杂有铝或铟的氧化锌、氧化镁铟、氧化镍钨、ZnO、SnO2或In2O3，金属氮化物例如氮化镓，金属硒化物例如硒化锌，金属硫化物例如硫化锌等来例示。透明正空穴注入电极层还可以通过使用Au、Ag或Cu等的金属薄膜与具有高折射率的透明材料例如ZnS、TiO2或ITO的层合体来形成。
电极层可以通过任何方式例如气相沉积、溅射、化学气相沉积或电化学方式来形成。电极层的图案化以已知方式也是可能的而没有任何特别限制，并且电极层可以例如通过已知的光刻法或使用荫罩等的方法来图案化。
作为遮光层，也可以应用已知的材料，并且例如，该层可以由通常应用的金属层、金属氧化物层、金属氮化物层或金属氧氮化物层、或者包含有机颜料和/或无机颜料的层等来例示。
在这样的基板基础层上形成光敏树脂组合物层的方法没有特别限制。在本申请中，光敏树脂组合物层可以通过如下来形成：在基板基础层上涂覆通过在光敏树脂中共混已知的添加剂(如有必要)而形成的涂覆液体至适当的厚度，如在一般的柱状间隔物制造过程中所进行的，但使用在涂覆液体中含有珠的涂覆液体。
此时，此外，可应用的光敏树脂的种类没有特别限制，其中可以使用已知的光敏树脂。通常，使用通过用光例如紫外线照射而固化的类型的材料，并且作为其实例，已知环氧树脂、丙烯酸类树脂、氧杂环丁烷树脂或硫醇-烯树脂(使用硫醇和乙烯化合物的硫醇-烯反应的树脂)等，但是在本申请中可以应用的材料的种类不限于此。
另一方面，在本申请中，术语光敏树脂的范围可以包括可以通过光照射等固化或交联而变成树脂组分的单体或低聚物组分，以及呈树脂形式的组分本身。
光敏树脂组合物层中的光敏树脂的比率没有特别限制。在一个实例中，光敏树脂组合物中的光敏树脂的比率可以为约50重量％或更大、55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、或者90重量％或更大左右。该比率的上限没有特别限制，例如，光敏树脂的比率可以小于约100重量％，为95重量％或更小、或者90重量％或更小左右。
珠与光敏树脂一起包含在光敏树脂组合物层中。通过应用珠，可以根据期望的高度容易地制造具有均匀高度的间隔物。
待包含的珠的形状没有特别限制。即，根据本申请的目的，只要在曝光和显影过程等期间可以均匀地保持光敏树脂组合物层或间隔物的高度，就可以应用具有各种形状的所有珠。
例如，珠可以具有球状、柱状、多边形形状或无定形形状，其中在柱状的情况下，还可以使用圆柱状、椭圆柱状或多边形柱状例如方柱状等。
珠的尺寸可以根据期望的单元间隙由间隔物的高度来确定。
在一个实例中，珠的尺寸可以在约1μm至50μm的范围内。当珠为球状时，尺寸可以为粒径，当珠为柱状时，尺寸可以为高度，以及当珠为多边形形状或其他形状时，尺寸可以为最大或最小尺寸。
在另一个实例中，珠的尺寸可以为2μm或更大、2.5μm或更大、3μm或更大、3.5μm或更大、4μm或更大、4.5μm或更大、5μm或更大、5.5μm或更大、6μm或更大、6.5μm或更大、7μm或更大、7.5μm或更大、8μm或更大、8.5μm或更大、9μm或更大、9.5μm或更大、或者10μm或更大，或者可以为45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、或者15μm或更小，但是该尺寸可以根据目的而改变。从形成具有均匀高度的间隔物的角度来看，待添加到光敏树脂组合物层中的珠可能需要具有均匀的尺寸分布。
在本申请中应用的珠的材料没有特别限制，并且可以使用已知的有机或无机珠。例如，可以使用聚合物材料的珠，例如丙烯酸类珠、有机硅珠、氨基甲酸酯珠、聚苯乙烯珠或环氧珠，或者无机珠，例如二氧化硅珠、滑石珠或沸石珠。
相对于100重量份的光敏树脂，光敏树脂组合物层可以包含0.01重量份至10重量份的珠。此时，所添加的珠的比率可以根据目的而改变，其可以考虑到例如间隔物的根据期望高度的高度均匀性等来调节。
除了光敏树脂和珠之外，光敏树脂组合物层还可以包含其他已知的组分。此时，可以包含的组分包括例如交联剂、引发剂、颜料、表面活性剂、流平剂等，但不限于此。在以上组分中，例如，当根据目的需要形成黑色间隔物时，可以包含颜料。
这样的光敏树脂组合物层的厚度没有特别限制，其可以根据目的来调节。例如，组合物层的厚度可以在约1μm至50μm的范围内。
在另一个实例中，厚度可以为2μm或更大、2.5μm或更大、3μm或更大、3.5μm或更大、4μm或更大、4.5μm或更大、5μm或更大、5.5μm或更大、6μm或更大、6.5μm或更大、7μm或更大、7.5μm或更大、8μm或更大、8.5μm或更大、9μm或更大、9.5μm或更大、或者10μm或更大，或者可以为45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、或者15μm或更小，但该尺寸可以根据目的而改变。
本申请的生产方法包括使包含这样的组分的光敏树脂组合物层曝光的过程。此时，曝光过程没有特别限制，并且可以根据已知方法，例如，通过用紫外线照射光敏树脂组合物层使其曝光的方法来进行。
例如，如图2中说明性地示出的，曝光步骤可以通过经由掩模30用光照射组合物层50来进行。
对在该过程中应用的掩模的类型和图案没有特别限制，并且可以使用用于制造柱状间隔物的公知掩模，并且图案也可以根据间隔物的期望图案来确定。
在附图中，在掩模30与光敏树脂组合物层50隔开一定距离的位置处用光照射掩模30，但是在一些情况下，曝光过程也可以在掩模与组合物层接触的状态下进行。
此外，待曝光的光的强度或波长没有特别限制，其可以根据所应用的光敏树脂的类型来控制。
在本申请的生产方法中，显影过程可以在曝光过程之后进行。显影过程是选择性地除去光敏树脂组合物层的曝光区域或未曝光区域的过程。由此形成的间隔物还可以包含光敏树脂，并且还可以进一步包含光敏树脂中的珠。该显影过程可以根据已知的方法进行，并且例如可以根据所使用的光敏树脂的类型通过用适当的显影剂处理基板来进行。
此外，在以上过程之后，本申请的用于生产基板的方法还可以包括在包括所形成的间隔物的基板基础层上形成配向膜的步骤。
此时，待形成的配向膜的种类及其形成方法没有特别限制，并且可以以已知方式形成已知的配向膜，例如已知的摩擦配向膜或光配向膜。即，在基础层和间隔物上形成配向膜并在其上进行取向处理的方法也遵循已知的方法。
在一个实例中，这样的基板的生产可以通过辊对辊过程来进行。在该方法中，可以在释放并移动卷绕在辊例如卷绕辊上的基板基础层的同时进行光敏树脂组合物层的形成、曝光和显影过程等。在这样的过程之后，基板基础层可以卷绕在卷绕辊上，其中可以通过导辊等来控制基础层的移动路径。具体地，用于进行辊对辊过程的方法没有特别限制，其可以根据已知方法来进行。
本申请还涉及使用这样的基板形成的光学装置。
本申请的示例性光学装置可以包括基板和第二基板，所述第二基板与该基板相对设置并且通过该基板中的间隔物保持与该基板的间隙。
在光学装置中，光调制层可以存在于两个基板之间的间隙中。在本申请中，术语光调制层可以包括能够根据目的改变入射光的诸如偏振状态、透射率、色调和反射率的特性中的至少一个特性的所有已知类型的层。
例如，光调制层为包含液晶材料的层，其可以为通过电压(例如，垂直电场或水平电场)的通断而在漫射模式与透明模式之间切换的液晶层、在透明模式与阻挡模式之间切换的液晶层、在透明模式与颜色模式之间切换的液晶层、或者在不同颜色的颜色模式之间切换的液晶层。
能够执行如上所述的动作的光调制层例如液晶层是各种已知的。作为一个示例性的光调制层，可以使用用于典型的液晶显示器的液晶层。在另一个实例中，光调制层还可以为各种类型的所谓的宾主液晶层、聚合物分散型液晶层、像素隔离型液晶层、悬浮颗粒装置或电致变色装置等。
聚合物分散型液晶层(PDLC)为包括PILC(像素隔离型液晶)、PDLC(聚合物分散型液晶)、PNLC(聚合物网络液晶)或PSLC(聚合物稳定的液晶)等的上位概念。聚合物分散型液晶层(PDLC)可以包括例如包含聚合物网络和以与聚合物网络相分离的状态分散的液晶化合物的液晶区域。
光调制层的实施方式或形式没有特别限制，并且可以根据目的没有任何限制地采用任何已知的方法。
此外，如有必要，光学装置还可以包括额外的已知功能层，例如偏振层、硬涂层和/或抗反射层。
有益效果
本申请的用于生产基板的方法可以均匀地形成具有根据期望的单元间隙的高度的间隔物，并且还可以自由地控制间隔物的高度。
附图说明
图1是示出已知的间隔物生产方法的图。
图2是示出本申请的用于生产间隔物的示例性方法的图。
图3是在实施例中形成的间隔物的照片。
图4是示出测量在实施例中形成的间隔物的高度的点的图。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例具体地描述本申请，但是本申请的范围不受以下实施例的限制。
实施例1.
在作为基板基础层的对角线长度为55英寸的方形PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基础层(图10中的100)上形成结晶ITO(氧化铟锡)电极层，并在其上形成间隔物。通过使用通过如下获得的光敏树脂组合物作为光敏树脂组合物来形成间隔物：以相对于100重量份的UV树脂的约2重量份的比率将尺寸(粒径)为约10μm左右的有机珠(作为聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物的球形丙烯酸类珠)与常规UV固化丙烯酸酯系列粘结剂(包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体和丙烯酸异冰片酯作为主要组分的混合物)和引发剂(来自CibaCo.,Ltd.的Darocur TPO和Darocur1173的混合物)的混合物(UV树脂)混合。将组合物涂覆在PET基础层的ITO电极层上至约10μm左右的厚度，并在遮光图案掩模与组合物层接触的状态下，通过用紫外线照射组合物来使其固化。此后，使用IPA(异丙醇)除去(显影)未固化的光敏树脂组合物层以形成间隔物。图3是由此形成的间隔物的照片。在由此形成的间隔物中，测量在如图4所示的点(L1至L3、C1至C3和R1至R3)处形成的间隔物的高度。使用3D激光扫描显微镜(Keyence，VK-X210，X 1,000放大倍率)测量高度，并示于下表1中。图4中所示的各个点是在PET基础层的表面上以大致相等的间隔分别从中间、右侧和左侧选择的三个点。
比较例1.
以与实施例1中相同的方式制备间隔物，不同之处在于使用不包含珠的光敏树脂组合物，测量在各点处的尺寸并示于下表1中。
[表1]
{附图标记说明}
10：基板基础层
20、50：光敏树脂组合物层
30：掩模
40：间隔物
501：珠
