專利名稱：油墨組合物、濾色器基板及濾色器基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于濾色器的油墨組合物及利用該油墨組合物制造的濾色器基板，以及使用該油墨組合物制造濾色器基板的方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及用于濾色器的油墨組合物，其可以防止油墨在油墨噴嘴的表面及濾色器基板的黑矩陣的表面滲出。此外，本發(fā)明還涉及具有優(yōu)于傳統(tǒng)濾色器基板的改進(jìn)的耐熱性及耐化學(xué)性的濾色器基板以及使用該油墨組合物制造該濾色器基板的方法。
背景技術(shù)：
電子顯示裝置作為可視信息傳輸介質(zhì)，其作用越來越重要，這一點(diǎn)已被其在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用所證實(shí)。不斷地開發(fā)出具有新穎功能、符合信息社會(huì)需求的新穎的電子顯示裝置。
一般而言，電子顯示裝置將電信息轉(zhuǎn)換成圖像。電子顯示裝置或者被分為通過發(fā)光來顯示圖像的發(fā)射型顯示裝置，或利用諸如反射、散射、干涉等光學(xué)性質(zhì)來顯示圖像的非發(fā)射型顯示裝置。發(fā)射型顯示裝置可被稱為“有源顯示裝置”。發(fā)射型顯示裝置的實(shí)例包括陰極線管(CRT)、等離子顯示面板(PDP)、發(fā)光二極管(LED)及電致發(fā)光顯示(ELD)等。作為正顯示裝置的非發(fā)射型顯示裝置的實(shí)例包括液晶顯示(LCD)裝置、電泳圖像顯示器(EPID)等。
CRT是用于諸如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等的圖像顯示設(shè)備傳統(tǒng)的顯示裝置之一，并且由于其顯示質(zhì)量和很低的價(jià)格而被廣泛地應(yīng)用。然而，諸如CRT也存在重量重、體積大及功耗高等弊端。
因此，尺寸小、重量輕的電子顯示裝置具有很高的期望值。由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，由于半導(dǎo)體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，包括具有厚度小、驅(qū)動(dòng)電壓及功耗低等特性的平面型面板(flat typed panel)的顯示裝置已經(jīng)普遍地使用并且具有很高的需求。
LCD是非常流行的平面顯示裝置。與CRT相比，LCD裝置更薄、驅(qū)動(dòng)電壓和功耗更低。而且LCD裝置的圖像顯示質(zhì)量基本上與CRT一樣。LCD裝置也可被容易地制造，因此擴(kuò)大了其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。
為了顯示彩色圖像，這種液晶顯示裝置包括如紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器等的濾色器。
為了制造濾色器，已經(jīng)使用了各種工藝來替代傳統(tǒng)的光刻工藝。其中的一種工藝是用于生產(chǎn)濾色器的噴墨工藝。根據(jù)該噴墨工藝，在玻璃基板上形成諸如黑矩陣的遮光層，然后遮光層經(jīng)過曝光工藝、顯影工藝以在遮光層上形成像素區(qū)，并隨后將油墨注入像素區(qū)以形成濾色器。此外，通過噴墨工藝，而不需要諸如涂布工藝、曝光工藝、顯影工藝等其它工藝來形成濾色器，因此噴墨工藝提供了較簡(jiǎn)單、較低廉的工藝，并且與其它濾色器制造工藝相比，需要較少的材料。
另外，通過噴墨方法，顏色層應(yīng)該均勻地形成在每個(gè)像素上以具有良好的顏色特性。然而，當(dāng)油墨從濾色器基板上的像素溢出時(shí)，其被散布到黑矩陣和相鄰的像素而污染了濾色器基板上的鄰近像素。而且，當(dāng)油墨從油墨噴嘴噴出時(shí)，噴墨工藝的效果主要取決于油墨和油墨噴嘴的關(guān)系。具體地說，在油墨將油墨噴嘴表面基本上弄濕的情況下，噴出的油墨可能不是直線的，或油墨不能從噴嘴中噴出。
因此，期望得到一種用于濾色器的油墨組合物，其既可防止在制造濾色器基板時(shí)油墨的滲出，又能提高從油墨噴嘴噴出的油墨的平直度(straightness)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種用于濾色器的油墨組合物，其既能防止在制造濾色器基板時(shí)油墨的滲出，又能提高在噴射油墨組合物時(shí)油墨噴嘴的油墨噴射平直度。
而且，本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供了一種利用上述油墨組合物制造的濾色器基板，并且該濾色器基板具有高耐熱性及高耐化學(xué)性。
此外，本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供了一種利用上述油墨組合物制造濾色器基板的方法。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供了一種用于濾色器的油墨組合物。該油墨組合物包括約100重量份的顏料分散體、約7重量份至約65重量份的熱固性樹脂、約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑、約0.8重量份至約15重量份的環(huán)氧樹脂，以及約15重量份至約165重量份的溶劑。熱固性樹脂在其側(cè)鏈具有羥基。環(huán)氧樹脂的單體(基于環(huán)氧基的單體)含有氟。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供了一種濾色器基板。該濾色器基板包括基板、遮光層及彩色像素層。遮光層形成在基板上，以阻擋透射過基板的光并且遮光層在基板上形成像素區(qū)。彩色像素層形成在像素區(qū)中，并且彩色像素層響應(yīng)于光而呈現(xiàn)出原色。彩色像素層包括通過在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂和含氟的環(huán)氧單體之間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而形成的交聯(lián)樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供了一種濾色器基板的制造方法。根據(jù)濾色器基板的制造方法，在基板上形成阻擋層，該阻擋層阻擋透射過基板的光并限定像素區(qū)。將用于濾色器的油墨組合物噴射入像素區(qū)中。該油墨組合物包括約100重量份的顏料分散體、約7重量份至約65重量份的在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂、約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑、約0.8重量份至約15重量份的含有氟的環(huán)氧樹脂，以及約15重量份至約165重量份的溶劑。將油墨組合物加熱，以從熱引發(fā)劑中產(chǎn)生酸。再加熱油墨組合物，以形成交聯(lián)樹脂。該交聯(lián)樹脂通過熱固性樹脂和環(huán)氧單體間的交聯(lián)反應(yīng)而形成。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)示例性實(shí)施例，在制造濾色器基板時(shí)，用于濾色器的油墨組合物提高了通過油墨噴嘴噴射的油墨的平直度，該油墨噴嘴移動(dòng)并將油墨組合物噴射入像素區(qū)中。而且，該油墨組合物防止了油墨組合物散布到鄰近的像素。


當(dāng)結(jié)合

本發(fā)明的示例性實(shí)施例時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明將變得顯而易見，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的濾色器基板的透視圖；
圖2是沿著圖1所示的I-I′線截取的截面圖；圖3A至圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的黑矩陣圖樣的形成方法的截面圖；圖4是示意性地示出形成根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的彩色像素層的截面圖；圖5A及圖5B是示出在噴射油墨組合物之前具有油墨組合物的油墨噴嘴的截面圖；圖6是示意性示出將油墨組合物噴射在黑矩陣和玻璃基板上的截面圖；圖7A和7B是示出散布在每個(gè)黑矩陣和玻璃基板表面上的油墨的圖片；以及圖8是示出比較實(shí)例1及2中制備的所噴射的油墨組合物平直度的圖片。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
用于濾色器的油墨組合物用于濾色器的油墨組合物包括顏料分散體、熱固性樹脂、熱引發(fā)劑、環(huán)氧單體及溶劑。
顏料分散體包括顏料、溶劑及分散劑等。顏料分散體通過混合上述成分制得。用于通過噴墨工藝制造濾色器的油墨被用在本發(fā)明中。
熱固性樹脂包括在其側(cè)鏈具有羥基的共聚物。這些共聚物的實(shí)例包括但不限于基于丙烯酸的共聚物，該基于丙烯酸的共聚物由諸如甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯等的單體聚合而成?；诒┧岬墓簿畚镌谄鋫?cè)鏈具有羥基。此外，該共聚物包括但不限于化學(xué)式(1)或(2)的基于丙烯酸的共聚物 其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基或烷氧基，每個(gè)‘m’、‘n’、‘o’分別表示0至10000(1000)的整數(shù)(m、n和o的值不可同時(shí)為0)。
化學(xué)式(1)和(2)代表的基于丙烯酸的共聚物可以單獨(dú)或以混合物形式使用。
當(dāng)熱固性樹脂含量以100重量份的顏料分散體為基準(zhǔn)少于大約7重量份時(shí)，涂層的強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)性會(huì)變差，并且油墨在基板上的粘附力也會(huì)變差。當(dāng)熱固性樹脂含量以100重量份的顏料分散體為基準(zhǔn)超過大約65重量份時(shí)，油墨粘性增加，由此流動(dòng)性下降。因此，很難將油墨從油墨噴嘴中均勻地噴出，從而油墨可能不會(huì)沿基本上平行于油墨噴嘴的移動(dòng)方向噴射。因此，熱固性樹脂的含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，在約7重量份至約65重量份的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，熱固性樹脂的含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，在約15重量份至約40重量份的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，熱固性樹脂包括具有大約30∶30∶30∶10的甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯的單體無規(guī)聚合而成的共聚物，該共聚物的加權(quán)平均分子量約為15000。
熱引發(fā)劑的實(shí)例可包括但不限于(2-環(huán)己酮基)環(huán)已基甲基锍三氟甲基磺酸鹽((2-cyclohexanonyl)cyclohexyl methylsulfoniumtrifloromethanesulfonate)、(2-環(huán)己酮基)二甲基锍三氟甲基磺酸鹽、(2-環(huán)己酮基)2-降冰片烷基甲基锍三氟甲基磺酸鹽、三苯锍全氟辛烷磺酸鹽、s-(2-萘碳酰甲基)四氫噻吩對(duì)甲苯磺酸鹽(s-(2-naphthalenecarbonylmethyl)tetrahydrothiopheniump-toluenesulfonate)、二-(4-叔丁苯)碘六氟磷酸鹽、二-(4-叔丁苯)碘六氟銻酸鹽及二-(4-叔丁苯)碘九氟丁烷磺酸鹽。它們可以單獨(dú)使用或以其混合物形式使用。
熱引發(fā)劑在高于約140℃的溫度產(chǎn)生酸。當(dāng)熱引發(fā)劑的含量小于約0.015重量份時(shí)，可能不會(huì)產(chǎn)生酸，因此很難產(chǎn)生熱固性樹脂和環(huán)氧單體之間的交聯(lián)反應(yīng)。如果熱引發(fā)劑的含量超過約1.5重量份，那么反應(yīng)效率不變。因此熱引發(fā)劑的含量在約0.015重量份至約1.5重量份的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，熱引發(fā)劑的含量在約0.15重量份至約0.9重量份的范圍內(nèi)。
環(huán)氧單體可以包括但不限于化學(xué)式(3)至(6)的化合物，并且它們可單獨(dú)使用或以其混合物形式使用 其中‘n’為1至20的整數(shù)。
環(huán)氧單體的環(huán)氧基通過在約200℃以上溫度及在酸性環(huán)境中進(jìn)行的開環(huán)反應(yīng)被打開。
當(dāng)環(huán)氧單體含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，小于0.8重量份時(shí)，在形成油墨圖樣之后固化度及殘留層(residual layer)程度下降，并且可能不會(huì)獲得彩色像素層。當(dāng)環(huán)氧單體含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)超過15重量份時(shí)，油墨的粘性增加，并因此流動(dòng)性下降。因此環(huán)氧單體含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，在約0.8重量份至約15重量份的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，環(huán)氧單體含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，在約1.5重量份至約9重量份的范圍內(nèi)。
環(huán)氧單體包含氟，從而油墨的接觸角顯著增加。因此，噴射組合物時(shí)，油墨組合物和油墨噴嘴容易分離，從而殘留在油墨噴嘴中的油墨組合物不會(huì)影響后續(xù)的油墨噴射工藝。
溶劑的實(shí)例可包括但不限于丙二醇單甲醚醋酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、環(huán)己酮、一縮二丙二醇醚醋酸酯(dipropyleneglycol etheracetate)等。它們可以單獨(dú)使用或以其混合物形式使用。當(dāng)溶劑含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，小于15重量份時(shí)，油墨可能不會(huì)均勻地從油墨噴嘴中噴出。當(dāng)油墨含量以100重量份顏料分散體為基準(zhǔn)，超過約165重量份時(shí)，在形成彩色像素層之后殘留層程度下降，從而可能很難制造具有良好色純度的濾色器基板。因此，溶劑的含量在約15重量份至約165重量份的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，溶劑的含量在約30重量份至約120重量份的范圍內(nèi)。
用于濾色器的油墨組合物還可包括添加劑，以改善用于濾色器的油墨組合物的物理及化學(xué)特性。用在生產(chǎn)濾色器基板的標(biāo)準(zhǔn)工藝中的添加劑在本發(fā)明中是可用的。該添加劑包括但不限于消泡劑、表面流平劑(surface leveling agent)等。消泡劑防止在油墨組合物中產(chǎn)生氣泡。表面流平劑提高油墨組合物的整平度。添加劑可單獨(dú)或以其混合物形式使用。添加劑的含量在約0.015重量份至約3重量份的范圍內(nèi)。
濾色器基板圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的濾色器基板的透視圖。圖2是沿著圖1所示的I-I′線截取的截面圖。
參照?qǐng)D1及圖2，濾色器基板100包括基板101、黑矩陣(遮光層)103、彩色像素層106、保護(hù)層108及共電極層109。
遮光層103包括有機(jī)聚合物，并且遮光層103由正性光刻膠形成，該正性光刻膠被光照射的部分可溶解在顯影劑中。遮光層103在基板101上形成像素區(qū)。遮光層103位于基板101上以防止彼此相鄰的像素區(qū)之間的色彩干涉。
遮光層103具有如蜂巢形、條形等的各種形狀。
彩色像素層106形成在由黑矩陣103限定的像素區(qū)中，并且響應(yīng)于光，呈現(xiàn)出原色。彩色像素層106包括紅色像素106R、綠色像素106G、以及藍(lán)色像素106B。
保護(hù)層108形成在彩色像素層106上，以保護(hù)彩色像素層106免受當(dāng)光照射到彩色像素層106時(shí)產(chǎn)生的熱的影響。保護(hù)層108還使彩色像素層106平面化。
共電極層109形成在保護(hù)層108上，共電極層109包括諸如氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO)等的透明導(dǎo)電材料。共電極層109接收來自外部的電源電壓。
將根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的用于濾色器的油墨組合物噴射到像素區(qū)中，并且使其固化以形成彩色像素層106，由此避免了油墨組合物在彼此相鄰的像素區(qū)之間進(jìn)行混合和擴(kuò)散。
用于濾色器的油墨組合物包括約100重量份的顏料分散體、約7重量份至約65重量份的熱固性樹脂、約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑、約0.8重量份至約15重量份的環(huán)氧單體、約15重量份至約165重量份的溶劑以及約0.015重量份至約3重量份的添加劑。熱固性樹脂在其側(cè)鏈含有羥基。環(huán)氧單體包含氟。已經(jīng)對(duì)用于濾色器的油墨組合物進(jìn)行了詳細(xì)地描述，因此，以下省略其詳細(xì)的描述。
彩色像素層106包括通過熱固性樹脂和環(huán)氧單體之間進(jìn)行的交聯(lián)反應(yīng)而形成的交聯(lián)樹脂。該熱固性樹脂包括含有羥基的共聚物。該共聚物包括由諸如甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯等單體聚合而成的基于丙烯酸的共聚物，該基于丙烯酸的共聚物在其側(cè)鏈具有羥基。而且，該共聚物可包括化學(xué)式(1)和(2)的基于丙烯酸的共聚物
其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基、或烷氧基，‘m’、‘n’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘n’、‘o’的值不可同時(shí)為0)。
環(huán)氧單體可以包括化學(xué)式(3)至(6)的化合物，其可以單獨(dú)或以其混合物形式使用
其中‘n’為1至20的整數(shù)。
交聯(lián)樹脂可通過多個(gè)熱固性樹脂與多個(gè)環(huán)氧單體之間的交聯(lián)反應(yīng)形成，并且在熱固性樹脂與環(huán)氧單體之間可以得到各種組合?？蛇x地，交聯(lián)樹脂可以通過一種熱固性樹脂與多種環(huán)氧單體之間的交聯(lián)形成。
交聯(lián)樹脂的實(shí)例包括但不限于化學(xué)式(7)和(8)表示的樹脂 其中‘x’及‘Y’均表示1000至10000的整數(shù)。

其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基、或烷氧基，‘m’、‘l’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘l’、‘o’的值不可同時(shí)為0)，‘n’表示1至20的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的交聯(lián)樹脂如上所述而形成，從而濾色器基板100的彩色像素層106具有良好的耐熱性及耐化學(xué)性。
濾色器基板的制造方法圖3A至圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的黑矩陣圖樣的形成方法的截面圖。圖4是示意性地示出形成根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的彩色像素層的截面圖。
參照?qǐng)D3A至圖3C，黑矩陣圖樣的形成方法包括形成黑矩陣組合物層(I)、將黑矩陣組合物層曝光(II)及使黑矩陣組合物層顯影(III)。
參照3A，在清潔玻璃基板101之后，在其上涂布足夠的正性光刻膠材料，以在玻璃基板101上形成光刻膠層。所涂布的光刻膠層作為黑矩陣。光刻膠層的厚度約為彩色像素層厚度的四倍以上。例如，當(dāng)彩色像素層的厚度約為1μm時(shí)，正性光刻膠層102的厚度約為4μm。
參照?qǐng)D3B，具有與期望的黑矩陣圖樣基本相同圖樣的光掩模202位于光刻膠層102上方。然后進(jìn)行光刻工藝。這里，光刻工藝包括使光刻膠形成圖樣、曝光和顯影。
參照?qǐng)D3C，在玻璃基板101上形成黑矩陣103及像素區(qū)104。黑矩陣103具有隔墻結(jié)構(gòu)，并且黑矩陣103限定了像素區(qū)104。
參照?qǐng)D4，下面說明通過噴墨方式來形成彩色像素層106的過程。
通過油墨噴頭(ink jet head)302的油墨噴嘴304將油墨組合物306注入像素區(qū)104中，以形成油墨組合物層105(步驟‘A’)。油墨組合物包括約100重量份的顏料分散體、約7重量份至65重量份的熱固性樹脂、約0.015重量份至1.5重量份的熱引發(fā)劑、約0.8重量份至15重量份的環(huán)氧單體，約15重量份至165重量份的溶劑以及約0.015重量份至約3重量份的添加劑。熱固性樹脂在其側(cè)鏈具有羥基。環(huán)氧單體含有氟。已經(jīng)詳細(xì)描述了用于濾色器的油墨組合物，因此下文省略對(duì)其的進(jìn)一步描述。
將油墨組合物加熱至約140℃至約150℃。當(dāng)將油墨組合物加熱到約140℃以上時(shí)，包含在油墨組合物中的熱引發(fā)劑產(chǎn)生酸(步驟‘B’)。
步驟‘B’完成后，將油墨組合物再次加熱至約200℃至約210℃，并且在油墨組合物中形成酸性環(huán)境。當(dāng)該組合物達(dá)到約200℃至約210℃時(shí)，在熱固性樹脂的羥基和環(huán)氧單體之間開始進(jìn)行熱交聯(lián)反應(yīng)。具體地說，環(huán)氧單體的環(huán)氧基通過開環(huán)反應(yīng)被打開，然后環(huán)氧單體的開環(huán)的環(huán)氧基與熱固性樹脂的羥基鍵合(步驟‘C’)。熱交聯(lián)反應(yīng)由下面的化學(xué)方程式(1)表示 其中‘n’為1至20的整數(shù)。
通過上述反應(yīng)，在熱固性樹脂側(cè)鏈的羥基與至少一個(gè)環(huán)氧單體交聯(lián)。
當(dāng)油墨組合物固化時(shí)，在基板上形成包括交聯(lián)樹脂的彩色像素層106。
彩色像素層106通過交聯(lián)反應(yīng)具有良好的耐熱性及良好的化學(xué)性。
交聯(lián)樹脂可以具有化學(xué)式(8)表示的結(jié)構(gòu) 其中‘R’為氫或甲基，‘X’為氫、烷基、硝基、或烷氧基，‘m’、‘l’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘l’、‘o’的值不可同時(shí)為0)?！畁’表示1至20的整數(shù)。
下面，將結(jié)合以下的實(shí)例詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。這些實(shí)例只是用于說明的目的，而并不用于限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以本發(fā)明可以存在多種變化。
用于濾色器的油墨組合物實(shí)例1向反應(yīng)容器中加入約364g的顏料分散體(紅色)(由瑞士的Ciba Specialty Chemicals Co，.制造，商品名為CI254的商用顏料分散體)、約100g由包括30∶30∶30∶10的甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯的單體聚合而成的基于丙烯酸的共聚物(加權(quán)平均分子量15000)作為熱固性樹脂、約1g(2-環(huán)己酮基)環(huán)已基甲基锍三氟甲基磺酸鹽作為熱引發(fā)劑、約30g化學(xué)式(3)(n＝10)的環(huán)氧單體作為可交聯(lián)單體、約300g二丙二醇單甲醚醋酸酯(DPMA)作為溶劑、約2.5g消泡劑以及約2.5g表面流平劑。然后將得到的混合物以40rpm的速度攪拌3小時(shí)。從而，得到約800g用于濾色器的油墨組合物。
實(shí)例2向反應(yīng)容器中加入約364g顏料分散體(紅色)(由瑞士的CibaSpecialty Chemicals Co，.制造，商品名為CI254的商用顏料分散體)、約100g化學(xué)式(1)的共聚物(m＝5000；n＝5000；o＝5000)作為熱固性樹脂、約1g(2-環(huán)己酮基)環(huán)已基甲基锍三氟甲基磺酸鹽作為熱引發(fā)劑、約30g化學(xué)式(3)(n＝10)的環(huán)氧單體作為可交聯(lián)單體、約300g二丙二醇單甲基醚醋酸酯(DPMA)作為溶劑；約2.5g消泡劑以及約2.5g表面流平劑。然后將得到的混合物以40rpm的速度攪拌3小時(shí)。從而，得到800g用于濾色器的油墨組合物。
比較實(shí)例1向反應(yīng)容器中加入約364g的顏料分散體(紅色)(由瑞士的Ciba Specialty Chemicals Co，.制造，商品名為CI254的商用顏料分散體)、約100g由包括30∶30∶30∶10的甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯的單體聚合而成的基于丙烯酸的共聚物(加權(quán)平均分子量15000)作為熱固性樹脂、約1g(2-環(huán)己酮基)環(huán)已基甲基锍三氟甲基磺酸鹽作為熱引發(fā)劑、約330g二丙二醇單甲基醚醋酸酯(DPMA)作為溶劑；約2.5g消泡劑以及約2.5g表面流平劑。然后將得到的混合物以40rpm的速度攪拌3小時(shí)。從而，得到約800g用于濾色器的油墨組合物。
濾色器基板實(shí)例3
通過油墨噴嘴將在實(shí)例1中制備的用于濾色器的油墨組合物噴入在制備好的黑矩陣圖樣上的像素區(qū)中。將用于濾色器的油墨組合物加熱到約140℃并在此溫度保持約15分鐘。然后，將用于濾色器的油墨組合物再加熱到200℃并且將其固化約30分鐘以形成彩色像素層。由此，形成了濾色器基板。
實(shí)例4通過油墨噴嘴將實(shí)例2中制備的用于濾色器的油墨組合物噴入在黑矩陣圖樣上的像素區(qū)中。將用于濾色器的油墨組合物加熱到約140℃并在此溫度保持約15分鐘。然后，將用于濾色器的油墨組合物再加熱到200℃并且將其固化約30分鐘以形成彩色像素層。由此，形成了濾色器基板。
比較實(shí)例2通過油墨噴嘴噴將比較實(shí)例1中制備的用于濾色器的油墨組合物噴入像素區(qū)中。將噴入像素區(qū)中的油墨組合物加熱到高于約140℃的溫度約15分鐘。然后，將油墨組合物再加熱到200℃并且在約140℃保持約30分鐘。由此，形成彩色像素層并且制造出濾色器基板。
在由有機(jī)聚合物組成的黑矩陣上分別噴射實(shí)例1、2和比較實(shí)例1中制備的油墨組合物后，測(cè)量用于濾色器的油墨組合物在黑矩陣表面上的接觸角。表1示出測(cè)定的接觸角。
表1

如表1所示，根據(jù)本發(fā)明的油墨組合物具有很大的接觸角，而比較實(shí)例1的不含氟的油墨組合物具有很小的接觸角。從而，實(shí)例1和2的油墨組合物未在黑矩陣的表面上擴(kuò)散。
試驗(yàn)2在油墨噴嘴處的油墨潤(rùn)濕的觀察在通過油墨噴嘴噴噴射在實(shí)例2和比較實(shí)例1中制備的用于濾色器的油墨組合物之前，分別觀察在實(shí)例2和比較實(shí)例1中制備的用于濾色器的油墨組合物在油墨噴嘴處的油墨潤(rùn)濕程度。
圖5A及圖5B是示出在噴射油墨組合物之前具有油墨組合物的油墨噴嘴的截面圖。
參照?qǐng)D5A和5B，在實(shí)例1中制備的油墨組合物在油墨噴嘴表面擴(kuò)散得很寬(A)，而在實(shí)例2中制備的油墨組合物在油墨噴嘴表面少量擴(kuò)散(B)。
試驗(yàn)3油墨在有機(jī)黑矩陣上擴(kuò)散的觀察分別將實(shí)例2中制備的油墨組合物滴在有機(jī)黑矩陣和玻璃基板上。同樣地，分別以與實(shí)例2中制得的油墨組合物相同的量，將比較實(shí)例1中制備的油墨組合物滴在有機(jī)黑矩陣和玻璃基板上。在滴油墨組合物后，觀察油墨的擴(kuò)散程度。
圖6是示意性地示出分別將油墨組合物滴在黑矩陣和玻璃基板上的截面圖。圖7A和7B是示出分別在黑矩陣和玻璃基板上的油墨擴(kuò)散程度的圖片。
參照?qǐng)D7A和7B，實(shí)例1(B)的油墨擴(kuò)散程度明顯低于比較實(shí)例1(A)的油墨擴(kuò)散程度。
特別地，在表2中示出在黑矩陣和玻璃基板上擴(kuò)散的油墨組合物的長(zhǎng)度。
表2

試驗(yàn)4噴射的油墨組合物的平直度觀察隨著油墨噴嘴的移動(dòng)，分別將實(shí)例2及比較實(shí)例1中制備的油墨組合物依次滴入每個(gè)像素區(qū)中，然后觀察所滴入的油墨的平直程度。
圖8是示出所滴的比較實(shí)例1及實(shí)例2中制備的油墨組合物的平直度的圖片。
‘A’對(duì)應(yīng)比較實(shí)例1，并且‘B’對(duì)應(yīng)實(shí)例2。所噴的比較實(shí)例1中制備的油墨組合物的平直度低，而所噴的實(shí)例2中制備的油墨組合物的平直度良好。
試驗(yàn)5.濾色器基板耐熱性及耐化學(xué)性測(cè)試評(píng)估濾色器基板(實(shí)施例4及比較實(shí)例2)的耐熱性及耐化學(xué)性。
1.耐熱性評(píng)估將濾色器基板保持在約230℃的溫度中約1小時(shí)。
在實(shí)例4的濾色器基板中，未觀察到濾色器基板顏色特性的變化及濾色器基板的收縮。然而，在比較實(shí)例2的濾色器基板中，觀察到顏色特性的變化及濾色器基板的收縮。
2.耐化學(xué)性評(píng)估在使用異丙醇在室溫下對(duì)濾色器基板進(jìn)行約10分鐘的超聲波處理(800W、40KHz)之后，對(duì)濾色器基板的彩色像素層薄膜損失的產(chǎn)生進(jìn)行評(píng)估。在實(shí)例4的濾色器基板中，不產(chǎn)生薄膜損失。然而，在比較實(shí)例2的濾色器基板中，產(chǎn)生了薄膜損失。
在使用四甲基銨氫氧化物(2.38％水溶液)在約40℃的溫度對(duì)濾色器基板進(jìn)行10分鐘的超聲波處理(800W、40KHz)之后，對(duì)濾色器基板的彩色像素層薄膜損失的產(chǎn)生進(jìn)行評(píng)估。
在實(shí)例4的濾色器基板中，不產(chǎn)生薄膜損失。然而，在比較實(shí)例2的濾色器基板中，產(chǎn)生了薄膜損失。
如上所述，用于濾色器的油墨組合物不容易將油墨噴嘴浸濕，由此提高了噴墨的平直度，從而提高了將油墨滴入基板的像素區(qū)中的準(zhǔn)確度。因此，根據(jù)本發(fā)明的濾色器基板可以均勻地呈現(xiàn)出顏色。
而且，根據(jù)本發(fā)明的用于濾色器的油墨組合物可以在有機(jī)黑矩陣上擴(kuò)散，因此可以防止彼此相鄰的像素之間的色彩干涉。因此，用于濾色器的油墨組合物可以防止不同顏色重疊所引起的顏色特性的劣化。
此外，利用濾色器組合物形成的彩色像素層具有很好的耐熱性及耐化學(xué)性，從而提高了濾色器基板的耐久性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于濾色器的油墨組合物，包括約100重量份顏料分散體；約7重量份至約65重量份的在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂；約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑；約0.8重量份至約15重量份的含氟的環(huán)氧樹脂；以及約15重量份至約165重量份的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，還包括約0.015重量份至3重量份的添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中，所述熱固性樹脂包括基于丙烯酸的共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油墨組合物，其中，所述熱固性樹脂包括從化學(xué)式(1)和(2)的共聚物組成的組中選取的至少一種 其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基或烷氧基，‘m’、‘n’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘n’、‘o’的值不能同時(shí)為0)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油墨組合物，其中，所述熱固性樹脂具有從包括由甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯組成的組中選取的至少一種的單體無規(guī)聚合而成的共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中，所述熱引發(fā)劑包括從(2-環(huán)己酮基)環(huán)己基甲基锍三氟甲基磺酸鹽、(2-環(huán)己酮基)二甲基锍三氟甲基磺酸鹽、(2-環(huán)己酮基)2-降冰片烷基甲基锍三氟甲基磺酸鹽、三苯锍全氟辛烷磺酸鹽、s-(2-萘碳酰甲基)四氫噻吩對(duì)甲苯磺酸鹽、二-(4-叔丁苯)碘六氟磷酸鹽、二-(4-叔丁苯)碘 六氟銻酸鹽及二-(4-叔丁苯)碘 九氟丁烷磺酸鹽組成的組中選取的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中，所述含氟的環(huán)氧單體包括從化學(xué)式(3)至(6)的化合物組成的組中選取的至少一種 其中‘k’為1至20的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中，所述溶劑包括從丙二醇單甲醚醋酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、環(huán)己酮、一縮二丙二醇醚醋酸酯組成的組中選取的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油墨組合物，其中，所述添加劑包括從消泡劑、表面流平劑組成的組中選取的至少一種。
10.一種濾色器基板，其包括基板；遮光層，形成在所述基板上，以阻擋透射過所述基板的光，所述遮光層在所述基板上形成像素區(qū)；以及彩色像素層，形成在所述像素區(qū)中，所述彩色像素層響應(yīng)于所述光而呈現(xiàn)出原色，其中，所述彩色像素層包括通過在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂和含氟的環(huán)氧單體之間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而形成的交聯(lián)樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濾色器基板，其中，所述熱固性樹脂包括基于丙烯酸的共聚物樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濾色器基板，其中，所述交聯(lián)樹脂包括化學(xué)式(7)的交聯(lián)共聚物 其中‘X’及‘Y’均表示1000至10000的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濾色器基板，其中，所述交聯(lián)樹脂通過包括從化學(xué)式(1)或(2)的化合物組成的組中選取的至少一種的共聚物的羥基與包括從化學(xué)式(3)至(6)的化合物組成的組中選取的至少一種的化合物的環(huán)氧基之間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而形成 其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基或烷氧基，‘m’、‘n’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘n’、‘o’的值不可同時(shí)為0)，并且‘k’表示1至20的整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的濾色器基板，其中，所述交聯(lián)樹脂包括化學(xué)式(8)的聚合物 其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基或烷氧基，‘m’、‘l’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘l’、‘o’的值不可同時(shí)為0)，并且‘n’表示1至20的整數(shù)。
15.一種濾色器基板的制造方法，包括在基板上形成阻擋層，所述阻擋層阻擋透射過所述基板的光并且限定像素區(qū)；將用于所述濾色器的油墨組合物噴射入所述像素區(qū)中，用于所述濾色器的所述油墨組合物包括約100重量份的顏料分散體；約7重量份至約65重量份的在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂；約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑；約0.8重量份至約15重量份的含氟的環(huán)氧樹脂；以及約15重量份至約165重量份的溶劑；加熱所述油墨組合物，以從所述熱引發(fā)劑中產(chǎn)生酸；以及再加熱所述熱固性樹脂，以便由所述熱固性樹脂和所述環(huán)氧單體形成交聯(lián)樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述熱固性樹脂包括從化學(xué)式(1)和(2)的共聚物組成的組中選取的至少一種 其中‘R’表示氫或甲基，‘X’表示氫、烷基、硝基或烷氧基，‘m’、‘n’、‘o’均表示0至10000的整數(shù)(‘m’、‘n’、‘o’的值不可同時(shí)為0)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述環(huán)氧單體包括化學(xué)式(3)至(6)的化合物組成的組中選取的至少一種 其中‘k’表示1至20的整數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在約140℃至約150℃的溫度對(duì)所述油墨組合物進(jìn)行加熱。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在約200℃至約210℃的溫度對(duì)所述油墨組合物進(jìn)行再加熱。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中，所述溶劑的量為約30重量份至約120重量份。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于濾色器的油墨組合物，其包括約100重量份的顏料分散體、約7重量份至約65重量份的在其側(cè)鏈具有羥基的熱固性樹脂、約0.015重量份至約1.5重量份的熱引發(fā)劑、約0.8重量份至約15重量份的含氟的環(huán)氧樹脂、以及約15重量份至約165重量份的溶劑。通過用于該濾色器的油墨組合物來制造濾色器基板。用于油墨組合物的濾色器提高了通過油墨噴嘴噴射油墨的平直度而且避免油墨組合物散布到鄰近的像素。
文檔編號(hào)G02B5/20GK1786089SQ20051013027
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者姜侖昊, 金炳住, 金璋燮, 權(quán)成圭 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社