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Title:
PHOTORESIST COMPOSITION AND PREPARATION METHOD THEREFOR, COLOUR FILM SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/007062
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a self-repair photoresist composition and a preparation method therefor, a colour film substrate, and a display device. The photoresist composition comprises a microcapsule of 1%-10% mass fraction based on the total weight of the photoresist composition. The microcapsule is provided with a capsule wall and a capsule core, wherein the capsule wall comprises an alkali-insoluble resin, and the capsule core comprises: based on the total weight of the capsule core, a photocuring unsaturated resin oligomer of 10%-60% mass fraction; a photopolymerization monomer of 10%-50% mass fraction; a first black pigment paste of 10%-70% mass fraction; a first photopolymerization initiator of 0.1%-10% mass fraction; and a coupling agent of 0.1%-5% mass fraction. The photoresist composition in the embodiments of the present invention can be used for preparing a black matrix and has a self-repair function, thereby greatly improving the yield of products.

Inventors:
YANG TONGHUA (CN)
WU HONGJIANG (CN)
HUANG CHANGGANG (CN)
YUAN JIANFENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/090023
Publication Date:
January 22, 2015
Filing Date:
December 20, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
BEIJING BOE DISPLAY TECH CO (CN)
International Classes:
G03F7/027; G02F1/1335
Foreign References:
JP2005234532A2005-09-02
JPH02244051A1990-09-28
CN103376657A2013-10-30
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种光阻组合物, 包括基于所述光阻组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢,所述微胶嚢具有嚢壁和嚢芯,其中所述嚢壁包括碱不溶性树脂, 且所述嚢芯包括基于所述嚢芯总重的:

质量分数为 10% ~ 60%可光固化的不饱和树脂低聚物;

质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体;

质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料色浆;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂; 和

质量分数为 0.1 % ~ 5%的偶联剂。

2、 如权利要求 1所述的光阻组合物, 其中

所述光固化不饱和树脂低聚物包括选自环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸 树脂中的一种或多种;

所述光聚合单体包括选自二季戊四醇六丙烯酸酯、 三羟曱基丙烷三丙烯 酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯中的一种或多种;

所述第一光致聚合引发剂包括选自 2-羟基 -2-曱基 -1-苯基 -1-丙酮、 1-羟基 环己基苯基曱酮和 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基苯基酮中的一种或多 种; 且

所述偶联剂包括选自 γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三曱 硅烷和 γ-曱基丙烯酰 氧丙基三曱 硅烷中的一种或多种。

3、 如权利要求 1或 2所述的光阻组合物, 其中所述光阻组合物还包括基 于所述光阻组合物总重的:

质量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜料色浆;

质量分数为 1% ~ 50%的含有 ½基团的粘结剂树脂;

质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第二光致聚合引发剂;

质量分数为 7.3% ~ 59.39%的第一溶剂; 和

质量分数为 0.01% ~ 5%的助剂。 4、 如权利要求 3所述的光阻组合物, 其中

所述含有 基团的粘结剂树脂包括曱基丙烯酸与曱基丙烯酸苄酯共聚 物;

所述含有烯基不饱和键的可聚合单体包括选自三羟曱基丙烷三丙烯酸 酯、 二季戊四醇六丙婦酸酯和季戊四醇三丙婦酸酯中的一种或多种;

所述第二光致聚合引发剂包括选自 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基 苯基酮和 2-羟基 -2-曱基—1—苯基— 1—丙酮中的一种或多种;

所述第一溶剂包括选自丙二醇单曱醚醋酸酯、 3-乙氧基丙酸乙酯和环己酮 中的一种或多种; 且

所述助剂包括选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种。

5、 如权利要求 3所述的光阻组合物, 其中所述第一黑色颜料色浆和第二 黑色颜料色浆分别包括基于所述第一黑色颜料色浆和所述第二黑色颜料色浆 的总重的:

质量分数为 1% ~ 20%的黑色颜料;

质量分数为 1% ~ 50%的超分散剂;

质量分数为 0.5% ~ 10%的助分散剂;

质量分数为 0.1 % ~ 5%的添加剂; 和

质量分数为 39% ~ 97.4%的第二溶剂。

6、 如权利要求 5所述的光阻组合物, 其中

所述黑色颜料包括选自炭黑和钛黑中的一种或多种;

所述超分散剂包括选自酰胺类聚合物、 含有亲颜料基团的高分子嵌段聚 合物、 有机硅表面活性剂、 改性聚氨酯和改性聚丙烯酸酯中的一种或多种; 所述助分散剂包括选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中的一种或多种; 所述第二溶剂为选自丙二醇单曱醚醋酸酯和 3-乙氧基丙酸乙酯中的一种 或多种; 和

所述添加剂为选自吐温和司盘中的一种或多种。

7、 如权利要求 1 ~ 6 中任一项所述的光阻组合物, 其中所述碱不溶性树 脂包括环氧树脂或聚氨酯树脂。 8、 一种光阻组合物的制备方法, 包括:

将基于嚢芯总重的质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、 质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体、质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料 色浆、质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂、质量分数为 0.1% ~ 5% 的偶联剂混合后进行分散, 制得微胶嚢的嚢芯用组合物;

将所述微胶嚢的嚢芯用组合物滴加于用于形成微胶嚢嚢壁的树脂溶液中 并搅拌, 形成 胶嚢悬浮液;

将所述微胶嚢悬浮液过滤、 筛分、 干燥并固化, 制得微胶嚢;

将基于所述光阻组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢与光阻组合 物的其它组分混合, 形成光阻组合物。

9、 如权利要求 8所述的光阻组合物的制备方法, 其中所述光阻组合物的 其它组分包括基于所述光阻组合物总重的质量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜 料色浆、 质量分数为 1% ~ 50%的含有羧基基团的粘结剂树脂、 质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体、 质量分数为 0.1% ~ 10%的第二 光致聚合引发剂、 质量分数为 7.3% ~ 59.39%的第一溶剂和质量分数为 0.01% ~ 5%的助剂。

10、 一种彩膜基板, 其包括使用如权利要求 1 ~ 7中任一项所述的光阻组 合物或根据权利要求 8或 9所述方法制成的光阻组合物制成的黑矩阵。

11、 一种显示装置, 其包括如权利要求 10所述的彩膜基板。

Description:
光阻组合物及其制备方法、 彩膜基板和显示装置 技术领域

本发明实施例涉及一种光阻组合物及其制备方 法、彩膜基板和显示装置。 背景技术

在平板显示装置中, 薄膜晶体管液晶显示器( Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, 筒称 TFT-LCD )具有体积小、 功耗低、 制造成本相对较低和 无辐射等特点, 在当前的平板显示器市场占据了主导地位。

目前, TFT-LCD 的主要结构包括对盒在一起的阵列基板和彩膜 基板 ( CF )。 其中, 彩膜基板主要包括: 玻璃基板、 黑矩阵(Black Matrix, 筒称 BM )、 彩色光阻和保护膜。 一般而言, 黑矩阵以格栅、 条纹或斑纹形式排列 在彩色光阻形成的彩色图案之间, 黑矩阵的主要作用是通过抑制颜色间的混 合来提高画面对比度, 也可以遮挡杂散光, 防止像素间漏光引起的 TFT工作 失常。

黑矩阵用光阻组合物经过涂覆、 曝光以及显影形成黑矩阵, 现有的黑矩 阵用光阻组合物包括黑色色浆、 光聚合单体、 光引发剂以及有机溶剂, 其中, 黑色色浆主要用于形成黑色以防止漏光, 光引发剂在紫外光照射下诱导光聚 合单体发生聚合反应形成聚合物膜, 黑矩阵需要具有高的光屏蔽性能, 但由 于产线制程工艺影响, 如 BM制备工艺较早, 在其后还需进行彩色光阻以及 保护层的制备等工序, 此外, 还有 粒(particle )、 异物等影响, BM层难免 会受到刮伤破损, 导致破损部分漏光, 形成白缺, 影响 TFT-LCD产品品质; 为避免此不良, 现有工艺需要在黑矩阵制备完成后进行修补( repair )工序, 如图 la〜图 lc所示, 现有技术黑矩阵制作流程示意图, 图 la为涂覆黑矩阵 用光阻组合物后某些位置存在破损, 图 lb为采用激光照射黑矩阵用光阻组合 物后, 使黑矩阵破损部分位置形成规则形状的白缺, 图 lc为采用修补工艺对 形成的白缺进行了修补, 修补工序可以对破损处通过添加黑矩阵用光阻 组合 物并固化后进行修补。

现有技术的缺陷在于, 当黑矩阵出现白缺时, 需要专门的修补工序, 另 外需要额外设备来添加黑矩阵用光阻组合物, 造成成本增加。 发明内容

为解决上述问题, 本发明实施例提供了一种自修补型光阻组合物 , 其可 以对黑矩阵破损处进行自修补, 大大提高产品的良率。

在本发明的一个实施方式中, 提供了一种光阻组合物, 其包括基于所述 光阻组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢, 所述微胶嚢具有嚢壁和嚢 芯, 其中所述嚢壁包括碱不溶性树脂, 且所述嚢芯包括基于嚢芯总重的: 质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物;

质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体;

质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料色浆;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂; 和

质量分数为 0.1% ~ 5%的偶联剂。

在一个方面, 所述光固化不饱和树脂低聚物包括选自环氧丙 烯酸树脂和 聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或多种; 所述光聚合单体包括选自二季戊四醇六 丙烯酸酯(DPHA )、 三羟曱基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA )和季戊四醇五丙烯 酸酯(DPPA )中的一种或多种; 所述第一光致聚合引发剂包括选自 2-羟基 -2- 曱基 -1-苯基 -1-丙酮、 1-羟基环己基苯基曱酮和 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代 丙基苯基酮中的一种或多种; 所述偶联剂包括选自 γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三曱 硅烷和 γ-曱基丙烯酰氧丙基三曱氧基硅烷中的一种或 多种。

在另一方面, 所述光阻组合物还包括基于所述光阻组合物总 重的: 质量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜料色浆;

质量分数为 1% ~ 50%的含有 ½基团的粘结剂树脂;

质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第二光致聚合引发剂; 质量分数为 7.3% ~ 59.39%的第一溶剂; 和

质量分数为 0.01% ~ 5%的助剂。

其中, 例如, 所述含有 M ^基团的粘结剂树脂包括曱基丙烯酸与曱基丙 烯酸苄酯共聚物; 所述含有婦基不饱和键的可聚合单体包括选自 三羟曱基丙 烷三丙烯酸酯、 二季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯 中的一种或多 种; 所述第二光致聚合引发剂包括选自 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基苯 基酮和 2-羟基 -2-曱基- 1 -苯基- 1 -丙酮中的一种或多种; 所述第一溶剂包括选自 丙二醇单曱醚醋酸酯、 3-乙氧基丙酸乙酯和环己酮中的一种或多种; 述助剂 包括选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种 。

其中, 例如, 所述第一黑色颜料色浆和第二黑色颜料色浆分 别包括基于 所述第一黑色颜料色浆和所述第二黑色颜料色 浆的总重的:

质量分数为 1% ~ 20%的黑色颜料;

质量分数为 1% ~ 50%的超分散剂;

质量分数为 0.5% ~ 10%的助分散剂;

质量分数为 0.1 % ~ 5%的添加剂; 和

质量分数为 39% ~ 97.4%的第二溶剂。

例如, 所述黑色颜料包括选自炭黑和钛黑中的一种或 多种; 所述超分散 剂包括选自酰胺类聚合物、 含有亲颜料基团的高分子嵌段聚合物、 有机硅表 面活性剂、 改性聚氨酯和改性聚丙烯酸酯中的一种或多种 ; 所述助分散剂包 括选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中的一种 或多种; 所述第二溶剂为选自 丙二醇单曱醚醋酸酯和 3-乙氧基丙酸乙酯中的一种或多种; 所述添加剂为选 自吐温和司盘中的一种或多种。

在又一方面, 所述碱不溶性树脂包括环氧树脂或聚氨酯树脂 , 例如, 江 苏三木生产的环氧丙烯酸树脂 6118、环氧丙烯酸树脂 6104或聚氨酯丙烯酸酯 SM6201。

本发明实施例的光阻组合物适合用于制备黑矩 阵。

在本发明的另一实施方式中, 提供了一种光阻组合物的制备方法, 包括: 将基于嚢芯总重的质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、 质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体、质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料 色浆、质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂和质量分数为 0.1% ~ 5% 的偶联剂混合后进行分散, 制得微胶嚢的嚢芯用组合物;

将所述微胶嚢的嚢芯用组合物滴加于用于形成 微胶嚢嚢壁的树脂溶液中 并搅拌, 形成 胶嚢悬浮液;

将所述微胶嚢悬浮液过滤、 筛分、 干燥并固化, 得到微胶嚢; 和 将基于光阻组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢与光阻组合物的 其它组分混合, 形成光阻组合物。

在一个方面, 所述光阻组合物的其它组分包括基于所述光阻 组合物总重 的质量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜料色浆、质量分数为 1% ~ 50%的含有羧 基基团的粘结剂树脂、 质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单 体、质量分数为 0.1% ~ 10%的第二光致聚合引发剂、质量分数为 7.3% ~ 59.39% 的第一溶剂和质量分数为 0.01% ~ 5%的助剂。

在本发明的另一实施方式中, 提供了一种彩膜基板, 其包含使用如上所 述的或根据上述方法制成的光阻组合物制成的 黑矩阵。

在本发明的又一实施方式中, 提供了一种显示装置, 其包括如上所述的 彩膜基板。 附图说明

图 la〜图 lc为现有技术黑矩阵制作流程示意图;

图 2a〜图 2b为本发明黑矩阵制作流程示意图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 通过以下具体实施方式 对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种光阻组合物, 其包括基于所述光组组合物总重 的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢, 所述微胶嚢具有嚢壁和嚢芯, 其中所述嚢 壁包括碱不溶性树脂, 且所述嚢芯包括基于所述嚢芯总重的: 质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物;

质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体;

质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料色浆;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂; 和

质量分数为 0.1% ~ 5%的偶联剂。

基于光阻组合物总重, 本发明实施例的光阻组合物中包含质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢。 当微胶嚢在光阻组合物中的含量过低时, 如果黑矩阵出 现白缺, 可能微胶嚢破裂不能填补所有的白缺。 当微胶嚢在光阻组合物中的 含量过高时, 增加成本; 而且现有工艺造成黑矩阵的白缺并不会很多, 添加 大量微胶嚢会造成不必要的浪费。 发明人经大量工作发现, 当光阻组合物中 的微胶嚢的质量分数为所述光阻组合物总重的 1% ~ 10%时, 可解决现有技术 中黑矩阵出现白缺的问题。

在一个方面, 所述光固化不饱和树脂低聚物包括选自环氧丙 烯酸树脂和 聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或多种; 所述光聚合单体包括选自二季戊四醇六 丙烯酸酯(DPHA )、 三羟曱基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA )和季戊四醇五丙烯 酸酯(DPPA )中的一种或多种; 所述第一光致聚合引发剂包括选自 2-羟基 -2- 曱基 -1-苯基 -1-丙酮 ( RI.-1173 ), 1-羟基环己基苯基曱酮(RL-184 )和 2-苯基 苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基苯基酮(RI.-369 )中的一种或多种; 且所述偶联 剂包括选自 γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三曱^ 硅烷(KH-560 )和 γ-曱基丙烯酰氧 丙基三曱氧基硅烷 ( ΚΗ-570 ) 中的一种或多种。

在另一方面, 所述光阻组合物还包括基于所述光阻组合物总 重的: 质量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜料色浆;

质量分数为 1% ~ 50%的含有 ½基团的粘结剂树脂;

质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体;

质量分数为 0.1% ~ 10%的第二光致聚合引发剂;

质量分数为 7.3% ~ 59.39%的第一溶剂;

质量分数为 0.01% ~ 5%的助剂。

其中, 例如, 所述含有 Μ ^基团的粘结剂树脂包括曱基丙烯酸与曱基丙 烯酸苄酯共聚物; 所述含有婦基不饱和键的可聚合单体包括选自 三羟甲基丙 烷三丙烯酸酯、 二季戊四醇六丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯 中的一种或多 种; 所述第二光致聚合引发剂包括选自 2-苯基苄 -2-二甲基胺 -4'-吗啉代丙基苯 基酮和 2-羟基 -2-甲基- 1 -苯基- 1 -丙酮中的一种或多种; 所述第一溶剂包括选自 丙二醇单甲醚醋酸酯、 3-乙氧基丙酸乙酯和环己酮中的一种或多种; 所述助 剂包括选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多 种。

在一个方面, 所述第一黑色颜料色浆和第二黑色颜料色浆分 别包括基于 所述第一黑色颜料色浆和所述第二黑色颜料色 浆的总重的:

质量分数为 1% ~ 20%的黑色颜料;

质量分数为 0.5% ~ 10%的助分散剂;

质量分数为 0.1 % ~ 5%的添加剂; 和

质量分数为 39% ~ 97.4%的第二溶剂。

其中, 例如, 所述黑色颜料包括选自炭黑和钛黑中的一种或 多种; 所述 超分散剂包括选自酰胺类聚合物、 含有亲颜料基团的高分子嵌段聚合物、 有 机硅表面活性剂、 改性聚氨酯和改性聚丙烯酸酯中的一种或多种 ; 所述助分 散剂包括选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中 的一种或多种; 所述第二溶剂 为选自丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA )和 3-乙氧基丙酸乙酯中的一种或多种; 所述添加剂为选自吐温和司盘中的一种或多种 。

在另一方面, 所述碱不溶性树脂包括环氧树脂或聚氨酯树脂 , 例如, 江 苏三木生产的环氧丙烯酸树脂 6118、环氧丙烯酸树脂 6104或聚氨酯丙烯酸酯 SM6201。

本发明的另一实施例提供了一种光阻组合物的 制备方法, 包括: 将基于嚢芯总重的质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、 质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体、质量分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料 色浆、质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致聚合引发剂和质量分数为 0.1% ~ 5% 的偶联剂混合后进行分散, 制得微胶嚢的嚢芯用组合物, 其中所述分散可在 转速 800转 /分 ( rpm ) 的条件下进行 2 ~ 3小时( h ); 将所述嚢芯用组合物滴加于用于形成嚢壁的树 脂溶液中并搅拌, 形成微 胶嚢悬浮液;

将所述微胶嚢悬浮液过滤、 筛分、 干燥并固化, 制得微胶嚢; 和 将基于所述光阻组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢与光阻组合 物的其它组分混合, 形成光阻组合物。

在一个方面, 光阻组合物的其它组分包括基于所述光阻组合 物总重的质 量分数为 5% ~ 70%的第二黑色颜料色浆、质量分数为 1% ~ 50%的含有羧基基 团的粘结剂树脂、 质量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体、 质量分数为 0.1% ~ 10%的第二光致聚合引发剂、质量分数为 7.3% ~ 59.39%的 第一溶剂和质量分数为 0.01 % ~ 5%的助剂。

本发明的又一实施例还提供了一种彩膜基板, 其包括使用如上所述的或 根据上述方法制成的光阻组合物制成的黑矩阵 。

本发明的又一实施例还提供了一种显示装置, 其包括上述彩膜基板。 所 述显示装置可以为: 液晶面板、 电子纸、 OLED 面板、 液晶电视、 液晶显示 器、 数码相框、 手机、 平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。

本发明实施例的光阻组合物包括具有嚢壁和嚢 芯的微胶嚢。 在该光阻组 合物的制备过程中, 由于嚢壁的保护作用, 嚢芯物质较难流出。 然而, 在使 用该光阻组合物制备黑矩阵的过程中, 由于污染颗粒的存在或外力的划伤, 会造成黑矩阵出现破损。 此时, 因这种破损引起的剪切力迫使微胶嚢的嚢壁 破裂, 使得内部嚢芯中的组合物流出, 填充满破损处。 当用光照处理所制成 的黑矩阵时, 流出的嚢芯物质中所含的光固化不饱和树脂低 聚物和光聚合单 体在光致聚合引发剂的存在下聚合, 实现对破损的自修补, 从而保持黑矩阵 的完整性, 防止漏光, 进而提高产品的良率。 由于在黑矩阵用光阻组合物中 添加了微胶嚢, 可以节约后续的对黑矩阵的修补工艺, 节约了产品的生产时 间, 提高了产品的生产效率, 并且由于无需额外添加黑矩阵用光阻组合物, 因此可以节约成本。 但本发明并不限于以下实施例。

一、 第一黑色颜料色浆和第二黑色颜料色浆的制备

实施例 1 ~ 5是制备黑色颜料色浆的实施例, 其组分及其质量分数见下表 1。 所制成的黑色颜料色浆在后续实施例中分别根 据需要被用作第一或第二黑 色颜料色浆。将表 1实施例 1 ~ 5中基于黑色颜料色浆总重的质量分数为 1% ~ 20%的黑色颜料、 质量分数为 1% ~ 50%的超分散剂、 质量分数为 0.5% ~ 10% 的助^:剂、 质量分数为 0.1% ~ 5%的添加剂和质量分数为 39% ~ 97.4%的第 二溶剂混合后进行研磨, 具体为将上述组分加入 500L研磨缸中, 再向其中加 入体积为 350mL的 0.5 mm的 4告珠在 2500 rpm的转速下研磨 6h,经筛网滤除 锆珠后得到黑色颜料色浆。

在本实施例中, 黑色颜料选用炭黑; 超分散剂选用含有亲颜料基团的高 分子嵌段聚合物, 如德国毕克公司的 BYK-163、 荷兰埃夫卡公司的 EFKA 4560、 EFKA 4030或 EFKA 4040; 助分散剂选用相乘剂和改善溶剂型助分散 剂; 相乘剂具体选用 Solsperse 5000; 改善溶剂型助分散剂具体选用德国毕克 公司的 BYK 2105或 BYK 2100; 添加剂选用吐温或司盘; 且第二溶剂选用丙 二醇单曱醚醋酸酯(PGMEA )和 3-乙氧基丙酸乙酯。

实施例 1 ~ 5的黑色颜料色浆组分及其质量分数表

二、 微胶嚢的嚢芯用组合物的制备方法

实施例 6 ~ 10是制备微胶嚢的嚢芯用组合物的实施例, 其组分及其质量 分数见下表 2。 将表 2中实施例 6 ~ 10中基于嚢芯总重的质量分数为 10% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、质量分数为 10% ~ 50%的光聚合单体、质量 分数为 10% ~ 70%的第一黑色颜料色浆、 质量分数为 0.1% ~ 10%的第一光致 聚合引发剂和质量分数为 0.1% ~ 5%的偶联剂混合, 形成混合物。 其中, 光固 化不饱和树脂低聚物购自江苏三木公司; 光聚合单体选自二季戊四醇六丙烯 酸酯(DPHA )、 三羟曱基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA )或季戊四醇五丙烯酸酯 ( DPPA );第一光致聚合引发剂选用 2-羟基 -2-曱基 -1-苯基 -1-丙酮(RI.-1173 )、 1-羟基环己基苯基曱酮(RI.-184 )和 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基苯基 酮(RI.-369 ) 中的一种或多种; 且偶联剂选用硅烷偶联剂, 例如 γ-(2,3-环氧 丙氧)丙基三曱氧基硅烷(ΚΗ-560 ) 或 γ-曱基丙烯酰氧丙基三曱氧基硅烷 ( ΚΗ-570 )。

将混合物在搅拌下分散 2 ~ 3 h, 所述搅拌的转速为 800转 /分, 制得微胶 嚢的嚢芯用组合物, 所述搅拌为机械搅拌。 表 2 实施例 6 ~ 10微胶嚢的嚢芯组分及其质量分数表

^:胶嚢的嚢

芯组分及其 实施例 6 实施例 Ί 实施例 8 实施例 9 实施例 10 质量分数 光固化不饱 39.4% 10% 30% 12% 60% 和树脂低聚 环氧丙烯酸 环氧丙烯酸 环氧丙烯酸 聚氨酯丙烯 聚氨酯丙烯 物 树脂 6104 树脂 6118 树脂 6107 酸酯 SM6201 酸酯 SM6201

50% 29.5% 20% 12% 10% 光聚合单体

TMPTA DPHA DPPA DPHA DPHA 10% 60% 40% 70% 17% 第一黑色颜 实施例 2制 实施例 2制 实施例 3制 实施例 3制 实施例 4制 料色浆 得的黑色颜 得的黑色颜 得的黑色颜 得的黑色颜 得的黑色颜 料色浆 料色浆 料色浆 料色浆 料色浆 第一光致聚 0.5% 0.1% 5% 3% 10% 合引发剂 P.I.-1173 P.I.-184 P.I.-369 P.I.-369 P.I.-369

0.1% 0.4% 5% 3% 3% 偶联剂

KH-560 KH-560 KH-560 KH-570 KH-570

实施例 11 ~ 14是制备微胶嚢的实施例, 其组分及其质量分数如下表 3所 示。 将上述制得的微胶嚢的嚢芯组合物滴加于用于 形成微胶嚢嚢壁的树脂溶 液中, 如采用环氧树脂或聚氨酯树脂的二曱苯溶液( 其组分及其质量分数如 下表 3所示)。 由于嚢芯和嚢壁的极性差异, 产生相分离, 采用不同的机械搅 拌速度, 如采用 200 - 1000转 /分(rpm ) 的机械搅拌速度, 使嚢芯组合物在 树脂溶液中形成不同粒径大小的颗粒悬浮液。 将所得的颗粒悬浮液经过滤、 筛分、 干燥并固化, 从而制得粒径在 10 ~ 100 纳米(nm )范围内的微胶嚢颗 粒。 表 3 实施例 11 ~ 14微胶嚢组分及其质量分数表

胶嚢组分及其 实施例 11 实施例 12 实施例 13 实施例 14 质量分数

嚢芯组合物 5% 10% 15% 20%

实施例 7制得的 实施例 7制得的 实施例 7制得的 实施例 7制得的 微胶嚢的嚢芯 微胶嚢的嚢芯 微胶嚢的嚢芯 微胶嚢的嚢芯 嚢壁用树脂 20%环氧树脂 20%环氧树脂 30%聚氨酯树脂 30%聚氨酯树脂 溶剂 75% 70% 55% 50%

二曱苯 二曱苯 二曱苯 二曱苯

4觉拌速度 rpm 500 600 600 800 所得微胶嚢粒径 75 60 65 45

nm 四、 黑矩阵用光阻组合物的制备方法

实施例 15 ~ 19是制备黑矩阵用光阻组合物的实施例, 其组分及其质量分 数见下表 4。 将表 4实施例 15 ~ 19中基于所述光组组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的 胶嚢、质量分数为 1% ~ 50%的含有羧基基团的粘结剂树脂、 质 量分数为 5% ~ 50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体、 质量分数为第二光致 聚合引发剂、质量分数为 7.3% ~ 59.39%的第一溶剂和质量分数为 0.01% ~ 5% 的助剂混合均匀, 得到本发明黑矩阵用光阻组合物。 含有 基团的粘结剂 树脂选用曱基丙烯酸与曱基丙烯酸苄酯共聚物 (固含量为 20% ); 含有婦基不 饱和键的可聚合单体选用三羟曱基丙烷三丙烯 酸酯( TMPTA )、二季戊四醇六 丙烯酸酯(DPHA )和季戊四醇三丙烯酸酯(DPPA ) 中的一种或多种; 第二 光致聚合引发剂选用 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -4'-吗啉代丙基苯基酮(RI.-369 )和 2—羟基—2—曱基 -1—苯基 -1—丙酮 (RI.-1173 ) 中的一种或多种; 第一溶剂选用丙 二醇单曱醚醋酸酯(PGMEA )、 3-乙氧基丙酸乙酯和环己酮中的一种或多种; 助剂选用硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种 ,硅烷偶联剂具体选用 KH-560 或 KH-570, 流平剂选用荷兰埃夫卡公司生产的 EFKA-3883或 EFKA-3600。 通过类似方法制成对比例 1 ~ 2,其与实施例 16 ~ 17相比,在光阻组合物中不 添加微胶嚢 (缺失微胶嚢质量分数用溶剂补充)。 表 4 实施例 15 ~ 19与对比例 1 ~ 2黑矩阵用光阻组合物的组分及其质量分数表

五、 黑矩阵的制备

分别将实施例 15 ~ 19及对比例 1 ~ 2中制备的黑矩阵用光阻组合物涂覆 于清洗干净的玻璃基板 ( 370mm x 470mm )上, 真空干燥 100秒( s )后, 在 100°C的热板上烘烤 3min。 然后在曝光机中 (内含刻有一定形状图案的光罩) 以 80mJ/cm 2 的能量曝光,再用氢氧化钾或碳酸钠显影 显影 80s,最终在 220 °C 的烘烤炉内烘烤 30min,即制得应用本发明制备的黑色光阻的彩色 滤光片黑矩 阵图案。 六、 检测

为更好验证本发明技术效果, 对涂有实施例 15 ~ 19及对比例 1 ~ 2制备 的黑矩阵用光阻组合物的彩色滤光片基板进行 破坏划伤处理。 在基板上划出 100个 30μηι ~ 50μηι的缺陷点,随后将该基板放置 lOmin,并进行曝光处理(曝 光能量为 100mJ/cm 2 )。 通过 25倍的光学显 镜检测实施例 15 ~ 19和对比例 1 ~ 2的黑矩阵基板膜面, 并记录基板上存在的白缺数量。 结果如表 5所示。

表 5 实施例与对比例划伤后白缺数量比较

由以上结果可见, 由于外力的划伤, 会造成黑矩阵出现破损。 现有技术 制备的黑矩阵, 其破损白缺需要专门的修补工艺对其进行修补 , 而采用本发 明黑矩阵用光阻组合物制备的黑矩阵虽也有破 损, 但少有白缺存在, 其缺陷 率仅为现有黑矩阵白缺缺陷率的 5%左右。这是由于破损引起的剪切作用力迫 使微胶嚢的嚢壁破裂, 使得微胶嚢的嚢芯组合物流出, 填充满破损处, 弥补 白缺的发生。 当用光照处理所制成的黑矩阵时, 流出的嚢芯物质中所含的光 固化不饱和树脂低聚物和光聚合单体在光致聚 合引发剂的存在下聚合, 实现 对破损的自修补, 从而保持黑矩阵的完整性, 防止漏光, 进而提高产品的良 率。

发明的精神和范围。 这样, 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要 求及其等同技术的范围之内, 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。