本发明实施例涉及一种自修补型平坦保护层用 组合物及其制备方法和一 种显示装置。 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 )、 彩色光阻和平坦保护（Overcoat, 筒称 OC )层。 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。 彩色光阻包括红（Red )、 绿（Green )、 蓝 ( Blue )着色层， 为了保证彩膜基板的色彩均匀性与防止漏光， RGB彩色光 阻与 BM之间存在一定宽度的搭接， 通常这个宽度在 3微米以上； 且搭接区 域的 RGB彩色光阻的高度较其他区域偏高， 从而产生较大的角段差； 为了 消除此角段差，需要在 RGB表面涂覆一层 OC材料以保证 CF的表面平坦性， 从而保证取向层 ( PI ) 摩擦 ( rubbing ) 的均匀性来实现高画面品质； 此外， OC层还可以作为保护层以防止着色层中的小分� ��物质迁移至液晶层， 污染 液晶造成色度不均； 因此， OC层表面平整度与完整度对于提升 TFT-LCD产 品品质至关重要。 为避免 OC层不良， 现有工艺需要在平坦保护层制备完成 后进行修补（repair )工序， 该工序可以通过研磨修补对 OC层进行修复， 但 对 OC层破损引起的缺陷还未有有效的修补手段。 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平坦保护层 用组合 物， 其可在光照条件下自修补平坦保护层破损处， 从而大大提高产品的良率。

在本发明的一个实施方式中， 提供了一种自修补型平坦保护层用组合物， 其包括基于所述平坦保护层用组合物总重的质 量分数为 1% ~ 5%的微胶嚢， 所述 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 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物；

质量分数为 30% ~ 60%的光聚合单体；

质量分数为 1 % ~ 10%的光敏剂； 和

质量分数为 0% ~ 5%的添加剂。

在一个方面， 所述平坦保护层用组合物还包括基于所述平坦 保护层用组 合物总重的：

质量分数为 1% ~ 20%的含环氧基团的丙烯酸酯树脂；

质量分数为 1% ~ 20%的固化剂；

质量分数为 70.5% ~ 83.5%的有机溶剂； 和

质量分数为 0.01% ~ 2%的助剂。

在本发明的另一个实施方式中， 提供了一种平坦保护层用组合物的制备 方法， 包括：

将基于嚢芯总重的质量分数为 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、 质量分数为 30% ~ 60%的光聚合单体、 质量分数为 1% ~ 10%的光敏剂和质量 分数为 0% ~ 5%的添加剂混合并分散， 制得嚢芯用组合物；

将所述嚢芯用组合物滴加于用于形成嚢壁的树 脂材料中并搅拌， 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， 得到微胶嚢； 和 将基于所述平坦保护层用组合物总重的质量分 数为 1% ~ 5%的微胶嚢与 平坦保护层用组合物的其它组分混合， 形成平坦保护层用组合物。

在本发明的又一个实施方式中，提供了一种显 示装置，其包括彩膜基板， 其中所述彩膜基板中的平坦保护层采用如本发 明实施例所述的或者根据本发 明实施例所述方法制成的平坦保护层用组合物 得到。 具体实施方式

为解决现有技术中存在的平坦保护层的破损未 能修补导致产品缺陷的技 术问题， 本发明实施例提供了一种平坦保护层用组合物 ， 其中在所述组合物 中增加了包含嚢壁和嚢芯的微胶嚢。 当用该组合物形成的平坦保护层用组合 物中存在缺陷时， 嚢壁在破损剪切力的作用下破裂， 导致嚢芯物质流出。 嚢 芯中所含的光固化不饱和树脂低聚物、 光聚合单体和光敏剂在光照下固化， 从而实现对破损的修补并保持平坦保护层的完 整性和平坦性， 进而提高产品 的良率。 由于在平坦保护层用组合物中添加了微胶嚢， 可以节约后续的对平 坦保护层的修补工艺， 节约了产品的生产时间， 提高了产品的生产效率。

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

本发明实施例提供了一种平坦保护层用组合物 ， 其包括基于所述平坦保 护层用组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢， 所述微胶嚢包括嚢壁和 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 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物；

质量分数为 30% ~ 60%的光聚合单体；

质量分数为 1% ~ 10%的光敏剂； 和

质量分数为 0% ~ 5%的添加剂。

在一个方面， 所述光固化不饱和树脂低聚物可包括选自环氧 丙烯酸树脂、 聚酯丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或 多种。 所述光聚合单体可包括 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 )、 季戊四醇四丙烯酸酯（PETA )和二季戊四醇五丙烯酸酯（DPPA ) 中的一种 或多种。 所述光敏剂可包括选自以下中的一种或多种： 苯偶姻类化合物， 如 安息香、 安息香双曱醚； 苯偶酰类化合物， 如二苯基乙酮； 烷基苯酮类化合 物， 如 α-羟烷基苯酮； 酰基磷氧化物， 如芳酰基膦氧化物、 双苯曱酰基苯基 氧化膦； 二苯曱酮类， 如二苯曱酮、 2,4-二羟基二苯曱酮； 和硫杂蒽酮类化合 物， 如硫代丙氧基硫杂蒽酮、 异丙基硫杂蒽酮。 例如， 所述光敏剂可以是选 自 2-羟基 -2-曱基 -1-苯基丙酮、 2-曱基 -2-(4-吗啉基 )-1-[4-(曱硫基)苯基] -1-丙酮、 2-羟基 -2-曱基 -1-苯基丙酮、 1-羟基环己基苯基曱酮或 2-羟基 -2-曱基 -1-苯基丙 酮中的一种或多种。

在一个实施方式中， 所述平坦保护层用组合物还可包括基于所述平 坦保 护层用组合物总重的：

质量分数为 1% ~ 20%的含环氧基团的丙烯酸酯树脂；

质量分数为 1% ~ 20%的固化剂；

质量分数为 70.5% ~ 83.5%的有机溶剂； 和

质量分数为 0.01% ~ 2%的助剂。

在一个方面， 所述含环氧基团的丙烯酸酯树脂可包括选自丙 烯酸曱酯改 性环氧树脂、 曱基丙烯酸曱酯改性环氧树脂、 丙烯酸乙酯改性环氧树脂、 曱 基丙烯酸乙酯改性环氧树脂、 丙烯酸丁酯改性环氧树脂、 曱基丙烯酸丁酯改 性环氧树脂、 丙烯酸酯共聚物改性环氧树脂和曱基丙烯酸酯 共聚物改性环氧 树脂中的一种或多种。 所述固化剂可包括选自有机酸、 酸酐、 脂肪胺、 芳香 胺和酰胺中的一种或多种， 例如， 选自马来酸酐、 邻苯二曱酸酐、 偏苯三曱 酸酐和聚酰胺树脂中的一种或多种。 所述有机溶剂可包括选自醇、 酯、 酮和 醚中的一种或多种， 例如， 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。

在另一方面， 所述碱不溶性树脂可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、 聚酯丙烯酸树脂 SK8924或聚氨酯丙 烯酸酯 SM6201。

在又一方面， 所述添加剂和所述助剂可分别为附着力促进剂 和流平剂中 的一种或多种。 例如， 所述附着力促进剂可为 γ -(2,3-环氧丙氧)丙基三曱氧基 硅烷 ( ΚΗ-560, 购自山东铭扬化工有限公司）或 γ -曱基丙烯酰 ^^丙基三曱 基硅烷（ΚΗ-570, 购自山东铭扬化工有限公司）， 且所述流平剂可为荷兰埃夫 卡公司的 EFKA-3883。

本发明实施例还提供了一种平坦保护层用组合 物的制备方法， 包括： 将基于嚢芯总重的质量分数为 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物， 质量分数为 30% ~ 60%的光聚合单体、 质量分数为 1% ~ 10%的光敏剂和质量 分数为 0% ~ 5%的添加剂混合并分散， 制得嚢芯用组合物；

将所述嚢芯用组合物滴加于用于形成嚢壁的树 脂材料中并搅拌， 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， 得到微胶嚢； 和 将基于所述平坦保护层用组合物总重的质量分 数为 1% ~ 10%的微胶嚢与 平坦保护层用组合物的其它组分混合， 形成平坦保护层用组合物。

在一个方面， 所述平坦保护层用组合物的其它组分包括基于 所述平坦保 护层用组合物的质量分数为 1% ~ 20%的含环氧基团的丙烯酸酯树脂、 质量分 数为 1% ~ 20%的固化剂、质量分数为 70.5% ~ 83.5%的有机溶剂和质量分数为 0.01% ~ 2%的助剂。

在另一方面， 所述将基于所述平坦保护层用组合物微胶嚢嚢 芯总重的质 量分数为 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、质量分数为 30% ~ 60%的光 聚合单体、 质量分数为 1% ~ 10%的光敏剂和质量分数为 0% ~ 5%的添加剂混 合并分散包括：

将基于所述平坦保护层用组合物微胶嚢嚢芯总 重的质量分数为 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、质量分数为 30% ~ 60%的光聚合单体、质量 分数为 1% ~ 10%的光敏剂和质量分数为 0% ~ 5%的添加剂混合形成混合物； 和

将所述混合物在搅拌下分散 1 ~ 4小时， 所述搅拌的转速为 300 ~ 1000转

/分。

本发明实施例还提供了一种显示装置， 其包括彩膜基板， 所述彩膜基板 中的平坦保护层采用如本发明实施例所述的或 者估计本发明实施例所述方法 制成的平坦保护层用组合物得到。 例如， 所述显示装置可为： 液晶面板、 电 子纸、 OLED 面板、 液晶电视、 液晶显示器、 数码相框、 手机或平板电脑等 具有任何显示功能的产品或部件（

以下 H^^ il用千 5?十太^ W

步解释， 但本发明并不限于以下实施例。

一、 嚢芯用组合物的制备方法

实施例 1 ~ 5是制备嚢芯用组合物的实施例。将表 1中所列的实施例 1 ~ 5 中基于嚢芯总重的质量分数为 30% ~ 60%的光固化不饱和树脂低聚物、 质量 分数为 30% ~ 60%的光聚合单体、 质量分数为 1% ~ 10%的光敏剂和质量分数 为 0% ~ 5%的添加剂混合形成混合物。

将所述混合物在 600转 /分的转速下分散 2小时， 制得嚢芯用组合物， 所 述搅拌可以采用机械搅拌的方式。

表 1 嚢芯实施例 1 ~ 5组分及其质量分数表 嚢芯组分及

实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 其质量分数

光固化不饱 30% 环氧丙 39% 聚酯丙 47% 环氧丙 50%环氧丙 60% 聚氨酯 和树脂低聚 烯酸树脂 烯酸树脂 烯酸树脂 烯酸树脂 丙烯酸酯 物 6118 SK8924 6118 6118 SM6201

20% DPHA;

30% DPHA; 30% PETA;

光聚合单体 60% DPHA 16% PETA; 30% DPPA

29% TMPTA 15% TMPTA

10% TMPTA

1% 2-曱基

10% 2-羟基

—2-(4-吗啉 5% 2-羟基 -2- 2% 1-羟基环 5% 2-羟基 -2- —2-曱基小苯

光敏剂 基) -1—[4- (曱硫 曱基小苯基 己基苯基曱 曱基小苯基 基丙酮

基)苯基]小丙 丙酮 ( 1173 ) 酮 （ 184 ) 丙酮 ( 1173 ) ( 1173 )

酮 ( 907 )

3% KH-560; 添加剂 0 1% KH-560 2% KH-560 3% KH-560

2% KH-570 实施例 6 ~ 9是制备微胶嚢的实施例。 将如实施例 1 ~ 5所制得的嚢芯组 合物， 滴加于用于形成嚢壁的树脂溶液中， 其中各树脂溶液的组分及其质量 分数如表 2所示。

由于嚢芯和嚢壁的极性差异， 产生相分离。 分别采用 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过滤， 筛分， 干燥并固化， 从而制得具有不 同粒径大小的微胶嚢颗粒， 微胶嚢粒径在 10 ~ 100 nm。 具体所用的搅拌速度 及所得微胶嚢颗粒的粒径见表 2。

表 2 微胶嚢组分及其质量分数表

三、 平坦保护层用组合物的制备方法

实施例 10 ~ 14是制备平坦保护层用组合物的实施例。 将表 3中基于所述 平坦保护层用组合物总重的质量分数为 1% ~ 10%的微胶嚢、质量分数为 1% ~ 20%的含环氧基团的丙烯酸酯树脂、 质量分数为 1% ~ 20%的固化剂、 质量分 数为 70.5% ~ 83.5%的有机溶剂和质量分数为 0.01% ~ 2%的助剂混合均匀，得 到所需的平坦保护层用组合物。

表 3 平坦保护层用组合物的组分及其质量分数表 平坦保护层

用组合物的

实施例 10 实施例 11 实施例 12 实施例 13 实施例 14 组分及其质 量分数 含环！ ^团 1% 丙烯酸曱 5% 丙烯酸乙 10% 丙烯酸 15% 曱基丙 20% 曱基丙 的丙烯酸酯 酯改性环氧树 酯改性环氧树 曱酯改性环氧 烯酸曱酯改性 烯酸曱酯改性 树脂 月 § 月 § 树脂 环氧树脂 环氧树脂

20% 马来酸 1%邻苯二曱 6%偏苯三曱 5% 聚酰胺树 5% 聚酰胺树 固化剂

酐 酸酐 酸酐 脂 -651 脂 -651

2.5% 实施例

1% 实施例 6 10% 实施例 7 2% 实施例 8 5% 实施例 9 纖嚢 6制备的 ^：胶 制备的微胶嚢 制备的微胶嚢 制备的微胶嚢 制备的微胶嚢

嚢

50% 丙二醇 50% 丙二醇

77.99% 丙二 83.5% 丙二 单曱醚醋酸酯 单曱醚醋酸酯 70.5% 丙二 有机溶剂 醇单曱醚醋酸 醇单曱醚醋酸 (PGMEA); (PGMEA); 醇单曱醚醋酸 酯 (PGMEA) 酯 (PGMEA) 310/。3-乙|1^ 23.5% 3-乙氧 酯 (PGMEA) 丙酸乙酯 基丙酸乙酯

1% KH-570;

0.5% 1.0%

0.5%

0.01% KH-560; KH-560;

助剂 0.5% KH-560 KH-560;

KH-560 0.5% 0.5%

0.5% EFKA-3883 EFKA-3883

EFKA-3883

四、 平坦保护层的制备

实施例 15 ~ 19是制备平坦保护层的实施例。 分别将实施例 10 ~ 14中制 备的平坦保护层用组合物涂覆于清洗干净的已 涂覆黑矩阵及彩色光阻层的玻 璃基板上（ 370 mm * 470 mm ), 真空干燥 30 ~ 240 s后， 在 200 ~ 250 °C的烘 烤炉内烘烤 20 ~ 50min。将经烘烤的带涂层玻璃基板冷却到室温� ��制得实施例 15 ~ 19的平坦保护层。 具体工艺参数见表 4和表 5。

在平坦保护层制备过程中采用的工艺条件

五、 检测

为验证平坦保护层的自修复性能， 对涂覆平坦保护层的玻璃基板进行破 坏划伤处理， 观察破损处膜层状态， 并与传统平坦层进行对比。

在实施例 15 ~ 19的平坦保护层上分别形成 100个 30 ~ 50 μηι的膜面划伤 破坏点， 随后以 50mJ/cm ² 的曝光量对其进行光照处理。

制备组成与实施例 18、 19的平坦保护层相同但不含微胶嚢的平坦保护� �� 作为对比例 1、 2。在对比例 1和 2的平坦保护层上分别形成 100个 30 ~ 50 μηι 的膜面划伤破坏点， 随后以 50mJ/cm ² 的曝光量对其进行光照处理。

在光照处理之前和之后分别使用自动光学检测 AOI ( Auto Optical Inspection )设备对实施例 15 ~ 19和对比例 1、 2的平坦保护层进行检测， 记 录其上存在的缺陷数量。 结果如下表 6所示。 表 6 平坦保护层自修补性能的测试结果

通过检测可以发现， 由于污染颗粒存在或外力的划伤， 会造成平坦保护 层出现破损。 这样的破损往往需要额外的工序进行修补， 从而增加了生产工 艺的复杂性和成本。 然而， 从上表所示结果可见， 采用本发明实施例的平坦 保护层用组合物制备的平坦保护层由于具有自 修复效果而大大减少了这样的 破损， 其缺陷率为现有平坦保护层缺陷率的 10%左右。 这是由于破损引起的 剪切作用力迫使嚢壁破损， 使得嚢芯组合物流出， 填充满破损处。 经过一曝 光处理， 即可完成对破损的自修补， 从而降低了工艺的复杂性和生产成本， 并且大大提升 TFT-LCD的产品良率与产品品质。 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。