TWI386465B - 用於濾色器之墨水組成物，使用該組成物製備濾色器的方法及濾色器 - Google Patents

用於濾色器之墨水組成物，使用該組成物製備濾色器的方法及濾色器 Download PDF

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Description

用於濾色器之墨水組成物,使用該組成物製備濾色器的方法及濾色器 發明背景
本發明係有關一種用於濾色器之墨水組成物、一種製備濾色器的方法、和一種使用該組成物之濾色器。更具體地說，本發明係有關一種濾色器墨水組成物，其因為其在印刷時不阻塞噴嘴而具有極佳噴射性質和加工性，且使用其所製備之圖案也具有極佳的耐熱性、化學抗性、膜硬度、貯藏穩定性、和緊密接觸性質。
一般而言，濾色器係用於液晶顯示器(LCD)、照相機之濾光器及其類似物。其係藉由在電荷偶合裝置或透明基材上塗布用多於三種顏色著色之細區域製造。著色薄膜以染色、印刷、電泳沈積(EPD)、顏料分散、和噴墨方法一般地製造。
藉由在基材上用染劑例如天然光敏樹脂例如明膠及其類似物、胺改質之聚乙烯基醇、胺改質之丙烯酸基樹脂及其類似物，形成影像，然後用直接染料將影像染色而使染色形成著色薄膜。然而，因為每當顏色需要變化以在相同基材上形成多色薄膜時，染色方法應包括抗染印刷，所以染色方法會變成更複雜和延遲。此外，普遍使用之染料和樹脂本身通常具有良好的色彩鮮明度和分散但具有不良的耐光性、耐水性、和耐熱性，其為非常重要的特性。
藉由印刷藉由將顏料分散在熱硬化或光硬化樹脂中製備之墨水和用熱或光將其硬化，印刷形成一種著色薄膜。與其他的方法比較，此方法可減少材料成本，但在形成精細和精確的影像方面，以及在獲得均勻薄膜層方面有困難。韓國公開專利號95－703746和96－11513揭示一種以噴墨方法製造濾色器之方法。然而，其也具有與染色相同之惡化的耐久性和耐熱性之問題，因為其也使用一種從噴嘴分散之染料類型防染組成物來完成精細且精確的彩色印刷。
另外，韓國公開專利號93－7000858和96－29904揭示使用電沈澱方法之電泳沈積(EPD)。電泳沈積(EPD)可形成一種精確著色薄膜，其因為包括顏料而具有著色薄膜之極佳耐熱性和耐光性。然而，當未來更精密像素需要更精細的電極圖案時，難以將該方法應用至需要高精密之濾色器，因為著色薄膜會由於電阻而被污染或在兩端為較厚。
顏料分散方法藉由在具有黑色基質之透明基材上重複一系列的製程例如塗布、曝光、顯色、和硬化一種包括著色劑之光聚合物組成物，形成一種著色薄膜。此顏料分散方法可改良耐熱性和耐久性，其為濾色器之非常重要的特性，和均勻地保持薄膜之厚度。此外，因為其不但容易施用且也可完成精細圖案，所以其通常被採用。作為例子，韓國公開專利號92－7002502和95－7000359和韓國專利公告號94－5617和95－11163揭示一種以此顏料分散方法製造防染之方法。
然而，此顏料分散方法在管理產率方面有困難，因為紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)之每個頻色分別地需要塗布、曝光、顯色，和硬化來形成像素，其使整個製程線較長和增加製程中控制因素。此外，當電子品例如監視器、電視及其類似物需要高顏色解析度和高對比度，會引起一些例如增加塗層厚度及其類似者之問題。
因此，此習知顏料分散方法最近已被一些新方法替代。新方法中代表性地包括一種噴墨印刷方法。噴墨印刷方法在玻璃基材上形成一種防光層例如黑色基材及其類似物和在像素空間中嵌入墨水。此方法不需要例如塗布、曝光、顯色及其類似步驟之製程，且藉此可減少製程中所需要的必需材料和簡化整個製程線。
噴墨方法應在像素之中形成一種彩色層以具有均勻和極佳顏色特性。因此，當墨水從其噴墨頭分散時，噴嘴不應被阻塞。進一步地，墨水應用相同的量和相同的液滴數分散在像素內。分散性能決定性地視噴墨頭噴嘴之表面和彩色墨水之間的交互作用而定。此外，當墨水被噴射時，應防止溢出至附近像素的開口和污染像素。
此外，當圖案以噴墨方法形成時，應具有與顏料分散方法相同的可靠性。其也應具有耐熱性、化學抗性、薄膜強度、貯藏穩定性及其類似性質。當圖案不符合這些特性時，在濾色器之後處理期間會引起顏色變化、損害及其類似者之問題。
 發明概述
本發明之一例示性具體實例提供一種具有極佳噴射性質之濾色器墨水組成物，因為其在分散期間不阻塞噴嘴，且也具有極佳之圖案的耐熱性、化學抗性、薄膜強度、貯藏穩定性、和緊密接觸性質。
本發明之另一具體實例提供一種製造濾色器墨水組成物之方法。
本發明之另一具體實例提供一種從墨水組成物製造之濾色器。
本發明之具體實例不限於上述技術目的，且該領域具有通常知識者可了解其他技術目的。
根據本發明之一具體實例，所提供的是一種濾色器墨水組成物，其包括以下式1至3表示之丙烯酸基共聚物樹脂、可聚合單體、顏料、和溶劑。
在上式1至3中，R1 至R3 和R5 至R8 為相同或獨立地選自由氫和經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基組成之群組，Ar1 和Ar2 為相同或獨立地選自由經取代或未經取代之芳基和經取代或未經取代之雜芳基組成之群組，n1 和n2 為相同或獨立地為範圍從1至5之整數，e為範圍從1至10之整數，f為範圍從1至5之整數，及a、b、和c為在1至50之數值範圍的重複單元之莫耳比。
本發明之另一具體實例提供一種製造濾色器之方法， 其包括使用噴墨方法將上述濾色器墨水組成物塗布在基材上以形成一種圖案，和硬化該圖案。
本發明之另一具體實例提供一種使用濾色器墨水組成物製造之濾色器。
以下，將詳細地描述本發明之具體實例。
根據本發明之一具體實例，濾色器墨水組成物包括一種作為黏合劑樹脂之丙烯酸基共聚物樹脂，且可藉此獲得極佳噴射性質、噴射穩定性、和貯藏穩定性，致使其可長期使用。此外，當該濾色器墨水組成物被形成圖案時，該圖案可具有改良之耐熱性、化學抗性、和薄膜強度。
 發明的詳細說明
以下將詳細地描述本發明之例示性具體實例。然而，這些具體實例僅為範例，且本發明不被限制於此。
以下，詳細地例示根據本發明之一具體實例的濾色器墨水組成物之成分。
[A]丙烯酸基共聚物樹脂
丙烯酸基共聚物樹脂為一種包括以下式1至3表示之重複單元的共聚物樹脂：
在上式1至3中，R1 至R3 和R5 至R8 為相同或獨立地選自由氫和經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基組成之群組，且較佳為氫或－CH3 ，Ar1 和Ar2 為相同或獨立地選自由經取代或未經取代之芳基和經取代或未經取代之雜芳基組成之群組，且較佳為Ar1 和Ar2 為相同或獨立地選自由經取代或未經取代之C6 至C10 芳基和經取代或未經取代之C5 至C9 雜芳基組成之群組，其中經取代之芳基和經取代之雜芳基較佳包括選自由H、－CH3 、和－OC(CH3 )3 組成之群組的取代基，n1 和n2 為相同或獨立地為範圍從1至5之整數，e為範圍從1至10之整數，f為範圍從1至5之整數，及a、b、和c為在1至50之數值範圍的重複單元之莫耳比。
丙烯酸基共聚物樹脂可進一步包括一種以下式4表示之重複單元。
在上式4中，R4 係選自由氫和經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基組成之群組，R9 係選自由經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基，較佳為經烷氧基取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之雜環烷基、降莰基()、和經取代或未經取代之醇，較佳為一級醇或二級醇、經取代或未經取代之烷基醚、和環氧丙基組成之群組。
R9 之例子較佳為選自由－CH3 、－C2 H5 、－C4 H9 、－(CH2 )3 CH3 、 －CH2 CH(CH3 )2 、－C(CH3 )3 、－CH2 CH(C2 H5 )C4 H9 、－CH2 CH(CH3 )CH2 CH(CH3 )CH2 CH(CH3 )2 、－C12 H25 、－C13 H27 、－C14 H29 、－C15 H31 、－C16 H33 、－C17 H35 、－C18 H37 、－C2 H4 OC4 H9 、－(CH2 CH2 O)2 C4 H9 、－(CH2 CH2 O)3 CH3 、－(CH2 CH2 O)9 CH3 、、、、降莰基、－CH2 CH2 OH、－CH2 CH(OH)CH3 、－CH2 CH(OH)CH3 、－CH2 CH(OH)CH2 CH3 、和環氧丙基組成之群組，及以丙烯酸基共聚物為基準，d為0.1至50莫耳%，且較佳為1至45莫耳%。
在本說明書中，當沒有提供特定定義時，“經取代”此詞係指經至少一個選自由羥基、鹵素、經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之雜環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之雜芳基、和經取代或未經取代之烯基組成之群組，且較佳為選自由經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之雜環烷基、和經取代或未經取代之烷氧基組成之群組的取代基取代。
在本說明書中，當沒有提供特定定義時，“烷基”係指C1 至C30 烷基且較佳為C1 至C18 烷基，“環烷基”係指C3 至C20 環烷基且較佳為C3 至C10 環烷基，“雜環烷基”係指C2 至C20 雜環烷基且較佳為C2 至C10 雜環烷基，“烷氧基”係指C1 至C20 烷氧基，較佳為C1 至C10 烷氧基，和更佳為C1 至C4 烷氧基，“芳基”係指C6 至C40 芳基且較佳為C6 至C20 芳 基，“雜芳基”係指C2 至C30 雜芳基且較佳為C2 至C18 雜芳基，“烯基”係指C2 至C20 烯基且較佳為C2 至C10 烯基，“醇”係指C1 至C20 醇，較佳為C1 至C10 醇，和更佳為C1 至C5 低碳醇，和“烷基醚”係指C2 至C20 烷基醚且較佳為C2 至C10 烷基醚。
“雜環烷基”或”雜芳基”係指包括1至20個，較佳為1至15個，和更佳為1至5個選自由N、O、S、和Si組成之群組的雜原子之環烷基和芳基。
丙烯酸基共聚物樹脂，其包括以上式1至3表示之重複單元，和選擇性地，以化學式4表示之重複單元，沒有共聚物限制，但可為一種包括規則地重複重複單元的嵌段共聚物或包括任意地重複重複單元的無規共聚物。
此外，丙烯酸基共聚物樹脂，其包括以上式1至3表示之重複單元，和選擇性地以化學式4表示之重複單元，可以藉由苯乙烯基化合物或丙烯酸基化合物之自由基引發作用的另外聚合作用來製備。
苯乙烯基化合物或丙烯酸基化合物包括苯乙烯、4－甲基苯乙烯、4－丁氧基苯乙烯、1－甲基苯乙烯、1－甲基4’－甲基苯乙烯、1－甲基4’－丁氧基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸2－乙基己酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸正月桂酯、丙烯酸正十三酯、丙烯酸肉豆蔻酯、丙烯酸十五酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十七酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸正丁氧基乙酯、丁氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、 甲氧基壬基乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸異莰酯(isobonyl acrylate)、丙烯酸2－羥乙酯、丙烯酸2－羥丙酯、丙烯酸2－羥丁酯、丙烯酸環氧丙酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸2－乙基己酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸正十三酯、甲基丙烯酸正肉豆蔻酯、甲基丙烯酸十五酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十七酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸正丁氧基乙酯、丁氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基壬基乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸異莰酯(isobonyl methacrylate)、甲基丙烯酸2－羥乙酯、甲基丙烯酸2－羥丙酯、甲基丙烯酸2－羥丁酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、2－丙烯醯基、氧基乙基琥珀酸、2－丙烯醯基二氧基乙基琥珀酸、2－丙烯醯基三氧基乙基琥珀酸、2－丙烯醯基四氧基乙基琥珀酸、2－丙烯醯基五氧基乙基琥珀酸、2－甲基丙烯醯基氧基乙基琥珀酸、2－甲基丙烯醯基二氧基乙基琥珀酸、2－甲基丙烯醯基三氧基乙基琥珀酸、2－甲基丙烯醯基四氧基乙基琥珀酸、2－甲基丙烯醯基五氧基乙基琥珀酸、丙烯酸2－苯氧基乙酯、2－苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基三乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基四乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基五乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基六乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基七乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基八乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基九乙二 醇丙烯酸酯、2－苯氧基十乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸2－苯氧基乙酯、2－苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基四乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基五乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基六乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基七乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基八乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基九乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基十乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸2－苯氧基乙酯、2－苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基三乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基四乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基五乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基六乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基七乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基八乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基九乙二醇丙烯酸酯、2－苯氧基十乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸2－苯氧基乙酯、2－苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基四乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基五乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基六乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基七乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基八乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基九乙二醇甲基丙烯酸酯、2－苯氧基十乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸2－(三級丁基)苯氧基乙酯、2－(三級丁基)苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基三乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基四乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基五乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基六乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基七乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基八乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基九乙二醇丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基十乙二醇丙烯酸酯、甲基丙 烯酸2－(三級丁基)苯氧基乙酯、2－(三級丁基)苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基四乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基五乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基六乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基七乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基八乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級丁基)苯氧基九乙二醇甲基丙烯酸酯、2－(三級－丁基)苯氧基十乙二醇甲基丙烯酸酯、及其組合。
丙烯酸基共聚物樹脂可具有範圍從3000至15,000之重量平均分子量(Mw)。在另一具體實例中，其可具有範圍從5000至10,000之重量平均分子量。當其具有小於3000之重量平均分子量時，會引起慢硬化率和非均勻塗布表面之問題。然而，當其具有超過15,000之重量平均分子量時，會具有欲均勻塗布之太高的黏度。
此外，丙烯酸基共聚物樹脂可具有小於100 KOH毫克/克的酸值。在另一具體實例中，其可具有範圍從10至100 KOH毫克/克的酸值。當其具有在該範圍內之酸值時，墨水組成物可具有極佳顯色性(developability)和改良之穩定性。
丙烯酸基共聚物樹脂以濾色器墨水組成物的總量為基準，可被包括在範圍從1至40重量%之量。當其包括在小於1重量%的量時，墨水組成物不能以均勻厚度塗布或牢固地地黏著於基材、惡化濾色器後處理例如薄膜強度、耐熱性、化學抗性、殘像及其類似者。當其包括在大於40重 量%的量時，會增加墨水組成物之黏度，致使墨水組成物會阻塞噴嘴且不均勻噴射。
[B]可聚合單體
可聚合單體為一種通常使用於濾色器光敏樹脂組成物之單體，例如二新戊四醇(dipentaerythrytol)六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4－丁二醇二丙烯酸酯、1,6－己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊四醇二丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇二丙烯酸酯、二新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、新戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲丙烷三丙烯酸酯、酚醛環氧丙烯酸酯(novolace poxyacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4－丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6－己二醇二甲基丙烯酸酯、等等。
可聚合單體以濾色器墨水組成物的總量為基準，可被包括在1至20重量%的量。當其包括在小於1重量%的量時，會引起薄膜在圖案形成之後不充份地硬化，惡化薄膜強度。當其包括在大於20重量%的量時，會引起薄膜過度地收縮，且因此從黑基質(black matrix)分離，惡化濾色器後處理之可靠性。其也會增加墨水組成物之黏度且因此惡化貯藏穩定性。結果，墨水組成物不會具有滿意的墨水特性。
[C]顏料
顏料可選自由有機顏料、無機顏料、及其組合組成之 群組。
有機顏料可包括蒽醌基顏料、稠合多環顏料例如苝(perylene)基顏料及其類似物、酞花青顏料、偶氮基顏料、及其組合。
有機顏料可特別地包括一種以色指數分類為顏料之化合物。顏色化合物可包括C.I.顏料黃1號、C.I.顏料黃12號、C.I.顏料黃13號、C.I.顏料黃14號、C.I.顏料黃15號、C.I.顏料黃16號、C.I.顏料黃17號、C.I.顏料黃20號、C.I.顏料黃24號、C.I.顏料黃31號、C.I.顏料黃53號、C.I.顏料黃83號、C.I.顏料黃86號、C.I.顏料黃93號、C.I.顏料黃94號、C.I.顏料黃109號、C.I.顏料黃110號、C.I.顏料黃117號、C.I.顏料黃125號、C.I.顏料黃128號、C.I.顏料黃137號、C.I.顏料黃138號、C.I.顏料黃139號、C.I.顏料黃147號、C.I.顏料黃148號、C.I.顏料黃150號、C.I.顏料黃153號、C.I.顏料黃154號、C.I.顏料黃166號、C.I.顏料黃173號、C.I.顏料橙13號、C.I.顏料橙31號、C.I.顏料橙36號、C.I.顏料橙38號、C.I.顏料橙40號、C.I.顏料橙42號、C.I.顏料橙43號、C.I.顏料橙51號、C.I.顏料橙55號、C.I.顏料橙59號、C.I.顏料橙61號、C.I.顏料橙64號、C.I.顏料橙65號、C.I.顏料橙71號、C.I.顏料橙73號、C.I.顏料紅9號、C.I.顏料紅97號、C.I.顏料紅105號、C.I.顏料紅122號、C.I.顏料紅123號、C.I.顏料紅144號、C.I.顏料紅149號、C.I.顏料紅166號、C.I.顏料紅168號、C.I.顏料紅176號、C.I.顏料紅177號、C.I.顏料紅180號、C.I.顏料 紅192號、C.I.顏料紅215號、C.I.顏料紅216號、C.I.顏料紅224號、C.I.顏料紅242號、C.I.顏料紅254號、C.I.顏料紅264號、C.I.顏料紅265號、C.I.顏料藍15號、C.I.顏料藍15：3號、C.I.顏料藍15：4號、C.I.顏料藍15：6號、C.I.顏料藍60號、C.I.顏料紫1號、C.I.顏料紫19號、C.I.顏料紫23號、C.I.顏料紫29號、C.I.顏料紫32號、C.I.顏料紫36號、C.I.顏料紫38號、C.I.顏料綠7號、C.I.顏料綠36號、C.I.顏料棕23號、C.I.顏料棕25號及其類似物。這些有機顏料可單獨地使用或以二種或更多之組合物使用。
無機顏料可包括氧化鈦、鈦黑、碳黑、及其組合。
顏料應具有高透光率和高對比度。此外，其應具有小的粒子大小和小的粒子大小分布。然而，當其粒子具有太小的平均直徑時，其可惡化分散性。因此，其應具有範圍從0.01至0.5微米之平均粒徑，但不被限制於其。
顏料以濾色器墨水組成物的總量為基準，可被包括在1至40重量%的量。在另一具體實例中，其可包括在5至20重量%的量。當其包括在小於1重量%的量時，其不能完成所要的顏色再現性。當其包括在大於40重量%的量時，其可急劇地惡化圖案－硬化特性和對基材之黏著。
此外，將顏料分散在溶劑中以製備一種顏料分散溶液和然後可與濾色器墨水組成物混合。顏料分散溶液可根據一般方法製備。
[D]溶劑
溶劑可包括任何溶劑，只要其具有對於丙烯酸基共聚 物樹脂之高可溶性和對於顏料分散溶液之極佳親和力，且可因此保持高分散性。在另一具體實例中，其可為高沸點溶劑。高沸點溶劑可防止噴嘴在印刷期間被阻塞，因此保証濾色器的顏色特性。
高沸點溶劑可具有範圍從170至250℃之沸點，但不被限制於其。
高沸點溶劑較佳係選自由乙酸3－甲氧基丁酯、二乙二醇甲基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇丁基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、1,3－丁二醇二乙酸酯、丙二醇正丙基醚乙酸酯、丙二醇正丁基醚乙酸酯、二丙二醇正丙基醚乙酸酯、二丙二醇正丁基醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇丙基醚、二丙二醇丁基醚、三丙二醇甲基醚、二乙二醇二丁基醚、三丙二醇丁基醚、及其組合組成之群組。
此外，溶劑可藉由混合具有低於170℃的沸點之溶劑與高沸點溶劑製備以改良濾色器所需要之顏色再現性、對比度、和貯藏穩定性。
低沸點溶劑較佳係選自由乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、乙酸3－甲氧基－1－丙酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇二乙酸酯、乙二醇丙基醚、丙酸正丁酯、丙酸3－乙氧基乙酯、丙酸正戊酯、丙酸正丙酯、丙二醇甲基醚丙酸酯、及其組合組成之群組。
高沸點溶劑可與低沸點溶劑以99：1至50：50之重量比混合。當高沸點溶劑包括在低於該比率時，溶劑會被太快速揮發和加速乾燥墨水。因此，噴嘴會更常阻塞，導致惡化墨水之噴射性能。當其包括在高於該比率時，由於惡化之分散性和貯藏穩定性，所以墨水不能均勻噴射且不易保持高對比度。
溶劑可被包括為其餘部份，但在另一具體實例中，以濾色器墨水組成物的總量為基準，於40至90重量%的量。當其被包括在小於40重量%的量時，其可急劇地惡化墨水之噴射性質，致使墨水不能被印刷。當其被包括在大於90重量%的量時，墨水會從噴嘴漏出，因此無法在圖案形成之後獲得所要的顏色特性。
[E]聚合引發劑
濾色器墨水組成物可進一步包括聚合引發劑以改良圖案強度。聚合引發劑可選自由光聚合引發劑、熱聚合引發劑、及其組合組成之群組。
光聚合引發劑包括苯乙酮基化合物、二苯基酮基化合物、噻噸酮(thioxanthone)基化合物、安息香基化合物、三基化合物、或其組合。
苯乙酮基化合物包括2,2’－二乙氧基苯乙酮、2,2’－二丁氧基苯乙酮、2－羥基－2－甲基苯丙酮(propinophenone)、對三級丁基三氯苯乙酮、對三級丁基二氯苯乙酮、4－氯苯乙酮、2,2’－二氯－4－苯氧基苯乙酮、2－甲基－1－(4－(甲硫基)苯基)－2－嗎福啉基丙－1－酮、2－苯甲基－2－二甲胺基－1－(4－嗎福啉基苯 基)－丁－1－酮、等等。
二苯基酮基化合物包括二苯基酮、苯甲酸苯甲酯、甲基苯甲酸苯甲酯、4－苯基二苯基酮、羥基二苯基酮、丙烯酸酯二苯基酮、4,4’－雙(二甲胺基)二苯基酮、4,4’－雙(二乙胺基)二苯基酮、4,4’－二甲胺基二苯基酮、4,4’－二氯二苯基酮、3,3’－二甲基－2－甲氧基二苯基酮、等等。
噻噸酮基化合物包括噻噸酮、2－克羅噻噸酮(2－crolthioxanthone)、2－甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4－二乙基噻噸酮、2,4－二異丙基噻噸酮、2－氯噻噸酮、等等。
安息香基化合物包括安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、苯甲基二甲基縮酮、等等。
三基化合物包括2,4,6,－三氯s－三、2－苯基4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(3’,4’－二甲氧基苯乙烯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(4’－甲氧基萘基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(對－甲氧基苯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(對－甲苯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－聯苯基4,6－雙(三氯甲基)－s－三、雙(三氯甲基)－6－苯乙烯基－s－三、2－(萘－1－基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(4－甲氧基萘－1－基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2,4－三氯甲基(向日癸基)－6－三、2,4－三氯甲基(4’－甲氧基苯乙烯基)－6－三及其類似物。
光聚合引發劑可進一步包括咔唑基化合物、二酮基化合物、硼酸鋶基化合物、重氮基化合物、聯咪唑基化合物及其類似物。
熱聚合引發劑可包括通常使用之過氧化物基化合物。過氧化物基化合物包括過氧化甲基乙基酮；過氧化甲基異丁基酮；過氧化環己酮；過氧化乙醯丙酮；過氧化異丁醯基；和氫過氧化物系列化合物例如氫過氧化二異丙苯(diisoprobenzene)、氫過氧化異丙苯、和氫過氧化三級丁基。
熱聚合引發劑包括過氧縮酮系列化合物例如1,1－二三級丁基過氧－3,3,5－三甲基環己烷、2,2－二－(三級－丁氧基異丙基)苯、4,4－二－三級－丁基過氧戊酸正丁酯、等等。
聚合引發劑以100重量份之濾色器墨水組成物為基準，可被包括在0.1至10重量份的量。當引發劑被包括在小於0.1重量份的量時，其不可改良圖案強度。然而，當其被包括在大於10重量份的量時，其可惡化貯藏穩定性和逐漸地增加黏度，惡化噴射性能。
[F]其他添加劑
濾色器墨水組成物可選擇性地包括分散劑以改良顏料之分散。
分散劑可包括非離子、陰離子、或陽離子分散劑。例如，其可包括聚烷二醇或其酯、聚氧烯、多元醇酯環氧烷添加劑、醇環氧烷添加劑、磺酸酯、磺酸鹽、羧酸酯、羧酸鹽、烷醯胺環氧烷添加劑、烷胺及其類似物。這些分散劑可單獨地使用或以大於二種之組合物使用。分散劑以10至20重量份之顏料為基準，可被包括在10至20重量份的量。
此外，墨水組成物可進一步包括矽基或氟基塗料改良 劑以改良塗布和脫泡性(defoamability)，以及黏著改良劑以改良對基材之黏著。塗料和黏著改良劑以100重量份之墨水組成物為基準，被包括在0.01至1重量份的量。
本發明之另一具體實例提供一種使用濾色器墨水組成物之製造用於顯示器濾色器的像素之方法。
製造顯示器濾色器的像素之方法包括使用一種噴墨方法將墨水組成物塗布在基材上以形成圖案(S1)，和硬化該圖案(S2)。
圖案形成(S1)
將濾色器墨水組成物以噴墨分散方法塗布在基材上至1.0至3.0微米厚。根據噴墨分散，圖案可藉由一個一個地重複地分散所要顏色或同時地分散所要的顏色來形成以簡化製程。
硬化(S2)
將圖案硬化，獲得像素。硬化可包括光硬化、熱硬化、或類似者。熱硬化可為較佳。熱硬化可在高於200℃之溫度下進行。
根據本發明之另一具體實例，所提供者為一種使用該濾色器墨水組成物製備之濾色器。
以下，參考實施例更詳細地說明本發明。然而，它們是本發明的例示性具體實例且不加以限制。
實施例1：濾色器墨水組成物的製備
(A)化學式5之丙烯酸基共聚物樹脂：4重量%重量平均分子量：6000 單體莫耳比：a/b/c＝40/30/30
(B)可聚合單體：4重量%二新戊四醇六丙烯酸酯
(C)顏料：10重量%C.I.顏料紅254號/C.I.顏料紅177號＝80：20(重量比)
(D)溶劑二乙二醇丁基醚乙酸酯：52重量%二乙二醇乙基醚乙酸酯：30重量%
使用上述這些成分製備墨水組成物。
實施例2：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例1相同之方法製備墨水組成物，除了使用下式6丙烯酸基共聚物樹脂替代化學式5之丙烯酸基共聚物樹脂之外。
(A)化學式6之丙烯酸基共聚物樹脂：4重量%重量平均分子量：6000單體莫耳比：a/b/c/d＝30/20/20/30
實施例3：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例2相同之方法製備墨水組成物實施例3，除了使用62重量%的二乙二醇丁基醚乙酸酯和20重量%的丙二醇甲基醚乙酸酯替代實施例2之溶劑之外。
實施例4：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例3相同之方法製備墨水組成物，除了使用10重量%的以75：25的重量比混合之C.I.顏料綠36號和C.I.顏料黃150替代實施例3的顏料之外。
實施例5：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例3相同之方法製備墨水組成物，除了使用10重量%的以90：10的重量比混合之C.I.顏料藍156號和C.I.顏料紫23號替代實施例3的顏料(C)之外。
實施例6：濾色器墨水組成物的製備
(A)化學式7之丙烯酸基共聚物樹脂：2重量%重量平均分子量：6000單體莫耳比：a：b：c：d＝30：10：20：40
(B)可聚合單體：5.5重量%二新戊四醇六丙烯酸酯
(C)顏料：10重量% C.I.顏料紅254號：C.I.顏料紅177號＝80：20(重量比)
(D)溶劑二乙二醇丁基醚乙酸酯：52重量%二乙二醇乙基醚乙酸酯：30重量%
(E)聚合引發劑：0.5重量% TAZ－110(Midori化學股份有限公司)
使用上述成分製備墨水組成物。
實施例7：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例6相同之方法製備墨水組成物，除了使用62重量%的二乙二醇丁基醚乙酸酯和20重量%的丙二醇甲基醚乙酸酯替代實施例6的溶劑(D)之外。
實施例8：濾色器墨水組成物的製備
根據與實施例7相同之方法製備墨水組成物，除了下式8之丙烯酸基共聚物樹脂替代實施例7之丙烯酸基共聚物樹脂之外。
(A)化學式8之丙烯酸基共聚物樹脂：4重量%重量平均分子量：8000單體莫耳比：a：b：c：d＝40：10：20：30
比較例1：濾色器墨水組成物的製備
根據實施例1相同地製備墨水組成物，除了使用4重量%的以40：40：20之單體莫耳比混合和具有30,000之重量平均分子量的甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸環己酯/甲基丙烯酸共聚物替代根據實施例2之化學式6的丙烯酸基共聚物樹脂之外。
比較例2：濾色器墨水組成物的製備
根據實施例1相同地製備墨水組成物，除了使用4重量%的以30：30：20：20之單體莫耳比混合和具有22,000之重量平均分子量的甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸環己酯/甲基丙烯酸環氧丙酯/甲基丙烯酸共聚物替代根據實 施例2的化學式6之丙烯酸基共聚物樹脂之外。
濾色器墨水組成物的性質評估
評估根據實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物之相關性質如下。
(1)噴射性質的評估
實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物係以20pL之液滴大小在紙上測量，和然後透過所有的噴嘴噴射三次。然後，測量它們的噴射量，和評估在噴嘴的周圍濕度。結果顯示在下表1中。
在此，◎表示20±0.3pL和小於2個濕式噴嘴的平均噴射量；○表示20±0.5pL和小於4個濕式噴嘴的平均噴射量；△表示20±0.7pL和小於6個濕式噴嘴的平均噴射量；和x表示大於20±0.7pL的平均噴射量。
(2)長噴射性質之評估
將實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物分散一次，在通過10秒後，將其分散二次且允許20秒經過，在紙上形成20pL之液滴大小。然後，逐步增加等待時間和檢查液滴直到從噴嘴有非均勻噴射。結果顯示在下表1中。
在此，◎表示正常噴射，儘管等待時間超過300秒；○表示正常噴射，儘管等待時間的範圍從200至300秒；△表示正常噴射，儘管等待時間的範圍從100至200秒；和x表示正當噴射，儘管等待時間小於100秒。此外，當墨水因為噴嘴之一被阻塞而不噴射或即使它被噴射，墨水 也不滴在像素上時，這些被分類為不良。
(3)耐熱性評估
將實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物印刷在黑色基質基材上至1至2微米厚和在強制對流乾燥箱中於220℃下乾燥40分鐘以形成圖案。使此圖案立在220℃強制對流乾燥箱中1至3小時，和然後用光學顯微鏡照相取得光學照片。光學照片被用來以肉眼檢查圖案變化。此外，用比色計測量(△E)來檢驗色差。結果顯示在下表1中。
在下表1中，○表示沒有圖案變化和小於3.0之色差(△E)；△表示少許圖案變化或範圍從3.0至5.0之色差(△E)；和x表示很多圖案變化或大於5.0之色差(△E)。
(4)化學抗性評估
將實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物印刷在黑色基質基材上至1至2微米厚和用強制對流乾燥箱於220℃下乾燥40分鐘，獲得圖案。將此圖案化基材浸泡在5%氫氧化鈉水溶液、N－甲基吡咯啶酮(NMP)、氫氧化四甲基銨(TMAH)、和γ－丁內酯(γ－GBL)中經30至40分鐘和乾燥，和用光學顯微鏡將其圖案變化照相。然後，用肉眼檢查光學照片。此外，用比色計測量色差(△E)。這些化學抗性測量結果顯示在下表1中。
參考下表1，◎表示沒有圖案變化和小於0.1之色差(△E)；○表示沒有圖案變化和小於3.0之色差(△E)；△表示少許圖案變化和範圍從3.0至5.0之色差(△E)；和x表示很 多圖案變化和大於5.0之色差(△E)。
(5)薄膜硬度評估
將實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物在0.7毫米厚的去除油污且洗過的玻璃基材上塗布至1至2微米厚和在對流烘箱中於220℃下40分鐘。根據當它們用1H至6H鉛筆(Staedtler公司)刻劃時所經歷之損害評估所製得之墨水塗層有關強度。結果顯示在下表1中。
(6)貯藏穩定性評估
實施例1至8和比較例1至2之濾色器墨水組成物在40℃之固定溫度貯藏一週以測定黏度變化。在此，○表示沒有黏度變化或小於0.2cPs之黏度變化，△表示範圍從0.2至0.5 cPs之清楚黏度變化，和x表示大於0.5cPs之明顯黏度變化。
參考表1，實施例1至8之墨水組成物變成具有超高於比較例1和2之化學抗性、薄膜硬度、和貯藏穩定性。
雖然本發明已就目前被考慮為可實施的例示性具體實例做說明，但應了解本發明不限制於所揭示之具體實例，而，相反地，係意欲包括各種包括在所附申請專利範圍之精神和範圍內的修正和同等物安排。

Claims (11)

  1. 一種濾色器墨水組成物，其包含一種以下式1至3表示之丙烯酸基共聚物樹脂、可聚合單體、顏料和溶劑， 其中，在上式1至3中：R1 至R3 和R5 至R8 為相同或獨立地選自由氫和經取代或未 經取代之直鏈或支鏈烷基組成之群組；Ar1 和Ar2 為相同或獨立地選自由經取代或未經取代之芳基和經取代或未經取代之雜芳基組成之群組；n1 和n2 為相同或獨立地為範圍從1至5之整數；e為範圍從1至10之整數；f為範圍從1至5之整數；及a、b、和c為在1至50之數值範圍的重複單元之莫耳比。
  2. 根據申請專利範圍第1項之濾色器墨水組成物，其中丙烯酸基共聚物樹脂進一步包含下式4之重複單元， 其中，在上式4中：R4 係選自由氫和經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基組成之群組；R9 為經取代或未經取代之直鏈或支鏈烷基；及d以丙烯酸基共聚物為基準為0.1至50莫耳%。
  3. 根據申請專利範圍第2項之濾色器墨水組成物，其中R9 係選自由烷氧基、經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之雜環烷基、降莰基、和經取代或未經取代之醇組成之群組。
  4. 根據申請專利範圍第1項之濾色器墨水組成物，其中 該濾色器墨水組成物包含1至40重量%的丙烯酸基共聚物樹脂、1至20重量%的可聚合單體、1至40重量%的顏料，其餘部份為溶劑。
  5. 根據申請專利範圍第1項之濾色器墨水組成物，其中該濾色器墨水組成物包含具有170至250℃的沸點之高沸點溶劑和具有小於170℃的沸點之低沸點溶劑。
  6. 根據申請專利範圍第5項之濾色器墨水組成物，其中高沸點溶劑和低沸點溶劑之總和被包括在99：1至50：50之重量比。
  7. 根據申請專利範圍第5項之濾色器墨水組成物，其中該高沸點溶劑係選自由乙酸3-甲氧基丁酯、二乙二醇甲基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇丁基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、丙二醇正-丙基醚乙酸酯、丙二醇正丁基醚乙酸酯、二丙二醇正丙基醚乙酸酯、二丙二醇正丁基醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇丙基醚、二丙二醇丁基醚、三丙二醇甲基醚、二乙二醇二丁基醚、三丙二醇丁基醚及其組合組成之群組。
  8. 根據申請專利範圍第5項之濾色器墨水組成物，其中該低沸點溶劑係選自由乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基-1-丙酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇二乙酸酯、乙二醇丙基醚、丙酸正丁酯、丙酸3-乙氧基乙酯、丙酸正戊酯、丙酸正丙 酯、丙二醇甲基醚丙酸酯及其組合組成之群組。
  9. 根據申請專利範圍第1項之濾色器墨水組成物，其中該組成物包含一種以100重量份之濾色器墨水組成物為基準，為0.1至10重量份的量之聚合引發劑。
  10. 一種製造顯示器濾色器的像素之方法，其包含使用噴墨方法將根據申請專利範圍第1項之墨水組成物塗布在基材上以形成圖案；和硬化該圖案。
  11. 一種濾色器，其包含根據申請專利範圍第10項製造之顯示器濾色器的像素。
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