專利名稱：一種油墨組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油墨組成物及應(yīng)用其的制造方法，尤其涉及一種油墨組成物及其應(yīng)用在彩色濾光板的制造方法。
背景技術(shù)：
顯示器產(chǎn)業(yè)乃繼半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之后，全球最重要的產(chǎn)業(yè)之一。由于科技與信息的進(jìn)步，各種電子產(chǎn)品推陳出新，使得廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品顯示裝置上的液晶顯示器(LCD)的需求有明顯增加的趨勢，其中尤以彩色液晶顯示器為最。彩色濾光板為制造彩色液晶顯示器中不可缺少的重要元件，通過彩色濾光板，可使液晶顯示器得以全彩的方式呈現(xiàn)畫面，也因此彩色濾光板的質(zhì)量好壞對液晶顯示器色彩的表現(xiàn)有著決定性的影響。
傳統(tǒng)上制造大型彩色濾光板廣泛采用的方法為顏料分散法，其做法是將顏料光阻涂布于玻璃基板上，經(jīng)軟烤、曝光、顯影和硬烤等程序，而得到紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色畫素圖案。但隨著基板的大型化，傳統(tǒng)的工藝漸已不適用，于是更發(fā)展出以噴墨打印技術(shù)來制作彩色濾光板的方法，此方法不僅較傳統(tǒng)工藝簡單，并且具有可大面積涂布、分辨率高及成本低的優(yōu)勢。
然而，使用目前的油墨組成，并應(yīng)用噴墨打印技術(shù)于制造彩色濾光板時，卻仍有諸多問題有待克服，其中包括噴墨時會有噴頭阻塞、漏墨或衛(wèi)星點(diǎn)產(chǎn)生的問題，以及油墨固化時會有表面中間凸起、邊緣未填滿、溢流或混色等問題。以噴頭阻塞問題為例，美國專利第6627364號便揭露在油墨中添加沸點(diǎn)大于245℃的溶劑，可以避免噴頭阻塞的情形發(fā)生。但其所添加的高沸點(diǎn)溶劑多為表面張力較高的醚類或醇類，因而容易導(dǎo)致油墨固化后呈現(xiàn)表面中間凸起，甚至是邊緣未填滿的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種油墨組成物，其應(yīng)用在以噴墨打印技術(shù)來制作彩色濾光板上。此油墨組成物可以解決噴墨過程中的噴頭阻塞、漏墨或衛(wèi)星點(diǎn)產(chǎn)生的問題，并使油墨固化后能得到較為平坦的表面。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種油墨組成物及其使用于應(yīng)用噴墨打印技術(shù)制作彩色濾光板的制造方法。此油墨組成物包含色料、粘結(jié)劑、第一溶劑及第二溶劑。其中第一溶劑的沸點(diǎn)在常壓下約為180～280℃，表面張力在20℃下約為25～32dyne/cm；而第二溶劑的沸點(diǎn)則低于第一溶劑，但表面張力高于第一溶劑。
本發(fā)明的油墨組成物可以解決噴墨過程中的噴頭阻塞、漏墨或衛(wèi)星點(diǎn)產(chǎn)生的問題，并使油墨固化后能得到較為平坦的表面。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明提供一種油墨組成物，可應(yīng)用于噴墨打印技術(shù)制作彩色濾光板上，此油墨組成物包含色料、粘結(jié)劑、第一溶劑及第二溶劑。其中第一溶劑的沸點(diǎn)在常壓下約為180～280℃，表面張力(代表符號σ1)在20℃下約為25～32dyne/cm；而第二溶劑的沸點(diǎn)則低于第一溶劑，但表面張力(代表符號σ2)高于第一溶劑。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一溶劑約占溶劑總重量的20-95％。在另一實(shí)施例中，上述第二溶劑的沸點(diǎn)在常壓下約為130-230℃。又另一實(shí)施例中，上述第二溶劑的表面張力比第一溶劑的表面張力高約2～10dyne/cm(代表符號σ2-σ1)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的色料可為有機(jī)顏料(organic pigment)、無機(jī)顏料(inorganic pigment)或染料(dye)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，色料部分使用具有較佳熱安定性的有機(jī)顏料，以符合彩色濾光片產(chǎn)品與工藝對熱安定性的需求。此外，在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，上述的色料可以與分散劑混合使用。其中，分散劑例如可以是陽離子、陰離子、非離子或兩性界面活性劑；或者是聚硅氧烷系或氟系界面活性劑。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粘結(jié)劑例如可為具有羧酸基或環(huán)氧基的壓克力樹脂。其中，具有羧酸基的壓克力樹脂包含具有羧酸基的不飽和單體，其例如可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或肉桂酸(Cinnamic acid)；或者是不飽和二酸，例如馬來酸(maieic acid)、富馬酸(fumarate)或衣康酸(itaconic acid)；或者是酸酐(anhydride)，例如馬來酸酐(maleic anhydride)或衣康酸酐(itaconic anhydride)。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，上述具有羧酸基的不飽和單體可以單獨(dú)使用也可以與不具羧酸基的不飽和單體混合使用。上述的不具羧酸基的不飽和單體例如可以是芳香族乙烯化合物，其包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰-乙烯基甲苯、間-乙烯基甲苯、對-乙烯基甲苯、對-氯苯乙烯、鄰-甲氧基苯乙烯、間-甲氧基苯乙烯、對-甲氧基苯乙烯、鄰-乙烯基芐基甲醚、間-乙烯基芐基甲醚、對-乙烯基芐基甲醚、鄰-乙烯基芐基縮水甘油醚、間-乙烯基芐基縮水甘油醚、對-乙烯基芐基縮水甘油醚或上述的任意組合。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述粘結(jié)劑平均分子量的范圍約為1,000～100,000，并且以約為1,500～20,000的粘結(jié)效果為佳。
依據(jù)上述，提供測試實(shí)例如下。請參照表1～3的內(nèi)容。在表1中，列出測試的溶劑種類及相關(guān)的沸點(diǎn)與表面張力的數(shù)值。在表2中，列出不同實(shí)施例所使用的溶劑組合。在表3中，列出不同實(shí)施例的測試結(jié)果。
表1

表2


表3

○無；△輕微；×嚴(yán)重實(shí)施例測試的過程將表2中各組實(shí)施例溶劑組成的油墨，以壓電式噴墨法將油墨填入透明基板上的指定透光區(qū)內(nèi)，經(jīng)過熱板以90℃加熱3分鐘后，再放入烘箱以230℃烘烤40分鐘后取出。待冷卻后，以顯微鏡觀察油墨在透明基板上的指定透光區(qū)內(nèi)的成型狀態(tài)，并以探針掃描粗度計(jì)量測油墨表面的平坦性。
參照表2的實(shí)施例1所示，油墨溶劑組成的第一溶劑是1，3-丁二醇二醋酸酯，其沸點(diǎn)在常壓下為232℃，表面張力在20℃下為31.2dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的80％；而第二溶劑是二乙二醇單甲醚，其沸點(diǎn)在常壓下為194℃，表面張力在20℃下為34.6dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的20％。參照表3的實(shí)施例1所示，測試結(jié)果顯示本實(shí)施例1所形成的固化油墨，不會有衛(wèi)星點(diǎn)及邊緣未填滿的情況，而且表面中間凸起的情況輕微。
參照表2的實(shí)施例2所示，油墨溶劑組成的第一溶劑是二乙二醇單正丁醚乙酸酯，其沸點(diǎn)在常壓下為245℃，表面張力在20℃下為30dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的70％；而第二溶劑是二乙二醇單乙醚，其沸點(diǎn)在常壓下為202℃，表面張力在20℃下為31.8dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的30％。參照表3的實(shí)施例2所示，測試結(jié)果顯示本實(shí)施例2所形成的固化油墨，不會有衛(wèi)星點(diǎn)及邊緣未填滿的情況，而且表面中間凸起的情況輕微。
參照表2的實(shí)施例3所示，油墨溶劑組成的第一溶劑是二丙二醇單甲醚乙酸酯，其沸點(diǎn)在常壓下為209℃，表面張力在20℃下為27.3dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的60％；而第二溶劑是二乙二醇單甲醚，其沸點(diǎn)在常壓下為194℃，表面張力在20℃下為34.6dyne/cm，添加比例占溶劑總重量的40％。參照表3的實(shí)施例3所示，測試結(jié)果顯示本實(shí)施例3所形成的固化油墨，不會有衛(wèi)星點(diǎn)、邊緣未填滿及表面中間凸起的情況。
此外，同時參照表2及表3所示，比較實(shí)施例1、實(shí)施例2及實(shí)施例3的測試結(jié)果顯示出在油墨固化的過程中，當(dāng)?shù)头悬c(diǎn)的第二溶劑漸漸揮發(fā)而留下高沸點(diǎn)的第一溶劑時，若高沸點(diǎn)的溶劑表面張力較低，則油墨固化后較不容易產(chǎn)生邊緣未填滿及表面中間凸起的情況。
對照例為了更具體說明本發(fā)明所提供的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，在此進(jìn)一步提供三組對照例以作為比較。請參照表4～5的內(nèi)容。在表4中，列出不同對照例所使用的溶劑組合。在表5中，列出不同對照例的測試結(jié)果。
表4

表5

○無；△輕微；×嚴(yán)重參照表4的對照例1，其油墨的溶劑組成是單一溶劑，其為三乙二醇單甲醚，沸點(diǎn)在常壓下為249℃，表面張力在20℃下為36.4dyne/cm。
參照表4的對照例2，其油墨的溶劑是由第一溶劑及第二溶劑所組成，第一溶劑為三乙二醇單甲醚，添加比例為60％，而第二溶劑為丙二醇單正丙醚，添加比例為40％。在常壓下，第一溶劑的沸點(diǎn)(249℃)大于第二溶劑的沸點(diǎn)(149℃)，但在20℃下，第一溶劑的表面張力(36.4dyne/cm)大于第二溶劑的表面張力(25.4dyne/cm)。
參照表4的對照例3，其油墨的溶劑是由第一溶劑及第二溶劑所組成，第一溶劑為二丙二醇單甲醚乙酸酯，添加比例為70％，而第二溶劑為丙二醇單正丙醚，添加比例為30％。在常壓下，第一溶劑的沸點(diǎn)(209℃)大于第二溶劑的沸點(diǎn)(149℃)，但在20℃下，第一溶劑的表面張力(27.3dyne/cm)大于第二溶劑的表面張力(25.4dyne/cm)。
將上述各組對照例溶劑組成的油墨，同樣以壓電式噴墨法將油墨填入透明基板上的指定透光區(qū)內(nèi)，經(jīng)過熱板以90℃加熱3分鐘后，再放入烘箱以230℃烘烤40分鐘后取出。待冷卻后，以顯微鏡觀察油墨在透明基板上的指定透光區(qū)內(nèi)的成型狀態(tài)，并以探針掃描粗度計(jì)量測油墨表面的平坦性。對照例的測試結(jié)果列于表5。
參照表5的對照例1所示，顯示對照例1所形成的固化油墨，雖然沒有衛(wèi)星點(diǎn)的情況，但其邊緣未填滿及表面中間凸起的情況嚴(yán)重。由此可知，僅在油墨中添加單一高沸點(diǎn)且高表面張力(＞32dyne/cm)的第一溶劑，雖可防止衛(wèi)星點(diǎn)的產(chǎn)生，卻容易造成油墨固化后形成嚴(yán)重的邊緣未填滿及表面中間凸起的情況。
在對照例2中，其所用的第一溶劑與對照例1相同，但是添加了低沸點(diǎn)的第二溶劑，且與實(shí)施例1-3的不同處為第二溶劑的表面張力比第一溶劑小。參照表5所示的對照例2的結(jié)果，顯示對照例2所形成的固化油墨，雖然沒有衛(wèi)星點(diǎn)的情況，但邊緣未填滿及表面中間凸起的情況嚴(yán)重。由此可知，當(dāng)在油墨中同時添加高沸點(diǎn)高表面張力的第一溶劑以及低沸點(diǎn)低表面張力的第二溶劑，若高沸點(diǎn)溶劑的表面張力太大時，在噴墨過程中雖因整體油墨的表面張力夠高而無嚴(yán)重的衛(wèi)星點(diǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生，但卻導(dǎo)致嚴(yán)重的邊緣未填滿及表面中間凸起的情況。
在對照例3中，將對照例2中的高沸點(diǎn)高表面張力的第一溶劑以具有較低沸點(diǎn)與較低表面張力的二丙二醇單甲醚乙酸酯來取代之。雖然可以減輕油墨表面中間突起的狀況，由于整體溶劑的表面張力不夠高，而仍有衛(wèi)星點(diǎn)的狀況發(fā)生。
由上述實(shí)施例與對照例的比較結(jié)果顯示，由于自噴墨至干燥油墨的過程中，低沸點(diǎn)的第二溶劑的揮發(fā)量會較大，而讓油墨的溶劑組成中的第一溶劑的含量漸漸增加。因此，若能讓高沸點(diǎn)的第一溶劑的表面張力低于低沸點(diǎn)的第二溶劑的表面張力且第一溶劑的表面張力為25～32cm/dyne時，在噴墨時可通過第二溶劑的高表面張力來避免衛(wèi)星點(diǎn)的產(chǎn)生，且通過高沸點(diǎn)的第一溶劑來維持噴嘴暢通的狀態(tài)，又能在后期干燥油墨時通過第一溶劑的低表面張力來獲得較為平坦的油墨表面。
另外，除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還有很多其它的實(shí)施方式，其中第一溶劑的沸點(diǎn)可為180～280℃，表面張力(代表符號σ1)在20℃下為25～32dyne/cm；第二溶劑的沸點(diǎn)在常壓下為130-230℃；第一溶劑占溶劑總重量的20～95％，均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不再一一熬述。
其它實(shí)施例在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，于上述實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)牧髌絼?leveling agent)，以進(jìn)一步提高固化油墨表面的平坦性。流平劑包括聚硅氧烷系或氟系界面活性劑。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，于上述實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)臒嶙杂苫鶈⑹紕?，以促進(jìn)油墨的固化。其中，熱自由基啟始劑，例如可為1，1’-偶氮雙(環(huán)己烷-1-甲腈)或2-苯基偶氮-4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，于上述所有實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)臒崴岙a(chǎn)生劑，作為陽離子聚合反應(yīng)起始劑或作為縮合反應(yīng)的觸媒，以增加樹脂交聯(lián)程度，而提高其耐化性與耐熱性。其中，熱酸產(chǎn)生劑例如可為三芳烴基硫化物(triaryl sulfonium)、亞磷酸二乙酯(diethyl phosphite)或銨鹽(ammonium salt)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，于上述所有實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)乃峄宦?lián)劑，使得干燥后的油墨在加熱下以酸為觸媒進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，加速油墨的固化。其中，酸化交聯(lián)劑例如可為N，N，N，N，N，N-六(烷氧基甲基)三聚氰胺(N，N，N，N，N，N-hexa(alkoxymethyl)melamine)或N，N，N，N-四(烷氧基甲基)甘脲(N，N，N，N-tetra(alkoxymethyl)glycoluril)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，于上述所有實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)母街龠M(jìn)劑，以增加油墨與無機(jī)基材間的粘著性。其中，附著促進(jìn)劑例如可為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或3-胺丙基三乙氧基硅烷。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，于上述所有實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)挠湍珖娔€(wěn)定劑，其例如可為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇和丙三醇，添加量為少量，也可以不加。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，還可于上述所有實(shí)施例的油墨組成物中加入一適當(dāng)?shù)目寡趸瘎?，其例如可?，6-雙第三丁基酚或2，2-硫雙(4-甲基-6-第三丁基酚)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種油墨組成物，用以制造一彩色濾光板，該油墨組成物包含一色料；一粘結(jié)劑；一第一溶劑，其沸點(diǎn)在常壓下為180～280℃，表面張力在20℃下為25～32dyne/cm；以及一第二溶劑，其沸點(diǎn)低于該第一溶劑的沸點(diǎn)，且表面張力高于該第一溶劑的表面張力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第一溶劑占溶劑總重量的20～95％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第一溶劑包括1，3-丁二醇二醋酸酯、二乙二醇單正丁醚乙酸酯或二丙二醇單甲醚乙酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第二溶劑的沸點(diǎn)在常壓下為130～230℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第二溶劑的表面張力在20℃下比該第一溶劑的表面張力高2～10dyne/cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第二溶劑包括二乙二醇單甲醚或二乙二醇單乙醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第一溶劑及該第二溶劑分別為1，3-丁二醇二醋酸酯及二乙二醇單甲醚。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第一溶劑及該第二溶劑分別為二乙二醇單正丁醚乙酸酯及二乙二醇單乙醚。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，該第一溶劑及該第二溶劑分別為二丙二醇單甲醚乙酸酯及二乙二醇單甲醚。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨組成物，其特征在于，還包含一分散劑與該色料混用、一流平劑、一熱自由基啟始劑、一熱酸產(chǎn)生劑、一酸化交聯(lián)劑、一附著促進(jìn)劑、一油墨噴墨穩(wěn)定劑、一抗氧化劑或上述組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用以制造彩色濾光板的油墨組成物，包含一色料；一粘結(jié)劑；一第一溶劑，其沸點(diǎn)在常壓下約為180～280℃，表面張力在20℃下約為25～32dyne/cm；以及一第二溶劑，其沸點(diǎn)低于該第一溶劑的沸點(diǎn)，且表面張力高于該第一溶劑的表面張力。并揭露一種利用上述油墨組成物以制備彩色濾光板的方法，包含將上述的油墨組成物附著于一透明基板上的指定透光區(qū)以及使指定透光區(qū)上的油墨組成物固化的步驟。本發(fā)明的油墨組成物可以解決噴墨過程中的噴頭阻塞、漏墨或衛(wèi)星點(diǎn)產(chǎn)生的問題，并使油墨固化后能得到較為平坦的表面。
文檔編號G02B5/22GK101020796SQ20071009090
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者陳啟盛, 蔡綸, 吳文斌, 謝勝杰, 李淑琴, 甘豐源 申請人:友達(dá)光電股份有限公司