專利名稱：彩色濾光片組合物以及制造具有該組合物的彩色濾光片的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及彩色濾光片組合物(color filter composition)、制造具有該彩色濾光片組合物的彩色濾光片的方法和裝置。
背景技術：
例如個人電腦和筆記本電腦、汽車導航系統(tǒng)、電視機等裝置都可以使用液晶顯示器(LCD)。由于LCD比具有陰極射線管的顯示器更輕和更小，所以得到了廣泛應用。
LCD的通常結構包含液晶(LC)層，其位于包含場產(chǎn)生電極和偏光板的兩個板之間。LC層受到電極產(chǎn)生的電場的作用，而且電場強度的變化改變了LC層的分子排列。例如，在施加電場時，LC層的分子改變了它們的排列，并將光線偏振通過LC層。適當放置的偏振的濾光器阻擋了偏振光，產(chǎn)生代表所希望的圖像的黑色區(qū)域。
LCD可以包括彩色濾光片，彩色濾光片包括紅色(R)濾光片、綠色(G)濾光片和藍色(B)濾光片。具有紅色、綠色和藍色波長的光可以分別通過R、G和B濾光片。
已知的彩色濾光片組合物可以包含光聚合引發(fā)劑、濾光顏料(lightfiltering pigment)和溶劑，將其以預定的厚度旋涂于基板上，使用光處理(photoprocess)或照相平板印刷法(photolithography)形成圖案，由此形成傳統(tǒng)的彩色濾光片。可以使用光除去光聚合引發(fā)劑。
當使用旋涂法制造具有大屏幕尺寸的LCD裝置時，彩色濾光片部件和能量的消耗大大增加，而且基板可能由于離心力而被破壞。
狹縫涂布法(slit coating process)也可用于制造具有大屏幕尺寸的LCD裝置。在狹縫涂布法中，彩色濾光片組合物使用狹縫涂布器通過延伸的狹縫(extended slit)排出而涂布基板，由此形成彩色濾光片層。
但是，因為狹縫狹窄，大部分彩色濾光片組合物可能在狹縫中堵塞或在狹縫涂布器中硬化。如果大部分彩色濾光片組合物粘結到狹縫涂布器的表面，彩色濾光片層可能出現(xiàn)斑點(dotted)或條紋(stripped)。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物包含預定比例的粘合劑(binder)和單體(monomer)、顏料和溶劑。
預定比例指的是粘合劑對單體的比例，可以是約50∶50-60∶40。顏料可以是紅顏料、綠顏料和藍顏料中的至少一種。顏料可以包括多種顏料的混合物，其中多種顏料中的每種顏料具有不同的比色指數(shù)(color index)。彩色濾光片組合物還可以包含固體粉末(solid powder)，其在彩色濾光片組合物中的重量百分比是約12％-18％，其中固體粉末包括顏料。在固體粉末中顏料的重量百分比可以是約28％-38％。彩色濾光片組合物在約25℃時的粘度可以是約3.3mPa·s至4.1mPa·s。彩色濾光片組合物可以進一步含有用于形成黑色基體(matrix)的黑色材料，并可以用狹縫涂布法涂布到基板上。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的彩色濾光片組合物包含溶劑和固體粉末，固體粉末在彩色濾光片組合物中的重量百分比為約12％-18％。
固體粉末可以包括顏料，其中顏料在固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。彩色濾光片組合物還可以包含粘合劑和單體，其中粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。
根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片的制造方法包含形成彩色濾光片組合物，其中彩色濾光片組合物包括固體粉末，而固體粉末在彩色濾光片組合物中的重量百分數(shù)為約12％-18％；將彩色濾光片組合物涂布到基板上形成彩色濾光片薄膜；然后使彩色濾光片薄膜形成圖案(pattern)，從而在基板上形成彩色濾光片。
固體粉末可以包括顏料，其中顏料在固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。顏料可以是紅顏料、綠顏料和藍顏料中的至少一種，并可以包括多種顏料的混合物，其中多種顏料中的每種顏料具有不同的比色指數(shù)。彩色濾光片組合物還可以包括粘合劑和單體，其中粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。在基板上涂布彩色濾光片組合物時，基板可以保持在預定的位置。可以使用狹縫涂布法將彩色濾光片組合物涂布到基板上。彩色濾光片組合物還可以包括溶劑，在將彩色濾光片組合物涂布到基板上之后將溶劑干燥?？梢允褂霉馓幚砗驼障嗥桨逵∷⒎ㄖ械闹辽僖环N使彩色濾光片薄膜形成圖案。彩色濾光片組合物在約25℃時的粘度可以是約3.3mPa·s至4.1mPa·s。彩色濾光片組合物還可以含有用于形成黑色基體的黑色材料。
根據(jù)本發(fā)明實施方案的用于制造彩色濾光片的裝置，包含用于儲存彩色濾光片組合物的供料單元(supply unit)；用來將從供料單元供應的彩色濾光片組合物通過狹縫排放到基板表面上的狹縫涂布器(slit coater)；用于在排放彩色濾光片組合物的同時在基板表面上移動狹縫涂布器的轉移單元(transfer unit)。
該裝置還可以包含位于供料單元和狹縫涂布器之間的轉移管(transferpipe)和位于供料單元與狹縫涂布器之間的除泡單元(bubble removing unit)，其中轉移管是將彩色濾光片組合物從供料單元輸送到狹縫涂布器，而除泡單元是用于除去彩色濾光片組合物中的氣泡。彩色濾光片組合物可以包含固體粉末，其在彩色濾光片組合物中的重量百分比是約12％-18％。固體粉末可以包括顏料，顏料在固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。彩色濾光片組合物也可以包括粘合劑和單體，其中粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。在涂布彩色濾光片組合物的過程中，基板可以保持在預定的位置。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的彩色濾光片組合物，其包含粘合劑、單體、分散劑以及填料、表面活性劑，粘結促進劑(adhesion accelerant)、抗氧劑、紫外吸收劑和粘結引發(fā)劑(adhesion initiator)中的至少一種。


根據(jù)下文結合附圖的描述，可以對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案得到更詳細地理解，其中圖1是本發(fā)明實施方案的彩色濾光片的制造方法的流程圖。
圖2是用于制造本發(fā)明實施方案的彩色濾光片的裝置的橫截面圖。
圖3是使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物來制造彩色濾光片裝置的產(chǎn)率和使用本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物來制造彩色濾光片裝置的產(chǎn)率的示意圖。
圖4是當使用傳統(tǒng)的彩色濾光片組合物和本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物時，LCD裝置的缺陷部分的量。
具體實施例方式
下面將參考附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行更全面和更詳細地描述，其中說明的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。但是，本發(fā)明可以以不同的形式實施，并且不應該局限于這里提出的實施方案。而且，這些實施方案的提供是使本發(fā)明更全面和完整，據(jù)此本領域普通技術人員將理解本發(fā)明的全部范圍。
根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物，包括預定比例的粘合劑和單體的混合物，用于過濾具有預定波長的光的顏料以及溶劑。所述顏料可以是紅色、綠色或藍色顏料。具有紅色、綠色和藍色的波長的光可以分別通過紅色、綠色和藍色顏料。每種顏料具有不同的比色指數(shù)(CI)的多種顏料可以按預定的比例混合以形成紅色、綠色或藍色顏料。
或者，彩色濾光片組合物可以包括粘合劑、單體和不包含顏料和溶劑的分散劑、填料、表面活性劑、粘結促進劑、抗氧劑、紫外吸收劑和粘結引發(fā)劑。彩色濾光片組合物也可以包括粘合劑、單體、顏料、分散劑、填料、表面活性劑、粘結促進劑、抗氧劑、紫外吸收劑和粘接引發(fā)劑。
彩色濾光片組合物的粘度(viscosity)和流度(fluidity)隨溶劑的含量成比例地增加。在彩色濾光片組合物涂布到基板上后，將溶劑干燥，由此在基板上形成彩色濾光片薄膜。
根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物，其包括重量百分比為約12％-18％的固體粉末。該固體粉末包括相對于固體粉末重量百分比為約28％-38％的顏料。粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。當使用狹縫涂布法將具有上述重量百分比的彩色濾光片組合物涂布到基板上時，避免了彩色濾光片出現(xiàn)斑點或條紋。當固體粉末的含量低于12重量％時，彩色濾光片組合物的粘度降低使得彩色濾光片組合物在涂布到基板上之后彩色濾光片組合物可能流動。當固體粉末的含量大于18重量％時，彩色濾光片組合物的粘度增加使得彩色濾光片組合物可能與狹縫涂布器粘附，使得彩色濾光片薄膜出現(xiàn)斑點或條紋。優(yōu)選彩色濾光片組合物包含約12重量％-15重量％的固體粉末，并且固體粉末包括約28重量％-38重量％的顏料。粘合劑對單體的比例優(yōu)選為約50∶50-60∶40。
當固體粉末和溶劑的含量改變時，可以控制彩色濾光片薄膜的質量和彩色濾光片組合物的粘度。優(yōu)選彩色濾光片組合物在約25℃時的粘度為約3.3mPa·s至4.1mPa·s。
表1給出了紅色彩色濾光片組合物的性質，表2給出綠色彩色濾光片組合物的性質，而表3給出的是藍色彩色濾光片組合物的性質。
PGMEA代表丙二醇單甲醚醋酸酯，EEP代表亞乙基3-乙氧基丙?；?ethylene 3-ethoxy propionylate)。材料由Sumitomo Chemical Co.制造。LTD由符號AT-3、A-3、R254、Y139、F comp.150、G36、B15:6、V23等代表。校準由符號“ca”代表。
表1

表2

表3

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彩色濾光片的制造方法的流程圖。
參考圖1，在步驟100，混合粘合劑、單體、顏料和溶劑以形成彩色濾光片組合物(S100)。
該彩色濾光片組合物包括重量百分比約12％-18％的固體粉末，并且該固體粉末含有重量百分比約28％-38％的顏料。粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。優(yōu)選，彩色濾光片組合物包含約12重量％-15重量％的固體粉末。優(yōu)選彩色濾光片組合物的在溫度為25℃時的粘度為約3.3mPa·s至4.1mPa·s。
在步驟200，在彩色濾光片組合物形成后，在基板上形成彩色濾光片薄膜(S200)。將彩色濾光片組合物涂布到基板上以形成彩色濾光片薄膜。在基板保持在預定的位置上的同時，將彩色濾光片組合物從基板的一端到另一端而涂布到基板上。在步驟300，在基板上形成彩色濾光片薄膜后，使用光處理或照相平板印刷法使彩色濾光片薄膜形成圖案，由此在基板上形成彩色濾光片(S300)。
圖2是用于制造根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彩色濾光片的裝置的橫截面圖。
參考圖2，用于制造彩色濾光片的裝置600包括供料單元100、狹縫涂布器200和轉移單元300。包含固體粉末和溶劑的彩色濾光片組合物儲存在供料單元100中。儲存在供料單元100中的彩色濾光片組合物包括重量百分比約12％-18％的固體粉末，該固體粉末包括重量百分比約28％-38％的顏料。粘合劑對單體的比例為約50∶50-60∶40。優(yōu)選彩色濾光片組合物含有約12重量％-15重量％的固體粉末。優(yōu)選，控制固體粉末和溶劑的濃度以便儲存在供料單元100中的彩色濾光片組合物的粘度在溫度為約25℃時為約3.3mPa·s至4.1mPa·s。
涂布器200通過伸長的狹縫，將從供料單元100供應的彩色濾光片組合物涂布到基板400的表面上。狹縫涂布器200與供料單元100連接，在它們之間有轉移管150。來自供料單元100的彩色濾光片組合物，通過轉移管150轉移到狹縫涂布器200。
轉移單元300移動狹縫涂布器200，所以當基板400保持在預定的位置上的同時，將從狹縫涂布器200出來的彩色濾光片組合物涂布到基板400上，從而在其上形成彩色濾光片薄膜450。
用來除去彩色濾光片組合物中的氣泡的除泡單元500可以設置在供料單元100和狹縫涂布器200之間。除泡單元500設置在轉移管150上并包括除泡管(未示出)。氣泡能通過除泡管，而彩色濾光片組合物不能通過除泡管。除泡管設置在減壓室(decompression chamber)的內表面上，其形成減壓氣氛，所以氣泡很容易從除泡管除去。
圖3是使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物來制造彩色濾光片的裝置的產(chǎn)率和使用根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彩色濾光片組合物來制造彩色濾光片的裝置的產(chǎn)率的示意圖。
參考圖3，沒有缺陷晶胞(defective unit cell)的LCD裝置用“A”表示，有一個缺陷晶胞的LCD裝置用“B”表示。如圖3所示，使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物的沒有缺陷晶胞的LCD裝置的產(chǎn)率是50％，而使用根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彩色濾光片組合物的沒有缺陷晶胞的LCD裝置的產(chǎn)率是78％。使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物的有一個缺陷晶胞的LCD裝置的產(chǎn)率是25％，而使用根據(jù)本發(fā)明的彩色濾光片組合物的有一個缺陷晶胞的LCD裝置的產(chǎn)率是19％。由此，使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物的“A”和“B”的產(chǎn)率的總和是75％，而使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物的產(chǎn)率的總和是97％。因此，當使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物時，沒有缺陷晶胞的LCD裝置的產(chǎn)率大大提高了。
圖4是當使用傳統(tǒng)的彩色濾光片組合物和根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物時，LCD裝置的次品(defective portion)的量。
有斑點的彩色濾光片薄膜用“A”代表，有條紋的彩色濾光片薄膜的LCD裝置用“B”代表。
參考圖4，當使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物時，具有斑點的彩色濾光片薄膜的LCD裝置的次品的百分比是3.5％，而使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物時，該百分比是0.2％。當使用傳統(tǒng)彩色濾光片組合物時，具有條紋的彩色濾光片薄膜的LCD裝置的次品的百分比是0.8％，而使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物時，該百分比是0.1％。
因此，使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的彩色濾光片組合物的LCD裝置的產(chǎn)率提高了，而次品率降低了。
在本發(fā)明的實施方案中，可以從彩色濾光片組合物中除去顏料，不含顏料的彩色濾光片組合物可以作為光致抗蝕劑材料，該材料可通過狹縫涂布法形成薄膜晶體管。具有黑色材料的彩色濾光片組合物可以通過狹縫涂布法來形成黑色基體。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，控制彩色濾光片組合物的固體粉末和溶劑的含量，以防止在制造彩色濾光片薄膜的過程中，彩色濾光片被玷污或剝離，因此增加了產(chǎn)率而減少了次品。
盡管，參考附圖，描述了解釋性的實施方案，但是人們應該理解本發(fā)明不局限于這些明確的實施方案。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的基礎上，相關領域的普通技術人員可以對本發(fā)明進行多種改變和改進。所有這些改變或改進都包含在本發(fā)明由權利要求限定的范圍內。
權利要求
1.一種彩色濾光片組合物，包含預定比例的粘合劑和單體的混合物；顏料；以及溶劑。
2.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，其中所述預定比例是所述粘合劑對所述單體的比例，并且為約50∶50-60∶40。
3.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，其中所述顏料是紅色顏料、綠色顏料和藍色顏料中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，其中所述顏料包括多種顏料的混合物，多所述種顏料中的每種顏料具有不同的比色指數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，還包含固體粉末，所述固體粉末在彩色濾光片組合物中的重量百分比為約12％-18％，其中該固體粉末包括顏料。
6.根據(jù)權利要求5的彩色濾光片組合物，其中所述顏料在所述固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。
7.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，其中所述彩色濾光片組合物在約25℃時的粘度為約3.3mPa·s至4.1mPa·s。
8.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，還包含用于形成黑色基體的黑色材料。
9.根據(jù)權利要求1的彩色濾光片組合物，其中所述彩色濾光片組合物使用狹縫涂布法涂布到基板上。
10.彩色濾光片組合物，包含溶劑；和固體粉末，所述固體粉末在所述彩色濾光片組合物中的重量百分比為約12％-18％。
11.根據(jù)權利要求10的彩色濾光片組合物，其中所述固體粉末包括顏料，所述顏料在所述固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。
12.根據(jù)權利要求11的彩色濾光片組合物，其中所述顏料為紅色顏料、綠色顏料和藍色顏料中的至少一種。
13.根據(jù)權利要求10的彩色濾光片組合物，還包含粘合劑；和單體，其中所述粘合劑對所述單體的比例為約50∶50-60∶40。
14.一種彩色濾光片的制造方法，包含形成彩色濾光片組合物，其中所述彩色濾光片組合物包含固體粉末，所述固體粉末在所述彩色濾光片組合物中的重量百分比為約12％-18％；將該彩色濾光片組合物涂布到基板上以形成彩色濾光片薄膜；以及使該彩色濾光片薄膜形成圖案，從而在基板上形成彩色濾光片。
15.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述的固體粉末包括顏料，所述顏料在所述固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中所述顏料是紅色顏料、綠色顏料和藍色顏料中的至少一種。
17.根據(jù)權利要求15的方法，其中所述顏料包括多種顏料的混合物，所述多種顏料中的每種顏料具有不同的比色指數(shù)。
18.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述彩色濾光片組合物還包括粘合劑和單體，其中所述粘合劑對所述單體的比例為約50∶50-60∶40。
19.根據(jù)權利要求14的方法，其中當將所述彩色濾光片組合物涂布到所述基板上時，所述基板保持在預定的位置。
20.根據(jù)權利要求14的方法，其中使用狹縫涂布法將所述彩色濾光片組合物涂布到所述基板上。
21.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述彩色濾光片組合物還包含溶劑，在將所述彩色濾光片組合物涂布到所述基板上后，將所述溶劑干燥。
22.根據(jù)權利要求14的方法，其中使用光處理和照相平板印刷法中的至少一種使所述彩色濾光片薄膜形成圖案。
23.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述彩色濾光片組合物在約25℃時的粘度為約3.3mPa·s至4.1mPa·s。
24.根據(jù)權利要求14的方法，其中所述彩色濾光片組合物還包含用于形成黑色基體的黑色材料。
25.用于制造彩色濾光片的裝置，包含用于儲存彩色濾光片組合物的供料單元；狹縫涂布器，其將從所述供料單元供應的彩色濾光片組合物通過狹縫排放到基板的表面上；以及轉移單元，其用于在排放所述彩色濾光片組合物的同時，在所述基板的表面上移動所述涂布器。
26.根據(jù)權利要求25的裝置，還包含轉移管，其位于所述供料單元和所述狹縫涂布器之間，其中所述轉移管將所述彩色濾光片組合物從所述供料單元輸送到所述涂布器。
27.根據(jù)權利要求25的裝置，還包含位于所述供料單元和所述狹縫涂布器之間的除泡單元，其用于除去所述彩色濾光片組合物中的氣泡。
28.根據(jù)權利要求25的裝置，其中所述彩色濾光片組合物包含固體粉末，所述固體粉末在所述彩色濾光片組合物中的重量百分比是約12％-18％。
29.根據(jù)權利要求28的裝置，其中所述固體粉末包含顏料，所述顏料在所述固體粉末中的重量百分比為約28％-38％。
30.根據(jù)權利要求25的裝置，其中所述彩色濾光片組合物包括粘合劑和單體，其中所述粘合劑對所述單體的比例為約50∶50-60∶40。
31.根據(jù)權利要求25的裝置，其中在排放所述彩色濾光片組合物的過程中，所述基板保持在預定的位置上。
32.一種彩色濾光片組合物，包含粘合劑；單體；分散劑；以及填料、表面活性劑、粘結促進劑、抗氧劑、紫外吸收劑和粘結引發(fā)劑中的至少一種。
全文摘要
彩色濾光片組合物包含預定比例的粘合劑和單體的混合物、顏料和溶劑。預定比例是粘合劑對單體的比例，可為約50∶50－60∶40。彩色濾光片組合物還包含固體粉末，其中固體粉末在彩色濾光片組合物中的重量百分比為約12％－18％，其中該固體粉末包括顏料。顏料在固體粉末中的重量百分比為約28％－38％。
文檔編號C09D4/06GK1609638SQ20041003354
公開日2005年4月27日 申請日期2004年4月6日 優(yōu)先權日2003年4月15日
發(fā)明者鄭相基, 崔東旭, 鄭成基 申請人:三星電子株式會社