一种光阻组合物、彩膜基板和显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光阻组合物、彩膜基板和显示装置。本发明的光阻组合物包括质量分数为1%～10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树脂，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重60%～80%热固化树脂低聚物，15%～35%第一固化剂，0.5～5%第一添加剂；或者包括基于所述囊芯的总重质量分数为10%～60%的热固化树脂低聚物；质量分数为10%～50%的第三固化剂；质量分数为10%～70%的第一黑色颜料色浆；质量分数为0.5%～5%的第三添加剂。本发明的光阻组合物是一种自修补型光阻组合物，其可以对黑矩阵破损处或平坦保护层破损处进行自修补，大大提高产品的良率。
【专利说明】一种光阻组合物、彩膜基板和显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光阻组合物、彩膜基板和显示装置。
【背景技术】
[0002]彩色滤光片主要结构包括:黑矩阵(BM)、红(R)、绿(G)、蓝(B)着色层、绝缘(OC)层、隔垫物(PS)层等。为了保证彩色滤光片的色彩均匀性与防止漏光，RGB与BM之间存在一定宽度的搭接(3微米以上)且搭接区域的RGB的高度较其他区域偏高，从而产生较大的角段差。为了消除此段差，需要在RGB表面涂覆一层OC层以保证彩膜基板(CF)的表面平坦性，保证PI摩擦的均匀性，从而实现高画面品质；此外，OC层还可以作为保护层以防止着色层中的小分子物质迁移至液晶层，污染液晶造成色度不均。因此，OC层表面平整度与完整度对提升薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD品质至关重要。OC层出现破损时，需要通过修复工序对破损处进行修补。
[0003]一般而言，黑矩阵以格栅、条纹或斑纹形式排列在R、G、B彩色图案之间，通过抑制颜色间的混合提高对比度或防止因漏光引起的薄膜晶体管(TFT)工作失常。为此，黑色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R/G/B/0C/PS等工序，此外还有颗粒、异物等影响，BM难免会受到刮伤破损，导致破损部分漏光，形成白缺，影响薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)品质。为避免此不良，需要通过修复工序对破损处进行修补。
[0004]现有彩色滤光片中的不足主要体现在:需要专门的修复工序，不能及时发现并修补；2.需要额外设备添加光阻，造成成本增加。
【发明内容】
[0005]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或平坦保护层破损处进行自修补，大大提高产品的良率。
[0006]本发明所提供的第一光阻组合物，包括基于所述光组组合物总重质量分数为1%?10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树脂，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重:
[0007]60%?80%热固化树脂低聚物，
[0008]15%?35%第一固化剂，
[0009]0.5?5%第一添加剂。
[0010]其中，所述所述光阻组合物还包括基于所述光阻组合物总重:
[0011 ] 1%?20%含环氧基团的丙烯酸酯树脂，
[0012]1%?20%第二固化剂，
[0013]70.5%?83.5%第一有机溶剂，
[0014]0.01%?2%第二添加剂。
[0015]本发明还提供了一种彩膜基板，其包括使用如上所述的第一光阻组合物制成的平坦保护层。本发明还提供了一种显示装置，其包括上述第一彩膜基板。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。
[0016]本发明所提供的第二光阻组合物，其特征在于，所述光阻组合物包括基于所述光组组合物总重质量分数为1%?10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树脂，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重:
[0017]质量分数为10%?60%的热固化树脂低聚物；
[0018]质量分数为10%?50%的第三固化剂；
[0019]质量分数为10%?70%的第一黑色颜料色浆；
[0020]质量分数为0.5%?5%的第三添加剂。
[0021]其中，所述光阻组合物还包括基于所述光阻组合物总重的:
[0022]质量分数为5%?70%第二黑色颜料色浆；
[0023]质量分数为1%?50%含有羧基基团的粘结剂树脂；
[0024]质量分数为5%?50%含有烯基不饱和键的可聚合单体；
[0025]质量分数为0.1%?10%光致聚合弓I发剂；
[0026]质量分数为7.3%?59.39%第二溶剂；
[0027]质量分数为0.01%?5%助剂。
[0028]其中，所述第一黑色颜料色浆和第二黑色颜料色浆均包括基于黑色颜料色浆总重量:
[0029]质量分数为1%?20%黑色颜料；
[0030]质量分数为1%?50%超分散剂；
[0031 ] 质量分数为0.5%?10%助分散剂；
[0032]质量分数为0.1%?5%第四添加剂；和
[0033]质量分数为39%?97.4%第三溶剂。
[0034]所述热固化树脂低聚物选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、脂肪族类、脂环族类环氧树脂或其它树脂改性的环氧树脂中的至少一种。
[0035]第一、第二和第三固化剂选自有机酸、酸酐、脂肪胺、芳香胺、酰胺中的至少一种；第一、第二和第三添加剂选自附着力促进剂、流平剂抗氧化剂中的至少一种。
[0036]所述含有羧基基团的粘结剂树脂包括甲基丙烯酸与甲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；所述第二溶剂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；且所述助剂选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种。
[0037]所述黑色颜料选自炭黑和钛黑中的至少一种；所述超分散剂选自酰胺类聚合物、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至少一种；所述助分散剂选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中的至少一种；所述第三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至少；所述第四添加剂选自吐温和司盘中的至少一种。[0038]所述第一有机溶剂选自醇、酯、酮、醚中的至少一种；所述含环氧基团的丙烯酸酯树脂选自:(甲基)丙烯酸甲酯改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸乙酯改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸丁酯改性环氧树脂或(甲基)丙烯酸酯共聚物改性环氧树脂中的至少一种。
[0039]其中，所述碱不溶性树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种。
[0040]本发明还提供了第一彩膜基板，其包括使用如上所述的第二光阻组合物制成的黑矩阵。本发明还提供了一种显示装置，其包括上述第二彩膜基板。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。
【具体实施方式】
[0041]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。
[0042]本发明实施例提供了第一光阻组合物，其包括基于所述光组组合物总重量，质量分数为1%?10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树脂，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重量:
[0043]60%?80%热固化树脂低聚物，
[0044]15%?35%第一固化剂，
[0045]0.5?5%第一添加剂。
[0046]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:
[0047]1%?20%含环氧基团的丙烯酸酯树脂，
[0048]1%?20%第二固化剂，
[0049]70.5%?83.5%第一有机溶剂，
[0050]0.01%?2%第二添加剂。
[0051]在一个方面，所述碱不溶性树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树月旨、醇酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种。
[0052]在一个方面，所述热固化树脂低聚物选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、脂肪族类、脂环族类环氧树脂或其它树脂改性的环氧树脂中的至少一种；第一和第二固化剂选自有机酸、酸酐、脂肪胺、芳香胺、酰胺中的至少一种；第一和第二添加剂选自附着力促进剂、流平剂抗氧化剂中的至少一种。所述第一有机溶剂选自醇、酯、酮、醚中的至少一种。
[0053]在一个方面，所述含环氧基团的丙烯酸酯树脂选自:(甲基)丙烯酸甲酯改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸乙酯改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸丁酯改性环氧树脂或(甲基)丙烯酸酯共聚物改性环氧树脂中的至少一种。
[0054]本发明的又一实施例还提供了第一彩膜基板，其包括使用如上所述的第一光阻组合物制成的平坦保护层。本发明的又一实施例还提供了一种显示装置，其包括上述第一彩膜基板。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。
[0055]本发明实施例的第一光阻组合物包括具有囊壁和囊芯的微胶囊。在该光阻组合物的制备过程中，由于囊壁的保护作用，囊芯物质较难流出。然而，在使用该光阻组合物制备平坦保护层时，由于污染颗粒的存在或外力的划伤，会造成平坦保护层出现破损。此时，因这种破损引起的剪切力迫使微胶囊的囊壁破裂，使得内部囊芯中的组合物流出，填充满破损处。在热固化时，该组合物也相应的发生固化反应，无需单独的固化处理即可实现破损处的修补，有效防止缺陷的发生，大大提高了修补效率，尤其是对于较小面积的修补更为有效。此外，由于微胶囊中包含的组合物流出，可以对光阻组合物中残留的固化剂进行充分吸收固化，从而减少由于固化剂残留对液晶的污染，对改善残像有较好的促进作用。
[0056]本发明一个实施例提供了第二光阻组合物，其包括基于所述光组组合物总重，质量分数为1%?10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树月旨，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重:
[0057]质量分数为10%?60%的热固化树脂低聚物；
[0058]质量分数为10%?50%的第三固化剂；
[0059]质量分数为10%?70%的第一黑色颜料色浆；
[0060]质量分数为0.5%?5%的第三添加剂。
[0061]基于光阻组合物总重，本发明实施例的第二光阻组合物中包含质量分数为1%?10%的微胶囊。当微胶囊在光阻组合物中的含量过低时，如果黑矩阵出现白缺，可能微胶囊破裂不能填补所有的白缺。当微胶囊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，添加大量微胶囊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囊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。
[0062]在一个方面，热固化树脂低聚物所述热固化树脂低聚物选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、脂肪族类、脂环族类环氧树脂或其它树脂改性的环氧树脂中的至少一种；所述固化剂选自有机酸、酸酐、脂肪胺、芳香胺、酰胺中的至少一种；所述添加剂选自附着力促进齐U、流平剂抗氧化剂中的至少一种。
[0063]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:
[0064]质量分数为5%?70%的第二黑色颜料色浆；
[0065]质量分数为1%?50%的含有羧基基团的粘结剂树脂；
[0066]质量分数为5%?50%的含有烯基不饱和键的可聚合单体；
[0067]质量分数为0.1%?10%的光致聚合弓I发剂；
[0068]质量分数为7.3%?59.39%的第二溶剂；
[0069]质量分数为0.01%?5%的助剂。
[0070]其中，例如，所述含有羧基基团的粘结剂树脂包括甲基丙烯酸与甲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；所述第二溶剂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；且所述助剂选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种。
[0071]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:
[0072]质量分数为1%?20%的黑色颜料；[0073]质量分数为1%~50%的超分散剂；
[0074]质量分数为0.5%~10%的助分散剂；
[0075]质量分数为0.1%~5%的第四添加剂；和
[0076]质量分数为39%~97.4%的第三溶剂。
[0077]其中，例如，所述黑色颜料选自炭黑和钛黑中的一种或多种；所述超分散剂选自酰胺类聚合物、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；所述助分散剂选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中的一种或多种；第二和第三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；所述第四添加剂为选自吐温和司盘中的一种或多种。
[0078]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
[0079]本发明的又一实施例还提供了第二彩膜基板，其包括使用如上所述的第二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，其包括上述第二彩膜基板。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。
[0080]本发明实施例的第二光阻组合物包括具有囊壁和囊芯的微胶囊。在该光阻组合物的制备过程中，由于囊壁的保护作用，囊芯物质较难流出。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囊的囊壁破裂，使得内部囊芯中的组合物流出，填充满破损处。当加热烘烤处理所制成的黑矩阵时，流出的囊芯物质中所含的热固化树脂低聚物和固化剂在烘烤的过程中发生聚合，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囊，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。
[0081 ] 如下实施例用于进一步说明本发明而非限制本发明。
[0082]一、具有自我修复能力的平坦保护层
[0083]1.1微胶囊囊芯组合物的制备
[0084]实施例1~5是制备囊芯用组合物的实施例。将表1中所列的实施例1~5中基于囊芯总重的质量分数为60%~85%的热固化树脂低聚物、质量分数为15%~35%的固化剂、质量分数为0.5%~5%的添加剂混合形成混合物。
[0085]将所述混合物在600转/分的转速下分散2小时，制得囊芯用组合物，所述搅拌可以采用机械搅拌的方式。
[0086]表1.囊芯实施例1~5组分及其质量分数表 [0087]
[0088]
【权利要求】
1.一种光阻组合物，其特征在于，所述光阻组合物包括基于所述光组组合物总重量质量分数为1%~10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树月旨，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重: 60%~80%热固化树脂低聚物， 15%~35%第一固化剂， 0.5~5%第一添加剂。
2.根据权利要求1所述的所述光阻组合物，其特征在于，所述所述光阻组合物还包括基于所述光阻组合物总重: 1%~20%含环氧基团的丙烯酸酯树脂， 1%~20%第二固化剂， 70.5%~83.5%第一有机溶剂， 0.01%~2%第二添加剂。
3.一种光阻组合物，其特征在于，所述光阻组合物包括基于所述光组组合物总重质量分数为1%~10%的微胶囊，所述微胶囊具有囊壁和囊芯，其中所述囊壁包括碱不溶性树脂，且所述囊芯包括基于所述囊芯的总重: 质量分数为10%~60%的 热固化树脂低聚物； 质量分数为10%~50%的第三固化剂； 质量分数为10%~70%的第一黑色颜料色浆； 质量分数为0.5%~5%的第三添加剂。
4.根据权利要求3所述的光阻组合物，其特征在于，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%第二黑色颜料色浆； 质量分数为1%~50%含有羧基基团的粘结剂树脂； 质量分数为5%~50%含有烯基不饱和键的可聚合单体； 质量分数为0.1%~10%光致聚合引发剂； 质量分数为7.3%~59.39%第二溶剂； 质量分数为0.01%~5%助剂。
5.根据权利要求3或4所述的光阻组合物，其特征在于，所述第一黑色颜料色浆和第二黑色颜料色浆均包括基于黑色颜料色浆总重量: 质量分数为1%~20%黑色颜料； 质量分数为1%~50%超分散剂； 质量分数为0.5%~10%助分散剂； 质量分数为0.1%~5%第四添加剂；和 质量分数为39%~97.4%第三溶剂。
6.根据权利要求1或3所述的光阻组合物，其特征在于，所述热固化树脂低聚物选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、脂肪族类、脂环族类环氧树脂或其它树脂改性的环氧树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1-3中任一所述的光阻组合物，其特征在于，第一、第二和第三固化剂选自有机酸、酸酐、脂肪胺、芳香胺、酰胺中的至少一种；第一、第二和第三添加剂选自附着力促进剂、流平剂抗氧化剂中的至少一种。
8.根据权利要求1或3所述的光阻组合物，其特征在于，所述碱不溶性树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的光阻组合物，其特征在于，所述含有羧基基团的粘结剂树脂包括甲基丙烯酸与甲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；所述第二溶剂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；且所述助剂选自硅烷偶联剂和流平剂中的一种或多种。
10.根据权利要求5所述的光阻组合物，其特征在于，所述黑色颜料选自炭黑和钛黑中的至少一种；所述超分散剂选自酰胺类聚合物、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至少一种；所述助分散剂选自相乘剂和改善溶剂型助分散剂中的至少一种；所述第三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至少；所述第四添加剂选自吐温和司盘中的至少一种。
11.根据权利要求2所述的光阻组合物，其特征在于，所述第一有机溶剂选自醇、酯、酮、醚中的至少一种；所述含环氧基团的丙烯酸酯树脂选自:(甲基)丙烯酸甲酯改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸乙酯 改性环氧树脂、(甲基)丙烯酸丁酯改性环氧树脂或(甲基)丙烯酸酯共聚物改性环氧树脂中的至少一种。
12.—种彩膜基板，其包括使用权利要求1所述的光组合物制成的平坦保护层和/或使用权利要求3所述的光组合物制成的黑矩阵。
13.—种显示装置，其包括权利要求12所述的第一彩膜基板。
【文档编号】G02B1/04GK103901721SQ201410108331
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】杨同华, 吴洪江, 黎敏, 冯贺, 王耸, 万冀豫, 张思凯, 董明 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司