彩色滤光片喷墨墨水的制作方法

专利名称：彩色滤光片喷墨墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色滤光片喷墨墨水，尤其涉及一种交联型滤光片喷墨墨水。
背景技术：
由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)为非主动发光的组件，必须透过内部的背光源提供光源，搭配驱动IC与液晶控制形成黑、白两色的灰阶显示，再透过彩色滤光片(Color Filter)的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色层提供色相，形成彩色显示画面，因此彩色滤光片为液晶显示器彩色化的关键零组件。
目前，现有技术的彩色滤光片制备方法主要有颜料分散方法(Pigment-dispersed Method)以及喷墨方法(Ink Jet Method)。
颜料分散方法是将彩色光阻(Color Resist)以旋转涂布的方式涂布于基板上，经由曝光显影的方式制备成色块(Color Area)。彩色光阻是将彩色颜料均匀分散于其中的光阻，具有照光反应与热硬化的特性。RGB三色彩色光阻必需经过三道涂布、曝光、显影制程，最后形成彩色滤光片。颜料分散方法由于制程复杂以及设备成本高的缺点，已逐渐被喷墨方法取代。
喷墨方法为使用一喷墨装置将含有RGB颜色层的墨水同时喷射于一透明基板上的黑色矩阵内，墨水滴被脱水后于该透明基板上形成着色的RGB颜色层图案。使用喷墨方法能够一次形成RGB颜色层，使得制备过程大量简化，成本大幅降低。所以，喷墨方法具有制程简化、环保、节省原料的优点。
目前，使用喷墨方法制备彩色滤光片主要分为两大类有吸墨层制程及无吸墨层制程。其中，有吸墨层制程通常使用不具紫外线硬化功能的墨水，因黑色矩阵间的像素区涂有吸墨层，将墨水喷入像素区被吸墨层吸收即可固定于玻璃基板上。而无吸墨层制程即为不于黑色矩阵间的像素区形成吸墨层。因为彩色滤光片是以玻璃为基材，与传统的喷墨打印的纸张不同，玻璃不会吸墨，所以，无吸墨层制程必需使用可交联型墨水，再经紫外光照射或加热方法硬化，才能使墨水固定于玻璃基材上。
使用颜料分散方法制备彩色滤光片采用的传统彩色光阻一般包括用于提高粘着性的高分子树脂，用于固化颜料的反应性官能基单体，溶剂，起始剂，颜料分散体及其它添加剂等。由于高分子树脂和单体具有可显影化及增加与基板的粘附力及机械强度等性质的用途，因此采用该彩色光阻制备的彩色滤光片，其最后形成的微影色块能满足对基板的粘附力、机械强度及其它物化性质的要求。
但是，在喷墨法制程使用的具有交联性的彩色感光墨水，虽然不需显影这道制程，但对基板的粘附力、机械强度及其物化性质仍需满足一定的条件。所以，一般的喷墨墨水都包括高分子树脂等交粘剂组分，然而，以墨水稳定性的观点，添加高分子树脂于感光墨水中，添加成分越多，配方越复杂，长期稳定性的要求即越难达成。
有鉴于此，提供一种通过减少或去除高分子树脂成分以增加墨水稳定性及粘着性的彩色滤光片喷墨墨水实为必要。

发明内容下面将以若干实施例说明一种通过减少或去除高分子树脂成分以增加墨水稳定性及粘着性的彩色滤光片喷墨墨水。
为实现上述内容，提供一种彩色滤光片喷墨墨水，其组成包括0.1至40wt％的色料，1至95wt％的溶剂，0.01至15wt％的起始剂以及0.5至80wt％的高分子寡聚合物或其改性物。
优选的，该色料的最佳重量比范围为3～15wt％。
优选的，该溶剂的最佳重量比范围为25～85wt％。
优选的，该高分子寡聚合物或其改性物的最佳重量比范围为3～65wt％。
优选的，该起始剂的最佳重量比范围为0.1～8wt％。
优选的，该彩色滤光片喷墨墨水进一步包括一添加剂，其重量比范围为0～30％，最佳重量比范围为0.1～10％。
相对于现有技术，本实施例的彩色滤光片喷墨墨水主要以适量的高分子寡聚合物或其改性物质取代高分子树脂及反应性官能基单体材料，从而得到具有交联性的彩色滤光片喷墨墨水，且本实施例的墨水的组成成分简单，能满足长期稳定性的要求。

具体实施方式

下面对本发明若干实施例作进一步的详细说明。
本发明提供一种彩色滤光片喷墨墨水，其组成包括0.1至40wt％的色料，1至95wt％的溶剂，0.01至15wt％的起始剂以及0.5至80wt％的高分子寡聚合物或其改性物。
优选的，该色料的最佳重量比范围为3～15wt％。
优选的，该溶剂的最佳重量比范围为25～85wt％。
优选的，该高分子寡聚合物或其改性物的最佳重量比范围为3～65wt％。
优选的，该起始剂的最佳重量比范围为0.1～8wt％。
其中，该色料包括染料、颜料或其它会呈色的物质。该色料优选颜料。常见的红颜料包括颜料红122、颜料红177、颜料红185、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209、颜料红224、颜料红254、颜料红264。常见的蓝颜料包括颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6。常见的绿颜料包括颜料绿7、颜料绿36。
其中，该溶剂为有机溶剂，该溶剂主要包括以下几大类酯类、醚类、醇醚类、酮类、醇类、多元醇类衍生物及含氮系溶剂等。具体的，该溶剂可优选下列材料甲氧基丁醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、丁基醚、四氢夫喃、乙二醇丙基醚、乙二醇丁基醚、乙二醇己基醚、乙二醇苯基醚、乙二醇丁基醚醋酸酯、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇丁基醚、二乙二醇己基醚、三乙二醇甲基醚、三乙二醇乙基醚、三乙二醇丁基醚、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、三丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯、二丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇丁基醚、二丙二醇丁基醚、三丙二醇丁基醚、丙二醇苯基醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、安息香酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、丙酮、甲乙酮、甲戊酮、甲基异丁酮、二异丁酮、异佛尔酮、环己酮、2-呲咯啶酮、N-甲基-2呲咯啶酮、二甲基亚砜等。
其中，该起始剂包括光起始剂及热起始剂。该热起始剂包括过氧化二苯甲醯(Benzoyl Peroxide，BPO)、偶氮二异丁腈(Azobisisobutyronitrile，AIBN)等。
该光起始剂包括二(二甲基胺基)二苯甲酮(4，4-Bis(dimethylamino))、二(二乙基胺基)二苯甲酮(4，4’-Bis(Diethylamino)Benzophenone)、甲氧基苯-二(三氯甲基)-三氮杂苯(2-(4-Methoxyphenyl)-4，6-Bis(Trichloromethyl)-1，3，5-Triazine)、三(三氯甲基)三氮杂苯(Tris(trichloromethyl)-1，3，5-Triazine)等。目前，该光起始剂的主要商品包括下列种类IRGACURE819、IRGACURE369、IRGACURE2959、IRGACURE379、IRGACURE184、IRGACURE784、IRGACURE250、IRGACURE907、IRGACURE651、IRGACUREOXE01、IRGACURE500、IRGACURE1800、IRGACURE1000、IRGACURE1700、DAROCUREBP、DAROCURE1173 CGI-242、DAROCURE1173 CGI-552、CHIVACURETPO、CHIVACURETPO-L、CHIVACURE200、CHIVACURE107、CHIVACURE184或CHIVACURE284等其中，该高分子寡聚合物包括有机不饱和烃或不饱和聚酯寡聚合物。该高分子寡聚合物包括如下但不限于下列材料环氧丙烯酸酯寡聚合物(EpoxyAcrylate Oligomers)、环氧丙烯酸甲酯寡聚合物(Epoxy MethacrylateOligomers)、聚酯丙烯酸酯寡聚合物(Polyester Acrylates Oligomers)、氨基甲酸酯丙烯酸甲酯寡聚合物(Urethane Methacrylate Oligomers)、氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物(Urethane Acrylates Oligomers)、胺改质环氧丙烯酸酯寡聚合物(Amine Modified Epoxy Acrylates)、胺改质聚酯丙烯酸酯寡聚合物(AmineModified Polyester Acrylates)、聚丁二烯丙烯酸酯寡聚合物(PolybutadieneAcrylate Oligomers)、丙烯酸酯寡聚合物(Acrylic Oligomer)、二丙烯酸酯寡聚合物(Diacrylate Oligomer)、三丙烯酸酯寡聚合物(Triacrylate Oligomer)、金属基丙烯酸酯寡聚合物(Metallic Acrylate Oligomer)、氨基甲酸酯寡聚合物(Urethane Oligomer)。
其中，该改性物为上述高分子寡聚合物改质成具有如下一种或多种官能团或官能基的高分子寡聚合物。该官能基或官能团包括羟基(-OH)、氢氰酸基(-HCN)、氨基(-NH)、异氰酸基(-NCO)、羧基(-COOH)、硫氢基(-SH)、环氧基、苯环(Aromatic Ring)、醯胺基(Amide)、脂类(Ester)、氨脂(Urethane)、硅氧烷(Siloxane)、硫化物(Sulfide)、乙烯基(Vinyl)、酸酐(Anhydride)、尿素树脂(Urea)、碳酸(Carbonate)、磷酸脂(Phosphate Ester)、砜(Sulfone)等。当然，该高分子寡聚合物本身已有上述一种或多种官能团或官能基结构，亦可进行增加官能团或官能基的改质。
进一步的，本发明的滤光片喷墨墨水还可添加若干添加剂，其重量比范围为0～30wt％，最佳重量比范围为0.1～10wt％。该添加剂主要用于改变墨水的性质，以配合整个生产条件，并得到良好的产品特性及规格。该添加剂包括介面活性剂、分散剂、流平剂、抑泡剂或消泡剂、防沉剂、增稠剂或兼具上述两种或两种以上特性的添加剂。
该介面活性剂主要用于控制墨水表面张力，其可优选用下列材料含硅烷类有机化合物或高分子、硅氧类有机化合物或高分子、氟系有机化合物或高分子、乙氧基醇或乙氧基醇改质系有机化合物。
该分散剂主要用于增加色料分散稳定性，其可优选用下列材料丙烯酸或丙烯酸改质系有机化合物或高分子、氨酯或氨酯系改质系有机化合物或高分子。
该抑泡剂或消泡剂主要用于抑制并消除墨水中产生气泡，其可优选用下列材料含硅烷类有机化合物或高分子、乙氧基醇或乙氧基醇改质系有机化合物。
另外，该流平剂主要用于控制膜结构平整性；该密着剂主要用于增加墨水密着特性；该防沉剂防止色料沉积；该增稠剂主要用于调整墨水黏度。可以理解上述列举的材料中兼具上述两种或两种以上添加剂特性。
本发明的第一实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括5.25wt％的改质颜料红254、10wt％的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物、2wt％的IRGACURE184、80wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯以及2.75wt％的Solsperse24000。
本发明的第二实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物、85wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、1wt％的IRGACURE907以及2.75wt％的Solsperse 24000。本发明的第三实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的丙烯酸酯寡聚合物、1wt％的IRGACUREl84、82wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、3wt％的环己酮以及2.75wt％的Solsperse 24000。
本发明的第四实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的聚酯丙烯酸酯寡聚合物、77wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、1wt％的IRGACURE907、8wt％的丙二醇甲基醚、2.75wt％的Solsperse24000。
本发明的第五实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括3wt％的改质颜料红254、80wt％的聚酯丙烯酸酯寡聚合物、9.8wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、6wt％的IRGACURE184、1.2wt％的Solsperse 24000。
本发明的第六实施例提供一红色喷墨墨水，其组分包括5.25wt％的改质颜料红254、0.5wt％的环氧丙烯酸酯寡聚合物、6.5wt％的五丙烯酸二季戊四醇酯(Dipentaerythritol Pentaacrylate)、5wt％的IRGACURE184、72wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、8wt％的环己酮、2.75wt％的Solsperse 24000。
本发明的彩色滤光片喷墨墨水主要以适量的高分子寡聚合物或其改性物质取代高分子树脂及反应性官能基单体材料，从而得到具有交联性且稳定性的彩色滤光片喷墨墨水。本实施例采用的高分子寡聚合物及其改性寡聚合物具有羟基、氢氰酸基、氨基、异氰酸基、羧基、硫氢基、环氧基等官能基，或苯环，即使不添加高分子树脂，亦可使墨水具有粘着性，以及相关的物化性质如耐热、耐熔化及光学等性质；本发明的彩色滤光片喷墨墨水成分较少，配方简单，能满足长期稳定性的要求。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于包括0.1至40wt％的色料，1至95wt％的溶剂，0.01至15wt％的起始剂，以及0.5至80wt％的高分子寡聚合物或其改性物。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该色料的最佳重量比范围为3～15wt％。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该溶剂的最佳重量比范围为25～85wt％。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该高分子寡聚合物或其改性物的最佳重量比范围为3～65wt％。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该起始剂的最佳重量比范围为0.1～8wt％。
6.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该色料包括染料或颜料。
7.如权利要求6所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该颜料包括颜料红122、颜料红177、颜料红185、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209、颜料红224、颜料红254、颜料红264、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料绿7、颜料绿36。
8.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该溶剂为有机溶剂。
9.如权利要求8所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该有机溶剂包括酯类、醚类、醇醚类、酮类、醇类、多元醇类衍生物及含氮系溶剂。
10.如权利要求9所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该有机溶剂包括甲氧基丁醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、丁基醚、四氢夫喃、乙二醇丙基醚、乙二醇丁基醚、乙二醇己基醚、乙二醇苯基醚、乙二醇丁基醚醋酸酯、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇丁基醚、二乙二醇己基醚、三乙二醇甲基醚、三乙二醇乙基醚、三乙二醇丁基醚、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、三丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯、二丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇丁基醚、二丙二醇丁基醚、三丙二醇丁基醚、丙二醇苯基醚、醋酸乙酯、醋酸丁酯、安息香酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、丙酮、甲乙酮、甲戊酮、甲基异丁酮、二异丁酮、异佛尔酮、环己酮、2-呲咯啶酮、N-甲基-2呲咯啶酮或二甲基亚砜。
11.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该起始剂包括热起始剂或光起始剂。
12.如权利要求11所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该热起始剂包括过氧化二苯甲醯或偶氮二异丁腈。
13.如权利要求11所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该光起始剂包括二(二甲基胺基)二苯甲酮、二(二乙基胺基)二苯甲酮、甲氧基苯-二(三氯甲基)-三氮杂苯、三(三氯甲基)三氮杂苯。
14.如权利要求13所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该光起始剂包括IRGACURE819、IRGACURE369、IRGACURE2959、IRGACURE379、IRGACURE184、IRGACURE784、IRGACURE250、IRGACURE907、IRGACURE651、IRGACUREOXE01、IRGACURE500、IRGACURE1800、IRGACURE1000、IRGACURE1700、DAROCUREBP、DAROCURE1173 CGI-242、DAROCURE1173CGI-552、CHIVACURETPO、CHIVACURETPO-L、CHIVACURE200、CHIVACURE107、CHIVACURE184或CHIVACURE284。
15.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该高分子寡聚合物包括有机不饱和烃或不饱和聚酯寡聚合物。
16.如权利要求15所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该有机不饱和烃或不饱和聚酯寡聚合物包括环氧丙烯酸酯寡聚合物、环氧丙烯酸甲酯寡聚合物、聚酯丙烯酸酯寡聚合物、氨基甲酸酯丙烯酸甲酯寡聚合物、氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物、胺改质环氧丙烯酸酯寡聚合物、胺改质聚酯丙烯酸酯寡聚合物、聚丁二烯丙烯酸酯寡聚合物、丙烯酸酯寡聚合物、二丙烯酸酯寡聚合物、三丙烯酸酯寡聚合物、金属基丙烯酸酯寡聚合物及氨基甲酸酯寡聚合物。
17.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该改性物为经改性处理具有一种或多种官能基或官能团的高分子寡聚合物，该官能基或官能团包括羟基、氢氰酸基、氨基、异氰酸基、羧基、硫氢基、环氧基、乙烯基、苯环、醯胺基、脂类、氨脂、硅氧烷、硫化物、酸酐、尿素树脂、碳酸、磷酸脂、砜。
18.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该彩色滤光片喷墨墨水进一步包括添加剂，其重量比范围为0～30wt％。
19.如权利要求17所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该添加剂的最佳重量比范围为0.1～10wt％。
20.如权利要求17所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该添加剂包括介面活性剂、分散剂、流平剂、抑泡剂或消泡剂、防沉剂、增稠剂或兼具上述两种或两种以上特性的添加剂。
21.如权利要求19所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该介面活性剂包括含硅烷类有机化合物或高分子、硅氧类有机化合物或高分子、氟系有机化合物或高分子、乙氧基醇或乙氧基醇改质系有机化合物。
22.如权利要求19所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该分散剂包括丙烯酸或丙烯酸改质系有机化合物或高分子、氨酯或氨酯系改质系有机化合物或高分子。
23.如申请专利范围第19项所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该抑泡剂或消泡剂包括含硅烷类有机化合物或高分子、乙氧基醇或乙氧基醇改质系有机化合物。
24.如权利要求19所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分5.25wt％的改质颜料红254、10wt％的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物、2wt％的IRGACURE184、80wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯以及2.75wt％的Solsperse 24000。
25.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚合物、85wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、1wt％的IRGACURE907以及2.75wt％的Solsperse 24000。
26.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的丙烯酸酯寡聚合物、1wt％的IRGACURE184、82wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、3wt％的环己酮以及2.75wt％的Solsperse 24000。
27.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分5.25wt％的改质颜料红254、6wt％的聚酯丙烯酸酯寡聚合物、77wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、1wt％的IRGACURE907、8wt％的丙二醇甲基醚、2.75wt％的Solsperse 24000。
28.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分3wt％的改质颜料红254、80wt％的聚酯丙烯酸酯寡聚合物、9.8wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、6wt％的IRGACURE184、1.2wt％的Solsperse24000。
29.如权利要求1所述的彩色滤光片喷墨墨水，其特征在于该墨水包括以下组分5.25wt％的改质颜料红254、0.5wt％的环氧丙烯酸酯寡聚合物、6.5wt％的五丙烯酸二季戊四醇酯、5wt％的IRGACURE184、72wt％的丙二醇甲基醚醋酸酯、8wt％的环己酮、2.75wt％的Solsperse 24000。
全文摘要
本发明涉及一种彩色滤光片喷墨墨水，其组成包括0.1至40wt％的色料，1至95wt％的溶剂，0.01至15wt％的起始剂，以及0.5至80wt％的高分子寡聚合物或其改性物质。本发明的彩色滤光片喷墨墨水以适量的高分子寡聚合物或其改性物质取代高分子树脂及有机单体材料，从而得到具有交联性且稳定性高的彩色滤光片喷墨墨水。
文档编号B41J2/01GK1880390SQ200510035398
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月17日 优先权日2005年6月17日
发明者陈伟源 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 虹创科技股份有限公司