CN103044974B - 白色无机涂料组合物及包含其所形成的涂层的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种白色无机涂料组合物及包含其所形成的涂层的装置。该白色无机涂料组合物包含第一无机材料，其中该第一无机材料的折射率小于1.6；第二无机材料，其中该第二无机材料的折射率大于2.3；以及无机蓝色颜料。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种涂料组合物，且特别是涉及一种白色无机涂料组合物。
【背景技术】
随着科技蓬勃发展，各种显示装置亦朝着轻薄化的方向迈进，因而尽量缩减显示装置中玻璃基板的使用。因此，在例如智能手机、平板电脑、数码相框、电子书等可随身携带的装置中，显示面板皆仅具有单片的玻璃，以降低其厚度及重量。
然而，单片玻璃的显示面板需从显示面板的色框开始制造，随后才在色框上进行布线与其他蚀刻制程。如果色框使用的是白色涂料，则会于制作显示面板的其他后续制程中因高温而黄化。例如，一般用于显示面板的白色涂料为由树脂所形成的白漆，其由有机高分子形成，因而在温度高于300℃时即会质变而黄化，致使单片玻璃的显示面板无法具有合适的白色色框。
目前，已有各种具有无机物掺杂的白色有机涂料或白色无机涂料发展出来，其虽可改善白色有机涂料不耐高温的缺点，但依旧无法适用于作为单片玻璃显示面板的色框白色涂料。具有无机物掺杂的白色有机涂料，是以白色的无机颗粒(例如二氧化钛)作为白色的来源，其虽可稍改善高分子的性质，但仍无法使具有无机物掺杂的白色有机涂料承受接近300至400℃的显示面板制程，涂料中的高分子仍会在此高温下断裂分解。白色无机涂料虽可耐高温，但其需在高于800℃下被烧结，才能形成所欲的形状或结晶，远超过显示面板中其他元件所能承受的温度范围，因此仍无法适用于单片玻璃的显示面板制程中。
因此，业界所需要的是一种能适用于单片玻璃的显示面板制程中的白色涂料。
【发明内容】
本发明提出一种白色无机涂料组合物，包含：第一无机材料，其中该第一无机材料的折射率小于1.6；第二无机材料，其中该第二无机材料的折射率大于2.3；以及，无机蓝色颜料。
本发明亦提供一种装置，例如显示装置、行动通讯装置、或是光学膜，该装置包含基板；以及配置于该基板之上的白色涂层，其中该白色涂层由上述白色无机涂料组合物所形成。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
【附图说明】
图1及图2为一系列剖面图，用以说明本发明所述的包含白色涂层的装置。
【主要附图标记说明】
10～基板；
12～白色涂层；
13～高折率无机材料颗粒；
13A～相对较大粒径范围的粒子；
13B～相对较小粒径范围的粒子；
100～装置。
【具体实施方式】
本发明披露一种白色无机涂料组合物，以及包含该组合物所形成的白色涂层的装置。根据本发明一实施例，该白色无机涂料组合物包含：第一无机材料，其中该第一无机材料的折射率小于1.6；第二无机材料，其中该第二无机材料的折射率大于2.3；以及无机蓝色颜料。其中，该第一无机材料为低熔点玻璃。该低熔点玻璃为可以在600℃以下温度进行焙烧使用的低熔点玻璃料(软化点为300至600℃)，主要以氧化硅为主成份，并掺杂氧化铅、氧化硼、氧化铝、氧化铋、或其组合。此外，该第二无机材料包含氧化钛、氧化锆、氧化铝、或其组合。一般来说，该第二无机材料的粒径可介于100-500nm之间。根据本发明另一实施例，该第二无机材料由两种不同粒径范围的无机粒子所组成，其中第一种无机粒子的粒径介于200-500nm之间，第二种无机粒子的粒径介于1-100nm。此外，该无机蓝色颜料包含群青、钴蓝、铁蓝、或其组合。
在上述白色无机涂料组合物中添加第一无机材料(例如低熔点玻璃料)的目的在于增加该组合物的成膜性，而添加高折射率第二无机材料的目的在于降低该组合物的光穿透度，使该组合物所形成的膜呈白色。基于上述目的，在本发明所述的白色无机涂料组合物中，第一无机材料的重量百分比可介于15-85wt％之间，而该第二无机材料的重量百分比可介于15-85wt％之间，以该第一无机材料与该第二无机材料的总重为基准。若该第一无机材料的添加量太低(低于15wt％)而该第二无机材料的添加量太高(高于85wt％)，则该组合物的成膜性较差；相反，若该第一无机材料的添加量太高(高于85wt％)而该第二无机材料的添加量太低(低于15wt％)，则该组合物所形成的膜层则会因光穿透率太高而无法呈现白色。此外，由于该低熔点玻璃加入该组合物中，易造成该组合物所成的膜层偏黄，因此必需添加所述无机蓝色颜料来调合膜层颜色。上述组合物在涂布于基板后，需经烧结制程来形成膜层，由于该烧结制程的制程温度介于400-600℃，因此上述白色无机涂料组合物使用无机蓝色染料来调合膜层颜色，而非使用有机蓝色染料。基于上述说明，该无机蓝色颜料的重量百分比可介于0.1-1.5wt％之间，该重量百分比以该第一无机材料与该第二无机材料的总重为基准。值得注意的是，由于第一无机材料及第二无机材料所构成的原浆料会发出些许黄色荧光，因此所加入的该蓝色无机颜料可调和该原浆料。若该无机蓝色颜料的添加量太高，则颜色会偏蓝，若添加量太低，则会使组合物所成的膜层偏黄。
根据本发明另一实施例，为使上述白色无机涂料组合物可使用丝网印刷制程来形成薄膜，该白色无机涂料组合物还可进一步包含增稠剂，来调整整个组合物的粘度。举例来说，该增稠剂包含乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、或上述材料的混合物，且该增稠剂可进一步分溶于溶剂(例如松油醇)中。此外，该增稠剂的重量百分比可介于1-50wt％之间，以该第一无机材料与该第二无机材料的总重为基准。
本发明所述的白色无机涂料组合物，由无机材料所组成，与现有的包含有机化合物的白色涂料组合物不同。本发明所述的白色无机涂料组合物经涂布及硬化后所形成的白色涂层，具有高的耐热性质(可达400℃，不像一般高分子会因为高温而黄化)，且对于一般显示装置或行动通讯装置的后续制程具有高的耐受度，因此非常适合作为这些装置的基材涂料。
根据本发明其他实施例，本发明亦提供一种装置，例如显示装置、行动通讯装置、或是光学膜。请参照图1，该装置100可包含基板10；以及，配置于该基板10之上的白色涂层12，其中该白色涂层12为由上述白色无机涂料组合物经涂布及硬化后所形成的膜层，因此该白色涂层12内包含均匀分散的高折率无机材料(例如氧化钛、氧化锆、氧化铝)颗粒13。该高折率无机材料颗粒13可由相同粒径范围的粒子组成(请参照图1)，或是由相对较大粒径范围的粒子13A及相对较小粒径范围的粒子13B所组成(请参照图2)，此时具有相对较小粒径范围的粒子13B可作为连结点，提升膜层的成膜性。
由本发明所述的白色无机涂料组合物所形成的白色涂层，其光密度(optical density、OD)可介于0.5-4.0之间，且其铅笔硬度可大于3H。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例及比较实施例，来说明本发明所述的白色无机涂料组合物、及包含其的装置。
白色无机涂料组合物的制备
实施例1
取10克二氧化钛(TiO2、Rutile)、10克低温玻璃粉(由氧化硅、氧化铅、及氧化铝所组成、由NIPPON ELECTRIC GLASS CO.，LTD.制造出售)与0.1克群青混合，得到一混合物。接着，为提高该混合物的粘度以利于后续丝网印刷制程，将包含乙基纤维素的溶液(10克乙基纤维素溶于70克松油醇(terpineol)中)与该混合物均匀混合，得到白色无机涂料组合物(1)，其为高粘度白色浆料。
实施例2
以实施例1所述制备白色无机涂料组合物(1)的步骤进行，除了将二氧化钛(TiO2、Rutile)的克数改为17克，而低温玻璃粉的克数改为3克，得到白色无机涂料组合物(2)。
实施例3
以实施例1所述制备白色无机涂料组合物(1)的步骤进行，除了将二氧化钛(TiO2、Rutile)的克数改为3克，而低温玻璃粉的克数改为17克，得到白色无机涂料组合物(3)。
白色涂层的制备
实施例4
将实施例1-3所制备的白色无机涂料组合物(1)-(3)分别涂布于网板上，接着利用丝网印刷法将白色无机涂料组合物(1)-(3)以丝网印刷方式(膜厚19μm)形成于玻璃基板上，接着于100℃下进行烘干后，以500℃烧结30分钟。最后，降温回到室温，得到白色涂层(1)-(3)。
白色涂层性质鉴定
实施例5
对实施例4所得的白色涂层(2)进行光密度(optical density、OD)及CIE色度测量，结果如表1所示。接着，对白色涂层(2)进行高温测试，高温测试的条件为350℃，持续30分钟，随后再次进行光密度(optical density、OD)及CIE色度测量，结果如表1所示。
表1
比较实施例1
将市售白色涂料(品名300℃颜色耐热漆、商品编号NO.1509、由虹牌油漆制造出售)以丝网印刷方式涂布于玻璃基材上，并于150下烘烤1小时，形成涂层。该涂膜经测量后得知其光密度为1.05。接着，对该涂层进行高温测试(高温测试的条件为350℃持续30分钟)后，观察到该涂层有黄化及龟裂的现象发生。
由表1及比较实施例1可知，本发明所述的白色无机涂料组合物所成形的涂层，经该高温测试后，光密度(optical density、OD)及色度几乎没有改变，这表示本发明所述的白色无机涂料组合物经涂布及硬化后所形成的涂层具有高的耐热性质，因此可进一步应用于显示装置或行动通讯装置中，作为这些装置的基材涂料，可解决现有的白色涂层会因为后续制程劣化的问题。
虽然本发明已以多个优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意更改与润饰。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种白色无机涂料组合物，包含：
第一无机材料，其中该第一无机材料的折射率小于1.6，其中该第一无机材料为低熔点玻璃；
第二无机材料，其中该第二无机材料的折射率大于2.3，其中该第二无机材料包含氧化钛、氧化锆、氧化铝、或其组合；以及
无机蓝色颜料，
其中该第一无机材料的重量百分比为15-85wt％，该第二无机材料的重量百分比为15-85wt％，其中该无机蓝色颜料的重量百分比为0.1-1.5wt％，以该第一无机材料与该第二无机材料的总重为基准。
2.如权利要求1所述的白色无机涂料组合物，其中该低熔点玻璃以氧化硅为主成份，并掺杂氧化铅、氧化硼、氧化铝、氧化铋、或其组合。
3.如权利要求1所述的白色无机涂料组合物，其中该第二无机材料的粒径为100-500nm。
4.如权利要求1所述的白色无机涂料组合物，其中该第二无机材料由两种不同粒径范围的无机粒子所组成，其中第一种无机粒子的粒径为200-500nm，第二种无机粒子的粒径为1-100nm。
5.如权利要求1所述的白色无机涂料组合物，其中该无机蓝色颜料包含群青、钴蓝、铁蓝、或其组合。
6.如权利要求1所述的白色无机涂料组合物，还包含增稠剂。
7.如权利要求6所述的白色无机涂料组合物，其中该增稠剂包含乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、或上述材料的混合物。
8.如权利要求6所述的白色无机涂料组合物，其中该增稠剂的重量百分比为1-50wt％，以该第一无机材料与该第二无机材料的总重为基准。
9.如权利要求6所述的白色无机涂料组合物，其中该第二无机材料由两种不同粒径范围的无机粒子所组成，其中第一种无机粒子的粒径为200-500nm，第二种无机粒子的粒径为1-100nm。
10.一种装置，包含：
基板；以及
白色涂层，配置于该基板之上，其中该涂层由权利要求1所述的白色无机涂料组合物所形成。
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