CN105093829A - 一种复合白色颜料、含有该颜料的光阻材料及其应用 - Google Patents

一种复合白色颜料、含有该颜料的光阻材料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种复合白色颜料及光阻材料，所述复合白色颜料包括由非白色颜料构成的内核，以及由白色颜料构成的包覆所述内核的外层。本发明所述光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂5～15份、分散剂5～15份、溶剂50～80份、复合白色颜料5～15份。本发明通过内外层不同颜色的双层结构设计，以非白色的内核来改善原普通纯白颜料在光吸收层面上存在的缺陷，有助于提高传统白色光阻材料的光吸收性能，可以增加白色对光的吸收率，提高光阻的遮蔽能力，又可以使颜色更加均匀。此类材料可理想应用于OGS边框材料，不仅可以减少几道白色光刻工艺制程，还可以有效提高OD值。

Description

一种复合白色颜料、含有该颜料的光阻材料及其应用
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种复合白色颜料、含有该复合白色颜料的光阻材料及其应用。
背景技术
新一代的OGS(OneGlassSolution)产品是电容屏发展的具有潜力的新方向，与G/G相比由于省掉一片玻璃基板以及，降低了成本，且产品结构更加简单，具有更轻、更薄、透光性更好的特点。但是OGS却在外观方面遇到了难题，OGS使用光阻边框材料，在制作白色盖板上，因白色本身对光不吸收，大部分光会被颜料粒子散射出去(见图1)，因此白色光阻的遮蔽能力较差，要想达到与黑色光阻同样的光学效果，白色光阻的厚度至少要达到20um以上，或者另加一层1-2um厚的黑色光阻，这样就会极易导致ITO或金属在爬坡时断线，影响产品功能。因此利用白色光阻的OGS产品仍未面世。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的是普通白色光阻制备OGS时，需要20μm以上或者另加一层1-2μm厚的黑色光阻才能达到较好的遮蔽能力，这样ITO或金属在爬坡时极易断线，严重影响产品功能的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合白色颜料，其包括由非白色颜料构成的内核，以及由白色颜料构成的包覆所述内核的外层。
优选地，所述内核的粒径范围为0.05～0.08μm。
优选地，所述外层的厚度为0.01～0.025μm。
优选地，所述的非白色颜料选自黑色、红色或蓝色。
本发明同时提供了所述复合白色颜料的制备方法，具体如下：在由非白色颜料构成的内核表面包裹白色液体颜料，经干燥、研磨后形成复合白色颜料。
进一步地，本发明提供了含有上述复合白色颜料的光阻材料。
优选地，所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂5～15份、分散剂5～15份、溶剂50～80份、复合白色颜料5～15份。
其中，更优选所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂8～12份、分散剂8～12份、溶剂60～70份、复合白色颜料6～12份。
其中，所述光阻材料中复合白色颜料的形状不一致或在含有圆形复合白色颜料的光阻材料中进一步加入了形状不规则的白色颜料。
本发明同时提供了上述复合白色颜料及光阻材料在OGS边框材料中的应用。
优选地，所述光阻材料作为OGS边框材料的涂覆厚度为2-3μm。
(三)有益效果
本发明提供一种高光密度值(下文也可称为OD值)的复合白色颜料，再配以感光剂、分散剂和溶剂，制作成白色光阻。这种颜料颗粒可以增加白色对光的吸收率，提高光阻的遮蔽能力，又可以使颜色更加均匀。利用这种高遮光性能的白色光阻，在用于制作OGS时，不仅可以减少几道白色光刻工艺制程，还可以有效提高OD值。
附图说明
图1为现有技术公开的普通光阻材料对光的吸收及反射效果示意图；
图2为本发明所述光阻材料对光的吸收及反射效果示意图；
其中，箭头表示光的反射方向。
具体实施方式
本发明提供了一种复合白色颜料，所述复合白色颜料包括由非白色颜料构成的内核，以及由白色颜料构成的包覆所述内核的外层。
本发明通过内外层不同颜色的复合结构设计，以非白色的内核来改善原普通纯白颜料在光吸收层面上存在的缺陷，复合白色颜料的引入有助于提高传统白色光阻材料的光吸收性能，可以增加白色对光的吸收率，提高光阻的遮蔽能力，又可以使颜色更加均匀。
本发明所述内核及外层的形状可为多种，如圆形、椭圆形等，优选为圆形。
优选地，所述内核的粒径范围为0.05～0.08μm，该尺寸下的内核能进一步确保所述复合白色颜料在光阻材料中的应用效果。
优选地，所述外层的厚度为0.01～0.025μm。该外层厚度下，既不会影响白色颜料外层的光吸收性能，也不会影响非白色颜料内核对整体光吸收性能的改善作用。
更进一步地，优选所述内核与外层的总直径(即所述复合白色颜料的直径)为0.075-0.1μm。
优选地，所述的非白色颜料选自黑色、红色、蓝色等，其中优选为黑色。上述特定颜色的颜料与白色的组合应用效果更佳。
本发明同时提供了所述复合白色颜料的制备方法，具体如下：在由非白色颜料构成的内核表面包裹白色液体颜料，经干燥、研磨后形成复合白色颜料。
具体的制备步骤为本领域技术人员所掌握，如将非白色颜料粒子团用机械打开和分离变成孤立的特定尺寸的原始粒子，使每个粒子的全部表面可被接触，再将上述颜料粒子置于白色液体颜料中，使其表面被白色颜料包裹，再经干燥形成复合型颜料粒子，之后再需经过常规的颜料研磨分散过程得到本发明所述的复合白色颜料。
优选地，所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂5～15份、分散剂5～15份、溶剂50～80份、复合白色颜料5～15份。
更优选所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂8～12份、分散剂8～12份、溶剂60～70份、复合白色颜料6～12份。
上述份的单位可取常规重量单位，如g、kg等。
在上述具体配方下，复合白色颜料的应用效果尤为显著，能够提高白色对光的吸收率，从而提高材料整体OD值。避免大厚度白色光阻对ITO及金属爬坡断线的影响。
此外，所述光阻材料中复合白色颜料的形状不一致或在含有圆形复合白色颜料的光阻材料中进一步加入了形状不规则的白色颜料。
即，所述光阻材料中复合白色颜料的形状可以一致或不一致，当形状一致时，可统一采用圆形或椭圆形等(优选圆形)；当形状不一致时，可采用多种不同形状的复合白色颜料同时用于光阻材料的制备，如圆形、椭圆形或其他不规则形状，以增加复合白色颜料在光阻材料中的体积分率。
此外，本发明所述的光阻材料，当复合白色颜料形状规则时，含有所述复合白色颜料的光阻材料中还可进一步加入形状不规则的白色颜料，以增加颜料在光阻材料中的体积分率，从而提高光阻遮蔽力，此处所述形状不规则的颜料既可以是如本申请所述的复合白色颜料(仅形状不规则)，也可以是普通的纯白色颜料粒子。优选在含有圆形复合白色颜料的光阻材料中，进一步加入其它形状不规则的普通的白色颜料粒子或复合白色颜料。本领域技术人员可依据实际需求对形状不规则的白色颜料进行类型的具体选择及用量确定，本发明对此不作特别限定。
其中，所述感光剂、分散剂、溶剂均为光阻材料中的常用组分，本发明可沿用现有技术公开的多种可用材料(如分散剂可采用亚克力树脂类)，本领域技术人员可理解的是，在常规光阻材料(如市售的SBM-2213-R07，该型号为Samyang黑色光阻型号)中，仅以本发明所述复合白色颜料取代常规白色颜料即可实现应用效果的显著提升(无需对材料中的其他组分进行调整)。
如图2所示，本发明所述光阻材料能够明显提高对光线的吸收率，降低光线的透过率。与图1相比可知，通过该种特定白色颜料的光线一部分被包裹的黑色颜料吸收，一部分被反射出去，经多次路径后，只有很少一部分光线可从表面透过，大大提高该种材料对光的遮蔽性。
本发明同时提供了上述复合白色颜料与光阻材料在OGS边框材料中的应用。上述光阻材料可理想应用于白色OGS边框材料(通过光刻工艺)，不仅可以减少几道白色光刻工艺制程，还可以有效提高OD值。当光阻材料作为白色OGS边框材料时，白色光阻的厚度可明显低于常规的20μm。
优选地，所述光阻材料作为OGS边框材料(制程)的涂覆厚度在2～3μm，该厚度范围内即可满足OD值大于4的要求。使用时，该光阻材料直接涂覆在OGS上，经曝光显影后成为手机、电脑的黑色或白色等边框，需要对光有较好的遮蔽性，防止边框位置漏光而从正面可以看到走线或模组等。
本申请通过在普通光阻材料中引入复合白色颜料可显著改善其OD值，普通白色光阻1μm的OD值为0.05左右，若要求OD值＞4，则需80+μm厚的纯白色光阻。此外，经实际检测，12μm厚的普通白色光阻OD值0.6，1.5μm厚黑色光阻OD为4，12μm白色+1.5μm黑色光阻OD值为6左右。而本发明所述的光阻颜料，因其特殊的复合白色颜料结构，OD值可提高30～40倍，作为白色OGS边框材料应用时，只需2～3μm厚即可，不仅节省涂布工序和材料，还能避免因光阻太厚带来的其他膜层搭接断线问题。
其中，上述12μm白色+1.5μm黑色光阻的具体技术方案如下：先涂布12μm的白色光阻材料，曝光显影后，再涂布1.5μm的黑色光阻，再次进行曝光显影，形成最后的产品边框。该过程需要最少经过两次涂布—曝光—显影工艺制程。
以下结合具体的实施例对本发明技术方案作详细说明。
实施例1
本实施例提供了一种复合白色颜料(圆形)，其包括由黑色颜料构成的内核1-1，以及由白色颜料构成的包覆所述内核1-1的外层1-2。
如图2所示，将本实施例所得复合白色颜料用于光阻材料后，因使用了特定的复合白色颜料，能够明显提高其对光线的吸收率，降低光线的透过率。与图1相比可知，通过该种特定白色颜料的光线一部分被包裹的黑色颜料吸收，一部分被反射出去，经多次路径后，只有很少一部分光线可从表面透过，大大提高该种材料对光的遮蔽性。
实施例2
本实施例提供了一种复合白色材料，与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中，内核1-1的粒径为0.08μm，外层1-2的厚度为0.02μm。
实施例3
本实施例提供了一种复合白色材料，与实施例1、2相比，区别点仅在于，本实施例中内核1-1由蓝色颜料构成，内核1-1的粒径为0.05μm，外层1-2的厚度为0.025μm。
实施例4
本实施例提供了一种复合白色材料，与实施例1、2相比，区别点仅在于，本实施例中内核1-1由红色颜料构成，内核1-1的粒径为0.07μm，外层1-2的厚度为0.01μm。
实施例5
本实施例提供了上述实施例1-4任一项所述复合白色颜料的制备方法，具体为：
(1)按常规方法以非白色颜料(如黑色、蓝色或红色)形成内核；
(2)将上述内核(非白色颜料粒子)置于白色液体颜料中，使其表面被白色颜料包裹，再经干燥形成复合型颜料粒子，经过常规的颜料研磨分散过程即得到所述的复合白色颜料。
实施例6
本实施例提供了一种光阻材料，所述光阻材料为向市售的SBM-2213-R07，该型号为Samyang黑色光阻型号，按1:1的比例将本发明实施例2所述(实施例5所述方法制备得到)的复合白色颜料置换其中的黑色颜料，即得。
实施例7
本实施例提供了一种光阻材料，本实施例中光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂10份、分散剂10份、溶剂60份、实施例1所述的复合白色颜料10份。
实施例8
本实施例提供了一种光阻材料，与实施例7相比，区别点仅在于，本实施例中光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂8份、分散剂8份、溶剂60份、实施例2所述的复合白色颜料6份。
实施例9
本实施例提供了一种光阻材料，与实施例7相比，区别点仅在于，本实施例中光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂12份、分散剂12份、溶剂70份、实施例3所述的复合白色颜料12份。
实施例10
本实施例提供了一种光阻材料，与实施例7相比，区别点仅在于，本实施例中光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂5份、分散剂5份、溶剂50份、实施例3所述的复合白色颜料5份。
实施例11
本实施例提供了一种光阻材料，与实施例7相比，区别点仅在于，本实施例中光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂15份、分散剂15份、溶剂80份、实施例2所述的复合白色颜料15份。
实施例12
本实施例提供了一种光阻材料，与实施例7相比，区别点仅在于，本实施例中光阻材料还进一步加入了形状不规则的普通白色颜料粒子或按照实施例5所述方法得到的不规则复合白色颜料。
实施例13
本实施例提供了上述实施例6-12任一所述光阻材料在OGS边框材料中的应用，具体的应用方法为：将光阻材料作为OGS边框材料，涂覆厚度为2-3μm(即形成厚度为2-3μm的边框材料)
此外，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种复合白色颜料，其特征在于：包括由非白色颜料构成的内核，以及由白色颜料构成的包覆所述内核的外层。
2.根据权利要求1所述的复合白色颜料，其特征在于：所述内核的粒径范围为0.05～0.08μm。
3.根据权利要求2所述的复合白色颜料，其特征在于：所述外层的厚度为0.01～0.025μm。
4.根据权利要求1所述的复合白色颜料，其特征在于：所述的非白色颜料选自黑色、红色或蓝色。
5.权利要求1-4任一项所述复合白色颜料的制备方法，其特征在于：在由非白色颜料构成的内核表面包裹白色液体颜料，经干燥、研磨后形成复合白色颜料。
6.含有权利要求1-4任一项所述复合白色颜料的光阻材料。
7.根据权利要求6所述的光阻材料，其特征在于：所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂5～15份、分散剂5～15份、溶剂50～80份、复合白色颜料5～15份。
8.根据权利要求7所述的光阻材料，其特征在于：所述的光阻材料按重量份计，包括如下组分：感光剂8～12份、分散剂8～12份、溶剂60～70份、复合白色颜料6～12份。
9.根据权利要求6所述的光阻材料，其特征在于：所述光阻材料中复合白色颜料的形状不一致或在含有圆形复合白色颜料的光阻材料中进一步加入了形状不规则的白色颜料。
10.权利要求1-4任一项所述复合白色颜料及权利要求6-9任一项所述光阻材料在OGS边框材料中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于：所述光阻材料作为OGS边框材料的涂覆厚度为2-3μm。
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