CN107077802B - 用于改善粘附的玻璃表面处理 - Google Patents

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Abstract

图案化的制品以及图案化的制品的制造方法。图案化的制品包括玻璃基材和黑色基质区段。黑色基质区段是图案的形式，并且至少一个区段的线宽小于或等于8um。制品还包括置于玻璃基材和黑色基质区段之间的粘合剂。粘合剂提供以下至少一种性质：总表面能小于或等于65mN/m，以及相比于未处理的对照玻璃表面，至少30％的表面极性下降，这是通过H2O和二碘甲烷接触角测量和应用Wu模型确定的。

Description

用于改善粘附的玻璃表面处理
相关申请的交叉参照
本申请要求2014年4月4日提交的美国临时申请系列第61/975,160号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本文一般地涉及图案化制品，更具体地，涉及包含玻璃基材和黑色基质区段的图案化制品，其中，所述黑色基质区段是图案的形式。
技术背景
显示装置，特别是平板显示器，例如液晶显示器(LCD)在每个像素中包括薄膜晶体管(TFT)来驱动显示装置，每个像素具有数微米的维度尺寸。此外，将多个像素排列成图案化矩阵，例如格栅状结构图案。用于平板显示器的替代光源包括发光二极管(LED)和下一代的有机发光二极管(OLED)。如同像素矩阵，以图案化矩阵排列LED。然后将通过每个像素或发光二极管产生的光导向到滤色器阵列，其包括滤色器单元，例如红、绿或蓝(RGB)单元。如同像素那样，滤色器阵列也排列成图案化矩阵，从而使得每个像素通常与单个滤色单元相关联。
用于产生LCD或LED滤色器阵列的一种方法涉及采用喷墨系统将RGB颜色墨水“印刷”到玻璃基材上的单个化的颜色单元中。在该方法中，将聚合物组合物(下文有时也称作“黑色基质”)以液体形式沉积到玻璃片上，预烘烤蒸发溶剂，图案化成井阵列，其被升起的壁分开，所述升起的壁经由通过掩模的紫外光部分固化，用碱性溶液显影产生井阵列，然后进行后烘烤。然后使得图案化的玻璃基材通过喷墨头下方，将非常少量的有色墨水置于或印刷到每个井中，形成单个化的RGB颜色单元。围绕着每个井的提升的壁的作用是装纳印刷到该井中的滤色器墨水直到墨水干燥，从而防止不同有色墨水的相互混合。
对于高质量图片、高分辨率显示装置的持续需求总是会要求对于给定面积更大的像素密度以及对于滤色器阵列更小尺度的黑色基质图案。但是，为了显示过程中聚合物材料不与玻璃基材发生分层，现有技术对于图案化黑色基质在线宽方面可以小到何种程度存在限制。黑色基质线宽的现有工业标准约为5-8μm。但是，显示器制造商永远希望增加显示器分辨率，因而，对于将黑色基质线宽降低至小于或等于5μm存在持续不断的兴趣和技术目标。
发明内容
本文所揭示的实施方式包括图案化制品，其包括玻璃基材和黑色基质区段。黑色基质区段是井图案的形式，其被宽度小于8μm的线区段分开。制品还包括置于玻璃基材和黑色基质聚合物之间的粘合剂。粘合剂提供以下至少一种性质：玻璃基材的总表面能小于或等于65mN/m；以及相比于未处理的对照玻璃表面，至少30％的表面极性下降，这是通过水和二碘甲烷接触角测量和应用Wu模型计算表面能确定的。
本文所揭示的实施方式还包括改善黑色基质与玻璃基材的粘附的方法。方法包括：提供玻璃基材，以及用粘合剂处理玻璃基材的表面。粘合剂提供总表面能小于或等于65mN/m的玻璃基材，这是通过水和二碘甲烷接触角测量和应用Wu模型计算表面能确定的。方法还可包括：相对于未经处理的表面，伴随而来的至少35％的表面极性下降。方法还包括：将黑色基质施加到用粘合剂处理过的玻璃基材的表面，然后在黑色基质内产生图案。图案包括线区段，以及至少一个线区段的宽度小于8μm。
本文所揭示的实施方式还可包括改善黑色基质与玻璃基材的粘附的另一种方法。方法包括：提供玻璃基材，以及用粘合剂处理玻璃基材的表面。粘合剂会使得玻璃表面的水接触角增加到至少40°。方法还包括：将黑色基质施加到用粘合剂处理过的玻璃基材的表面，然后在黑色基质内产生图案。图案包括线区段，以及至少一个线区段的宽度小于8μm。
附图说明
被纳入说明书并构成其部分的附图说明说明了下述的数个方面。
图1显示施加到玻璃基材的不同粘合剂，以及观察到的基材的经处理表面的水接触角与黑色基质和经处理表面之间的粘合剂特性的关系，这是通过碱性显影剂溶液中的分层时间确定的；
图2显示在数种类型的清洗或清洁步骤(包括空气等离子体、KOH溶液、碱性去污剂溶液和水)之后，粘合剂，N,N-二甲基-N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)十八烷-1-氯化铵(下文称作“YSAM C18”)是如何良好的维持在玻璃基材的表面上的；
图3显示不同粘合剂，即具有不同烷基链长的烷基铵化合物，以及对于三种不同的清洗过程循环，每种化合物是如何维持在玻璃基材表面上的；
图4是对于两种粘合剂(十八烷基氯化铵和YSAM C18)所观察到的分层时间差异，其施加到玻璃基材，之后用两种不同显影剂溶液接触经过处理的表面；以及
图5显示黑色基质性能与总表面能的关系，这是通过4μm未锚定黑色基质线的百分比确定的，其在暴露于碱性显影剂溶液150秒之后保持与玻璃表面粘附。线性回归仅适用于共价键合到玻璃表面的表面处理。
具体实施方式
高分辨率视频显示器的商业市场是充满竞争的，并且显示器制造商总是希望为它们的客户提供下一代技术。但是，在将更高分辨率显示器带入市场之前，必须先解决技术障碍。一个问题在于，显示器制造商在制造不断变小的滤色器阵列时，当黑色基质图案含有宽度低于约8μm或6μm(以及具体来说低于5μm)的线区段时，遭遇黑色基质与玻璃基材的表面发生分层。认为分层是由于显影或者清洗步骤的结果，例如平版印刷工艺中的碱洗。显影剂溶液在黑色基质-玻璃界面处的渗出会导致黑色基质线区段的切割不足(undercut)，因为线宽图案化至低于现有的5-8μm的工业标准。在沉积黑色基质之前对玻璃基材的表面性质进行改性是改善具有窄宽度的黑色基质线区段的粘附或保持的一种方式。
本文描述了对玻璃基材的表面性质进行改性的工艺。可用于对玻璃基材的表面进行改性的工艺是用于制造平板视频显示器，例如，制造用于平板显示器的滤色器阵列。会得益于该工艺的平板显示器或滤色器阵列可以包括较小的显示器，例如照相机和智能手机显示器，至中等尺寸显示器，例如平板和笔记本，以及较大的显示器，例如电视机。通过本文所述工艺进行改性的玻璃基材可以用于制造各种类型的显示器，包括LCD、LED和OLED。具体来说，通过本文所述工艺改性的玻璃基材可用于制造对于上述显示器中的每一种都是必要组件的滤色器阵列。
该工艺涉及玻璃基材，其用粘合剂进行处理，以对基材的表面性质进行改性。相信粘合剂用于对沉积黑色基质的玻璃表面进行“涂底漆(prime)”，因此改善了黑色基质材料与玻璃基材的粘合或保持性质。如所述，具体来说，如果黑色基质图案包括宽度小于约8μm的线区段(以及许多情况下，宽度小于6μm或者小于5μm的线区段)的话，则为了使得显影过程中图案化的黑色基质的区段的分层最小化，需要改善的粘附。可用于改善黑色基质粘附和保持小于8μm的区段线宽的表面处理通常与基于有机物的粘合剂相关，其可以为良好清洁的玻璃基材提供更好的疏水特性，而良好清洁的玻璃基材是天然具有亲水性的。相信具有增强的疏水特性的玻璃表面增强了与同样是疏水特性的黑色基质聚合物的界面相容性。
在一个方面，将粘合剂施涂到玻璃基材的表面可以在玻璃表面与黑色基质材料之间提供一些化学或物理相互作用。化学键合的程度会取决于粘合剂的具体有机官能度。在化学相互作用的情况下，可以使用具有反应性官能度的粘合剂，当其固化时，可以与黑色基质材料的组分形成共价键。粘合剂的潜在反应性官能度可以包括但不限于：乙烯基或丙烯酸酯基团，其可以与黑色基质聚合物组合物中的其他乙烯基或者丙烯酸酯单体或低聚物共价键合。粘合剂与黑色基质发生化学相互作用的能力还可增加黑色机制聚合物在玻璃表面界面或者靠近玻璃表面界面处的固化/聚合。在物理相互作用的情况下，可以使用具有较长的直链或支链的粘合剂，在固化之前或者固化过程中，其可以潜在地渗透进入玻璃-黑色基质界面处或者靠近玻璃-黑色基质界面处的黑色基质材料中。
在另一个方面，将粘合剂施涂到玻璃基材的表面可以增加玻璃/黑色基质界面处对于水性显影剂的化学抗性。通过用粘合剂处理玻璃基材的表面所引起的上述所有的物理和化学改性可以单独或者以组合方式为显影过程中观察到的黑色基质区段的分层的最小化的改善做出贡献。
术语用粘合剂“处理”玻璃基材的表面可以包括用粘合剂涂覆玻璃基材。换言之，用于处理玻璃基材的粘合剂的量可以确定粘合剂是否会建立涂层。在一些情况下，通过施涂粘合剂所建立的涂层可以被称作黑色基质沉积之前的用于玻璃基材的底涂层(primecoat)。在其他情况下，用粘合剂处理玻璃基材的表面没有形成连续涂层。换言之，用粘合剂对玻璃基材的表面进行点状处理，从而玻璃基材的表面存在不具有粘合剂的区域。
必须注意，除非上下文另外明确说明，否则在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物。因此，例如“一种粘合剂”包括两种或更多粘合剂和类似物的混合物等。“任选的”或“任选地”指的是随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，描述内容包括事件或情况发生的场合以及事件或情况没有发生的场合。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。还应理解，本文公开了许多数值，每个数值也在本文中公开为数值本身以外的“约”具体值。例如，如果公开数值“10”，则也公开“约10”。还应理解，在通篇申请中，提供了许多不同格式的数据，这些数据代表终点和起点以及由这些数据点的任意组合的范围。例如，如果公开了特定的数据点“10”和特定的数据点“15”，则应理解的是，10和15也被认为是公开的了。还应理解，还公开了两个具体单位值之间的各单位值。例如，如果公开了10和15，则还公开了11、12、13和14。
本文所述工艺提供了图案化有黑色基质的制品。制品包括：玻璃基材；图案化的黑色基质区段；以及置于玻璃基材和图案化的黑色基质区段之间的粘合剂。如所述，黑色基质是显影图案的形式，其包括线区段，并且至少一个区段的线宽小于或等于8μm，例如0.01-8μm，0.1-6μm，0.5-6μm，0.5-4μm，或者0.5-3μm。如上文所述，本文的一个目标是通过用粘合剂来处理玻璃基材的表面，从而降低黑色基质区段与玻璃基材的表面的相对分层度。此外，与黑色基质区段分层相关的问题通常与具有窄线宽的黑色基质的区段相关。因此，该工艺对于形成线宽为1-4μm(例如，低于现有工业标准线宽)的黑色基质的区段是特别有帮助的。当然，本领域技术人员应理解的是，所述的工艺还会改善图案化的区段与玻璃基材表面的粘附特性，而无论线宽如何(即使是线宽为5-10μm，例如8μm的现有区段)。
图案化的黑色基质的区段可以形成格栅状结构，其包括取向为第一方向的区段和取向为第二方向的区段。第一和第二方向的区段可以相交形成范围为45°至120°的任意取向角度。例如，简单的格栅状结构会具有约90°的取向角度，三角形图案会具有约60°的取向角度，以及六边形图案会具有约120°的取向角度。此外，本领域技术人员还会理解的是，任意一个区段的最小线宽受到图案化的黑色基质在玻璃基材上(特别是当黑色基质显影时)的物理稳定性的限制。因此，任意一个区段的线宽可能会具有0.1μm的最小线宽，更可能是0.5μm。
在许多情况下，以及充分利用本文所述的工艺，第一方向或第二方向的区段会具有如下线宽：不大于5μm，以及更有可能不大于4.5μm，不大于4.0μm，不大于3.5μm，不大于3.0μm，不大于2.5或者不大于2.0μm。
使用接触角分析是确定固体表面的表面能的已有方法。一种技术涉及获得表面与不同探测液体之间的接触角；后者具有良好限定的表面能分量。存在各种模型基于2-液体方法来对表面能进行近似。这些模型包括Wu方法，Owens-Wendt-Rabel-Kaelble方法，和vanOSS方法。Wu方法参见例如S.Wu的“Calculation of interfacial tension in polymersystems(计算聚合物体系中的界面张力)”，聚合物科学期刊分册C：聚合物论文集34(1971)19-30所述，其全文通过引用结合入本文。Owens-Rabel-Kaelble方法参见例如D.K.Owens,R.C.Wendt的“Estimation of the surface free energy of polymers(评估聚合物的表面自由能)”，应用聚合物科学期刊，13(1969)1741-1747所述，其全文通过引用结合入本文。Van Oss方法参见例如C.J.Van Oss,M.K.Chaudhury,R.J.Good的“Interfacial Lifshitz-van der Waals and polar interactions in macroscopic systems(宏观系统中的界面Lifshitz范德华和极性相互作用)”化学评论，88(1988)927-940所述，其全文通过引用结合入本文。本文的值涉及使用Wu方法确定色散表面能、极性表面能和总表面能，如下文所述。本领域技术人员应理解的是，对于色散表面能、极性表面能和总表面能，使用其他模型可能会产生不同的绝对值。
表面能理论和方程式
采用Wu方法计算本文的表面能值来评估表面能，采用的方程式如下：
此处，应理解的是，液体和固体的总表面能是极性分量和色散分量之和。为了应用该模型，我们使用水[γl＝72.8mN/m；γd l＝26.4mN/m；γp l＝46.4mN/m]和二碘甲烷(DIM)[γl＝50.8mN/m；γd l＝50.8mN/m；γp l＝0.0mN/m]作为探测液体。因为DIM仅具有色散力，Wu模型首先用于对表面的色散项进行近似；方程式中不含所有的极性分量。接着，纯水的表面能和接触角的值用于与计算的色散项一起近似极性分量。最后，极性项与色散项之和提供了总表面能。
可以采用本领域技术人员众所周知的模型来确定液体表面能，包括悬滴法，duNouy环法，或Wilhelmy板法，如“表面的物理化学”所述，Arthur W.Adamson,John Wiley和Sons，1982，第28页，其全文通过引用结合入本文。源自Fowkes的常用方法采用Wilhelmy板和PTFE上的接触角的组合来区分每种液体的极性分量和色散分量。Fowkes表面能理论表明，可以通过液体在PTFE表面上的接触角[θPTFE]和总表面能[γl]来确定液体的色散分量[γl d]。
然后可以使用表面能的极性分量和非极性分量，通过Fowkes方法来计算界面能，如“表面的物理化学”Arthur W.Adamson,John Wiley和Sons，1982，第357页，其全文通过引用结合入本文，方程式如下：
此处，γij是分量i和j之间的界面张力，γi是i的表面能，γi d是i的表面能的色散分量，γi p是i的表面能的极性分量，γj是j的表面能，γj d是j的表面能的色散分量，以及γj p是j的表面能的极性分量。
因此，通过采用上文所述的表面能模型中的任意一种，测量每种基材的水和DIM接触角，可以确定未经处理的(对照)玻璃基材的表面性质以及用粘合剂处理的玻璃基材的表面性质。
在存在显影溶液或清洗溶液的情况下，黑色基质区段与玻璃基材发生分层的倾向可以描述为品质因子f，其是在存在显影溶液(l)的情况下，黑色基质材料和玻璃基材之间的粘附功(W112)与空气中的黑色基质材料和玻璃基材之间的粘附功(Wa12)之比，如下所述：
参见Bauer,Drescher和Illig的“Surface Tension,adhesion and wetting ofmaterials for the photolithographic process(用于平版印刷工艺的材料的表面张力、粘附和润湿)”，真空科学与技术期刊，B,14,2485,(1996)，其全文通过引用结合入本文。在空气中的粘附功是基于黑色基质材料的表面能(γ1)和玻璃基材的表面能(γ2)，以及它们的界面张力(γ12)。在液体(γ3)，例如显影溶液中的粘附功是基于黑色基质材料与液体的界面张力(γ13)、玻璃基材与液体的界面张力(γ23)以及黑色基质与玻璃基材之间的界面张力(γ12)。
Wa12＝γ1+γ2-γ12
Wl12＝γ13+γ23-γ12
从上文所述还必须意识到的是，用于显影黑色基质图案的特定溶液也会影响黑色基质分层行为。
粘合剂
用于本文所述工艺的粘合剂会具有双粘性或双吸功能性，这意味着试剂的一部分对于玻璃基材具有吸引力而试剂的另一部分对于黑色基质材料具有吸引力。已知玻璃基材的干净原始表面包括在表面处或者靠近表面处的硅-氧化物或硅-羟基基团。因此，通常认为玻璃基材的表面具有一定程度的亲水特性。还已知通常用于平板显示器工业的黑色基质材料通常是有机聚合物，其作为膜沉积在玻璃基材上，覆盖光掩模，然后固化或交联。因而，认为黑色基质组合物具有一定程度的疏水特性。因此，粘合剂通常会具有被认为更亲水性的区域或基团官能度，以及被认为更疏水性的区域或基团官能度。应理解的是，术语“亲水性”和“疏水性”是科学家使用的相对比较尺度的众所周知的术语，并且用于表示特定化合物或者更重要来说，表面对于水的排斥或吸引。科学家可用于帮助对特定表面的亲水性/疏水性特性的相对程度进行量化的一种物理测试方法是测量表面的水接触角。
脂族链官能有机物
可以将一类粘合剂称作脂族链官能有机试剂。脂族链官能有机试剂会具有包括6-30个碳原子的烷基部分和官能团。烷基部分会受到黑色基质的吸引，而官能团会受到玻璃基材表面的吸引。理论上来说，脂族链官能有机试剂会同时与黑色基质和玻璃基材发生物理或化学相互作用，以增强黑色基质-玻璃界面处的黑色基质与玻璃基材的吸引力。相信烷基部分从玻璃基材的表面延伸并与黑色基质相互作用。官能团通常与极性特性相关，意味着官能团会被玻璃的亲水性表面吸引。脂族链的官能团包括但不限于，胺、醇、环氧基团、酸或硅氧烷。因此，粘合剂是脂族链官能有机试剂，其选自：(C6-C30)烷基胺、(C6-C30)烷基醇、(C6-C30)烷基酸以及(C6-C30)烷基硅氧烷。(C6-C30)烷基酸包括但不限于羧酸、有机磺酸和有机膦酸。术语“硅氧烷”可定义为如下基团化学式
-Si(R1)3-n(OR2)n
其中，R1是烷基或者低级烷基；R2是低级烷基，以及n是1、2。此外，本领域技术人员还理解的是，因为许多基于硅氧烷的粘合剂作为水性溶液制备，参见例如实施例3，所以会预期在该制备中，在与玻璃基材发生接触之前，烷氧基取代基会发生至少部分水解。
本文所用术语“烷基”指的是具有1-30个碳原子的直链或者支化饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基，己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基以及二十四烷基等。“低级烷基”基团是含有1-5个碳原子的烷基基团。低级烷基的一些例子包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基和正丁基。因此，(C6-C30)烷基是具有6-30个碳原子的烷基基团。
2.取代的烷基硅烷
取代的烷基硅烷在结构上与上文所述的烷基硅氧烷类似，不同之处在于，烷基也被选自下组的一个或多个有机官能团取代：氨、铵、羟基、醚和羧酸。在许多情况下，取代的烷基硅烷被有机官能团取代，其位于烷基基团的终端或者沿着烷基链的任意位置或者烷基链中的任意位置。此外，在许多情况下，取代的烷基是取代的低级烷基。一些示例性取代的低级烷基硅烷包括但不限于：γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、β-氨基乙基三乙氧基硅烷和δ-氨基丁基三乙氧基硅烷。特别感兴趣的取代的烷基硅烷会包括选自下组的一个或多个官能团：季氮、醚和硫醚。在许多情况下，取代的烷基硅烷包括延伸自官能团的侧接(C6-C30)烷基。特别感兴趣的是具有季氮和侧接(C10-C24)烷基的取代的烷基硅烷。感兴趣的示例性取代烷基硅烷是N,N-二甲基-N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)十八烷-1-氯化铵，本文通常缩写为YSAM C18，其化学结构如下所示。下文还显示了YSAM C14和YSAM C1。YSAM C18具有从季氮出去的侧接(C18)烷基。类似地，YSAM C14具有从季氮出去的侧接(C14)烷基。
3.桥接乙硅烷
另一类粘合剂包括桥接的乙硅烷。桥接的乙硅烷会具有如下通式I：
(R2)3Si——X——Si(R2)3 I
其中，R2是低级烷基，X是NH或O。一类桥接的乙硅烷被称作二硅氮烷，其中X是NH。
4.其他硅烷试剂
还存在一些改善了黑色基质与玻璃基材的粘附特性的具有专利权的基于硅烷的化合物。如同其他粘合剂，具有专利权的基于硅烷的化合物可以使得玻璃基材的总表面能降低至低于65mN/m，并且使得表面能的极性分量降低至少30％。
5.反应性官能硅烷
可以将另一类粘合剂称作反应性官能烷基硅烷。反应性官能烷基硅烷类似于上文所述的烷基硅烷，不同之处在于，化合物的烷基部分包括反应性官能点位，其在理论上可参与共价化学反应，例如与黑色基质的交联。如同平版印刷领域的技术人员所理解的那样，黑色基质材料可以包括一种或多种丙烯酸聚合物，在热固化或者光固化之后，其可以与硅烷的官能点位形成化学键。类似于丙烯酸类黑色基质材料，官能硅烷可以包括类似的反应性官能度，例如，乙烯基、丙烯酸、环氧化物，其可能会与黑色基质的组分发生反应。同样地，相信官能硅烷的硅烷部分对于玻璃基材的表面具有一定吸引力或相互作用。
一类官能硅烷是含有环氧基团的烷基硅烷。环氧硅烷指的是如下化合物，其在一方面具有至少一个环氧环，并且同时显示出在水解条件下形成硅醇结构的基团。美国专利第2,946,701号提供了环氧硅烷的更一般性描述以及这些化合物的制造方法。这些化合物具有如下通式(II)或(III)：
其中，R3是二价烃自由基，其具有最大12个碳原子，并且烃自由基任选地包括醚键，例如-CH2OCH2CH2CH2-；R4是低级烷基；以及m是1-10的整数。特别优选的环氧硅烷是其中R4是甲基或乙基的此类化合物。示例性环氧硅烷包括但不限于，3-缩水甘油基氧代丙基三甲氧基硅烷和2-(3,4-乙氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷。
另一类官能硅烷是乙烯基硅烷，这是具有硅烷基团和烷基乙烯基基团(即烷基具有至少一个碳-碳双键)的化合物。理论上来说，该化合物经由硅烷基团对玻璃基材的表面具有吸引力，并且通过乙烯基官能度发生粘合，从而改善了黑色基质材料与玻璃基材之间的粘附。一种示例性化合物是通过双-3-(氨基丙基)四甲基硅氧烷与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应制备的。
另一类官能硅烷是具有官能(甲基)丙烯酰基团的那种，所述官能(甲基)丙烯酰基团通过二价有机基团与聚硅氧烷链连接。这些化合物的具体例子如通式IV所示。
其中，R5、R6和R7独立地选自低级烷基；p是3-20的整数；X表示二价连接基团，具体表示化学式为CH2CH(OH)CH2-、-(CH2)nNHCH2CH(OH)CH2-、-(CH2)n、-(CH2)n-O-(CH2)m-或-OCH2CH(OH)CH2-的连接链；以及n和m分别表示2-6的整数。
6.官能聚合物
另一类粘合剂通常称作官能聚合物。本文所用术语“聚合物”包括均聚物(由单种单体制备的聚合物)和共聚物(由至少两种单体制备的共聚物)。术语“聚合物”也不涉及聚合物的数均分子量(MWn)，因而包括具有非常大MWn的聚合物和非常小MWn的聚合物(即，低聚物)，以及MWn落在其间的那些聚合物。
在一个实施方式中，官能聚合物会具有双嵌段结构AB，其中A是疏水性嵌段而B是亲水性嵌段。通常也使用术语“两亲聚合物”来描述此类聚合物结构。官能聚合物的示例性亲水性嵌段可以由各种已知亲水性聚合物制备，包括但不限于，纤维素、多糖、聚乙烯醇、聚羧酸、聚(甲基)丙烯酸、聚乙二醇(PEG)、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚羟基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯以及聚乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯。本文所用(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和对应的甲基丙烯酸酯。
两亲嵌段共聚物中的亲水性嵌段还可由不同单体或低聚物制备，例如，用于制备上文所述的亲水性聚合物嵌段的单体或低聚物，或者选自下组的单体：丙烯酸、马来酸、羟基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基(甲基)丙烯酸酯、2-二甲基氨基-乙基(甲基)丙烯酸酯(DMAEMA)。
类似地，官能聚合物的示例性疏水性嵌段可以由已知的疏水性单体制备，包括但不限于，单乙烯基芳族单体，例如苯乙烯和α-烷基苯乙烯，以及其他烷基化苯乙烯或者烷基(甲基)丙烯酸酯或者乙烯基酯。或者，A嵌段可以由选自下组的烯键式不饱和单体制备：丁二烯、乙烯基酯，例如乙烯乙酸酯、叔碳酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。术语“烷基(甲基)丙烯酸酯”可以包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯和(甲基)丙烯酸叔丁酯。此外，两亲聚合物的疏水性嵌段可以用乙烯基不包含脂族烃单体制备，其包含1-6个碳原子，例如聚丁烯和聚异丁烯。
在另一个实施方式中，官能聚合物是聚亚烷基亚胺。例如，聚乙烯亚胺可以通过如下方式制备：酰基取代的噁唑啉的开环聚合，后续水解；或者亚乙基亚胺(乙烯亚胺)的阳离子引发的聚合；前一种情况产生线性聚乙烯亚胺而后一种情况产生其支化对应物。聚乙烯亚胺市售可得自例如巴斯夫(BASF)公司的不含水G20，FG或者FP 620前体。
7.表面活性剂
另一类粘合剂通常称作表面活性剂。表面活性剂大致分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。特别感兴趣的类型是两性表面活性剂。特别感兴趣的两性表面活性剂如下式V所示。
其中，R9是具有8-24个碳原子的烷基，优选是具有8-14个碳原子的烷基，R8是具有1-4个碳原子的烷基，优选甲基，以及n是1、2、3、4或5。优选化合物的例子是N-癸基-N,N-二甲基-3-胺基-1-丙烷-磺酸盐/酯，更常称为磺基甜菜碱3-10。
另一种感兴趣的两性表面活性剂是化学式VI的烷基酰氨基甜菜碱。
其中，R8和R9如上文化学式VI所定义，以及m和n独立地选自1、2、3、4或5，以及Y是-SO3或-C(O)O。感兴趣的烷基酰氨基甜菜碱包括但不限于椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱和月桂酰氨基丙基二甲基甜菜碱。
在一个方面，当表面活性剂是阴离子表面活性剂时，阴离子表面活性剂包括磺酸烷基芳基酯、硫酸烷基酯或者硫酸化乙氧基化烷基酚。阴离子表面活性剂的例子包括但不限于：十二烷基苯磺酸钠，癸基苯磺酸钠、甲基十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸铵、十八烷基苯磺酸钠、壬基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠、二十烷基萘磺酸钾、十一烷基萘磺酸乙基胺、二十二烷基萘磺酸钠、十八烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、壬基硫酸钠、癸基硫酸铵、十四烷基硫酸钾、辛基硫酸二乙醇氨、十八烷基硫酸三乙醇胺、壬基硫酸铵、壬基苯氧基四乙烯氧基硫酸铵、十二烷基苯氧基三乙烯氧基硫酸钠、癸基苯氧基四乙烯氧基硫酸乙醇胺或者辛基苯氧基三乙烯氧基硫酸钾。
非离子型表面活性剂的例子包括但不限于，环氧乙烷或环氧丙烷与丙二醇、乙二胺、二甘醇、十二烷基酚、壬基酚、十四烷醇、N-十八烷基二乙醇酰胺、N-十二烷基单乙醇酰胺、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯或聚氧乙烯山梨糖醇单月桂酸酯之间的缩合产物。其他已知的非离子型表面活性剂包括基于聚氧化烯-聚环氧乙烷的嵌段的表面活性剂类型，例如常见的系列表面活性剂，其基于具有BAB或ABA结构的聚环氧丙烷(A嵌段)-聚环氧乙烷(b嵌段)的交替嵌段的表面活性剂。非离子型表面活性剂的另一个例子是乙氧基化的胺表面活性剂，其包括疏水性尾部(例如，长链烷基或者对应的部分不饱和长链烯烃)和聚环氧乙烷的亲水性尾部。
阳离子表面活性剂的例子包括但不限于：乙基-二甲基硬脂酰氯化铵、苄基-二甲基-硬脂酰氯化铵、苄基二甲基-硬脂酰氯化铵、三甲基硬脂酰氯化铵、三甲基十六烷基氯化铵、二甲基乙基二月桂基氯化铵、二甲基-丙基-肉豆蔻基氯化铵，或者对应的溴化物、甲硫酸盐(methosulfate)或乙酸盐。
发光显示器的上面板的制造工艺包括制造常规滤色器阵列，这是众所周知的。制造用于显示器装置的滤色器阵列的方法包括如下步骤：将聚合物黑色基质墨镀覆或沉积到玻璃基材的表面上，以及对墨进行图案化从而在玻璃基材上形成图案化区段。图案化步骤通常需要在沉积的墨的顶上施加预先限定的光掩模，以及对墨的暴露部分进行光固化。然后使用一种或多种显影溶液(以及可能的水冲洗步骤)去除墨的未曝光部分，以形成纳米尺寸井的栅格图案。然后以红、绿和蓝的交替颜色，用墨填充每个井，例如采用喷墨印刷工艺，在玻璃基材上形成滤色器。可以使用墨沉积的任意方法，包括染色法、分散法、铺展法、印刷法或者喷墨印刷法等。黑色基质图案的栅格型结构将滤色器的每种颜色划分到平面上像素单元。然后可以在滤色器栅格上沉积透明保护层，从而维持滤色器阵列的物理完整性。例如，LG电子有限公司(LG Electronics Inc)获得的美国专利第7,050,130号描述了采用颜料分散法或者喷墨印刷法形成颜色阵列的简要描述。
向玻璃基材施涂粘合剂
可以采用本领域已知的技术将粘合剂施涂到玻璃基材的表面。例如，可以通过喷涂、浸涂、凸液面涂覆、浇涂、辊、刷等，将粘合剂施涂到玻璃的表面。在一个方面，通过喷涂来施涂粘合剂，因为可以当玻璃基材在制造过程的生产线中进行常规移动时，在喷涂工作站中施涂试剂。在一个实施方式中，在连续水平运输系统或者连续垂直运输系统中施涂粘合剂，在其中，玻璃基材的取向是水平方向(平行)、竖直(垂直)或者处以其间的任意线角度。在施涂粘合剂时，玻璃基材的温度可以约为10-300℃。通常来说，在约为20-80℃的温度(例如，室温或者约为室温)，将粘合剂施涂到玻璃的表面。在一个方面，在室温或者接近室温下，将粘合剂施涂到玻璃基材的表面，并且在确定了玻璃表面的尺寸之后，用各种清洁剂进行清洁，冲洗和任选的干燥。参见如下和实施例。
在另一个方面，可以在接近或高于175℃、接近或高于200℃或者接近或高于250℃的温度下，将粘合剂施涂到玻璃基材的表面，其中，优选通常本领域常用类型的红外检测器测量玻璃的温度。在制造过程中的该时刻施涂粘合剂会是有利的，因为玻璃实际上不含污染物，或者粘合剂可以在制造过程的剩余期间保护玻璃。在某些方面，在施涂粘合剂之前，可能需要对玻璃表面进行清洁。可以通过各种方式完成该清洁，包括本领域已知的化学清洁方法和热解。这些方法的目的是暴露玻璃中的羟基和硅氧烷键。可以使用以下清洁技术从玻璃表面去除吸附的有机分子。在一个方面，可以用水性清洁剂，例如购自横滨油脂公司(Yokohama Oils and Fats)的半清洁KG(Semiclean KG)，来清洁玻璃。在另一个方面，可以使用UV/臭氧清洁来清洁玻璃。在含氧气氛中，用低压汞灯来进行UV/臭氧清洁。UV/臭氧清洁参见例如Vig等人的Vac.Sci.Technol(真空科技).A 3,1027,(1985)所述，其全文通过引用结合入本文。安装在填充有空气的钢外壳中的BHK(88-9102-20)的低压汞栅格灯适合进行该清洁方法。可以将待清洁的表面放置在距离灯约2cm处，灯可以激活约30分钟，之后对玻璃表面进行清洁，并准备施涂粘合剂。
同样地，取决于每个给定表面积上用于对玻璃基材进行处理的粘合剂的用量，以及过程中所使用的粘合剂的类型，可以预想粘合剂的涂层沉积。在该情况下，在合适的干燥步骤之后，在玻璃基材的表面上产生的涂层厚度会是0.1nm至3μm，1nm至1μm，或者1nm至0.5μm。可以在干燥步骤之后的施涂粘合剂之后，对玻璃进行冲洗。例如，该冲洗可以去除大多数的任何过量的粘合剂。
根据各种实施方式，还可以采用等离子体沉积方法来施涂粘合剂，其中，等离子体包括例如至少一种烃组分。例如，可以使用本领域已知的任意方法或装置(例如等离子体射流或火炬)，将等离子体扫过玻璃基材的表面，从而使得表面与构成等离子体的一种或多种组分(例如，所述至少一种烃组分)接触。
本文所用术语“等离子体”、“气氛等离子体”及其变化形式旨在表示通过入射高频电场的气体。与电磁场的相遇产生了气体原子的离子化和自由电子，它们被加速到高速度，从而具有高动能。部分高速电子通过与其他原子的最外电子发生碰撞使得它们离子化，而这些自由电子进而可以产生额外的离子化，导致瀑落离子化效应。因此，等离子体可以产生流动，该流动中的高能颗粒会被投射到物体(例如，玻璃基材)。
在各种实施方式中，等离子体可以是大气压(AP)等离子体和热等离子体或者非热等离子体，例如真空状态下的CVD。例如，等离子体的温度可以是从室温(例如，约为25℃)到更高温度(例如，高至约300℃)。作为非限制性例子，等离子体的温度可以约为25-300℃，例如约为50-250℃，或者约为100-200℃，包括其间的所有范围和子范围。等离子体可以包括选自下组的至少一种气体：氩气、氦气、氮气、空气、氢气、水蒸汽及其混合物，这仅仅是举例而言。根据一些实施方式，可以采用氩气作为等离子体气体。
在非限制性实施方式中，等离子体可以包括至少一种烃，其可以作为气体的形式存在。合适的烃类可以包括但不限于：C1-C12烃，例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、苯基、双键或三键烃，及其组合，这仅仅是举例而言。根据各种实施方式，可以使用具有低沸点(例如，小于100℃)的挥发性烃类，例如，C1-C6烃类。在其他实施方式中，烃可以是甲烷或乙烷。例如，等离子体可以包括约1-20体积％的所述至少一种烃，例如约2-18％、约3-15％、约4-12％、约5-10％或者约6-8％，包括其间的所有范围和子范围。等离子体至少还应该包括在烃链中具有氟的有机物，例如含氟有机物，如本文其他地方所述。
可以采用本领域已知的任意合适方式来实现等离子体与玻璃表面之间的接触，例如，可以使用等离子体射流或火炬扫过玻璃基材的表面。可以按需改变扫描速度，从而对于特定应用实现所需的涂覆密度和/或效率。例如，扫描速度可以约为5-100mm/s，例如约为10-75mm/s、约为25-60mm/s或者约为40-50mm/s，包括所有范围和子范围。
停留时间，例如等离子体与玻璃表面发生接触过程的时间段可以类似地取决于扫描速度和所需的涂层性质发生改变。作为非限制性例子，停留时间可以从小于1秒到数分钟，例如约1秒至约10分钟，约30秒至9分钟，约1分钟至约8分钟，约2分钟至约7分钟，约3分钟至约6分钟，或者约4分钟至约5分钟，包括其间所有范围和子范围。在各种实施方式中，玻璃表面与等离子体的接触可以是单次通过，或者在其他实施方式中，可以采用多次通过，例如2次或更多次，3次或更多次，4次或更多次，5次或更多次，10次或更多次，20次或更多次，以此类推。
在与等离子体接触之前，可以采用以下一个或多个任选步骤对玻璃基材进行加工，例如玻璃基材的表面或边缘的抛光、精整和/或清洁。
玻璃基材
可以采用数种不同工艺来形成玻璃基材，包括浮法、狭缝拉制法和熔合拉制法。参见例如，美国专利第3,338,696号和第3,682,609号。在狭缝拉制法和熔合拉制法中，新形成的玻璃片的取向是垂直方向。一种优选的玻璃基材通常指的是康宁有限公司(CorningIncorporated)制造的7059玻璃。7059玻璃具有小的热膨胀系数，在较高加工温度下的尺度稳定性和可加工性是优异的，并且在玻璃中含有较少的碱性组分(如果含有的话)。优选的玻璃基材可以包括例如康宁有限公司制造的Eagle和家族的显示器玻璃。对于本文所述特别感兴趣的玻璃基材包括高性能玻璃基材，例如康宁有限公司制造的那些。将玻璃基材具体设计成用于制造平板显示器，并且优选地，展现出小于2.45g/cm3的密度和大于约200,000泊的液相线粘度(定义为玻璃处于液相线温度时的粘度)，优选地大于约400,000泊的液相线粘度，更优选大于约600,000泊，以及最优选大于约800,000泊。此外，玻璃基材优选展现出在0-300℃的温度范围上的28-35x10-7/℃或者28-33x10-7/℃的线性热膨胀系数，以及高于约650℃的应变点。玻璃基材优选具有小于1700℃的熔化温度。此外，在30℃下，浸入1份数HF(aq)(50重量％)和10份数的NH4F(aq)(40重量％)的溶液中持续5分钟之后，玻璃基材优选展现出小于0.5mg/cm2的重量损失。
在本文所述工艺的一种实践方式中，玻璃基材会具有如下组成。玻璃的主要组分是SiO2、Al2O3、B2O3和至少两种碱土氧化物，即MgO、CaO、SrO和/或BaO。SiO2用作为玻璃的基本玻璃形成剂。为了提供具有适合于平板显示器玻璃(例如AMLCD玻璃)的密度和化学耐久性的玻璃，其浓度应该大于64摩尔％，并且具有允许采用下拉法(如熔合法)使玻璃成形的液相线温度(液相线粘度)，如下文进一步详述。玻璃基材的密度优选会小于或等于2.45克/cm3，或者小于或等于2.41克/cm3，当经抛光样品在95℃的5％HCl(aq)溶液暴露24小时的情况下，重量损失小于或等于0.8mg/cm2，以及当在30℃的1体积的50重量％的HCl(aq)溶液和10体积的40重量％的NH4F(aq)溶液暴露5分钟的情况下，重量损失小于0.5mg/cm2。
对于上限而言，SiO2浓度应该小于或等于71摩尔％，以实现采用常规的高容积熔融技术(例如在耐火熔炉中进行朱尔熔融(Joule melting))使批料材料熔化。优选地，SiO2浓度是66.0-70.5摩尔％，66.5-70.0摩尔％，或者67.0-69.5摩尔％。作为其SiO2含量的结果，本发明的玻璃通常具有大于或等于1600℃的熔化温度。Al2O3是本发明玻璃的另一种玻璃形成剂。Al2O3浓度大于或等于9.0摩尔％，提供的玻璃具有低液相线温度和相应高的液相线粘度。使用至少9.0摩尔％的Al2O3还改进了玻璃的应变点和模量。为了实现大于或等于1.00的RO/[Al2O3](RO是元素周期表中第IIA族元素的氧化物)(参见下文)，Al2O3浓度需要保持低于12.0摩尔％。优选地，Al2O3浓度是9.5-11.5摩尔％。B2O3同时是玻璃形成剂和熔剂，有助于熔化和降低熔融温度。为了取得这些效果，本发明的玻璃的B2O3浓度大于或等于7.0摩尔％。但是，大量的B2O3导致降低应变点的降低(在大于7.0摩尔％时，B2O3每增加1摩尔％使得应变点降低约10℃)、模量和化学耐久性的下降。
玻璃基材优选会具有大于或等于650℃、大于或等于655℃或者大于或等于660℃的应变点，大于或等于10.0x106psi的杨氏模量(更优选地，具有如上文玻璃的SiO2含量部分所述的化学耐用性)。高应变点能有利地帮助防止玻璃板因为制造玻璃后的热处理期间的压缩/收缩导致的变形。高杨氏模量是有利的，因为可以减小货运和加工期间大玻璃板呈现的下垂的程度。
除了玻璃形成剂(SiO2、Al2O3和B2O3)外，玻璃基材还优选会包含至少两种碱土氧化物，即至少MgO和CaO，以及任选的SrO和/或BaO。碱土氧化物为玻璃提供对熔融、澄清、成形和最终应用而言重要的各种性质。在浓度方面，MgO应大于或等于1.0摩尔％，以实现与上述MgO相关的各种益处。优选地，MgO浓度是1.6-2.4摩尔％。对于碱土氧化物，玻璃基材中的CaO浓度是最大的。CaO能够产生低液相线温度(高液相线粘度)、高应变点和模量，以及在平板玻璃应用(尤其是AMLCD应用)的最优选范围的CTE。CaO还对化学耐久性产生积极作用，与其他碱土金属氧化物相比，CaO是相对价廉的批料。因此，CaO浓度优选大于或等于6.0摩尔％。但是，在高浓度条件，CaO使粘度和CTE增大。因此，本发明的玻璃的CaO浓度优选小于或等于11.5摩尔％，以及更优选地，CaO浓度是6.5-10.5摩尔％。
本文所述工艺中的玻璃基材可以是本领域称作层叠玻璃的那些。在一个方面，通过熔合拉制玻璃表层到玻璃芯的至少一个暴露表面，来产生玻璃基材。玻璃表层会具有大于650℃的应变点。在其他例子中，表层玻璃组合物的应变点可以大于670、690、710、730、750、770或790℃。公开的组合物的应变点可由本领域的技术人员按照已知的技术进行测定。例如，可以采用ASTM方法C336测定应变点。
在一些例子中，通过熔融法将玻璃表层施加到玻璃芯体的暴露表面。合适的熔融法的例子参见美国专利第4,214,886号，其全文通过引用结合入本文。玻璃基材的熔合成形工艺可总结如下。将至少两种不同组成的玻璃(例如，基底或芯体玻璃板和表层)单独进行熔融。然后通过适当的传送系统将各玻璃传送到溢流分配器。将分配器相互叠置，使来自每个分配器的玻璃流过分配器的顶边缘部分，在至少一个侧面向下流动，在分配器的一个或两个侧面形成适当厚度的均匀流动层。在下分配器溢流的熔融玻璃沿分配器壁向下流动，形成与底部分配器的汇聚外表面相邻的初始玻璃流动层。类似地，在上分配器溢流的熔融玻璃向下流过上分配器壁，在初始玻璃流动层的外表面上流过。使来自两个分配器的各汇聚侧壁的两个独立玻璃层在拉制生产线上熔融在一起，形成单一连续的层叠片。两个玻璃的层叠物的中心玻璃称作芯体玻璃，向下流过芯体玻璃的外表面的玻璃称作表层玻璃。
相反地，当只有一个表层玻璃直接与芯熔融时，表层与芯“相邻”。
溢流分配器工艺向这样形成的玻璃片提供火琢表面，通过受控的分配器提供厚度均匀分布的玻璃，提供具有优良光学质量的玻璃板。形成的玻璃基材的厚度是10μm至5mm。可用于本文所述方法的其他熔融法参见美国专利第3,338,696号、第3,682,609号、第4,102,664号、第4,880,453号以及美国公开申请第2005-0001201号所述，其全文通过引用结合入本文。通过康宁有限公司建立的熔合制造工艺为显示器工业提供如下关键优势，包括：1)玻璃是平坦的，具有优异的厚度控制；以及2)玻璃具有质朴表面质量和可规模化。基材平坦度对于生产用于液晶显示器(LCD)电视机的面板是特别关键的，因为平坦度的任何偏差都会导致变形。
在本文所述工艺的另一个实践方式中，玻璃基材会具有高于640℃的应变点，31-57x10-7/℃的CTE，在95℃的5重量％的HCl水性溶液浸泡24小时之后小于20mg/cm2的重量损失，其标称不含碱金属氧化物并且具有基本如下组成，以氧化物的重量百分比计：49-67％的SiO2、至少6％的Al2O3，SiO2+Al2O3>68％，0-15％的B2O3，选自下组的至少一种碱土金属氧化物(以制剂计)0-21％的BaO、0-15％的SrO、0-18％的CaO、0-8％的MgO以及12-30％的BaO+CaO+SrO+MgO。
黑色基质材料
大多数类型的黑色基质材料可用于所述工艺，包括光敏或者非光敏材料。一些更优选的黑色基质材料类型是聚合物，包括环氧化物、丙烯酸类、硅氧烷和聚酰亚胺聚合物。已知丙烯酸类和聚酰亚胺聚合物对于延长的高温环境是更有利的，并且通常具有更好的储存稳定性，因而相比于其他常用黑色基质材料可以提供某些优势。在大多数情况下，光敏丙烯酸类聚合物会优于热敏丙烯酸类聚合物。在该情况下，光敏黑色基质材料会包括丙烯酸类、光可聚合单体和光引发剂。但是，对于黑色基质材料的选择会取决于数种因素，包括但不限于：粘合剂的选择，用于蚀刻黑色基质的显影溶液和清洗溶液，以及对于给定玻璃基材的粘合剂与黑色基质材料的相互作用程度。
丙烯酸类的一些例子包括选自下组的多种丙烯酸盐/酯和/或甲基丙烯酸盐/酯的共聚物：疏水性丙烯酸烷基酯和疏水性甲基丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯；环丙烯酸酯和环甲基丙烯酸酯；具有官能团的较为亲水性的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯。丙烯酸类可以是具有其他单体(例如，苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、衣康酸酯和富马酸酯)的共聚物。丙烯酸类聚合物的重均分子量通常会是约为1000至200,000。
光可聚合单体可以包括双官能或多官能单体。双官能单体的一些例子包括：二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯和二丙烯酸三甘醇酯，以及含环脂族结构的丙烯酸酯，例如二环戊二烯和含多元芳环的丙烯酸酯，例如芴。多官能单体的例子包括：三丙烯酸三羟甲基丙烷、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸二-三羟甲基丙烷、五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯。
为了改善耐溶剂性和耐热性，黑色基质材料还可包括环氧化合物或环氧固化剂。丙烯酸类聚合物自身可含有环氧基团。使用的环氧化合物的一些例子包括双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、酚醛清漆树脂环氧化合物、甲酚酚醛清漆环氧化合物、三羟基苯基甲烷型环氧化合物、环脂族环氧化合物、基于缩水甘油基酯的环氧化合物、基于缩水甘油基胺的环氧化合物、杂环环氧化合物和含芴环氧化合物。
本领域技术人员还应理解的是，对于黑色基质的固化图案化区段，会具有最佳高度。待考虑的因素包括滤色器应用(平板显示器类型)和加工条件下图案的稳定性。通常来说，黑色基质层的高度是1.0-4.0μm，或者2.0-3.0μm，如果采用喷墨系统形成滤色器的话，则后者是特别有利的。当黑色基质层的高度超过4.0μm时，材料的强度和图案精确性或分辨率潜在受损。另一方面，如果黑色基质层的高度小于1.0μm的话，则当在图案化的基质井中沉积墨层时，会容易地发生墨破裂。
下面给出实施例，以便为本领域的普通技术人员完整地披露和描述本文所描述和要求专利保护的制造和方法是如何实现和评价的，这些实施例完全是出于示例的目的，不是为了限制本发明人视为其发明的内容的范围。已经进行了诸多努力，以确保数值(例如数量、温度等)的精确性，但是必须考虑到存在一些误差和偏差。除非另外说明，否则份数是重量份数，温度的单位是℃，或者如果没有说明的话，进行实验或测量的温度是约为室温。除非另有说明，否则压力是大气压或接近大气压。存在例如组分浓度、所需溶剂、溶剂混合物、温度、压力之类的反应条件的多种变化和组合和可用来优化从所描述的过程获得的产物纯净度和产量的其它反应范围和条件。
实施例
实施例1：玻璃基材的水和二碘甲烷接触角的测量
采用Kruss DSA 3仪器进行水接触角测量和二碘甲烷接触角测量。当探测液体是水时，Kruss DSA仪器以100μL/分钟的速率在玻璃基材的表面上分散2μL的水滴，俘获图像，以及采用切线或圆圈法确定水滴与玻璃表面的接触角。当探测液体是二碘甲烷时，KrussDSA仪器分配2μL体积。基于由这些方法确定的线段与实际物理确定的水接触角的拟合确定最终接触角。
在许多情况下，用粘合剂处理玻璃基材会使得玻璃基材的水接触角相对于良好清洁、未经处理的对照玻璃基材增加至少2倍。基本上来说，施加粘合剂会增加玻璃基材表面的疏水性。
由于水接触角不一定是涂覆表面的唯一限定，需要进行其他描述。这不仅包括经处理表面的表面能，还包括表面是如何与黑色基质材料或者显影溶液相互作用的。探测液体(水和二碘甲烷)具有如下表面张力性质。水的总表面张力为72.8mN/m。极性分量是46.4mN/m，以及色散分量是26.4mN/m。二碘甲烷的总表面张力是50.8mN/m，其中，色散分量是50.8mN/m以及极性分量是0.0mN/m。
获得购自康宁有限公司的玻璃基材XT以及用YSAM C18处理的玻璃基材的水接触角，见表I所列。如下制备1升的YSAM C18的水性溶液。将去离子水(990.16mL)添加到容器，在搅拌情况下(磁力搅拌棒就足够了)，添加0.48mL的乙酸之后添加9.36mL的YSAMC18溶液(60％YSAM C18、40％甲醇)，制得0.5重量％的YSAM C18溶液。水性溶液搅拌总计约30分钟。溶液的pH约为3.5。玻璃基材浸入溶液中，在25℃或室温下维持与溶液接触30s。从硅烷水性溶液取出玻璃基材，用去离子水冲洗60s，使用干净的干燥空气/氮气流干燥。
采用水和二碘甲烷作为探测液体确定接触角。测量每种液体十滴样品来分别确定玻璃表面上的接触角。对照样是未表面处理的清洁玻璃基材。在处理之前，样品和对照玻璃基材用4％的半清洁KG清洁剂预清洗或空气等离子体清洁。在等离子体清洁过程中，将基材放在等离子体室中，空气泵送至100毫托，之后以1cc/分钟引入空气，维持100毫托的室压力，打开等离子体持续15s。
使用表I所记录的平均接触角数据，可以计算玻璃表面的表面能，并记录在表V中。表I中的参比玻璃值是新鲜清洁的“参比玻璃”。
表I：对照样和YSAM C18处理玻璃的水接触角和DIM接触角
实施例2：显影溶液的液体表面张力测量
采用所述的接触角测量与聚(四氟乙烯)(PTFE)和Wilhelmy板法的组合，来确定四种显影溶液的表面张力。这是通过将每个整体表面张力分解成极性分量和色散分量的方式完成的。根据Fowkes表面能理论(基于几何方式)，液体的色散分量可以通过知道其总表面张力和其与PTFE的接触角来确定(假定具有18mN/m的总表面能且没有极性分量)。液体在PTFE上的接触角越小，则其表面的非极性(色散)分量越高，这是因为非极性表面会优先润湿非极性液体。
所使用的方程式如下：
其中，θPTFE＝测得的PTFE与探测液体之间的接触角，并且对于总表面张力(γl)已知的任意液体，通过简单地测量该液体与PTFE之间的接触角(θPTFE)和上述方程式，可以确定表面张力色散分量(γl d)。然后通过(γl p＝γl-γl d)之差确定液体的表面张力极性分量。表面极性可以表述为如下百分比：(％＝γl p×100/γl)。
通过采用Kruss液滴形状分析系统DSA10，对于PTFE上的5滴每种液体，记录如下接触角数据。接触角列于表II。
表II：PTFE上测量的显影剂溶液接触角
所有的盐/碱溶液都具有略高于纯水的表面张力和表面极性。这是向水添加离子增强了水中的氢键合效应的常见效果。如预期的那样，对于相同的盐，由于增加了盐浓度，1.0％时的表面张力高于0.24％时的情况。盐溶液在对照玻璃基材的极性(更亲水性)表面上具有较低界面张力，对于用粘合剂处理过的表面基材的较不极性(更疏水性)表面具有较高界面张力。对于后者，盐溶液会在表面张力和表面极性方面更不兼容。相反地，黑色基质材料具有低的表面极性，从而会与经处理的低极性玻璃表面更相容且与未经处理的更为极性的(对照)玻璃表面较不相容。
为了实现低界面张力进而更有利于粘附的目的同时取决于总体表面能以及基材表面极性与黑色基质材料的表面极性的匹配。使用表II的接触角数据和上文的Fowkes模型方程式，可以计算所列出的盐(显影)溶液的表面张力以及这些溶液与玻璃基材之间的界面张力。
表III：显影溶液的表面张力
根据所述的用粘合剂处理玻璃基材的方法，仍然特别感兴趣的是粘合剂使得显影溶液与经处理的基材之间的界面张力相对于未处理的对照玻璃基材增加至少5倍，例如至少6倍、至少7倍或者至少8倍。
此外，还感兴趣的是，粘合剂使得黑色基质与经处理的基材之间的界面张力相对于未处理的对照玻璃基材降低至少3倍，例如至少5倍、至少7倍或者至少10倍。
实施例3：黑色基质区段的分层时间的测量
如图1所证实，玻璃基材用各种粘合剂进行处理，包括Virtubond(图1显示为“A”)、TSAM C18(图1显示为“B”)和HMDS(图1显示为“C”)。部分施加的粘合剂在60秒水冲洗之后明显增加了玻璃表面的疏水特性，这表现为大于或等于约70°的水接触角。其他施加的粘合剂在相同的清洗步骤之后(图1统称为“O”)对于玻璃表面的疏水特性具有明显较小的影响。
采用各种方法将粘合剂沉积到玻璃基材的表面上。对于六甲基二硅氮烷，将二硅氮烷放入陪替氏培养皿中，并放入真空干燥器中。将小的玻璃基材举在陪替氏培养皿的上方。然后闭合干燥器并抽真空1分钟，基材处于静态真空持续1分钟。然后用氮气或者干净空气吹扫干燥器，然后取出经处理的玻璃并放在140℃的热板上持续3分钟，以得到氨并使得HMDS与玻璃表面强键合。对于烷基硅氧烷，根据实施例1制备水性溶液，如所述对玻璃基材进行浸泡、冲洗和干燥。对于环氧硅烷，根据如下制备水性溶液：添加约1升的去离子水和0.01mL的99％的冰乙酸，制得pH约为5的溶液。添加3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷(9.34mL)，制得约1重量％的溶液。然后搅拌混合物2小时，以实现水解。如上文所述的那样对玻璃基材进行浸泡、清洗和干燥。对于从50/50乙醇/水沉淀的环氧硅烷，混合0.5mL的99％冰乙酸每1L的水，制得pH约为4的溶液。在使用水/乙醇混合物的情况下，每种溶剂使用适当体积来制造所述溶液。同样地，然后如上文所述的那样对玻璃基材进行浸泡、清洗和干燥。对于十八烷基氯化铵，将1g的烷基盐添加到1000mL的去离子水，直至溶解。同样地，如上文所述的那样对玻璃基材进行浸泡、清洗和干燥。从熔融材料的碟直接蒸发十八烷醇(熔点，60摄氏度)到保持在表面上方的室温玻璃的样品片上。玻璃基材距离碟的顶边缘通常约为数个mm，并且距离十八烷醇的表面为3.5cm。在90摄氏度的熔化温度进行10s沉积。将(购自Gelest公司的)单独的液体硅烷的样品转移到小的陪替氏培养皿，并放在真空干燥器的底部。使用充足的液体，使得在处理循环结束时仍然会有液体(观察到的最大损耗约为1mL/h)。然后插入干燥器柜，在该柜的架子上排列干净的玻璃样品。干燥器盖子与GastTM无油隔膜型压力/真空泵(Oil-Less Diaphragm-Type Pressure/Vacuum Pump)(DOAP704AA)附连和连接，施加真空(仪表读数约为23英寸Hg)，维持6小时。在蒸气沉积后，释放真空，并将样品转移到预热烘箱(100℃)中，持续10分钟。然后冷却样品，并立即用于分析或黑色基质加工。通过该方法沉积的硅烷是3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Gelest:SIA0200.0)和乙基三甲氧基硅烷(Gelest:SIE4901.4)。
在对玻璃基材进行处理之后，如下所述沉积黑色基质。从冷藏库取出黑色基质(东京Ohka产品编号CFPR BK-5100NR)，并使其适应室温。以1000rpm将黑色基质材料旋涂到基材上持续5秒，对于5英寸x5英寸的基材，使用的初始剂量为8mL的黑色基质。在旋涂沉积之后，样品基材在空气中进行约2分钟的溶剂蒸发。然后样品在70℃加热125s，使得溶剂从黑色基质液体材料进一步蒸发。将图案掩模施加到基材，然后以5μm的线宽进行1.5s的UV曝光(I线)，并去除图案掩模。然后用500mL的显影溶液(KOH、Na2CO3或DCD显影剂)对样品进行各种时间的显影，之后是750mL的去离子水清洗1分钟，之后是750mL的第二次冲水持续35s。然后将样品放在烘箱架上，在230℃加热30分钟。测量使得5μm黑色基质线与经处理的基材发生分层所需的显影溶液中的时间量，并将其与使得5μm黑色基质线与未经处理的对照基材发生分层所需的时间量进行对比，在表IV和图1中记录这些分层时间差异。通过使用高至100倍的放大倍数，用光学显微镜，采用透射或反射模式进行检查，来完成分层的视觉检测。
表IV：各种化学品的分层时间偏差和水接触角
实施例4：在用粘合剂进行处理之后对玻璃基材进行清洁
为了适应越来越薄的图案化黑色基质的区段，玻璃的清洁度变得越来越重要，并且设计规格，例如用于滤色器和TFT等级玻璃基材的最大颗粒密度持续降低。基本上，玻璃基材必须基本不含松散的环境颗粒。清洁方法可以包括机械方式，例如物理刷洗、超声、气泡喷射、对于大颗粒(>1μm颗粒)的高压喷雾或者对于亚微米颗粒的兆声，以及化学方式，例如清洁剂、碱、热水、蒸汽等，从而不仅去除微粒还去除有机和/或金属离子污染物。此外，清洁步骤的次序也可能是关键的。例如，在去除较小尺寸的微粒之前去除大尺寸微粒可能被证实是有益的。
如本文所述，用基于有机物的粘合剂来处理干净的玻璃基材以增强黑色基质与基材的粘附可能需要经受住一个或多个清洗步骤，从而可以去除不合乎希望的有机物或微粒，同时保留粘合剂。因此，评估经处理的表面耐受清洗过程并保留其目标性质的能力变得至关重要，从而提供增强的黑色基质粘附。
如实施例1所述将粘合剂YSAM C18施涂到玻璃基材，使用4种不同清洁或清洗步骤从经处理的基材去除过量试剂以及不合乎希望的颗粒和有机物。如实施例3所述对黑色基质墨进行沉积和图案化，不同之处在于使用2英寸x2英寸的玻璃基材。图2的时间与接触角数据显示了在数种类型的清洗或清洁步骤之后，YSAM C18试剂是如何良好地维持在玻璃表面上的，所述清洗或清洁步骤包括：空气等离子体(图2显示为“E”)、0.24％的KOH水性溶液(图2显示为“F”)、具有碱性清洁剂的4％的KOH水性溶液(下文称作“4％KOH SP”)(图2显示为“G”)以及水(图2显示为“H”)。
同样地，显影过程包括在没有物理作用的约500mL的溶液中的浸泡过程。例如，在室温下进行KOH显影。对于水清洗，液体类似的也是室温，但是以1L/分钟的流动进行清洗。对于清洁剂清洗，在65℃使用4％的KOH SP，没有超声振动且没有流动。在等离子体清洁过程中，将基材放在等离子体室中，空气泵送至100毫托，之后以1cc/分钟引入空气，维持100毫托的室压力，打开等离子体持续15s。
由于在60或300秒之后几乎没有变化或者没有变化，所以没有测量水清洗在15和30秒的结果，因此没有在图2中示出。x轴显示每次清洗或清洁溶液与经处理基材的接触时长。容易看出，相比于如果使用空气等离子体或清洁剂清洗的情况，在水清洗或基础KOH清洗之后，在基材表面上维持更大程度的YSAM C18。
实施例5：在用烷基铵盐粘合剂进行处理之后对玻璃基材进行清洁
如实施例3所述，将粘合剂：十八烷基(C18)三甲基氯化铵(图3显示为“M”)、十六烷基(C16)三甲溴化铵(图3显示为“L”)、十二烷基三甲基(C12)溴化铵(图3显示为“K”)以及己基三甲基(C6)溴化铵(图3显示为“J”)分别施加到玻璃基材，与仅经过等离子体清洁的基材(图3显示为“I”)对比。对于施加的每种粘合剂，使用3种不同清洗循环来确定对于每次清洗循环，在基材表面上维持每种试剂的程度。水洗1：施加0.1％的KOH溶液，持续1分钟(图3显示为“1”)。水洗2：水洗循环1加上1分钟的水冲洗(图3显示为“2”)。水洗3：水洗循环1加上65℃下持续1分钟的4％的KOH SP，之后是1分钟的水冲洗(图3显示为“3”)。
图3明显表明，低级烷基链铵盐，即C6和C12铵烷基没有被维持在玻璃表面上，C6烷基甚至在1分钟水洗中展现出差的耐受性。相反地，C16和C18铵烷基对于3种清洗循环展现出可接受的维持性能。
实施例6：经处理表面在显影剂溶液中的分层时间对比
采用如下方式进行5μm黑色基质区段在玻璃基材上的时间分层测量：使用两种不同粘合剂(YSAM C18和十八烷基(C18)三甲基氯化铵(OC18 TMAC))，两种不同显影溶液(0.24％的KOH和1重量％的碳酸钠(Na2CO3))接触基材(OC18 TMAC+KOH在图4中显示为“N1”，OC18 TMAC+Na2CO3在图4中显示为“N2”，YSAM C18+KOH在图4中显示为“N3”，以及YSAMC18+Na2CO3在图4中显示为“N4”)。如图4所示，相比于未经处理的对照基材，C18烷基氯化铵在两种显影剂溶液中都使得分层时间延长了约4-5秒，展现出部分黑色基质粘合益处。相反地，在每种显影溶液中，YSAM C18展现出长得多的分层时间，例如相对于未经处理的对照基材，在碳酸盐显影溶液中使得分层时间延长了约50秒。如图4所示，使用两种类型的光掩模来确定显影时间的程度。一种光掩模是具有锚定的线(图4显示为“PM1”)，来模拟会放置RGB墨的井。另一种光掩模(图4显示为“PM2”)，仅具有线，没有锚定，来确定显影时间的程度。
因此，特别感兴趣的是，对于粘合剂，对于5μm线宽的测试区段，其为制品提供了至少5秒的分层时间的增加。如上文所述，在与0.24重量％的氢氧化钾(KOH)溶液接触之后，确定相对于对照制品的分层时间。本领域技术人员很好理解的是，对照制品是以与测试制品相同方式制备的制品，不同之处在于，在玻璃基材和黑色基质区段之间没有放置粘合剂。还特别感兴趣的是，对于粘合剂，在与1.0重量％的碳酸钠溶液接触1分钟之后，相比于对照制品，对于5μm线宽的测试区段，其为制品提供了至少5秒的分层时间的增加。
实施例7：总表面能与线耐受性之间的相关性
如上文所述，采用Wu模型，计算一些示例性玻璃基材表面处理的总表面能，并在150秒与表面处理的4μm线耐受性对比。结果见表V。
表V：玻璃基材表面处理的表面特性
从表V的表面能数据注意到，总体来说，总表面能降低到低于约65mN/m或65mJ/m2的表面是特别感兴趣的。此外，还注意到对于每种经处理的玻璃基材，表面能的极性分量的明显变化。(下文)称作YSAM C18和YSAM C14的试剂具有至少50％的极性分量的降低。事实上，相比于对照基材，YSAM C18展现出约90％的极性分量降低，以及约50％的总表面能降低。根据这些测量，特别感兴趣的是如下粘合剂，其相比于未经处理的对照玻璃基材，可以使得经处理的玻璃基材的表面能的极性分量降低至少30％、至少40％、至少50％、至少65％或者至少80％。此外，从水接触角和DIM接触角的测量可以定义术语“表面极性”。表面极性是定义为{[计算的极性分量]/[总表面能]}×100的百分比。表面极性是与玻璃基材的表面的极性特性相关的比例。如表V所示，预期具有更为亲水性的表面的对照基材具有较高的表面极性。相反地，预期用粘合剂处理的基材具有较低的表面极性。根据计算的表面极性，提供小于或等于35％的表面极性(例如，5-35％的表面极性)的粘合剂是感兴趣的。更为感兴趣的是提供小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于15％或者小于或等于10％的表面极性的粘合剂。提供10-25％的表面极性的粘合剂是特别感兴趣的。同样地，通过测量水接触角和DIM接触角来获得表面极性值，这是本领域技术众所周知的表征任意基材或膜的表面性质的测量方法。采用Wu模型提取数据。
黑色基质与玻璃表面的粘附与经处理的玻璃基材的表面能相关。采用H2O和DIM的两种流体接触角测量，确定一系列表面的色散表面能、极性表面能和总表面能(mN/m)。表面能的值是基于Wu模型的计算。应理解的是，使用其他模型(例如，几何方式)会产生不同的绝对值，但是会展现出相同的趋势。在表IV中，根据上文所述的气相沉积方法施涂HDMS、十八烷醇、丙烯酰氧基丙基TMS和乙基三甲氧基硅烷。根据上文所述的溶液沉积方法施涂Rain-X和YSAM。根据上文所述的等离子体沉积方法施涂CH4等离子体，其中，采用等离子体喷射进行4次大气等离子体(AP)通过。
表VI：表面的计算的Wu模型表面能和线耐受性
图5显示共价键合的粘合剂的总表面能与得到的4μm未锚定线在DCD溶液中150s时的耐受性之间的相关性。图5还显示线耐受性为0％所选择处理的数据，其归因于这些情况下缺乏粘合促进剂与玻璃之间的共价键合。
此外，上述表面能测量证实了相对于未经处理的对照玻璃基材，可以使得经处理的玻璃基材的总表面能降低至少15％、至少25％或者至少40％的粘合剂是特别感兴趣的。理想地，可能会观察到经处理的玻璃基材的极性分量的降低以及总表面张力的降低，具体来说，在黑色基质材料具有如上文所述的疏水特性以及用于本文所述工艺的情况下。
实施例8：总表面能与分层时间之间的相关性
如上文所述计算总表面能和分层时间，并与示例性表面处理对比，如下表VII所示。
从表VII的表面能数据可以看出，对于对照玻璃基材(康宁公司的)和用环氧硅烷或YSAM C1处理的玻璃基材，极性分量和总表面能张力中几乎没有或者没有差异。表VII的数据与图1的数据一致，这证实了YSAM C1对于玻璃基材的水接触角的增加几乎没有影响，因此对于改善分层时间几乎没有或者没有影响。但是，会发现采用黑色基质墨组合物具有较大亲水特性或反应性官能度(特别是环氧硅烷)的此类粘合剂是有利的。
表VIII：具有表面处理的玻璃基材的表面特性
实施例9：不同显影溶液的粘合功
表VIII列出了在存在三种不同显影溶液的情况下，使用购自康宁有限公司的玻璃计算得到的显影溶液中黑色基质与玻璃基材的粘合功(W112)，以及对应的f因子。
玻璃基材的表面用YSAM C18根据实施例1所述的方法进行处理，之后采用旋涂工艺沉积购自日本东京Ohka工业株式会社(Tokyo Ohka Kogyo Co.,Ltd)的黑色基质产品编号CFPR BK-5100NR。然后将黑色基质暴露于如下显影剂溶液：0.24重量％的水性氢氧化钾，1重量％的水性碳酸钠，或者DCD-260CF(DCD)，其是水中的0.04重量％的KOH溶液并且还包含具有专利权的表面活性剂，购自东英半导体有限公司(Dongin SemichemCo.Ltd)的4重量％的KOH的浓缩物。采用实施例3所述的方法确定分层时间。
表VIII：不同显影溶液计算得到的粘合功
本文所揭示的实施方式可以提供如下制品和方法，其中，将粘合剂置于玻璃基材和黑色基质区段之间，这为玻璃基材提供了小于或等于65mN/m，例如小于或等于60mN/m、还例如小于或等于55mN/m以及还例如小于或等于50mN/m的总表面能(包括35-65mN/m，并且还包括40-60mN/m)，这是通过如本文所述的水接触角测量和二碘甲烷接触角测量以及应用Wu模型确定的。
本文所揭示的实施方式可以提供如下制品和方法，其中将粘合剂置于玻璃基材和黑色基质区段之间，相比于未经处理的对照玻璃表面，提供了至少30％的表面极性降低，例如至少35％的表面极性降低，还例如至少40％的表面极性降低，又例如至少50％的表面极性降低，这是通过水接触角和二碘甲烷接触角测量确定的。例如，相对于未经处理的对照基材，粘合剂可以提供至少30％的玻璃基材总表面张力的极性分量降低，例如至少35％的玻璃基材总表面张力的极性分量降低。
本文所揭示的实施方式还可展现出相比于对照制品，对于线宽为5μm的测试区段在与0.24重量％的氢氧化钾水性溶液接触之后，分层时间增加至少5秒，例如至少10秒，又例如至少20秒。
本文所揭示的实施方式还可展现出相比于对照制品，对于线宽为5μm的测试区段在与1.0重量％的碳酸钠水性溶液接触之后，分层时间增加至少5秒，例如至少10秒，又例如至少20秒。
本文所揭示的实施方式还可包括如下那些，其中，用粘合剂处理玻璃基材的表面使得玻璃基材的水接触角相对于未经处理的对照玻璃基材增加了至少2倍，例如至少3倍，还例如至少4倍，例如2-10倍。
本文所揭示的实施方式还可包括用粘合剂处理玻璃基材的表面，其中，粘合剂会使得玻璃基材的水接触角增加到至少40°，例如至少45°，又例如至少50°，包括40-90°。
本文所揭示的实施方式还可包括如下那些，其中，用粘合剂处理玻璃基材使得显影溶液与经处理的玻璃基材之间的界面张力相对于未经处理的对照玻璃基材增加至少5倍，例如至少10倍。
本文所揭示的实施方式还可包括如下那些，其中，在用粘合剂处理玻璃基材的表面之后并且在紧接向用粘合剂处理过的玻璃基材的表面施涂黑色基质材料之前，在玻璃表面保留足够量的粘合剂，从而提供以下至少一种性质：玻璃基材的总表面能小于或等于65mN/m，以及相比于未经处理的对照玻璃表面至少30％的表面极性下降。此类实施方式可以例如包括如下那些，其中，在用粘合剂处理玻璃基材的表面之后并且在向用粘合剂处理过的玻璃基材的表面施涂黑色基质材料之前，向玻璃基材施加清洁过程。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离权利要求的范围和精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。

Claims (20)

1.一种图案化制品，所述图案化制品包括：
玻璃基材；
黑色基质区段；其中，所述黑色基质区段是图案的形式，并且至少一个区段的线宽小于8μm；以及
置于所述玻璃基材和所述黑色基质区段之间的粘合剂，其中，所述粘合剂提供以下至少一种性质：所述玻璃基材的总表面能小于或等于65mN/m；以及相比于未处理的对照玻璃表面，至少30％的表面极性下降，这是通过水和二碘甲烷接触角测量确定的。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，相比于未经处理的对照基材，所述粘合剂为所述玻璃基材提供了至少30％的总表面张力的极性分量的降低。
3.如权利要求1所述的制品，其特征在于，处于第一方向的所述黑色基质区段或者处于第二方向的所述黑色基质区段具有2-4μm的线宽。
4.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述粘合剂是选自下组的脂族链官能有机物：烷基胺、烷基醇、烷基环氧化物、烷基酸和烷基硅烷。
5.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述粘合剂是取代烷基硅烷。
6.如权利要求5所述的制品，其特征在于，所述取代烷基硅烷包括选自下组的官能团：季氮、醚和硫醚，以及从所述官能团延伸出来的侧接(C6-C30)烷基。
7.如权利要求5所述的制品，其特征在于，所述取代烷基硅烷包括季氮和侧接(C10-C24)烷基。
8.如权利要求1所述的制品，相对于对照制品，对于5μm线宽的测试区段，在与0.24重量％的氢氧化钾水性溶液接触之后，所述制品展现出至少5秒的分层时间的增加。
9.如权利要求8所述的制品，相对于对照制品，对于5μm线宽的测试区段，在与1.0重量％的碳酸钠水性溶液接触之后，所述制品展现出至少5秒的分层时间的增加。
10.一种平板显示器，其包括如权利要求1所述的图案化制品。
11.如权利要求10所述的平板显示器，其特征在于，所述图案化制品是滤色器阵列。
12.一种改善玻璃基材上的黑色基质的粘附的方法，所述方法包括：
提供玻璃基材；
用粘合剂处理所述玻璃基材的表面，其中，所述粘合剂提供小于或等于65mN/m的总表面能，这是通过水接触角和二碘甲烷接触角测量确定的；
向用所述粘合剂处理过的所述玻璃基材的表面施涂黑色基质材料；以及
在所述黑色基质材料内产生图案，其中，所述图案包括黑色基质区段并且至少一个所述黑色基质区段具有小于8μm的线宽。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在用所述粘合剂处理所述玻璃基材的表面之后并且在紧接向用所述粘合剂处理过的所述玻璃基材的表面施涂所述黑色基质材料之前，在玻璃表面上保留了足够量的所述粘合剂，从而提供以下至少一种性质：所述玻璃基材的总表面能小于或等于65mN/m，以及相比于未经处理的对照玻璃表面至少30％的表面极性下降。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在用所述粘合剂处理所述玻璃基材的表面之后并且在向用所述粘合剂处理过的所述玻璃基材的表面施涂所述黑色基质材料之前，向所述玻璃基材施加清洁过程。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，相对于未经处理的对照玻璃基材，用所述粘合剂处理所述玻璃基材的表面为所述玻璃基材提供了至少30％的总表面能的极性分量的下降，这是通过水接触角和二碘甲烷接触角测量确定的。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，相对于未经处理的对照玻璃基材，用所述粘合剂处理所述玻璃基材的表面使得所述玻璃基材的水接触角增加至少2倍。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，采用等离子体沉积方法施涂所述粘合剂。
18.一种改善玻璃基材上的黑色基质的粘附的方法，所述方法包括：
提供玻璃基材；
用粘合剂处理所述玻璃基材的表面，其中，所述粘合剂会使得所述玻璃基材的水接触角增加到至少40°；
向用所述粘合剂处理过的所述玻璃基材的表面施涂黑色基质；以及
在所述黑色基质内产生图案，其中，所述图案包括一个或多个黑色基质区段并且至少一个或多个黑色基质区段具有小于8μm的线宽。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，用所述粘合剂处理所述玻璃基材的表面提供以下至少一种性质：所述玻璃基材的总表面能小于或等于65mN/m；以及相比于未处理的对照玻璃表面，至少30％的表面极性下降，这是通过水和二碘甲烷接触角测量确定的。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，相对于未经处理的对照玻璃基材，用所述粘合剂处理所述玻璃基材使得显影溶液与经处理的玻璃基材之间的界面张力增加至少5倍。
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