TWI329782B - High resistivity compositions - Google Patents

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TWI329782B TW94136187A TW94136187A TWI329782B TW I329782 B TWI329782 B TW I329782B TW 94136187 A TW94136187 A TW 94136187A TW 94136187 A TW94136187 A TW 94136187A TW I329782 B TWI329782 B TW I329782B
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1329782 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於自一可固化塗料組合物製備之黑色矩陣。 本發明亦係關於該可固化塗料組合物，關於自該可固化塗 料組合物製備之可固化塗層及藉由固化該等可固化塗層製 備之塗層。本發明進一步關於製備具有預選定電性質之可 固化塗層之方法。 【先前技術】 黑色矩陣係一彩色顯示器中用來藉由分離單個彩色像素 改進影像反差比之材料之類屬名。在液晶顯示器（LCD)中， έ亥黑色矩陣係一具有高遮光能力之薄膜且其形成於渡色片 之二個彩色元件之間。當LCD中使用薄膜電晶體（TFT)時， 該黑色矩陣亦可防止在TFT中由於反射光而形成光致電流。 已藉由蒸氣沉積Cr/CrO製備液晶顯示器中之黑色矩陣 層儘$基於鉻之薄膜具有極佳遮光能力，但是金屬蒸氣 沉積製程之成本太高。此外，鉻之使用及丟棄受到限制程 度曰益增強的環境規章的製約。鉻薄膜亦具有低電阻率， 此將LCD之電設計限制在可能的設計組態的一部分範圍 内。 聚合物組合物中已使用諸如碳黑等黑色顏料來製備電阻 性黑色矩陣。然而，典型系統還不能提供期望之整體性質 平衡。舉例而言，儘管含有碳黑顏料之黑色矩陣可提供期 望之遮光能力（即，在丨微米厚度下具有大於3之光密度 (0D))，然而該薄膜通常僅具有一中等電阻率。或者，倘若 105779.doc 製備㈨電阻性薄膜’則〇D通常會較低。 亦已揭示ρ, έ士人‘ 色矩陣。舉例^有機基團之改質顏料可用於渡色片之黑 部分地揭示—種;用美國專利公開案第2隊_529趟 顏料包含已結合至;^顏料製傷之黑色矩陣，該改質 團包括至少-個可二!=基團之顏料’其中該聚合基 基團。慕㈣ “ 5基團及至少-個離子或可離子化 -種使2 開案第2°°2-_318A1號亦部分地揭示 不 結合至少-顏科製備之黑色矩陣’該改質顏料包含已 料：此二呈機離子基團及至少一個兩性抗衡離子之顏 美國專利公開㈣_•咖i85ai號部分地揭 «^已結合至少—個伸院基或院基（具有5g至顧固碳 原子）之顏料的改質顏料之用途。儘管此 好整體性能之黑色矩陣及分散體，但是 且：;二 @, θ ^ ,疋仍而要具有改良性 質（尤其疋電阻率及光密度）之黑色矩陣。 【發明内容】 本發明係關於一種包含至少一改質顏料之黑色矩陣，其 中該改質顏料包含一已結合至少一個具有式紙 有機基團的顏料，其中X直接結合至該顏料且代表—伸芳基 或伸雜芳基、伸炫基、伸芳院基或伸炫芳基，！代表一包: 至少一個離子基團或至少一個可離子化基團之非聚合基 團’且NI代表—包含至少一個#離子基團之非聚合基團。 較佳地，該黑色矩陣藉由以下形成··將一可固化塗二組合 物塗佈於一基板上以形成一可固化塗層，以成影像方式= 化該可固化塗層以形成-㈣’及顯影並乾燥㈣層。該 105779.doc 1329782 可固化塗料組合物包含一媒劑及該改質顏料。 * 本發明進-步關於-種包含-媒劑、-可固化樹脂及至 . 少一改質顏料之可固化塗料組合物，其中該改質顏料包含 一已結合至少—個具有式-X-I或-X-NI之有機基團的顏料， • 〃中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基、伸烷 ‘ I基或伸炫芳基’ I代表-包含至少-個離子基團 或至少一個可離子化基團之非聚合基團，且NI代表一包含 • 1少：個非離子基團之非聚合基團。該改質顏料之含量為 田將》亥可固化塗料組合物塗佈於一基板上形成一可固化塗 層並固化形成一塗層時，以該塗層之總重量計該塗層包含 大於或等於約30重量％之該改質顏料。 本發月進步·係關於一種包含—可固化樹脂及至少一改 <料之可固化塗層，其中該改質顏料包含一已結合至少 ’、有式X I或_Χ·ΝΙ之有機基團的顏料，其中X直接結 合至該顏料且代表-伸芳基或伸雜芳基、伸焼基、伸芳燒 • ㈣申燒芳基]代表-包含至少-個離子基團或至少一個 可離子化基團之非聚合基團，且ΝΙ代表-包含至少一個非 離子基團之非聚合基團。該改質顏料之含量為，當固化該 可固化塗層形成一塗層時，以該塗層之總重量計該塗層包 含大於或等於約3〇重量％之該改質顏料。 本發明進-步關於一種黑色矩陣，其係藉由以下形成： 將-可固化塗料組合物塗佈於一基板上以形成一可固化塗 ^ ’以成影像方式固化該可固化塗層以形成一塗層，及顯 景》並乾燥該塗層。該可固化塗料組合物包含一媒劑及至少 105779.doc 1329782 一改質顏料’其中該改質顏料包含一顏料（例如碳黑）與—過 硫酸鹽試劑之反應產物。本發明進一步關於一種包含—可 固化樹脂及此改質顏料之可固化塗料組合物，其中該改質 顏料之含量為，當將可固化塗料組合物塗佈於一基板上形 成 了固化塗層並固化形成一塗層時，以該塗層之重量古十 該塗層包含大於或等於約30重量％之該改質顏料。本發明 進一步係關於一種包含一可固化樹脂及此改質顏料之可固 化塗層’其中該改質顏料之含量為當固化該可固化塗層形 成一塗層時’以該塗層之總重量計該塗層包含大於或等於 約30重量％之該改質顏料。 本發明進一步係關於一種包含一樹脂及至少一改質顏料 之塗層。在一實施例中，該塗層之改質顏料包含一已結合 至少—個具有式-X-I或-X_NI之有機基團的顏料，其中父直 接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基、伸烷基、伸 芳烷基或伸烷芳基’ I代表一包含至少一個離子基團或至少 一個可離子化基團之非聚合基團，且ΝΙ代表一包含至少一 -非離子基團之非聚合基團。在另一實施例中該塗層包 含一樹脂及至少一改質顏料並具有一大於或等於i〇u歐姆_ 公分之體積電阻率及一大於或等於3之光密度（在丨微米厚 度下）。在一第三實施例中，該塗層包含一樹脂及至少一改 質顏料且具有一介於1〇6與1〇8歐姆·公分間之體積電阻率及 一大於或等於4之力密度（在i微米厚度下）。在一第四實施例 中：忒塗層包含一樹脂及至少一改質顏料，其中該改質顏 料係一顏料（例如碳黑）與一過硫酸鹽試劑之反應產物。對於 105779.doc 1329782 每-此等實施例而言，以該塗層之總重量計該塗層 於或等於約30重量％之該改質顏料。 :發明進-步係關於一種控制一包含—樹脂及 塗=電阻率的方法。該方法包括以下步驟：製備：包含 广-可固化樹脂及至少一改質顏料之可固 ，該改質顏料包括已結合至少—個具有式·χι或·χ_Νι =:團的顏料’其中Χ直接結合至該顏料且代表 基或伸雜芳基、伸烧基、仲关炫其 含…_丄或至二基代表-包 1Uj離子化基團之非聚A其 隨後=:表一包含至少一個非離子基團之非聚合基；： 隨後可將该可固化塗料組合物塗佈於— 固化塗層並固化以形成塗層。W形成—可 本發明進-步係關於一種在預選定 顏一。該^ 顏料，1 φ 有式x 1或·χ·νι之有機基團的 〃 X直接結合至該顏料連接之χ代表—伸芳基 “基、伸燒基、伸芳燒基或伸燒芳基，冰表一包含二小 二一個可離子化基團之非聚合基團二 該樹脂及該顏料之塗層基團:-包含 在該預_料:=:: 及’上文之概述及下文之詳細說明均僅具有例示性 及說明性且係意欲為所提出申請之本發明提供進一步之闌 I05779.doc 1329782 釋。 【實施方式】 本發明係關於包含改質顏料之可固化塗料組合物、可固 化塗層、及塗層以及可自以上物質形成之黑色矩陣。 本發明係關於一種可固化塗料组合物，在一實施例中， 其可用於製備本發明之黑色矩陣，下文將更詳細地對此加
以闡釋。忒可固化塗料組合物包括一媒劑、可固化樹脂及 至少一改質顏料。該媒劑可為一水性媒劑或一非水性媒 劑。儘官水性及非水性液體媒劑均可使用，但液體媒劑較 佳係非水性媒劑。實例包括由下列構成之非水性媒劑：乙 酸丁醋、乙：醇m乙二醇單乙趟乙酸自旨、乙二醇單 丁醚 '乙二醇單丁醚乙酸酿、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙 酸酿、二乙二醇、冑己酮、丙二醇單甲鱗、丙二醇單甲喊 乙酸醋、IL酸醋、二甲基甲醯胺、甲基乙基酮 '二曱基乙 醯胺及其混合物。亦可添加水性溶劑，包括(例如)水及水溶
士 —心树脂可為任一此項技術中已知之樹脂。舉例而 。，销J3日可為-環氧雙樹脂或—環氧㈣樹脂。續 :脂t可為一丙稀酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、胺基甲酸自旨： 曰、U日樹脂或-明膠。該樹脂係—種可藉由多種已知方 二加以固化之樹脂’該等方法包括(例如)熱處理或藉由任— -物…二 可見’該可固化塗料組 I::(即可藉由輕照固化)或熱敏性_由改 ^度例如错由加熱固化)。當可藉由輕照固化該樹脂時 105779.doc •】0· 玄~T固化塗料組合物可進一步包於田扣腌紐立I ^ ，巴秸於用相應顏料吸收光 後產生一游離基之光起始劑。 用於本發明可固化塗料組合物之改質顏料包含_已结合 至少—個有機基團之顏料。該顏料可為彼等熟習此項技術 者習用之任-類型之顏料，例如黑色顏料及其他彩色顏料 包括藍色、黑色、褐色、藍綠色、綠色、白色、紫色、品 紅色、紅色、橙黃色'或黃色顏料。亦可使用不同顏料之 混合物。黑色顏料之代表性實例包括各種碳黑（顏料黑7)例 如L黑、爐黑及燈黑且包括（例如）可自cab〇t公司購得之以 商品名 Regal®、Black Pearls®、Elftex®、Monarch®、Mogul®、 及 Vulcan® 出售之碳黑（例如 Black pearIs® 2〇〇〇、Black Pearls® 1400^ Black Pearls® 1 300^ Black Pearls® llOO^Black
Pearls® 1000、Black Pearls® 900、Black Pearls® 880、Black Pearls® 800、Black Pearls® 700 ' Black Pearls® L、Elftex® 8、 Monarch® 1400、Monarch® 1300、Monarch® 1 100、Monarch® 1000、Monarch® 900、Monarch® 880、Monarch® 800、 Monarch® 700、Mogul® L、Mogul® E、Regal® 250、Regal® 250R、Regal® 350、Regal® 350R、Regal® 330、Regal® 400、 Vulcan® P、Vulcan® XC-72、Vulcan® XC-72R)。彩色顏料 之適宜種類包括（例如）蒽酿類、醜菁藍類、醜菁綠類、重氮 類、單偶氮類、皮蒽酮類、茈類、雜環黃類、喹吖啶酮類 及（硫）散類。可自包括BASF公司、Engelhard公司及Sun Chemical公司等許多來源購得呈粉末或壓濾餅形式之此等 顏料。其他適宜彩色顏料之實例闡釋於Colour Index，第3 105779.doc 1329782 版（The Society 〇f Dyers and Colourists，1982)中。較佳顏料 係碳製品，例如碳黑。此等顏料亦可與多種不同類型之分 散劑組合使用以形成穩定分散體。 热顧料亦可為
體或可為一包含一碳相或一含金屬物質相之多相聚集體。 亦可將該含有石炭相及含石夕物質相之多相聚集體視為一經石夕 處理之碳黑聚集體及可將該含有碳相及含金屬物質相之多 相聚集體視為-經金屬處理之碳黑聚集體，只要認識到在 =—情況下該等含碎物質及/或含金屬物m正如該 =之聚集體相。該多相聚集體並不代表—離散碳黑㈣ 離散矽聚集體或金屬聚集體之混合物且其不係 ::塗覆之竣黑。進而言之’可用作本發明之顏料之多相 t集體包括密隼炉^歹¥隹i (…“ 或靠近該聚集體表面
1：全屬^㈣的—部分）及/或該聚集體内之至少—含石夕或 屬因此，該聚集體包含至少 碳相而另—個為—含㈣質相 金固相、中-個為 物質相與含金屬物質 I屬物質相或為切 質不像… 係聚集體-部分之含石夕物 實P上心偶合劑一樣結合至-碳黑聚集體，而是 :上其如碳相-般為同-聚集體的-部分。 :屬處理之碳黑係含有至少—碳 之聚集體。該含金屬物f包括 3金屬物貝相 鈒、姑'錦、錯'錫'録、絡、錄，Ή、鈦、 銀、钢及鉬之化合物。該含金屬：::、碲、頻、鎚、鐵、 的中至少-部分中且其係該 的相可分佈於該聚集體 杲體的一固有部分。經金屬 I05779.doc • 12. by 处理之碳黑亦可含有一種以上之含金屬物質相或經金屬處 理之石厌黑亦可含有一含矽物質相及/或一含硼物質相。 製備此等多相聚集體之詳情闡釋於1995年5月22日提出 申。月之美國專利申請案第〇8/446，141號；1995年5月22曰提 出申味之美國專利申請案第〇8/446，142號；1995年9月15日 提=申晴之美國專利中請案第〇8/528,895號；1996年！】月 日提出中凊之美國專利中請案第號，其係Η% 年5月21日提出申請之PCT國家p白b段申請案第w〇 96/37547 號，1997年3月27日提出申請之美國專利申請案第08/ ，785唬，1997年4月18日提出中請之美國專射請案第 =/837’493號；及1998年4月17日提出中請之美國專利申請 = 〇9/G61，871號中。所有此等專财請案之全文皆以引用 方式併入本文中。 亦可使用呈顆粒形式之經石夕涂港七山μ 100, ^ A矽塗覆之碳製品，例如闡釋於 1 n 28 a /Λ ^PCT t tf t ^ wo 96/37547¾¾ t 者’該申請案之全文以引用方式併入本文中。 該顏料可具有一取決於顏 ^ /抖之期望性質之寬範圍BET表 面積（如猎由氮吸收量測）。舉例 ， ^ 10JL 600^ 2/* μ 。，忒顏料可為一具有自 、至600米/克表面積之碳堃，伽& & i ιπ〇φ2^ 例如自約20至250米2/克及 自、.勺20至100* /克。熟習此 對應於較小初始粒徑1顏 卩知，較大表面積將 夕锸' ^ 、可具有此項技術中已知之 多種㈣粒徑。舉例支竹中已灰之 約_奈米（包括⑽奈米至物^二介於約5奈米至 之間之初始粒徑。舉例而言=及15奈米至⑽奈米） 。右功望應用不能容易地利 I05779.doc • 13· 1329782 用二色顏料之較大表面積，則熟習此項技術者亦可充八 地錢到’可用習用粒徑減小或粉碎技術（例如球磨或喷: 研磨）對顏料進行處理，將顏料減小至一較小粒 該顏料亦可具有-寬範圍之鄰苯二甲酸二丁= (DBP)值’ DBP值係-顏料結構或分枝狀況之量度。舉例而 言，該顏料可為—具有自約25至7G毫升mo克（包括自約3〇 至50毫升/100克及自約3〇至4〇毫升/1〇〇克）之DBp值之碳 黑。此外，該顏料可具有一寬範圍之初始粒徑，例如自約 10至100奈米，包括自約15至60奈米。該等較佳顏料可接近 一基本上總體為球面的幾何形狀。亦可使用具有其他形狀 之顏料，例如針形或薄片形。 該改質顏料已結合至少一個有機基團◦在一實施例中， 該有機基團具有式-X-I。在另一實施例中，該有機基團具 有式-X-NI。該改質顏料亦可包含至少一個具有式u之有 機基團及至少一個具有式-X-NI之有機基團。下文將更詳細 地闡釋此等基團中的每一基團。可使用熟習此項技術者所 知之方法製備改質顏料以便將有機化學基團結合至顏料。 相對於吸附基團（例如聚合物、表面活性劑及諸如此類），此 舉提供基團與顏料之更穩定結合。舉例而言，可使用闡釋 於以下專利案中之方法製備改質顏料：美國專利案第 5,554,739號、第 5,707,432號、第 5,837,045號、第 5,851，280 號、第 5,885,335 號、第5,895,522號、第 5,900,029號、第 5,922,1 18號及第 6,042,643號，及 PCT公開案第 w〇 99/23174 號，此等之說明内容以引用方式全部併入本文中。與使用 105779.doc 14 1329782 (例如)聚合物及/或表面活性劑之 # ^ is « n，rt . 驭M類型方法相比，此 寺方法了棱供基團與顏料之更穩定結合。 X基團代表-伸芳基或伸雜芳基 惊芸其。γ古拉#人 甲皮基、伸芳烷基或伸 方土 X直接…至顏料且其進—步經— 團取代。較佳地，X代表—伸Α 图次川基 伸方基或伸雜芳基，例如伸苯Α、 伸萘基、或伸聯苯基。當χ代表— " τ π基時，貫例包括 不限於）可具有支鏈或不具有支鏈之 括（仁 & A β伽 士取代或未經取代之
伸烷基。舉例而言，該伸烷基可為一 2基團，例如亞甲 基、伸乙基、伸丙基或伸丁基。x最佳為—伸芳芙。 X基可進一步經其他基團取代，例如經一或多個^基或芳 基可經—或多個官能團取代。官能團 之實例包括（但*限於）R、〇R、c〇R、c〇〇r、〇c〇r、幾 酸根基、齒素、CN、NR2、S〇3H、糾根基、硫酸根基、 NR(C0R)、CONR2、N〇2、p〇3H2、膦酸根基碟酸根基、 N=NR、S〇R、NS〇2R，其中R可相同或不同且獨立係氫、 支鏈型或非支鏈型Cl-C20經取代或未經取代的飽和或不飽 和fe，例如烷基、烯基、炔基、經取代或未經取代之芳基、 經取代或未經取代之雜芳基、經取代或未經取代之烷芳 基、經取代或未經取代之芳烷基。 I基團代表一包含至少一離子基團或至少一可離子化基 團之基團。I基團亦可包含離子基團與可離子化基團之混合 體。該離子基團可為陰離子或陽離子基團且其伴隨帶相反 電荷之抗衡離子’該等抗衡離子包括諸如Na+、κ+、Li+、 NH4 、NR 4 、乙酸根基、NO〗-、S04·2、R'S〇3-、R，〇s〇3·、 105779.doc -15· oh及α等抗衡離子，其巾Rl代表 补十土〆& , 另機丞團’例如經取 5 1代之芳基及/或縣1可離子化基團係—能夠 在所用之介質中形成離子基團之美團。 ' b ^ ^ Η ^ 。可陰離子化基團形 成陰離子且可陽離子化某 塊4 基團形^離子。離子基團包括闡 =美國專利第一號中者，該專利案之閣述内= 引用方式全部併入本文中。
陰離子基團係帶負電荷之離子基團 ^ ^ _八T自具有能夠形 成陰離子之可離子化取代基（可陰離子化基團），例如酸性取 代基的基團產Ρ此等陰離子基團亦可為呈可離子化取代 基之鹽形式的陰離子。陰離子基團之代表實例包括_c〇〇、 -S〇3、-〇S〇3-、_ΗΡ〇3·、·〇ρ〇3-2、及 _p(v2。較佳地該 陰離子基團包含一為單價金屬鹽，例如心+鹽、κ+鹽、U + 鹽的抗衡離子。該抗衡離子亦可為銨鹽，例如nh，鹽二 陰離子化基團之代表實例包括_c〇〇H、_s〇3H、p… -μη、-ROH、及_s〇2NHC〇r，，其中R，代表氫或有機基團'，
例如經取代或未經取代之芳基及/或烷基。 陽離子基團係帶正電荷之離子基團，其可自能夠形成陽 離子之可離子化取代基（可陽離子化基團），例如質子化胺， 產生。舉例而言，烷基或芳基胺在酸性介質中可經質子化 以形成銨基-NR，2iT，其中R|代表有機基團，例如經取代或 未經取代之芳基及/或烷基。陽離子基團亦可為帶正電荷之 有機離子基團。實例包括四級銨基（_NR，3 + )及四級鱗基 (-PR’3 + )。在此處，R’代表氫或有機基團，例如經取代或二 經取代之芳基及/或烷基。較佳地，該陽離子基團包括—烷 I05779.doc -16· 1329782 基胺基或其鹽或一烧基敍基。 較佳地’ I基團包括至少一個叛酸基或其鹽、至少一個石黃 酸基或其鹽、至少一個硫酸根基、至少一個烷基胺基或其 鹽' 或至少一個烷基銨基。由於較佳情況為X基團係一伸芳 基’經結合的具有式-X-I之較佳有機基團包括（但不限於） 芳基羧酸基、芳基磺酸基、或其鹽。舉例而言，該經結合 的有機基團可為一苯羧酸基、苯二缓酸基、苯三羧酸基、 苯磺酸基、或其鹽。該經結合的有機基團亦可為此等基團 中任一者之經取代衍生物。 NI基團代表一包含至少一個不具有明顯電荷之非離子基 團之基團。非離子基團之實例包括（但不限於）烷基（例如 -R")、羧酸酯（例如-COOR"或-〇C〇R")、醯胺（例如 -CONHR"、-CONR"2、-NHCOR"、或-NR”COR”）、環氧烷、 二醇、醇、酯（例如-〇R”）、酮（例如_C〇r”）、鹵素及腈。在 上式中，R"係一具有1至20個碳原子之支鏈型或非支鏈型烷 基或伸烷基。因此，舉例而言，結合至乂之NI基團可為一羧 酸之甲基或乙基酯或可為包含此酯之非聚合基團。由於較 佳情況為X係一伸芳基，經結合的具有式_χ_ΝΙ之較佳有機 基團包括（但不限於）芳基羧酸酯、芳基羧酸醯胺或芳烷基， 其中該酯基、醯胺基及烷基具有丨至2〇個碳原子。舉例而 言，經結合的有機基團可為一苯羧酸基之甲基或乙基酯、 苯二羧酸酯基、或笨三羧酸酯基，或可為一甲基或乙基苯 基。 ’ 令人驚奇的是，吾人發現具有經結合的有機基團（不包含 I05779.doc 1329782 聚合基團）之改質顏料可用於本發 之可固化塗料组入 物、可固化塗層及.塗層中。因此，出 '' 於本發明之目的基 團及N丨基團係非聚合基團，此意指儘 的
g i悬團包含至少一個 離子基團或可離子化基團且NI基團自A 。3至少—個非離子其 團，但是此等基團不包括由單個單體單元之聚合 二 團。舉例而言，I基團不為一包括至少一 " 徊雕子或可雜；>(卜 基團之聚合基團且NI基團不為一包 4匕栝至少一個非離子基團 之聚合基團。此外，；[基團不為一包 抗衡離子之離 子基團。已發現此等改質顏料與包含聚合基團之改質顏料 相比具有數種優點’下文將對此加以更詳細說明。 j結合的具有式·χ]或·χ韻之有機基團之量可不同，以 獲得期望性能特徵。此使得在優化性能特性方面具有更大 的靈活性。較佳地，所结人右她I前Α曰4丄 吓、°。有機基團之夏為自約〇 〇〇1至約 '〇微莫耳有機基團/米2顏料表面積，如由氮吸收⑽T方法） 所里測。更佳地’所結合有機基團之量為介於約0 01至約 5·0微莫耳/米2之間且最佳為介於約G.05至約3.0微莫耳/米2 之間。此外，該等改質顏料可進一步包含額外的所結合有 機基團。如此可使性質進一步改進。然而，當存在額外的 所結合基團時’該等基團亦為非聚合基團。. 此外，亦可使用改質顏料之混合物。因此，可固化塗 組合物可包含兩種或容 ’ 次夕種改質顏料，其中該等改質顏料中
之每一種皆具有一且式Y ”式_X-I或-X-NI之所結合有機基團。此 兩種改質顏料在所結合基團之類型、所結合基團之量、顏 料類型或其組合等方面 少 于4囟不问。因此，舉例而言，兩種改質 105779.doc 顏料可—起使用，每—改質顏科具有—包八 結合有機基團（例如一個具有—勺 3同1基團之所 鹽之所結合有機基圓而另：個：：含至少—個幾竣基或其 丨丹有—自今荃小 ，其鹽之所結合有機基图）。再者，個伽基 母改質顏料包含一不同顏料(例如各 ：了-起’ 或結構之兩種碳黑)且具有相同的所結：有：：表面積及/ 含至少一個羧駿基者卜此一 幾基圓（例如包 有機基團的改質顏料可虚一且—具式〜之所結合 機基團的改質顏㈣之所結合有 娜團之改質顏料之其他組合二广及 不包含聚合基團。 用改質顏料皆 :於本發明可固化塗料組合物之改質顏料亦可包含 枓與一過硫醆鹽試劑之反應產物。該顏科可為任—彼等上 述者’且料硫酸鹽試触佳為—諸如過硫㈣ 鋼或過硫酸卸等過硫酸鹽。此反應產物可藉由此項技術中 已知之方法製備但較佳藉由一包括以下步驟之方法加以製 備：0使顏料、過硫酸鹽及水性介質（例如水或-水與至少: -種水溶性溶劑之混合物’其含有50%以上的水)視情況與 一額外強酸及/或-表面活性劑或分散劑(例如一陰離子或 非離子穩定劑)組合以形成一混合物；ii)加熱該混合物，及 110將該混合物中和至pH大於7.0。加熱步驟較佳在i〇(rc以 下實施，例如介於約4〇t與約90°C之間且較佳加熱持續時 間為少於24小時，例如介於約2小時至24小時之間。該方法 可進一步包括於中和混合物後加熱之步驟，該步驟較佳在 I05779.doc 19- 7於百次加熱步驟之溫度的溫度下實施，例如高机至扣 二加熱持續時間較佳為介於約2與！2小時之間。較佳 ^精由闡釋於美國專利公開案第靡_〇1()助號中之方 I備改質顏料’該公開案之全文以引用方式併入本文中。 :使用熟習此項技術者已知之任一方法來生成該可固化 ::且。物’该等方法包括(例如)使用高速剪切混合。進而 相八札可使用？文貝顏料之分散體（例如粉碎物料）製備此等 、’口 。以分散體之總重量計’改質顏料之量可介於約】％ 士、60%之間’且較佳介於約5重量重量％之間。更佳 =質顏料之置為當使用該可固化塗料組合物形成一可 八塗層並隨後固化時，以該塗層之總重量計所得塗層包 3大於_約3°重量％之改質顏料。較佳地，以該塗層 之總重量計所得塗層包含大於或等於約50重量％之改質顏 料且以該塗層之她曾吾^宙乂土 — ^ ^ 量㈣之改質二A更佳包括介於約― 2 =固化塗料組合物時可使用盡可能少的額外組份 (添加劑及/或共溶劑）及處理步驟。然而，亦可包括諸 ==共溶劑等添加劑。舉例而言，當使用-光敏性 卿1如辰氧雙酹-八或環氧㈣樹脂)時，亦可添加一光 起始劑。亦可添加單體及/或寡聚物。 本發明進-步關於一種可固化塗層。較佳地，該 塗層由上文已有詳述之本發明可固化塗料組合物 可固化塗層包含一可固化樹脂及至少-種改質顏料， 該改質顏料較佳包括一已結合至少—個具有式％或_ 105779.doc -20· 1329782 之有機基團的顏料。該可固化樹脂及改質顏料可為任一彼 等上文已詳述者。該可固化塗層可為一光敏性塗層，藉由 輻照該可固化塗層可形成一塗層，或該可固化塗層為j熱 敏性塗層，其中藉由熱處理該可固化塗層形成一塗層。對 於本發明之該態樣而言，該可固化塗層包括一足量:改質 顏料以便當固化形成一塗層時，以該塗層之總重量叶所^ 塗層包括大於或等於約30重量％，較佳大於或等於5〇重量； 且更佳為介於約50重量％與約8〇重量％間之改質顏料。。 本發明進-步關於-種塗層。該塗層較佳由上文 述之本發明可固化塗屉劁 ° 1層氬備。在-實施例巾，該塗層包令 -樹脂及至少一改質顏料，其中該改質顏料係任—彼等上 文f述者。以塗層之總重量計，該改質顏料之含量為大於 或等於約3 0重量〇/0，較佳大 ； 置。較佳大於或等於5〇重量％且 約5。重量。/。與約80重量％間之改質顏料。 為，丨於 吾人已驚奇地發現，本發 化塗層可㈣製備*習知塗^ ^組合物及可固 對高水平㈣彼等中所含顏料水 上文已有陳述者。再者:二顏料的固化塗層’例如彼等 圍，因此該塗層中所用顏+4 合有機基團係非聚合基 :層中所用顏料之碳含量百分比(重量百分比） 亦T逐遠向於（一般為約97%碳）使 人 塗覆有聚合物之顏料製備 。聚合基團或 以更詳細闌釋的塗層如此能夠製備在下文予 有改良之整體性質，包括改 體藉色矩陣: 與光密度之平衡。體積電阻“ _#ff。體積電阻率） 千你材抖之防止導電能力之 105779.doc 1329782 量度且可使用多種此項技術中已知之技術加以量測，此等 技術包括（例如）ASTM程序D257-93中規定之方法。光密产 _)係-材料之不透明性之量度且通f使用—光密度計^ 測。0D取決於數種因素’包括薄膜之厚度。本發明之塗層 可具有一大於或等於10|2歐姆-公分且較佳為ι〇π歐姆-公： 之體積電阻率且在1微米厚度下亦可具有—大於或等於3、 較佳大於或等於4且更佳為大於或等於5之光密度。並且， 本發明之塗層可具有-介於1〇6與1〇8歐姆_公分間之體積電 阻率且在!微米厚度下亦可具有一大於或等於4、更佳為介 於續5間之光密度。根據塗層之應用，本發明之塗層在較 大薄膜厚度(包括例如10至1〇0微米厚度)下亦可具有類似電 性質（例如電阻率）。 性能將取決於多種可根據本發明某些實施例加以控制之 因素’此等因素包括處理水平及顏料類型。舉例而言，吾 人已驚奇地發現’包含-樹脂及至少—改質顏料（其包含: 已結合至少一個有機基團之顏料）之塗層與包含相同樹月旨 及相同顏料（但沒有結合有機基團）之塗層相比具有改良之 :性質。此概括地展示於圖!中且更具體地展示於圖2至4 中。下文將更詳細地說明此等圖中之每一個圖。 ^般而言…特定碳黑之用量可影響含有此碳黑之塗層 2表面電阻率。起初’在低用量下，隨著碳黑之量增加， 面電阻率實質保持不變。在較高用量下，出現一轉變， 其中在存在足量顏料之情況下， ^ ^ , 午出現實質降低。通 吊將此稱作渗滤臨限值。超過此臨限值之顏料量對塗層之 105779.doc -22- • I阻率具有極小之影響。-般而言，多數碳黑展示類似的 >應丨生。因此，碳黑滲據曲線極為相似，與碳黑之類型 無關，例外情況係滲濾點（即其中表面電阻率降低時碳黑用 里）不同。此由滲濾曲線之偏移顯示。 圖1展示三種類塑塗層之代表性滲濾曲線。出於此代表性 ' 之目的，各塗層皆包含相同樹脂但包含不同的碳黑。由滲 濾曲線c代表之碳黑係本發明之代表，其係一已結合至少— φ 個有機基團之改質*炭黑顏料。由滲i慮曲線A及B代表之碳黑 係尚未經改良來具有一結合有機基團的碳黑顏料。圖丨亦展 示一塗層所期望具有的預選定目標表面電阻率及預選定目 標用量（重量％ C)。 由曲線A代表之碳黑在任一碳黑用量下皆不產生一具有 目標電阻率之塗層。為產生一具有此目標電阻率之塗層， 需要一不同的碳黑。通常，在此項技術中.此使用一具有不 同於曲線A之碳黑形態的形態之碳黑達成。因此，舉例而 • έ，必須發現一種具有不同於曲線八所代表碳黑之結構的結 構（DBP)之碳黑才能製備—具有目標性能之塗層。此由曲線 Β展示。如圖1所示’曲線Β類似於曲線a，但有偏移，使得 需要曲線B之如此高水平的碳黑（重量％ c)來產生具有目標 表面電阻率之塗層◎如圖所示，儘管曲線B之碳黑的確產生 一具有目標性能之塗層，但是選擇一具有不同形態冬替代 碳黑可帶來數種缺點’包括（例如）成本、處理效果及諸如此 類。 進而言之’如圖1所示，目標表面電阻率可位於滲濾曲線 105779.doc
vV •23- 1329782 點上：從實際觀點出發，製備此塗層將需要嚴格控 :::用1，此乃因用量之較小變化就會對所觀測到的 5生重大影響。一通常具有介於約1〇5與1012 ohm/ I1"間之表面電阻率的含有碳黑之塗層的情況通常如此。 J在不改變碳黑形態的情況下製備一具有預選定性能之 二二需要一替代方法。在本發明中，已驚奇地發現，若 土曰包含至少一種改質顏料(其包含一已結合至少一個 =團之顏料)可改進該塗層之電阻率。亦已發現，具有 处二表面電阻率之塗層可使用一原本不會產生該期望性 此之奴黑生成。此由曲線C顯示，曲線C代表一改質碳黑顏 料’其中該已改質之碳黑顏料係由曲線A代表之碳黑。如上 所述，曲線A之未經改質碳黑不符合預選定電阻率性能之要 求。然而’經改質而已結合至少一個有機基團曲線a之碳黑 (由曲線C顯示）可產生一具有期望性能之塗層。 因此’已發現包含一改質碳黑顏料之塗層之電阻率較包 含相同但未經改質顏料之塗層之電阻率高。如圖】之代表性 滲濾曲線所示，根據本發明，可藉由改變一給定碳黑之表 面化學’14質來增加含有該給定碳黑之薄膜之電阻率。根據 本發明，藉由改變表面化學性質亦可改變一給定碳黑之滲 ;慮曲線。吾人已驚奇地發現’一般而言，電阻率隨處理水 平而增加，尤其是在較高用量下。因此，藉助本發明，可 偏移滲濾曲線以便預選定電阻率在偏離曲線最陡之處出 現。因此，稍微改變用量不會對電阻率造成重大影響。 因此，已發現使用一改質顏料可獲得一預選定或^望之 105779.doc -24· 目標電阻率’尤其是在目標用量下。該改質顏料包含_已 結合至少一個有機基團之顏料，且此顏料可係一先前不可 能用於製備一具有預選定電阻率(尤其是在規定用量 塗層的顏料。此外，改變形態可提供最佳塗層性質。 此外’已發現所結合有機基團之量可不同以獲得期望性 能。此顯示於圖2至4中。圖2顯示，在包含一已結合至少一 個有機基團（_C6H4-S〇3Na)之顏料（RegaI<S) 25〇碳黑 :料，不同用量下’處理水平(即製備改質顏料所添加之試 劑之幻對包含—樹脂（J_ryl 6丨】）之塗層之表面電 ::。由圖2可見’ 一般而言’隨處理水平增加，表面電阻 ;'」曰力曰口。此效應在較高用量下特別是在高於渗據臨限值時 f現仔更為明顯，尤其是一對應於粉碎物料的包含以 ^/“厌之塗層。此外’使用一較高用量之改質碳黑製備之 土層與彼等使用顯著較低用量之未經改良碳黑製備之塗層 具有類似電阻率。圖3展示自包含—改質顏料之粉碎物料製 備之㈣的電阻率’該改質顏料係一已結合至少-個有機 基團（-C6H4-C〇2Na基或 _C6H4_CH2CH2〇H基）之顏料 250碳里）。力园^ 曰古）在圖3中，碳黑之用量係83.3重量％且由圖可見 提。處理水平可提高塗層之電阻率。圖4展示與圓3相同之 塗層（具有包含p纟士入 質顏料），其中已二‘： ⑶咖基之顏料的改 一 左— 已藉有TGA置測所結合基團之量。如圖4所 :著所結合基團之量(結合水平)(如所測揮發物含量表 a )曰力纟面電阻率增加。已驚奇地發現，藉由改變所結 合基團之I可使表面電阻率改變8個數量級，並且使用一具 I05779.doc
•25- 1329782 有小於3%之揮發物含量的顏料可達成—高達至少Μ” ohm/square之表面電阻率。 因此，圖1至4例示一本發明實施例，其係一種控制一包 含樹脂及一顏料之塗層之電阻率的方法。該方法包括以= 步驟··製備一包含媒劑、一可固化樹脂及至少一改質顏料 之可固化塗料組合物。該改質顏料包含已結合至少一個具 有式-X-I或-X-NI之有機基團的顏料，其中χ直接結合至气 顏料且代表-伸芳基或伸雜芳基、伸烧基、伸Μ基或^ 烷芳基，I代表一包含至少一個離子基團或至少一個可離子 化基團之非聚合基團，且ΝΙ代表一包含1少—個非離子基 團之非聚合基團。隨後將該可固化塗料組合物塗佈於一： 板上以形成-可固化塗層且固化形成塗層。該等圖亦展： 一本發明塗層之實施例，其在預選定顏料用量下具有一預 選定電阻率且包含-樹脂及—如上所述改m 一包含 該樹脂及用於製備改質顏料之該顏料的塗層在預選定顏料 用量下具有-較包含該樹脂及該改質顏料之塗層在該預選 定顏料用量下之電阻率低的電阻率。 圖4進-步例示一本發明塗層之實施例，其包含一樹脂及 —上述改質顏料。該改質顏料具有—小於3%、較佳介於約 0.5%與約3%間之揮發物含量 平货物3罝且6亥塗層具有介於1〇6盥1〇13 間之電阻率。較佳地，該改質顏料具有一介於約 ⑽與約3.〇%間之揮發物含量且該塗層具有一介於心 間之電阻率。因此，吾人已驚奇地發現可使 用具有低揮發物含量（例如小於3%)之顏料製備具有高電阻 105779.doc • 26 - ιοζ 率⑼如大於1〇« ohm/square，較佳為大於i〇1〇 〇Ws 之塗料組合物。 本發明進一步關於一種可用於(例如)一液晶顯示器裝置 之;慮色片中之黑色矩陣。可使用此項技術中已知之任一方 法形成該黑色矩陣。舉例而言，該黑色矩陣可藉由以下形 成：將-包含一改質碳製品之可固化塗料組合物塗佈於一 基,土 ’以成影像方式固化所得的可固化塗層，及顯影並 至滑孕乂佳地’自本發明之可固化塗料組合物、 可固化塗層及/或塗層製備該黑色矩陣，上文已對該可固化 ^組合物、可固化塗層及塗層中的每—種進行了更詳細 地描述。 體積電阻率及光密度係黑色矩陣材料之重要性質，且上 文已對此進订了詳細地描述。由於本發明黑色矩陣較佳 :用於形成本發明固化塗層之本發明可固化塗料組合物形 、所以a亥黑色矩陣可具有上文關於該塗層所述的性能特 ,(體積電阻率及光密度”此外，本發明黑色矩陣中 碳製品之所έ士人古德仗面 _ 民 、Ό 〇有機基團之1可不同，以獲得不同的期望 :體性能特徵。進而言之，改良碳製品之量可不同且= ’、於奴製品之類型及所結合基團之量。本發明黑色矩陣中 之改良：製品之量係大於或等於3〇重量。/。，較佳大於或等 於5〇重里％ ’且更佳為介於約5〇重量％與80重量％之間。 =明進-步關於一種可與一黑色矩陣且尤其是本發明 矩陣組合使用之遽色片。可使用此項技術中已知之 任一方法且尤其是使用-類似於形成上述黑色矩陣方法之 I05779.doc 丄329782 方法形成該滤色片。對於本申請案而言，可使用其顏色對 應於顯示器裝置之像素所需顏色之改質顏料。 以下實例將進-步閣明本發明，此等實例實際上僅欲作 為例示性實例。 實例 實例1-改質顏料之製備 將550克Regal® 25〇R碳黑（自Cabot公司購得）、3〗·5克磺 胺S欠及1000克Dl7jc添加至_經夾套加熱至6(rc之翠式混合 機中。製備12.6克亞硝酸納溶於1〇〇克〇1水中之溶液並將其 添加至犁式混合機中之混合物中。將該混合物在約5〇 rpm 及60°C下混合2小時且隨後使其冷卻至室溫。使用7倍體積 的DI補給水將所得碳黑之分散體稀釋至〗5%固體並藉由濾 析處理。在751供箱中將最終分散體乾燥整夜並隨後使用 一實驗室摻合機研磨以生成一結合有苯磺酸基之改質顏料 的粉末。 實例2A及2B-粉碎物料之製備 使用貫例1之改質碳黑（實例2A)及Regal® 25〇R碳黑（實例 2B)製備粉碎物料。所用材料及量展示於表工中。s〇i^erse 32500係一自N〇Ve〇n購得之聚合分散劑。使用一Skandex實 驗至震盪器研磨s亥等組份2個小時。量測粉碎物料中顏料之 平均體積粒徑且發現該粒徑與基質碳黑之聚集體大小相 當。 I05779.doc • 28 · 1329782
30%、40%、50%、60%、70%碳黑（以無溶劑之重量計）之塗 料組合物。與習知塗料組合物相比，此等含量係相當高之 水平。該等組合物示於下表2中。 表2-塗料組合物 實例號 粉碎物料 顏料之量 實例3A-1 實例2A 30 % 實例3B-1 實例2B 30 % 實例3A-2 實例2A 40 % 實例3B-2 實例2B 40 % 實例3A-3 實例2A 50 % 實例3B-3 實例2B 50 % 實例3A-4 實例2A 60 % 實例3B-4 實例2B 60 % 實例3A-5 實例2A 70 % 實例3B-5 實例2B 70 % 實例4-塗層之製備 將實例3之塗料組合物旋轉塗佈於玻璃晶圓上以形成塗 層’量測該等塗層之性質。使用X_Rite 361T透射密度計量 測光密度並使用KLA Tencor Alpha Step 500輪廓測定儀量 測厚度。使用Keith ley 65 1 7型電位計/高電阻計量測塗層之 105779.doc -29- 表面電阻率。 每一塗層之性 陡此特性展示於下表3及4中
該等結果矣昍，—A —— ---—--- 等使用Λ3本文所述改質顏料之塗層具有較彼 一，:’員料製備之塗層高的表面電阻率。該等塗層亦 保持-高光密度。可預期，在相同的塗層厚度下，該等塗 層將亦具有較包含習知顏料之塗層高的體積電阻率。 辑該等貝例使用不可固化樹脂時，可預計，若使用一可 固化樹脂(例如光敏性或熱敏性樹脂），則將產生類似的性
I05779.doc •30· 1329782 能。因此，該等塗層可用作黑色矩陣。 實例5-塗層之製備 使用一類似於實例4所述之程序製備一塗層，但該實例使 用一藉由在一塗料震盪器中研磨實例1之改質顏料（6克）、 30.8克20% Joncryl 611溶於PGMEA中之溶液及23 2克 PGMEA之組合8小時製備之組合物，測得所得的具有5〇重 量％顏料之塗層在1 μ厚度下具有一 3.〇之光密度。測得的體 積電阻率為1.8 xlO14歐姆-公分。 可對s玄塗層之性質與類似塗層（5 〇 % c Β )之性質加以比 較’該等類似塗層使用與溶於PGMEA中之J0ncryl 61丨混合 的包含相同的基為顏料但具有結合有聚合基團之改質顏料 獲付（闡釋於由 E. Step 編寫之 procee(jings 〇f idw，02， #FMC4-2，第425頁中）。測得該等塗層在j μ厚度下具有一 3.0之光密度及一 7.〇xl〇13〇hmcm之體積密度。因此，包含 本文所述改質顏料之塗層與包含所結合聚合基團之改質顏 料的塗層相比具有更佳電阻率性質且同時可維持光密度。 實例6至8-塗層之製備 利用實例1所述程序，使用不同量之磺胺酸及相同亞硝酸 鈉.磺胺酸的比率製備改質顏料。隨後根據實例2 A及2B中 所述私序使用6亥等改質顏料製備粉碎物料，繼而使用實例3 所述程序稀釋該等粉碎物料以製備含有不同用量之碳黑的 塗料組合物。各實例所用處理水平係自磺胺酸之量及碳黑 (Regal 250R碳黑）之表面積計算得出’其示於下表5中，且 亦包括實例3A及3B所用顏料之處理水平。該等組合物連同 105779.doc 1329782 貫例3 A及3B之組合物示於下表6中
隨後使用貫例4所述程二 一~— 往斤ι備塗層，並量測各塗 電阻率。包含83 3重量 表面 反塗層對應於粉碎物料。 於下表6中。此結果亦以心 $ *…果不 |乃式展不於圖2中。 實例3 A 8.35x 1〇,Γ 實例7 30 1·49χ l〇n 60 70 ^59x 1〇1Γ 2.23717)11
〇〇 ^ ~r^-rr-------- 一 ^-u/λ iu —:~~丄 5.53x ^1^23)7707 Q 47v 77T ^45x~T〇 ^97χ ip1 Τ58χ ΙΟ1 3.61χ 10: __ΐ72χ 1〇4 j-7〇xT〇rT~4^Qv in3 4^69)77070- 該等結果表明，對於自包含改^ " L 物制供.“ 匕3改貝顏科之本發明塗料組合 物製備之塗層而言，處理水平可影響電阻率。—般而言， Ik處理水平增加’表面電阻率增A。此影響在較高用量 表現得更為明m而言之，使㈣高料之改質碳^ 備之塗層與彼等使用顯著較低用量之未經改質顏料製備之、 塗層具有類似電阻率。可預計在相等的塗層厚度下在 體積電阻率時可觀察到類似趨勢。 义 雖然該等實例使用不可固化的樹脂，但可預期若使用 105779.doc -32- 1329782 一可固化樹脂（例如光敏性或熱敏性樹脂）亦可產生類似的 性能。因此’此等塗層可用作黑色矩陣。 實例9 自使用類似於實例6至8所述程序之程序製備之粉碎物料 製備重層。該等塗層包含83.3重量％的碳黑。實例9A係一包 含一習知碳黑之對照塗層，實例叩至卯係包含改質碳黑之 本發明塗層。對於實例9AJL9F，使用一類似於實例i所述程 序之程序製備改質碳黑，不同之處為使用4_胺基笨甲妒 (PABA)代替續胺酸並使用—較小規模之混合機而非^ 混合機。該等實财的每一實例所用Paba之量與下表7所 示之處理水平（PABA之添加水平）_致。對於各實例，㈣ :藉由TGA量測之碳黑中所用揮發物百分比（揮發物之總
根據實例4所述’量測各塗層之表 且該等結果亦展示於上表7中並且以 、厚度， 3(處理水平及表面雷阻圭μ固 乃式展不於圖 中。十及表面電阻李）及圖4(%揮發物及表面電阻率） 圖4亦展示使用一結合有苯乙醇基團之改質碳黑製備之 I05779.doc •33· 1^29782 ’該改質碳黑使用類似於實例1所述程序
塗層的表面電阻率， 之程序製備，不同3 對於含有6、10及20 大。對於兩種處理類型皆可觀察到此效果。在比較可視為 結合水平指標之％揮發物值時可觀察到類似趨勢。吾人已 驚奇地發現，具有低揮發物含量之改質顏料（例如彼等上文 所示者）可用於製備具有高電阻率之塗層。可預計，在相同 塗層厚度下’該等塗層將亦具有會隨處理水平及％揮發物 増加而不斷增大之體積電阻率。 維然該等實例使用不可固化的樹脂，但可預期，若使用 —可固化樹脂（例如光敏性或熱敏性樹脂），則將產生類似的 I"生月b。因此’該等塗層可用作黑色矩陣。 仏本文出於舉例說明及闡釋之目的對本發明之較佳實施例 給予上述說明。本說明並非意欲包羅無遺或將 於所揭示的㈣形式。㈣以上教示，亦可能存在各= 改形式及變化形式或可自本發明之實踐獲得該等修改形式 受化^/式。選擇及闡述該等貫施例之目的在於解釋本發 明原理及其實際應用，&而使熟習此項技術者能夠以適於 所預期的特定應用之各種實施例形式及各種修改形式來利 用本發明。本發明範疇意欲由隨附辛請專利範圍及其等效 I05779.doc -34-

Claims (1)

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第094136187號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年6月） 十、申請專利範圍： 1. 一種黑色矩陣’其係藉由以下开彡ΓΤ'Ζ''' - 仏成.將一可固化塗料組合 物塗佈於一基板上以形成. 』固化塗層’以成影像方式固 化該可固化塗層以形成一塗屛 孟臂及顯影並乾燥該塗層，其 中該可固化塗料組合物包括—姐 八 媒劑及至少一改質顏料，該 改質㈣包含—結合有至少-個具有式·η之有機基團 之顏料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜 芳基或-伸烧基’且“戈表—包含至少一㈣酸基或其 鹽、至少一個磺酸基或其鹽、i少一個硫酸根S、至少一 個炫基胺基或其鹽、或至少一個烧基錢基之非聚合基團。 2·如請求項丨之黑色矩陣’其中χ代表—伸芳基或雜伸芳基 或一具有12個或更少碳原子之伸烷基。 3.如請求項1之黑色矩陣，其中乂係一伸芳基。 4·如吻求項1之黑色矩陣，其中該鹽係Na+鹽、κ+鹽' [i+鹽、 或NH+4鹽。 φ 5.如凊求項1之黑色矩陣，其中該有機基團係一芳基羧酸鹽 基團或一芳基磺酸鹽基團。 6.如凊求項i之黑色矩陣，其中該可固化塗層係一光敏性塗 層且該塗層係藉由輻照該可固化塗層而形成。 7 ·如味求項6之黑色矩陣，其中該可固化塗料組合物包含一 光可固化樹脂且視情況進一步包含至少一光起始劑。 8. 如请求項丨之黑色矩陣，其中該可固化塗層係一熱敏性塗 層且該塗層係藉由熱處理該可固化塗層而形成。 9. 如明求項丨之黑色矩陣，其中以該塗層之總重量計，該塗 105779-990624.doc 1329782 層包含大於或等於約3〇重量。/β之該改質顏料。 1 〇·如請求項1之黑色矩陣，其中以該塗層之總重量計，該塗 層包含大於或等於約5〇重量％之該改質顏料。 11，如請求項1之黑色矩陣，其中以該塗層之總重量計，該塗 層包含介於約50重量％與8〇重量％間之該改質顏料。 12. 如請求項1之黑色矩陣，其中該塗層具有一大於或等於 1 2 10歐姆·公分之體積電阻率。
13. 如請求項12之黑色矩陣，其中該塗層在1微米厚度下進一 步具有一大於或等於3之光密度。 14. 如請求項1之黑色矩陣，其中該塗層具有一介於ι〇6與1〇8 歐姆-公分間之體積電阻率。 15. 如請求項14之黑色矩陣，其中該塗層在1微米厚度下進一 步具有一大於或等於4之光密度。 16. 如請求項1之黑色矩陣，其中該媒劑係一非水性媒劑。 17. 如請求項1之黑色矩陣，其中該媒劑包括丙二醇單甲醚乙 酸醋。
18. 如請求項丨之黑色矩陣，其中該媒劑係一水性媒劑。 19. 如請求項丨之黑色矩陣，其中該可固化塗料組合物包含^ 少兩種改質顏料，其中該等改質顏料係不相同。 如請求項19之黑色矩陣’其中該等改質顏料中的至少一毛 包含至少一㈣酸基或其鹽且其中該等改質顏料中的； 少一種包含至少一個磺酸基或其鹽。 改質顏料進—步已結合至 ’其中m係烷基、綾酸酯、 2 1 ·如請求項1之黑色矩陣，其中該 少一個具有式-Χ-ΝΙ之有機基團 105779-990624.doc 1329782 醯胺、羧酸醢胺、環氧烷、二醇、醇、醚、酮、_素或腈。 22. 如請求項21之黑色矩陣，其中該具有s_x_NI之有機基團 係芳基羧酸酯、芳基羧酸醯胺或芳烷基。
23. —種黑色矩陣，其係藉由以下形成：將一可固化塗料組合 物塗佈於一基板上以形成一可固化塗層，以成影像方式固 化該可固化塗層以形成一塗層，及顯影並乾燥該塗層，其 中該可固化塗料組合物包含一媒劑及至少一改質顏料，該 改質顏料包含一已結合至少一個具有式_χ_ΝΙ之有機基團 之顏料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜 芳基、或一伸烷基，且ΝΙ係烷基、羧酸酯、醯胺、環氧 烷、二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈。 2 4 · —種包含一媒劑、一可固化樹脂及垒少一改質顏料之可固 化塗料組合物，其中該改質顏料包含一已結合至少一個具 有式-X-I之有機基團的顏料，其中χ直接結合至該顏料且 代表一伸芳基或伸雜芳基、或一伸烷基，且〗代表一包含 至少一個羧酸基或其鹽、至少一個磺酸基或其鹽'至少一 個疏酸根基、至少一個烷基胺基或其鹽、或至少一個烷基 銨基之非聚合基團，且其中該改質顏料之含量為：當將可 固化塗料組合物塗佈於一基板上形成一可固化塗層並固 化形成一塗層時，以該塗層之總重量計，該塗層包含大於 或等於約3 0重量％之該改質顏料。 25. 如請求項24之可固化塗料組合物，其中以該塗層之總重量 计，该塗層包含大於或等於約5〇重量％之該改質顏料。 26. 如請求項24之可固化塗料組合物，其中以該塗層之總重量 105779-990624.doc 1329782 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 汁°亥塗層包含介於約50重量％與80重量％間之該改質顏 料。 如切求項24之可固化塗料組合物，其中該可固化塗層係一 光敏性塗層且該塗層係藉由輻照該可固化塗層而形成。 士》月求項24之可固化塗料組合物，其中該可固化塗層係一 熱敏性塗層且該塗層係藉由熱處理該可固化塗層而形成。 如請求項24之可固化塗料組合物，其中該媒劑係一非水性 媒劑。 如請求項29之可固化塗料組合物，其中該媒劑包括丙二醇 單曱醚乙酸酯。 如請求項2 4之可固化塗料組合物，其中該媒劑係一水性媒 劑。 如請求項24之可固化塗料組合物，其中該顏料包括藍色顏 料、黑色顏料、褐色顏料、藍綠色顏料、綠色顏料、白色 顏料、紫色顏料、品紅色顏料、紅色顏料、黃色顏料橙 黃色顏料或其混合物。 如凊求項24之可固化塗料組合物’其中該顏料係一碳製 品。 如請求項24之可固化塗料組合物，其中該碳製品係碳黑。 如請求項24之可固化塗料組合物’其中該改質顏料已進一 步結合至少一個具有式-X-NI之有機基團，其中m係烧 基、羧酸酯、醯胺、環氧烷、二醇、醇、醚、_、_素戍 腈。 一種包含一媒劑、一可固化樹脂及至少一改質顏料之可固 105779-990624.doc 化塗料組合物，其中該改質顏料包含一已結合至少一個且 ttx_NI之有機基團的顏料，#中X直接結合至該顏料 伸方基或伸雜芳基、或—伸燒基，且犯係烧基、 竣：醋、醯胺、環氧燒、二醇m齒素或猜， 且中該改質顏料之含量為:當將可固化塗料組合物塗佈 於-基板上形成—可固化塗層並固化形成一塗層時，以該
塗層之總重量計，該塗層包含大於或等於約30重量％之該 改質顏料。
種包含一可固化樹脂及至少_改質顏料之可固化塗 層其中该改質顏料包含一已結合至少一個具有式_χ ι 2有機基團的顏料，其中χ直接結合至該顏料且代表一伸 方基或伸雜芳基、或一伸院基，且j代表一包含至少一個 缓土或其鹽、至少一個續酸基或其鹽、至少一個硫酸根 基、至少—個烷基胺基或其鹽、或至少一個烷基銨基之非 么5基團，且其中該改質顏料之含量為：當該可固化塗層 固化形成一塗層時，以該塗層總重量計，該塗層包含佔之 大於或等於約3〇重量％之該改質顏料。 38_如請求項37之可固化塗層，其中以該塗層之總重量計，該 塗層包含大於或等於約50重量％之該改質顏料。 39. 如請求項37之可固化塗層，其中以該塗層之總重量計，該 塗層包含介於約50重量％與80重量％間之該改質顏料。 40. 如清求項37之可固化塗層，其中該可固化塗層係一光敏性 塗層且s亥塗層係藉由輻照該可固化塗層而形成。 41. 如請求項37之可固化塗層，其中該可固化塗層係一熱敏性 105779-990624.doc 1329782 塗層且該塗層係藉由熱處理該可固化塗層而形成。 42. 43. 44. 45. 46. 如請求項37之可固化塗層，其中該改質顏料進一步已結合 至少一個具有式_χ·ΝΙ之有機基團’其中NI係烧基、緩酸 酯'醯胺'環氧烧、二醇、醇、醚、酮'齒素或腈。 一種包含一可固化樹脂及至少一改質顏料之可固化塗 層，其中s亥改質顏料包含一已結合至少一個具有式_X_Ni 之有機基團的顏料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸 芳基或伸雜芳基、或一伸烷基，且NI係烷基、羧酸酯、 醯胺環氧院、一醇、醇、醚、嗣、鹵素或腈，且其中該 改質顏料之含量為：當將該可固化塗層固化形成一塗層 時，以該塗層之總重量計，該塗層包含大於或等於約3〇 重量％之該改質顏料。 一種包含一樹脂及至少一改質顏料之塗層，其中該改質顏 料包含一已結合至少一個具有式_χ ι之有機基團的顏 料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳 基、或一伸烷基，且I代表一包含至少一個羧酸基或其鹽、 至少一個磺酸基或其鹽、至少一個硫酸根基、至少一個烷 基胺基或其鹽、或至少一個烷基銨基之非聚合基團且其 中以該塗層之總重量計，該塗層包含大於或等於約30重量 °/〇之該改質顏料。 如請求項44之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約50重量％之該改質顏料。 如請求項44之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含介於約50重量％與8〇重量％間之該改質顏料。 105779-990624.doc -6 - 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 如凊求項44之塗層’其中該塗層具有一大於或等於1〇i2 歐姆-公分之體積電阻率。 如请求項47之塗層’其中該塗層在1微米厚度下進一步具 有一大於或等於3之光密度。 如凊求項44之塗層，其中該塗層具有一介於1〇6與1〇8歐姆 -公分間之體積電阻率。 如請求項49之塗層，其中該塗層在1微米厚度下進一步具 有一大於或等於4之光密度。 如請求項44之塗層，其中該改質顏料進一步已結合至少一 個具有式-X-NI之有機基團，其中NI係烷基、羧酸酯、醯 胺、環氧烷、二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈。 一種包含一樹脂及至少一改質顏料之塗層，其中該改質顏 料包含一已結合至少一個具有式_χ_ΝΙ2有機基團的顏 料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳 基、或一伸烷基，且NI係烷基、羧酸酯、醯胺、環氧烷、 醇醇ϋ酮、_素或猜，且其中以該塗層之纟胃 計，該塗層包含大於或等於約3()重量％之該改質顏料。 一種包含—樹脂及至少—改質顏料之塗層，其中該改質顏 料包含一已結合至少-個具有式-x-i之有機基圏的顏 料’其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳 基、或-伸烧基，且！代表—包含至少一㈣酸基或其鹽、 至少-個續酸基或其鹽、至少—個硫酸根基、至少— 基胺基或其鹽、或至少—個炫基録之非聚合基團，及: 中該塗層具有-大於或等於1Ql2歐姆·公分之體積電阻^ 105779-990624.doc 1329782 且在1微米厚度下大於或等於3之光密度，且其中以該塗層 之總重量計，該塗層包含大於或等於約3〇重量％之該改質 顏料。 、 54. 如請求項53之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約50重量％之該改質顏料。 55. 如請求項53之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含介於約50重量％與80重量％間之該改質顏料。
已結合至少一個具有式_χ_Ι之有機基團的顏料，其中X直 接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基、或一伸烧 基，且I代表一包含至少一個羧酸基或其鹽、至少一個磺 酸基或其鹽、至少一個硫酸根基、至少一個烷基胺基或其 鹽、或至少一個烧基銨基之非聚合基團，及其中該塗層具 有一介於106與108歐姆-公分間之體積電阻率且在i微米 厚度下大於或等於4之光密度，且其中以該塗層之總重量 計’該塗層包含大於或等於約30重量％之該改質顏料。 57.如請求項56之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約5〇重量％之該改質顏料。 5 8.如請求項5 6之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含介於約5〇重量％與80重量％間之該改質顏料。 59. —種改良一包含一樹脂及一顏料之塗層的電阻率之方 法’其中該方法包括製備一包含一媒劑、一可固化樹脂及 至少一改質顏料之可固化塗料組合物之步驟，其中該改質 顏料包含該已結合至少一個具有式-X-I之有機基團的顏 105779-990624.doc 1329782 料’其中x直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳 基、或一伸烷基’且I代表一包含至少一個羧酸基或其鹽、 至少一個磺酸基或其鹽、至少一個硫酸根基、至少一個烷 基胺基或其鹽、或至少一個烷基銨基之非聚合基團。 〇 ’如π求項5 9之方法，其進一步包括將該可固化塗料組合物 塗佈於一基板上以形成一可固化塗層並固化該可固化塗 層以形成塗層之步驟。
61. 如凊求項59之方法，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約5〇重量％之該改質顏料。 62. 如印求項59之方法，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 3 "於約50重量％與8〇重量％間之該改質顏料。 63. 如明求項59之方法，其中該改質顏料進一步已結合至少一 個具有式-Χ-ΝΙ之有機基團，其中m係烷基、羧酸酯、醯 胺、J衣氧烷、二醇、醇、崎、酮、鹵素或腈。 64. —種控制一包含一樹脂及一顏料之塗層的電阻率之方 法，其中該方法包括製備一包含一媒劑、一可固化樹脂及 至少一改質顏料之可固化塗料組合物之步驟，其中該改質 顏料包含該已結合至少一個具有式_x_Nk有機基團的顏 料其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳 基:或一伸烷基’且NI係烷基、羧酸酯、醯胺、環氧烷、 二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈。 65. 如請求項64之方法，其中藉由改變該改質顏料之所結合之 有機基團之量來控制該塗層之電阻率。 66. 如吻求項65之方法，其進—步包括將該可固化塗料組合物 105779-990624.doc 1329782 塗佈於-基板上以形成一可固化塗層並固化該可固化塗 層以形成塗層之步驟。 67. 如請求項65之方法，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約50重量％之該改質顏料。 68. 如請求項65之方法，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含介於約50重量％與8〇重量％間之該改質顏料。 69_ —種在預選定顏料用量下具有一預選定電阻率之塗層，其 包含一樹脂及一改質顏料， 其中該改質顏料包含一已結合至少一個具有式—Xj之 有機基團的顏料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸芳 基或伸雜芳基、或一伸烷基，且〗代表一包含至少一個羧 酸基或其鹽、至少一個磺酸基或其鹽、至少一個硫酸根 基、至少一個烷基胺基或其鹽、或至少—個烷基銨基之 非聚合基團，及 其中包含該樹脂及該顏料之塗層在該預選定顏料用量 下具有較包含該樹脂及該改質顏料之塗層在該預選定顏 料用量下之預選定電阻率低的電阻率。 70. 如請求項69之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含大於或等於約50重量％之該改質顏料。 71. 如請求項69之塗層，其中以該塗層之總重量計，該塗層包 含介於約5 0重量°/〇與8 0重量％間之該改質顏料。 72. 如請求項69之塗層，其中該改質顏料進一步已結合至少一 個具有式-X-NI之有機基團，其中NI係烷基、羧酸酯、醯 胺、環氧烷、二醇、醇、醚、素或腈。 Ι 05779-990624.doc ΙΟ 73. 1329782 一種在預選定顏料用量下具有一 包含一樹脂及一改質顏料， 預選定電阻率 之塗層，其 六汉買顔料包含一已結合至少一個呈有 =機基團的顏料，其中Μ接結合至該顏料且代工表―： 方基或伸料基、或—料基，謂錢基 申 醮胺、環氧院、二醇、醇、_、航硬“曰、 ^ 鰱、酮 '齒素或腈，及 其中包含該樹脂及該顏料之塗^^ 1層在β亥預選定顏料用量
八有較包含該樹脂及該改f顏料之塗層在該顏料用量 下之預選定電阻率低的電阻率。 74.種包含一樹脂及一改質顏料之塗層， 其中該改質顏料包含-已結合至少一個具有式-^之 有機基團的顏料’其中乂直接結合至該顏料且代表一伸芳 基或伸雜芳基 '或-伸烧基，且冰表一包含至少一個繞 酸基或其鹽、至少—㈣酸基或其鹽、至少—個硫酸根 土至〃個烧基胺基或其帛、或至少一個院基敍基之 非聚合基團， 其中該改質顏料具有一小於3%之揮發物含量，且其中 該塗層具有一介於1〇6與1013 Ohm間之電阻率。 75·如凊求項74之塗層，其中該改質顏料具有一介於約〇5% 與約3%間之揮發物含量。 76.如凊求項74之塗層，其中該改質顏料具有一介於約1.0% 與約3.0%間之揮發物含量且該塗層具有一介於I〆與ι〇π ohm間之電阻率。 77.如請求項74之塗層，其中該改質顏料進一步已結合至少 105779-990624.doc 1329782 個具有式-X-NI之有機基團，其中NI係烷基、羧酸酯、醯 胺、氧院、一醇、醇、趟、酮、鹵素或腈。 78. —種包含一樹脂及一改質顏料之塗層， 其中該改質顏料包含一已結合至少一個具有式_χ_Νι 之有機基團的顏料，其中X直接結合至該顏料且代表一伸 芳基或伸雜芳基、或一伸烷基，且ΝΙ係烷基、羧酸酯、 酿胺、環氧烷、二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈， 其中該改質顏料具有一小於3%之揮發物含量，且其中 該塗層具有一介於1〇6與l〇i3〇hm間之電阻率。 79. —種包含至少一改質顏料之黑色矩陣，其中該改質顏料包 含一已結合至少一個具有式U之有機基團的顏料，其中 X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基' 或一伸 烷基，且I代表一包含至少一個羧酸基或其鹽、至少一個 磺酸基或其鹽、至少一個硫酸根基、至少一個烷基胺基或 其鹽、或至少一個烷基銨基之非聚合基團。 80. 如請求項79之黑色矩陣，其中該改質顏料進一步已結合至 少一個具有式-X-NI之有機基團，其中NI係烷基、羧酸酯、 醯胺、環氧烷、二醇、醇、醚、酮、画素或腈。 81. —種包含至少一改質顏料之黑色矩陣，其中該改質顏料包 含一已結合至少一個具有式-X-NI之有機基團的顏料，其 中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基、或一 伸烷基，且NI係烷基、羧酸酯、醯胺、環氧烷、二醇、 醇、鱗、_、自素或腈。 82. —種包含至少一改質顏料之黑色矩陣，其中該改質顏料包 105779-990624.doc •12- 1329782 « 含一已結合至少一個具有式·χ-ι之有機基團的顏料，其申 X直接結合至該顏料且代表—伸芳基或伸雜芳基一伸炫 基、—伸芳烷基或一伸烷芳基，且j代表一包含至少一個 羧馱基或其鹽、至少一個磺酸基或其鹽、至少一個硫酸根 基至少一個烷基胺基或其鹽、或至少一個烷基銨基之非 聚合基團。 83. 如凊求項82之黑色矩陣，其中該改質顏料進一步已結合至 少一個具有式-Χ-ΝΙ之有機基團’其中ΝΙ係院基、缓酸酯、 醯胺、環氧烧、二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈。 84. —種包含至少一改質顏料之黑色矩陣，其中該改質顏料包 含一已結合至少一個具有式-Χ-ΝΙ之有機基團的顏料，其 中X直接結合至該顏料且代表一伸芳基或伸雜芳基、一伸 烷基、一伸芳烷基或一伸芳烷基’且ΝΙ係烷基、羧酸醋、 醯胺、環氧烷、二醇、醇、醚、酮、鹵素或腈。
105779-990624.doc 13- 13297823 "(Μ ! χ—汽專y屮誘^ 」.H > K g ((川」ί:— ！ϊ] j ::S2 -「'!;』备：·-^,^;#' ά vtsasls^^fei" ...........................ϋτΓϊ.ν- }f ;,ν ?rtv/:r、；v 丨；，b、;;: v_^_!^i V <,**_Γ p ^-''^-"e v M1',4“、 ~ 'M” \v-f /♦i. J ~ X. Jy-1。” V-JIf (ΙΙΛΙ7*" /: ^ ^ SKU^EtiFF^Uy.-1 二/r二' sk_illtiIr J —Hi ---Ja ^ .Λ『ί"Γ」~;ΓΓ-ν- ^¾1¾^^^¾¾¾^3^1¾^)¾1^^¾^ :vri- "'-.:'..--":;-. ~-v- « i -V·- V、 > / 'V J'-t ipv 二- Bl M~ y;^、^vv 'ΐ-」 〔4"-!ΐ %s L s §0' :'usc F .tu' -r uu) rH' il!二 .cr hm sq.
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