TWI364559B - Color filter and method for manufacturing thereof - Google Patents

Description

1364559 理劑進行處理，以防抗墨處理劑受到影響，或者需要分開 使用親墨處理劑及抗墨處理劑進行兩處理步驟。 另外，韓國未審查專利申請案公開第2000-0047958號 揭示一種具有能夠改變可濕性的可濕性可變層 5 (wettability-variable layer)之彩色濾光片◊然而，此方法之 缺點在於可濕性可變層除了設置在作為遮光部之分隔層 外，尚還分開設置在是開口部之墨水層，因而會增加生產 製程的複雜性。 另外’曰本未審查專利申請案公開第2〇〇〇_258622號揭 10 示一種使用圖案讓光阻層曝光之方法，以將曝光部分轉換 成親水部分，然而此方法須要進行形成額外光阻層之額外 製程。 【發明内容】 15 本發明之目的在於提供一種彩色濾光片之製法，其中 透f維持經由阻光部定義之晝素單元的親水性，同時維持 刀隔用之阻光部的抗墨性，以在彩色濾光片的製程期間， 改善使用喷墨印刷時墨水在晝素單元中的分散性，所以在 畫素單元中或畫素單元間不會發生顏料混合的現象、不會 產生因未填滿所造成的變色、表面仍保持均句且在晝素單 :中或畫素單元間只有微不足道的階⑬；以及—種此方法 製得之彩色濾光片。 法為了達到上述目的，本發明提供一種彩色渡光片之製 ，該方法包括下列步驟：a)塗佈一阻光部材料於一基材 20 1364559 上；b)預焙該阻光部材料以形成一阻光層；c)選擇性曝 影該阻光層以形成—阻光部圖案；d)預硬化該阻光 ㈣案；e)塗佈__溶液於表面形成有該阻光部 該阻光部及溶液；以及g)域墨水於該阻光; 圖案所定義出之畫素單元中。 另外，本發明提供-種彩色濾光片，其利用上述彩色 遽光片之製法製備而成。

再者，本發明提供-種顯示裝置，其包括有上述彩色 據光片。 〇 使用喷墨印刷時在彩色遽光片的製程期間，本發明可 維持阻光部圖案間之畫素單元的親水性，同時維持分隔用 之阻光部的抗墨性，以改善墨水在畫素單元中的分散性。 因此’能夠製出在畫素單元中或畫素單元間不會發生顏料 混合的現象、不會發生因未填滿所造成的變色、表面 15持均勻之彩色滤光片，且在畫素單元令或畫素單元間只有 微不足道的階距。 【實施方式】 此後，本發明將進行詳細描述。 本發明之彩色渡光片製法，其步驟包括：a)塗佈—阻 光部材料於—基材上；b)預培該阻光部材料以形成-阻光 層；c)選擇性曝光及顯影該阻光層以形成—阻光部圖案. d)預硬化該阻光部圖案；e)塗佈一溶液於表面形成有該 1364559 上述基材上的阻光部材料，可使用本領域已知方法來 塗佈，舉例如旋塗法（spin c〇ating)、浸塗法⑷p⑺此叫）、 刮刀成型法（doctor blading)或類似方法》 上述阻光部材料較佳具有抗墨性。為了使上述阻光部 5材料具有抗墨性，在1〇〇重量份的阻光部材料中，較佳包含 0.01至G.3重量份之梦或氟表面活性劑（具抗墨性的成分）。此 外，上述阻光部材料可包含2〇至5〇重量份作為著色劑之碳 黑、$機顏料混合阻光著色劑、或含碳黑及有機顏料混合 阻光著色劑相互混合之雜合型著色材料；2〇至5〇重量份之 1〇黏結劑聚合物成分；1〇至4〇重量份之交聯劑；以及關於組 成整體固體的添加劑。此外，上述形成阻光部之組成可更 包括一溶劑以達到可塗布特性。 上述步驟b)係預焙阻光部材料以形成阻光層。 較佳地，阻光部材料在5〇至15〇亡下進行1〇至1〇〇〇秒之 15 預培處理。 上述步驟c)係選擇性曝光及顯影阻光層以形成阻光部 圖案。 選擇性曝光及顯影步驟可使用本發明已知方式進行， 舉例而言’使用光罩選擇性曝光預焙過的阻光部材料後’ 20 顯景^已曝光或未曝光的部份以進行預焙。 所製的阻光部圖案較佳在1」至5 μιη的厚度範圍内，而 在上述厚度範圍中，光學密度較佳在2至6的範圍中。此外， 上述阻光部圖案對於墨水之接觸角較佳在2〇至6〇度之範圍 中。 1364559 上述步驟d)係預硬化上述阻光部圖案。 在上述預硬化的步驟後，進行上述步驟d)是為了防止 阻光部中未硬化的成分溶解在溶液中致使在溶液塗覆的過 程中被改質。 5 在上述預硬化步驟中，可進行光硬化、熱硬化或光硬 化或熱硬化兩者，關於此點較佳在50至150°C下進行10至 1000秒的熱硬化，而可使得具抗墨性的成份不會影響晝素 單元。上述光硬化較佳使用50至500 mW/cm2強度的UV照射 進行5至500秒。關於此點，因本發明使用感光樹脂作為阻 10 光部材料，較佳使用光硬化執行本發明的預硬化。 上述步驟e)係塗佈溶液於表面已形成有阻光部圖案的 基材。 上述溶液可使用典型全表面塗覆的方法進行塗佈，例 如旋塗法（spin coating)、浸塗法（dip coating)、刮刀成型法 15 (doctor blading)或類似方法來塗佈。因上述阻光部圖案具抗 墨性，因此當在阻光部圖案的全部表面上塗佈溶液時，就 算沒有分開處理步驟將溶液只塗佈在晝素單元上，溶液也 會自阻光部往下流。將溶液塗佈在畫素單元上且進行後焙 過程的同時，阻光部中具抗墨性的材料揮發期間，溶液會 20 縱向揮發以防止阻光部中具抗墨性的材料影響晝素單元。 即使發生水平揮發，由於塗覆溶液而稀釋揮發作用，所以 可顯著減少水平揮發的影響。圖6係在塗佈溶液後，阻光部 中具抗墨性之材料在後焙製程期間揮發作用的說明圖。 11 i.S) 1364559 關於此點，則不希望塗覆溶液在阻光部中具抗墨性的 材料揮發前先發生揮發作用，所以此溶液較佳含有低揮發 性的成分。此外，溶液的沸點較佳於200至250°C之範圍内， 此溫度範圍顓似於高溫熱處理的溫度，所以不需額外步驟 5 則可在後焙過程200至250°C的溫度下將溶液揮發。再者， 此溶液較佳與墨水混合以使用喷墨方式進行塗佈，具體而 言此溶液較佳與使用於喷墨方法中作為墨水組成物的溶劑 相同。至於當塗佈成份殘留在晝素單元時，此有助於在排 放墨水時提供抗墨性。 10 上述溶液的特定舉例包含沸點為245°C的醋酸丁基卡 必 S旨（butyl carbitol acetate)、沸點為 217°C 的二乙二醇單乙 基醚醋酸醋（diethylene glycol monoethyl ether acetate)、沸 點為209°C的二丙二醇甲基醚醋酸S旨（dipropyleneglycol methyl ether acetate)及類似溶劑。 15 上述步驟f)係將上述阻光部及溶液進行後焙。 將表面已形成有受上述溶液塗覆之阻光部圖案的基 材，在於200至250°C下進行10至200分鐘後焙步驟。在後焙 步驟揮發易揮發材料的期間，溶液也會縱向揮發而可防止 易揮發材料影響畫素單元。在上述後焙步驟期間，連接在 20 硬化阻光部後才塗佈的溶液被移除，使阻光部具有抗墨 性，及晝素單元可包含具有與墨水相同之親墨性的圖案。 上述步驟g)係充填墨水於上述阻光部圖案所定義出之 晝素單元中。 12 1364559 墨水可連續使用兩種以上之墨水進行填充，舉例如三 種具有R、G及B顏料之墨水。上述墨水可為光可硬化或熱 可硬化之墨水，較佳使用喷墨方法進行墨水填充。 如果使用喷墨方法將墨水排放到畫素單元上，因為根 5 據本發明方法形成的阻光部圖案具有抗墨性，而畫素單元 具有親墨性，排放的墨水可以均勻的分散及塗佈在畫素單 元中，致使墨水層高於阻光部圖案。 在此步驟中’因為排放的墨水不會流過抗墨性的阻光 部圖案，所以可以連續排放三種墨水而不需分開進行後處 10 理，且如果需要的話，可以在排放每一墨水或所有墨水後， 針對墨水進行光硬化或熱硬化。 至於光可硬化墨水，在每一墨水或所有墨水排放後， 可進行強度為40至300 mJ/cm2的曝光，並在2〇〇至250eC的溫 度範圍下進行10至200分鐘高溫熱硬化。至於熱可硬化墨 15 水，在每一墨水或所有墨水排放後，可在50至150°C的溫度 範圍下進行10至2〇〇〇秒低溫熱硬化，並在2〇〇至25〇。〇的溫 度範圍下進行1〇至2〇〇分鐘高溫熱硬化，而不需額外進行曝 光步驟。對於含有熱硬化型或光硬化型相互混合的墨水， 則可進行上述程序。 20 本發明提供一種彩色濾光片，其係經由使用上述方法 所製造。 在所製出之彩色濾光片中，可維持晝素單元的親墨 桂·而不需有形成親墨分隔層及複雜的表面處理步驟。因 此在填充墨水期間，可以製出不會發生顏料混合、未填 13 1364559 滿、變色及沾污，且表面仍保持均勻之彩色濾光片，並可 簡化製程以減少成本。 本發明提供一種顯示裝置，其包含上述彩色濾光片。 根據本發明的顯示裝置，除了需包含本發明的彩色遽、 5 光片之外，此顯示裝置能以本領域已知的結構配置。 按照於後用來說明所提出之實施例，可更為了解本發 明，但其並非用來限縮本發明的範圍。 製備實施例1:阻光材料之製備 在1000重量份的感光樹脂組成物中，使用65重量份的 10 碳黑作為著色劑、使用29重量份的曱基丙烯酸甲苄酯/甲基 丙婦酸（benzyl(metha)acrylate/(metha)acrylic acid)共聚物 (酸值 110 KOH mg/g、莫耳比70/30、Mw=30,000)作為鹼可 溶樹脂黏結劑、70重量份的聚合物（其中添加烯丙基縮水甘 油趟（allyglycidyl ether)至曱基丙稀酸甲苄醋/甲基丙稀酸 15 共聚物（酸值80KOHmg/g、Mw=22,000))、使用50重量份的 雙季戊四醇六丙稀酸S旨（dipentaerythritolhexaacrylate)作為 官能單體、使用20重量份的2-苄基-2-(二甲基胺）-1-(4-嗎啉 基苯基）丁基-1-酮（2-benzyl-2-(dimethylamino)-l-(4-morpholinophenyl)-butyl-l-one)作為光聚合起始劍、10重量 20 份的2,2’-二（鄰-氣苯基）-4,4,5,5·-四苯基-1，2·-雙咪唑 (2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4,4,5,5'-tetraphenyl-l,2'-non-imidazole)、5重量份的4,4-雙（二乙基胺）二苯基酮 (4,4-bis(diethylamino)benzophenone)、5重量份的疏基苯並 嗟嗤（mercaptobenzothiazole)、使用9童量份的聚S旨分散劑作 25 為添加劑、使用1重量份的氟表面活性劑作為均染劑 14 1364559 (leveling agent)以提供抗墨性、使用440重量份的丙二醇單 甲醚醋酸醋（propylene glycol monomethyl ether acetate)作 為溶劑、及290重量份的乙氧基丙酸乙醋（ethoxyethyl propionate)相互混合，之後將混合物攪拌5小時而製備出感 5 光樹脂組成物。 製備實施例2 :熱可硬化墨水之製備 對於使用喷墨方法分散至畫素單元上的R(紅色）熱可 硬化墨水，使用4.33重量份的紅色顏料#254 (PIGMENT RED #254)、1.26重量份的紅色顏料#177及0.87重量份的黃 10 色顏料#139作為著色劑、使用3.77重量份的聚合物 (Mw=24,000)作為鹼可溶樹脂黏結劑（其中添加烯丙基縮 水甘油醚（ally glycidyl ether)至含甲基丙烯酸甲苄酯及甲基 丙烯酸以莫耳比70:30相互混合之共聚物）、使用7.54重量份 的雙季戊四醇六丙烯酸酯作為作為官能單體、0.5重量份的 15 含氮酿胺類熱硬化起始劑（Vam-110，Wako Pure Chemical Industries·，Ltd.)、使用2.29重量份的聚酯分散劑作為添加 劑、1.0重量份的3·甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷 (3-methacryloxypropyl- trimethoxysilane)、使用 0.04重量份 的氟表面活性劑（Megaface F-475，Japan Ink Chemical 20 Industry Co.，Ltd., Japan)作為均染劑、使用64.7重量份的丁 基卡必醇醋酸S旨（butyl carbitol acetate)作為溶劑、6.22重量 份的丙二醇單甲醚醋酸酯、5.95重量份的曱氧丙醇（methoxy propanol)、及1.53重量份的丁基溶纖劑醋酸酯（butyl 15

Claims (1)

1364559 1βίΤ------------- • f’年’胥5日镑正本 (•-ww, 一― | 十、申請專利範圍： 1. 一種衫色遽光片之製法，該方法包括下列步驟： a) 塗佈一阻光部材料於一基材上； b) 預培該阻光部材料以形成一阻光層； 5 e)選擇性曝光及顯影該阻光層以形成-1¾光部圖案； d) 預硬化該阻光部圖案； e) 塗佈一溶液於表面形成有該阻光部圖案之該基材； f) 後焙該阻光部及溶液；以及 g) 充填墨水於該阻光部圖案所定義出之畫素單元中； 10 其中於該步驟e)中，該溶液之沸點於200至250°C之範 圍内。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟a)中，1〇〇重量份之該阻光部材料包含〇〇1至〇3 重量份之矽或氟表面活性劑、2〇至5〇重量份之著色劑、2〇 15 至50重篁份之黏結劑聚合物成分、以及10至40重量份之交 聯劑。 3. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟b)中，預焙該阻光部材料係於5〇至15〇。(：下進行 10 至 1000 秒。 20 4，如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟C)中，該阻光部圖案在][丨至5 μιη的厚度範圍内 之光學密度係在2至6的範圍中，且該阻光部圖案關於該墨 水之接觸角係在20至60度之範圍中。 19 1364559 5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟d)中，預硬化該阻光部圖案包含進行低溫熱硬 化、光硬化、或低溫熱硬化及光硬化兩者。 6. 如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片之製法， 5 其中該低溫熱硬化係於50至150°C下進行10至1000秒。 7. 如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片之製法， 其中該光硬化係使用50至500 mW/cm2之強度的UV進行5至 500 秒。 8. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 10 其中該步驟e)中，塗佈該溶液係使用旋塗法（spin coating)、 狹塗法（slit coating)、或浸塗法（dip coating)進行。 9. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟e)中，該溶液與用於一墨水組成物中的溶劑相 15 同。 10. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟e)中，該溶液係為醋酸丁基卡必S旨（butyl carbitol acetate)、二乙二醇單乙基醚醋酸醋（diethylene glycol monoethyl ether acetate)、或二丙二醇甲基醚醋酸醋 2〇 (dipropyleneglycol methyl ether acetate) ° 11. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟f)中，後焙該阻光部及該溶液係於200至250°C下 進行10至200分鐘》 20 1364559 12. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟g)中，冑充該墨水包含同時或連續填充兩種或 以上之墨水。 13. 如申請專利範圍第〖項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟g)中，填充該墨水係使用喷墨方法。 14. 如申請專利範圍第丨項所述之彩色濾光片之製法， 其中該步驟g)中，該墨水係光可硬化或熱可硬化墨水。 21