用于显示面板的滤光片和制备该滤光片的方法.pdf

通过印刷法形成一种包括在滤光片中的电磁辐射屏蔽层，从而可以使用简单的方法制备具有良好性能的滤光片。

1、  一种制备用于显示面板的滤光片的方法，该滤光片包括透明玻璃基板和电磁辐射屏蔽层，该方法包括在玻璃基板上通过直接印刷组合物来形成电磁辐射屏蔽层的步骤，基于该组合物的总重量，该组合物包含：(a)5～30wt％的丙烯酸酯聚合物树脂、(b)5～35wt％的沸点为200℃以上的高沸点溶剂、(c)5～35wt％的沸点为200℃以下的低沸点溶剂和(d)50～85wt％的金属粉末。

2、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述滤光片进一步包括选自减反射层以及近红外线阻挡和选择性光吸收层中的至少一种。

3、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁辐射屏蔽层的表面电阻率为0.2～1.2Ω/□。

4、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合物是通过凹版胶印法印刷的。

5、  根据权利要求2所述的方法，其中，所述滤光片的雾度值为1～6％，该雾度值是在没有透明片材粘附至各电磁辐射屏蔽层、减反射层以及近红外线阻挡和选择性光吸收层上的情况下测量的。

6、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述丙烯酸酯聚合物树脂组分(a)是通过使i)20～50wt％的不饱和羧酸单体、ii)10～30wt％的芳香族单体以及iii)20～60wt％的选自(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟辛酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和丙烯酸正丁酯中的至少一种单体在溶剂的存在下聚合而制备的，wt％为基于聚合物的总重量。

7、  根据权利要求6所述的方法，其中，所述不饱和羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸、其酸酐及其混合物中。

8、  根据权利要求6所述的方法，其中，所述芳香族单体选自苯乙烯、苄基甲基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、苯基甲基丙烯酸酯、2-硝基苯基丙烯酸酯、4-硝基苯基丙烯酸酯、2-硝基苯基甲基丙烯酸酯、4-硝基苯基甲基丙烯酸酯、2-硝基苄基甲基丙烯酸酯、4-硝基苄基甲基丙烯酸酯、2-氯苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基丙烯酸酯、2-氯苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基甲基丙烯酸酯及其混合物中。

9、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述丙烯酸酯聚合物树脂组分(a)的重均分子量为10,000～100,000。

10、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述高沸点溶剂(b)为γ-丁内酯、丁基卡必醇乙酸酯、卡必醇、甲氧基甲醚丙酸酯、松油醇或其混合物。

11、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述低沸点溶剂(c)为丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲乙酮、乳酸乙酯或其混合物。

12、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述高沸点溶剂和低沸点溶剂的总量为基于组合物总重量的40wt％以下。

13、  根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合物的粘度为5,000～20,000cP。

14、  根据权利要求2所述的方法，其中，所述减反射层形成在最外层上。

15、  根据权利要求2所述的方法，其中，所述近红外线阻挡和选择性光吸收层以及减反射层分别形成在透明玻璃基板的任一面上。

16、  根据权利要求2所述的方法，其中，所述近红外线阻挡和选择性光吸收层是由近红外线阻挡颜料和选择性光吸收颜料的混合物与粘合剂形成的。

17、  一种用于显示面板的滤光片，其是通过权利要求1～16中任意一项所述的方法制备的。

18、  根据权利要求17所述的滤光片，其在380～780nm的波长范围内的透光率为30～60％。

用于显示面板的滤光片和制备该滤光片的方法
技术领域
本发明涉及一种用于显示面板的滤光片和制备该滤光片的方法。更具体而言，本发明涉及一种用于等离子体显示面板(PDP)的滤光片，其中，电磁辐射屏蔽层通过凹版胶印法直接形成在玻璃基板上。
背景技术
除了其它组件外，显示面板通常装备有能够阻挡对人体健康造成不利影响和导致电子设备故障的电磁辐射和近红外线(NIR)的滤光片。
目前可用于等离子体显示面板(PDP)的用于阻挡有害电磁辐射的滤光片通常可被分为三类：i)通过将铜膜附着在聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯)的基板膜上并通过刻蚀法图形化该铜膜而制备的金属网状膜，ii)通过在基板膜上加工金属纤维或带金属涂层的有机纤维并图形化该纤维而制备的纤维网状膜，以及iii)通过使用例如溅射的干法涂覆法交替层叠金属(Ag)层和电介质层而制备的多层导电膜。
然而，由于其复杂的制备过程和对材料的低效率使用，这种电磁辐射屏蔽滤光片的制备成本较高。而且，当使用单独的基板膜制备包括电磁辐射屏蔽层的滤光片时，需要粘合剂层将电磁辐射屏蔽层粘附在基板膜上。特别是，使用如图1所示的常规的网状电磁辐射屏蔽滤光片，由于十分模糊而难以实现栩栩如生的图像。因此，为了将网状电磁辐射屏蔽层用作改善的滤光片，必须单独地形成透明的树脂作为粘合剂层而使可见光透过该滤光片。
因此，对能够易于以低成本生产的PDP滤光片的开发需求日益增加，该滤光片展示出优异的电磁辐射屏蔽性和光学特性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种制备用于显示面板的滤光片的改进方法。
根据本发明的一个实施方案，其提供了一种制备用于显示面板的滤光片的方法，该滤光片包括透明玻璃基板和电磁辐射屏蔽层，该方法包括通过在玻璃基板上印刷组合物以形成电磁辐射屏蔽层的步骤，该组合物包含：(a)5～30wt％的丙烯酸酯聚合物树脂、(b)5～35wt％的沸点为200℃以上的高沸点溶剂、(c)5～35wt％的沸点为200℃以下的低沸点溶剂和(d)50～85wt％的金属粉末。
附图说明
当结合附图时，从本发明的下述说明中，本发明的上述和其它目的和特征将变得显而易见，附图分别显示：
图1为说明常规的滤光片结构的剖视图；
图2为说明根据本发明的一个实施方式的滤光片结构的剖视图；以及
图3为说明根据本发明的另一个实施方式的滤光片结构的剖视图。
<附图中附图标记的简要说明>
100：减反射层
110：基板膜
120：粘合剂层
130：玻璃基板
140：粘合剂层
150：基板膜
160：电磁辐射屏蔽层
170：粘合剂层
180：近红外线阻挡和选择性光吸收层
190：基板膜
200：减反射层
210：基板膜
220：粘合剂层
230：基板膜
240：近红外线阻挡和选择性光吸收层
250：粘合剂层
260：玻璃基板
270：电磁辐射屏蔽层
300：减反射层
310：基板膜
320：粘合剂层
330：玻璃基板
340：电磁辐射屏蔽层
350：粘合剂层
360：近红外线阻挡和选择性光吸收层
370：基板膜
具体实施方式
根据本发明，通过在玻璃基板上直接形成导电网状图形，例如使用凹版胶印法，来形成电磁辐射屏蔽层。这样形成的电磁辐射屏蔽层具有优异的机械特性(例如，膜粘附性)和导电性。
用于形成根据本发明的电磁辐射屏蔽层的组合物包含：(a)5～30wt％的丙烯酸酯聚合物树脂、(b)5～35wt％的沸点为200℃以上的高沸点溶剂、(c)5～35wt％的沸点为200℃以下的低沸点溶剂和(d)50～85wt％的金属粉末。
组分(a)，丙烯酸酯聚合物树脂，可以选自本领域公知的丙烯酸酯聚合物树脂。优选地，通过使不饱和羧酸单体、芳香族单体以及除不饱和羧酸单体和芳香族单体外的单体聚合可以制备丙烯酸酯聚合物树脂。
将不饱和羧酸单体通过增加氢键用于增加丙烯酸酯聚合物树脂的弹性。具体而言，不饱和羧酸单体可以为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸或其酸酐。基于在制备丙烯酸酯聚合物树脂中的所使用的单体的总量，可以使用20～50wt％量的不饱和羧酸单体。当不饱和羧酸单体的含量在上述范围内时，可以得到聚合物树脂所需的弹性特性和所需的聚合度，并且也可以防止聚合过程中的凝胶化。
芳香族单体是一种丙烯酸系单体，其提供对玻璃基板良好的粘合性(adhesibility)以允许进行稳定图形化，例如，苯乙烯、苄基甲基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、苯基甲基丙烯酸酯、2-硝基苯基丙烯酸酯、4-硝基苯基丙烯酸酯、2-硝基苯基甲基丙烯酸酯、4-硝基苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基丙烯酸酯等。基于在制备丙烯酸酯聚合物树脂中所使用的单体的总量，可以使用10～30wt％，更优选为15～20wt％量的芳香族单体。当芳香族单体的含量在上述范围内时，可以满足如下所有的要求：图形对基板的良好的粘附性、图形良好的方向性、稳定的图形化和通过烧结容易除去有机材料。
在制备丙烯酸酯聚合物树脂中使用的除了不饱和羧酸单体和芳香族单体之外的单体(在下文中，简称作“其它单体”)起到调节丙烯酸酯聚合物树脂的玻璃化转变温度和极性的作用。其它单体可以为丙烯酸系单体，例如，(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟辛酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯或丙烯酸正丁酯。基于在制备丙烯酸酯聚合物树脂中所使用的单体的总量，可以使用20～60wt％量的其它单体，该其它单体影响丙烯酸酯聚合物树脂的玻璃化转变温度、所得图形的耐热性和图形与基板的紧密接触。
为了防止这些单体凝胶化并在胶印过程中提供合适的蒸发速率，在溶剂的存在下通过聚合不饱和羧酸单体、芳香族单体和其它单体可以制备丙烯酸酯聚合物。该溶剂可以为丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯(ethylether propionate)、松油醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲氨基甲醛、甲乙酮、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、γ-丁内酯、乳酸乙酯或其混合物。
在溶剂的存在下通过聚合不饱和羧酸单体、芳香族单体和其它单体得到的丙烯酸酯聚合物树脂的重均分子量可以为10,000～100,000，更优选为20,000～50,000。当丙烯酸酯聚合物树脂的重均分子量在上述范围内时，丙烯酸酯聚合物树脂的玻璃化转变温度降低，因此，丙烯酸酯聚合物树脂的流动性变得符合在胶印法中将在凹版凹槽中的图形转移至覆盖层(blanket)上的要求，并且由于丙烯酸酯聚合物树脂良好的弹性特性，也使得将组合物传送至凹版凹槽中变得令人满意。
在根据本发明的组合物中使用的丙烯酸酯聚合物树脂的量为5～30wt％。如果丙烯酸酯聚合物树脂的含量小于5wt％时，由于组合物降低的弹性，而不能高效地实施胶印法。另一方面，如果丙烯酸酯聚合物树脂的含量大于30wt％，所得图形的电阻率可能增加。
组分(b)，沸点为200℃以上的高沸点溶剂，可以为γ-丁内酯、丁基卡必醇乙酸酯、卡必醇、甲氧基甲醚丙酸酯、松油醇或其混合物。
在本发明的组合物中，使用5～35wt％量的高沸点溶剂。如果高沸点溶剂的含量小于5wt％，在胶印过程中，该组合物的流动性变得不符合用于转移图形的要求。另一方面，如果高沸点溶剂的含量大于35wt％，所得图形的分离特性(off characteristic)和方向性可能变差。
组分(c)，沸点为200℃以下的低沸点溶剂，可以为丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲乙酮、乳酸乙酯或其混合物。
低沸点溶剂以5～35wt％的量包含在本发明的组合物中。如果低沸点溶剂的含量小于5wt％，所得图形的分离特性和方向性可能变差。另一方面，如果低沸点溶剂的含量大于35wt％，在胶印过程中，该组合物的流动性变得不符合用于转移图形的要求。
优选地，高沸点溶剂和低沸点溶剂的总量为基于本发明的组合物的总重量的40wt％以下。如果高沸点溶剂和低沸点溶剂的总量大于40wt％，由于组合物的低粘度，印刷性能可能变差。
因此，可以适当地混合高沸点溶剂和低沸点溶剂使得本发明的组合物的粘度为5,000～20,000cP。
组分(d)，金属粉末，没有特别限制以及其可以为在形成用于显示器的电极中使用的金属粉末或者可以为用于阻挡电磁辐射的金属粉末。优选地，金属粉末为银、铜、镍、ATO(氧化锑锡)或其合金的粉末。
在本发明的组合物中使用50～85wt％量的金属粉末。如果金属粉末的含量小于50wt％，难以实现所需的电磁辐射屏蔽性能。另一方面，如果金属粉末的含量超过85wt％，则由于组合物增加的粘度可能出现差的分散性。
如有必要，本发明的组合物可以进一步包含选自用于分散金属粉末的分散剂、用于调节对比度的炭黑、用于通过烧结增加对玻璃基板的粘附性的玻璃粉等中的添加剂。在本发明中的组合物中，可以使用0.01～10wt％，更优选为0.1～3wt％量的添加剂。
由根据本发明的组合物形成的电磁辐射屏蔽层的表面电阻率(surfaceresistivity)大约为0.2～1.2Ω/□。
除了电磁辐射屏蔽层之外，根据本发明的滤光片可以包括本领域内公知的功能层，即，减反射层以及近红外线(NIR)阻挡和选择性光吸收层。
NIR阻挡和选择性光吸收层包含NIR阻挡材料和选择性光吸收材料。该NIR-阻挡材料可以为基于镍配合物的化合物和基于二铵的化合物的混合物、包含铜和锌离子的颜料化合物、有机颜料等，以及选择性光吸收材料可以为含有位于八苯基四氮杂卟啉(octaphenyltetraazaporphyrin)或四氮杂卟啉环中心的金属元素的金属配合物衍生物颜料，以及选自与金属元素配位的铵、水和卤素中的材料。可以通过在溶剂中将上述用于NIR-阻挡材料和选择性光吸收材料的颜料与透明塑料树脂混合以制备溶液混合物，并将该溶液混合物涂覆在透明基板上形成1～20μm的厚度来制备该NIR-阻挡和选择性光吸收层。在此，该透明塑料树脂可以为聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等，以及溶剂可以为甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮(MEK)、丙醇、异丙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、二甲基甲酰胺(DMF)等。
对于减反射层，通过对基板膜进行耐划痕处理，然后用亚克力树脂(acrylresin)进行硬性涂覆(hard coating)可以形成单层的低折射率膜，或者，其可以为通过交替层叠高折射率透明膜和低折射率透明膜得到的层。使用包含上述材料的溶液通过真空沉积法或通过湿法涂覆(例如，辊涂法或模压涂覆法)可以形成减反射层。
可以在不同的基板上形成减反射层以及NIR-阻挡和选择性光吸收层，或者，可以分别形成在基板的前面和后面上。NIR-阻挡和选择性光吸收层也可以由通过使粘合剂与NIR-阻挡颜料和选择性光吸收颜料混合得到的混合物来形成。
在图2和3中显示了根据本发明的滤光片的优选实施方式。参照图2，将用于防止外部光线反射的减反射层200通过透明粘合剂层220设置在NIR-阻挡和选择性光吸收层240上并使其朝向外部，通过上述方法，直接在玻璃基板260上形成电磁辐射层270，以及将NIR-阻挡和选择性光吸收层240通过透明粘合剂层250层叠在玻璃基板260的正面以使其与电磁辐射屏蔽层270相对，从而得到用于显示面板的滤光片。参照图3，将用于防止外部光线反射的减反射层300设置成朝向外部，通过上述方法，直接在玻璃基板330上形成电磁辐射屏蔽层340，以及将NIR-阻挡和选择性光吸收层360通过透明粘合剂层350层叠在玻璃基板330的背面以使其与电磁辐射屏蔽层340相对，从而得到用于显示面板的滤光片。尽管没有显示，通过直接在基板膜的前面和后面分别形成减反射层以及NIR-阻挡和选择性光吸收层也可以形成用于显示面板的滤光片。在一些情形下，电磁辐射屏蔽层和减反射层可以设置在基板膜的表面。另外，粘合剂层可以具有NIR-阻挡功能和选择性光吸收光功能。
根据本发明的滤光片在380～780nm的波长范围内具有30～60％的透光率。该滤光片展示出1～6％非常低的雾度值，该雾度值是在没有透明片材粘附至各层的情况下测量的。
通过固定夹具可以将如上述制备的滤光片与电视机连接。
与包括通过常规刻蚀法形成的电磁辐射屏蔽网状膜的常规滤光片不同，根据本发明的方法制备的用于显示面板的滤光片采用了电磁辐射屏蔽层，该电磁辐射屏蔽层是通过将适合于凹版胶印的浆料直接涂覆在玻璃基板上来形成的。因此，本发明的方法不需要使用聚酯膜和粘合剂层，其明显简化了滤光片结构并提高了光的透光度。而且，根据本发明的滤光片能够被应用至普通的家庭用PDP电视机，因为由于其简单的制备方法而使其具有低电阻率，这也显著降低了制备成本。
在下文中，通过实施例将更加详细地描述本发明。然而，提供如下的实施例仅用于说明，因此本发明不限于此或不被其限定。
实施例1
如下所述制备浆料组合物：
将重均分子量为25,000的由甲基丙烯酸(MA)、苄基甲基丙烯酸酯(BM)、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯(2-HEMA)与(甲基)丙烯酸甲酯(MMA)按30∶20∶10∶40的重量比组成的15重量份的丙烯酸酯聚合物树脂；10重量份的松油醇(α-、β-、γ-松油醇的混合物)作为高沸点溶剂；10重量份的丙二醇单甲醚丙酸酯(PGMEP)作为低沸点溶剂；63重量份的银粉末作为金属粉末；与2重量份的包含胺基的有机分散剂，DS-101(San Nopco韩国，Ltd.)混合并在室温下搅拌，以及在3-辊碾磨机中碾磨以得到所需的用于印刷的浆料组合物。
将浆料组合物凹版胶印在玻璃基板的表面上形成电磁辐射屏蔽层。具体而言，将上述制备的浆料组合物涂覆在凹版平板上并使用刮刀均匀地涂覆至预定的厚度，然后转移至覆盖层上(“分离”步骤(off process))。然后，使用UV灯使转移至覆盖层上的图形进行第一次固化步骤，接着将所得的图形转移至玻璃基板上(“固定”步骤)。使用UV灯对转移至玻璃基板上的图形进行第二次固化步骤并进行热处理以除去杂质，得到电磁辐射屏蔽层。
实施例2与比较实施例1和2
使用如在表1中所列的组分，通过重复实施例1形成电磁辐射屏蔽层。
表1