混成碳黑、及包含其的涂布组合物与遮光材料的制作方法
【专利说明】混成碳黑、及包含其的涂布组合物与遮光材料 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混成碳黑（hybrid carbon black)及其应用。 【【背景技术】】
[0002] 目前触控面板仍需要在表面盖板上形成一层遮光的边框层，其中之一即是黑色矩 阵（black matrix)光致抗蚀剂（photoresist)层。黑色矩阵光致抗蚀剂层主要是将碳黑 分散于感光光致抗蚀剂中，然后在表面玻璃盖板上经由涂布、软烤、曝光、显影、及硬烤后 完成。但是目前所用的碳黑虽然具有低成本与高黑度的优势，但是碳黑本身也是电导体， 因此通常在高温硬烤完成后，会降低黑色矩阵光致抗蚀剂层的表面阻抗，导致预遮蔽的微 (trace)金属线部分导通，而影响信号。所以黑色矩阵光致抗蚀剂层的黑色色料亟需要具有 高绝缘表面的碳黑。 【
【发明内容】
】
[0003] 根据本发明的一种实施方式，本发明公开一种混成碳黑，包含：碳黑核心，其中该 碳黑核心的质量分维（mass fractal dimension、Dm)为2-3,以及该碳黑核心的表面分维 (surface fractal dimension、Ds)为2-2. 5;以及网状交联高分子膜，完全包覆该碳黑核心 的所有表面，其中该网状交联高分子膜系由一组合物经交联所得的产物所组成，其中该组 合物包含苯乙稀（styrene)单体及二乙烯基苯（divinyl benzene)单体。
[0004] 根据本发明的某些实施方式，本发明公开了一种涂布组合物，包含：溶剂；以及 一种混成碳黑，该混成碳黑包含：碳黑核心，其中该碳黑核心的质量分维（mass fractal dimension、Dm)为 2-3,以及该碳黑核心的表面分维（surface fractal dimension、Ds)为 2-2. 5 ;以及网状交联高分子膜，完全包覆该碳黑核心的所有表面，其中该网状交联高分子 膜系由一组合物经交联所得的产物所组成，其中该组合物包含苯乙烯（styrene)单体及二 乙烯基苯（divinyl benzene)单体。
[0005] 根据本发明的其他实施方式，本发明公开一种遮光材料，包含：膜层，其中 该膜层包含一种混成碳黑，该混成碳黑包含：碳黑核心，其中该碳黑核心的质量分维 (mass fractal dimension、Dm)为 2-3,以及该碳黑核心的表面分维（surface fractal dimension、Ds)为2-2. 5 ;以及网状交联高分子膜，完全包覆该碳黑核心的所有表面，其中 该网状交联高分子膜系由一组合物经交联所得的产物所组成，其中该组合物包含苯乙烯 (styrene)单体及二乙烯基苯（divinyl benzene)单体。
[0006] 为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更加明显易懂，以下结合附图，作详细 说明如下： 【【附图说明】】
[0007] 图1显示依据本发明一实施例所形成的混成碳黑颗粒的SEM图。
[0008] 图2显示依据本发明一实施例所形成的表面披覆网状交联聚（苯乙烯-共 聚-DVB-共聚-LA)壳膜的混成碳黑的TEM图。 【【具体实施方式】】
[0009] 本发明系公开一种具有网状交联高分子膜的混成碳黑及其应用。该混成碳黑具有 高的热裂解温度（多380°C )、优良的抗溶剂特性，使包含其的遮光材料能在高温下不易热 裂解而导致碳黑表面电性裸露。而且，当本发明所述的混成碳黑在配制成涂布组合物（例 如黑色油墨）时，有机溶剂只会膨润混成碳黑的网状交联高分子膜，而不会将该混成碳黑 的网状交联高分子膜溶解。
[0010] 本发明所述的具有网状交联高分子膜的混成碳黑，可包含：碳黑核心，具有紧密型 碎形结构且十分光滑的表面，以及网状交联高分子膜，完全包覆该碳黑核心的所有表面。
[0011] 上述碳黑核心的紧密型碎形结构和光滑的表面的性质可以分维表示，包含表面质 量分维（mass fractal dimension、Dm)与表面分维（surface fractal dimension、Ds) 〇 表面分维（Ds)可表现碎形体的界面粗糙度，本发明所述的碳黑核心的表面分维（Ds)可在 2 f Ds 5 3范围内。Ds较小时显示该碳黑核心的碎形体界面较为平滑，而当Ds较大时表 示该碳黑核心的碎形体界面较为粗糙。表面质量分维（Dm)可表现聚集体型态，本发明所述 的碳黑核心的表面质量分维（Dm)可在l〈Dm〈3范围内。Dm较小时表示该碳黑核心的碎形体 较偏向线性型，而Dm较大时表示该碳黑核心其碎形体较偏向紧密型（紧密球形）。在一种 实施方式中，上述具有紧密型碎形结构以及光滑界面的碳黑核心表面质量分维（Dm)可为 2_3,且表面分维（Ds)可为2-2. 5。
[0012] 在一种实施方式中，上述网状交联高分子膜可包含由可提供高耐热性质的单 体及可作为交联剂的多官能基单体经共聚合反应并交联所得的交联共聚物。该可提 供高耐热性质的单体可包括稀属不饱和单体，可用的单体包括苯乙稀（styrene)、甲基 丙稀酸醋类单体（例如甲基丙稀酸甲醋（methyl methacrylate)、甲基丙稀酸苯甲醋 (benzyl methacrylate)、甲基丙稀酸乙醋（ethyl methacrylate)、甲基丙稀酸 _2_ 轻 基乙醋（2-hydroxyethyl methacrylate)、甲基丙稀酸羟基丙醋（hydroxylpropyl methacrylate)、或甲基丙稀酸异丁醋（isobutyl methacrylate))、或者丙稀酸醋类单 体（如丙稀酸甲醋（methyl acrylate)、丙稀酸苯甲醋（benzyl acrylate)、丙稀酸乙醋 (ethyl aery late)、丙稀酸-2-羟基乙醋（2-hydroxyethyl aery late)、丙稀酸羟基丙 醋（hydroxylpropyl acrylate)、或甲基丙稀酸异丁醋（isobutyl acrylate))。这类单 体通常能吸附于碳黑表面，因此与碳黑之间有良好的交互作用力；此外，该可提供高耐热 性质的烯属不饱和单体，可进一步具有环状官能基（例如环烷基、或芳香环基），可提升 网状交联高分子膜的热裂解温度。该具有环状官能基的烯属不饱和单体可例如为苯乙烯 (styrene)、甲基丙稀酸苯甲醋（benzyl methacrylate)、丙稀酸苯甲醋（benzyl acrylate) 等）。根据本发明一实施方式，该可提供高耐热性质的单体为苯乙稀（styrene)。另一方 面，该可作为交联剂的多官能基单体可具有两个或两个以上的可聚合烯属不饱和键。该 可作为交联剂的多官能基单体可例如为二乙烯基苯（divinyl benzene)、乙二醇二甲基丙 稀酸醋（ethylene glycol dimethacrylate)、1，4_ 丁二醇二丙稀酸醋（1,4-butanediol diacrylate)、异戊四醇三丙稀酸醋（pentaerythritol triacrylate)、乙氧基化三甲基 丙烷三丙稀酸醋（ethoxylated trimethylpropane triacrylate)、二异戊四醇五丙稀酸 醋（dipentaerythritol pentaacrylate)、乙氧基化异戊四醇四丙稀酸醋（ethoxylated pentaerythritol tertaacrylate)、异戊四醇四丙稀酸醋（pentaerythritol tertaacrylate)、或二异戊四醇六丙稀酸醋（dipentaerythritol hexaacrylate)。上述的 多官能基单体可单独使用或者两个以上并用。根据本发明一种实施方式，该可作为交联剂 的多官能基为二乙烯基苯（divinyl benzene)。
[0013] 在一种实施方式中，上述网状交联高分子膜共聚合单体可进一步包含疏水与短 链型的烯属不饱和单体，用以降低油墨粘度与提高分散性。该疏水与短链型的烯属不饱 和单体并没有特别限定，可以使用的如丙烯酸烷基酯类等，例如丙烯酸月桂酯（或称为丙 稀酸十二烷基醋）（lauryl acrylate，简称LA)、丙稀酸甲醋（methyl acrylate)、丙稀酸 乙醋（ethyl acrylate)、丙稀酸正丁醋（n-butyl acrylate)、甲基丙稀酸甲醋（methyl methacrylate)、甲基丙稀酸乙醋（ethyl methacrylate)、甲基丙稀酸正丁醋（n-butyl metha