Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/3506
標題: 高光學密度超薄型黑色矩陣用碳黑分散液製備
作者: 許哲豪
關鍵字: TFT LCD;薄膜電晶體液晶顯示器;black matrix;carbon black paste;optical density;electric resistance;黑色矩陣;碳黑分散;光學密度;電阻抗
出版社: 化學工程學系
摘要: 
摘要
1995年彩色非晶系薄膜電晶體液晶顯示器(Color amorphous TFT-LCD)完成大面積顯示器 (³10.4吋)之量產技術,大放光芒,引起全球震憾,使得TFT LCD被先進國家認為是繼半導體後最具有潛力之明星產業,於未來十年內極有可能發展成新產業之米。而結合奈米技術 (Nanotechnology)的開發,輕、薄、短、小之紙電腦 (Paper computer)將指日可待,屆時人類之生活更為便利而舒適,進而促成以平面顯示器 (Flat plate displayer)為主軸之新商業活動體系。為此,本論文研究高光學密度(Optical density)超薄型黑色矩陣(Black matrix)用碳黑分散液製備,欲使黑色光阻微影能夠直接作在薄膜電晶體基板上,增加TFT LCD之開口率與解析度,以因應短小輕薄且高畫質之FPD的需求。
本研究分別採用原始粒徑小於16nm之CARBOT高碳黑及大於16nm之CARBOT中碳黑,建立一套碳黑分散液之配製方法,其關鍵程序歸納如下:藉由分散液(a)儲存前後的黏度變化選擇相容的分散劑種類;(b)在剪切應力作用下所形成之最小降服應力(Yield stress)來決定適當的分散劑量;及(c)以共溶劑降低表面張力,使得壓克力樹脂能夠滲透到碳黑顆粒的叢束中,因而增加碳黑粒子的分散程度,且使系統達到良好之穩定性。據此,並控制不同分散劑、壓克力樹脂、碳黑等添加量,及潤濕製程與分散粒子大小,且使用原子力顯微鏡觀察為佐證,獲得以下重要結論:
(a) 當分散劑添加量達到最適化,則可獲得較高光學密度(>3μm)與電阻抗(>1011Ω/□)之碳黑分散液。
(b) 對於碳黑分散液的光學密度,以M-900高碳黑最高;其次為Regal 660R中碳黑;而Mogul L中碳黑為最差,此顯示與碳黑原有的特性著色力有關,因此在選擇碳黑的材料是極為重要的。
(c) 以溶劑潤濕能增加碳黑分散液的光學密度;而以壓克力樹脂(ETBA-02)潤濕的分散液,雖光學密度會稍微下降,但卻能提昇碳黑的電阻抗,因為樹脂會在碳黑粒子表面形成電絕緣層,故降低碳黑的導電性。
(d) 表面改質愈多的碳黑與壓克力樹脂的相容性愈高,使得樹脂提高了潤濕效果,促進碳黑的分散。
(e)由分散液之流變分析,並藉由熱重損失分析驗證,固含量為100%之分散劑的添加量大約等於2.02~2.41 mg/m2之碳黑比表面積。
關鍵詞:薄膜電晶體液晶顯示器、黑色矩陣、碳黑分散液、光學密度、電阻抗
URI: http://hdl.handle.net/11455/3506
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