專利名稱：用苯化合物表面改性的碳黑和使用該碳黑的黑底用碳黑分散體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳黑分散體組合物(dispersion composition)，它適用于形成用于制備液晶顯示器濾色片的黑底(black matrix)。更具體地說，本發(fā)明涉及使用含有碳黑作為主要成分、有機分散劑、聚合物和其它添加劑的碳黑分散體組合物形成黑底來提高液晶顯示器濾色片的黑底模式(black matrixpattern)的均勻性和分辨率。
背景技術(shù)：
濾色片通常是通過在由透明材料制得的基質(zhì)，例如玻璃或片型樹脂的表面上形成黑底(框架)，接著使用三種或更多種不同顏色，包括紅(R)、綠(G)和藍(B)色形成鑲嵌象素(mosaic pixel)(色彩模式)來制成的。典型的制備濾色片的方法有染色、印刷、顏料分散、電沉積和其它方法。
其中，主要使用顏料分散法制備濾色片。根據(jù)顏料分散法，濾色片是這樣制得的將含有顏料的光敏性組合物涂敷到透明基質(zhì)上，將涂布的基質(zhì)經(jīng)壓花光掩膜(patterned photomask)曝光，使用堿性水溶液作為顯影劑將曝光的基質(zhì)顯影，并在高溫下將顯影的基質(zhì)固化(干燥)。已知顏料分散法的優(yōu)點在于象素在濾色片上的位置和膜厚的高精確度、優(yōu)異的物理性能，包括優(yōu)異的耐光、熱和化學(xué)物質(zhì)的穩(wěn)定性、和幾乎沒有缺陷(例如，針孔)。
黑底通常在形成于濾色片上的R、G和B象素之間以晶格、線性或鑲嵌排列形成，并且起抑制顏色混合而提高對比度和防止從背光裝置發(fā)出的光泄漏所引起的薄膜晶體管(thin-film transistor，TFT)故障的作用。因此，要求黑底具有良好的遮光性能。黑底的遮光性能度以光密度(optical density，OD)值表示。光密度值以特定波長下或特定波長范圍內(nèi)測定的透射比的常用對數(shù)的絕對值表示，它顯示OD值越高，黑底的遮光性能越好。
常規(guī)黑底是通過將金屬或金屬氧化物，例如鉻或氧化鉻，形成薄膜而形成的。具體地說，將金屬，例如鉻，沉積于透明基質(zhì)上，通過光刻法處理沉積的基質(zhì)，并蝕刻金屬層來形成常規(guī)黑底。盡管由此形成的常規(guī)黑底由于其膜厚度小和精確度高而具有優(yōu)異的遮光性能，但是它們具有的缺陷是成型過程復(fù)雜并且危險，由于生產(chǎn)率低導(dǎo)致成本高，并且蝕刻期間產(chǎn)生的廢溶液引起環(huán)境問題。
在這些情形下，最近提出了形成無毒樹脂基黑底的方法，根據(jù)這些方法，將遮光材料和有機顏料，例如無毒碳黑，分散在金屬或金屬氧化物(例如，鉻或氧化鉻)中制得光敏性樹脂，并在黑底的成型時使用該光敏性樹脂。
使用碳黑形成黑底的常規(guī)方法公開在日本特開2004-292672、US4762752、日本特開平10-204321、日本特開2004-251946、日本特開2004-29745、日本特開2004-4762、日本特開2004-75985、日本特開2004-198717、韓國專利2002-0075502、日本特開平11-60989、日本特開平10-253820、日本特開平10-10311、日本特開平9-22653等。這些常規(guī)方法中大多數(shù)與碳黑的初始顆粒、與碳黑的初始顆粒的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的類型、和碳黑的表面改性以及賦予碳黑優(yōu)異耐受性和分散性的表面改性劑的類型有關(guān)。盡管碳黑分散體的包括穩(wěn)定性、遮光性能、粘性和耐受性在內(nèi)的特性通過常規(guī)方法有所改進，但是沒有涉及黑底模式的均勻性和分辨率。日本的Showa DenkoKK申請的日本特開2004-198717教導(dǎo)了提高黑底模式的分辨率，但是很少有研究能滿足液晶顯示器廠商所需的水平。
從移動設(shè)備(例如，手機和筆記本)的顯示屏和計算機顯示器到電視(TV)機的顯示屏，由于顯示屏變得越來越大，因此液晶屏的亮度成為決定液晶顯示器質(zhì)量的重要因素?？紤]到濾色片的黑底的高細(xì)度(fineness)對提高液晶屏的亮度有利，因此黑底模式的均勻性和分辨率愈發(fā)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以提供一種使用碳黑的黑底用顏料分散體組合物，其中該顏料分散體組合物與常規(guī)顏料分散體組合物相比，黑底模式的均勻性和分辨率得到了提高。
本發(fā)明還可以提供一種顏料分散體組合物的制備方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種由下式1的苯化合物表面改性的碳黑 其中，X是H、COOH、COONa、苯基(Ph)、取代苯基、SO3H、SO3Na、NO2、鹵離子、C1-C5烷基等。
在一個實施方式中，碳黑由約0.5～約2.5微摩/米2的苯化合物表面改性。
在一個實施方式中，碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate，DBP)吸油量為約30毫升/100克～約100毫升/100克。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種黑底用碳黑分散體組合物，該組合物含有由苯化合物表面改性的碳黑、分散劑和溶劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種黑底用碳黑分散體組合物，該組合物含有碳黑、分散劑、溶劑，并且還含有選自陽基環(huán)(cardo)單體、陽基環(huán)低聚物、陽基環(huán)聚合物、及它們的混合物的陽基環(huán)化合物。
在一個實施方式中，該碳黑分散體組合物含有約0.1～20重量％的選自陽基環(huán)單體、陽基環(huán)低聚物、陽基環(huán)聚合物、及它們的混合物的陽基環(huán)化合物。
在一個實施方式中，該碳黑分散體組合物含有約5～40重量％的碳黑、約1～10重量％的分散劑、約0.1～20重量％的陽基環(huán)化合物、和約30～90重量％的溶劑。
在一個實施方式中，陽基環(huán)化合物包括約0.1～20重量％的陽基環(huán)聚合物。
在一個實施方式中，陽基環(huán)化合物包括約0.1～20重量％的陽基環(huán)單體或低聚物。
在一個實施方式中，碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量約為30毫升/100克～約100毫升/100克。
在一個實施方式中，分散劑是分子量為約5000～約20000的改性聚氨酯嵌段共聚物。
在一個實施方式中，陽基環(huán)聚合物的分子量約為1000～約8000并且由下式2表示 其中，R1和R2各自獨立地為氫原子、C1-C30烷基或鹵原子；R3為氫原子或甲基；X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y為-O-、-NR5-(其中R5為H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)或-C(＝O)O-；Z和Z’各自獨立地為酸單酐或二酐的衍生物。
在一個實施方式中，陽基環(huán)單體或低聚物由下式3表示 其中，R1和R2各自獨立地為氫原子、C1-C30烷基或鹵原子；X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y為-O-、-NR5-(其中R5是H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)或-C(＝O)O-。
在一個實施方式中，陽基環(huán)化合物包括約0.5～10重量％的陽基環(huán)聚合物。
在一個實施方式中，陽基環(huán)化合物包括約0.1～10重量％的陽基環(huán)單體或低聚物。
在一個實施方式中，碳黑由約0.5～2.5微摩/米2的下式1的苯化合物表面改性 其中，X為H、COOH、COONa、苯基、取代苯基、SO3H、SO3Na、NO2、鹵離子、C1-C5烷基等。
在一個實施方式中，碳黑分散體組合物還含有約0.1～10重量％的分散助劑。
在一個實施方式中，分散助劑為下式4的季銨鹽 其中，R1～R4各自獨立地為C1-C20烷基、芐基、芳基或X-(例如，Cl-、Br-或I-)。
在一個實施方式中，溶劑選自丙二醇單甲醚乙酸酯、環(huán)己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑、聚乙二醇、及它們的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種濾色片用黑底，該黑底是用所述碳黑分散體組合物形成的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種濾色片，它包括所述黑底。


由下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，將更清楚地理解本發(fā)明的上面和其它特征和其它優(yōu)點，其中圖1是使用本發(fā)明的碳黑分散體組合物形成的黑底模式(25微米)的放大照片(放大倍數(shù)500倍)；圖2是使用本發(fā)明的碳黑分散體組合物形成的黑底模式(25微米)的放大照片(放大倍數(shù)3000倍)；圖3是顯示對比例1中形成的模式的線性差的照片；和圖4是顯示對比例1中形成的模式形成底切(undercut)的照片。
具體實施例方式
下面，在本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中描述了一些實施方式，但并非本發(fā)明的所有實施方式。事實上，本發(fā)明可以用許多不同形式實施并且不應(yīng)解釋為限于本文所述的這些實施方式；然而，提供這些實施方式使該公開將滿足可以實施的法律要求。
本發(fā)明提供了一種用于制備液晶顯示器濾色片的碳黑分散體組合物，其中，該組合物含有碳黑、分散劑和溶劑。本發(fā)明還提供了一種黑底用碳黑分散體組合物，它含有約5～40重量％的碳黑、約1～10重量％的分散劑、約0.1～20重量％的選自陽基環(huán)單體、陽基環(huán)低聚物、陽基環(huán)聚合物及它們的混合物的陽基環(huán)化合物、和約30～90重量％的溶劑。
該碳黑的初始粒徑可以為約10～60納米，例如約20～40納米。當(dāng)碳黑的粒徑小于約10納米時，不容易分散。而當(dāng)碳黑的粒徑超過約60納米時，OD值不理想地降低。碳黑的制備方法沒有特別的限制，并且碳黑的實例包括油料爐法碳黑(oil furnace black)、氣體爐法碳黑、熱碳黑、乙炔碳黑、槽法碳黑(channel black)等、及它們的混合物。
碳黑可以具有在上面定義的范圍內(nèi)的初始粒徑，并經(jīng)過特別的表面改性。為了提高碳黑在有機溶劑中的分散性以及提高黑底的均勻性和分辨率，通過將親有機物質(zhì)的基團加入到碳黑表面來對碳黑表面改性。用于本發(fā)明的碳黑表面改性是使用式1的苯化合物進行的。
*表面改性的碳黑的結(jié)構(gòu)1 其中，X為H、COOH、COONa、苯基、取代苯基、SO3H、SO3Na、NO2、鹵離子、C1-C5烷基等。
黑底的性能在相當(dāng)大程度上取決于所用碳黑表面改性劑的類型和用量。可以根據(jù)光敏性樹脂溶液和聚合物的類型和量來確定選擇合適的表面改性劑。例如，在使用陽基環(huán)聚合物制備黑底用光敏性樹脂溶液并使用二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate，DPHA)作為交聯(lián)劑的情況下，與使用C1-C5烷基作為取代基X相比，使用SO3Na(或SO3H)和COONa(或COOH)作為取代基X可以提供更好的黑底分散性和分辨率。
當(dāng)取代基是COONa(或COOH)時，黑底的性能也可能隨取代度而變化。取代度可以為約0.5～約2.5微摩/米2。如果COONa(或COOH)的取代度低于約0.5微摩/米2，那么不能充分地提高碳黑的分散性。然而，如果該取代度大于約2.5微摩/米2，那么在使用堿性水溶液進行顯影的過程中會發(fā)生過度顯影，造成黑底模式的線寬和均勻性降低，特別是造成模式的線性差和底切。因此，基于前面所述，可以有助于選擇表面改性劑。
當(dāng)打算將鹽形式的取代基(例如，COONa或SO3Na)轉(zhuǎn)變成羧酸時，相應(yīng)的材料用鹽酸(約1重量％)溶液處理并經(jīng)過充分洗滌然后干燥，或者在鹽酸或硝酸(pH≤4)中制備重氮化合物，接著與碳黑反應(yīng)，如下式所述。
*表面改性的碳黑的結(jié)構(gòu) 表面改性的碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量優(yōu)選在約30毫升/100克～約100毫升/100克的范圍內(nèi)。低于約30毫升/100克，則碳黑的結(jié)構(gòu)太小，因此不易分散。大于約100毫升/100克時，碳黑的結(jié)構(gòu)太大并且在碳黑顆粒之間形成大的間隙，導(dǎo)致單位體積的碳黑顆粒填充比低。該低的填充比使其不可能獲得足夠的遮光性能。
用于本發(fā)明的分散劑優(yōu)選是分子量為約5000～約20000的改性聚氨酯嵌段共聚物。當(dāng)該分散劑的分子量低于約5000時，不能獲得足夠的分散性。然而，當(dāng)分散劑的分子量超過約20000時，黑底模式的粘性差，造成模式丟失。結(jié)果，模式的分辨率降低。
可用于本發(fā)明的合適分散劑是含有甲苯二異氰酸酯和十六烷醇改性的聚己內(nèi)酯作為主要成分的分散劑。這些分散劑可以就地制備或者可以是可商購獲得的產(chǎn)品?？缮藤彨@得的分散劑產(chǎn)品的實例包括Disperbyk 161、Disperbyk 163、Disperbyk 164、Disperbyk 166、Disperbyk 167和Disperbyk169，它們都購自BYK；Solsperse 24000、Solsperse 32550、Solsperse 38500和Solsperse 31845，它們都購自Avecia；和EFKA4046和EFKA4047，它們都購自EFKA。這些分散劑的胺值為約10～20mgKOH/g。
用于本發(fā)明的分散劑的胺值不會特定地影響分散劑的分散性和黑底的性能。
用于本發(fā)明的陽基環(huán)化合物可以是陽基環(huán)單體、陽基環(huán)低聚物、陽基環(huán)聚合物、或它們的混合物。該陽基環(huán)聚合物具有下式2的結(jié)構(gòu) 其中，R1和R2各自獨立地為氫原子、烷基(例如C1-C30烷基)或鹵原子；R3為氫原子或甲基；
X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y為-O-、-NR5-(其中R5為H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)或-C(＝O)O-，和Z和Z’各自獨立地為酸單酐或二酐的衍生物。
用于本發(fā)明的陽基環(huán)聚合物可以與用于制備黑底用的光敏性樹脂溶液的陽基環(huán)聚合物相同或相似。該陽基環(huán)聚合物的加入量為約0.1～20重量％。如果陽基環(huán)聚合物的加入量低于約0.1重量％，那么不能賦予足夠的性能。然而，如果陽基環(huán)聚合物的加入量大于約20重量％，那么分散體的粘性增加，使得在涂敷該組合物時難以控制膜厚。陽基環(huán)聚合物的加入量可以為約0.5～10重量％。
在本發(fā)明中，陽基環(huán)聚合物不僅可以在制備顏料分散液之后加入，而且可以將該聚合物與其它組分一起在分散顏料時加入以誘導(dǎo)這些組分共分散，由此改善黑底的性能，提高分散液的穩(wěn)定性，并促進這些組分分散。分子量為約1000～約8000的任何陽基環(huán)聚合物都可用于本發(fā)明。加入該陽基環(huán)聚合物可以顯著提高黑底模式的均勻性和分辨率。
用于本發(fā)明的陽基環(huán)單體或低聚物具有下式3的結(jié)構(gòu) 其中，R1和R2各自獨立地為氫原子、烷基(例如C1-C30烷基)或鹵原子，
X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y是-O-、-NR5-(其中R5是H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)或-C(＝O)O-。
陽基環(huán)單體或低聚物參與光固化和熱固化以提高黑底模式的均勻性和分辨率。
陽基環(huán)單體具有含縮水甘油基的陽基環(huán)結(jié)構(gòu)，并且對用于制備黑底用光敏性樹脂溶液的聚合物具有親和力。而且，由于含有縮水甘油基的陽基環(huán)單體與含有羧酸基團的陽基環(huán)聚合物在曝光或高溫干燥期間開環(huán)聚合，因此陽基環(huán)單體和陽基環(huán)聚合物的組合提高了碳黑的粘性并且改善了黑底模式的均勻性和分辨率。含有環(huán)氧基例如縮水甘油基的陽基環(huán)單體在固化期間顯示出最低的收縮。
該陽基環(huán)單體或低聚物的加入量為約0.1～20重量％。當(dāng)陽基環(huán)單體的加入量低于約0.1重量％時，不能充分地顯示出上述效果。然而，當(dāng)陽基環(huán)單體的加入量大于約20重量％時，分散體的粘性增加，對分散液的涂敷產(chǎn)生不利影響，而且在形成基底之后碳黑的量相對降低，這樣不利地降低OD值。陽基環(huán)單體或低聚物的加入量可以為約0.1～10重量％。用于本發(fā)明的陽基環(huán)單體或低聚物可以以陽基環(huán)材料和表氯醇作為原料制成。
為了使分散效果最大化，本發(fā)明的碳黑分散體組合物還可以含有約0.1～10重量％的分散助劑。合適的分散助劑的實例包括Solsperse 5000、Solsperse 12000、Solsperse 22000，它們都購自Avecia。這些分散助劑是銅酞菁顏料衍生物，并且用于賦予碳黑親和力，由此與僅使用分散劑相比可以提高分散性。
為了控制碳黑分散體的粒徑和粒徑分布，可以使用季銨鹽作為分散助劑?？梢允褂萌我獾募句@鹽，只要它具有下式4代表的結(jié)構(gòu) 其中，R1～R4各自獨立地為C1-C20烷基、芐基、芳基(例如C6-C10芳基)或X-(鹵離子，例如，Cl-、Br-或I-)。
特別是，與不使用季銨鹽時相比，季銨鹽使分散液的粒徑增加約10～20納米。
具有式4的結(jié)構(gòu)的季銨鹽的實例包括四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丁基氯化銨、月桂基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、二甲基二月桂基氯化銨、及它們的相應(yīng)的溴化物和碘化物。這些季銨鹽可以單獨使用或者作為混合物組合使用。用于本發(fā)明的季銨鹽的加入量可以為約0.1～2重量％。當(dāng)季銨鹽的添加量小于0.1重量％時，不能使分散效果最大化。而季銨鹽的添加量超過約2重量％使得分散液的粘性增加并且從經(jīng)濟角度是不利的。
考慮到濾色片加工時可加工性的容易度以及與光敏性樹脂溶液的其它成分的相容性，用于本發(fā)明的溶劑可以是高沸點有機溶劑。合適的溶劑的實例包括丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、環(huán)己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑和聚乙二醇。這些溶劑可以單獨使用或者以混合物組合使用。
分散通?？梢酝ㄟ^使用珠(bead)的方法、使用轉(zhuǎn)子和定子的方法、使用孔(orifice)的高壓分散法等進行。例如，根據(jù)使用珠的方法，考慮到分散時間以及分散液的粒徑和粒徑分布，可以使用由氧化鋯制成并且尺寸為約0.1～約0.8毫米的珠。
本發(fā)明還提供了一種濾色片用的黑底，它是用該碳黑分散體組合物形成的。
本發(fā)明還提供了一種濾色片，它包括該黑底。
下面，參照以下具體實施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。然而，這些實施例僅以描述的目的給出，并不解釋為對本發(fā)明范圍的限制。
實施例11)表面改性的碳黑的制備將300克碳黑(Special black 100，Degussa)和3.4克對氨基苯甲酸放置在配備有1L-反應(yīng)器的行星式混合器中。這里使用的碳黑具有30米2/克的BET比表面積和94毫升/100克的DBP吸油量。該混合物在行星式混合器中以80轉(zhuǎn)/分鐘的公轉(zhuǎn)速度和250轉(zhuǎn)/分鐘的自轉(zhuǎn)速度攪拌30分鐘。將亞硝酸鈉(NaNO2)在300毫升去離子水中的溶液加入到該行星式混合器中之后，將該混合物再攪拌1小時。從混合器中取出混合物并在爐中于90℃下干燥5小時，使得碳黑被對苯甲酸鈉取代。通過熱解重量分析(thermogravimetric analysis，TGA)測定，發(fā)現(xiàn)碳黑產(chǎn)品含有1.2體積％的揮發(fā)性組分并且用1.5微摩/米2的對苯甲酸鈉表面改性。
2)分散體的制備將300克氧化鋯珠(0.5毫米)倒入配備有攪拌器和冷卻夾套的1升筐式粉碎機中，然后將380克的PGMEA加入到該粉碎機中。向該粉碎機中加入90克由1)制得的表面改性的碳黑、26克分散劑(Disperbyk 161，BYK)、18克陽基環(huán)聚合物(分子量3000)和4克4，4’-(9-亞芴基)二苯酚縮水甘油基醚之后，將該混合物在1000轉(zhuǎn)/分鐘、15℃下分散4小時。使用粒徑分析儀(LB 500，Horiba，Japan)和粘度儀(DV-II+Pro)分別測定分散體的粒徑和粘度。
測定分散體的平均粒徑、粘度和分散穩(wěn)定性，并將結(jié)果示于表1和2。
實施例2-12以與實施例1相同的方式制備分散體，不同的是如表1和2所示改變碳黑的初始粒徑和表面改性劑的類型和量。
實施例13和14以與實施例11和12相同的方式制備分散體，不同的是還使用4克十六烷基三甲基溴化銨作為分散助劑。
實施例15以與實施例1相同的方式制備分散體，不同的是如表1所示使用表面未改性的碳黑。
對比例1-3以與實施例1相同的方式制備分散體，不同的是如表1所示改變表面未改性的碳黑的初始粒徑并且沒有使用陽基環(huán)化合物。
實施例163)黑底用光敏性樹脂溶液的制備和評價將5.0克陽基環(huán)聚合物、0.7克DPHA單體或低聚物、0.6克光引發(fā)劑(IRG OXE01，Ciba Specialty)和60克PEMEA作為溶劑添加到32.0克實施例1制備的分散體中。使用均質(zhì)機將該混合物攪拌1小時，經(jīng)深度過濾器(20微米)過濾，制備光敏性樹脂溶液。通過旋涂將該溶液涂敷到玻璃基質(zhì)(10×10厘米)上，在80℃下干燥，使用配備有不同形狀和尺寸(1-25微米)的光掩膜的曝光系統(tǒng)(Ushio，Japan)以100毫焦/厘米2照射，并用KOH溶液(430ppm)在23℃下顯影。將顯影過的基質(zhì)清洗，并在220℃的高溫下干燥40分鐘以形成黑底模式。在光學(xué)顯微鏡下觀察黑底模式的線性和分辨率。在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察模式的橫截面。通過測定模式在爐中于40℃下靜置30天之后平均粒徑和粘度的變化來評價模式的分散穩(wěn)定性。以尺寸為1-25微米的特定模式中在顯影之后保持的模式的最小尺寸來評價模式的分辨率。結(jié)果示于表2。
實施例17和18將實施例2和3中分別制得的分散體(32.0克)和表3所示的組合物用于制備黑底用光敏性樹脂溶液。以與實施例16相同的步驟評價這些光敏性樹脂溶液，并將結(jié)果示于表3。
實施例19將實施例15中制得的分散體(32.0克)和表3所示的組合物用于制備黑底用光敏性樹脂溶液。以與實施例16相同的步驟評價該光敏性樹脂溶液，并將結(jié)果示于表3。
實施例20和21將實施例13和14中分別制得的分散體(32.0克)和表3所示的組合物用于制備黑底用光敏性樹脂溶液。以與實施例16相同的步驟評價這些光敏性樹脂溶液，并將結(jié)果示于表3。
對比例4-6將對比例1-3中分別制得的分散體(32.0克)和表3所示的組合物(沒有陽基環(huán)化合物)用于制備黑底用光敏性樹脂溶液。以與實施例16相同的步驟評價這些光敏性樹脂溶液，并將結(jié)果示于表3。
表1

○粒徑和粘度的變化≤±5％，△±5％～±20％，X≥±20％
表2

表3

(單位重量％)FDPE4，4’-(9-亞芴基)二苯酚縮水甘油基醚陽基環(huán)樹脂分子量4000MAA甲基丙烯酸甲酯BzMA甲基丙烯酸芐酯丙烯酸樹脂MAA/BzMA共聚物(分子量15000)從上面的描述可知，本發(fā)明的黑底用碳黑分散體組合物選擇性地使用由有機化合物表面改性的碳黑、或者選自陽基環(huán)單體、低聚物、聚合物及它們的混合物的陽基環(huán)化合物。根據(jù)本發(fā)明的碳黑分散體組合物，黑底模式的粘性、均勻性和分辨率得到提高，并且在黑底模式上未形成底切。
根據(jù)前面描述呈現(xiàn)的教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到本發(fā)明的許多改變和其它實施方式。因此，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于公開的具體實施方式
，并且這些改進和其它實施方式要包括在隨附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。盡管本文使用了具體術(shù)語，然而它們僅僅以一般和描述性的含義使用，而不是限制的目的，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中定義。
權(quán)利要求
1.一種由下式1的苯化合物表面改性的碳黑 其中，X為H、COOH、COONa、苯基、取代苯基、SO3H、SO3Na、NO2、鹵離子、或C1-C5烷基。
2.如權(quán)利要求1所述的碳黑，其中，所述碳黑由約0.5-2.5微摩爾/米2的苯化合物表面改性。
3.如權(quán)利要求1所述的碳黑，其中，所述碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量為約30毫升/100克至約100毫升/100克。
4.一種黑底用碳黑分散體組合物，該組合物含有如權(quán)利要求1所述的碳黑、分散劑和溶劑。
5.一種黑底用碳黑分散體組合物，該組合物含有碳黑、分散劑、溶劑、和陽基環(huán)化合物，該陽基環(huán)化合物選自陽基環(huán)單體、陽基環(huán)低聚物、陽基環(huán)聚合物、及它們的混合物。
6.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，該碳黑分散體組合物含有約0.1-20重量％的陽基環(huán)化合物。
7.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，該組合物含有約5-40重量％的碳黑、約1-10重量％的分散劑、約0.1-20重量％的陽基環(huán)化合物、和約30-90重量％的溶劑。
8.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述陽基環(huán)化合物包括約0.1-20重量％的陽基環(huán)聚合物。
9.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述陽基環(huán)化合物包括約0.1-20重量％的陽基環(huán)單體或低聚物。
10.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量為約30毫升/100克至約100毫升/100克。
11.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述分散劑是分子量為約5000至約20000的改性聚氨酯嵌段共聚物。
12.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，陽基環(huán)聚合物的分子量為約1000至約8000并且由下式2表示 其中R1和R2各自獨立地為氫原子、烷基或鹵原子，R3為氫原子或甲基，X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y為-O-、-NR5-(其中R5為H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)、或-C(＝O)O-，Z和Z’各自獨立地為酸單酐或二酐的衍生物。
13.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述陽基環(huán)單體或低聚物由下式3表示 其中R1和R2各自獨立地是氫原子、烷基或鹵原子，X為 (R4為H、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH＝CH2或苯基)、 或 Y為-O-、-NR5-(其中R5為H、甲基、乙基、CH2OH、C2H4OH或CH2CH＝CH2)、或-C(＝O)O-。
14.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述陽基環(huán)化合物包括約0.5-10重量％的陽基環(huán)聚合物。
15.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述陽基環(huán)化合物包括約0.1-10重量％的陽基環(huán)單體或低聚物。
16.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述碳黑由約0.5-2.5微摩爾/米2的下式1的苯化合物表面改性 其中X為H、COOH、COONa、苯基、取代苯基、SO3H、SO3Na、NO2、鹵離子、或C1-C5烷基。
17.如權(quán)利要求5所述的組合物，該組合物還含有約0.1-10重量％的分散助劑。
18.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中，所述分散助劑為下式4的季銨鹽 其中R1～R4各自獨立地為C1-C20烷基、芐基、芳基、或X-，其中X-為Cl-、Br-或I-。
19.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，所述溶劑選自丙二醇單甲醚乙酸酯、環(huán)己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑、聚乙二醇、及它們的混合物。
20.一種用于濾色片的黑底，該黑底是用如權(quán)利要求5所述的碳黑分散體組合物形成的。
21.一種濾色片，該濾色片包括如權(quán)利要求20所述的黑底。
全文摘要
本發(fā)明公開了用說明書中所述的式1的苯化合物表面改性的碳黑和使用該碳黑的黑底用碳黑分散體組合物。該碳黑分散體組合物使用由式1的苯化合物表面改性的碳黑、或者約0.1～20重量％的選自陽基環(huán)單體、低聚物、聚合物及它們的混合物的陽基環(huán)化合物。該碳黑分散體組合物可以提高黑底模式的粘合性能、均勻性和分辨率，并且在該黑底模式上未形成底切。
文檔編號C09C1/46GK1995156SQ20061015310
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者李吉成, 金宰賢, 鄭宜溶, 李春雨 申請人:第一毛織株式會社