專利名稱:有機顏料納米粒子的制法、粉末、分散物、組合物、墨水、轉(zhuǎn)印材料、濾色器及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種有機顏料納米粒子的制造方法、由此得到的有機顏料納米粒子粉末、顏料分散物、著色感光性樹脂組合物、噴墨墨水、及感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料、以及使用了它們的濾色器及液晶顯示裝置。
背景技術(shù):
近年來關(guān)于彩色攝像元件、彩色液晶顯示裝置之類的與圖像相關(guān)的精密機器的高品質(zhì)化以及用途的擴大化正迅速地展開。對應于此,在濾色器方面,人們也強烈要求其顯示性能的高質(zhì)量化。就濾色器的著色材料而言,有機顏料逐漸被用來代替染料,最近,人們要求該有機顏料不僅是納米級,而且是單分散性的并且穩(wěn)定的顏料納米粒子。于是,人們對利用噴墨技術(shù)的新型濾色器的制造方法進行了研究。通過該研究,期望使設計的自由度能夠得到顯著提高、并且使成本能夠大幅降低,然而目前還沒有可以適用于此的、性能得到充分發(fā)揮的顏料納米粒子的分散物。
這里,如果提及有機顏料粒子的制造方法的話,一般是指微珠研磨法和鹽磨法等粉碎法。就上述研磨法來說,為了使有機顏料充分微細化從而分散在組合物中,需要大量的時間和能量。此外,能夠使用的顏料種類也是有限的。而且,隨著顏料的微細化,該分散組合物有時顯示出高的粘度,在某些情況下在貯存過程中該分散組合物會發(fā)生凝膠化,從而無法使用。
針對上述問題,人們開發(fā)了采用液相法來制造分散穩(wěn)定性高的顏料分散組合物的方法。但是,尚不清楚使用該組合物是否能夠制得性能優(yōu)異的濾色器(專利文獻1)。 國際公開WO 2006/121016號
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題 一般來說,為了調(diào)色,作為用于濾色器用途的顏料分散液,使用的是呈混合狀態(tài)的多種顏料。通過研究,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使是采用上述液相法所制造的顏料分散物,當其與其他種類的顏料分散物混合的話,也會發(fā)生顏料粒子的凝集,并且顏料分散物的隨時間的穩(wěn)定性以及由該顏料分散物制得的濾色器的對比度可能會降低。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠高效地、大批量地制造有機顏料納米粒子的方法,此外,本發(fā)明的目的還在于提供一種含有多種有機顏料、而且能夠長時間地保持分散穩(wěn)定性的顏料分散物,其中,所述多種有機顏料是使用由上述制造方法制得的顏料納米粒子的混合液或者其粉末而制得的。本發(fā)明還有一個目的是提供使用了上述分散物的噴墨墨水、著色感光性樹脂組合物、及感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料、以及使用它們而制作的具有高對比度的而且顯示品質(zhì)高的濾色器、及具有該濾色器的液晶顯示裝置。
解決問題所采用的手段 通過下述手段解決上述問題。
(1)一種有機顏料納米粒子的制造方法,其特征在于,將把互不相同的2種以上有機顏料分別溶解在各自的良溶劑中而得到的2種以上的有機顏料溶液,與能夠和上述各良溶劑混溶并且對于上述2種以上的有機顏料中的每一種均為不良溶劑的溶劑相混合,從而使上述2種以上的有機顏料在該混合液中生成為納米尺寸的微粒,其中,將上述2種以上的有機顏料溶液同時或者依次與上述1種不良溶劑混合以生成所述微粒。
(2)上述(1)所述的有機顏料納米粒子的制造方法,其特征在于,將所述2種以上的有機顏料溶液同時與所述不良溶劑混合。
(3)一種有機顏料納米粒子粉末,其為將含有2種以上有機顏料微粒的混合液中的溶劑成分除去并將所述微粒粉末化后而得到的有機顏料納米粒子粉末,其特征在于,所述混合液為這樣的混合液將把上述2種以上的有機顏料分別溶解在各自的良溶劑中而得到的2種以上的有機顏料溶液,與能夠和上述各良溶劑混溶并且對于上述2種以上的有機顏料中的每一種均為不良溶劑的溶劑同時或依次相混合,從而使上述2種以上的有機顏料生成為納米尺寸的微粒。
(4)上述(3)所述的有機顏料納米粒子粉末,其特征在于,用替換用溶劑來替換上述混合液中的溶劑成分,并且再將含有該替換用溶劑的溶劑成分除去從而形成粉末化微粒。
(5)一種顏料分散物,其特征在于,是使用上述(3)或(4)所述的有機顏料納米粒子粉末、或者形成粉末前的上述混合液制得的。
(6)上述(5)所述的顏料分散物,其特征在于,含有質(zhì)均分子量為1000以上的高分子化合物。
(7)上述(6)所述的顏料分散物,其特征在于,其中所述高分子化合物用下述通式(1)表示,
通式(1) 〔式中,R1表示(m+n)價的連接基,R2表示單鍵或2價的連接基;A1表示具有從酸性基團、含有氮原子的堿性基團、脲基、氨酯基、含有配位性氧原子的基團、碳原子數(shù)為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環(huán)氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團的1價有機基團,或表示含有可以具有取代基的有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán)的1價有機基團;其中,n個A1相互可以相同,也可以不同;m表示1~8的數(shù),n表示2~9的數(shù),m+n等于3~10;P1表示高分子化合物殘基?!? (8)一種著色感光性樹脂組合物,其特征在于,含有上述(5)~(7)中任意一項所述的顏料分散物,粘結(jié)劑,單體或低聚物,光聚合引發(fā)劑或者光聚合引發(fā)劑體系。
(9)一種噴墨墨水,其特征在于,含有上述(5)~(7)中任意一項所述的顏料分散物、粘結(jié)劑、單體或低聚物。
(10)一種感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料,其特征在于,在臨時支撐物上至少設置有含有上述(8)所述的著色感光性樹脂組合物的感光性樹脂層。
(11)一種濾色器,其特征在于,該濾色器是使用上述(8)所述的著色感光性樹脂組合物,上述(9)所述的噴墨墨水,及/或上述(10)所述的感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料制作的。
(12)一種液晶顯示裝置,其特征在于,具備上述(11)所述的濾色器。
發(fā)明效果 采用本發(fā)明的制造方法而制備的有機顏料納米粒子及其顏料分散物、以及含有該顏料分散物的著色感光性組合物、噴墨墨水、及感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料,可以適合用于制作濾色器,并能夠提供一種具有高對比度的顯示品質(zhì)高的濾色器。
此外,使用上述本發(fā)明的濾色器的液晶顯示裝置,具有良好的黑色密實性和顏色再現(xiàn)性,并具有抑制燒屏現(xiàn)象的優(yōu)異效果。
另外,采用本發(fā)明的制造方法,能夠高效地、大批量地制造上述優(yōu)異的有機顏料納米粒子;在含有該有機顏料納米粒子的顏料分散物中含有多種顏料,而且該分散物具有能夠長時間地保持分散穩(wěn)定性的優(yōu)異效果。
具體實施例方式 以下,對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明的制備方法中可以使用的有機顏料的種類不受色調(diào)限制,例如可以列舉苝化合物顏料、苝酮化合物顏料、喹吖酮化合物顏料、喹吖酮醌化合物顏料、蒽醌化合物顏料、三苯并芘二酮化合物顏料、苯并咪唑酮化合物顏料、雙偶氮縮合化合物顏料、雙偶氮化合物顏料、偶氮化合物顏料、陰丹酮化合物顏料、酞菁化合物顏料、三芳基陽碳化合物顏料、二噁嗪化合物顏料、氨基蒽醌化合物顏料、二酮基吡咯并吡咯化合物顏料、硫靛藍化合物顏料、異吲哚啉化合物顏料、異吲哚啉酮化合物顏料、皮蒽酮化合物顏料、異蒽酮紫化合物顏料,或它們的混合物等。
其中,優(yōu)選苝化合物顏料、喹吖酮化合物顏料、蒽醌化合物顏料、二酮基吡咯并吡咯化合物顏料、氨基蒽醌化合物顏料、二噁嗪化合物顏料、酞菁化合物顏料、或偶氮化合物顏料,更優(yōu)選二酮基吡咯并吡咯化合物顏料、氨基蒽醌化合物顏料、酞菁化合物顏料、二噁嗪化合物顏料、或偶氮化合物顏料。
在本發(fā)明的制造方法中,使用互不相同的2種以上有機顏料。對此時的有機顏料種類的組合沒有特別的限定,不過使用2種有機顏料時,優(yōu)選二酮基吡咯并吡咯化合物顏料與氨基蒽醌化合物顏料的組合、酞菁化合物顏料與偶氮化合物顏料的組合、或酞菁化合物顏料與二噁嗪化合物顏料的組合。
在本發(fā)明的制造方法中,在上述2種以上的有機顏料中,也可以組合使用除了有機顏料以外的其它有機色素(如,染料等)或高分子有機材料等。
在本發(fā)明的制造方法中,將把互不相同的2種以上的有機顏料分別溶解于良溶劑(第1溶劑)中而得到的2種以上有機顏料溶液,與能夠與上述良溶劑混溶并且對于有機顏料為不良溶劑的溶劑(第2溶劑)相混合,從而在1種不良溶劑體系中生成有機顏料納米粒子。這樣,根據(jù)本發(fā)明的制造方法,由于能夠在1個罐中生成所希望的2種以上的顏料納米粒子,所以不需要采用將在多個罐中分別配制的顏料溶液進行混合這樣的迂回工序,因此能夠高效地、大批量地制備上述的顏料納米粒子及其分散液。
這里,作為良溶劑和不良溶劑的組合,只要是能夠使本發(fā)明的工序可行的組合,可以任意選擇,但是這兩種溶劑對有機顏料的溶解度必須有充分的差別,并且優(yōu)選選擇與有機顏料匹配的組合。
在本發(fā)明中,將種類互不相同的有機顏料分別溶解后而形成的2種以上的有機顏料溶液同時或者依次與不良溶劑相混合。在本發(fā)明中,所謂“同時混合”是指多種液體混合操作的時間互相重合,所謂“依次混合”是指多種液體混合操作的時間不重合。但是,在進行依次混合時的混合操作,對于下一個混合操作的時間沒有特別的制限,只要在前一個混合操作結(jié)束時的分散液狀態(tài)能夠被保持的時間范圍內(nèi)即可。其中,優(yōu)選的實施方式是將上述2種以上的有機顏料溶液與不良溶劑同時混合,進一步更優(yōu)選的實施方式是同時開始添加并且同時結(jié)束添加。這樣得到的顏料納米粒子粉末或者其分散物,與預先將2種以上的顏料溶解于一種溶液中并使它們析出而得到的顏料粒子粉末或其分散物,以及與通過傳統(tǒng)方法將2種以上的顏料分散液混合而得到的顏料粒子粉末或其分散物是不同的。該作用的具體情況尚不明確,然而,據(jù)推測,例如如傳統(tǒng)方法中那樣,向第一有機顏料分散液中添加第二有機顏料分散液的話,分散液的平衡狀態(tài)會發(fā)生變化(溶劑沖擊(溶剤シヨツク))。因此,直到添加并混合有機顏料分散液之前一直保持的分散狀態(tài)變得不穩(wěn)定,進而容易產(chǎn)生有機顏料納米粒子的凝集等。
對良溶劑沒有特別的限定,只要能夠溶解所使用的有機顏料,并能與上述不良溶劑混溶或均勻混合即可。關(guān)于有機顏料在良溶劑中的溶解性,優(yōu)選有機顏料的溶解度為0.2質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以上。對于有機顏料在良溶劑中的溶解度沒有特定的上限,考慮到通常使用的有機顏料,該溶解度的上限實際上為50質(zhì)量%以下。該溶解度也可以是在酸或者堿存在的條件下進行溶解時的溶解度。此外,在本發(fā)明的制造方法中,將互不相同的2種以上的有機顏料分別溶解于良溶劑中,此時所采用的2種以上的良溶劑可以互不相同,也可以相同。
作為良溶劑,例如可以列舉水性溶劑(例如,水、或鹽酸、氫氧化鈉水溶液)、醇化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、二硫化碳溶劑、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、含鹵素類化合物溶劑、酯化合物溶劑、離子性液體、它們的混合溶劑等,優(yōu)選水性溶劑、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、酯化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、或它們的混合物,更優(yōu)選水性溶劑、醇化合物溶劑、酯化合物溶劑、亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑,進一步優(yōu)選水性溶劑、亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑,特別優(yōu)選亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑。
作為亞砜化合物溶劑,例如可以列舉二甲基亞砜、二乙基亞砜、環(huán)己砜、環(huán)丁砜等。作為酰胺化合物溶劑,例如可以列舉N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、2-吡咯烷酮、ε-己內(nèi)酰胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、六甲基磷酰三胺等。
另外,作為將有機顏料溶解于良溶劑中而形成的有機顏料溶液的濃度,優(yōu)選其范圍為在溶解時的條件下有機顏料在良溶劑中的飽和濃度至該飽和濃度的1/100左右。
對有機顏料溶液的制備條件沒有特別限定,可以選擇從常壓至亞臨界、超臨界條件的范圍。常壓下的溫度優(yōu)選為-10~150℃,更優(yōu)選為-5~130℃,特別優(yōu)選為0~100℃。
作為良溶劑的具體例子而列舉的溶劑與作為不良溶劑的具體例子而列舉的溶劑雖然有相同的,但是只要滿足下述條件即可,所述條件為不將相同的溶劑作為良溶劑和不良溶劑而組合,并且在與所使用的各種有機顏料的關(guān)系上,該有機顏料在良溶劑中的溶解度充分大于該有機顏料在不良溶劑中的溶解度,例如它們的溶解度之差優(yōu)選為0.2質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以上。對于有機顏料在良溶劑和在不良溶劑中的溶解度之差的上限沒有特別限定,但考慮到通常使用的有機顏料,實際上為50質(zhì)量%以下。
在本發(fā)明中,在將有機顏料均勻地溶解在良溶劑中時,可以添加酸或堿等顏料溶解促進劑進行溶解。通常,在采用分子內(nèi)具有可在堿性條件下離解的基團的顏料時優(yōu)選添加堿,而不存在在堿性條件下離解的基團且分子內(nèi)具有易于加成質(zhì)子的多個氮原子時優(yōu)選添加酸。例如,喹吖酮化合物顏料、二酮吡咯并吡咯化合物顏料、雙偶氮縮合物化合物顏料在堿性條件下進行溶解。酞菁化合物顏料在酸性條件下進行溶解,但是,其中,也有的酞菁化合物顏料在堿性條件下進行溶解,在堿性條件下進行溶解的機理尚不明確。
作為所使用的堿,可以列舉氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇等無機堿,或三烷基胺、二氮雜雙環(huán)十一烯(DBU)、金屬醇鹽等有機堿,其中優(yōu)選三烷基胺、金屬醇鹽,更優(yōu)選金屬醇鹽。對堿的添加量沒有特別的限定,但是在使用無機堿的情況下,優(yōu)選相對于有機顏料為1.0~30摩爾當量,更優(yōu)選為1.0~25摩爾當量,特別優(yōu)選為1.0~20摩爾當量。在使用有機堿的情況下,優(yōu)選相對于有機顏料為1.0~100摩爾當量,更優(yōu)選為5.0~100摩爾當量,特別優(yōu)選為20~100摩爾當量。
作為所使用的酸,可以列舉硫酸、鹽酸、磷酸等無機酸,或者乙酸、三氟乙酸、草酸、甲磺酸、三氟甲磺酸等有機酸,其中優(yōu)選無機酸,更優(yōu)選硫酸。對酸的添加量沒有特別的限定,但是與堿相比往往過量使用。不管是使用無機酸還是有機酸,優(yōu)選相對于有機顏料為3~500摩爾當量,更優(yōu)選為10~500摩爾當量,特別優(yōu)選為30~200摩爾當量。
將堿或酸與有機溶劑混合,并作為有機顏料的良溶劑使用時,為了使堿或酸完全溶解,可以在有機溶劑中添加一些水或低級醇等對堿或酸具有高溶解度的溶劑。優(yōu)選水或低級醇的量相對于有機顏料溶液總量為50質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以下。對該量的下限值沒有特別的限定,通常為0.01質(zhì)量%以上。具體來說,可以使用水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇等。
有機顏料在良溶劑中進行溶解的同時,有機顏料分子也進行分解。有關(guān)顏料分子的分解如后文所述,但是,優(yōu)選的是,在使有機顏料溶液與不良溶劑接觸時抑制有機顏料的分解。特別是,在有機顏料在顏料溶解促進劑的作用下進行溶解的同時,有機顏料分子發(fā)生分解的情況下,優(yōu)選的是,在即將使有機顏料溶液與不良溶劑接觸之前,才向良溶劑中添加顏料溶解促進劑。此時,優(yōu)選的實施方式是,例如將有機顏料添加到良溶劑(例如,二甲基亞砜)中制成有機顏料尚未完全溶解的分散液,然后添加由上述酸或堿構(gòu)成的顏料溶解促進劑,形成顏料溶液,緊接著就將顏料溶液與不良溶劑混合。
有機顏料溶液的粘度優(yōu)選0.5~80.0mPa·s,更優(yōu)選1.0~50.0mPa·s。
對于不良溶劑沒有特別的限定,但優(yōu)選有機顏料在該不良溶劑中的溶解度為0.02質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以下。有機顏料在不良溶劑中的溶解度沒有特定的下限,但是考慮到通常使用的有機顏料,實際上為0.000001質(zhì)量%以上。該溶解度也可以是在有酸或堿存在下進行溶解時的溶解度。另外,作為良溶劑與不良溶劑的混溶性或均勻混合性,優(yōu)選良溶劑在不良溶劑中的溶解量為30質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以上。對于良溶劑在不良溶劑中的溶解量沒有特別的上限,實際上可以以任意的比例混合。
作為不良溶劑,例如可以列舉水性溶劑(例如,水、或鹽酸、氫氧化鈉水溶液)、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、二硫化碳溶劑、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、含鹵素類化合物溶劑、酯化合物溶劑、離子性液體、它們的混合溶劑等,優(yōu)選水性溶劑、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、酯化合物溶劑、或它們的混合物,更優(yōu)選水性溶劑、醇化合物溶劑或酯化合物溶劑。
作為醇化合物溶劑,例如可以列舉甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、1-甲氧基-2-丙醇等。作為酮化合物溶劑,例如可以列舉丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮。作為醚化合物溶劑,例如可以列舉二甲醚、二乙基醚、四氫呋喃等。作為芳香族化合物溶劑,例如可以列舉苯、甲苯等。作為脂肪族化合物溶劑,例如可以列舉己烷等。作為腈化合物溶劑,例如可以列舉乙腈等。作為含鹵素類化合物溶劑,例如可以列舉二氯甲烷、三氯乙烯等。作為酯化合物溶劑,例如可以列舉乙酸乙酯、乳酸乙酯、2-(1-甲氧基)丙基乙酸酯等。作為離子性液體,例如可以列舉1-丁基-3-甲基咪唑鎓和PF6-的鹽等。
對于使顏料納米粒子析出生成時的不良溶劑的條件沒有特別限定,可以選擇從常壓至亞臨界、超臨界條件的范圍。常壓下的溫度優(yōu)選為-30~100℃,更優(yōu)選為-10~60℃,特別優(yōu)選為0~30℃。
將有機顏料溶液和不良溶劑進行混合時,可以通過添加兩者中的任一者進行混合,但優(yōu)選將有機顏料溶液噴射到不良溶劑中進行混合,此時優(yōu)選不良溶劑處于被攪拌狀態(tài)。攪拌速度優(yōu)選為100~10000rpm,更優(yōu)選為150~8000rpm,特別優(yōu)選為200~6000rpm。添加時可以使用,也可以不使用泵等設備。另外,可以在液體中浸沒添加,也可以從液體外添加,但更優(yōu)選在液體中浸沒添加。而且,優(yōu)選使用泵通過供給管向液體中連續(xù)供給。供給管的內(nèi)徑優(yōu)選0.1~200mm,更優(yōu)選0.2~100mm。從供給管向液體中供給的速度優(yōu)選1~10000mL/min,更優(yōu)選5~5000mL/min。
在將有機顏料溶液與不良溶劑混合時,可以通過調(diào)節(jié)雷諾數(shù)來控制析出生成的顏料納米粒子的粒徑。這里,雷諾數(shù)是表示流體的流動狀態(tài)的無因次的數(shù),用下式來表示。
Re=ρUL/μ···數(shù)學式(1) 在數(shù)學式(1)中,Re表示雷諾數(shù),ρ表示有機顏料溶液的密度[kg/m3]、U表示有機顏料溶液與第2溶劑匯合時的相對速度[m/s],L表示有機顏料溶液與第2溶劑匯合部分的流體通路或者供給口的等效價直徑[m],μ表示有機顏料溶液的粘性系數(shù)[Pa·s]。
所謂等效直徑L,是指對于具有任意剖面形狀的管道的孔徑和流體通路,將該管道假定為等效的圓管,該等效圓管的直徑即等效直徑L。等效直徑L如下述數(shù)學式(2)所表示,其中A表示管道的剖面積、p表示管道的浸潤周邊長度(周長)或流體通路的外周長。
L=4A/p···數(shù)學式(2) 優(yōu)選通過管道將有機顏料溶液注入到不良溶劑中以形成粒子,在使用圓管作為管道的情況下,等效直徑與圓管的直徑一致。例如,可以通過改變液體供給口的開口直徑來調(diào)節(jié)等效直徑。對等效直徑L的值沒有特別的限定,例如,其可以與上述的供給口的優(yōu)選內(nèi)徑同義。
有機顏料溶液與不良溶劑匯合時的相對速度U被定義為,在與兩者匯合部分的面相垂直的方向上的相對速度。即,例如向靜止的不良溶劑媒中注入有機顏料溶液并進行混合時,從供給口注入的速度即等于相對速度U。對相對速度U的值沒有特別的限定,例如優(yōu)選為0.5~100m/s,更優(yōu)選為1.0~50m/s。
根據(jù)所選擇的材料的種類來確定有機顏料溶液的密度ρ的值,但是在本發(fā)明的制造方法中優(yōu)選使用的材料的范圍內(nèi),該值實際上例如為0.8~2.0kg/m3。此外,有機顏料溶液的粘性系數(shù)μ的值也是根據(jù)所使用的材料和環(huán)境溫度等來確定,其優(yōu)選的范圍與上述的有機顏料溶液的優(yōu)選粘度同義。
雷諾數(shù)(Re)的值越小越容易形成層流,越大越容易形成紊流。例如,可以通過將雷諾數(shù)調(diào)節(jié)到60以上來控制顏料納米粒子的粒徑從而得到顏料納米粒子,優(yōu)選將雷諾數(shù)調(diào)節(jié)到100以上,更優(yōu)選調(diào)節(jié)到150以上。對于雷諾數(shù)的上限沒有特別限定,例如優(yōu)選在100000以下的范圍內(nèi)對雷諾數(shù)進行調(diào)節(jié)控制,從而能夠控制得到良好的顏料納米粒子?;蛘?,為使得到的納米粒子的平均粒徑在60nm以下,也可以在提高雷諾數(shù)的條件下進行。此時,在上述的范圍內(nèi),由于提高了通常的雷諾數(shù),因此能夠控制得到粒徑更小的顏料納米粒子。
有機顏料溶液和不良溶劑的混合比按體積比優(yōu)選為1/50~2/3,更優(yōu)選為1/40~1/2,特別優(yōu)選為1/20~3/8。
對在顏料納米粒子析出時液體中的納米粒子的濃度沒有特別的限定,相對于1000mL溶劑,顏料納米粒子優(yōu)選為10~40000mg,更優(yōu)選為20~30000mg,特別優(yōu)選為50~25000mg。
另外,對生成顏料納米粒子時的制備規(guī)模沒有特別的限定,優(yōu)選不良溶劑的混合量為10-2000L的制備規(guī)模,更優(yōu)選不良溶劑的混合量為50-1000L的制備規(guī)模。
關(guān)于顏料納米粒子的粒徑,有通過測定法進行數(shù)值化并從而表示集團平均尺寸的方法,作為經(jīng)常使用的粒徑,有表現(xiàn)分布最大值的最頻粒徑、相當于積分分布曲線中心值的中位粒徑、各種平均粒徑(數(shù)均、長度平均、面積平均、質(zhì)均、體積平均等)等,在本發(fā)明中,如果沒有特別指出,則平均粒徑是指數(shù)均粒徑。顏料納米粒子(初級粒子)的平均粒徑為納米尺寸,優(yōu)選平均粒徑為1nm~0.5μm,更優(yōu)選為1~200nm,進一步優(yōu)選為2~100nm,特別優(yōu)選為5~80nm。還有,由本發(fā)明的制造方法形成的粒子可以是晶體粒子,也可以是非晶粒子,或者是它們的混合物。
另外,作為表示粒子單分散性的指標,在本發(fā)明中只要沒有特別指定,使用體積平均粒徑(Mv)和數(shù)均粒徑(Mn)的比(Mv/Mn)。顏料納米粒子(初級粒子)的單分散性,即Mv/Mn優(yōu)選為1.0~2.0,更優(yōu)選為1.0~1.8,特別優(yōu)選為1.0~1.5。
作為顏料納米粒子的粒徑的測定方法,可以列舉顯微鏡法、質(zhì)量法、光散射法、光遮擋法、電阻法、音響法、動態(tài)光散射法,特別優(yōu)選顯微鏡法、動態(tài)光散射法。作為顯微鏡法中使用的顯微鏡,例如可以列舉掃描電子顯微鏡、透射型電子顯微鏡等。作為利用動態(tài)光散射法的粒子測定裝置,例如可以列舉日機裝社制造的ナノトラツクUPA-EX150,大塚電子社制造的ダイナミツク光散射光度計DLS-7000系列(均為商品名)等。
在本發(fā)明的制造方法中,在使顏料納米粒子析出并制備分散液時,優(yōu)選在顏料溶液及不良溶劑的至少一者中含有分散劑,優(yōu)選至少在顏料溶液中含有分散劑。
優(yōu)選使用預先用分散劑進行過表面處理的顏料納米粒子,也可以對顏料納米粒子實施能夠促進分散劑吸附的表面處理。分散劑具有以下作用(1)更快地吸附在析出的顏料表面上,形成微細的納米粒子,(2)防止這些粒子再發(fā)生凝集。
作為分散劑,例如可以使用陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型或顏料衍生物型高分子分散劑。
作為高分子分散劑,優(yōu)選其質(zhì)均分子量為1,000~500,000,更優(yōu)選為10,000~500,000,特別優(yōu)選為10,000~100,000。
具體可以列舉聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇的部分縮甲醛化物、聚乙烯醇的部分縮丁醛化物、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、聚丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽、聚(4-乙烯基吡啶)鹽、聚酰胺、聚烯丙基胺鹽、縮合萘磺酸鹽、纖維素衍生物、淀粉衍生物等。另外,還可以使用褐藻酸鹽、明膠、白蛋白、酪蛋白、阿拉伯膠、黃蓍膠、木質(zhì)素磺酸鹽等天然高分子類。其中,優(yōu)選聚乙烯基吡咯烷酮。這些高分子可以單獨使用1種,也可以組合使用二種以上。此外,也可以與低分子量的分散劑組合使用。關(guān)于顏料分散中使用的分散劑,詳細記載于“顏料分散安定化と表面處理技術(shù)·評價”(化學情報協(xié)會,2001年12月發(fā)行)的第29~46頁。
作為陰離子型分散劑(陰離子型表面活性劑),可以列舉N-?;?N-烷基牛磺酸鹽、脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基磷酸酯鹽、萘磺酸甲醛縮合物、聚氧乙烯烷基硫酸酯鹽等。其中,優(yōu)選N-酰基-N-烷基?;撬猁}。作為N-?;?N-烷基?;撬猁},優(yōu)選記載于日本特開平3-273067號說明書中的那些化合物。這些陰離子型分散劑可以單獨使用或二種以上組合使用。
陽離子型分散劑(陽離子型表面活性劑)包括季銨鹽、烷氧基化多胺、脂肪族胺聚二醇醚、脂肪族胺、由脂肪族胺和脂肪族醇衍生的二胺及多胺、由脂肪酸衍生的咪唑啉及這些陽離子型物質(zhì)的鹽。這些陽離子型分散劑可以單獨使用或組合二種以上使用。
兩性離子型分散劑是分子內(nèi)同時具有上述陰離子型分散劑分子中含有的陰離子基部分和陽離子型分散劑分子中含有的陽離子基部分的分散劑。
作為非離子型分散劑(非離子型表面活性劑),可以列舉聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯等。其中,優(yōu)選聚氧乙烯烷基芳基醚。這些非離子型分散劑可以單獨使用,也可以兩種以上組合使用。
顏料衍生物型分散劑被定義為由作為母體物質(zhì)的有機顏料衍生的、通過對該母體結(jié)構(gòu)進行化學修飾而制備的顏料衍生物型分散劑,或由化學修飾的顏料前體經(jīng)過顏料化反應而形成的顏料衍生物型分散劑。例如有含糖顏料衍生物型分散劑、含哌啶基顏料衍生物型分散劑、萘或苝衍生的顏料衍生物型分散劑、具有通過亞甲基連接在顏料母體結(jié)構(gòu)上的官能團的顏料衍生物型分散劑、具有用聚合物進行了化學修飾的顏料母體結(jié)構(gòu)和磺酸基的顏料衍生物型分散劑、具有磺酰胺基的顏料衍生物型分散劑、具有醚基的顏料衍生物型分散劑、或具有羧酸基或羧酸酯基或羧酰胺基的顏料衍生物型分散劑。
作為分散劑,優(yōu)選使用含有氨基的顏料分散劑。這里,所謂氨基包括伯胺基、仲氨基、叔氨基,氨基數(shù)可以為1,也可以為多個。可以在顏料骨架上導入含有氨基的取代基后形成的顏料衍生物化合物,也可以是由含氨基的單體作為聚合成分形成的聚合物化合物。作為它們的例子,例如可以列舉日本特開2000-239554號公報、2003-96329號公報、2001-31885號公報、日本特開平10-339949號公報、特公平5-72943號公報、國際公開WO 2006/121017號的第0018~0033段、日本特願2006-129714號說明書中記載的化合物等,但并不局限于這些化合物。
為了進一步提高顏料粒子的均勻分散性及貯存穩(wěn)定性,作為分散劑的含量,優(yōu)選相對于100質(zhì)量份的顏料為0.1~1000質(zhì)量份,更優(yōu)選為1~500質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為5~20質(zhì)量份。如果不足0.1質(zhì)量份,則有時看不到顏料納米粒子分散穩(wěn)定性的提高。另外,分散劑可以單獨使用,也可以多種組合使用。
在本發(fā)明的制造方法中,在使顏料納米粒子析出之后,優(yōu)選減少或除去含有該析出粒子的分散液中的溶劑成分(以下,將該操作簡稱為濃縮)。通過濃縮,可以形成適合用作濾色器涂覆液或噴墨用墨水的納米粒子濃縮液或顏料納米粒子粉末。
在本發(fā)明中進行溶劑的濃縮時,可以單獨或者組合使用通常的裝置。例如,作為利用熱風的干燥機,可以使用板式干燥機、帶式干燥機、攪拌干燥機、流動層干燥機、噴霧干燥機、氣流干燥機等;作為利用熱傳導的干燥機,可以使用鼓式干燥機、多層干燥機、圓筒干燥機等。另外,根據(jù)溶劑的組成也可以使用冷凍干燥機或紅外干燥機。
在上述這些手段中,從適合于由分散液直接干燥后得到顏料納米粒子粉末的方面考慮,特別優(yōu)選使用噴霧干燥機(例如大川原化工機(株)社制造的COC-12)、流動層干燥機(例如(株)奈良機械製作所社制造的MSD-100)。另外,為了制得殘存的溶劑量少的顏料納米粒子粉末,可以將多種干燥手段組合使用,例如,可以按照這樣的步驟進行先使用圓筒干燥機對顏料分散物進行預濃縮后,再用鼓式干燥機使其完全干燥,從而得到顏料納米粒子粉末。
對干燥條件不特別限定,只要可以使溶劑蒸發(fā),并且不使顏料或分散劑等材料發(fā)生變性即可。當其他分散劑等在比此溫度低的溫度下也會發(fā)生變性時,當然需要采用更低的溫度。但是,考慮到在允許的溫度范圍內(nèi),干燥速度有時會因所使用的溶劑的種類而變慢,在這種情況下,為了提高干燥速度,根據(jù)所使用的干燥機的種類,可以將減壓、攪拌混合、分段進行等手段組合使用。
對所要減少或除去的溶劑成分的量沒有特別限制,但是在使溶劑成分減少的實施方案中,優(yōu)選除去全部溶劑成分的50質(zhì)量%以上,更優(yōu)選除去75質(zhì)量%以上。在使溶劑成分除去以得到顏料納米粒子的實施方案中,優(yōu)選除去全部溶劑成分的80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選除去90質(zhì)量%以上。
通過使溶劑成分減少或除去以減少溶劑成分時,對殘留在分散物中的含水量沒有特別的限定,優(yōu)選為0.01~3質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.01~1質(zhì)量%。此時,(例如)優(yōu)選通過上述干燥法等除去溶劑后得到顏料納米粒子粉末,此時,固體成分的含量優(yōu)選為50~100質(zhì)量%,更優(yōu)選為70~100質(zhì)量%。
也可以多次進行濃縮工序,例如,優(yōu)選在加入后述第3溶劑之前和/或之后進行濃縮工序。
在本發(fā)明的制造方法中,優(yōu)選將通過濃縮或者粉末化而處于凝集狀態(tài)的顏料納米粒子進行再分散。通過上述的提取溶劑、離心分離、干燥等方法進行濃縮而形成的顏料納米粒子液中所含有的顏料納米粒子通常會由于被濃縮或者粉末化而發(fā)生凝集。由此,雖然使用過濾器等進行快速的過濾已成為可能,但是為了再次獲得良好的分散狀態(tài),優(yōu)選上述顏料納米粒子以能夠進行再分散的程度而凝集的絮狀物的形式而得到。
此外,在使上述的凝集狀態(tài)的粒子分散時,采用通常的分散化方法有時是不夠的。對于處于這樣的凝集狀態(tài)的顏料納米粒子來說,例如可以通過含有下述的高分子化合物,從而將該顏料納米粒子適當?shù)卦俜稚ⅰ?br>
在本發(fā)明的制造方法中,優(yōu)選使用質(zhì)均分子量為1000以上的高分子化合物,更優(yōu)選使用下述通式(1)所表示的高分子化合物。
通式(1) 在上述通式(1)中,A1表示具有從酸性基團、含氮原子的堿性基團、脲基、氨酯基、含有配位性氧原子的基團、碳原子數(shù)為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環(huán)氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團的1價有機基團,或表示含有可以具有取代基的有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán)的1價有機基團。n個A1可以相同,也可以不同。
具體來說,雖然對A1沒有特別的限制,但作為上述“具有酸性基團的1價有機基團”,可以列舉例如具有羧酸基、磺酸基、單硫酸酯基、磷酸基、單磷酸酯基、硼酸基等的1價有機基團。另外,作為上述“具有含氮原子的堿性基團的1價有機基團”,可以列舉例如具有氨基(-NH2)的1價有機基團、具有取代亞胺基(-NHR8、-NR9R10)的1價有機基團(其中,R8、R9及R10各自獨立地表示碳原子數(shù)為1以上20以下的烷基、碳原子數(shù)為6以上20以下的芳基、碳原子數(shù)為7以上30以下的芳烷基)、具有下述通式(a1)表示的胍基的1價有機基團[通式(a1)中,Ra1、Ra2各自獨立地表示碳原子數(shù)為1以上20以下的烷基、碳原子數(shù)為6以上20以下的芳基、碳原子數(shù)為7以上30以下的芳烷基]、具有下述通式(a2)表示的脒基的1價有機基團[通式(a2)中,Ra3、Ra4各自獨立地表示碳原子數(shù)為1以上20以下的烷基、碳原子數(shù)為6以上20以下的芳基、碳原子數(shù)為7以上30以下的芳烷基]等。
作為上述“具有脲基的1價有機基團”,例如可以列舉-NHCONHR15(其中,R15表示氫原子、碳原子數(shù)為1以上20以下的烷基、碳原子數(shù)為6以上20以下的芳基、碳原子數(shù)為7以上30以下的芳烷基)等。
作為上述“具有氨酯基的1價有機基團”,例如可以列舉-NHCOOR16、-OCONHR17(其中,R16及R17各自獨立地表示碳原子數(shù)為1以上20以下的烷基、碳原子數(shù)為6以上20以下的芳基、碳原子數(shù)為7以上30以下的芳烷基)等。
作為上述“具有“含有配位性氧原子的基團”的1價有機基團”,例如可以列舉具有乙酰丙酮化物基團的基團、具有冠醚的基團等。
作為上述“具有碳原子數(shù)為4以上的烴基的基團”,可以列舉碳原子數(shù)為4以上的烷基(例如,辛基、十二烷基等)、碳原子數(shù)為6以上的芳基(例如,苯基、萘基等)、碳原子數(shù)為7以上的芳烷基(例如,芐基等)等。此時對碳原子數(shù)沒有上限,但優(yōu)選為30以下。
作為上述“具有烷氧基甲硅烷基的1價有機基團”,例如可以列舉具有三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等的基團。
作為上述“具有環(huán)氧基的1價有機基團”,例如可以列舉具有縮水甘油基等的基團。
作為上述“具有異氰酸酯基的1價有機基團”,例如可以列舉3-異氰酸根合丙基等。
作為上述“具有羥基的1價有機基團”,例如可以列舉3-羥基丙基等。
作為上述A1,優(yōu)選具有酸性基團、含有氮原子的堿性基團、脲基或碳原子數(shù)為4以上的烴基的1價有機基團。
另外,對上述有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán)沒有特別限定,更具體來說,作為有機色素結(jié)構(gòu),可以列舉例如酞菁化合物、不溶性偶氮化合物、偶氮色淀化合物、蒽醌化合物、喹吖酮化合物、二噁嗪化合物、二酮基吡咯并吡咯化合物、蒽吡啶化合物、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)化合物、陰丹酮化合物、黃蒽酮化合物、苝酮化合物、苝化合物、硫靛藍化合物等。另外,作為雜環(huán),例如可以列舉噻吩、呋喃、呫噸、吡咯、吡咯啉、吡咯烷、二氧戊環(huán)、吡唑、吡唑啉、吡唑烷、咪唑、噁唑、噻唑、噁二唑、三唑、噻二唑、吡喃、吡啶、哌啶、二噁烷、嗎啉、噠嗪、嘧啶、哌嗪、三嗪、三噻烷、異吲哚啉、異吲哚啉酮、苯并咪唑酮、琥珀酰亞胺、鄰苯二甲酰亞胺、萘二甲酰亞胺、乙內(nèi)酰脲、吲哚、喹啉、咔唑、吖啶、吖啶酮、蒽醌等。
另外,上述有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán)可以有取代基T,作為該取代基T,可以列舉例如甲基、乙基等碳原子數(shù)為1~20的烷基,苯基、萘基等碳原子數(shù)為6~16的芳基,乙酰氧基等碳原子數(shù)為1~6的酰氧基,甲氧基、乙氧基等碳原子數(shù)為1~6的烷氧基,氯、溴等鹵素原子,甲氧羰基、乙氧羰基、環(huán)己氧羰基等碳原子數(shù)為2~7的烷氧羰基,氰基,碳酸叔丁酯等碳酸酯基,羥基,氨基,羧基,磺酰胺基,N-磺酰胺基等。
另外,上述A1可以用下述通式(4)表示。
通式(4) 在上述通式(4)中,B1表示從酸性基團、含有氮原子的堿性基團、脲基、氨酯基、含有配位性氧原子的基團、碳原子數(shù)為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環(huán)氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團,或表示可以具有取代基的有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán),R18表示單鍵或a1價的有機或無機連接基團。a1表示1~5,a1個B1可以是相同的,也可以不同。通式(4)表示的基團的優(yōu)選的方案與上述A1同義。
R18表示單鍵或a1+1價的連接基團。a1表示1~5。作為連接基R18,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構(gòu)成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。R18優(yōu)選為有機連接基團。
作為R18的具體例子,可以列舉下述結(jié)構(gòu)單元或由下述結(jié)構(gòu)單元組合而成的基團。另外,該連接基團R18也可以有上述取代基T。
在上述通式(1)中,R1表示(m+n)價的連接基。m+n等于3~10。
作為上述R1表示的(m+n)價的連接基,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構(gòu)成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。R1優(yōu)選為有機連接基團。
作為R1的具體例子,可以列舉上述(t-1)~(t-34)的基團或由多個該基團組合而成的基團(還可以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu))。上述連接基團R1有取代基時,作為該取代基,可列舉上述取代基T。
R2表示單鍵或2價連接基團。作為R2,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構(gòu)成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。
作為R2的具體例子,可以列舉上述t-3~5、7~18、22~26、32、34所示的基團或由多個該基團組合而成的基團。R2在與R1相連接的位置上優(yōu)選具有硫原子。上述R2具有取代基時,作為該取代基,可列舉上述取代基T。
在上述通式(1)中,m表示1~8。m優(yōu)選為1~5,更優(yōu)選為1~3,特別優(yōu)選為1~2。
另外,n表示2~9。n優(yōu)選為2~8,更優(yōu)選為2~7,特別優(yōu)選為3~6。
在上述通式(1)中,P1表示高分子化合物殘基(高分子骨架),可以從通常的聚合物等中適當選擇。
在聚合物中,為了構(gòu)成高分子骨架,優(yōu)選選自乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯類化合物聚合物、醚類化合物聚合物、聚氨酯類化合物聚合物、酰胺類化合物聚合物、環(huán)氧類化合物聚合物、有機硅類化合物聚合物、及它們的改性物或共聚物[包括例如,聚醚/聚氨酯共聚物、聚醚/乙烯基單體聚合物的共聚物等(可以是無規(guī)共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一種)]中的至少一種,更優(yōu)選選自乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯類化合物聚合物、醚類化合物聚合物、聚氨酯類化合物聚合物及它們的改性物或共聚物中的至少一種,特別優(yōu)選乙烯基單體的聚合物或共聚物。
而且,優(yōu)選上述聚合物可溶于有機溶劑中。如果和有機溶劑的親和性低,則例如作為顏料分散劑使用時,與分散介質(zhì)的親和性弱,有時不能確保形成分散穩(wěn)定充分的吸附層。
另外P1在與R1相連接的位置上優(yōu)選具有硫原子。
在上述通式(1)表示的高分子化合物中,更優(yōu)選由下述通式(2)表示的高分子化合物。
通式(2) 在上述通式(2)中,A2與上述通式(1)中的A1同義,其具體的優(yōu)選方案也相同。另外,A2可以具有取代基,可以列舉上述的取代基T。
在上述通式(2)中,R3表示(x+y)價的連接基團。R3與R1同義,優(yōu)選范圍也相同。此時,R3表示x+y價的連接基團,其中x的值及其優(yōu)選范圍與通式(1)中的n相同,y的值及其優(yōu)選范圍與m相同,x+y的值及其優(yōu)選范圍與m+n相同。
R3表示的連接基團優(yōu)選為有機連接基,該有機連接基團的優(yōu)選具體例子為如下所示。但是,在本發(fā)明并不局限于此。
從原料的獲得性、合成的容易性、在各種溶劑中的溶解性方面來看,優(yōu)選上述(r-1)、(r-2)、(r-10)、(r-11)、(r-16)、(r-17)的基團。
另外,上述R3具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
在上述通式(2)中,R4及R5各自獨立地表示單鍵或2價的連接基團。
作為上述R4、R5表示的“2價的連接基團”,也可以具有取代基,優(yōu)選為直鏈、支鏈或環(huán)狀的亞烷基、亞芳基或亞芳烷基、-O-、-S-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO-、-SO2-、-CO2-、或-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團(上述R19及R20各自獨立地表示氫原子或碳數(shù)為1~4的烷基)。其中優(yōu)選為有機連接基團。
作為上述R4,更優(yōu)選為直鏈或支鏈的亞烷基或亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO2-、-CO2-、-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,特別優(yōu)選為直鏈或支鏈的亞烷基或亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-CO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團。
作為上述R5,更優(yōu)選為單鍵、直鏈或支鏈的亞烷基、亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO2-、-CO2-、-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,特別優(yōu)選為直鏈或支鏈的亞烷基、亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-CO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團。
另外,上述R4、R5具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
另外,上述通式(2)中的P2表示高分子骨架,可從通常的聚合物等中適當選擇。關(guān)于聚合物的優(yōu)選方案,與上述通式(1)中的P1同義,優(yōu)選方案也相同。
在上述通式(2)表示的高分子化合物中,特別優(yōu)選R3為上述具體例子(r-1)、(r-2)、(r-10)、(r-11)、(r-16)或(r-17),R4為單鍵、直鏈或支鏈的亞烷基或亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-CO2-、或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,R5為單鍵、亞乙基、亞丙基、或下述通式(s-a)或(s-b)表示的連接基團,P2為乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯類化合物聚合物、醚類化合物聚合物、聚氨酯類聚合物、或它們的改性物,y為1~2,x為3~6的高分子化合物。還有,下述基團中,R21表示氫原子或甲基,1表示1或2。
在本發(fā)明的制造方法中所采用的高分子化合物的質(zhì)均分子量優(yōu)選為1000以上,更優(yōu)選為3000~100000,進一步優(yōu)選為5000~80000,特別優(yōu)選為7000~60000。如果質(zhì)均分子量處于上述范圍內(nèi),則可以充分發(fā)揮聚合物末端導入的多個官能團的效果,在對固體表面的吸附性、膠束形成能力、表面活性方面發(fā)揮優(yōu)異的性能,可以獲得良好的分散性和分散穩(wěn)定性。
本發(fā)明的制造方法中優(yōu)選使用的通式(1)表示的化合物的具體例子如下所示。但是,本發(fā)明并不局限于這些具體例子。
上述通式(1)或者(2)所表示的高分子化合物例如可以通過下述各方法等進行合成。
1、使末端導入了選自羧基、羥基、氨基等的官能團的聚合物,與具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的酰鹵、或具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的鹵代烷、或具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的異氰酸酯等進行高分子反應的方法。
2、使末端導入了碳-碳雙鍵的聚合物,與具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的硫醇進行邁克爾加成反應的方法。
3、使末端導入了碳-碳雙鍵的聚合物,與具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的硫醇在自由基引發(fā)劑的存在下進行反應的方法。
4、使末端導入了多個硫醇基的聚合物,與導入了碳-碳雙鍵的官能團(上述通式中的A1或A2)在自由基引發(fā)劑的存在下進行反應的方法。
5、用具有多個官能團(上述通式中的A1或A2)的硫醇化合物作為鏈轉(zhuǎn)移劑,使乙烯基單體進行自由基聚合的方法。
其中,從合成容易性來看,優(yōu)選2、3、4、5合成方法,更優(yōu)選3、4、5合成方法,特別優(yōu)選合成方法5。另外,關(guān)于這些合成方法,可以參考日本特願2006-129714號說明書第0184~0216段中記載的內(nèi)容。
此外,作為分子量為1000以上的高分子化合物也可以使用下述具有酸性基團的高分子化合物(下文中也將該化合物稱為“含有酸性基團的高分子化合物”),該高分子化合物優(yōu)選為具有羧基的高分子化合物,更優(yōu)選為含有(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元中的至少一種及(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元中的至少一種的共聚化合物。
作為(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元,優(yōu)選為下述通式(I)表示的重復單元,更優(yōu)選為由丙烯酸或甲基丙烯酸衍生的重復單元,作為(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元,優(yōu)選為下述通式(II)表示的重復單元,更優(yōu)選為下述通式(IV)表示的重復單元,特別優(yōu)選為由丙烯酸芐基酯、甲基丙烯酸芐基酯、丙烯酸苯乙酯、甲基丙烯酸苯乙酯、丙烯酸3-苯基丙酯或甲基丙烯酸3-苯基丙酯衍生的重復單元。
通式(I)
通式(III)
通式(II)
通式(IV)
通式(V)
式中,R1表示氫原子或碳原子數(shù)為1~5的烷基。R2表示氫原子或碳原子數(shù)為1~5的烷基。R3表示下述通式(III)所示的基團。R4表示氫原子、碳原子數(shù)為1~5的烷基、羥基、碳原子數(shù)為1~5的羥烷基、或碳原子數(shù)為6~20的芳基。R5及R6各自獨立地表示氫原子或碳原子數(shù)為1~5的烷基。i表示1~5的數(shù)。R7表示氫原子或碳原子數(shù)為1~5的烷基。R8表示下述通式(V)所示的基團。R9表示碳原子數(shù)為2~5的烷基或碳原子數(shù)為6~20的芳基。R10及R11各自獨立地表示氫原子或碳原子數(shù)為1~5的烷基。j表示1~5的數(shù)。
另外,就(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元和(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元的聚合比例而言,重復單元(A)相對于全部重復單元數(shù)的數(shù)量比%優(yōu)選為3~40,更優(yōu)選為5~35。
如果沒有特別指定,本發(fā)明的制造方法中的高分子的分子量是指質(zhì)均分子量。作為高分子的分子量的測定方法,可以列舉色譜法、粘度法、光散射法、沉降速度法等。在本發(fā)明中,如果沒有特別說明,都是使用通過凝膠滲透色譜(載體四氫呋喃)進行測定并經(jīng)過聚苯乙烯換算的質(zhì)均分子量。
作為具有羧基的高分子化合物,例如可以列舉聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、側(cè)鏈帶有羧基的纖維素衍生物等。作為含有(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元中的至少一種及(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元中的至少一種的共聚化合物,可以列舉諸如日本特開昭59-44615號公報、特開昭54-34327號公報、特公昭58-12577號公報、特公昭54-25957號公報、特開昭59-53836號公報及特開昭59-71048號公報中記載的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化的馬來酸共聚物等。另外,作為特別優(yōu)選的例子,可以列舉美國專利第4139391號說明書中記載的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯及其它乙烯基化合物的多元共聚物。
作為乙烯基化合物的例子,可以列舉苯乙烯或取代的苯乙烯(例如乙烯基甲苯、乙烯基乙苯)、乙烯基萘或取代的乙烯基萘、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈等。優(yōu)選苯乙烯。
高分子化合物可以是水溶性、油溶性中的任一種,也可以是水溶性且油溶性的。
高分子化合物的添加方式可以是高分子化合物溶解于水性溶劑或有機溶劑中形成的溶液,也可以是固體狀態(tài),另外,也可以是它們的組合。作為采用溶解于溶劑中形成的溶液進行添加的方法,例如可以列舉溶解于與凝集的顏料納米粒子液的溶劑相同的溶劑中,以此狀態(tài)添加到凝集的顏料納米粒子液中的方法;溶解于與凝集的顏料納米粒子液的溶劑混溶但不同的溶劑中,以此狀態(tài)添加到凝集的顏料納米粒子液中的方法。采用溶解于溶劑中形成的溶液進行添加時,對高分子化合物的濃度沒有特別限定,但優(yōu)選為1~70質(zhì)量%,更優(yōu)選為2~65質(zhì)量%,特別優(yōu)選為3~60質(zhì)量%。
高分子化合物的添加可以是以下任意時間析出形成顏料納米粒子時或其前后、濃縮時或其前后、分散濃縮后的凝集顏料納米粒子時或其前后、這些工序結(jié)束后,另外也可以分為多次添加。在本發(fā)明的制造方法中,也可以使下述的作為粘結(jié)劑的組合物中含有質(zhì)均分子量為1000以上的高分子化合物,例如優(yōu)選在顏料納米粒子析出液濃縮后,在使凝集的顏料納米粒子微細分散時進行添加。
作為分子量為1000以上的高分子化合物,除了上述化合物外,例如可以列舉聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚環(huán)氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇的部分縮甲醛化物、聚乙烯醇的部分縮丁醛化物、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、聚酰胺、纖維素衍生物、淀粉衍生物等。另外,還可以使用褐藻酸鹽、明膠、白蛋白、酪蛋白、阿拉伯膠、黃蓍膠、木質(zhì)素磺酸鹽等天然高分子化合物類。另外,作為具有酸性基團的高分子化合物,可以列舉聚硫酸乙烯酯、縮合萘磺酸等。
相對于100質(zhì)量份顏料,分子量為1000以上的高分子化合物的添加量優(yōu)選為0.1~1000質(zhì)量份,更優(yōu)選為5~500質(zhì)量份,特別優(yōu)選為10~300質(zhì)量份。
分子量為1000以上的高分子化合物可以僅使用1種,也可以組合使用二種以上,也可以與分子量不足1000的化合物并用。
在本發(fā)明的制造方法中,優(yōu)選在顏料納米粒子析出后,使分散液中含有替換用溶劑(第3溶劑)。對第3溶劑的種類沒有特別的限定,優(yōu)選為有機溶劑,例如,優(yōu)選為酯化合物溶劑、醇化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、脂肪族化合物溶劑、酮化合物溶劑,特別優(yōu)選為酯化合物溶劑、酮化合物溶劑。
作為酯化合物溶劑,例如可以列舉2-(1-甲氧基)丙基乙酸酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等。作為醇化合物溶劑,例如可以列舉正丁醇、異丁醇等。作為芳香族化合物溶劑,例如可以列舉苯、甲苯、二甲苯等。作為脂肪族化合物溶劑,例如可以列舉正己烷、環(huán)己烷等。作為酮化合物溶劑,例如可以列舉甲乙酮、丙酮、環(huán)己酮等。
其中,優(yōu)選乳酸乙酯、乙酸乙酯、丙酮、乙醇,更優(yōu)選乳酸乙酯。它們可以單獨使用1種,也可以二種以上并用。還有,第3溶劑不能與良溶劑(第1溶劑)或者不良溶劑(第2溶劑)相同。
對替換用溶劑的添加時機沒有特別的限定,只要是在顏料納米粒子析出后即可,優(yōu)選在上述濃縮·除去工序之后添加。即,優(yōu)選用替換用溶劑(第3溶劑)來替換由混合液(顏料納米粒子在該混合液中析出)中的良溶劑(第1溶劑)和不良溶劑(第2溶劑)所構(gòu)成的溶劑成分。
另外,在制備后述的顏料分散組合物時,優(yōu)選采用這樣的步驟經(jīng)過第1次的濃縮·除去工序(第1濃縮)之后,添加第3溶劑進行溶劑替換,然后通過第2次的濃縮·除去工序(第2濃縮),使溶劑成分減少以得到濃縮液,或除去溶劑成分以得到粉末。之后,加入粘結(jié)劑和/或溶劑,制得所期望的顏料分散組合物。
對替換用溶劑的添加量沒有特別的限定,相對于100質(zhì)量份顏料納米粒子,優(yōu)選為100~300000質(zhì)量份,更優(yōu)選為500~10000質(zhì)量份。
顏料納米粒子例如可以在分散于載體中的狀態(tài)下使用。上述載體是指涂料處于液體狀態(tài)時使顏料分散的介質(zhì)部分,包括液狀的與上述顏料結(jié)合并固著涂膜的部分(粘結(jié)劑)和對其進行溶解稀釋的成分(有機溶劑)。此外,在本發(fā)明中,形成顏料納米粒子時所采用的粘結(jié)劑與再分散化時所采用的粘結(jié)劑可以相同,也可以不同。
可以根據(jù)目的來適當?shù)卮_定本發(fā)明的顏料分散物中的顏料納米粒子濃度,但是優(yōu)選顏料納米粒子相對于分散物的總量為2~30質(zhì)量%,更優(yōu)選為4~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選為5~15質(zhì)量%。
對于如上所述的在載體中分散的情況,粘結(jié)劑及溶解稀釋用成分的量可以根據(jù)有機顏料的種類等進行適當確定,相對于分散組合物的總量,粘結(jié)劑的量優(yōu)選為1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選為3~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選為5~15質(zhì)量%。溶解稀釋用成分的量優(yōu)選為5~80質(zhì)量%,更優(yōu)選為10~70質(zhì)量%。
對于溶劑成分減少后的濃縮顏料納米粒子液來說,如前所述,納米粒子會發(fā)生凝集。作為將這種凝集的顏料納米粒子再分散的方法,例如可以采用超聲波分散方法及施加物理能量的方法。所使用的超聲波照射裝置優(yōu)選具有能夠施加10kHz以上的超聲波的功能,例如可以列舉超聲波均化器、超聲波清洗機等。如果超聲波照射時液溫上升,則會引起納米粒子的熱凝集(參見非專利文獻1),因此優(yōu)選液溫為1~100℃,更優(yōu)選為5~60℃。作為溫度控制方法,可以通過控制分散液溫度、對控制分散液溫度的溫度調(diào)節(jié)層進行溫度控制來實施。
對作為施加物理能量使?jié)饪s后的顏料納米粒子進行分散時使用的分散機沒有特別的限制,例如可以列舉捏合機、輥式磨碎機、精碎機、高速研磨機、溶解機、均勻混合器、砂磨機等分散機。另外,還可以列舉高壓分散法,及通過使用微珠進行分散的方法作為優(yōu)選方法。
本發(fā)明的著色感光性樹脂組合物含有上述有機顏料納米粒子的分散物、粘結(jié)劑、單體或低聚物、光聚合引發(fā)劑或光聚合引發(fā)劑體系。以下,對著色感光性樹脂組合物的各成分進行說明。
關(guān)于納米尺寸的有機顏料納米粒子及其分散液的制作方法,已經(jīng)進行了詳細敘述。顏料納米粒子的含量,相對于著色感光性樹脂組合物中的全部固形物(在本發(fā)明中,全部固形物是指除有機溶劑外的組分的合計)優(yōu)選為3~90質(zhì)量%,更優(yōu)選為20~80質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為25~60質(zhì)量%。如果該量過多,則分散液的粘度上升,有時會導致制造適應性上的問題。如果過少,則著色力不足。另外,為了調(diào)色也可以與常用的顏料組合使用。顏料可以使用以上所述的那些。
單體或低聚物優(yōu)選為具有2個以上的烯屬不飽和雙鍵、并且通過光照可進行加成聚合的多官能單體。作為這種單體和低聚物,可以列舉分子中具有至少一個可進行加成聚合的烯屬不飽和基團、常壓下的沸點在100℃以上的化合物。
這些單體或低聚物可以單獨使用,或混合二種以上使用,該單體或低聚物相對于著色感光性樹脂組合物的全部固形物的含量通常為5~50質(zhì)量%,優(yōu)選為10~40質(zhì)量%。如果該量過多,則難以控制顯影性,會在制造適應性上產(chǎn)生問題。如果過少,則曝光時的固化力不足。
作為粘結(jié)劑,優(yōu)選具有酸性基團的粘結(jié)劑,可以在制備噴墨墨水或者著色感光性樹脂組合物時添加該粘結(jié)劑,也優(yōu)選在制造上述顏料納米粒子分散組合物時、或在形成顏料納米粒子時添加??梢詫⒄辰Y(jié)劑添加到有機顏料溶液以及不良溶劑(向該不良溶劑中添加有機顏料溶液以生成顏料納米粒子)的兩者或者一者中。或者也優(yōu)選在形成顏料納米粒子時通過其他的體系來添加粘結(jié)劑溶液。
粘結(jié)劑優(yōu)選在側(cè)鏈上具有羧酸基或羧酸酯基等極性基團的堿可溶性聚合物。
粘結(jié)劑可以單獨使用,也可以以與通常的成膜性聚合物并用形成組合物的狀態(tài)使用,相對于100質(zhì)量份顏料納米粒子,粘結(jié)劑的添加量一般為10~200質(zhì)量份,優(yōu)選為25~100質(zhì)量份。
作為光聚合引發(fā)劑或光聚合引發(fā)劑體系(在本發(fā)明中,光聚合引發(fā)劑體系是指由多種化合物組合起來實現(xiàn)光聚合引發(fā)功能的混合物),可以列舉美國專利第2367660號說明書中公開的鄰偶酰酮(vicinal polyketaldonyl)化合物、美國專利第2448828號說明書中記載的偶姻醚化合物、美國專利第2722512號說明書中記載的α-烴取代的芳香族偶姻化合物、美國專利第3046127號說明書及美國專利第2951758號說明書中記載的多環(huán)醌化合物、美國專利第3549367號說明書中記載的三芳基咪唑二聚物和對氨基酮的組合、日本特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑化合物和三鹵甲基-s-三嗪化合物、美國專利第4239850號說明書中記載的三鹵甲基-三嗪化合物、美國專利第4212976號說明書中記載的三鹵甲基噁二唑化合物等。特別優(yōu)選三鹵甲基-s-三嗪、三鹵甲基噁二唑及三芳基咪唑二聚物。
另外,還可以列舉日本特開平11-133600號公報中記載的“聚合引發(fā)劑C”,以及作為肟類的1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰乙氧羰基)肟、O-苯甲酰基-4’-(苯硫基)苯甲?;?己基-酮肟、2,4,6-三甲基苯基羰基-二苯基膦酰氧化物、六氟磷酸-三烷基苯鏻鹽等作為優(yōu)選的物質(zhì)。
這些光聚合引發(fā)劑或光聚合引發(fā)劑體系可以單獨使用,也可以混合二種以上使用,特別優(yōu)選使用二種以上。如果使用至少二種光聚合引發(fā)劑,則特別可以減少顯示特性中的顯示不均勻現(xiàn)象。
相對于著色感光性樹脂組合物的全部固形物來說,光聚合引發(fā)劑或光聚合引發(fā)劑體系的含量通常為0.5~20質(zhì)量%,優(yōu)選為1~15質(zhì)量%。如果該量過多,則敏感度過高,難以控制。如果過少,則曝光敏感度過低。曝光時可以使用的放射線特別優(yōu)選g線、i線等紫外線。照射量優(yōu)選5~1500mJ/cm2,更優(yōu)選10~1000mJ/cm2,特別優(yōu)選10~500mJ/cm2。
在著色感光性樹脂組合物中,除上述成分外,另外還可以使用制備樹脂組合物用的有機溶劑(第4溶劑)。對作為第4溶劑的例子沒有特別的限定,可以列舉酯類、醚類、酮類。在這些溶劑中,優(yōu)選使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙基溶纖劑、乳酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環(huán)己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯等作為溶劑。這些溶劑可以單獨使用或組合二種以上使用。另外,作為該第4溶劑,可以使用上述的高沸點有機溶劑,例如,必要時可以使用沸點為180℃~250℃的溶劑。相對于樹脂組合物的總量,第4溶劑的含量優(yōu)選為10~95質(zhì)量%。
此外,在著色感光性樹脂組合物中,還可以含有表面活性劑、熱聚合抑制劑、著色劑(染料、顏料)、紫外線吸收劑、粘結(jié)助劑及其他的添加劑等。
[噴墨墨水] 本發(fā)明的噴墨墨水除了用于濾色器以外,也可以用于形成圖像等,還可以用作通常的噴墨墨水,但是優(yōu)選用作濾色器用噴墨墨水。作為噴墨墨水,對本發(fā)明中的實施方式?jīng)]有特別的限定,例如可以優(yōu)選采用日本特開2002-201387號中所述的方法等。
本發(fā)明的噴墨墨水只要使用了上述有機顏料納米粒子(a)即可,而且優(yōu)選還含有粘結(jié)劑(b)、單體或者低聚物(c)。其中,作為粘結(jié)劑(b)和單體或者低聚物(c),可以使用在前面就著色感光性樹脂組合物已進行過說明的物質(zhì)。此外,在本發(fā)明的噴墨墨水中,還可以含有光聚合引發(fā)劑或者光聚合引發(fā)劑體系(d)、以及其他的添加劑。各個成分((a)~(d)、其他的添加劑)的含量與在前面就著色感光性樹脂組合物進行說明的含量相同。但是,在將本發(fā)明的噴墨墨水形成為制作濾色器用墨水時,優(yōu)選的實施方式是不形成感光性墨水,并且優(yōu)選不使用光聚合引發(fā)劑或者光聚合引發(fā)劑體系。
在本發(fā)明的濾色器用噴墨墨水中,優(yōu)選控制墨水溫度使粘度的變動幅度在±5%以內(nèi)。噴射時的粘度優(yōu)選在5~25mPa·s,更優(yōu)選在8~22mPa·s,特別優(yōu)選在10~20mPa·s(在本發(fā)明中,如果沒有特別說明,粘度是指在25℃時的值)。除對上述噴射溫度進行設定以外,也可以通過調(diào)節(jié)墨水中含有的成分的種類和添加量來調(diào)節(jié)粘度。上述粘度可以通過例如圓錐平板型旋轉(zhuǎn)粘度計或E型粘度計等通常的裝置進行測定。
此外,從提高像素的平坦性的角度考慮,噴射時墨水的表面張力優(yōu)選為15~40mN/m(在本發(fā)明中,如果沒有特別說明,表面張力是指在23℃時的值),更優(yōu)選為20~35mN/m,最優(yōu)選為25~30mN/m。可以通過添加表面活性劑、改變?nèi)軇┑姆N類來調(diào)節(jié)表面張力??梢允褂美绫砻鎻埩y定裝置(協(xié)和界面科學株式會社制造,CBVP-Z)、全自動平衡式電子表面張力計ESB-V(協(xié)和科學株式會社制造)等公知的測量儀根據(jù)鉑板法來測定上述表面張力。
作為濾色器用噴墨墨水的噴射方法,可以采用連續(xù)性地噴射帶電墨水并利用電場進行控制的方法,利用壓電元件間歇性地噴射墨水的方法,以及對墨水進行加熱并利用產(chǎn)生的氣泡將墨水間歇性地噴射的方法等各種方法。
此外,關(guān)于形成各像素時使用的噴墨法,可以采用使墨水熱固化的方法、使墨水光固化的方法、預先在襯底上形成透明的受像層之后進行滴注的方法等通常的方法。
在本發(fā)明中,優(yōu)選的是,在用濾色器用噴墨墨水來形成像素之前,預先制作隔壁,在被該隔壁所包圍的部分噴射墨水這樣的制作方法。雖然所述隔壁可以為任何物質(zhì),但是在制造濾色器時,優(yōu)選的是,具有黑底功能的遮光性的隔壁(以下也簡稱為“隔壁”)??梢圆捎门c常用的濾色器用黑底相同的材料、方法來制造該隔壁。
可以采用通常的涂覆方法來涂覆上述的著色感光性樹脂組合物,并將其干燥以形成涂覆膜。對于涂覆方法,例如可以列舉使用狹縫狀噴嘴進行涂覆、旋轉(zhuǎn)涂覆等。
對本發(fā)明的感光性轉(zhuǎn)印材料的具體結(jié)構(gòu)沒有特別的限定,只要具有含有上述著色感光性樹脂組合物的感光性樹脂層即可,但是優(yōu)選(例如)采用一體型的膜來形成。作為說明該一體型的膜的結(jié)構(gòu)的例子,可以列舉將臨時支撐物/熱塑性樹脂層/中間層/感光性樹脂層/保護膜按此順序進行層合而得到的結(jié)構(gòu)。
在感光性轉(zhuǎn)印材料中,作為臨時支撐物,必須是具有可彎曲性、即使在加壓或加熱加壓下也不會產(chǎn)生顯著變形、收縮或伸長的材料。作為這種臨時支撐物的例子,可以列舉聚對苯二甲酸乙二酯膜、三乙酸纖維素膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜等,其中特別優(yōu)選雙軸拉伸的聚對苯二甲酸乙二酯膜。
作為熱塑性樹脂層中使用的成分,優(yōu)選日本特開平5-72724號公報中記載的有機高分子物質(zhì),特別優(yōu)選從通過維卡-Vicat法(具體來說,是按照美國材料試驗法ASTMD 1235測定聚合物軟化點的方法)測得的軟化點為約80℃以下的有機高分子物質(zhì)中進行選擇。具體來說,可以列舉聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴,乙烯與乙酸乙烯酯或其皂化物等的乙烯共聚物,乙烯與丙烯酸酯或其皂化物、聚氯乙烯、氯乙烯與乙酸乙烯酯及其皂化物等的氯乙烯共聚物,聚偏氯乙烯、聚偏氯乙烯共聚物、聚苯乙烯、苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯或其皂化物等的苯乙烯共聚物,聚乙烯基甲苯、乙烯基甲苯和(甲基)丙烯酸酯或其皂化物等的乙烯基甲苯共聚物,聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯等形成的(甲基)丙烯酸酯共聚物,乙酸乙烯酯共聚尼龍、共聚尼龍、N-烷氧基甲基化尼龍、N-二甲基氨基化尼龍之類的聚酰胺樹脂等有機高分子。
對于感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料,在涂覆多個涂覆層時及在涂覆后進行保存時,為了防止成分的混合,優(yōu)選設置中間層。作為該中間層,優(yōu)選使用日本特開平5-72724號公報中作為“分離層”而記載的具有阻隔氧的功能的氧阻擋膜,在這種情況下,曝光時的敏感度上升,減少了曝光機的時間負荷,提高了生產(chǎn)率。
作為氧阻擋膜,優(yōu)選顯示較低的氧透過性,能分散或溶解于水或堿水溶液中的材料,可以從通常的材料中進行適當選擇。其中,特別優(yōu)選聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的組合。
優(yōu)選在感光性樹脂層上設置用于保護其免受貯存時的污染及損傷的薄保護膜。保護膜可以是由與臨時支撐物相同或類似的材料構(gòu)成,但是必須容易與感光性樹脂層分離。作為保護膜的材料,例如有機硅紙、聚烯烴或聚四氟乙烯片材是適宜的。
感光性轉(zhuǎn)印材料可通過以下方式制作,即,在臨時支撐物上涂覆使熱塑性樹脂層的添加劑溶解而形成的涂覆液(熱塑性樹脂層用涂覆液),然后干燥,由此設置熱塑性樹脂層,然后在熱塑性樹脂層上涂覆由不溶解熱塑性樹脂層的溶劑構(gòu)成的中間層材料溶液,并進行干燥,然后采用不溶解中間層的溶劑進行涂覆和干燥,從而設置感光性樹脂層。
另外,也可以通過以下方式進行制作,即,準備在上述臨時支撐物上設置有熱塑性樹脂層及中間層的片材,以及在保護膜上設置有感光性樹脂層的片材,按照使中間層和感光性樹脂層接觸的方式進行相互粘合;還有,準備在上述臨時支撐物上設置有熱塑性樹脂層的片材,以及在保護膜上設置有感光性樹脂層及中間層的片材,按照使熱塑性樹脂層和中間層接合的方式進行相互粘合。
在感光性轉(zhuǎn)印材料中,感光性樹脂層的膜厚優(yōu)選為1.0~5.0μm,更優(yōu)選為1.0~4.0μm,特別優(yōu)選為1.0~3.0μm。另外,雖無特別限定,但作為其他的各層的優(yōu)選膜厚,通常優(yōu)選臨時支撐物為15~100μm,熱塑性樹脂層為2~30μm,中間層為0.5~3.0μm,保護膜為4~40μm。
本發(fā)明的濾色器的對比度優(yōu)異。在本發(fā)明中,對比度表示在兩片偏振片之間,偏振光軸平行時的透光量與偏振光軸垂直時的透光量之比(參見“1990年第7回色彩光學コンフアレンス,512色表示10.4”サイズTFT-LCD用カラ-フイルタ,植木、小關(guān)、福永、山中”等)。
濾色器的對比度高是指與液晶組合時的明暗區(qū)別可以變大,為了用液晶顯示器取代CRT,這是非常重要的性能。
將本發(fā)明的濾色器作為電視用濾色器使用時,優(yōu)選在F10光源下,紅(R)、綠(G)及藍(B)的所有單色色度與下表記載值(以下,在本發(fā)明中稱為“標準色度”。)之差(ΔE)在5以內(nèi),更優(yōu)選在3以內(nèi),特別優(yōu)選在2以內(nèi)。
本發(fā)明中的色度是利用顯微分光光度儀(オリンパス光學社制造,OSP100或200)測定的,并且作為F10光源下2度視野的結(jié)果進行計算的,用xyz表色體系的xyY值進行表示。另外,與標準色度的差以La*b*表色體系的色差表示。
具備本發(fā)明的濾色器的液晶顯示裝置,對比度高、黑色密實性等描繪力優(yōu)異,特別優(yōu)選為VA制式;也適合用作筆記本電腦用顯示器及電視監(jiān)視器等大畫面的液晶顯示裝置等。另外,本發(fā)明的濾色器可以用于CCD器件中,發(fā)揮優(yōu)異的性能。
實施例 下面基于實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明,但是本發(fā)明并不局限于這些例子。
(實施例1·比較例1) <濾色器A1的制作(采用狹縫狀噴嘴進行涂覆的方法來制作)> [濃縮顏料液A的制備] 向970mL二甲基亞砜(和光純藥社制造)中,添加61.0mL的30%甲醇鈉甲醇溶液、34g顏料C.I.顏料紅254(商品名Irgaphor RedBT-CF,チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ(株)制造)、40g聚乙烯基吡咯烷酮(商品名K-30,和光純藥社制造),制備顏料溶液Aa。此外,向900mL二甲基亞砜(和光純藥社制造)中,添加50.0mL的30%甲醇鈉甲醇溶液、20g顏料C.I.顏料紅177(商品名Chromofine Red 6605,大日精化(株)社制造)、20g聚乙烯基吡咯烷酮(商品名K-30,和光純藥社制造),制備顏料溶液Ab。另外準備含有30mL的1mol/L鹽酸水溶液(和光純藥社制造)的水1200mL作為不良溶劑。
此時,將溫度控制為18℃,向利用GK-0222-10型ラモンドスタ-ラ-(商品名,藤澤藥品工業(yè)社制造)以600rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌的不良溶劑—水1200mL中,用NP-KX-500型大容量無脈動泵(商品名,日本精密化學社制造)按100mL/min的流速注入100mL(1分鐘)顏料溶液Aa,之后,立刻用NP-KX-500型大容量無脈動泵按35mL/min的流速注入35mL(1分鐘)顏料溶液Ab,從而形成有機顏料納米粒子,制成顏料納米粒子分散液A。使用日機裝株式會社制造的ナノトラツクUPA-EX150(商品名)對所得到的分散液A中含有的顏料微粒進行測定,結(jié)果測得的體積平均粒徑(Mv)為26nm。
利用高速離心冷卻機HIMAC SCR20B(商品名,日立工機(株)社制造)以3100rpm(2000G)的轉(zhuǎn)速,將采用上述方法制備的顏料納米粒子分散液離心分離1小時,棄去上清液,回收沉降后的顏料納米粒子濃縮糊。使用8453型分光光度計(商品名,アジレント(Agilent)公司制造)測定該糊的顏料含量,結(jié)果,顏料紅254為19.8質(zhì)量%,顏料紅177為2.2質(zhì)量%。
向50.0mL乳酸乙酯中添加1.0g按照日本特開2000-239554號公報中的方法合成的下述顏料分散劑A(顏料分散劑A按照日本特開2000-239554號公報中的方法合成)以及5.9g上述通式(1)所表示的化合物中的示例化合物(C-16),將得到的溶液加入到12.5g上述顏料納米粒子濃縮糊中,用溶解機在3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌60分鐘,然后用FP-010型過濾器(商品名,住友電工フアインポリマ社制造)進行過濾,從而得到糊狀的濃縮顏料液A(顏料紅254為25.2質(zhì)量%,顏料紅177為2.8質(zhì)量%)。
(顏料分散劑A) [R顏料分散物A的制備] 使用上述糊狀物,制備具有以下組成的R顏料分散物A。
上述糊狀的濃縮顏料液A 13.5g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯(和光純藥社制造) 18.0g 利用電動磨M-50(商品名,アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度7m/s的條件下,將具有上述組成的R顏料分散物A分散1小時。
〔黑色(K)圖像的形成〕 用UV清洗裝置清洗無堿玻璃襯底后,再用清洗劑使用毛刷清洗,再用超純水采用超聲波進行清洗。將該襯底在120℃下進行3分鐘熱處理后,使表面狀態(tài)穩(wěn)定。
將該襯底冷卻到23℃后,使用具有狹縫狀管嘴的用于玻璃襯底的涂覆機(エフ·エ—·エス·アジア社制造,商品名MH-1600)將由下述表1-1中記載的組成所構(gòu)成的著色感光性樹脂組合物K1涂覆在該襯底上。接著用VCD(真空干燥裝置;東京応化工業(yè)(株)社制造)干燥30秒鐘,使部分溶劑干燥并且涂覆層不再流動后,在120℃下預烘干3分鐘,得到膜厚度為2.4μm的感光性樹脂層K1。
[表1-1] K顏料分散物1(炭黑)25質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 8.0質(zhì)量份 甲乙酮53質(zhì)量份 粘結(jié)劑2 9.1質(zhì)量份 氫醌單甲基醚 0.002質(zhì)量份 DPHA液4.2質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.16質(zhì)量份 表面活性劑1 0.044質(zhì)量份 采用具有超高壓水銀燈的鄰近型曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制),使襯底和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)保持垂直立放狀態(tài),將曝光掩模面和該感光性樹脂層間的距離設定為200μm,在300mJ/cm2的曝光量下進行圖案曝光。
接下來,用噴淋噴嘴將純水噴霧,使該感光性樹脂層K1的表面均勻潤濕。然后用KOH類顯影液(含有KOH、非離子表面活性劑,商品名CDK-1,富士フイルムエレクトロニクスマテアルズ公司制造,稀釋100倍后的液體)在23℃、平頭噴嘴的壓力為0.04MPa下噴淋顯影80秒,得到具有圖案的圖像。接下來,用超高壓清洗噴嘴在9.8MPa的壓力下噴射超純水,除去殘渣,得到黑色(K)的圖像K。然后在220℃下熱處理30分鐘。
著色感光性樹脂組合物K1通過以下方式得到,即,首先稱取K顏料分散物1、丙二醇單甲基醚乙酸酯,在溫度24℃(±2℃)下進行混合,并以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌10分鐘。接著,稱取甲乙酮、粘結(jié)劑2、氫醌單甲基醚、DPHA液、聚合引發(fā)劑A(2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-二乙氧基羰基甲基)氨基-3’-溴苯基]-s-三嗪、表面活性劑1,在溫度25℃(±2℃)下依次添加,并在溫度40℃(±2℃)下以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘。
<K顏料分散物1> ·碳黑(商品名Nipex 35、デグサジヤパン(株)社制造) 13.1質(zhì)量份 ·分散劑(下述化合物J1)0.65質(zhì)量份 ·聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.7萬) 6.72質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯 79.53質(zhì)量份
化合物J1 <粘結(jié)劑2> ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬) 27質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯 73質(zhì)量份 <DPHA液> ·二季戊四醇六丙烯酸酯(含有阻聚劑MEHQ 500ppm,日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA)76質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯 24質(zhì)量份 <表面活性劑1> メガフアツク F-780-F(大日本インキ化學工業(yè)(株)社制造),組成如下 ·C6F13CH2CH2OCOCH=CH240質(zhì)量份,和 H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH255質(zhì)量份,以及 H(OCH2CH2)7OCOCH=CH25質(zhì)量份的共聚物(分子量3萬) 30質(zhì)量份 ·甲乙酮 70質(zhì)量份 〔紅色(R)像素的形成〕 在形成有上述圖像K的襯底上,使用具有下述表1-2中記載的組成的著色感光性樹脂組合物RA1,通過與形成上述黑色(K)圖像相同的工序,進行熱處理后形成像素R。該感光性樹脂層RA1的膜厚及顏料的涂覆量如下所示。還有,該著色感光性樹脂組合物的制備順序與上述著色感光性樹脂組合物K1的制備順序相同。
感光性樹脂膜厚(μm) 1.60 顏料涂覆量(g/m2) 1.00 C.I.P.R.254的涂覆量(g/m2)0.90 C.I.P.R.177的涂覆量(g/m2)0.10 [表1-2] R顏料分散物A(CIPR254、CIPR177) 45質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 7.6質(zhì)量份 甲乙酮 37質(zhì)量份 粘結(jié)劑10.7質(zhì)量份 DPHA液 3.8質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B0.12質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A0.05質(zhì)量份 吩噻嗪 0.01質(zhì)量份 表面活性劑10.06質(zhì)量份 <粘結(jié)劑1> ·聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量4萬)27質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯73質(zhì)量份 <聚合引發(fā)劑B> 2-三氯甲基-(對苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑 〔綠(G)像素的形成〕 在形成有上述圖像K及像素R的襯底上,使用具有下述表1-3中記載的組成的著色感光性樹脂組合物G1,通過與形成上述黑色(K)圖像相同的工序,進行熱處理后形成像素G。該感光性樹脂層G1的膜厚及顏料的涂覆量如下所示。還有,該著色感光性樹脂組合物的制備順序與上述著色感光性樹脂組合物K1的制備順序相同。
感光性樹脂膜厚(μm)1.60 顏料涂覆量(g/m2) 1.92 C.I.P.G.36的涂覆量(g/m2) 1.34 C.I.P.Y.150的涂覆量(g/m2) 0.58 [表1-3] G顏料分散物1(CIPG36) 28質(zhì)量份 Y顏料分散物1(CIPY150) 15質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 29質(zhì)量份 甲乙酮26質(zhì)量份 環(huán)己酮1.3質(zhì)量份 粘結(jié)劑2 2.5質(zhì)量份 DPHA液3.5質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.12質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.05質(zhì)量份 吩噻嗪0.01質(zhì)量份 表面活性劑1 0.07質(zhì)量份 <G顏料分散物1> 富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)社制造,商品名為GT-2。
<Y顏料分散物1> 御國色素(株)社制造,商品名為CFイエロ—EX3393。
〔藍(B)像素的形成〕 在形成有上述圖像K、像素R及像素G的襯底上,使用具有下述表1-4中記載的組成的著色感光性樹脂組合物B1,通過與形成上述黑色(K)圖像相同的順序,進行熱處理后形成像素B,得到目標濾色器A1。該感光性樹脂層B1的膜厚及顏料的涂覆量如下所示。還有,該著色感光性樹脂組合物的制備順序與上述著色感光性樹脂組合物K1的制備順序相同。
感光性樹脂膜厚(μm) 1.60 顏料涂覆量(g/m2) 0.75 C.I.P.B.15:6的涂覆量(g/m2) 0.705 C.I.P.V.23的涂覆量(g/m2) 0.045 [表1-4] B顏料分散物1(CIPB 15:6) 8.6質(zhì)量份 B顏料分散物2(CIPB 15:6+CIPV 23) 15質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 28質(zhì)量份 甲乙酮 26質(zhì)量份 粘結(jié)劑3 17質(zhì)量份 DPHA液 4.0質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.17質(zhì)量份 吩噻嗪 0.02質(zhì)量份 表面活性劑1 0.06質(zhì)量份 <B顏料分散物1> 御國色素(株)社制,商品名為C Fブル-EX3357。
<B顏料分散物2> 御國色素(株)社制,商品名為C Fブル-EX3383。
<粘結(jié)劑3> ·聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯73質(zhì)量份 <濾色器B1的制作> 制備R顏料分散物B及著色感光性樹脂組合物RB1,并采用與制作濾色器A1相同的方法來制作濾色器B1,不同之處在于,同時向不良溶劑中添加(1分鐘)顏料溶液Aa和Ab,并且同時結(jié)束添加,從而制得顏料分散液B。使用日機裝株式會社制造的ナノトラツクUPA-EX150(商品名)對所得到的顏料分散液B中含有的顏料微粒進行測定,結(jié)果測得的體積平均粒徑(Mv)為25nm。
<濾色器C1的制作> 將在制作濾色器B1時所得到的顏料分散液B轉(zhuǎn)移到茄型燒瓶中,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在70℃下減壓干燥1.5小時,得到顏料分散液干燥粉末C(顏料濃度53.1質(zhì)量%)。向50.0cc乳酸乙酯中添加1.0g顏料分散劑A以及5.9g上述通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),將得到的溶液加入到5.2g上述顏料分散液干燥粉末C中,用溶解機在3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌80分鐘,然后用FP-010型過濾器(商品名,住友電工フアインポリマ社制造)進行過濾,從而得到糊狀的濃縮顏料液C(納米顏料濃度28質(zhì)量%),除此之外,采用與制作濾色器B1相同的方法,制備R顏料分散物C及著色感光性樹脂組合物RC1,制作了濾色器C1。
<濾色器D1的制作> 向50.0cc乳酸乙酯中添加1.0g顏料分散劑A以及5.9g上述通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),將得到的溶液加入到在制作濾色器B1時得到的顏料納米粒子濃縮糊12.5g中,用溶解機在3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌60分鐘,然后轉(zhuǎn)移到茄型燒瓶中,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在70℃下減壓干燥1.5小時,得到了干燥的顏料粉末D(顏料濃度50.0質(zhì)量%)。
[R顏料分散物D的制備] 制備具有下述組成的R顏料分散物D。
上述干燥的顏料粉末D 6.3g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯(和光純藥社制造)19.8g 利用電動磨M-50(商品名,アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度7m/s的條件下,將具有上述組成的R顏料分散物D分散1小時。
使用R顏料分散物D來制備著色感光性樹脂組合物RD1,并采用與制作濾色器A1相同的方法來制作濾色器D1。
<濾色器E1的制作> [濃縮顏料液Ea的制備] 向970mL二甲基亞砜(和光純藥社制造)中,添加61.0mL的30%甲醇鈉甲醇溶液、34g顏料C.I.顏料紅254(商品名為Irgaphor RedBT-CF,チバ·スペシヤルテイケミカルズ(株)制造)、40g聚乙烯基吡咯烷酮(商品名為K-30,和光純藥社制造),制備顏料溶液Ea。另外準備含有30mL的1mol/L鹽酸水溶液(和光純藥社制造)的水1200mL作為不良溶劑。
此時,將溫度控制為18℃,向利用GK-0222-10型ラモンドスタ-ラ-(商品名,藤澤藥品工業(yè)社制造)以600rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌的不良溶劑—水1200mL中,用NP-KX-500型大容量無脈動泵(商品名,日本精密化學社制造)按100mL/min的流速注入100mL顏料溶液Ea,制成顏料分散液Ea。使用日機裝株式會社制造的ナノトラツクUPA-EX150(商品名)對所得到的顏料分散液Ea中含有的顏料微粒進行測定,結(jié)果測得的體積平均粒徑(Mv)為28nm。
利用高速離心冷卻機HIMAC SCR20B(商品名,日立工機(株)社制造)以3100rpm(2000G)的轉(zhuǎn)速,將采用上述方法制備的顏料納米粒子分散液離心分離1小時,棄去上清液,回收沉降后的顏料納米粒子濃縮糊。使用8453型分光光度計(商品名,アジレント(Agilent)社制造)測定該糊的顏料含量,結(jié)果為24.1質(zhì)量%。
向50.0mL乳酸乙酯中添加1.1g顏料分散劑A以及6.8g上述通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),將得到的溶液加入到13.1g上述顏料納米粒子濃縮糊中,用溶解機在3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌60分鐘,然后用FP-010型過濾器(商品名,住友電工フアインポリマ社制造)進行過濾,從而得到糊狀的濃縮顏料液Ea(顏料含量26.6質(zhì)量%)。
[R顏料分散物Ea的制備] 使用上述糊狀物制備具有下述組成的R顏料分散物Ea。
上述糊狀的濃縮顏料液Ea 13.2g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯(和光純藥社制造) 16.0g 利用電動磨M-50(商品名,アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度7m/s的條件下,將具有上述組成的R顏料分散物Ea分散1小時。
[濃縮顏料液Eb的制備] 向900mL二甲基亞砜(和光純藥社制造)中,添加50.0mL的30%甲醇鈉甲醇溶液、20g顏料C.I.顏料紅177(商品名Chromofine Red6605,大日精化(株)制造)、20g聚乙烯基吡咯烷酮(商品名K-30,和光純藥社制造),制備顏料溶液Eb。另外準備含有30mL的1mol/L鹽酸水溶液(和光純藥社制造)的水1200mL作為不良溶劑。
此時,將溫度控制為18℃,向利用GK-0222-10型ラモンドスタ-ラ-(商品名,藤澤藥品工業(yè)社制造)以600rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌的不良溶劑—水1200mL中,用NP-KX-500型大容量無脈動泵(商品名,日本精密化學社制造)按35mL/min的流速注入35mL顏料溶液Eb,形成有機顏料納米粒子,制成顏料分散液Eb。使用日機裝株式會社制造的ナノトラツクUPA-EX150(商品名)對所得到的顏料分散液Eb中含有的顏料微粒進行測定,結(jié)果測得的體積平均粒徑(Mv)為25nm。
利用高速離心冷卻機HIMAC SCR20B(商品名,日立工機(株)社制造)以3100rpm(2000G)的轉(zhuǎn)速,將采用上述方法制備的顏料納米粒子分散液離心分離1小時,棄去上清液,回收沉降后的顏料納米粒子濃縮糊。使用8453型分光光度計(商品名,アジレント(Agilent)社制造)測定該糊的顏料含量,結(jié)果為21.4質(zhì)量%。
向50.0mL乳酸乙酯中添加1.1g顏料分散劑A以及6.9g上述通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),將得到的溶液加入到15.0g上述顏料納米粒子濃縮糊中,用溶解機在3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌60分鐘,然后用FP-010型過濾器(商品名,住友電工フアインポリマ社制造)進行過濾,從而得到糊狀的濃縮顏料液Eb(顏料含量27.1質(zhì)量%)。
[R顏料分散物Eb的制備] 使用上述糊狀物制備具有下述組成的R顏料分散物Eb。
上述糊狀的濃縮顏料液Eb 14.3g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯(和光純藥社制造) 18.0g 利用電動磨M-50(商品名,アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度7m/s的條件下,將具有上述組成的R顏料分散物Eb分散1小時。
采用與制作濾色器A1相同的方法制作濾色器E1,不同之處在于,將具有表1-2所述組成的著色感光性樹脂組合物RA1變更為具有表1-5所述組成的著色感光性樹脂組合物RE1。
[表1-5] R顏料分散物Ea(CIPR254) 40質(zhì)量份 R顏料分散物Eb(CIPR177) 5.0質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 7.6質(zhì)量份 甲乙酮 37質(zhì)量份 粘結(jié)劑1 0.7質(zhì)量份 DPHA液 3.8質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.12質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.05質(zhì)量份 吩噻嗪 0.01質(zhì)量份 表面活性劑1 0.06質(zhì)量份 <濾色器F1的制作> 按照下述方式,使用微珠分散機制備具有下述組成的顏料分散組合物Fa。
顏料(顏料紅254) 6.4g 顏料分散劑A 0.6g 聚乙烯基吡咯烷酮(和光純藥(株)社制,K30)1.3g 通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16)6.0g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯 46.0g 向1-甲氧基-2-丙基乙酸酯溶液中加入顏料(顏料紅254)粉末、聚乙烯基吡咯烷酮、通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),攪拌,得到混合液。然后,利用電動磨M-50(アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度9m/s的條件下,將上述混合液分散10小時。
按照下述方式,使用微珠分散機制備具有下述組成的顏料分散組合物Fb。
顏料(顏料紅177) 6.0g 顏料分散劑A 0.8g 聚乙烯吡咯烷酮(和光純藥(株)社制,K30) 1.0g 通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16) 5.1g 1-甲氧基-2-丙基乙酸酯 37.0g 向1-甲氧基-2-丙基乙酸酯溶液中加入顏料(顏料紅177)粉末、聚乙烯吡咯烷酮、通式(1)表示的化合物中的示例化合物(C-16),攪拌,得到混合液。然后,利用電動磨M-50(アイガ—·ジヤパン社制造)并使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度9m/s的條件下,將上述混合液分散10小時。
采用與濾色器A1相同的方法制作了濾色器F1,不同之處在于,將具有表1-2所述組成的著色感光性樹脂組合物RA1變更為表1-6所述組成的著色感光性樹脂組合物RF1。
<濾色器G1的制作> 制備R顏料分散物G及著色感光性樹脂組合物RG1,并采用與制作濾色器A1相同的方法來制作濾色器G1,不同之處在于,將溫度控制為18℃,向利用GK-0222-10型ラモンドスタ-ラ-(商品名,藤澤藥品工業(yè)社制造)以600rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌的顏料分散液Ea中,添加溫度被控制為18℃的顏料分散液Eb,混合,以制備顏料分散液G。
本說明書中,將按照上述方法通過使用狹縫狀噴嘴進行涂覆而制作的濾色器A1~G1統(tǒng)稱為濾色器1。
[表1-6] R顏料分散物Fa(CIPR254) 40質(zhì)量份 R顏料分散物Fb(CIPR177) 5.0質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯7.6質(zhì)量份 甲乙酮 37質(zhì)量份 粘結(jié)劑1 0.7質(zhì)量份 DPHA液 3.8質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.12質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.05質(zhì)量份 吩噻嗪 0.01質(zhì)量份 表面活性劑1 0.06質(zhì)量份 [濾色器A1~F1的對比度的測定] 作為背光部件,使用在三波長冷陰極管光源(FWL18EX-N,商品名,東芝ライテツク(株)社制造)上設置擴散板而形成的裝置,在兩片偏振片(HLC2-2518,商品名,(株)サンリツ社制造)之間放置制得的濾色器,測定偏振光軸平行時和垂直時的透光量,將其比作為對比度(參見植木、小關(guān)、福永、山中編著的“512色表示10.4”サイズTFT-LCD用カラ-フイルタ”,第7回色彩光學コンフアレンス(1990年)等)。
濾色器A1~G1的對比度的測定結(jié)果如表1-7所示。
[時效穩(wěn)定性的評價] 在制備完成著色感光性樹脂組合物RA1~RG1之后,立即測定其在25℃下的粘度(起始粘度)。此外,在5℃的環(huán)境下保存4個月,然后測定著色感光性樹脂組合物RA1~RG1在25℃下的粘度(時效粘度)。比較起始粘度與時效粘度以及增加值,結(jié)果如表1-7所示。此處,粘度使用振動式粘度計VM-100A-L來測定。
[表1-7] 由表1-7的結(jié)果可知,與比較例的濾色器E1、F1及G1相比,本發(fā)明例的濾色器A1~D1顯示出高對比度,并顯示出良好的顯示特性。此外,與比較例的著色感光性樹脂組合物RE1、RF1及RG1相比,本發(fā)明例的著色感光性樹脂組合物RA1~RD1能夠長時間地保持高度的分散穩(wěn)定性,顯示出良好的時效穩(wěn)定性。
(實施例2·比較例2) <濾色器A2~G2的制作(通過感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料的層壓來制作)> 〔感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料的制作〕 在厚度為75μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜臨時支撐物上,用狹縫狀噴嘴涂覆由下述配方H1構(gòu)成的熱塑性樹脂層用涂覆液,并進行干燥。接著,涂覆由下述配方P1構(gòu)成的中間層用涂覆液,并進行干燥。再涂覆上述著色感光性樹脂組合物K1,并進行干燥,從而在該臨時支撐物上設置干燥膜厚為14.6μm的熱塑性樹脂層、干燥膜厚為1.6μm的中間層、干燥膜厚為2.4μm的感光性樹脂層,并壓合保護膜(厚度為12μm的聚丙烯膜)。
由此制成由臨時支撐物、熱塑性樹脂層、中間層(氧阻擋膜)和黑色(K)的感光性樹脂層形成一體的感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1。
<熱塑性樹脂層用涂覆液配方H1> ·甲醇 11.1質(zhì)量份 ·丙二醇單甲基醚乙酸酯 6.36質(zhì)量份 ·甲乙酮 52.4質(zhì)量份 ·甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=55/11.7/4.5/28.8,分子量9萬,Tg約70℃) 5.83質(zhì)量份 ·苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=63/37,分子量1萬,Tg約100℃) 13.6質(zhì)量份 ·雙酚A與戊二醇單甲基丙烯酸酯2當量脫水縮合后的化合物(新中村化學工業(yè)(株)制造,商品名2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷) 9.1質(zhì)量份 ·表面活性劑1 0.54質(zhì)量份 <中間層用涂覆液配方P1> ·PVA205(聚乙烯醇,(株)クラレ社制造,皂化率=88%、聚合度550) 32.2質(zhì)量份 ·聚乙烯基吡咯烷酮(アイエスピ-·ジヤパン株式會社制造,K-30) 14.9質(zhì)量份 ·蒸餾水524質(zhì)量份 ·甲醇 429質(zhì)量份 接著,采用與上述方法相同的方法制備感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料RA2、G101及B101,不同之處在于,將在上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1的制作中所采用的著色感光性樹脂組合物K1分別變更為具有下述表2-1~2-3中記載的組成的下述著色感光性樹脂組合物RA2、G101及B101。另外,著色感光性樹脂組合物RA2、G101及B101的制備方法分別按照上述著色感光性樹脂組合物RA1、G1及B1的制備方法進行。
[表2-1] RA2 R顏料分散物A(CIPR254、CIPR177) 45質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 7.1質(zhì)量份 甲乙酮 57質(zhì)量份 粘結(jié)劑10.8質(zhì)量份 DPHA液 4.4質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B0.14質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A0.06質(zhì)量份 吩噻嗪 0.01質(zhì)量份 添加劑10.52質(zhì)量份 表面活性劑10.06質(zhì)量份 [表2-2]G101 G顏料分散物1(CIPG36) 28質(zhì)量份 Y顏料分散物1(CIPY150) 13質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 39質(zhì)量份 甲乙酮16質(zhì)量份 環(huán)己酮1.3質(zhì)量份 粘結(jié)劑2 3.0質(zhì)量份 DPHA液4.3質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.15質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.06質(zhì)量份 吩噻嗪0.01質(zhì)量份 表面活性劑1 0.07質(zhì)量份 [表2-3]B101 B顏料分散物1(CIPB 15:6) 8.6質(zhì)量份 B顏料分散物2(CIPB 15:6+CIPV 23) 15質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 28質(zhì)量份 甲乙酮26質(zhì)量份 粘結(jié)劑3 18.5質(zhì)量份 DPHA液4.3質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑B 0.17質(zhì)量份 吩噻嗪0.02質(zhì)量份 表面活性劑1 0.06質(zhì)量份 還有,表2-1中記載的組成物中,添加劑1采用磷酸酯類特殊活性劑(楠本化成(株)社制造,商品名HIPLAAD ED152)。
〔黑色(K)圖像的形成〕 對于無堿玻璃襯底,一邊用噴水器噴射調(diào)節(jié)到25℃的玻璃清洗劑20秒,一邊用具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)刷進行清洗,再用純水噴淋清洗后,用噴水器噴射硅烷偶聯(lián)劑(N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的0.3質(zhì)量%水溶液,商品名KBM603,信越化學工業(yè)(株)社制造)20秒,并用純水噴淋清洗。用襯底預加熱裝置在100℃對該襯底加熱2分鐘。
將上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1的保護膜剝離后,用層壓機(株式會社日立インダストリイズ制(LamicII型)),在橡膠輥溫度130℃、線壓100N/cm、輸送速度2.2m/分的條件下層壓在上述于100℃下加熱的襯底上。
將臨時支撐物從其與熱塑性樹脂層的界面處剝離掉后,采用具有超高壓水銀燈的鄰近型曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制),使襯底和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)保持垂直立放狀態(tài),將曝光掩模面和該熱塑性樹脂層間的距離設定為200μm,在70mJ/cm2的曝光量下進行圖案曝光。
接著,用三乙醇胺類顯影液(含有2.5%的三乙醇胺,商品名T-PD2,富士寫真フイルム株式會社制造,用純水稀釋12倍(按照1份的T-PD2與11份的純水的比例進行混合)后的液體)在30℃、平頭噴嘴壓力0.04MPa的條件下進行噴淋顯影50秒,除去熱塑性樹脂層和中間層。
接著,用碳酸鈉類顯影液(含有0.38摩爾/升的碳酸氫鈉、0.47摩爾/升的碳酸鈉、5%的二丁基萘磺酸鈉、陰離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-CD1,富士寫真フイルム株式會社制,用純水稀釋5倍后的液體),在29℃、錐形噴嘴壓力0.15MPa的條件下進行噴淋顯影30秒,使感光性樹脂層顯影,得到圖案圖像。
接著用清洗劑(商品名“T-SD3(富士寫真フイルム株式會社制)”,用純水稀釋10倍后的液體),在33℃、錐形噴嘴壓力0.02MPa的條件下進行噴淋20秒,并用具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)刷子除去殘渣,得到黑色(K)的圖像。然后,對于該襯底,再從該樹脂層側(cè)用超高壓水銀燈在500mJ/cm2的光照下進行后曝光,然后在220℃下熱處理15分鐘。
對于形成有上述圖像K的襯底,再次如前所述用刷子清洗,并用純水噴淋洗浄后,不使用偶聯(lián)液,送到襯底預加熱裝置中。
〔紅色(R)像素的形成〕 使用上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料RA2,按照與上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1相同的工序,得到熱處理后的紅色(R)像素R。但是,此處的曝光量為40mJ/cm2,并且,用碳酸鈉類顯影液在35℃下顯影35秒。感光性樹脂組合物RA2的膜厚以及顏料(C.I.P.R.254和C.I.P.R.177)的涂覆量如下所示。
感光性樹脂膜厚(μm) 2.00 顏料涂覆量(g/m2) 1.00 C.I.P.R.254的涂覆量(g/m2)0.90 C.I.P.R.177的涂覆量(g/m2)0.10 對于形成有上述圖像K及像素R的襯底,再次如前所述用刷子清洗,并用純水噴淋清洗后,不使用偶聯(lián)液,送到襯底預加熱裝置中。
〔綠(G)像素的形成〕 使用上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料G101,采用與上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料RA2相同的工序,得到熱處理后的綠色(G)像素G。但是,此處的曝光量為40mJ/cm2,用碳酸鈉類顯影液在34℃下顯影45秒。感光性樹脂組合物G101的膜厚以及顏料(C.I.P.G.36和C.I.P.Y.150)的涂覆量如下所示。
感光性樹脂膜厚(μm) 2.00 顏料涂覆量(g/m2) 1.92 C.I.P.G.36的涂覆量(g/m2) 1.34 C.I.P.Y.150的涂覆量(g/m2)0.58 對于形成有上述圖像K、像素R及像素G的襯底,再次如前所述用刷子清洗,并用純水噴淋清洗后,不使用偶聯(lián)液,送入襯底預加熱裝置中。
〔藍(B)像素的形成〕 使用上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料B101,采用與上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料RA2相同的工序,得到熱處理過的藍色(B)像素B。但是,此處的曝光量為30mJ/cm2,用碳酸鈉類顯影液在36℃下顯影40秒。感光性樹脂組合物B101的膜厚以及顏料(C.I.P.B.15:6和C.I.P.V.23)的涂覆量如下所示。
感光性樹脂膜厚(μm) 2.00 顏料涂覆量(g/m2)0.75 C.I.P.B.15:6的涂覆量(g/m2) 0.705 C.I.P.V.23的涂覆量(g/m2)0.045 將形成有像素R、像素G、像素B及圖像K的襯底在240℃下烘干50分鐘,得到濾色器A2。
對于上述濾色器A2的制作方法,將R顏料分散物A分別變更為R顏料分散物B~D和G,制得著色感光性樹脂組合物RB2~RD2和RG2以及濾色器B2~D2和G2。此外,將R顏料分散物A變更為R顏料分散物Ea和Eb,制得著色感光性樹脂組合物RE2以及濾色器E2。此外,將R顏料分散物A變更為R顏料分散物Fa和Fb,制得著色感光性樹脂組合物RF2以及濾色器F2。在表2-1中,變更的R顏料分散物Ea、Eb以及R顏料分散物Fa、Fb的組成為R顏料分散物Ea、Fa為40質(zhì)量份、R顏料分散物Eb、Fb為5.0質(zhì)量份。
本說明書中,將按照上述方法通過感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料的層壓而制作的濾色器A2~G2統(tǒng)稱為濾色器2。
采用與實施例1·比較例1相同的方法,對得到的濾色器A2~G2的對比度以及著色感光性樹脂組合物RA2~RF2的時效穩(wěn)定性進行評價。結(jié)果如表2-4所示。
[表2-4] 由表2-4的結(jié)果可知,與比較例的濾色器E2、F2及G2相比,本發(fā)明例的濾色器A2~D2顯示出高對比度,并顯示出良好的顯示特性。此外,與比較例的著色感光性樹脂組合物RE2、RF2及RG2相比,本發(fā)明例的著色感光性樹脂組合物RA2~RD2能夠長時間地保持高度的分散穩(wěn)定性,顯示出良好的時效穩(wěn)定性。
(實施例3·比較例3) <濾色器A3~G3的制作(通過噴墨制作)> 采用與上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1的制作相同的順序,制作感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K2,不同之處在于,用下述表3-1所述的著色感光性樹脂組合物K2代替著色感光性樹脂組合物K1。
[表3-1]著色感光性樹脂組合物K2 K顏料分散物1(碳黑) 30質(zhì)量份 丙二醇單甲基醚乙酸酯 7.3質(zhì)量份 甲乙酮 34質(zhì)量份 環(huán)己酮 8.6質(zhì)量份 粘結(jié)劑2 14質(zhì)量份 DPHA液 5.8質(zhì)量份 聚合引發(fā)劑A 0.22質(zhì)量份 吩噻嗪 0.006質(zhì)量份 上述表面活性劑1 0.058質(zhì)量份 具有遮光性的樹脂組合物K2通過以下方式得到,即,首先稱取K顏料分散物1、丙二醇單甲基醚乙酸酯,在溫度24℃(±2℃)下進行混合,并以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌10分鐘,接著,稱取表3-1所述量的甲乙酮、環(huán)己酮、粘結(jié)劑2、吩噻嗪、DPHA液、聚合引發(fā)劑A、表面活性劑1,在溫度25℃(±2℃)下依次添加,并在溫度40℃(±2℃)下以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘。
〔具有遮光性的隔壁的形成〕 對于無堿玻璃襯底,一邊用噴水器噴射調(diào)節(jié)到25℃的玻璃清洗劑20秒,一邊用具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)刷進行清洗,再用純水噴淋清洗后,用噴水器噴射偶聯(lián)液(N-β(氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷的0.3質(zhì)量%水溶液,商品名KBM603,信越化學工業(yè)(株)社制造)20秒,并用純水噴淋清洗。用襯底預加熱裝置在100℃對該襯底加熱2分鐘。
將上述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K2的保護膜剝離后,用層壓機(株式會社日立インダストリイズ制(LamicII型)),在橡膠輥溫度130℃、線壓100N/cm、輸送速度2.2m/分鐘的條件下層壓在上述于100℃下加熱2分鐘的襯底上。
剝離掉臨時支撐物后,采用具有超高壓水銀燈的鄰近型曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制造),使襯底和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)保持垂直立放狀態(tài),將曝光掩模面和該熱塑性樹脂層間的距離設定為200μm,在100mJ/cm2的曝光量下進行圖案曝光。掩模形狀為格子狀,在相當于像素與具有遮光性的隔壁的邊界線的部分,使具有遮光性的隔壁一側(cè)的凸出角的曲率半徑為0.6μm。
接著,用三乙醇胺類顯影液(含有30%的三乙醇胺,商品名T-PD2,富士寫真フイルム株式會社制造,用純水稀釋12倍(按照1份的T-PD2與11份的純水的比例進行混合)的液體)在30℃下、平頭噴嘴壓力0.04MPa的條件進行噴淋顯影50秒,除去熱塑性樹脂層和中間層(氧阻擋層)。
接著,用碳酸鈉類顯影液(含有0.38摩爾/升的碳酸氫鈉、0.47摩爾/升的碳酸鈉、5%的二丁基萘磺酸鈉、陰離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-CD1,富士寫真フイルム社制造,用純水稀釋5倍后的液體),在29℃下、錐形噴嘴壓力0.15MPa的條件進行噴淋顯影30秒,使具有遮光性的樹脂層顯影,得到圖案狀隔壁(具有遮光性的隔壁圖案)。
接著用清洗劑(商品名T-SD3(富士寫真フイルム株式會社制造),用純水稀釋10倍后得到的液體),在33℃下、錐形噴嘴壓力0.02MPa的條件進行噴淋20秒,并用具有尼龍毛的刷子除去殘渣,得到具有遮光性的隔壁。然后,對于該襯底,再從該樹脂層一側(cè)用超高壓水銀燈在500mJ/cm2的光照下進行后曝光,然后在240℃下熱處理50分鐘。
〔等離子體拒水處理〕 之后,用下述方法進行等離子體拒水處理。
對于形成有具有遮光性的隔壁的上述襯底,使用陰極耦合式平行平板型等離子體處理裝置按以下條件進行等離子體拒水處理。
使用氣體CF4 氣體流量80sccm 壓力40Pa RF功率50W 處理時間30秒 [濾色器用噴墨墨水的制備] 按以下配方制備濾色器用噴墨墨水。
[表3-R] 組成成分含量(質(zhì)量份) 墨水RA3 R顏料分散物A(CIPR254、CIPR177)70 高分子分散劑(AVECIA社制造的ソルスパ—ス20000(商品名)) 1.0 下述聚合物1 2.0 二季戊四醇六丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA)6.0 炔醇基改性的二季戊四醇三丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,KAYARAD D330) 4.0 吩噻嗪0.005 1,3-丁二醇二乙酸酯 25 [表3-G] 組成成分含量(質(zhì)量份) 墨水G1 G顏料分散物1(P.G.36) 35 Y顏料分散物1(P.Y.150) 32 高分子分散劑(AVECIA社制造的ソルスパ—ス20000) 1.0 下述聚合物1 2.0 二季戊四醇六丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA)6.0 炔醇基改性的二季戊四醇三丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,KAYARAD D330) 4.0 吩噻嗪 0.005 1,3-丁二醇二乙酸酯 25 [表3-B] 組成成分 含量(質(zhì)量份) 墨水B1 B顏料分散物1(P.B.15:6+P.V.23) 8 B顏料分散物2(P.B.15:6) 71 高分子分散劑(AVECIA社制的ソルスパ—ス20000(商品名)) 1.0 下述聚合物1 2.0 二季戊四醇六丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA) 6.0 炔醇基改性的二季戊四醇三丙烯酸酯 (日本化藥(株)社制,KAYARAD D330) 4.0 吩噻嗪 0.005 1,3-丁二醇二乙酸酯 25 聚合物1 甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.7萬 關(guān)于上述表3-R、3-G、3-B中各成分的混合,首先將顏料及高分子分散劑加入到一部分溶劑中,進行混合,再用3輥混煉機和球磨機進行攪拌,得到顏料分散液。另一方面,將其他的配合成分加入到剩余的溶劑中,進行攪拌以溶解分散,得到單體溶液。然后,一邊將顏料分散液或顏料分散組合物一點一點地添加到單體溶液中,一邊用溶解機進行充分攪拌,制備濾色器用噴墨墨水。
〔像素形成〕 首先,使用上述的墨水RA3、墨水G-1、墨水B-1通過下述的方法制作濾色器A3。
噴墨噴頭使用Dimatix社制造的SE-128,噴出控制裝置使用Dimatix社制造的ApolloII。將噴墨噴頭裝載到自動二維移動載物臺(駿河精機株式會社制造的KS211-200)上,為了將規(guī)定的墨水量噴到通過上述方法所制備的隔壁的間隙中,一邊移動載物臺,一邊通過噴出控制裝置從噴頭同步噴出墨水。
這里,將上述的墨水RA3、墨水G-1、墨水B-1這3種顏色的墨水分別填充在各自的噴頭,各噴頭固定在XY載物臺上,為了使各墨水噴落在預定的位置,通過噴出控制裝置分別獨立控制3個噴頭。
滴注時,噴出墨水組合物直到達到所希望的濃度,并使用加熱板在100℃下加熱2分鐘使其干燥后,在230℃的烘箱中烘烤30分鐘,從而制得隔壁和像素均完全固化的濾色器A3。
對于上述濾色器A3的制作方法,將R顏料分散物A分別變更為R顏料分散物B~D和G,制得著墨水RB3~RD3以及濾色器B3~D3和G3。此外,將R顏料分散物A變更為R顏料分散物Ea和Eb,制得墨水RE3以及濾色器E3。此外,將R顏料分散物A變更為R顏料分散物Fa和Fb,制得墨水RF3以及濾色器F3。在表3-R中,變更的R顏料分散物Ea、Eb以及R顏料分散物Fa、Fb的組成為R顏料分散物Ea、Fa為63質(zhì)量份,R顏料分散物Eb、Fb為7.0質(zhì)量份。
本說明書中,將按照上述方法通過噴墨而制作的濾色器A3~G3統(tǒng)稱為濾色器3。
采用與實施例1·比較例1相同的方法,對得到的濾色器A3~G3的對比度以及墨水RA3~RG3的時效穩(wěn)定性進行評價。結(jié)果如表3-2所示。
[表3-2] 由表3-2的結(jié)果可知,與比較例的濾色器E3、F3及G3相比,本發(fā)明例的濾色器A3~D3顯示出高對比度,并顯示出良好的顯示特性。此外,與比較例的墨水RE3、RF3及RG3相比,本發(fā)明例的墨水RA3~RD3能夠長時間地保持高度的分散穩(wěn)定性,顯示出良好的時效穩(wěn)定性。
(實施例4·比較例4) [液晶顯示元件的制作] 按照以下的方法,制作液晶顯示元件。
(1)在玻璃襯底的一面,形成具有圖案的1cm2的ITO膜,之后使用旋涂機將市售的活性矩陣(active matrix)用液晶取向劑涂覆在該ITO膜上,然后,在180℃干燥1小時,形成膜厚600埃的涂膜。
(2)分別在上述實施例·比較例中所制作的濾色器1~3上,形成具有圖案的1cm2的ITO膜,之后與上述(1)一樣在該ITO膜上形成液晶取向劑的涂膜。
(3)在玻璃襯底的一面上形成ITO膜(連續(xù)膜)后,與上述(1)一樣在該ITO膜上形成液晶取向劑的涂膜。
(4)隨后,在通過上述(1)~(3)的步驟而得到的各襯底上的涂膜的表面上,使用摩擦機(rubbing machine)(該摩擦機具有卷繞有人造絲制的布的輥)進行摩擦處理,形成液晶取向膜。此時的摩擦條件為輥的旋轉(zhuǎn)數(shù)為400rpm、載物臺的移動速度為3cm/秒、絨球的擠入長度為0.4mm。
(5)在這樣得到的形成有液晶取向膜的襯底中,將經(jīng)過上述(1)或(2)的處理而得到的各襯底分別與經(jīng)過上述(3)的處理而得到的襯底組合,2塊這樣的襯底作為一組,采用絲網(wǎng)印刷,將含有直徑5.5μm的硅膠柱狀隔墊的環(huán)氧樹脂類粘合劑涂覆在每組中2塊襯底的外緣部分,然后將2塊襯底間隔一定的間隙對向設置,使各液晶取向膜的摩擦方向呈90度交叉,并進行壓合,使各襯底的外緣部分互相接觸,并使粘合劑固化。
(6)隨后,在每組中,在被2塊襯底的內(nèi)表面及粘結(jié)劑的固化層所分隔開的單元間隙(cell gap)內(nèi),注入填充由氟代聯(lián)苯的衍生物構(gòu)成的向列型液晶“ZLI-5081”(商品名,メルクジヤパン(株)社制造),之后,將注入孔密封從而制作液晶盒。然后,在液晶盒的外表面貼合偏振片,使偏振片的偏光方向與各襯底上的液晶取向膜的摩擦方向一致,從而制得液晶顯示元件。
對于制作的液晶顯示裝置,通過目測評價其顯示特性(顏色不均勻、黑色密實性)。結(jié)果表明,與使用比較例的濾色器E1、F1、G1、E2、F2、G2、E3、F3或G3制作的液晶顯示元件相比,分別使用本發(fā)明例的濾色器A1~D1、A2~D2及A3~D3制作的液晶顯示元件均顯示出良好的顯示特性。
由以上的結(jié)果可知,通過使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制備的有機顏料納米粒子及其顏料分散組合物,能夠得到對比度極高的濾色器,使用本發(fā)明的濾色器的液晶顯示裝置顯示出良好的顯示特性。
權(quán)利要求
1.一種有機顏料納米粒子的制造方法,其特征在于,將把互不相同的2種以上有機顏料溶解于各自的良溶劑中而得到的2種以上的有機顏料溶液,與能夠和所述各良溶劑混溶并且對于所述2種以上有機顏料中的每一種均為不良溶劑的溶劑相混合,從而使所述2種以上有機顏料在混合液中生成為納米尺寸的微粒,其中,將所述2種以上的有機顏料溶液與所述1種不良溶劑同時或者依次混合以生成所述微粒。
2.權(quán)利要求1所述的有機顏料納米粒子的制造方法,其特征在于,將所述2種以上的有機顏料溶液與所述不良溶劑同時混合
3.一種有機顏料納米粒子粉末,其為將含有2種以上有機顏料的微粒的混合液中的溶劑成分除去從而使所述微粒形成粉末而得到的有機顏料納米粒子粉末,其特征在于,所述混合液為這樣的混合液將把上述2種以上有機顏料溶解于各自的良溶劑中而得到的2種以上的有機顏料溶液,與能夠和所述各良溶劑混溶并且對于所述2種以上有機顏料中的每一種均為不良溶劑的溶劑同時或者依次混合,從而使所述2種以上有機顏料在該混合液中生成為納米尺寸的微粒。
4.權(quán)利要求3所述的有機顏料納米粒子粉末,其特征在于,將上述混合液的溶劑成分用替換用溶劑替換,再將含有該替換用溶劑的溶劑成分除去從而使所述微粒形成粉末。
5.一種顏料分散物,其特征在于,使用了權(quán)利要求3或4所述的有機顏料納米粒子粉末、或者形成粉末前的所述混合液。
6.權(quán)利要求5所述的顏料分散物,其特征在于,含有質(zhì)均分子量為1000以上的高分子化合物。
7.權(quán)利要求6所述的顏料分散物,其特征在于,所述高分子化合物用下述通式(1)表示,
通式(1)
式中,R1表示(m+n)價的連接基,R2表示單鍵或2價的連接基;A1表示具有從酸性基團、含有氮原子的堿性基團、脲基、氨酯基、帶有配位性氧原子的基團、碳原子數(shù)為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環(huán)氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團的1價有機基團,或表示含有可以具有取代基的有機色素結(jié)構(gòu)或雜環(huán)的1價有機基團;其中,n個A1相互可以相同,也可以不同;m表示1~8的數(shù),n表示2~9的數(shù),m+n等于3~10;P1表示高分子化合物殘基。
8.一種著色感光性樹脂組合物,其特征在于,含有權(quán)利要求5~7中任意一項所述的顏料分散物,粘結(jié)劑,單體或者低聚物,光聚合引發(fā)劑或者光聚合引發(fā)劑體系。
9.一種噴墨墨水,其特征在于,含有權(quán)利要求5~7中任意一項所述的顏料分散物,粘結(jié)劑,單體或者低聚物。
10.一種感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料,其特征在于,在臨時支撐物上至少設置有含有權(quán)利要求8所述的著色感光性樹脂組合物的感光性樹脂層。
11.一種濾色器,其特征在于,是使用權(quán)利要求8所述的著色感光性樹脂組合物、權(quán)利要求9所述的噴墨墨水、及/或權(quán)利要求10所述的感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料制作的。
12.一種液晶顯示裝置,其特征在于,具備權(quán)利要求11所述的濾色器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機顏料納米粒子的制法、該納米粒子粉末、分散物、組合物、噴墨墨水、感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料、濾色器及液晶顯示裝置。本發(fā)明的制法包括以下工序?qū)鸦ゲ幌嗤?種以上有機顏料溶解于各自的良溶劑中而得到的2種以上的有機顏料溶液,與能夠和上述各良溶劑混溶并且對于上述2種以上有機顏料中的每一種均為不良溶劑的溶劑相混合,從而使上述2種以上有機顏料在該混合液中生成為納米尺寸的微粒,其中,上述2種以上的有機顏料溶液與上述1種不良溶劑同時或者依次混合以生成所述微粒。本發(fā)明的分散物中含有多種有機顏料且能夠長時間地保持顏料的分散穩(wěn)定性,本發(fā)明的濾色器及具有該濾色器的液晶顯示裝置具有高對比度的、高的顯示品質(zhì)。
文檔編號C09D11/02GK101376750SQ20081021019
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者二宮敏貴 申請人:富士膠片株式會社