JP2006503114A - 改質ピグメント生成物およびそれを含むブラックマトリクス - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも1つの光重合性高分子基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とが結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物を記述する。該改質ピグメント生成物を含むディスパージョン、ブラックマトリクスおよび樹脂組成物も記述される。

Description

本発明は、改質ピグメント生成物、および、これらの改質ピグメント生成物を含むディスパージョン、ブラックマトリクスおよび樹脂組成物に関する。
ブラックマトリクスは、個々のカラー画素を分離することにより、画像のコントラストを改善するためにカラー・ディスプレイに使用される材料に対する一般名称である。液晶ディスプレイ(LCD)の場合、ブラックマトリクスは、高い遮光能力を有する薄膜であり、カラーフィルタの3色要素の間に形成される。薄膜トランジスタ(TFT)を使用するLCDの場合、ブラックマトリクスはまた、TFTにおける反射光に起因する光励起電流の形成を防止する。
従来、液晶ディスプレイにおけるブラックマトリクス層は、Cr/CrOの蒸着によって製造される。クロム系膜は優れた遮光能力を有するものの、金属蒸着法は高価である。加えて、クロムの使用および処分に対しては、環境上の制限規制が強まってきている。クロム膜はまた抵抗率が低い。低い抵抗率はLCDの電気的な構成を、考えられ得る構成形態の一部に制限してしまう。
抵抗ブラックマトリクスを形成するために、ポリマー組成物中には、ブラックピグメント、例えばカーボンブラックが使用されている。しかし、典型的なシステムは、全体的な特性の望ましいバランスを提供することはできていない。例えば、カーボンブラックピグメントを含有するブラックマトリクスは、所要の遮光能力(すなわち厚さ1ミクロンで3を上回る光学濃度(OD))を提供することができるのに対し、膜は小規模の抵抗率しか有さないのが典型的である。。或いは、高抵抗膜を製造すると、ODは低くなるのが典型的であった。
カラーフィルターのためのブラックマトリクス中に使用するために、有機基に結合されている改質ピグメントも開示されている。これらの材料は、良好な全体的な性能を有するブラックマトリクスおよびディスパージョンを提供するが、その一方で、特性、具体的には抵抗率および光学濃度が改善されたブラックマトリクスが依然として必要である。
本発明は、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物に関する。一態様の場合、高分子基は、少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含む。別の態様の場合、高分子基は式−X−Sp−[PP]を有し、前記式中、ピグメントに直接的に結合されたXは、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はアルキレン基を表し、そしてSpはスペーサー基を表す。基PPは、少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つの酸性基とを含むポリマーを表す。改質ピグメントは、ディスパージョンを形成するために、液状ビヒクル中にあってもよい。
本発明は更に、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物であって、該ピグメントが、約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)を有するカーボンブラックである改質ピグメント生成物に関する。改質ピグメントは、ディスパージョンを形成するために、液状ビヒクル中にあってもよい。
本発明は更に、支持体上に感光性層を塗布し、該感光性層に像様輻射を施し、そして該コーティングを現像して乾燥させることにより形成されるブラックマトリクスに関する。感光性層は、上述のような改質ブラックピグメント生成物を含む。
本発明は更に、a)感光性樹脂と、b)上述のような改質ピグメント生成物とを含む樹脂組成物に関する。
云うまでもなく、上記の総体的な説明および下記の詳細な説明は例示的且つ説明的なものにすぎず、特許請求の範囲に記載した本発明を更に詳しく説明しようとするものである。
本発明は、改質ピグメント生成物、および、これらの改質ピグメント生成物を含むブラックマトリクス、ディスパージョンおよび樹脂組成物に関する。
本発明の改質ピグメント生成物は、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む。ピグメントは、任意のタイプのピグメント、例えばブラックピグメントおよびその他の有色ピグメントであってよい。好ましくは、ピグメントは炭素生成物、例えばカーボンブラックである。種々異なるピグメントの混合物を使用することもできる。これらのピグメントは、安定的なディスパージョンを形成するために、種々異なるタイプの分散剤と組み合わせて使用することもできる。
ブラックピグメントの代表例は、種々のカーボンブラック(ピグメント・ブラック7)、例えばチャンネル・ブラック、ファーネス・ブラックおよびランプ・ブラックを含み、そして、例えばキャボット社(Cabot Corporation)から入手可能なリーガル(Regal;登録商標)、ブラックパールズ(Black Pearls;登録商標)、エルフテックス(Elftex;登録商標)、モナーク(Monarch;登録商標)、モーグル(Mogul;登録商標)、およびバルカン(Vulcan;登録商標)の商標名で販売されているカーボンブラックを含む{例えばブラックパールズ(登録商標)2000、ブラックパールズ(登録商標)1400、ブラックパールズ(登録商標)1300、ブラックパールズ(登録商標)1100、ブラックパールズ(登録商標)1000、ブラックパールズ(登録商標)900、ブラックパールズ(登録商標)880、ブラックパールズ(登録商標)800、ブラックパールズ(登録商標)700、ブラックパールズ(登録商標)L、エルフテックス(登録商標)8、モナーク(登録商標)1400、モナーク(登録商標)1300、モナーク(登録商標)1100、モナーク(登録商標)1000、モナーク(登録商標)900、モナーク(登録商標)880、モナーク(登録商標)800、モナーク(登録商標)700、モーグル(登録商標)L、リーガル(登録商標)330、リーガル(登録商標)400、バルカン(登録商標)P}。その他の好適なカーボンブラックの一例としては、プリンテックス(Printex)40、プリンテックス 80、プリンテックス 300、プリンテックス L、プリンテックス U、プリンテックス V、スペシャル ブラック 4、スペシャル ブラック(Special Black)5、スペシャル ブラック 250、FW200(以上デグッサ社(Degussa Corporation)から入手可能)、レイブン(Raven)780、レイブン 890、レイブン 1020、レイブン 1040、レイブン 1255、レイブン 1500、レイブン 5000、レイブン 5250(以上コロンビア ケミカル社(Colombian Chemical Corporation)から入手可能)、および三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)から入手可能なMA100およびMA440を含む。
ピグメントは広範囲な従来の有色ピグメントから選択することもできる。有色ピグメントはブルー、ブラック、ブラウン、シアン、グリーン、ホワイト、バイオレット、マゼンタ、レッド、オレンジ、イエロー並びにこれらの混合物であってよい。有色ピグメントの好適なクラスは、例えば、アントラキノン、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドン、および(チオ)インジゴイドを含む。フタロシアニン・ブルーの代表例は、銅フタロシアニン・ブルーおよびこれらの誘導体(ピグメント・ブルー15)を含む。キナクリドンの代表例は、ピグメント・オレンジ48、ピグメント・オレンジ49、ピグメント・レッド122、ピグメント・レッド192、ピグメント・レッド202、ピグメント・レッド206、ピグメント・レッド207、ピグメント・レッド209、ピグメント・バイオレット19およびピグメント・バイオレット42を含む。アントラキノンの代表例は、ピグメント・レッド43、ピグメント・レッド194(ペリノン・レッド)、ピグメント・レッド216(臭素化ピラントロン・レッド)およびピグメント・レッド226(ピラントロン・レッド)を含む。ペリレンの代表例はピグメント・レッド123(バーミリオン)、ピグメント・レッド149(スカーレット)、ピグメント・レッド179(マロン)、ピグメント・レッド190(レッド)、ピグメント・バイオレット19、ピグメント・レッド189(イエロー・シェード・レッド)およびピグメント・レッド224を含む。チオインジゴイドの代表例は、ピグメント・レッド86、ピグメント・レッド87、ピグメント・レッド88、ピグメント・レッド181、ピグメント・レッド198、ピグメント・バイオレット36およびピグメント・バイオレット38を含む。複素環式イエローの代表例は、ピグメント・イエロー1、ピグメント・イエロー3、ピグメント・イエロー12、ピグメント・イエロー13、ピグメント・イエロー14、ピグメント・イエロー17、ピグメント・イエロー65、ピグメント・イエロー73、ピグメント・イエロー74、ピグメント・イエロー151、ピグメント・イエロー117、ピグメント・イエロー128およびピグメント・イエロー138を含む。このようなピグメントは、BASF Corporation,Engelhard CorporationおよびSun Chemical Corporationを含む多くの供給元から、粉末形態又はプレス・ケーキ形態で商業的に入手可能である。その他の好適な有色ピグメントの例は、カラーインデックス(Colour Index)第3版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
ピグメントのその他の例は、ホスタファイン(Hostafine;登録商標)シリーズ、例えばホスタファイン(登録商標)イエローGR(ピグメント13)、ホスタファイン(登録商標)イエロー(ピグメント83)、ホスタファイン(登録商標)レッドFRLL(ピグメント・レッド9)、ホスタファイン(登録商標)ルービンF6B(ピグメント184)、ホスタファイン(登録商標)ブルー2G(ピグメント・ブルー15:3)、ホスタファイン(登録商標)ブラックT(ピグメント・ブラック7)、およびホスタファイン(登録商標)ブラックTS(ピグメント・ブラック7)、ノルマンディ・マゼンタRD−2400、パリオーゲン(Paliogen)バイオレット5100、パリオーゲン(登録商標)バイオレット5890、パーマネント・バイオレットVT2645、ヘリオーゲン(Heliogen)グリーンL8730、アーガイル・グリーンXP−111−S、ブリリアント・グリーン・トナーGR0991、ヘリオーゲン(登録商標)ブルーL6900、L7020、ヘリオーゲン(登録商標)ブルーD6840、D7080、スーダン・ブルーOS、PVファースト・ブルーB2GO1、イルガライト・ブルーBCA、パリオーゲン(登録商標)ブルー6470、スーダンIII、スーダンII、スーダンIV、スーダン・オレンジG、スーダン・オレンジ220、パリオーゲン(登録商標)オレンジ3040、オルト・オレンジOR2673、パリオーゲン(登録商標)イエロー152,1560、リソル・ファースト・イエロー0991K、パリトール・イエロー1840、ノボパーム(Novoperm;登録商標)イエローFG1、パーマネント・イエローYE0305、ルモゲン・イエローD0790、スコ・ゲルプL1250、スコ・イエローD1355、ホスタパーム(Hostaperm;登録商標)ピンクE、ファナル・ピンクD4830、チンクアシア・マゼンタ、リソール・スカーレットD3700、トルイジン・レッド、熱可塑性樹脂NSD PS PA用スカーレット、E.D.トルイジン・レッド、リソール・ルビン・トナー、リソール・スカーレット4440、ボン・レッドC、ロイヤル・ブリリアント・レッドRD−8192、オラセット・ピンクRF、パリオーゲン(登録商標)レッド3871K、パリオーゲン(登録商標)レッド3340、およびリソール・ファースト・スカーレットL4300を含む。これらは、Hoechst Celanese Corporation,Paul Uhlich,BASF,American Hoechst,Ciba-Geigy,Aldrich,DuPont,Ugine Kuhlman of Canada,Dominion Color Company,Magruder,Matheson,Coleman,Bell等の供給元から入手可能である。
ピグメントは、窒素吸着によって測定して、広範囲のBET表面積を有することができる。好ましくは、ピグメントの表面積は約10〜600m/gである。より好ましくは、ピグメントの表面積は約10〜600m/gであり、最も好ましくは約20〜100m/gである。ピグメントの好ましい表面積が容易に入手できない場合には、当業者に良く知られているように、ピグメントに従来のサイズ細分又は粉砕技術、例えばボール又はジェット・ミリングを施し、これによりピグメントを所望の粒度に粉砕することができる。
ピグメントは広範囲なフタル酸ジブチル吸収量(DBP)値を有することもできる。DBP値は、ピグメントの構造又は枝分かれの尺度である。好ましくはピグメントのDBP値は、約25〜70mL/100g、より好ましくは約30〜50mL/100g、最も好ましくは約30〜40mL/100gである。加えて、ピグメントは広範囲な一次粒度を有していてよい。一次粒度は約10〜100nmであることが好ましく、より好ましくは15〜60nmである。好ましいピグメントは、事実上全体的に球状の幾何学的形状に近似する。他の形状、例えば針形状および板形状のピグメントを使用することもできる。
本発明の改質ピグメント生成物は、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む。高分子基は、ピグメントに結合され得る任意のタイプの高分子基、例えば熱可塑性高分子基又は熱硬化性高分子基であってよい。高分子基はランダム・ポリマー、交互ポリマー、グラフト・ポリマー、ブロック・ポリマー、星状ポリマーおよび/又は櫛状ポリマーであってよい。加えて高分子基は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、および/又は、任意の数の種々異なる反復単位を含有するポリマーであってよい。高分子基の例としては、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリアミンおよびポリオレフィンが挙げられる。好ましくは、高分子基は、フェニルエーテル又はビスフェニルエーテルおよび/又は置換型プロパンジイル基を含む。例えば、高分子基は、エポキシビスフェノール−A、エポキシビスフェノール−Aのオリゴマー又はエポキシノボラックから調製されたポリマーであってよい。別の好ましい高分子基は、スチレンおよび無水マレイン酸、マレイン酸、これらの塩又は誘導体を含む。例えば、高分子基は、スチレンおよび無水マレイン酸の半エステルのポリマーであってよい。また、高分子基は、反復モノマー単位上の置換基を適正に選択することによって、ポリマー鎖に沿った多数の点でピグメントに結合することができる。
本発明の一態様の場合、改質ピグメント生成物は少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含み、該高分子基が少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含む。本明細書中に使用されているように、「光重合性」という用語は、輻射線、例えば紫外線、赤外線又は電子ビーム線による露光時に高分子材料を形成することができる任意の有機官能基と定義される。この光重合性基は、光開始剤と呼ばれることもある光反応性である基(すなわち、これらの基は、輻射線露光時にラジカルのような反応性種を形成する)、並びに、光反応性基から形成された反応性種と反応する基を含む。一例としては、アゾ基およびエチレン系不飽和基が挙げられる。好ましい光重合性基は、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基およびスチレン基を含む。最も好ましいのはアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルである。
この態様の場合、高分子基は更に、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含む。本明細書中に使用される「イオン基」とはアニオン性又はカチオン性であって、対向電荷の対イオンと連携し、そして「イオン化可能基」は、使用媒質中でイオン基を形成することができる基である。
高分子基は少なくとも1つのアニオン基又はアニオン化可能基を含んでよい。アニオン基は、負電荷を有するイオン基である。これらのイオン基は、アニオンを形成することができるイオン化可能置換基(アニオン化可能基)、例えば酸性置換基を有する基から生成することができる。アニオン基はイオン化可能置換基の塩中のアニオンであってもよい。好ましくは、イオン化可能置換基がアニオンを形成する場合、イオン化可能置換基のpKは11未満である。アニオン基は更に、pKが11未満のイオン化可能基を有する種およびpKが11未満のイオン化可能置換基を有する塩から生成することができる。イオン化可能置換基のpKは、イオン化可能置換基全体のpKを意味し、単に酸性置換基のpKを意味するものではない。より好ましくは、pKは10未満であり、最も好ましくは9未満である。
アニオン基の代表例は、−COO,−SO ,−OSO ,−HPO ,−PO −2,−OPO −2,−R′S,−R′Oを含み、アニオン化可能基の代表例は、−COOH,−SOH,−PO,−R′SH,−R′OHおよび SONHCOR′を含み、前記式中、R′は置換型又は無置換型のアリールおよび/又はアルキル基を意味する。好ましくは、アニオン基又はアニオン化可能基は、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、又はこれらの塩を含む。最も好ましいのは、カルボン酸基又はこの塩である。
高分子基は少なくとも1つのカチオン基又はカチオン化可能基を含んでよい。カチオン基は、正電荷を有する有機イオン基である。これらのイオン基は、カチオンを形成することができるイオン化可能置換基(カチオン化可能基)、例えばアミンから生成することができる。例えば、アルキル又はアリールアミンを酸性媒質中でプロトン化し、これによりアンモニウム基−NR′を形成することができ、前記式中、R′は有機基、例えば置換型又は無置換型アリールおよび/又はアルキル基を表す。好ましくは、アミンのpKは5未満である。カチオン基は正電荷を有する有機イオン基であってもよい。その例としては、第4アンモニウム基(−NR′ )および第4ホスホニウム基(−PR′ )が挙げられる。この場合、R′は水素又は有機基、例えば置換型又は無置換型アリールおよび/又はアルキル基を表す。好ましくは、カチオン基又はカチオン化可能基はアミン基又はその塩を含む。
本発明の第2の態様の場合、改質ピグメント生成物は、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含み、該高分子基は式−X−Sp−[PP]を有する。ピグメントに直接的に結合されたXは、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はアルキレン基を表し、Sp基と置換されている。Spはスペーサー基を表す。そして基PPは、反復モノマー基又は複数のモノマー基又はその両方を含む高分子基を表す。高分子基は所望により、少なくとも1つの光重合性基、所望により少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基、又は所望によりその両方を含む。好ましくは、高分子基は、少なくとも1つの光重合性基を含む。より好ましくは、高分子基は更に少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基を含む。高分子基は付加的な基と更に置換することもできる。基PPを含むモノマー反復単位の総数は、好ましくは約500以下のモノマー反復単位であり、より好ましくは、約100以下のモノマー反復単位である。
基PPは、上述のような任意のタイプの高分子基、例えば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、および/又は、任意の数の種々異なる反復単位を含有するポリマーであってよい。更に、基PPは、ランダム・ポリマー、交互ポリマー、グラフト・ポリマー、ブロック・ポリマー、星状ポリマーおよび/又は櫛状ポリマーであってよい。基PPの好ましい例は、上述の基である。
基Spはスペーサ−基を表し、本明細書中に使用されるスペーサー基は、2つの基の間のリンクである。基Spは結合手又は化学基であってよい。化学基の一例としては、−CO−,−OC−,−CO−,−OSO−,−SO−,−SO−,−SOO−,−SOS−,−SONR−,−O−,−S−,−NR−,−NRCO−,−CONR−,−NRCO−,−OCNR−,−NRCONR−,−NRCOCH(CHCOR)−,−NRCOCHCH(COR)−,−N(COR)(CO)−,−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,−O−(CH−CH)−SO−,イミド基、アリーレン基およびアルキレン基などが挙げられる。同じ又は異なるものであってよいRは、水素又は有機基、例えば置換型又は無置換型アリール又はアルキル基を表す。Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキレン基、例えばシクロヘキサンジイル基を表し、AOXは、炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である。
基Xは、アリーレン、ヘテロアリーレン基、又はアルキレン基を表す。Xはピグメントに直接的に結合されており、そして更にSp基と置換されている。芳香族基は更に任意の基、例えば1つ又は2つ以上のアルキル基又はアリール基と置換することができる。好ましくはアリーレン基はフェニレン、ナフタレン又はビフェニレン、およびヘテロアリーレン基である。Xがアルキレン基を表す場合、その例としては、分枝状又は枝なし状の置換型又は無置換型アルキレン基が挙げられる。アルキレン基は1つ又は2つ以上の基、例えば芳香族基と置換することができる。その例としては、メチレン、エチレン、プロピレン又はブチレン基等のC〜C12基が挙げられる。好ましくは、Xはアリーレン基である。
基Xは、1つ又は2つ以上の官能基と置換することができる。官能基の例としては、R″,OR″,COR″,COOR″,OCOR″,カルボン酸塩、ハロゲン、CN,NR″,SOH,スルホン酸塩、硫酸塩、NR″(COR″),CONR″,NO,PO,ホスホン酸塩、リン酸塩、N=NR″,SOR″,NSOR″が挙げられる。前記式中、同じ又は異なるものであってよいRは、独立して水素、分枝状又は枝なし状のC〜C20置換型又は無置換型の飽和型又は不飽和型炭化水素、例えばアルキル、アルケニル、アルキニル、置換型又は無置換型アリール、置換型又は無置換型へテロアリール、置換型又は無置換型アルカリル、又は置換型又は無置換型アラルキルである。
上記構造によって示されるように、基PPは、スペーサー基Spを介してピグメントに結合される。加えて、基PPは、反復モノマー単位上の置換基を適正に選択することによって、ポリマー鎖に沿った多数の点でピグメントに結合することもできる。これらの置換基は、上述のようなスペーサー基又は−X−Sp−基を含むこともできる。こうして、これらの基は末端、又は主鎖に沿った複数の点でピグメントに結合することができる。更に、これらの基は任意のタイプの高分子基、例えばランダム・ポリマー、交互ポリマー、グラフト・ポリマー、ブロック・ポリマー、星状ポリマーおよび/又は櫛状ポリマーであってよい。
好ましい一態様の場合、基PPは、式[T−Y−(Q−Y)−T]を有するポリマーを表す。前記式中、nはポリマー中の反復単位Q−Yの数を表し、1〜20の整数である。Qはビスフェニルエーテル基、例えば−O−C−C(CH−C−O−,−O−C−CH−C−O−,又は−O−C−フルオレニル−C−O−を含む。Yは置換型プロパンジイル基を含み、式−CH−CH(Z)−CH−を有する基を含み、前記式中、Zは、−OH,−OOC−Alk−COOH又はその塩である。Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基、例えばシクロヘキサンジイル基を表す。Zはスペーサ−基との結合手であってもよい。この場合、好ましいスペーサー基Spは、−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,又は−O−(CH−CH)−SO−であり、前記式中、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、AOXは炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である。Tは末端基を表し、例えばアルキルエステル基、例えばアセテートおよびプロピオネートを含む。好ましくはTは更に、光重合性基を含み、CH=CH−COO−又はCH=C(CH)−COO−等の基であってよい。
第2の好ましい態様の場合、基PPは、式[A−(CRB)−CRA]を有するポリマーを表し、前記式中nは、ポリマー中の反復単位Bの数を表し、1〜20の整数である。同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基である。AおよびBはフェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含み、更に、光重合性基を含んでよい。基Aの例は、式:
− 又はC(CH)−
| |
O−Y−T O−Y−T
を含む。基Bの例は、式:
−C− 又は−C(CH)−
| |
O−Y−T O−Y−T
を含む。
YおよびTは上述の通りである。
本発明の改質ピグメントは、有機基がピグメントに結合されるように、当業者に知られた方法を用いて改質される。例えば、本発明のディスパージョン中で使用される改質ピグメントは、米国特許第5,851,280号、同第5,698,016号、同第5,922,118号および同第5,837,045号の各明細書、並びに、国際公開第99/51690号および同第00/22051号の各パンフレットに記載された方法を用いて調製することができる。これらの文献の記載内容の全体を参考のため本明細書中に引用する。この改質ピグメントは、吸着基、例えばポリマーおよび界面活性剤などと比較して、ピグメント上における基の結合をより安定的にする。
改質ピグメントは、少なくとも1つの有機基が結合しているピグメントを含んでもよく、この有機基は、第2の化学基とともに第1の化学基が結合しているピグメントの反応生成物を含み、これにより第3の有機基が結合しているピグメントを形成する。この場合、改質ピグメントは、当業者に知られた方法を用いて調製することができる。例えば改質ピグメントは、国際公開第01/51566号パンフレットに記載された方法を用いて調製することができる。このパンフレット全体を参考のため本明細書中に引用する。このように、例えば有機基は、少なくとも1つの求電子物質、例えば(2−スルファトエチル)−スルホン基又は安息香酸基と、少なくとも1つの求核ポリマー、例えばポリアミン又はエポキシビスフェノール−Aポリマーのアミン誘導体との反応生成物を含んでよい。更に、結合されたこれらの有機基に対する更なる反応、例えばアクリル化反応も可能である。その他の例も上記文献に開示されている。
所望の性能属性を得るために、結合高分子基の量は種々に変動してよい。好ましくは、結合高分子基の総量は、窒素吸着によって測定して(BET法)、ピグメントの表面積1m当たり約0.001〜約10.0マイクロモルの高分子基である。より好ましくは、結合高分子基の量は、約0.01〜約5.0マイクロモル/mであり、最も好ましくは、約0.05〜約3.0マイクロモル/mである。加えて、改質ピグメントは更に、付加的な結合有機基を含んでよい。このことは、特性を更に改善することができる。一態様の場合、改質ピグメントは、高分子基およびイオン基、イオン化可能基、又はイオン基とイオン化可能基との混合物を含む。その例としては、イオン基又はイオン化可能基を含む結合高分子基に関して上述したものを含む。好ましくは、イオン基又はイオン化可能基は、カルボン酸、スルホン酸又はこれらの塩を含む。
改質ピグメントは、洗浄、例えば濾過、遠心分離、又はこれら2つの方法の組み合わせによって精製し、これにより未反応の原材料、副産物塩およびその他の反応不純物を除去することができる。生成物は、例えば蒸発によって分離することもでき、或いは、当業者に知られた技術によって、濾過および乾燥によって回収することもできる。
本発明の改質ピグメント生成物は、ディスパージョンを形成するための液状ビヒクルと組み合わせることもできる。液体のタイプは、改質ピグメントに結合された高分子基のタイプおよび量に依存する。水性および非水性液状ビヒクルを使用することができるが、液状ビヒクルは非水性ビヒクルであることが好ましい。例は、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エステル、およびこれらの混合物を含む非水性ビヒクルを含む。例えば水および水溶性アルコールを含む水性溶媒を添加することもできる。
改質ピグメント生成物は、当業者に知られた任意の方法を用いて、ディスパージョン中に形成することができる。この方法は、例えば高剪断混合を利用することを含む。改質ピグメントの量は、ディスパージョンの総量を基準として約1%〜60%であってよく、そして好ましくは約5重量%〜30重量%である。ディスパージョンは、付加的な成分(添加剤および/又は補助溶媒)および処理工程を最小限に用いて形成することができる。しかし、界面活性剤および補助溶媒等の添加剤を含むことができる。例えば、感光性樹脂、例えばエポキシビスフェノール−A又はエポキシノボラックを添加することができる。
ディスパージョン中に形成された改質ピグメントを更に精製又は分類し、これにより、不純物、および製造工程の結果としてディスパージョン中に共存するおそれがあるその他の望ましくない遊離種を除去することもできる。例えば、ディスパージョンを精製することにより、望ましくない遊離種、例えば未反応の処理剤を除去することができる。膜又はイオン交換による周知の限外濾過/ダイアフィルトレーション技術を利用して、ディスパージョンを生成し、そして相当量の遊離イオン種および不所望の種を除去することができる。任意の対イオン交換工程が精製工程中に発生してもよく、これにより、改質ピグメントの一部を形成することができる対イオンが、周知のイオン交換技術、例えば限外濾過、逆浸透、イオン交換カラムなど等の周知のイオン交換技術を利用して、別の対イオン(例えば両親媒性イオンを含む)と交換又は置換される。交換可能な対イオンの具体例としては、Na,K,Li,NH ,Ca2+,Mg2+,Cl,NO ,NO ,アセテートおよびBrが挙げられる。
本発明は更にブラックマトリクスに関する。上述のように、支持体上に感光性層を塗布し、該感光性層に像様輻射を施し、そして該コーティングを現像して乾燥させることにより、ブラックマトリクスが形成される。本発明のブラックマトリクスの場合、感光性層は、少なくとも1つの高分子基が結合しているブラックピグメントを含む改質ブラックピグメント生成物を含む。ブラックピグメントは炭素生成物であることが好ましく、最も好ましいのはカーボンブラックである。カーボンブラックは上述のように広範囲の表面積、構造、および一次粒度を有することができるが、しかし、DBP値が約25〜70mL/100gであることが好ましい。
高分子基は、上述の高分子基のうちのいずれかであってよい。こうして、高分子基は少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含むことができる。例えば、高分子基は、式−X−Sp−[PP]によって表される基であってよく、前記式中、X,SpおよびPPは上述の通りである。
イオン基又はイオン化可能基は、ブラックマトリクスを現像するために用いられる方法に応じて選択される。例えば、アルカリ性現像剤が使用される場合には、イオン基又はイオン化可能基はアニオン基又はアニオン化可能基となることが好ましい。酸性現像剤が使用される場合には、イオン基又はイオン化可能基はカチオン基又はカチオン化可能基となることが好ましい。
本発明のブラックマトリクスは、更に感光性樹脂、例えばエポキシビスフェノール−A又はエポキシノボラックから調製された樹脂を含む。その他の感光性樹脂も当業者に良く知られている。
体積抵抗率および光学濃度は、ブラックマトリクス材料のための重要な特性である。体積抵抗率は、導電を防止する材料の能力の尺度であり、例えばASTM手順D257−93において定義されているような当業者に知られた技術を用いて、測定することができる。光学濃度(OD)は材料の不透明度の尺度であり、典型的には、デンシトメーターを使用して測定される。ODは、膜厚を含む幾つかの要素に依存する。本発明のブラックマトリクスの体積抵抗率は、1013オーム−cm以上であるのが好ましい。より好ましくは、本発明のブラックマトリクスはまた、膜厚1ミクロンで約3を上回る光学濃度を有する。
本発明のブラックマトリクス中の改質ピグメントの結合高分子基の量は、所望の性能属性全体を得るために種々に変動してよい。好ましくは、結合高分子基の総量は上述の通りであり、窒素吸着によって測定して(BET法)、ピグメントの表面積1m当たり約0.001〜約10.0マイクロモル、より好ましくは、約0.01〜5.0マイクロモル/m、そして最も好ましくは、約0.05〜3.0マイクロモル/mの範囲の高分子基であってよい。
本発明のブラックマトリクスの感光性層は、所望の特性全体を得るために効果的な、改質ブラックピグメント生成物の量を含む。改質ブラックピグメントの量は、ピグメントのタイプおよび結合高分子基の量に依存する。好ましくは、感光性層内の改質ブラックピグメントの量は10%〜70%、より好ましくは20%〜60%、そして最も好ましくは30%〜50%である。所望の全体的な特性を生み出すために必要とされるこれらの改質ブラックピグメントのレベルは、従来のブラックピグメントと比較して低いことが判明している。
理論に縛られたくはないが、本発明の改質ピグメント生成物の結合高分子基はピグメント粒子を分離し、これにより、ピグメント粒子を内蔵するブラックマトリクスの導電性を低減すると考えられる。加えて、式−X−Sp−[PP]を有する少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメントは、結合基の均一な分布を有する。このことは粒子の分離をより効果的にし、そして結果としてブラックマトリクス中の体積抵抗率を極めて高くする。一般に、結合基の密度が高いほど、体積抵抗率も高くなると考えられる。結合高分子基はまた、改質ピグメントが感光性層内で良好に分散されることを可能にし、これにより、塗布量が比較的少なくても、ODを高くすることができる。光重合性基の存在は、改質ピグメントが輻射線露光時に反応し、ひいては感光性層内部で架橋されるようになることを可能にする。イオン基又はイオン化可能基は、光重合されていないいかなる材料をも現像可能にすることができる。
本発明は更に、a)感光性樹脂と、b)改質ピグメント生成物とを含む樹脂組成物であって、樹脂組成物が輻射によって硬化されているものに関する。樹脂組成物は更に、光開始剤を含んでよい。改質ピグメント生成物は上述の通りであり、少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含み、高分子基は少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含む。例えば、高分子基は、式−X−Sp−[PP]を有することができ、前記式中、X,SpおよびPPは上述の通りである。好ましくは、ピグメントは、フタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約25〜70mL/100gのカーボンブラックである。感光性樹脂は、当業者に知られたもののいずれか、例えばエポキシビスフェノール−A樹脂又はエポキシノボラック樹脂であってよい。樹脂組成物は、任意の輻射源、例えば赤外線又は紫外線によって硬化することができる。
下記実施例によって本発明を更に明らかにする。下記実施例は、事実上一例にすぎない。
実施例1−ポリマーの調製
THF30g中のビスフェノール−A樹脂(Resolution Performance Productsから入手可能なEPON 1001F)30gの撹拌溶液に、アクリル酸(4.8g)をゆっくりと添加した。触媒として臭化テトラエチルアンモニウム(0.2g)を、そして抗酸化剤としてメトキシヒドロキノン(0.1g)を添加した。酸価測定により、反応をモニタリングした。還流するTHF中で30時間にわたって反応させたあと、反応混合物にヘキサヒドロフタル酸無水物(10.5g)を添加し、そして同じ温度で更に2時間にわたって撹拌した。その結果として生じた、THF中のカルボキシアクリレート・ポリマー溶液を室温まで冷ましておき、そして更に分離することなしに使用した。
実施例2−ポリマーの改質
THF250mLと共に実施例1のポリマー溶液に、1,4−フェニレンジアミン(2.95g)を添加し、溶解後、5.6gのジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を添加した。反応混合物を2時間にわたって室温で撹拌し、そして濾過することにより精製して、沈澱した尿素を除去した。
実施例3−改質ピグメント生成物の調製
実施例2の改質ポリマー溶液と、30gのカーボンブラックとをロータ・ステータ内で混合した。カーボンブラックの表面積は50m/gであり、DBPは46mL/100gであった。メタンスルホン酸(0.96g)を添加した。水10g中のNaNO 0.69gの溶液を液滴状に添加し、そして混合を更に3時間にわたって続けた。結果として得られたディスパージョンをダイアフィルトレーションによって、先ずアセトン/THF(20/80)溶液を用いて、続いてアセトンを用いて、そして最後にプロピレングリコールメトキシエーテルアセテート(PGMEA)を用いて精製した。その結果得られたディスパージョンを、一連のフィルタ(20ミクロン、5ミクロン、1ミクロンおよび0.5ミクロン)を通して順次濾過した。
実施例4−ポリマー膜の調製
実施例3の改質カーボンブラックディスパージョンを、ブトキシエチルアセテート中のカルボキシル化エポキシクレゾールノボラック・ポリマー溶液(65%固形分、アクロス ケミカルズ(Akros Chemicals)製のアクティラン(Actilane)340)と混合することができた。その結果得られた配合物を、次いで、1.5ミルのバード・バーでステンレス鋼上に塗被し、そして炉内で45分間にわたって90℃で乾燥させることができた。その結果生じる乾燥膜(40%の改質カーボンブラックおよび60%のポリマー)の予期される厚さは約7ミクロンであった。該膜の体積抵抗率をASTM手順D257−93に従って測定することができた。その結果として得られた乾燥膜は、良好な全体的な特性を有することが予期された。
実施例5−ポリマーの改質
アクティラン 340(31.2g、カルボキシル化エポキシクレゾールノボラック・ポリマーの65%ブトキシエチルアセテート溶液、アクロス ケミカルズ製)を、300mLの乾燥THF中に溶解させた。このポリマー溶液に、1,4−フェニレンジアミン(PDA,1.68g)を添加した。PDAの溶解後、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,3.22g)を添加した。反応混合物をアルゴン下で、24時間にわたって室温で撹拌し、そして濾過によって精製して、沈澱した尿素を除去した。
実施例6−ポリマーの改質
アクティラン 340(150g、カルボキシル化エポキシクレゾールノボラック・ポリマーの65%ブトキシエチルアセテート溶液、アクロス ケミカルズ製)を、700mLの乾燥N−メチルピロリドン(NMP)中に溶解させた。このポリマー溶液に、1,4−フェニレンジアミン(PDA,6.55g)を添加した。PDAの溶解後、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,塩化メチレン中の1M溶液60ml)を液滴状に添加した。反応混合物をアルゴン下で、19時間にわたって室温で撹拌し、そして濾過によって精製して、沈澱した尿素を除去した。
実施例7−ポリマーの改質
Sarbox SB404(30g、スチレンおよびマレイン酸の半エステルと、ヒドロキシエチルアクリレートとのポリマーの55%PGMEA溶液、Sartomer製)を、150mLのNMP中に溶解させた。このポリマー溶液に、1,4−フェニレンジアミン(PDA,1.08g)を添加した。PDAの溶解後、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,2.78g)を添加した。反応混合物をアルゴン下で、24時間にわたって室温で撹拌し、そして濾過によって精製して、沈澱した尿素を除去した。
実施例8−改質ピグメント生成物の調製
実施例5の改質ポリマー溶液と、30gのカーボンブラックとをロータ・ステータ内で混合し、温度を40℃にした。カーボンブラックの表面積は50m/gであり、DBPは46mL/100gであった。メタンスルホン酸(0.95g)を添加した。水10g中のNaNO 0.75gの溶液を液滴状に添加し、そして混合を更に3時間にわたって40℃で続けた。結果として得られたディスパージョンをダイアフィルトレーションによって、先ず水/THF(10/90)溶液を用いて、続いてTHFを用いて、そして最後にPGMEAを用いて精製した。その結果得られたディスパージョンが含む改質ピグメント生成物のポリマー結合レベルは、TGAによって測定して26%であり、このディスパージョンの固形分含有率は20.7%であった。
実施例9−改質ピグメント生成物の調製
表面積が50m/gであり、DBPが46mL/100gであるカーボンブラック(150g)と、1400mLのNMPと、100mLの水とをロータ・ステータ内で55℃で混合した。スルファニル酸(5.7g)を添加し、そして10分間にわたって撹拌した。NaNO(4.5g)を10mLの水中に溶解し、そしてゆっくりと添加した。次いで反応混合物をロータ・ステータで2時間にわたって混合した。
実施例6から得られた改質ポリマー溶液をロータ・ステータ内でこの反応混合物に添加した。更にメタンスルホン酸(10.8g)を添加し、そして温度を55℃まで上昇させた。最後に、水10g中のNaNO 4.5gの溶液をゆっくりと添加した。反応混合物を更に2時間にわたってロータ・ステータで混合した。その結果得られたディスパージョンをダイアフィルトレーションによって、先ず水/NMP(10/90)混合物を用いて、続いてNMPを用いて、そして最後にPGMEAを用いて精製した。その結果得られたディスパージョンが含む改質ピグメント生成物のポリマー結合レベルは、TGAによって測定して34.8%であり、このディスパージョンの固形分含有率は17.3%であった。
実施例10−改質ピグメント生成物の調製
実施例7の改質ポリマー溶液と、30gのカーボンブラックとをロータ・ステータ内で混合し、温度を55℃にした。カーボンブラックの表面積は50m/gであり、DBPは46mL/100gであった。メタンスルホン酸(0.95g)を添加した。水10g中のNaNO 0.75gの溶液を液滴状に添加し、そして混合を更に3時間にわたって55℃で続けた。結果として得られたディスパージョンをダイアフィルトレーションによって、先ず水/NMP(10/90)溶液を用いて、続いてNMPを用いて、そして最後にPGMEAを用いて精製した。その結果得られたディスパージョンが含む改質ピグメント生成物のポリマー結合レベルは、TGAによって測定して29.8%であり、このディスパージョンの固形分含有率は18.5%であった。
実施例11−改質ピグメント生成物の調製
表面積が100m/gであり、DBPが31mL/100gであるカーボンブラック(150g)と、1400mLのNMPと、100mLの水とをロータ・ステータ内で55℃で混合した。スルファニル酸(5.7g)を添加し、そして10分間にわたって撹拌した。NaNO(4.5g)を10mLの水中に溶解し、そしてゆっくりと添加した。次いで反応混合物をロータ・ステータで2時間にわたって混合した。
実施例6から得られた改質ポリマー溶液をロータ・ステータ内でこの反応混合物に添加した。更にメタンスルホン酸(10.8g)を添加し、そして温度を55℃まで上昇させた。最後に、水10g中のNaNO 4.5gの溶液をゆっくりと添加した。反応混合物を更に2時間にわたってロータ・ステータで混合した。その結果得られたディスパージョンをダイアフィルトレーションによって、先ず水/NMP(10/90)混合物を用いて、続いてNMPを用いて、そして最後にPGMEAを用いて精製した。その結果得られたディスパージョンが含む改質ピグメント生成物のポリマー結合レベルは、TGAによって測定して17.6%であり、このディスパージョンの固形分含有率は16.9%であった。
実施例12−ポリマー膜の調製
実施例8,9,10および11の改質カーボンブラックディスパージョンを、アクティラン 340(65%固形分、アクロス ケミカルズ製)およびPGMEAと混合し、これにより概算固形分含有率を20%にした。
体積抵抗率測定のために、結果として得られた配合物を、1ミクロンのドクター・ブレードで鋼Q−パネル上に塗被し、そして炉内で45分間にわたって90℃で乾燥させた。その結果生じた乾燥膜(40%の改質カーボンブラックおよび60%のポリマー、45%の改質カーボンブラックおよび55%のポリマー、並びに、50%の改質カーボンブラックおよび50%のポリマー)の厚さは約5〜8ミクロンであった(KLA Tencor Alpha Step 500 表面プロファイロメーターで測定)。ETS 803B抵抗率プローブを備えたKeithley Model 65機器によって、交互極性法を用いて、該膜の体積抵抗率を測定した。殆どの測定の印加電圧は+/−5Vであった。
光学濃度(OD)測定のために、配合物をガラス・スライド上にスピン塗布し、そして90℃で炉内に45分間にわたって乾燥させた。その結果得られた乾燥膜(40%の改質カーボンブラックおよび60%のポリマー、45%の改質カーボンブラックおよび55%のポリマー、並びに、50%の改質カーボンブラックおよび50%のポリマー)の厚さは約0.6〜1.7ミクロンであった(KLA Tencor Alpha Step 500 表面プロファイロメーターで測定)。X−Rite 361T透過濃度計を用いて、ODを測定した。
実施例8のディスパージョンから結果として得られた乾燥膜の体積抵抗率は、1.2×1014オーム−cm(40%の改質カーボンブラック)および2×1014オーム−cm(50%の改質カーボンブラック)であった。実施例9のディスパージョンから得られた乾燥膜の体積抵抗率は、6.5×1013オーム−cm(40%の改質カーボンブラック)、5.4×1013オーム−cm(45%の改質カーボンブラック)および7×1013オーム−cm(50%の改質カーボンブラック)であった。実施例10のディスパージョンから得られた乾燥膜の体積抵抗率は、3.5×1013オーム−cm(40%の改質カーボンブラック)であった。実施例11のディスパージョンから得られる乾燥膜の体積抵抗率は、7×1013オーム−cm(40%の改質カーボンブラック)および3×1013オーム−cm(45%の改質カーボンブラック)であった。特に膜の改質カーボンブラック含有率が50%である場合、光学濃度は約3.0/μmであることが一般的に判明した。従って、本発明の改質ピグメント生成物を使用して調製された膜に関して、特性の組み合わせ、具体的には電気特性と光学特性との良好な組み合わせが見出された。
本発明の好ましい態様に関する上述の説明は、例示および説明の目的で提供したものである。この説明は排他的なものではなく、又は、開示された通りの形態に本発明を限定するものではない。上記教示内容に照らして、修正および変形が可能であり、又は、本発明の実施から修正および変形を得ることができる。本発明の原理およびその実用的な応用を説明するために、これらの態様を選択して説明した。この実用的な応用によって、当業者は種々の態様において、そして考えられる特定の用途に適した種々の修正と共に、本発明を活用することが可能になる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲、およびこれと均等のものによって定義されるものとする。
特許請求の範囲は、添付の通りである。

Claims (84)

  1. 少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物(product)であって、該高分子基が少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン(ionic)基又はイオン化可能基とを含むことを特徴とする改質ピグメント生成物。
  2. 前記イオン基又はイオン化可能基が、アニオン基又はアニオン化可能基である請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  3. 前記ピグメントがカーボンブラックである請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  4. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約25〜70mL/100gである請求項3に記載の改質ピグメント生成物。
  5. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約30〜50mL/100gである請求項4に記載の改質ピグメント生成物。
  6. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約30〜40mL/100gである請求項5に記載の改質ピグメント生成物。
  7. 前記光重合性基がエチレン系不飽和基を含む請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  8. 前記光重合性基がアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、又はスチレン基を含む請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  9. 前記光重合性基がアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである請求項8に記載の改質ピグメント生成物。
  10. 前記アニオン基又は該アニオン化可能基がカルボン酸又はその塩を含む請求項2に記載の改質ピグメント生成物。
  11. 前記アニオン基又は該アニオン化可能基が、式−OOC−Alk−COOH又はその塩を有する基であり、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表す請求項2に記載の改質ピグメント生成物。
  12. Alkはシクロヘキサンジイル基を表す請求項11に記載の改質ピグメント生成物。
  13. 前記高分子基が、フェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含む請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  14. 前記高分子基が、エポキシビスフェノール−A、エポキシビスフェノール−Aのオリゴマー、又はエポキシノボラックから調製されたポリマーを含む請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  15. 前記改質ピグメント生成物がディスパージョンを形成するために、液状ビヒクル中にある請求項1に記載の改質ピグメント生成物。
  16. 前記液状ビヒクルが、溶媒を含む非水性ビヒクルであり、該溶媒が、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エステル、およびこれらの混合物から成る群から選択される請求項15に記載の改質ピグメント生成物。
  17. 更に感光性樹脂を含む請求項15に記載の改質ピグメント生成物。
  18. 前記感光性樹脂が、エポキシビスフェノール−A樹脂又はエポキシノボラック樹脂から調製された樹脂である請求項17に記載の改質ピグメント生成物。
  19. 式−X−Sp−[PP]を有する少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物であって、前記式中、該ピグメントに直接的に結合されたXは、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はアルキレン基を表し、Spはスペーサー基を表し、そしてPPは、少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含むポリマーを表すことを特徴とする改質ピグメント生成物。
  20. 前記イオン基又はイオン化可能基が、アニオン基又はアニオン化可能基である請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  21. 前記ピグメントがカーボンブラックである請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  22. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約25〜70mL/100gである請求項21に記載の改質ピグメント生成物。
  23. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約30〜50mL/100gである請求項22に記載の改質ピグメント生成物。
  24. 前記カーボンブラックのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)が約30〜40mL/100gである請求項23に記載の改質ピグメント生成物。
  25. 前記光重合性基がエチレン系不飽和基を含む請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  26. 前記光重合性基がアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、又はスチレン基を含む請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  27. 前記光重合性基がアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  28. 前記アニオン基又は該アニオン化可能基がカルボン酸又はその塩を含む請求項20に記載の改質ピグメント生成物。
  29. 前記アニオン基又は該アニオン化可能基が、式−OOC−Alk−COOH又はその塩を有する基であり、該式中、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表す請求項20に記載の改質ピグメント生成物。
  30. Alkがシクロヘキサンジイル基を表す請求項29に記載の改質ピグメント生成物。
  31. 前記高分子基が、フェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含む請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  32. 前記高分子基が、エポキシビスフェノール−A、エポキシビスフェノール−Aのオリゴマー、又はエポキシノボラックから調製されたポリマーを含む請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  33. PPが式[T−Y−(Q−Y)−T]を有するポリマーを表し、Qはビスフェニルエーテル基を含み、Yは置換型プロパンジイル基を含み、Tは末端基を含み、そしてnは1〜20の整数である請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  34. Tが光重合性基を含む請求項33に記載の改質ピグメント生成物。
  35. Tがアルキルエステルを含む請求項33に記載の改質ピグメント生成物。
  36. Qは−O−C−C(CH−C−O−,−O−C−CH−C−O−,又は−O−C−フルオレニル−C−O−であり;
    Yは−CH−CH(Z)−CH−であり、該式中、Zは、−OH,−OOC−Alk−COOH又はその塩であるか、或いは、Spとの結合手であり、そして、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表し;そして
    TはCH=CH−COO−又はCH=C(CH)−COO−である
    請求項33に記載の改質ピグメント生成物。
  37. Spは、−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,又は−O−(CH−CH)−SO−であり、該式中、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、AOXは炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である請求項36に記載の改質ピグメント生成物。
  38. PPは、式[A−(CRB)−CRA]を有するポリマーを表し、該式中、AおよびBはフェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含み、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、そしてnは1〜20の整数である請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  39. AおよびBが更に光重合性基を含む請求項38に記載の改質ピグメント生成物。
  40. Aが、C− 又はC(CH)−
    | |
    O−Y−T O−Y−Tであり、そして、
    Bが、−C− 又は−C(CH)−
    | |
    O−Y−T O−Y−Tであり;
    該式中、Yは−CH−CH(Z)−CH−であり、該式中、Zは、−OH,−OOC−Alk−COOH又はその塩であるか、或いは、Spに対する結合手であり、そして、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表し;そして
    TはCH=CH−COO−又はCH=C(CH)−COO−である
    請求項38に記載の改質ピグメント生成物。
  41. Tはアルキルエステルを含む請求項40に記載の改質ピグメント生成物。
  42. Spは、−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,又は−O−(CH−CH)−SO−であり、該式中、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、AOXは炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である請求項40に記載の改質ピグメント生成物。
  43. 前記改質ピグメント生成物がディスパージョンを形成するために、液状ビヒクル中にある請求項19に記載の改質ピグメント生成物。
  44. 前記液状ビヒクルが、溶媒を含む非水性ビヒクルであり、該溶媒が、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エステル、およびこれらの混合物から成る群から選択される請求項43に記載の改質ピグメント生成物。
  45. 更に感光性樹脂を含む請求項43に記載の改質ピグメント生成物。
  46. 前記感光性樹脂が、エポキシビスフェノール−A樹脂又はエポキシノボラック樹脂から調製された樹脂である請求項45に記載の改質ピグメント生成物。
  47. 少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物であって、該ピグメントが、約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)を有するカーボンブラックであることを特徴とする改質ピグメント生成物。
  48. 前記改質ピグメント生成物がディスパージョンを形成するために、液状ビヒクル中にある請求項47に記載の改質ピグメント生成物。
  49. 前記液状ビヒクルが、溶媒を含む非水性ビヒクルであり、該溶媒が、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エステル、およびこれらの混合物から成る群から選択される請求項48に記載の改質ピグメント生成物。
  50. 更に感光性樹脂を含む請求項48に記載の改質ピグメント生成物。
  51. 前記感光性樹脂が、エポキシビスフェノール−A樹脂又はエポキシノボラック樹脂から調製された樹脂である請求項50に記載の改質ピグメント生成物。
  52. 支持体上に感光性層を塗布し、該感光性層に像様輻射を施し、そして該コーティングを現像して乾燥させることにより形成されるブラックマトリクスであって、該感光性層が、少なくとも1つの高分子基が結合しているブラックピグメントを含む改質ブラックピグメント生成物を含み、該高分子基が少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含むことを特徴とするブラックマトリクス。
  53. 更に感光性樹脂を含む請求項52に記載のブラックマトリクス。
  54. 前記ブラックマトリクスの体積抵抗率が、1013オーム−cm以上である請求項52に記載のブラックマトリクス。
  55. 前記ブラックマトリクスの光学濃度が、約1ミクロンの厚さで約3である請求項54に記載のブラックマトリクス。
  56. 前記ブラックピグメントが炭素生成物である請求項52に記載のブラックマトリクス。
  57. 前記ブラックピグメントが、約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量を有するカーボンブラックである請求項56に記載のブラックマトリクス。
  58. 前記高分子基が、フェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含む請求項52に記載のブラックマトリクス。
  59. 前記高分子基が、エポキシビスフェノール−A、エポキシビスフェノール−Aのオリゴマー、又はエポキシノボラックから調製されたポリマーを含む請求項52に記載のブラックマトリクス。
  60. 支持体上に感光性層を塗布し、該感光性層に像様輻射を施し、そして該コーティングを現像して乾燥させることにより形成されるブラックマトリクスであって、該感光性層が、少なくとも1つの高分子基が結合されているブラックピグメントを含む改質ブラックピグメント生成物を含み、該高分子基が式−X−Sp−[PP]を有し、該式中、該ピグメントに直接的に結合されたXは、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はアルキレン基を表し、Spはスペーサー基を表し、そしてPPは、少なくとも1つの光重合性基、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基、又はその両方を所望により含むポリマーを表すことを特徴とするブラックマトリクス。
  61. 更に感光性樹脂を含む請求項60に記載のブラックマトリクス。
  62. 前記ブラックマトリクスの体積抵抗率が、1013オーム−cm以上である請求項60に記載のブラックマトリクス。
  63. 前記ブラックマトリクスの光学濃度が、約1ミクロンの厚さで約3である請求項62に記載のブラックマトリクス。
  64. 前記ブラックピグメントが炭素生成物である請求項60に記載のブラックマトリクス。
  65. 前記ブラックピグメントが、約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量を有するカーボンブラックである請求項64に記載のブラックマトリクス。
  66. 前記高分子基が、フェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含む請求項60に記載のブラックマトリクス。
  67. PPが、エポキシビスフェノール−A、エポキシビスフェノール−Aのオリゴマー、又はエポキシノボラックから調製されたポリマーを含む請求項60に記載のブラックマトリクス。
  68. PPが式[T−Y−(Q−Y)−T]を有するポリマーを表し、Qはビスフェニルエーテル基を含み、Yは置換型プロパンジイル基を含み、Tは末端基を含み、そしてnは1〜20の整数である請求項60に記載のブラックマトリクス。
  69. Tが光重合性基を含む請求項68に記載のブラックマトリクス。
  70. Tがアルキルエステルを含む請求項68に記載のブラックマトリクス。
  71. Qは−O−C−C(CH−C−O−,−O−C−CH−C−O−,又は−O−C−フルオレニル−C−O−であり;
    Yは−CH−CH(Z)−CH−であり、該式中、Zは、−OH,−OOC−Alk−COOH又はその塩であるか、或いは、Spとの結合手であり、そして、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表し;そして
    TはCH=CH−COO−又はCH=C(CH)−COO−である
    請求項68に記載のブラックマトリクス。
  72. Spは、−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,又は−O−(CH−CH)−SO−であり、該式中、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、AOXは炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である請求項71に記載のブラックマトリクス。
  73. PPは、式[A−(CRB)−CRA]を有するポリマーを表し、該式中、AおよびBはフェニルエーテル基および置換型プロパンジイル基を含み、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、そしてnは1〜20の整数である請求項60に記載のブラックマトリクス。
  74. AおよびBが更に光重合性基を含む請求項73に記載のブラックマトリクス。
  75. Aが、C− 又はC(CH)−
    | |
    O−Y−T O−Y−Tであり、そして、
    Bが、−C− 又は−C(CH)−
    | |
    O−Y−T O−Y−Tであり;
    該式中、Yは−CH−CH(Z)−CH−であり、該式中、Zは、−OH,−OOC−Alk−COOH又はその塩であるか、或いは、Spに対する結合手であり、そして、Alkは飽和型又は不飽和型の環状又は線状アルキル基を表し;そして
    TはCH=CH−COO−又はCH=C(CH)−COO−である
    請求項73に記載のブラックマトリクス。
  76. Tはアルキルエステルを含む請求項75に記載のブラックマトリクス。
  77. Spは、−OOC−Alk−COO−,−OOC−Alk−CONR−,−OOC−Alk−CONR(CH−CHNR−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(CH−CHO−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−COO(AOX)−(CH−CH)−SO−,−OOC−Alk−CONR(AOX)−Alk−NR−(CH−CH)−SO−,又は−O−(CH−CH)−SO−であり、該式中、同じもの又は異なるものであってよいRは、水素、或いは置換型又は無置換型のアリール又はアルキル基であり、AOXは炭素原子数約1〜約12のアルキレンオキシド基を表し、そしてxは1〜500の整数である請求項75に記載のブラックマトリクス。
  78. 支持体上に感光性層を塗布し、該感光性層に像様輻射を施し、そして該コーティングを現像して乾燥させることにより形成されるブラックマトリクスであって、該感光性層が、少なくとも1つの高分子基が結合されているブラックピグメントを含む改質ブラックピグメント生成物を含み、該ブラックピグメントが約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)を有するカーボンブラックであることを特徴とするブラックマトリクス。
  79. 更に感光性樹脂を含む請求項78に記載のブラックマトリクス。
  80. 前記ブラックマトリクスの体積抵抗率が、1013オーム−cm以上である請求項78に記載のブラックマトリクス。
  81. 前記ブラックマトリクスの光学濃度が、約1ミクロンの厚さで約3である請求項80に記載のブラックマトリクス。
  82. 樹脂組成物であって、a)感光性樹脂と、b)少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物とを含み、該高分子基が少なくとも1つの光重合性基と、少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含み、該樹脂組成物が輻射によって硬化されていることを特徴とする樹脂組成物。
  83. 樹脂組成物であって、a)感光性樹脂と、b)少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物とを含み、該高分子基が式−X−Sp−[PP]を有し、該式中、該ピグメントに直接的に結合されたXは、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はアルキレン基を表し、Spはスペーサー基を表し、そしてPPは、少なくとも1つの光重合性基と少なくとも1つのイオン基又はイオン化可能基とを含むポリマーを表し、該樹脂組成物が輻射によって硬化されていることを特徴とする樹脂組成物。
  84. 樹脂組成物であって、a)感光性樹脂と、b)少なくとも1つの高分子基が結合しているピグメントを含む改質ピグメント生成物とを含み、該ピグメントが、約25〜70mL/100gのフタル酸ジブチル吸収量(DBP)を有するカーボンブラックであることを特徴とする樹脂組成物。
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