JP2007182553A - カラーフィルタ用高分子樹脂バインダ、顔料分散液及びインクジェットインク - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダを提供する。
【解決手段】顔料と親和性を有するモノマー、高い機械的強度を有するモノマー、または溶媒と親和性を有するモノマーを含む複数種の機能性モノマーを重合して製造され、下記化学式1のアミン系有機物質を含有するカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダである。
NHxRy (化学式1)
したがって、該カラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダは、分散性、分散安定性、吐出性及び吐出安定性を向上させうる。
【選択図】図1
【解決手段】顔料と親和性を有するモノマー、高い機械的強度を有するモノマー、または溶媒と親和性を有するモノマーを含む複数種の機能性モノマーを重合して製造され、下記化学式1のアミン系有機物質を含有するカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダである。
NHxRy (化学式1)
したがって、該カラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダは、分散性、分散安定性、吐出性及び吐出安定性を向上させうる。
【選択図】図1
Description
本発明は、カラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダに係り、さらに詳細には、分散性、分散安定性、吐出性及び吐出安定性を向上させうるカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダに関する。
インクジェットインクは、LCD(Liquid Crystal Display)の主要な部品の一つであるカラーフィルタの製造において核心的な構成要素である。すなわち、インクジェットインクは、LCDの画像具現のための必須構成要素であって、赤色、青色、緑色の3色のインクジェットインクが、インクジェットヘッドによりカラーフィルタに吐出されてコーティングされた後に熱硬化される。したがって、インクジェットインクは、カラーフィルタに着色層であるインク膜を形成する。
次に、カラーフィルタの基本的な構造及び作動原理を簡略に説明する。
すなわち、バックライトユニットから発生した光は、偏光板及び液晶を順に通過しつつ適切に調節され、最後にカラーフィルタを通過しつつ、三色が組み合わせられることによって画像を具現する。したがって、肉眼で見る最終画像の品質は、カラーフィルタの品質により左右され、カラーフィルタの品質は、インクジェットインクに含まれる顔料及び各種の添加剤の品質及び種類により左右される。
カラーフィルタに着色層を形成する方法としては、前記のようにインクジェットインクを使用する方法以外に、感光性樹脂を使用する方法などがある。
インクジェットインクを使用する方法は、感光性樹脂を使用する方法に比べて次のような利点がある。すなわち、各色別に行われるコーティング、露光、現像の工程が必要なく、赤色、緑色、青色の3色を同時にコーティングした後に硬化させることによって工程を短縮させ、材料の浪費及び廃液の発生を最少化できる。したがって、最近では、カラーフィルタの着色層として使用される感光性樹脂を代替するために、インクジェットインクに多くの研究が行われている。
カラーフィルタ用インクジェットインクは、顔料分散液、高分子樹脂バインダ、機能性モノマー、熱開始剤、界面活性剤、その他の添加剤及び適切な溶媒を含む。
顔料分散液は、インクジェットインクの核心的な要素であって、これは、赤色、緑色、青色の3色の顔料が溶媒下で超微粒子に分散されることによって製造される。したがって、コロイド状態の超微粒子は、その分散性に優れており、かつ、いかなる物理的、化学的な悪条件下でもその分散安定性が変わってはならない。
具体的に、顔料分散液は、所定の顔料に溶媒、分散剤、及びその他の添加剤を適切な割合で混合した後、その混合液を粉砕器内で粉砕することによって製造される。また、インクジェットインクは、前記顔料分散液に高分子樹脂バインダ、多機能モノマー、開始剤、及びその他の添加剤などを混合することによって製造される。
前記のような顔料分散液の製造において、安定した分散系を維持するためには、高分子型界面活性剤の一種である分散剤の役割が必須である。また、最近、LCD分野の速い技術発達によって、高透過度、高色度、高輝度、高対比度のLCDが市場に現れており、これにより、顔料分散液及び高分子樹脂バインダも適切に変わらねばならないであろう。
すなわち、従来の高透過度用カラーフィルタの場合には、顔料の濃度が高くなくてもよいので、顔料の使用量に比べて多量の分散剤を使用することができた。また、この場合、分散剤の濃度が高いので、高い分散性及び分散安定性を維持することができた。しかし、最近では、LCDの発展によって、高色度の具現が要求されており、このような高色度の具現のためには、多量の顔料がカラーフィルタに積層される必要があり、分散剤の使用量は、相対的に減少する必要がある。このように少量の分散剤を使用すれば、超微粒子形態の顔料粒子の分散性及び分散安定性が低下するという問題点がある。
前記のような問題点を解決するために、最近では、分散剤に商業化された高分子樹脂バインダを混合して顔料分散液を製造する傾向にある。これにより、高分子樹脂バインダは、顔料分散液及びインクジェットインクの製造時に何れも使用され、顔料の分散性及び分散安定性を向上させる重要な役割を行う。
しかし、既存の商業化された高分子樹脂バインダでは、顔料の分散性及び分散安定性を満足すべきレベルに向上させ得ないという問題点があった。
本発明は、LCDのカラーフィルタ用インクジェットインクの製造時に顔料の分散性及び分散安定性を向上させうる高分子樹脂バインダを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、LCDのカラーフィルタ用インクジェットインクの製造に使用され、インクジェットヘッドからのインク吐出性及び吐出安定性を向上させうる高分子樹脂バインダを提供することにある。
本発明によれば、複数種の機能性モノマーを重合して製造されるカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダであって、下記化学式1のアミン系有機物質を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ:
NHxRy (化学式1)
ただし、式中、Rは、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、炭素数6ないし20のアリール基、炭素数6ないし10のアリールオキシ基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数7ないし40のアルキルアリール基、炭素数7ないし40のアリールアルキル基、炭素数8ないし40のアリールアルケニル基、炭素数2ないし10のアルキニル基であり、xは、0ないし2であり、yは、1ないし3であり、x+y=3である。
NHxRy (化学式1)
ただし、式中、Rは、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、炭素数6ないし20のアリール基、炭素数6ないし10のアリールオキシ基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数7ないし40のアルキルアリール基、炭素数7ないし40のアリールアルキル基、炭素数8ないし40のアリールアルケニル基、炭素数2ないし10のアルキニル基であり、xは、0ないし2であり、yは、1ないし3であり、x+y=3である。
本発明の一実施例によれば、前記機能性モノマーは、(a)スチレンまたはベンジルメタクリレートと、(b)メタクリル酸、アクリル酸、メタクリルアミドまたはアクリルアミドと、を含む。
本発明の他の実施例によれば、前記アミン系有機物質は、アニリン、N−アルキルアニリン、2−エチルヘキシルアミン、トリエチルアミン、ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、p−アミノ安息香酸、ピロリジン、ピリミジン、モルホリン、ピリジン、ピペラジン、及びキノリンよりなる群から選択される少なくとも一つである。
本発明のさらに他の実施例によれば、前記アミン系有機物質の含量は、総(a)及び(b)100質量部に対し0.1ないし30質量部である。
本発明のさらに他の実施例によれば、前記(a)及び(b)の相対的な含量は、(a)のモル比が0.3ないし5である場合、(b)のモル比は、0.3ないし5である。
本発明のさらに他の実施例によれば、前記機能性モノマーは、(c)炭素数1ないし5のアルキル基または2−ヒドロキシエチル基を有するメタクリレートをさらに含む。
ここで、前記アミン系有機物質の含量は、全(a)ないし(c)100質量部に対し0.1ないし30質量部である。
また、ここで、前記(a)、(b)、及び(c)の相対的な含量は、(a)のモル比が0.3ないし3.0である場合、(b)のモル比は、0.2ないし2.5であり、(c)のモル比は、0.3ないし3.0である。
また、本発明によれば、前述の本発明の他の実施例の高分子樹脂バインダまたはそれらを2つ以上混合したバインダ混合物に、顔料、分散剤及び界面活性剤を混合して製造されることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液が提供される。
本発明の一実施例によれば、前記界面活性剤は、フッ素系界面活性剤である。
本発明の他の実施例によれば、前記顔料は、赤色254番、赤色177番、青色15:6番、緑色36番、黄色150番、黄色139番、黄色138番、及び紫色23番の顔料よりなる群から選択される少なくとも一つである。
本発明の望ましい実施例によれば、前記高分子樹脂バインダまたはバインダ混合物の含量は、前記総顔料100質量部に対し20ないし150質量部である。
本発明の望ましい実施例によれば、前記分散剤の含量は、前記総顔料100質量部に対し0.1ないし30質量部であり、前記界面活性剤の含量は、前記総顔料100質量部に対し0.01ないし2質量部である。
本発明のさらに他の実施例によれば、前記アミン系有機物質は、物理的に結合した状態で存在する。
本発明のさらに他の実施例によれば、前記アミン系有機物質は、化学的に結合した状態で存在する。
また、本発明によれば、前述の本発明の他の実施例の顔料分散液を使用して製造されたカラーフィルタ用インクジェットインクが提供される。
本発明の一実施例によれば、前記顔料分散液に前述の本発明の他の実施例の高分子樹脂バインダを添加して製造されたカラーフィルタ用インクジェットインクが提供される。
本発明によれば、LCDのカラーフィルタ用インクジェットインクの製造時に顔料の分散性及び分散安定性を向上させうる高分子樹脂バインダが提供されうる。
また、本発明によれば、LCDのカラーフィルタ用インクジェットインクの製造に使用され、インクジェットヘッドからのインクの吐出性及び吐出安定性を向上させうる高分子樹脂バインダが提供されうる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。
本発明の一実施例に係る高分子樹脂バインダは、複数種の機能性モノマーを重合して製造され、下記化学式1のアミン系有機物質を含有する。
複数種の機能性モノマーを重合して製造されるカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダは、下記化学式1のアミン系有機物質を含有する:
NHxRy (化学式1)
ただし、式中、Rは、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、炭素数6ないし20のアリール基、炭素数6ないし10のアリールオキシ基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数7ないし40のアルキルアリール基、炭素数7ないし40のアリールアルキル基、炭素数8ないし40のアリールアルケニル基、炭素数2ないし10のアルキニル基であり、xは、0ないし2であり、yは、1ないし3であり、x+y=3である。
NHxRy (化学式1)
ただし、式中、Rは、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、炭素数6ないし20のアリール基、炭素数6ないし10のアリールオキシ基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数7ないし40のアルキルアリール基、炭素数7ないし40のアリールアルキル基、炭素数8ないし40のアリールアルケニル基、炭素数2ないし10のアルキニル基であり、xは、0ないし2であり、yは、1ないし3であり、x+y=3である。
高分子樹脂バインダは、顔料分散液の製造時に顔料に添加してもよく、インクジェットインクの製造時に顔料分散液に添加してもよく、前記両製造過程の何れに添加してもよい。高分子樹脂バインダは、これを含む顔料分散液及びインクジェットインクの物性に重要な影響を及ぼす。
一般的に、インクジェットインクは、優れた分散性、分散安定性、吐出性、吐出安定性、高透明度、耐化学性、機械的耐久性及び高色具現力を有さねばならない。
前記のようなインクジェットインクの物性を満足させるために、高分子樹脂バインダの物性を適切に調節する必要がある。
そのために、本実施例では、機能性モノマーとして単一種類ではない複数種のモノマーを使用する。
図1は、本発明の一実施例に係る高分子樹脂バインダの基本構造である。
図1に示すように、機能性モノマーとして、顔料と親和性を有するモノマー、機械的強度に優れたモノマー、及び溶媒と親和性を有するモノマーのうち、2種または3種のモノマーを混合して使用する。それにより、合成された高分子樹脂バインダは、多様な種類の顔料に使用され、後述する顔料分散液及びインクジェットインクの低粘度分散性及び分散安定性を向上させうる。
機能性モノマーの一例として、(a)顔料と親和性を有するモノマー、及び(b)溶媒と親和性を有するモノマーの2種モノマーが機能性モノマーとして使用されうる。この場合、(a)及び(b)の相対的な含量は、モル比を基準に(a)の含量が0.3ないし5である場合、(b)の含量は、0.3ないし5であることが望ましい。
機能性モノマーの他の一例として、(a)顔料と親和性を有するモノマー、(b)溶媒と親和性を有するモノマー、(c)機械的強度に優れたモノマーの3種モノマーが機能性モノマーとして使用されうる。この場合、(a)、(b)及び(c)の相対的な含量は、モル比を基準に(a)の含量が0.3ないし3.0である場合、(b)の含量は、0.2ないし2.5であり、(c)の含量は、0.3ないし3.0であることが望ましい。
(a)顔料、具体的に顔料のベンゼンあるいはアルキル基と親和性を有するモノマーとして、スチレン、ベンジルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、または2−エチルヘキシルアクリレイトなどが使用されうる。
また、(b)溶媒と親和性を有するモノマーとしては、メタクリル酸、アクリル酸、またはアクリルアミドなどが使用されうる。
また、(c)機械的強度に優れたモノマーとしては、炭素数1ないし5のアルキル基または2−ヒドロキシエチル基を有するメタクリレート、またはブチルアクリレートなどが使用されうる。
本発明に使用される機能性モノマーは、前述のモノマーに限定されるものではなく、それ以外にも商業的に使用可能なメチルメタクリレート、グリシジルメタクリレートなどの多様なモノマーが使用されうる。それらのモノマーのうち、特に、グリシジルメタクリレートを使用した共重合体の場合には、熱硬化時にエポキシ架橋によって硬度が高まり、耐化学性が向上する。したがって、グリシジルメタクリレートは、カラーフィルタ用インクジェットインクの製造に非常に適している。
前記機能性モノマーは、使用目的によってその相対的な使用比率及び種類と異なりうる。具体的に、前記モノマーの最適の使用比率及び種類は、顔料の極性程度、所望の粘度、使用しようとする溶媒の特性を考慮して定められねばならない。
一方、高分子樹脂バインダの合成には溶媒が使用されるが、このような溶媒としては、水を除いたプロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒が何れも使用されうる。プロトン性溶媒としては、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコールなどが使用されうる。また、非プロトン性溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジグライムなどが使用されうる。しかし、カラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダの製造には、プロトン性溶媒ほど反応性のない非プロトン性溶媒がさらに望ましい。また、非プロトン性溶媒内で高分子樹脂バインダを合成する場合には、溶媒を分離する工程を省略できるので、製造工程の短縮に有利である。
本実施例に係る高分子樹脂バインダは、前記化学式1のアミン系有機物質を含有する。また、アミン系有機物質の含量は、機能性モノマー100質量部に対し0.1ないし30質量部であることが望ましく、さらに望ましくは、1質量部ないし10質量部である。
このようなアミン系有機物質は、高分子樹脂バインダが合成される過程に添加してもよく、高分子樹脂バインダが重合された後に別途に添加してもよい。アミン系有機物質は、高分子樹脂バインダまたは顔料分散液内に存在するメタクリル酸、アクリル酸などの有機酸または(メタ)アクリルアミドなどの有機アミン系の酸度及び塩基度を適切に調節して分散液の粒子を安定化させ、インクジェットインクが乾燥するときにインクの凝集現象を防止する機能を担う。ここで、アミン系有機物質は、有機酸または有機アミン系と水素結合などの物理的および/または化学的に結合する。
次に、顔料分散液の分散安定化メカニズムを説明する。
まず、水を溶媒として使用する場合に、顔料粒子を取り囲んでいる高分子樹脂バインダに含まれるカルボキシル基の陰イオンの静電気的な反発により顔料粒子が分散する。次に、有機溶媒を使用する場合には、顔料粒子を取り囲んでいる高分子樹脂バインダの立体障害の効果により顔料粒子が分散する。有機溶媒を使用する場合には、陰イオンを導入する必要はないが、構造内でメタクリル酸またはアクリル酸のカルボン酸基、またはアクリルアミドまたはメタクリルアミドのアミド基が、水素結合によって有機溶媒と親和性(affinity)を有することによって安定化され、高分子樹脂バインダまたは分散剤に取り囲まれた顔料は、立体障害効果によって相互接触が防止されて、分散安定性を有する。
このようなアミン系有機物質として、基本的に1価アミンないし3価アミンまでいずれも使用可能であり、有機溶媒に溶解されうるものであれば、炭素数5個ないし20個を有する脂肪族アミン、ヘテロ環の成分を有するアミン、及びベンゼン環を有するアミンなどが何れも使用されうる。
具体的に、このようなアミン系有機物質としては、アニリン、N−アルキルアニリン、2−エチルヘキシルアミン、トリエチルアミン、ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、p−アミノ安息香酸、ピロリジン、ピリミジン、モルホリン、ピリジン、ピペラジン、及びキノリンよりなる群から選択される少なくとも一つが使用されうる。
一方、カラーフィルタ用インクジェットインクに使用される高分子樹脂バインダは、分子量が非常に重要であるが、この重量平均分子量の範囲は、1,000ないし100,000であることが望ましく、さらに望ましくは、5,000ないし50,000であり、さらに望ましくは、10,000ないし20,000である。高分子の重量平均分子量は、通常、100,000以上から1,000,000まで可能であるが、低粘度用分散剤として使用される高分子は、重量平均分子量が少ないものが有利である。すなわち、低重量平均分子量の高分子樹脂バインダは、カラーフィルタ用感光性樹脂またはカラーフィルタ用インクジェットインクなどの低粘度を要求する特殊な環境で使用されうる。
高分子樹脂バインダの合成時の重量平均分子量は、反応条件、すなわち、機能性モノマーの濃度、反応温度、開始剤の量によって調節される。例えば、機能性モノマーの濃度及び反応温度が高く、かつ、開始剤の使用量が多ければ、重量平均分子量は少なくなる。
また、高分子樹脂バインダの合成時の機能性モノマーの濃度は、総反応物100質量部に対し5ないし60質量部であることが望ましく、さらに望ましくは、10ないし40質量部であり、さらに望ましくは、15ないし30質量部である。反応温度は、50ないし120℃であることが望ましく、さらに望ましくは、60ないし100℃であり、さらに望ましくは、70ないし90℃である。
反応開始剤としては、2、2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)が使用可能であり、その使用量は、全機能性モノマー100質量部に対し、0.1ないし10質量部であることが望ましく、さらに望ましくは、0.5ないし5質量部であり、さらに望ましくは、2ないし4質量部である。
本実施例での高分子樹脂バインダは、ランダム型高分子であって、分散特性において優れた効能を有する。合成された高分子樹脂バインダは、溶媒が除去されるか、または存在している状態で適正量の顔料と混合して各種の粉砕器で粉砕されうる。このような高分子樹脂バインダは、使用される顔料の種類によって異なるが、一般的に全顔料100質量部に対し20ないし150質量部まで使用されうる。また、高分子樹脂バインダは、非プロトン性溶媒内で合成される場合、溶媒分離なしに直ぐに次の工程に適用されうるので、工程の短縮に非常に有利である。
以下、使用目的による高分子樹脂バインダの合成例を詳細に説明する。
第1の合成例として、カラーフィルタ用インクジェットインクに使用可能な基本的な構造の高分子樹脂バインダを合成する例を説明する。
まず、ベンジルメタクリレート、メチルメタクリレート、メタクリル酸を、モル比を基準にそれぞれ0.7、0.5、1.5の割合でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)とよく混合する。次に、前記混合物を約100℃の温度に昇温させた後、開始剤(AIBN)を入れて約5時間温度を維持しつつ反応させる。その後、反応溶液にアニリンを、総機能性モノマー100質量部に対し2質量部投入して1時間放置する。最後に、反応が完了すると、使用された溶媒を真空蒸留によって除去して、黄色系の固体成分の結晶を得る。合成された高分子樹脂バインダは、下記化学式2のような化学構造を有する。
ただし、式中、Xは、0.3ないし3.0、Yは、0.2ないし2.5、Zは、0.3ないし3.0のモル比を有する。しかし、必要に応じて、それぞれの機能性モノマーを2種以上使用してもよい。これについては後述する。また、次の工程、すなわち、顔料分散液を製造する工程に適用される溶媒も、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であれば、真空蒸留によって溶媒を除去する必要なく、合成された高分子樹脂バインダ溶液を直ぐに次の工程に適用することによって工程を短縮させうる。
第2の合成例として、極性の強化された構造の高分子樹脂バインダを合成する例を説明する。
前述のように適用される顔料の物理的、化学的特性に合わせて高分子樹脂バインダの立体的構造及び極性を調節できる。これは、使用される機能性モノマーの種類、重量平均分子量の大きさによって決定される。例えば、メチルメタアクリレートの代わりに2−ヒドロキシメタクリレートを使用すれば、バインダの立体構造及び全体的な物性が極性側に移動して、極性の強い顔料と組み合わされて使用する場合、分散性及び分散安定性が向上する傾向を示す。合成された高分子樹脂バインダは、下記の化学式3のような化学構造を有する。
ただし、式中、Xは、0.3ないし3.0、Yは、0.2ないし2.5、Zは、0.3ないし3.0のモル比を有する。しかし、必要に応じて、それぞれの機能性モノマーを2種以上使用してもよい。これについては後述する。合成に使用される反応溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたは他の種類の非プロトン性有機溶媒が使用可能である。
前記化学式3の化学構造を有する高分子樹脂バインダを合成するとき、N−エチルアニリンを、総機能性モノマー100質量部に対し2.5質量部添加して反応を完了させる。反応が完了すると、使用された溶媒を真空蒸留によって除去して、黄色系の固体成分の結晶を得る。
第3の合成例として、極性の弱い構造の高分子樹脂バインダを合成する例を説明する。
まず、スチレン、ブチルメタクリレート、メタクリル酸を、モル比を基準にそれぞれ1.5、0.5、0.3の割合でジグライムと混合する。次いで、前記混合液を約80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)を入れ、約4時間温度を維持しつつ反応させる。次いで、前記反応溶液に2−エチルヘキシルアミンを、総機能性モノマー100質量部に対し1.5質量部添加して反応を完了させる。合成された高分子樹脂バインダは、下記化学式4のような化学構造を有する。この場合、高分子樹脂バインダは、極性が低下して、比較的極性の弱い顔料と混合する場合に優れた物性を表しうる。
ただし、式中、Xは、0.3ないし3.0、Yは、0.2ないし2.5、Zは、0.3ないし3.0のモル比を有する。しかし、必要に応じて、それぞれの機能性モノマーを2種以上使用しうる。これについては後述する。一方、合成された高分子樹脂バインダを有機溶媒と使用する場合には、水溶液で使用する場合に比べて、メタクリル酸の使用量を半分以下に減らすことによって初めて良い結果を得ることができる。
第4の合成例として、顔料と親和性を有するモノマー及び溶媒と親和性を有するモノマーのみからなる構造の高分子樹脂バインダを合成する例を説明する。
まず、スチレン及びアクリル酸のそれぞれを適切なモル比で混合して、使用しようとする溶媒に投入する。次に、前記混合液を約100℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)を入れて、約5時間温度を維持しつつ反応させる。次いで、反応溶液に、総機能性モノマー100質量部に対しモルホリン2.4質量部を添加して反応を完了させる。反応が完了すると、使用された溶媒を真空蒸留によって除去して、固体成分の白色の結晶を得る。合成された高分子樹脂バインダは、下記化学式5のような化学構造を有する。
ただし、式中、Xは、0.3ないし5、Yは、0.3ないし5のモル比を有することが望ましく、さらに望ましくは、Xは、2ないし3、Yは、1.5ないし2である。
以下、前記の高分子樹脂バインダを含有する顔料分散液について詳細に説明する。
本実施例に係るカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液は、前記高分子樹脂バインダのそれぞれに、または前記高分子樹脂バインダを2種または3種混合したバインダ混合物に、顔料、分散剤及び界面活性剤などを混合して製造される。
複数種の高分子樹脂バインダを混合して顔料分散液を製造する場合、その混合比は、各種のバインダが5質量部ないし95質量部の比率になるように調節されうる。また、高分子樹脂バインダの総使用量は、総使用顔料100質量部に対し20質量部ないし150質量部であることが望ましい。
顔料は、微細粒子に粉砕されて粉末形態で供給され、顔料粒子の表面に付着している空気は、顔料を分散剤と混合及び攪拌することによって放出される。このように、顔料粒子の表面から空気が放出されれば、溶媒が顔料粒子の表面に容易に浸透できるが、これを湿潤効果と言い、分散剤の特性と言える。前記顔料は、赤色254番、赤色177番、青色15:6番、緑色36番、黄色150番、黄色139番、黄色138番及び紫色23番顔料よりなる群から選択される少なくとも一つであることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。
分散剤としては、商業用であるエフカタイプの分散剤(EFKA4046及び4047)、高分子分散剤(Solsperse32500、Solsperse24000)、DisperBYK161、またはDisperBYK163などが使用されうる。商業用分散剤の使用量は、総使用顔料100質量部に対し0.1質量部ないし30質量部であることが望ましいが、さらに望ましくは、1質量部ないし10質量部である。
界面活性剤としては、商業用であるノベックタイプの界面活性剤(NovecFC−4434またはFC−4430など)が使用されうる。界面活性剤は、フッ素系であることが望ましい。フッ素系の界面活性剤が添加されれば、分散性が改良され、分散安定性が向上する。フッ素系の界面活性剤の使用量は、高分子樹脂の種類によってその最適量が決まり、総使用顔料100質量部に対し0.01質量部ないし2質量部であることが望ましいが、さらに望ましくは、0.1質量部ないし0.5質量部である。
顔料は、一般的に分散して使用されるので、分散が非常に重要であり、特に、最近では、顔料が電子製品の各種の部品に使用される比重が高まるにつれて、高機能性かつ低粘度の顔料分散液の開発が非常に重要になってきている。すなわち、電子部品に使用される顔料は、一般的に薄膜をなし、ノズルコーティング法やロールコーティング法などを使用する場合、優れた吐出性を有さねばならない。したがって、高粘度の顔料分散液は、薄膜を形成し難く、吐出性が悪いため、電子部品に使用するには適していない。
特に、LCD用カラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタフォトレジスト(感光剤)は、低粘度顔料分散液が非常に重要な要素である。
このような顔料分散液は、高温に耐えうる耐熱性、耐化学性、硬化後に規定以上の強度を維持する機械的特性を満たさねばならない。例えば、カラーフィルタの製造工程では、220℃で1時間以上硬化させる超高温工程でも分散系の安定性を維持させうる高機能性の顔料分散液が要求される。
また、LCDの要求物性が多様化するにつれて、カラーフィルタ用顔料分散液の物性も多様化しなければならない。すなわち、既存の顔料分散液は、一般的に、スピンコーティング用顔料分散液の製造に限定されて使用されたが、現在は、LCDが大型化するにつれて、スピンコーティング法以外にブレード及びロールを使用したコーティング法及びノズルコーティング法など、多様なコーティング法が利用されるので、各コーティング法に合う多様な物性を有する顔料分散液が要求される。
また、顔料分散液には、カラーフィルタ用インクジェットインクまたは感光剤として製造されるために、多くの化学物質が添加されねばならず、これにより、顔料分散液は、耐化学性が要求される。顔料分散液に添加される代表的な化学物質は、感光剤、高分子樹脂バインダ、界面活性剤、モノマー及び粘度調節剤などである。
顔料分散液が、前記添加剤などと物理的および/または化学的に結合すれば、分散系が破壊されて固まるか、または層分離が起こって商品としての価値が低下し、さらに、完成品であるLCDに不良を引き起こすことにより、莫大な損失を与える。
前記のような理由によって、顔料分散液は、優れた耐化学性及び高い機械的強度が要求される。しかし、既存の商業化された製品は、規格が限定されており、多様な種類の顔料を分散させるのに限界がある。
本実施例に係る顔料分散液は、通常、顔料を、総顔料分散液100質量部に対し約15質量部に調節して分散させうるが、その粘度が約20cPであり、低粘度が可能であるので、カラーフィルタ用感光性樹脂またはカラーフィルタ用インクジェットインクに直ぐに適用できる。
顔料分散液が前述の物性を有するためには、前述のように、その製造に使用される高分子樹脂バインダの物性が優れる必要がある。本実施例に係る顔料分散液は、下記のような過程を経ることによって製造される。
まず、高分子樹脂バインダは、所定の顔料及び溶媒と混合される。その後、前記混合物は、湿潤過程を経た後、ビード・ミルまたはマイクロ・フルイダイザーを使用して粉砕される。前記結果物が低粘度の顔料分散液である。また、効率を高めるために、2種または3種の高分子樹脂バインダを混合し使用してもよい。
一方、前記顔料分散液に各種の添加剤を添加することによって、カラーフィルタ用インクジェットインクを製造できる。このようなカラーフィルタ用インクジェットインクは、顔料分散液に高分子樹脂バインダを添加して製造されてもよい。
具体的に、カラーフィルタ用インクジェットインクは、攪拌装置を備える反応器に顔料分散液を投入し、溶媒、高分子樹脂バインダ、界面活性剤、開始剤及びその他の添加剤を徐々に投入した後に攪拌して製造される。
インクジェットインクの製造時に使用される溶媒は、吐出性及び吐出安定性に大きな役割を行うので、非常に重要である。使用される溶媒は、沸点が150℃以上になることが必要であり、一方、沸点が300℃以上であれば、硬化時に残留し、画素の不良の原因になりうる。具体的には、溶媒の沸点は、200℃ないし270℃であることが望ましい。
ここで、溶媒、界面活性剤、開始剤及びその他の添加剤の種類は、前述のものと同一または類似しているので、これについての詳細な説明は省略する。
以下に、本発明の実施例を具体的に例示するが、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
高分子樹脂バインダの製造
(実施例1)
ベンジルメタクリレート(0.07モル、12.3g)、メチルメタクリレート(0.07モル、7.0g)、メタクリル酸(0.075モル、6.5g)を、100gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.28gを投入し、80℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にアニリンを0.52g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。これにより、約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
(実施例1)
ベンジルメタクリレート(0.07モル、12.3g)、メチルメタクリレート(0.07モル、7.0g)、メタクリル酸(0.075モル、6.5g)を、100gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.28gを投入し、80℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にアニリンを0.52g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。これにより、約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
(実施例2)
ベンジルメタクリレートの代わりにスチレン(0.07モル、7.3g)を、アニリンの代わりにピロリジン1.1gを、80gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに投入したことを除いては、実施例1と同じ製造工程により約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
ベンジルメタクリレートの代わりにスチレン(0.07モル、7.3g)を、アニリンの代わりにピロリジン1.1gを、80gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに投入したことを除いては、実施例1と同じ製造工程により約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
(実施例3)
メチルメタアクリレートの代わりに2−ヒドロキシエチルメタクリレート(0.07モル、9.1g)を、アニリンの代りにN−エチルアニリン0.7gを、110gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに投入したことを除いては、実施例1と同じ製造工程により約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
メチルメタアクリレートの代わりに2−ヒドロキシエチルメタクリレート(0.07モル、9.1g)を、アニリンの代りにN−エチルアニリン0.7gを、110gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに投入したことを除いては、実施例1と同じ製造工程により約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
(実施例4)
ベンジルメタクリレート(0.04モル、7.0g)、スチレン(0.03モル、3.1g)、メチルメタクリレート(0.07モル、7.0g)、メタクリル酸(0.15モル、12.9g)を、68gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を90℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.28gを投入し、90℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中の窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。以後、反応溶液にアニリンを0.85g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。これにより、約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
ベンジルメタクリレート(0.04モル、7.0g)、スチレン(0.03モル、3.1g)、メチルメタクリレート(0.07モル、7.0g)、メタクリル酸(0.15モル、12.9g)を、68gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を90℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.28gを投入し、90℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中の窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。以後、反応溶液にアニリンを0.85g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。これにより、約20%の固形分を含有する高分子樹脂バインダを得た。
(実施例5)
ベンジルメタクリレート(0.04モル、7.0g)、スチレン(0.03モル、3.1g)、メチルメタクリレート(0.05モル、5.0g)、メタクリル酸(0.03モル、2.6g)を、60gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.35gを投入し、100℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にモルホリンを1.0g添加した。モルホリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。
ベンジルメタクリレート(0.04モル、7.0g)、スチレン(0.03モル、3.1g)、メチルメタクリレート(0.05モル、5.0g)、メタクリル酸(0.03モル、2.6g)を、60gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.35gを投入し、100℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にモルホリンを1.0g添加した。モルホリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。
(実施例6)
ベンジルメタクリレートは投入せず、スチレン(0.07モル、7.3g)を投入し、モルホリンの代りにトリエチルアミン0.8gを添加したことを除いては、実施例5と同じ製造工程により高分子樹脂バインダを得た。
ベンジルメタクリレートは投入せず、スチレン(0.07モル、7.3g)を投入し、モルホリンの代りにトリエチルアミン0.8gを添加したことを除いては、実施例5と同じ製造工程により高分子樹脂バインダを得た。
(実施例7)
スチレン(0.1モル、10.4g)、アクリル酸(0.1モル、7.3g)を、60gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.25gを投入し、80℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にアニリンを0.75g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。
スチレン(0.1モル、10.4g)、アクリル酸(0.1モル、7.3g)を、60gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに混合し、少量の窒素でバブリングさせた。前記混合液を80℃の温度に昇温させた後に開始剤(AIBN)0.25gを投入し、80℃の温度を維持しつつ5時間反応させた。反応中に窒素バブリングを続けることによって、空気中の酸素と接触することを防止して、生成したラジカルを消滅させなかった。その後、反応溶液にアニリンを0.75g添加した。アニリンを添加してから1時間経過後、徐々に温度を常温まで冷却させた。
顔料分散液の製造
(実施例8)
実施例1で合成された高分子樹脂バインダ溶液3.0gと、実施例3で合成された高分子樹脂バインダ溶液2.0gに、スイスのCiba社製の顔料の赤色254番15g、Solsperse32500 1.0g、界面活性剤であるNovecFC−4434 0.2g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート78.8gを混合し、この混合液を2時間よく攪拌して湿潤させた。これに、砂300gを投入し、直径7cmのディスクを使用して3,000rpmで5時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用して砂を除去した。これにより、平均粒径が75nmである赤色顔料分散液を得た。
(実施例8)
実施例1で合成された高分子樹脂バインダ溶液3.0gと、実施例3で合成された高分子樹脂バインダ溶液2.0gに、スイスのCiba社製の顔料の赤色254番15g、Solsperse32500 1.0g、界面活性剤であるNovecFC−4434 0.2g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート78.8gを混合し、この混合液を2時間よく攪拌して湿潤させた。これに、砂300gを投入し、直径7cmのディスクを使用して3,000rpmで5時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用して砂を除去した。これにより、平均粒径が75nmである赤色顔料分散液を得た。
(実施例9)
実施例5で合成された高分子樹脂バインダ溶液50gに、スイスのCiba社製の顔料の赤色254番10gをよく混合して1時間攪拌した。これに、0.3mmのジルコニアビード100gを投入し、直径7cmであるディスクを使用して3,000rpmで3時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用してビードを除去した。これにより、平均粒径が80nmである赤色顔料分散液を得た。
実施例5で合成された高分子樹脂バインダ溶液50gに、スイスのCiba社製の顔料の赤色254番10gをよく混合して1時間攪拌した。これに、0.3mmのジルコニアビード100gを投入し、直径7cmであるディスクを使用して3,000rpmで3時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用してビードを除去した。これにより、平均粒径が80nmである赤色顔料分散液を得た。
(比較例1)
米国特許第6,696,207号明細書に基づいて、商業用分散剤EFKA4046のみを使用して、次の通りに顔料分散液を製造した。
6gのEFKA−466及びスイスのCiba社製の顔料の赤色254番15g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート79gを混合して、この混合液を2時間よく攪拌して湿潤させた。これに、砂300gを投入し、直径7cmであるディスクを使用して、3,000rpmで5時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用して砂を除去した。これにより、平均粒径が78nmである赤色顔料分散液を得た。
米国特許第6,696,207号明細書に基づいて、商業用分散剤EFKA4046のみを使用して、次の通りに顔料分散液を製造した。
6gのEFKA−466及びスイスのCiba社製の顔料の赤色254番15g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート79gを混合して、この混合液を2時間よく攪拌して湿潤させた。これに、砂300gを投入し、直径7cmであるディスクを使用して、3,000rpmで5時間粉砕した。粉砕が完了した後、ふるいを利用して砂を除去した。これにより、平均粒径が78nmである赤色顔料分散液を得た。
インクジェットインクの製造
(実施例10)
有機溶媒であるジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート44.8gに、実施例1で合成された高分子樹脂バインダ20g、機能性モノマーであるジペンタエリスリトールペンタアクリレート5g、熱開始剤であるAIBN 0.2gを混合した。これに、実施例7で製造された顔料分散液30gをゆっくり投入してよく攪拌した。その後、混合された溶液を、10μmのろ過装置を通じて粗大粒子を除去して、カラーフィルタ用インクジェットインクを製造した。
(実施例10)
有機溶媒であるジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート44.8gに、実施例1で合成された高分子樹脂バインダ20g、機能性モノマーであるジペンタエリスリトールペンタアクリレート5g、熱開始剤であるAIBN 0.2gを混合した。これに、実施例7で製造された顔料分散液30gをゆっくり投入してよく攪拌した。その後、混合された溶液を、10μmのろ過装置を通じて粗大粒子を除去して、カラーフィルタ用インクジェットインクを製造した。
製造された顔料分散液の平均粒径及び経時安定性の試験
顔料分散液は、粉砕された後に粒子が互いにくっついて沈殿するか、または層分離されればならないので、分散安定性の試験過程を経る必要がある。顔料分散液の経時安定性の評価は非常に重要な要素であり、時間が経過するにつれて粒径及び粘度の変化が大きければならない。粒径及び粘度が変化するとは、分散系が不安定であり破壊されるということを意味し、これは、結局、顔料分散液としての基本的な機能を発揮できなくなるということを意味する。
本実施例で、分散安定性の試験は、粒径分析器(Particle Size Analyzer:PSA)を利用して経時安定性の変化を観察することであり、短時間内に観察するために、加速試験を行った。経時安定性の加速試験は、60℃で4時間、−10℃で4時間行い、これを合計4回繰り返して粒径の変化を観測した。
下記表1に経時安定性の加速試験結果を示す。顔料分散液は、実施例8及び比較実施例1で製造されたものを使用した。
顔料分散液は、粉砕された後に粒子が互いにくっついて沈殿するか、または層分離されればならないので、分散安定性の試験過程を経る必要がある。顔料分散液の経時安定性の評価は非常に重要な要素であり、時間が経過するにつれて粒径及び粘度の変化が大きければならない。粒径及び粘度が変化するとは、分散系が不安定であり破壊されるということを意味し、これは、結局、顔料分散液としての基本的な機能を発揮できなくなるということを意味する。
本実施例で、分散安定性の試験は、粒径分析器(Particle Size Analyzer:PSA)を利用して経時安定性の変化を観察することであり、短時間内に観察するために、加速試験を行った。経時安定性の加速試験は、60℃で4時間、−10℃で4時間行い、これを合計4回繰り返して粒径の変化を観測した。
下記表1に経時安定性の加速試験結果を示す。顔料分散液は、実施例8及び比較実施例1で製造されたものを使用した。
前記表1を参照して、平均粒径及び経時安定性を説明する。
本発明の一実施例である実施例8の顔料分散液の場合には、経時安定性の試験前後の各時点で、平均粒径が75nm、79nmであった。一方、従来の技術による顔料分散液の比較例1の場合には、前記各時点で平均粒径が78nm、82nmであった。したがって、本実施例の場合が、従来の技術に比べて顔料分散液の平均粒径が約3nm小さかった。よって、顔料分散液の分散性は、本実施例の場合が、従来の技術に比べて優れていることが分かる。
また、経時安定性の試験前後の平均粒径は、双方の場合とも約4nm大きくなった。これにより、本実施例に係る顔料分散液は、分散性に優れており、かつ、従来の技術と同じレベルの分散安定性を有するということが分かる。したがって、本実施例に係る顔料分散液を商業的に使用するには何らの問題がなく、むしろ従来の技術に比べて分散性面において優れているということが試験から確認された。
製造されたインクジェットインクの吐出性及び吐出安定性の試験
吐出試験は、スペクトルインクジェットヘッドが装着されたLitrex装備により行われ、長時間の吐出時にヘッドの詰まりがなく、吐出量の変化のない安定した吐出を評価基準とした。
吐出試験は、スペクトルインクジェットヘッドが装着されたLitrex装備により行われ、長時間の吐出時にヘッドの詰まりがなく、吐出量の変化のない安定した吐出を評価基準とした。
試験結果を下記表2に示す。インクジェットインクは、実施例10で製造されたものを使用した。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、インクジェットインクは、前述の顔料分散液、高分子樹脂バインダ、硬化用モノマー、熱開始剤、溶媒などのあらゆる組み合わせにより製造されうる。
前記表2から分かるように、本実施例に係るインクジェットインクは、非常に優れた吐出性及び吐出安定性を有する。
LCDのカラーフィルタにコーティングされたインクジェットインクの凝集程度の観察試験
本発明の核心であるアミン系有機物質の添加効果を実験的に観察した。
本発明の核心であるアミン系有機物質の添加効果を実験的に観察した。
図2Aは、アミン系有機物質を含有していない従来のカラーフィルタ用インクジェットインクの凝集程度を示す写真であり、図2Bは、アミン系有機物質を含有する本発明の一実施例に係るカラーフィルタ用インクジェットインクの凝集程度を示す写真である。
図2A及び図2Bで、(R)、(G)、(B)は、それぞれカラーフィルタの赤色、緑色、青色サブピクセルを意味する。
図2A及び図2Bに示すように、アミン系有機物質を添加していない場合には、粒子の凝集現象が目立ち、本実施例のように、アミン系有機物質を添加した場合には、粒子の凝集現象が著しく減ったということが確認できる。
このように、アミン系有機物質がインク粒子の凝集に及ぼす影響を、添付図面を参照して具体的に説明する。
まず、それぞれの場合に、LCDのサブピクセル内にインクジェットインクがコーティングされる。その後、インクジェットインクに含まれる溶媒が乾燥されつつ、インクジェットインクの固形分の含量が高まる。このとき、アミン系有機物質が添加されていない場合には、分散剤、高分子樹脂バインダ、顔料の分散均衡が崩れて、図2Aに示すように、インク粒子の凝集が起こって、インクジェットインクが不透明になる現象が発生する。
しかし、アミン系有機物質が添加された場合には、アミン系有機物質が分散剤または高分子樹脂バインダ内に存在する酸及びアミンに物理的に結合することによって分散安定性を増進させて、図2Bに示すように、インク粒子の凝集を防止する効果を示す。
本発明は、開示された実施例を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲によって決まらねばならない。
本発明は、液晶表示装置に関連した技術分野に好適に適用されうる。
Claims (24)
- 複数種の機能性モノマーを重合して製造されてなるカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダであって、
下記化学式1のアミン系有機物質を含有することを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ:
NHxRy (化学式1)
ただし、式中、Rは、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数1ないし10のアルコキシ基、炭素数6ないし20のアリール基、炭素数6ないし10のアリールオキシ基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数7ないし40のアルキルアリール基、炭素数7ないし40のアリールアルキル基、炭素数8ないし40のアリールアルケニル基、炭素数2ないし10のアルキニル基であり、xは、0ないし2であり、yは、1ないし3であり、x+y=3である。 - 前記機能性モノマーは、
(a)スチレンまたはベンジルメタクリレートと、
(b)メタクリル酸、アクリル酸、メタアクリルアミドまたはアクリルアミドと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。 - 前記アミン系有機物質は、アニリン、N−アルキルアニリン、2−エチルヘキシルアミン、トリエチルアミン、ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、p−アミノ安息香酸、ピロリジン、ピリミジン、モルホリン、ピリジン、ピペラジン、及びキノリンよりなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記アミン系有機物質の含量は、(a)及び(b)の100質量部に対し0.1ないし30質量部であることを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記(a)及び(b)の相対的な含量は、(a)のモル比が0.3ないし5である場合、(b)のモル比は、0.3ないし5であることを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記機能性モノマーは、
(c)炭素数1ないし5のアルキル基または2−ヒドロキシエチル基を有するメタクリレートをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。 - 前記アミン系有機物質の含量は、(a)、(b)及び(c)の100質量部に対し0.1ないし30質量部であることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記(a)、(b)、及び(c)の相対的な含量は、(a)のモル比が0.3ないし3.0である場合、(b)のモル比は、0.2ないし2.5であり、(c)のモル比は、0.3ないし3.0であることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記アミン系有機物質は、物理的に結合した状態で存在することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 前記アミン系有機物質は、化学的に結合した状態で存在することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの高分子樹脂バインダ。
- 請求項1〜10のいずれか1項の高分子樹脂バインダに、顔料、分散剤及び界面活性剤を混合して製造されてなることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記界面活性剤は、フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項11に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記顔料は、赤色254番、赤色177番、青色15:6番、緑色36番、黄色150番、黄色139番、黄色138番、及び紫色23番の顔料よりなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項11に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記高分子樹脂バインダの含量は、前記顔料の100質量部に対し20ないし150質量部であることを特徴とする請求項11に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記分散剤の含量は、前記顔料の100質量部に対し0.1ないし30質量部であり、前記界面活性剤の含量は、前記顔料の100質量部に対し0.01ないし2質量部であることを特徴とする請求項11に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 請求項11に記載の顔料分散液を使用して製造されてなることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク。
- 前記顔料分散液に請求項1に記載の高分子樹脂バインダを添加して製造されてなることを特徴とする請求項16に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク。
- 請求項1〜10のいずれか1項の高分子樹脂バインダを2つ以上混合し、このバインダ混合物に顔料、分散剤、及び界面活性剤をさらに混合して製造されてなることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記界面活性剤は、フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項18に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記顔料は、赤色254番、赤色177番、青色15:6番、緑色36番、黄色150番、黄色139番、黄色138番及び紫色23番顔料よりなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項18に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記バインダ混合物の含量は、前記顔料の100質量部に対し20ないし150質量部であることを特徴とする請求項18に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 前記分散剤の含量は、前記顔料の100質量部に対し0.1ないし30質量部であり、前記界面活性剤の含量は、前記顔料の100質量部に対し0.01ないし2質量部であることを特徴とする請求項18に記載のカラーフィルタ用インクジェットインクの顔料分散液。
- 請求項18に記載の顔料分散液を使用して製造されてなることを特徴とするカラーフィルタ用インクジェットインク。
- 前記顔料分散液に請求項1に記載の高分子樹脂バインダを添加して製造されてなることを特徴とする請求項23に記載のカラーフィルタ用インクジェットインク。
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