NL1017826C2 - Pigment dispersies. - Google Patents

Description

Pigment dispersies

Achtergrond van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op pigment dispersies. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding 5 betrekking op pigment dispersies die worden gebruikt bij het vervaardigen van kleurenfliters of dergelijke om te worden opgenomen in vloeibaar kristal kleurenweergave-inrichtingen, beeld-opneeminrichtingen of dergelijke.

Een in vloeibaar kristal kleurenweergave-inrichting of 10 beeld-opneeminrichting gebruikt kleurenfilter wordt typisch vervaardigd door pixels (beeldcellen) van drie primaire kleuren, te weten rood, groen en blauw, te vormen op een substraat zoals een glas-substraat, film-substraat of silicium wafer. Het is de gewoonte om een zwarte matrix tussen 15 een gekleurde pixel en een andere aan te brengen voor licht-afscherming ten opzichte van elkaar. Bij het vormen van elke pixel wordt gebruik gemaakt van een proces dat bestaat uit de stappen van: het door middel van een spin-coater of dergelijke gelijkmatig aanbrengen van een lichtgevoelige 20 kleursamenstelling die een pigment bevat dat correspondeert met de kleur van elke gekleurde pixel op een substraat dat een van patroon voorziene lichtafschermingslaag draagt; het met warmte drogen (voorbakken) van de opgebrachte samenstelling om een droge coat te vormen; de droge coat te onderwer-25 pen aan een patroonvormende belichting, gevolgd door ontwikkeling; en het verwarmen (nabakken) van de coat tot nahar-ding. Deze reeks behandelingen wordt voor elke in het kleu-renfilter vereiste kleur herhaald om elke gekleurde pixel te verkrijgen. Bij het vormen van een zwarte matrix kan een 30 lichtgevoelige vloeistof worden gebruikt die een zwart pigment bevat.

Zulke gekleurde pixels moeten een hogere mate van transparantheid hebben, en daarom moeten de daarin toegepaste pigmenten een kleinere deeltjesdiameter hebben dan de 35 typische in de handel verkrijgbare. Bij fijnere pigmentdeel- 2 tjes wordt echter de dispersie-stabiliteit (shelf stability) van een dispersie van zo'n pigment in een niet-waterhoudend medium of van een bereide lichtgevoelige kleursamenstelling verlaagd door toevoeging van een fotopolymerisatie-initia-5 tor, een fotopolymeriseerbare monomeer en een bindmiddelhars aan zo'n dispersie. Verder veroorzaakt gebruik van zo'n lichtgevoelige kleursamenstelling niet-gelijkmatige aanbrenging of het genereren van vreemde materie hetgeen resulteert in problematische kleurfilters met een ontoereikende helder-10 heid, slecht contrast, onvoldoende oppervlak-gladheid of dergelijke.

Ten aanzien van die omstandigheden hebben de uitvinders van de onderhavige uitvinding omvangrijk onderzoek verricht naar pigment dispersies. Ze hebben ontdekt, dat door een 15 bindmiddelhars in een specifieke hoeveelheid van 10 tot 60 gewichtsprocent ten opzichte van een pigment te vermengen in een pigment dispersie, de bewaarstabiliteit van de pigment dispersie en van een onder gebruikmaking van de pigment dispersie bereide lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling 20 wordt verbeterd. Ook hebben ze ontdekt dat de toepassing van zo'n lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling in een kleur-filter een niet-gelijkmatige opbrenging ervan en het genereren van vreemde materie kan voorkomen, waardoor het kleur-filter een tevredenstellende helderheid, contrast, opper-25 vlak-gladheid en dergelijke krijgt. Zo is de onderhavige uitvinding voltooid.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding voorziet in een praktisch voortreffelijke pigment dispersie die bestaat uit een pig-30 ment, een dispergeermiddel, een niet-waterhoudend medium, en een bindmiddel-hars, waarbij de hoeveelheid van de bindmiddel -hars 10 tot 60 gewichtsprocent bedraagt, gebaseerd op de hoeveelheid pigment.

De onderhavige uitvinding voorziet ook in een praktisch 35 voortreffelijke lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling die 3 de hierboven beschreven pigment dispersie bevat. De onderhavige uitvinding voorziet verder in een praktisch voortreffelijk kleurfilter dat is vervaardigd door gebruikmaking van de hierboven beschreven lichtgevoelige kleurmiddel-samen-5 stelling.

Uitvoeringswijze van de uitvinding

De pigment dispersie volgens de onderhavige uitvinding omvat een pigment, een dispergeermiddel, een niet-waterhoudend medium en een bindmiddel-hars.

10 Het pigment kan een van de organische of anorganische pigmenten zijn die typische worden gebruikt in een pigment -gedispergeerde resist. Voorbeelden van de anorganische pigmenten zijn metaalverbindingen zoals metaaloxiden en metaalcomplexen. Om precies te zijn, omvatten ze oxiden en 15 verbindingsoxiden van metalen zoals ijzer, kobalt, nikkel, aluminium, cadmium, lood, koper, titanium, magnesium, chroom, zink, en antimoon. Voorbeelden van de organische pigmenten zijn die verbindingen welke worden geclassificeerd als pigmenten in "Color Index" (uitgegeven door The Society 20 of Dyers and Colourists). Deze pigmenten kunnen ofwel op zichzelf of in een combinatie van twee of meer ervan worden toegepast.

In het bijzonder kunnen verbindingen van de volgende kleurenindexen (C.I.) worden genoemd als organische pigmen-25 ten die worden gebruikt in de onderhavige uitvinding, ofschoon bij de uitvinding gebruikte organische pigmenten niet daartoe beperkt zijn.

C.I. Pigment Yellow 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 152, 153, 154, 30 155, 166, 173, 180, en 185; C.I. Pigment Orange 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71 en 73; C.I. Pigment Red 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 270 35 en 272; 4 C.I. Pigment Violet 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37, en 38; C.I. Pigment Blue 15 (zoals C.I. Pigment Blue 15:3, 15:4, en 15:6), 21, 22, 28, 60 en 64; C.I. Pigment Green 7, 10, 15, 25, 36 en 47; 5 C.I. Pigment Brown 28; C.I. Pigment Black 1, 7 en dergelijke.

Daarvan wordt de voorkeur gegeven aan diketopyrrolo-pyrrol pigmenten zoals C.I. Pigment Orange 71 en 73 en C.I. Pigment Red 254, 255, 265, 270 en 272.

10 Het dispergeermiddel kan worden gekozen uit verschil lende bekende dispergeermiddelen. Voorbeelden van specifieke dispergeermiddelen die bij de onderhavige uitvinding worden gebruikt, zijn polymere dispergeermiddelen van het polyester- type, polymere dispergeermiddelen van het acryl-type, 15 polymere dispergeermiddelen van het polyurethaan-type, pigment-derivaten, kationische oppervlak-actieve middelen, anionische oppervlak-actieve middelen, en non-ionische oppervlak-actieve middelen. In het bijzonder hebben polymere dispergeermiddelen met een aminewaarde en/of een zuurwaarde 20 de voorkeur. Deze dispergeermiddelen kunnen ofwel alleen of in combinatie van twee of meer ervan worden gebruikt.

Het dispergeermiddel wordt gewoonlijk gebruikt in een hoeveelheid van 1 tot 100 gew.%, bij voorkeur ongeveer 5 tot 50 gew.% op basis van de hoeveelheid pigment.

J 25 Het niet-waterhoudende medium kan een van verschillende niet-waterhoudende media zijn die in de techniek van fotore-sists wordt gebruikt. Voorbeelden van niet-waterhoudende media zijn esters zoals methylacetaat, ethylacetaat, propyl-acetaat, isopropylacetaat, butylacetaat, isobutylacetaat, 3 0 methylpropionaat, ethylpropionaat, propylpropionaat, butyl-propionaat, ethylpyruvaat, methyl 3-methoxypropionaat en ethyl 3-methoxypropionaat; ketonen zoals aceton, methyl ethyl keton, methyl amyl keton, diisobutyl keton, cyclopen-tanon, en cyclohexaan; glycol ether esters zoals 3-methoxy-35 butyl acetaat en propyleen glycol monomethyl ether acetaat; en aromatische koolwaterstoffen zoals benzeen, tolueen, en 5 o-, m- of p-xyleen. Deze niet-waterhoudende media kunnen ofwel alleen worden gebruikt of als een mengsel van twee of meer ervan.

Het niet-waterhoudende medium wordt gewoonlijk gebruikt 5 in een hoeveelheid van ongeveer 25 tot 900 gewichtsprocent, bij voorkeur 65 tot 400 gewichtsprocent, op basis van de hoeveelheid pigment.

De bindmiddel-hars is werkzaam om mogelijk te maken dat een onbelichte coat kan worden ontwikkeld bij alkali-wit dat 10 dient als een dispersiemedium van het pigment. De onderhavige uitvinding maakt gebruik van een copolymeer met een polymerisatie-eenheid die is afgeleid van (meth)acrylzuur. De in de onderhavige beschrijving gehanteerde term "(meth)acrylzuur" betekent acrylzuur of methacrylzuur en ook 15 zo betekent de term "(meth)acrylaat" acrylaat of methacry-laat. Deze copolymeer wordt gewoonlijk verkregen door polymerisatie van (meth)acrylaat en een andere monomeer die ermee kan worden gepolymeriseerd. Daarom bevat de copolymeer een carboxylgroep die van het (meth)acrylzuur afkomstig is.

20 De monomeer die kan worden gecopolymeriseerd met (meth)acrylzuur is een verbinding die een polymeriseerbare koolstof-koolstof onverzadigde binding heeft. Voorbeelden van zulke bindingen zijn aromatische vinylverbindingen zoals styreen, α-methylstyreen en vinyltolueen; onverzadigde 25 carboxylzuur alkylesters zoals methyl (meth)acrylaat, ethyl (meth)acrylaat, butyl (meth)acrylaat, 2-hydroxyethyl (meth)-acrylaat, en benzyl (meth) acrylaat,- onverzadigde carboxylzuur aminoalkyl esters zoals aminoethyl acrylaat; onverzadigde carboxylzuur glycidyl esters zoals glycidyl 30 (meth)acrylaat; carboxyl vinylesters zoals vinyl-acetaat en vinyl proprionaat; vinyl cyanide verbindingen zoals (meth)acrylonitril en α-chlooracrylonitril; en andere onverzadigde carboxylzuren dan (meth)acrylzuur zoals crotonzuur, itaconzuur, maleïnezuur en fumaarzuur. Deze monomeren kunnen 35 ofwel alleen worden gebruikt of in combinaties van twee of meer ervan worden gebruikt voor copolymerisatie met 6 (meth)acrylzuur.

Voorbeelden van geschikte copolymeren met een polymeri-satie-eenheid is afgeleid van (meth)acrylzuur zijn (meth)acrylzuur/benzyl (meth)acrylaat copolymeer, 5 (meth)acrylzuur/benzyl (meth)acrylaat/styreen copolymeer, (meth)acrylzuur/methyl methacrylaat copolymeer, en (meth)acrylzuur/methyl methacrylaat/styreen copolymeer. Elk van deze copolymeren met een polymerisatie-eenheid die is afgeleid van (meth)acrylzuur bij zijn zijketen worden gemo-10 dificeerd door een verbinding met een lichtgevoelige groep. Zulke gemodificeerde copolymeren zijn ook begrepen in de betekenis van de term "copolymeer met een polymerisatie-eenheid die is afgeleid van (meth) acrylzuur" die in de onderhavige uitvinding wordt gehanteerd.

15 Zo'n bindmiddelhars heeft bij voorkeur een gewicht- gemiddelde molecuulgewicht van 5.000 tot 400.000, meer verkieslijk van 10.000 tot 300.000 in termen van polysty-reen-geconverteerd gewicht gemeten door gel permeation chromatografie. De zuurwaarde van zo'n bindmiddelhars ligt 20 bij voorkeur in het bereik van ongeveer 10 tot ongeveer 200 mgKOH/g.

In de pigment dispersie volgens de onderhavige uitvinding is de hoeveelheid bindmiddelhars 10 tot 60 gewichtspro-cent, bij voorkeur 20 tot 40 gewichtsprocent op basis van de 25 hoeveelheid pigment. Wanneer de hoeveelheid bindmiddelhars minder dan 10 gewichtsprocent bedraagt, neigt de bewaarsta-biliteit van de resulterende pigment dispersie geringer te zijn. Wanneer de hoeveelheid bindmiddel-hars meer dan 60 gewichtsprocent bedraagt, neigt de kleursterkte van de 30 resulterende pigment dispersie te verzwakken. Zo is geen van beide gevallen te prefereren.

De pigment dispersie volgens de onderhavige uitvinding wordt bereid onder gebruikmaking van hierboven genoemd pigment, dispergeermiddel, niet-waterhoudend medium en 35 bindmiddelhars. Bij het bereiden is het mogelijk om het pigment toe te voegen aan een mengsel dat bestaat uit het 7 dispergeermiddel, niet-waterhoudend medium en bindmiddel-hars, en het pigment in het mengsel te laten dispergeren. Een te prefereren bereidingsproces omvat echter de volgende stappen: het toevoegen van het pigment aan een mengsel van 5 het niet-waterhoudend medium en het dispergeermiddel; het mengen van het resulterende mengsel door middel van DISPER, snelle roerder, verfmenger of dergelijke om een pre-dispersie te verkrijgen; daarna het pigment te dispergeren totdat de gemiddelde deeltjesdiameter van het pigment ongeveer 0,2 10 μττι of minder wordt door middel van een dispergeermachine zoals een walsmolen, kogelmolen, zandmolen, kraalmolen of snelle roermolen; en daarna de bindmiddelhars toe te voegen om de pigment dispersie te vormen. In het dispergeerproces ligt het gehalte vaste materialen (verhouding van het totale 15 gewicht van pigment en dispergeermiddel tot het totale gewicht van pigment, dispergeermiddel en niet-waterhoudend medium) in het gebied van 10 tot 80 gewichtsprocent. De bindmiddelhars wordt bij voorkeur toegevoegd na in het niet-waterhoudend medium te zijn opgelost. De zuurwaarde van de 20 pigment dispersie bedraagt bij voorkeur 10 mgKOH/g of meer.

In het geval waarbij twee of meer pigmenten in combinatie worden gebruikt, in het bijzonder waar een pyrropyrrol pigment wordt gebruikt in combinatie met een ander pigment, verdient het de voorkeur dat elk pigment wordt gedispergeerd 25 in een mengsel van het dispergeermiddel en het niet-waterhoudend medium, daarna de dispersie wordt vermengd met de bindmiddelhars, en daarna de resulterende mengsels met elkaar worden vermengd.

Een lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling volgens de 30 onderhavige uitvinding kan worden bereid door een bindmiddelhars, een fotopolymeriseerbare monomeer en een fotopoly-merisatie-initiator, en naar keuze andere additieven naar wens toe te voegen aan de aldus bereide pigment dispersie, gevolgd door het mengen van het resulterende mengsel. In dit 35 geval kan een algemeen gebruikte roerinrichting worden gebruikt als een menger.

8

Voorbeelden van bindmiddelharsen die bij het bereiden van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling worden gebruikt zijn de dezelfde bindmiddelharsen die hierboven zijn genoemd. De in dit proces genoemde bindmiddelhars kan 5 dezelfde zijn als, of verschillen van de bindmiddelhars die wordt gebruikt bij de bereiding van de pigment dispersie zoals hierboven toegelicht is. De totale hoeveelheid bindmiddelharsen die in de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling wordt gebruikt bedraagt gewoonlijk ongeveer 50 tot 10 ongeveer 200 gewichtsprocent, bij voorkeur 60 tot 130 ge-wichtsprocent, op basis van de hoeveelheid pigment in de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling.

De fotopolymeriseerbare monomeer is een verbinding die kan worden gepolymeriseerd door werkingen van licht en de 15 fotopolymerisatie-initiator. Een voorbeeld van zo'n verbinding is een verbinding met een polymeriseerbare koolstof-koolstof onverzadigde binding. De fotopolymeriseerbare monomeer kan een monofunctionele monomeer, een bifunctionele monomeer, of andere polyfunctionele monomeer zijn. Voorbeel-20 den van specifieke monofunctionele monomeren zijn nonylfenyl carbitol acrylaat, 2-hydroxy-3-fenoxypropyl acrylaat, 2-ethylhexyl carbitol acrylaat, 2-hydroxyethyl acrylaat, en N-vinylpyrrolidon. Voorbeelden van specifieke bifunctionele monomeren zijn 1,6-hexaandiol di(meth)acrylaat, ethyleen 25 glycol di(meth)acrylaat, neopentyl glycol di(meth)acrylaat, triëthyleen glycol di(meth)acrylaat, bis(acryloyloxyethyl) ether van bisfenol A, 3-methylpentaandiol di(meth)acrylaat, en tricyclodecaandimethanol di(meth)acrylaat. Voorbeelden van andere polyfunctionele monomeren zijn trimethylolpropaan 30 tri(meth)acrylaat, pentaerythritol tetra(meth)acrylaat, dipentaerythritol penta(meth)acrylaat, dipentaerythritol hexa(meth)acrylaat, en tris(methacryloyloxyethyl) isocyanu-raat.

Van die fotopolymeriseerbare monomeren worden in het 35 bijzonder geprefereerd de monomeren die een acrylgroep 9 (CH2 = CHCO-) en een groter aantal van zulke acrylgroepen per eenheidsgewicht van de verbinding bevatten, te weten die welke een kleinere acrylgroep equivalent gewicht hebben dat wordt vertegenwoordigd door het gewicht in gram van de 5 verbinding per een equivalent acrylgroep. Van andere wordt een verbinding met een acrylgroep equivalent gewicht van 100 of minder bij voorkeur gebruikt. Wanneer het acrylgroep equivalent gewicht toeneemt, zal de gevoeligheid van een resulterende gedroogde coat in processen van belichting en 10 ontwikkeling waarschijnlijk slechter worden. Zo'n slechte gevoeligheid kan de productiviteit van kleurfilters verlagen. Aangezien een verbinding met een kleiner acrylgroep equivalent gewicht de voorkeur heeft, een bifunctionele monomeer of een hogere polyfunctionele monomeer natuurlijk 15 te prefereren. Voorbeelden van zulke monomeren met een acrylgroep equivalent gewicht van 100 of minder omvatten ethyleen glycol diacrylaat, trimethylolpropaan triacrylaat, pentaerythritol triacrylaat, pentaerythritol tetra-acrylaat, en dipentaerythritol hexa-acrylaat. Daarvan hebben trime-20 thylpropaan triacrylaat, penta-erythritol tetra-acrylaat, en dipenta-erythritol hexa-acrylaat de bijzondere voorkeur.

Zulke fotopolymeriseerbare monomeren kunnen op zichzelf of in combinatie van twee of meer ervan worden gebruikt. De fotopolymeriseerbare monomeer wordt gewoonlijk toegevoegd in 25 een hoeveelheid van 5 tot 90 gewichtprocent, bij voorkeur 20 tot 70 gewichtsprocent op basis van het totale gewicht van alle vaste stoffen in het lichtgevoelig kleurmiddel (het gewicht dat wordt verkregen door het gewicht van het niet-waterhoudende medium af te trekken van het gewicht van de 30 lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling).

Elke op dit technische terrein toegepaste fotopolymeri-satie initiator kan worden gebruikt als een bestanddeel van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling volgens de onderhavige uitvinding. Voorbeelden van zulke fotopolymeri-35 satie initiatoren zijn initiatoren van het acetofenon-type, 10 initiatoren van het benzoïne-type, initiatoren van het benzofenon-type, initiatoren van het thioxanthon-type, en andere initiatoren. Voorbeelden van specifieke initiatoren van het acetofenon-type zijn oligomeren zoals diëthoxyaceto-5 fenon, 2-hydroxy-2-methyl-l-fenylpropaan-1-on, benzyldimethylketal, 2-hydroxy-l-[4-(2-hydroxyethoxy)fenyl]-2-methylpropaan-l-on, 1- hydroxycyclohexyl fenyl keton, 10 2-methyl-l-(4-methylthiofenyl)-2-morfolinopropaan-1-on, 2- benzyl-2-dimethylamino-l-(4-morfolinofenyl)butaan-l-on, 2 - hydroxy-2-methyl-1- [4 - (1 - methylvinyl)fenyl]propaan-1-on . Voorbeelden van specifieke initiatoren van het benzoïne-type zijn benzoïne, benzoïne methyl ether, benzoïne isopropyl 15 ether, en benzoïne isobutyl ether. Voorbeelden van specifieke initiatoren van het benzofenon-type zijn benzofenon, methyl o-benzoyl benzoaat, 4-fenylbenzofenon, 4-benzoyl-4'-methyldifenyl sulfide, 3,31,4,4'-tetra(tert-butyl peroxycar-bonyl)benzofenon, en 2,4,6 -trimethylbenzofenon. Voorbeelden 20 van specifieke initiatoren van het thioxanthon-type zijn 2-isopropyl thioxanthon, 4-isopropyl thioxanthon, 2,4-diethyl thioxanthon, 2,4-dichloorthioxanthon, en 1-chloor-4-propoxy thioxanthon. Voorbeelden van andere initiatoren zijn 2,4,6-trimethylbenzoyl difenylfosfine oxide.

25 2,2 '-bis(o-chloorfenyl)-4,4',5,5'-tetrafenyl-1,2'-biïmida- zol, 10-butyl-2-chlooracridon, 2-ethylanthraquinon, benzyl, 9,10-fenanthrenequinon, camforquinon, methylfenylglyoxylaat, en titanocene verbindingen. Deze fotopolymerisatie-initiatoren kunnen ofwel op zichzelf of in een combinatie van twee 30 of meer ervan worden gebruikt.

De fotopolymerisatie-initiator kan naar keuze worden gebruikt in combinatie met een initiatie-hulpmiddel. Zo'n initiatie-hulpmiddel kan bijvoorbeeld een amine-type of alkoxyanthraceen-type zijn. Voorbeelden van zulke initiatie-35 hulpmiddelen zijn triëthanolamine, methyldiëthanolamine, triisopropanolamine, methyl-4-dimethylamino benzoaat, ethyl 11 4-dimethylamino benzoaat, isoamyl 4-dimethylamino benzoaat, 2-ethylhexyl 4-dimethylamino benzoaat, 2-dimethylamino)ben-zofenon (gebruikelijke naam: Michler's keton), 4,4'-bis(di-ethylamino)benzofenon, 9,10-dimethoxyanthraceen, 5 9,10-diëthoxyanthraceen, en 2- ethyl-9,10-diëthoxyanthraceen. Deze fotopolymerisatie initiatie-hulpmiddelen kunnen ofwel alleen of in een combinatie van twee of meer ervan worden gebruikt.

De totale hoeveelheden van de fotopolymerisatie initia-10 tor en het facultatief gebruikte fotopolymerisatie initiator hulpmiddel die in de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling aanwezig zijn, bedraagt gewoonlijk 3 tot 50 gewichtsde-len, bij voorkeur 5 tot 40 gewichtsdelen per 100 gewichtsde-len van de bindmiddelhars en de fotopolymeriseerbare mono-15 meer in totaal.

Indien nodig kan de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling andere additieven bevatten, zoals vulstof, andere polymere verbinding, hechtingsversneller, antioxidant, UV-absorber, en agglomeratie-inhibitor. Voorbeelden van zulke 20 vulstoffen zijn glas, silica en alumina. Voorbeelden van andere polymere verbindingen zijn polyvinyl alcohol, polya-cryl zuur, polyethyleen glycol monoalkyl ether en polyfluor-alkyl acrylaat. Voorbeelden van specifieke hechtingsversnellere zijn vinyltrimethoxysilaan, vinyltriëthoxysilaan, 25 vinyl-tris-(2-methoxyethoxy)silaan, N-(2-aminoëthyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilaan, N-(2-aminoëthyl)-3-amino-propyltrimethoxysilaan, 3- aminopropyltriëthoxysilaan, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilaan, 30 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilaan, 2- (3,4-epoxycyc1ohexy1)ethyltrimethoxysilaan, 3 -chloorpropylmethyldimethoxysilaan, 3- chloorpropylmethyltrimethoxysilaan, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilaan en 35 3-mercaptopropyltrimethoxysilaan. Voorbeelden van specifieke antioxidanten zijn 12 2,21-thiobis(4-methyl-6-tert-butylfenol) en 2,6-di-tert-butyl-4-methylfenol. Voorbeelden van specifieke UV-absorbers zijn 2-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylfenyl)-5-chloorbenzo triazol 5 en alkoxybenzofenon. Voorbeelden van specifieke agglomeratie- inhibitoren omvatten natrium polyacrylaat.

Een coat die is gevormd door de aldus bereide lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling aan te brengen op een substraat en vervolgens is gedroogd, wordt onderworpen aan 10 belichting voor het aanbrengen van patroon, aan alkali-ontwikkeling en daarna aan thermoharding, om een gekleurde pixel met voortreffelijke weergavekwaliteit zoals kleuren-reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid te verschaffen. Een kleurfilter met zo'n gekleurde pixel wordt opgenomen in een 15 vloeibaar kristal kleuren weergave-inrichting of dergelijke om een vloeibaar kristal paneel te vormen. In de belichting voor het aanbrengen van patroon wordt typisch gebruik gemaakt van een proces om de coat met een ultraviolette straal door een masker te bestralen om een gewenste pixel te vor-20 men. In dit proces wordt het gebruik van een masker-alig-neerorgaan of dergelijke geprefereerd om mogelijk te maken dat het gehele blootgestelde gedeelte van de coat gelijkmatig wordt bestraald met evenwijdige stralen.

De ontwikkelaar die wordt gebruikt in de ontwikkeling 25 die volgt op de belichting voor het aanbrengen van patroon is typisch een waterige oplossing die een alkalineverbinding en een oppervlakactief middel bevat. Zo'n alkalineverbinding kan ofwel een anorganische alkalineverbinding of een organische alkalineverbinding zijn. Voorbeelden van zulke anorga-30 nische alkalineverbindingen zijn natrium hydroxide, kalium hydroxide, dinatrium waterstof fosfaat, natrium diwaterstof fosfaat, diammonium waterstof fafaat, ammonium diwaterstof fosfaat, kalium diwaterstof fosfaat, natrium silicaat, kalium silicaat, natrium carbonaat, kalium carbonaat, natri-35 urn bicarbonaat, kalium bicarbonaat, natriumboraat, kaliumbo- 13 raat en ammonia. Voorbeelden van organische alkalineverbin-dingen zijn tetramethylammonium hydroxide, 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide, 5 monoethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diëthylamine, triëthylamine, monoïsopropylamine, diïsopropylamine en ethanolamine.

Deze anorganische en organische alkalineverbindingen kunnen ofwel alleen of als een mengsel van twee of meer ervan 10 worden gebruikt. De concentratie van de alkalineverbinding in de alkali-ontwikkelaar bedraagt bij voorkeur 0,01 tot 10 gewichtsprocent, meer verkieslijk 0,03 tot 5 gewichtspro-cent.

Het oppervlakactieve middel kan een non-ionisch opper-15 vlakactief middel zijn, een kationisch oppervlakactief middel en een anionisch oppervlakactief middel. Voorbeelden van specifieke non-ionische oppervlakactieve middelen zijn polyoxyethyleen alkyl ether, polyoxyethyleen aryl ether, polyoxyethyleen alkylaryl ether, andere polyoxyethyleen 20 derivaten, oxyethyleen/oxypropyleen blok copolymeer, sorbiet vetzuur ester, polyoxyethyleen sorbitol vetzuur ester, glycerine vetzuur ester, polyoxyethyleen vetzuur ester en polyoxyethyleen alkylamine. Voorbeelden van specifieke anionische oppervlakactieve middelen zijn hogere alcohol 25 zwavel ester zouten zoals natrium lauryl alcohol zwavel ester en natrium oleyl alcohol zwavel ester; alkyl sulfaten zoals natrium lauryl sulfaat en ammonium lauryl sulfaat; alkylaryl sulfonaten zoals natrium dodecylbenzeen sulfonaat en natrium dodecylnaftaleen sulfonaat. Voorbeelden van 30 specifieke kationische oppervlakactieve middelen zijn amine-zouten of quaternaire ammoniumzouten zoals stearylamine hydrochloride en lauryltrimethylammonium chloride. Deze oppervlakactieve middelen kunnen ofwel alleen of in een combinatie van twee of meer worden toegepast. De concentra-35 tie van het oppervlakactieve middel in de alkali-ontwikkelaar bedraagt gewoonlijk 0,01 tot 10 gewichtsprocent, bij 14 voorkeur 0,05 tot 8 gewichtsprocent, en meer verkieslijk 0,1 tot 5 gewichtsprocent.

Via de hierboven beschreven bewerkingen, namelijk het op een substraat aanbrengen van de lichtgevoelig kleurmid-5 del-samenstelling, het drogen, het blootstellen van de gedroogde coat en het ontwikkelen, wordt een gekleurde pixel met de kleur van het pigment in het lichtgevoelige kleurmid-del verkregen. Door een reeks van deze bewerkingen voor elke benodigde kleur te herhalen, wordt een kleurenfilter verkre-10 gen. Preciezer gezegd, een typisch kleurenfilter dat bestaat uit een roodgekleurde pixel, een blauwgekleurde pixel en een groengekleurde pixel op een substraat kan worden verkregen door de volgende stappen 1) tot 3).

1) Een reeks van de bovengenoemde bewerkingen wordt uitge- 15 voerd onder gebruikmaking van de lichtgevoelige kleur- middel-samenstelling die een pigment bevat dat correspondeert met een bepaalde kleur om een gekleurde pixel in die kleur te krijgen.

2) Dezelfde reeks bewerkingen wordt uitgevoerd onder ge- 20 bruikmaking van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstel ling die een pigment bevat dat correspondeert met een andere kleur, waardoor een gekleurde pixel in die kleur wordt verkregen.

3) Op deze wijze kunnen gekleurde pixels van de respectie- 25 velijke drie primaire kleuren op een substraat worden gevormd.

Volgens de onderhavige uitvinding is de bindmiddelhars in de pigment dispersie aanwezig in een specifieke hoeveelheid van 10 tot 60 gewichtsprocent waardoor de bewaarstabi-30 liteit van de pigment dispersie wordt verbeterd, evenals die van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling die werd bereid door gebruik te maken van de pigment dispersie. Verder kan de toepassing van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling het niet gelijkmatig aanbrengen ervan op een 35 substraat en het genereren van vreemde materie voorkomen. Daarom kan worden voorzien in een gekleurde pixel die voor- 15 treffelijk is in contrast, helderheid, en oppervlak-glad-heid. Anders gesteld, de pigment dispersie evenals de onder gebruikmaking ervan bereide lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling kan gemakkelijk worden gehanteerd. Door toe-5 passing van de lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling volgens de onderhavige uitvinding kan een kleurenfilter dat voortreffelijk is in transparantheid, oppervlak-ruwheid en contrast, gemakkelijk worden vervaardigd. Wanneer zo'n kleurenfilter wordt opgenomen in een vloeibaar kristal 10 kleuren weergave-inrichting, wordt een vloeibaar kristal weergavepaneel met voortreffelijke weergavekwaliteit zoals kleuren-reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid verkregen.

In het onderstaande zal de onderhavige uitvinding uitvoeriger worden beschreven aan de hand van voorbeelden, 15 die niet moeten worden beschouwd als beperking van het gebied van de onderhavige uitvinding. De "%" en "deel (delen)" die worden gebruikt voor het aangeven van de inhoud van een component of de hoeveelheid materiaal die in de volgende voorbeelden worden zijn gebaseerd op gewicht, tenzij 20 dit anders specifiek vermeld is.

Voorbeeld 1 (het bereiden van een pigment dispersie) C.I. Pigment Rood 254 in een hoeveelheid van 3,95 delen, een dispergeermiddel: SOLSPERSE 32000 (geproduceerd door AVECIA Co., Ltd.) in een hoeveelheid van 1,19 deel, en 25 propyleen glycol monomethyl ether acetaat in een hoeveelheid van 7,7 delen werden samen voorgemengd onder gebruikmaking van DISPER bij 500 tpm gedurende een uur. Aan het resulterende voormengsel werden 50 delen zirkonia parels toegevoegd, en het mengsel werd met een snelle roermolen vijf uur 30 geroerd waardoor het pigment dispergeerde. Aan het resulterende mengsel werd daarna een gemengde oplossing van 1,19 deel van een bindhars (benzyl)methacrylaat/methacrylzuur copolymeer toegevoegd: verhouding van samenstelling tot gewicht = 80/20, gewichtsgemiddelde moleculair gewicht = 35 350.000 en zuurwaarde = 99,1 mgKOH/g) en 17,58 delen propy- 16 leen glycol monomethyl ether acetaat, gevolgd door verder roeren gedurende 30 minuten. Daarna werden de zirkonia parels uit het mengsel verwijderd om een pigment dispersie (Al) op te leveren.

5 Voorbeeld 2 (Het bereiden van een pigment dispersie) C.I. Pigment Red 254 in een hoeveelheid van 3,95 delen, hetzelfde dispergeermiddel als gebruikt in Voorbeeld 1 in een hoeveelheid van 1,19 deel, propyleen glycol monomethyl ether acetaat in een hoeveelheid van 25,28 delen, en dezelf-10 de bindmiddelhars als gebruikt in Voorbeeld 1 in een hoeveelheid van 1,19 deel werden samen voorgemengd onder gebruikmaking van DISPER bij 500 tpm gedurende een uur. Aan het resulterende voormengsel werden 50 delen zirkoonparels toegevoegd, en het mengsel werd geroerd met een zeer snelle 15 roermolen vijf uur geroerd waardoor het pigment dispergeer-de. Daarna werden de zirkoniaparels uit het mengsel verwijderd om een pigment dispersie (A2) ontstond.

Voorbeeld 3 (het bereiden van een pigment dispersie) C.I. Pigment Yellow 13 9 in een hoeveelheid van 1,05 20 delen, hetzelfde dispergeermiddel als werd gebruikt in Voorbeeld 1 in een hoeveelheid van 0,32 deel, en propyleen glycol monomethyl ether acetaat in een hoeveelheid van 2,06 delen werden samen voorgemengd onder gebruikmaking van DISPER bij 500 tpm gedurende een uur. Aan het resulterende 25 voormengsel werden 13 delen zirkoniaparels toegevoegd, en het mengsel werd met een zeer snelle roermolen vijf uur geroerd waardoor het pigment dispergeerde. Aan het resulterende mengsel werd toen een gemengde oplossing van 0,32 deel van dezelfde bindmiddelhars als gebruikt in Voorbeeld 1 30 toegevoegd, en 4,71 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat, gevolgd door nog 30 minuten roeren. Daarna werden de zirkonia parels uit het mengsel verwijderd waardoor een pigment dispersie (B) ontstond.

17

Voorbeeld 4 (het bereiden van een pigment dispersie)

De in respectievelijk Voorbeeld 1 en 3 verkregen pigment dispersies (Al) en (B) werden met elkaar vermengd bij een gewichtverhouding van 81:19 waardoor een pigment disper-5 sie (D) ontstond.

Voorbeeld 5 (het bereiden van een pigment dispersie)

De in respectievelijk Voorbeeld 2 en 3 verkregen pigment dispersies (A2) en (B) werden met elkaar vermengd bij een gewichtverhouding van 81:19 waardoor een pigment disper-10 sie (C2) ontstond.

Voorbeeld 6 (het bereiden van een pigment dispersie) C.I. Pigment Red in 254 in een hoeveelheid van 2,90 delen, C.I. Pigment Yellow 139 in een hoeveelheid van 1,05 deel, hetzelfde dispergeermiddel als gebruikt in Voorbeeld 1 15 in een hoeveelheid van 1,51 deel, en propyleen glycol mono-ethyl ether acetaat in een hoeveelheid van 9,76 delen werden samen een uur voorgemengd onder gebruikmaking van DISPER bij 500 tpm. Aan het resulterende voormengsel werden 63 delen zirkoniaparels toegevoegd, en het mengsel werd met een zeer 20 snelle roermolen vijf uur geroerd waardoor het pigment dispergeerde. Aan het resulterende mengsel werd toen een gemengde oplossing van 1,51 deel van dezelfde bindmiddelhars als gebruikt in Voorbeeld 1 toegevoegd en 22,29 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat, gevolgd door nog 30 25 minuten verder roeren. Daarna werden de zirkoniaparels uit het mengsel verwijderd waardoor een pigment dispersie (C3) ontstond.

Vergelijkend Voorbeeld 1 (het bereiden van een pigment dispersie) 30 Een pigment dispersie (AX) werd bereid onder dezelfde omstandigheden als in Voorbeeld 1, behalve dan dat 17,98 delen propyleen glycol monomethyl ether werden toegevoegd in plaats van de gemengde oplossing van 1,19 delen bindmiddel- 18 hars en 17,58 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat als gebruik in Voorbeeld 1.

Vergelijkend Voorbeeld 2 (het bereiden van een pigment dispersie) 5 Een pigment dispersie (BX) werd bereid overeenkomstig dezelfde voorwaarden als in Voorbeeld 2 behalve dan dat 4,77 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat werden toegevoegd in plaats van de gemengde oplossing van de bind-middelhars en propyleen glycol monomethyl ether acetaat 10 gebruikt in Voorbeeld 2.

Vergelijkend Voorbeeld 3 (het bereiden van een pigment dispersie)

De pigment dispersies (AX) en (BX) die werden verkregen in respectievelijk Vergelijkend Voorbeeld 1 en 2, werden in 15 een gewichtsverhouding van 81:19 met elkaar vermengd om een pigment dispersie (CX) te verschaffen.

Evaluatie 1 (bewaarstabiliteit van pigment dispersies)

Verandering met de tijd in de viscositeit van elke dispersie werd gemeten bij 23°C. De viscositeit werd gemeten 20 onder gebruikmaking van een viscometer van het R-type waarvan de rotor ronddraaide met 20 tpm. De thixotropische eigenschap van elke dispersie werd voorgesteld door X/Y, waarbij X een viscositeit is die wordt gemeten door de viscometer van het R-type waarvan de rotor ronddraaide met 25 20 tpm. De resultaten van de meting zijn weergegeven in de

Tabellen 1 en 2. De waarden tussen haakjes zijn de waarden die werden verkregen na het verstrijken van een maand.

19

Tabel 1

Bewaarstabiliteit van pigment dispersie pigment dispersie__(Al)__(A2)__(AX)_ viscositeit 10,68 7,98 onmeetbaar* 5 _(mPa ' s)__(11,16) (8,34)__ thixotropische 0,98 1,20 onmeetbaar* _eigenschap_(1,03)_(0,97)_

Opmerking: *meting was onmogelijk vanwege verdikking na dispersie.

10 Voorbeelden 7-9 (bereidingen van lichtgevoelige kleurmiddel-samenstellingen)

Elk van de pigment dispersies die waren verkregen in de Voorbeelden 4 tot 6 werd in een hoeveelheid van 100 delen vermengd met 10,55 delen van dezelfde bindmiddelhars als is 15 gebruikt in Voorbeeld 1, 14,33 delen dipentaerythritol hexa-acrylaat, 3,48 delen 2-methyl-l-(4-methylthiofenyl)-2-morf-olinopropaan-l-on (Irgacure907 geproduceerd door CIBA-GEIGY Co.) als een fotopolymerisatie initiator, 1,73 delen 2,4-diethyl thioxanthon (KAYACURE DETX-S geproduceerd door NIPPON 20 KAYAKU CO., LTD.) en 120 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat, waardoor lichtgevoelige rood kleurmiddel-samenstellingen (Dl), (D2) en (D3) ontstonden.

Vergelijkend Voorbeeld 4 (het bereiden van een lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling) 25 De in Vergelijkend Voorbeeld 3 verkregen pigment dis persie werd in een hoeveelheid van 100 delen vermengd met 17,6 delen van dezelfde bindmiddelhars als gebruikt in Voorbeeld l, 17,6 delen dipentaerythritol hexa-acrylaat, 4,28 delen 2-methyl-l-(4-methylthiofenyl)-2-morfolinopro-30 paan-l-on (Irgacure907 geproduceerd door CIBA-GEIGY Co.) als een fotopolymerisatie initiator, 2,12 delen van 2,4-diethyl-thioxanthon (KAYAKURE DETX-S geproduceerd door NIPPON KAYAKU CO., LTD.) en 166,2 delen propyleen glycol monomethyl ether acetaat, waardoor lichtgevoelige rood kleurmiddel-samenstel-35 ling (DX) ontstond.

20

Evaluatie 2 (bewaarstabiliteit van lichtgevoelige kleurmid-del-samenstellingen)

De verandering met de tijd in de viscositeit van elke lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling werd gemeten op 5 23°C. De viscositeit en de thixotropische eigenschap van elke dispersie werden gemeten op dezelfde manier als bij Evaluatie 1. De resultaten van de meting zijn weergegeven in Tabel 3. De waarden tussen haakjes zijn de waarden die na het verstrijken van een maand werden verkregen.

10 Tabel 2

Bewaarstabiliteit van lichtgevoelige kleurmiddel-samenstelling_ lichtgevoelige kleurmiddel- (Dl) (D2) (D3) (D4) 15 samenstelling_____ viscositeit 6,87 5,58 6,24 12,09 _(mPa’s)__(6,87)__(6,33)__(7,36)__(10,92) thixotropische 1,07 1,02 1,11 1,29 eigenschap__(1,03)__(1,18)__(1,29)__(1,21) 20 Evaluatie 3 (prestaties van coat)

Een glas-substraat (coning nr. 7059) werd gecoat met elk van de bovengenoemde lichtgevoelige kleurmiddel-samenstellingen die werden bereid in de bovenstaande Voorbeelden en Vergelijkende Voorbeelden onder gebruikmaking van een 25 spin-coater, en de resulterende coat werd gedroogd door voorbakken op 100°C gedurende drie minuten. De aldus ge droogde coat werd onderworpen aan belichting op 150 mj/cm2 onder gebruikmaking van een ultrahogedruk kwiklamp en daarna nagebakken op 230°C gedurende 20 minuten, waardoor rode 30 coats ontstonden. De filmdikte van elke rode coat na het nabakken werd gemeten onder gebruikmaking van een filmdikte-meter van het registreerpen-type. Het zo gevormde substraat met de rode coat werd tussen een paar polarisatoren ge plaatst voor meting van de luminantie die werd verkregen 35 wanneer de polarisatie-assen van de twee polarisatoren 21 evenwijdig aan elkaar liepen (parallelle luminantie) en een luminantie die werd verkregen wanneer de polarisatie-assen an de twee polarisatoren loodrecht op elkaar stonden (loodrechte luminantie) . De verhouding van de evenwijdige lumi-5 nantie tot de loodrechte luminantie (luminantie-verhouding = parallelle luminantie/loodrechte luminantie) werd bepaald als contrast. De resultaten van de evaluatie van filmdikte, contrast en oppervlak-conditie zijn weergegeven in Tabel 3. Oppervlak-condities werden door visuele waarneming gewaar-10 deerd in de volgende categorieën: 0 die staat voor een gelijkmatig oppervlak-conditie; Δ staat voor een oppervlak-conditie waarbij enkele witte punten worden waargenomen; en X staat voor een oppervlak-conditie waarbij witte punten duidelijk waarneembaar zijn.

15 Tabel 3

Gedrag van coat die is gevormd van lichtgevoelig kleurmid-del- samenstelling lichtgevoelig kleurmiddel- (Dl) (D2) (D3) (DX) 20 samenstelling filmdikte van coat 1,18 1,22 1,19 1,20 contrast 717,7 625,5 619,8 464,9 oppervlak-

25 conditie_ 0 0 Δ X

De pigment dispersie volgens de onderhavige uitvinding vertoont een voortreffelijke dispersie-stabiliteit voor wat betreft viscositeit, thixotropische eigenschap en dergelijke. De onder gebruikmaking van de pigment dispersie bereide 30 lichtgevoelig kleurmiddel-samenstelling vertoont ook een voortreffelijke dispersie-stabiliteit voor wat betreft viscositeit, thixotropische eigenschap en dergelijke. Onder gebruikmaking van de lichtgevoelig kleurmiddel-samenstelling volgens de onderhavige uitvinding kan gemakkelijk een ge-35 kleurde pixel voortreffelijk in transparantheid, oppervlak- 22 gladheid en contrast worden verkregen. Een vloeibaar kristal kleuren weergavepaneel van superieure beeldkwaliteit zoals kleuren-reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid kan worden geproduceerd door een kleurenfilter met zulke gekleurde 5 pixels in het paneel op te nemen.

- conclusies -

Claims (12)

1. Pigment dispersie die bestaat uit een pigment, een dispergeermiddel, een niet-waterhoudend medium, en een bindmiddelhars, waarbij de hoeveelheid bindmiddelhars 10 tot 5 €0 gewichtsprocent bedraagt op basis van de hoeveelheid pigment.

2. Pigment dispersie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoeveelheid bindmiddelhars 20 tot 40 gewichtsprocent bedraagt op basis van het pigment.

3. Pigment dispersie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bindmiddelhars een gewichtgemiddeld mole-cuulgewicht van 5000 tot 400.000 heeft voor wat betreft polystyreen-geconverteerd gewicht gemeten door gel-permeatie chromatografie.

4. Pigment dispersie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoeveelheid dispergeermiddel 1 tot 100 gewichtsprocent bedraagt, en de hoeveelheid niet-waterhoudend medium 25 tot 900 gewichtsprocent bedraagt, op basis van de hoeveelheid pigment.

5. Pigment dispersie volgens conclusie 1, die wordt verkregen door het pigment toe te voegen aan een mengsel van het niet-waterhoudende medium en het dispergeermiddel; daarna het pigment te laten dispergeren; en daarna de bindmiddelhars toe te voegen om de pigment dispersie te vormen.

6. Pigment dispersie volgens conclusie 1, die twee of meer soorten pigmenten bevat en wordt verkregen door elk pigment toe te voegen en te dispergeren in een mengsel van het niet-waterhoudend medium en het dispergeermiddel; daarna de bindmiddelhars toe te voegen om een mengsel van elk 30 pigment te vormen; daarna de bindmiddelhars toe te voegen om een mengsel van elk pigment te vormen; en daarna het met elkaar vermengen van de resulterende mengsels.

7. Pigment dispersie volgens conclusie 1, die een pyrrolopyrrole pigment bevat.

8. Pigment dispersie volgens conclusie 6, die een pyrrolopyrrole pigment bevat.

9. Pigment dispersie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gehalte vaste bestanddelen binnen het bereik van 10 tot 80 gewichtsprocent ligt.

10. Pigment dispersie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zuurwaarde van de pigment dispersie 10 mgKOH/g of meer bedraagt.

11. Lichtgevoelig kleurmiddel-samenstelling die de pigment dispersie volgens conclusie 1 bevat.

12. Kleurenfilter dat wordt vervaardigd door gebruik te maken van de lichtgevoelig kleurmiddel-samenstelling volgens conclusie 8.