TWI427124B - Α Type diketone pyrrolopyrrole pigment, a coloring composition using the pigment, and a red coloring film - Google Patents

Α Type diketone pyrrolopyrrole pigment, a coloring composition using the pigment, and a red coloring film Download PDF

Info

Publication number
TWI427124B
TWI427124B TW096137332A TW96137332A TWI427124B TW I427124 B TWI427124 B TW I427124B TW 096137332 A TW096137332 A TW 096137332A TW 96137332 A TW96137332 A TW 96137332A TW I427124 B TWI427124 B TW I427124B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pigment
diketone
pyrrolopyrrole
red
crystal
Prior art date
Application number
TW096137332A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200831616A (en
Inventor
Takeshi Sato
Toru Omura
Taro Murohoshi
Yoshiko Takabatake
Yasushi Ariyoshi
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Ink Mfg Co filed Critical Toyo Ink Mfg Co
Publication of TW200831616A publication Critical patent/TW200831616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI427124B publication Critical patent/TWI427124B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0025Crystal modifications; Special X-ray patterns
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0025Crystal modifications; Special X-ray patterns
    • C09B67/003Crystal modifications; Special X-ray patterns of diketopyrrolopyrrole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • C09B57/004Diketopyrrolopyrrole dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0033Blends of pigments; Mixtured crystals; Solid solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0033Blends of pigments; Mixtured crystals; Solid solutions
    • C09B67/0034Mixtures of two or more pigments or dyes of the same type
    • C09B67/0039Mixtures of diketopyrrolopyrroles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

α 型二酮系吡咯並吡咯顏料、使用該顏料之著色組成物、及紅色著色膜
本發明係有關於一種最適合用在彩色液晶顯示器以及構成固態攝影元件的彩色濾光片之α型二酮系吡咯並吡咯顏料、使用此顏料之著色組成物以及紅色著色膜。更詳細為有關一種細微α型二酮系吡咯並吡咯顏料,含有該顏料的紅色著色膜之複數折射率絕對值較小,且如果用在彩色液晶顯示器或構成固態攝影元件之彩色濾光片時,將縮小其視野角依存性同時增加對比之α型二酮系吡咯並吡咯顏料、使用此之著色組成物以及紅色著色膜。
一般之彩色液晶顯示器,其構造係由兩片偏光板、以該偏光板夾層的液晶胞以及具有紅色、綠色、藍色之濾光片段(filter segment)元件之彩色片濾光片所構成,其中各種顏色濾光片元件包含有用來作為著色成分的顏料。於第1片偏光板所偏光的光線將會對應到影像信號,且於液晶層上來轉動偏光面而調整通過第2片偏光板之各畫素亮度來顯示畫像。因此,如果透過第1片偏光板光線的偏光面於彩色濾光片上散亂的話,就會降低顯示器的顯示功能。具體而言,將會發生以黑顯示模式來洩光或者以白模式來降低透過光,進而降低彩色液晶顯示器的對比度。
透過上述第1片偏光板光線的偏光面會在彩色濾光片上散亂的原因,係當於第1片偏光板偏光的光線通過彩色濾光片時,會在顏料表面上來反射且旋轉偏光面讓偏光消失(消偏性)。因此,要提高彩色液晶顯示器的對比度最重要就要細緻化涵蓋於彩色濾光片中的顏料一次顆粒,且增加光波長以下的大小程度以及縮小顏料與媒體之折射率差。一般而言,細緻化顏料一次顆粒係在顏料上進行機械性粉碎處理(茲參照專利文獻1、2)。
要機械性粉碎處理顏料來細緻化一次顆粒的方法譬如有乾式粉碎法與鹽磨壓搾法(salt milling)兩種。其中,乾式粉碎法係一種利用粉碎機、超微粉碎機、振動粉碎機等裝置且利用鋼珠球、氧化鋯球、氧化鋁球等的摩碎材料所產生的撞擊來加以粉碎原料中較粗大的一次顆粒方法。雖然能夠將較粗大的一次顆粒粉碎非常細小,但是較容易產生殘留有未粉碎的顏料問題,除此之外利用磨碎材料所產生的撞擊,結晶體之間也比較容易產生壓著有聚集力較強的二次顆粒的問題。於彩色濾光片用途上,最好避免存在有較為粗大的顆粒或聚集力較強的二次顆粒。
另外,鹽磨壓搾法係一種利用捏和機(kneading machine)等的混合機且藉由強大的力量來混合顏料中較為粗大的一次顆粒、氯化鈉或硫酸鈉等無機鹽、二甘醇或丙烯醇等的水溶性有機溶劑來加以細緻化顏料中較為粗大的一次顆粒方法。混合後,將於多量的水中來溶解分散混合物且繼續過濾,再利用水產生的洗淨作用來加以去除無機鹽和水溶性有機溶劑,如此就可個別分離出由細緻一次顆粒所構成的顏料。由於鹽磨壓搾法係一邊利用水溶性有機溶劑來濕潤較為粗大的顏料,一邊形成稱之團塊(dough)的塊狀且捏合細緻化,因此所獲得的顏料顆粒將具有圓形狀,大小一致以及未粉碎之較為粗大的顆粒較少之特徵,較適合用在彩色濾光片顏料的細緻化方法中。
但是,當藉由鹽磨壓搾法來捏和細緻化市面上所販賣的一次顆粒直徑為約50~70nm之二酮系吡咯並吡咯顏料(譬如Ciba Specialty Chemicals公司所製造的IRGAPHORRed B-CF,IRGAPHORRed BT-CF)情況時,雖然可獲得較高的對比度,但是為了在結晶體上產生較大的力量,所以要些微改變結晶體內部的狀態,來觀察分光吸收光譜中的主波長往長波長位移以及改變於X射線繞射中最大強度比等現像。另外,如果將這種細緻化顏料用在彩色濾光片中紅色濾光片段時,則作為液晶顯示器的視野角依存性將變差,且也會劣化從傾斜方向看過去的辨識性之類問題。
對此,眾所皆知具有直接合成細緻化的一次顆粒之二酮系吡咯並吡咯顏料的方法(茲參照專利文獻3)。但是,利用這種方法來合成二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254)情況所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶體具有β型或者α型與β型混合的結晶體,且對適合用在彩色濾光片的α型無法控制。另外,利用這種方法所製造出的二酮系吡咯並吡咯顏料之一次顆粒直徑為大於等於50nm,由於散亂光的影響較大,因此包含有這種顏料的紅色濾光片段就會產生對比度較低的問題。
專利文獻1:特開2001-220520號公報
專利文獻2:特開2005-189672號公報
專利文獻3:特開平07-90189號公報
本發明的目的在於提供一種不會產生上述問題點的α型二酮系吡咯並吡咯顏料、含有顏料此之紅色著色組成物以及紅色著色膜。具體而言,本發明的目的在於提供一種α型二酮系吡咯並吡咯顏料、含有此顏料之紅色著色組成物以及紅色著色膜,其著色膜譬如當構成有彩色液晶顯示器、固態攝影元件等之彩色濾光片中的紅色濾光片段時,不但可提高對比度且可降低複數折射率之絕對值,因此縮小在彩色液晶顯示器當中之視野角依存性及發揮出優良之顯示特性。
本發明之發明者們於進行各種研究的結果當中,發現於X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40,且晶面指數(111)的最大強度(I111 )比晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28之含有α型二酮系吡咯並 吡咯顏料的紅色著色膜,其複數折射率較小而且當用在構成有彩色濾光片之紅色濾光片段時也會降低視野角依存性,甚至可發揮出對比度較高之較佳顯示特性來發明本發明。另外,本發明者們也找出用來獲得這些特性的製造方法。
也就是說,本發明係有關於以下(1)~(6)的二酮系吡咯並吡咯顏料、著色組成物以及紅色著色膜。
(1)一種α型二酮系吡咯並吡咯顏料,其特徵為:於顏料的X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40,而且晶面指數(111)的最大強度(I111 )對晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28。
(2)如申請專利範圍第1項之α型二酮系吡咯並吡咯顏料,其特徵係平均一次顆粒直徑為小於40nm。
(3)一種著色組成物,其特徵包含有申請專利範圍第1或2項所述之α型二酮系吡咯並吡咯顏料和顏料載體。
(4)一種紅色著色膜,其特徵為包含有申請專利範圍第1或2項所述之α型二酮系吡咯並吡咯顏料和顏料載體。
(5)如申請專利範圍第4項之紅色著色膜,其特徵係在紅色著色膜的X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為大於等於1.5而小於等於4.5。
(6)如申請專利範圍第5項之紅色著色膜,其特徵係在紅色著色膜波長為580nm中的複數折射率絕對值為0~0.01。
本發明之α形二酮系吡咯並吡咯顏料,並沒有因為透過機械性顏料之一次顆粒粉碎處理來提高折射率,且包含有該顏料與顏料載體之紅色著色膜其複數折射率的絕對值也較小同時光學異方性也較小。另外,本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料,由於在X射 線繞射光譜當中之晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40,因此包含有該顏料的紅色著色膜對散亂光影響小而提高對比度。另外,本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料,在X射線繞射光譜當中之晶面指數(111)的最大強度(I111 )對晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28,因此也會縮小複數折射率之絕對值。所以,如果將本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料和包含有顏料載體之紅色著色膜用在構成彩色濾光片之紅色濾光片段情況時,將會提高對比度同時也會縮小複數折射率之絕對值,因此視野角依存性將縮小和發揮出極佳之顯示特性。
首先將說明有關本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料。本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料,在顏料的X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40,而且晶面指數(111)的最大強度(I111 )對晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28。
於二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254顏料)的X射線繞射光譜上,其中屬於穩定型之α型於2倍掠射角(2θ)=7.5、14.9、17.5、20.5、24.7、25.8、28.3、31.0、32.2中具有最大值,其中最大值28.3為最大,其次為24.7,25.8具有較大X射線繞射圖案。如果各自回歸的話,則7.5度乃意謂著晶面指數(020)而且顯示出結晶體之間重疊資訊。14.9度乃意謂著晶面指數(040)。24.7度乃意謂著晶面指數(111)而且顯示氫結合方向資訊。25.8度乃意謂著晶面指數(-141)而且於結晶體內顯示出層積方向資訊。28.3度乃意味著晶面指數(-151)而且顯示出層積方向資訊。31.0度乃意謂著晶面指數(151)而顯示出傾斜方向重疊資訊。32.2度乃意謂著晶面指數(002)。
本發明者們經過各種檢討結果發現,顏料的最大強度比值(I020 /I-141 )具有良好對比關係,且能夠確實反應顏料顆粒直徑的數值,這個最大強度比值(I020 /I-141 )為越小之顏料來形成紅色著色膜時之對比具有較高值的能力。針對此事,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )的比值(I020 /I-141 )係結晶體內重疊部分對結晶體間重疊部分的比例,且形成用來表示結晶體間重疊狀態的參數,可思考為此參數越大的話則結晶體間的重疊部份就越大,反之,此參數越小的話則結晶體間的相互作用就越小,亦即與顆粒大小之因數有關。
於本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料的顏料X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40。為了製成能獲得更高對比的顏料,因此最大強度比值(I020 /I-141 )最好為小於等於0.38。如果用在最大強度比值(I020 /I-141 )為超過0.40的α型二酮系吡咯並吡咯顏料情況時,就會降低紅色著色膜的對比度。又,雖然最大強度比值(I020 /I-141 )最好為更小數值,但是實際上如果要考慮到可製作顏料時之顏料最大強度比值(I020 /I-141 )下限值的話,則較好為大於等於0.15,甚至最好為大於等於0.25。
二酮系吡咯並吡咯顏料,係具有分極率異方性之二酮系吡咯並吡咯顏料分子成為結晶,因此這種各顏料顆粒具有複數折射性的物質。於二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254顏料)的X射線繞射光譜上,晶面指數(111)的最大強度(I111 )比晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )的比值(I-141 /I111 )係表示結晶體內的層積方向與氫結合方向兩個不同方向中之重疊部分比例參數。本發明者們,經過各種檢討的結果發現這種(I-141 /I111 )具有形成紅色著色膜時之較佳複數折射率的相關性。而且,如果將最大強度比值(I-141 /I111 )歸納成一定範圍時,就可發現能抑制形成紅色著色膜時之複數折射率的絕對值。
於本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料的顏料X射線繞射光譜當中,晶面指數(111)的最大強度(I111 )對晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28。如果增加顏料之最大強度比值(I-141 /I111 )的話,則複數折射率就會往正方向加大,反之,如果降低顏料之最大強度比值(I-141 /I111 )的話,則複數折射率就會往負方向加大,無論哪種情況都會導致增加形成彩色濾光片時的視野角依存性的問題。再者,顏料之最大強度比值(I-141 /I111 )較好為大於等於1.00而小於等於1.28,最好為大於等於1.12而小於等於1.28。如果用在最大強度比值(I-141 /I111 )為超過1.28之α形二酮系吡咯並吡咯顏料時,將會增加紅色著色膜的複數折射率之絕對值而且會導致增加形成彩色濾光片時的視野角依存性的問題。
X射線繞射光譜,係利用X射線繞射強度和從散亂角求出的面間隔來利用到鑑定、分析實驗材料的目的,且不限於粉末來測定塗佈薄膜。顏料的X射線繞射光譜係以粉末測定用玻璃或者嵌入到金屬板,將粉末狀顏料做為樣品而進行測定。另外,塗佈薄膜的X射線繞射光譜係於玻璃等基材上來形成塗佈薄膜以進行測定。
在本發明中的顏料以及塗佈薄膜之X射線繞射光譜測定條件如下所述。其中測定結束的資料最大強度係利用最大值分離軟體ProFit來進行分離求出。
X射線繞射測定裝置:Philips股份有限公司製造[X'PertPRO]X射線產生裝置:Cu(密封管)濾波器:無取樣寬度:0.0167°(顏料)/0.05°(塗佈薄膜)掃描速度:0.108°/s(顏料)、0.0167°/s(塗佈薄膜)管電壓:45kV射出縫:自動(顏料)/1/8°(塗佈薄膜)管電流:40mA掃描軸:2θ/θ(顏料)/2θ、(X=0.35°)(塗佈薄膜)感光端光學系統:X'Celerator(顏料)/0.27°準直儀+平板圖形單色儀(塗佈薄膜)測定角度範圍:3~50°
α型二酮系吡咯並吡咯顏料,係可利用譬如以合成細微而且均勻的一次顆粒二酮系吡咯並吡咯顏料粗結晶的步驟(稱之為第1步驟)以及一邊控制二酮系吡咯並吡咯顏料的粗結晶成長來控制結晶形狀的步驟(稱為第2步驟)的兩種步驟來加以製造。具體而言,在第1步驟中,係將琥珀酸二酯和p-氯苯甲腈於惰性有機溶劑中、在有強鹼基下利用高溫來反應,以產生二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽,接著在攪拌質子化媒的狀態下且藉由添加有二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽,即可製造出細微而且均勻的一次顆粒二酮系吡咯並吡咯顏料粗結晶。另外,在第2步驟中,二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶形狀係將第1步驟中所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶置於含有乙醇80~100重量%以及水20~0重量%的媒體中而在低溫藉由混合攪拌處理就可進行控制。以下將詳細說明第1步驟以及第2步驟。
[第1步驟]
第1步驟如前述所言,為合成細微而且均勻的一次顆粒二酮系吡咯並吡咯顏料粗結晶的步驟。雖然係依據特開昭58-210084號公報所記載的琥珀酸酯製造方法來進行,但是其中質子化二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽的條件頗為重要,因此質子化條件將詳細記載於後。質子化的條件可舉出有進行質子化媒體的組合,進行質子化時之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽溶液與質子化媒體的混合方法,添加形式,溫度,攪拌條件或者攪拌狀態等等。
以第1步驟的琥珀酸酯製造方法係為基準的二酮系吡咯並吡咯顏料的粗結晶之合成步驟,首先將1莫耳的琥珀酸酯與2莫耳的p-苯氯甲腈放置於惰性有機溶劑中且存在有強鹼基(譬如鹼性金屬烷氧基金屬)的環境中使之反應高溫來產生二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽,接著藉所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽溶液邊保持在70~100℃下,來使二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽瞬間被分散攪拌,為了讓分散之後混合物的溫度成為低於等於10℃,要藉由少量逐一注入炭元素為1~3的乙醇、水、酸或此等混合物來進行二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽之質子化以析出二酮系吡咯並吡咯顏料中的粗結晶。琥珀酸二酯與的p-苯甲腈的反應比例對1莫耳的琥珀酸酯而言,雖然2莫耳的p-苯甲腈為基本,但是於過剩10~20莫耳%中來使用單一原料將有效助於取得率。
在第1步驟中,用來作為原料化物的琥珀酸酯也可為琥珀酸二烷基酯、琥珀酸二芳基酯、琥珀酸單烷基單芳基酯。作為類似這種的琥珀酸酯代表可舉出有二甲基琥珀酸酯、二乙基琥珀酸酯、二丙基琥珀酸酯、二異丙基琥珀酸酯、二異丁基琥珀酸酯、二第三-丁基琥珀酸酯、二戊基琥珀酸酯、二第三-戊(烷)琥珀酸、二苯琥珀酸、二4-氯苯基等。相較於非對稱性二酯最好為對照形二酯,且於烷基中最好為分枝狀的烷基。較理想的分枝狀烷基可舉出有異丙基、異丁基、第三-丁基、第三-戊(烷)等炭元素為3~5分枝狀烷基。
雖然可舉出有鹼性金屬體、鹼性金屬酰胺基、鹼性金屬氫氧化物、鹼性金屬或者鹼土金屬烷氧基金屬等等來作為強鹼基,但是最好為鹼性金屬烷氧基金屬。用來作為強鹼之鹼性金屬烷氧基金屬無論以原位(in situ)來合成或者市面上所販賣皆可。作為鹼性金屬烷氧基金屬最好為從鈉或者鉀之第二、第三乙醇所衍生之烷氧基金屬。從第一醇所衍生的烷氧基金屬由於鹼性基較強且容易產生副反應因此最好不要。最好的鹼性金屬烷氧基金屬有鈉-異丙酸鹽、鈉-異丁酸鹽、鈉-第三-丁酸鹽(butyrate)、鈉-第三-KTA。如果為以原位(in situ)來合成時,將鈉等之鹼性金屬置於鈉為10~20重量倍乙醇中加熱到100℃以上來加熱融化同時進行長時間用力攪拌讓鈉完全溶解來加以合成。鹼性金屬烷氧基金屬對琥珀酸二酯為使用1~4莫耳倍而最好以1.5~2莫耳倍的量來加以使用。
合成第1步驟的二酮系吡咯並吡咯顏料的粗結晶環化反應係於惰性有機溶劑中來進行。適當的惰性有機溶劑有炭元素為1~10之第一至第三乙醇類、乙二醇、醚類、乙二醇醚類、非質子性極性溶媒、脂肪族或者芳香族碳氫元素、芳香族性複素環化合物等等。較好為第二、第三乙醇,最好為異丁醇、第三-丁醇、第三-戊(烷)乙醇等。另外,也可以使用這些乙醇與甲苯等芳香族碳氫混合物。使用有機溶劑的量只要溶解反應中的原料且取得均勻攪拌狀態的量即可,且最好使用對硝基化合物為2~15重量倍之有機溶劑。如果有機溶劑的使用量低於2重量倍將無法完全溶解原料且無法充分進行反應。如果超過10重量倍的話,就因為降低原料濃度來減少琥珀酸二酯與硝基化合物的接觸機會,結果將導致降低獲得率現象。
當使用乙醇來作為有機溶劑的話,較好能使用具有相同烷基鏈之琥珀酸酯、鹼性金屬烷氧基金屬以及乙醇,因為具有提高收穫率,有機溶劑回收性之特點。最好能夠搭配有第三-戊(烷)之琥珀酸二-第三-戊(烷)、鈉-第三-酰胺鹽、第三戊(烷)乙醇。
在高溫環境下進行環化反應係於惰性有機溶劑中來溶解譬如鹼性金屬烷氧基金屬之琥珀酸二酯、硝基化合物、強鹼基,且於常溫或者若干加壓下(<0.2MPa),70~120℃環境下,最好能於80~105℃環境中來加熱數小時再進行熱攪拌。此時,最好先於惰性有機溶劑中將加熱溶解過琥珀酸二酯與硝基化合物的混合物少許逐量滴入到加熱溶解過鹼性金屬烷氧基金屬之惰性有機溶劑中來作為添加方法。加熱溶解的溫度無論哪種溶液最好為80~105℃範圍中。在惰性有機溶劑中對加熱溶解過鹼性金屬烷氧基金屬的溶液,雖然在惰性有機溶劑中滴入有加熱溶解過琥珀酸酯與硝基化合物的加熱溶解混合物,但是滴入的動作最好經過1~2小時且緩慢以一定的速度來滴入,其中為了避免副反應最好能夠一邊用力攪拌而一邊滴入。滴入動作結束之後再於80~100℃的範圍中繼續加熱攪拌1~5小時來讓環反應成熟。另外,在有機溶劑來加熱溶解硝基化合物及金屬烷氧基金屬之中僅滴入琥珀酸二酯也有效。這種情況下最好也經過1~2小時且緩慢來滴入結束之後再進行加熱攪拌1~5小時。
用來反應的惰性有機溶劑,琥珀酸二酯,硝基化合物以及鹼性金屬烷氧基金屬,最重要係儘量不要含有定量水份。如果水分含量超過0.2重量%以上的話,將會藉由產生過氫化鈉等之強鹼基來促使硝基化合物或產生二酮系吡咯並吡咯顏料的分解,甚至會降低二酮系吡咯並吡咯顏料的收穫率。
藉由環化反應來讓1莫耳琥珀酸酯與2莫耳硝基化合物來產生反應過的二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽。二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽在環化反應之後的70~100℃之中,將處於溶解狀態或者具有析出物之懸浮狀態。藉由穩定已溶解或者處於懸浮狀態的70~100℃的二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽與水、乙醇、酸等質子的媒體接觸來質子化,進而析出二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶體。接觸到具有質子媒體時的二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽溫度,可以較低溫度來抑制生成物的分解,另外,為了讓接觸到具有質子媒體之後的溫度保持更低,其溫度最好為70~80℃。如果低於60℃的話就會析出生成物或鹼性金屬鹽容易變成固體狀態,除了較不容易取出生成物之外,在變成固體狀態之後即使與具有質子的媒體接觸、也無法獲得既均勻且細微的顆粒。這種質子化的步驟將稱之為質子遷移。一般而言,在強力攪拌狀態下會藉由充分混合二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽、水、乙醇、酸等質子化媒體來進行質子化。
本發明之第1步驟其目的在合成既細微而且具有均勻一次顆粒的二酮系吡咯並吡咯顏料之出粗結晶。在第1步驟中並非特定限定為結晶狀。無論任何一種結晶狀的二酮系吡咯並吡咯顏料皆可在第2步驟中藉由溶劑的處理來控制住穩定形的結晶狀。在第1步驟中,最重要就是粗結晶也就是一次顆粒大小以及均勻性。其中針對一次顆粒大小,均勻性而言,將會對質子化二酮系吡咯並吡咯顏料的鹼性金屬鹽時的條件產生頗大的影響,因此質子化條件,有關於所添加的媒體組合、添加的方法、溫度以及攪拌狀態將有詳細的規定。
少量逐一添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽且進行質子化的媒體(以下稱之為質子化媒體)會使用有炭元素為1~3的乙醇以及/或者水以及/或者酸。其中所謂炭元素為1~3的乙醇有甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇,產生讓用在環反應的惰性有機溶劑與水相溶化來作為相溶化劑作用。又,乙醇與水係使用其重量比為50:50~0:100之間的範圍。乙醇係用來加速結晶成長因此最好少量。另外,前述所謂的酸係用在包含酸性物質較廣泛的意義而具體而言可舉出有:鹽酸、硫酸、醋酸、甲酸、磷酸、硝酸等等的酸,亞硫酸氫化鈉、亞硫酸氫化鉀等的酸性鹽,氯化銨、硫酸氧化鋁以及硫酸銨正鹽等的酸性物質,加速帶動質子化的速度。酸的量最好係大於完全中和用在反應之鹼性金屬烷氧基金屬等的強鹼基化合物的量。一般而言,對於1莫耳鹼性金屬烷氧基金屬使用1.2倍莫耳~5倍莫耳的酸。質子化由始至終最好將pH值控制為小於等於10,更佳為保持為1<pH<7的酸性範圍中。由乙醇,水以及酸性混合物等的所構成的質子化媒體的量必須可維持可強力攪拌二酮系吡咯並吡咯顏料所析出之懸浮液之低黏度之量,且對用在環反應之惰性有機溶劑則要使用3~10倍的重量。
要質子化二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽係藉由二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽溶液添加到質子化媒體中來進行。反之,於二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽之反應溶液中來添加質子化媒體的方法,為因應滴入來局部析出之二酮系吡咯並吡咯顏料、於滴入過程中產生結晶成長,因此較大的問題點是容易產生不均勻而且不適合用在彩色濾光片用途上。另外,藉由析出會提高懸浮液的黏稠度,且攪拌狀態容易變差容易取得大小不均勻的顆粒。因此,對質子化媒體添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽者係可獲得細微且大小均勻的顆粒。
添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬的速度最基本為逐量添加。最理想為一邊調整增加速度一邊來降低質子化的溫度同時保持在一定範圍內。添加時間以15分~4小時為主。如果添加速度加快的話,因會惡化瞬間的分散力,所以較容易產生較大之一次顆粒。另外,由於要投入處在超過70℃以上的加熱溶解狀態之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽,懸浮液之溫度容易上升為維持一定低溫最好一點一點地添加。又如添加時間長時,因先析出二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶即使在低溫,亦會慢慢成長,因為係一次顆粒之均一性、這點並不好,最好之添加時間雖依攪拌狀態冷卻能力決定、但以30分至2小時為範圍。
將二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽添加到質子化媒體時之質子化媒體溫度,經過質子化始末較理想為保持為低於等於10℃而最好保持為低於等於5℃。如果在超過10℃的溫度比下來進行質子化時,較容易讓一次顆粒變大而且降低對比度。質子化媒體的溫度最好保持在低於等於0℃。由於要在質子化媒體中投入70~100℃高溫的二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽,因此較容易讓溫度上升,但必須具有充分的冷卻能力而必須保持在較低溫度中。使用大量的冰塊來保持較低溫度同時有助於讓溫度保持在一定的範圍內。
另外,當在質子化媒體中添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽時,係在攪拌質子化媒體的狀態下來添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽。所謂攪拌質子化媒體的狀態就如同瞬間分散二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽之強勁的攪拌,也就是說意謂著在數秒中來均勻分散添加的二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽之強勁攪拌狀態,最好具有較高的切割能力的攪拌狀態。具體而言,如果要以周速來表示攪拌的話,則至少超過2m/秒,較理想為5~50m/秒,特佳為10m~50m/秒。
攪拌速度也會依據攪拌葉片的大小而有所不同,最好超過100rpm。攪拌可使用軸狀、錨狀、螺旋槳狀,平板狀,兩段式等等多樣化的攪拌葉片。另外,攪拌效力優的maxblend攪拌葉片也有效。攪拌裝置可舉出有用在一般的化學反應而且具有0~300rpm速度的攪拌機器、溶解桿(dissolve bar)、高速攪拌機、類似均勻攪拌機且轉速高達數千rpm可以快速攪拌的攪拌機器。另外,合併使用具有100~300rpm的攪拌機以及可高速攪拌的溶解式攪拌而且一邊整體攪拌,一邊局部性高速攪拌,對投入二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽之處也非常有效。
當要質子化第1步驟之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽時,也可利用水流式吸氣器或者水流式噴射器來讓質子化媒體循環成為攪拌狀態。藉由水流式吸氣器或者是水流式噴射器也可獲得更細緻且大小均一的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶體,透過第2步驟的溶劑處理步驟就可獲得高品質的彩色濾光片所使用的顏料。當使用水流式吸氣器或者水流式噴射器來讓質子化媒體循環時,要事先於儲水槽中預先備置、製造這些質子化媒體,並且利用強力幫浦送入到水流式吸氣器或水流式噴射器來產生高速質子化媒體的流動,當二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽接觸到質子化媒體瞬間就能施予一強勁之切割力量。
如果使用水流式吸氣器或者水流式噴射器的話,會利用0.05~0.6MPa的壓力於管子或套管中來高速流動之質子化媒體中透過較為細小管子就可少量逐一注入二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽,且於接觸到乙醇、水、酸等質子化媒體瞬間時就會帶動藉由水流所產生強勁的切割力來取得非常細緻之二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶。另外,從始至終由於能以一定溫度、一定壓力來質子化,因此可獲得大小均勻的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶。其中水流式噴射器可使用市面上旭製作所(股份有限公司)所研發出玻璃製的噴射器。噴射器係一類似吸氣器的構造且藉由水流來產生降壓,但是也具有稍微較粗的管徑。一邊利用幫浦來強制地高速循環質子化媒體,一邊能於高速流動的媒體中透過噴射器來少量逐一添加二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽,由相同於水流式吸氣器之穩定帶動強勁的切割力就可獲得既細緻而且大小均勻的粗結晶。
當使用水流式吸氣器或者水流式噴射器來進行質子化時,就特別不需要酸或者酸性物質。即使不使用酸或者酸性物質也可同樣獲得既細緻且大小均勻的一次顆粒之二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶。但是,因利用酸或者酸性物質的效果可以獲得更細緻之一次顆粒的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶,因此即使使用水流式吸氣式或者水流式噴射器來進行質子化情況最好係添加有酸或者酸性物質。利用添加酸或酸性物質較理想係可從質子化始末將pH值控制到小於等於10,最好係保持為1<pH<7的酸性範圍。利用水流式吸氣器或者水流式噴射器來進行質子化時的溫度,由於可獲得既細緻且均勻的一次二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶,因此較理想為低於等於5℃,最好為低於等於0℃。
質子化二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼性金屬鹽之後就會形成含有二酮系吡咯並吡咯顏料之懸浮液體。在本發明的第2步驟中,由於係在含有結晶轉移性的有機溶劑中進行加熱攪拌處理,因此必須去除在第1步驟幾乎全部使用過的質子化媒體。
為了去除於第1步驟中所使用過的質子化媒體,必須使用過濾衝壓器、葉片狀過濾器、吸濾器、水平濾板過濾器、持續式離心分離機等的過濾器以及分離裝置來進行過濾。過濾係利用加壓、降壓、離心力等的作用來達到效果。過濾母液之後所得到的二酮系吡咯並吡咯顏料,可藉由乙醇等的有機溶劑或水來進行清洗去除雜質。過濾之後最後的二酮系吡咯並吡咯顏料係以含有10~40重量%該顏料的水或有機溶劑之糊漿來離析(ISOLATION)。
當在進行第2步驟的溶劑處理時,也可以直接使用在第1步驟中所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料糊漿或者先乾燥、粉碎所獲得的糊漿再加工成粉末狀。乾燥糊漿通常係於箱型乾燥機、攪拌式烘乾機、降壓乾燥機等等的乾燥機且於50~90℃的溫度中進行。粉碎可以使用撞槌粉碎、切割粉碎、超微粉碎等的粉碎機來進行。另外,也可以使用兼具備乾燥與粉碎之微形烘乾機,旋流閃蒸烘乾機(SPIN FLASH DRYER)等。又,如果使用類似凍結式烘乾機的凍結乾燥的話,就可藉由乾燥所形成的凝聚縮小而得到分散性佳的粉末體。如果從生產性或成本的觀點看的話,相較於透過乾燥、粉碎還是直接使用糊漿較有利。又,使用撞槌粉碎、切割粉碎、超微粉碎等的粉碎機來進行粉碎,係於乾燥時來機械性粉碎所凝聚的顏料且形成為粉末狀,並非細微化顏料的一次顆粒。
另外,從第1步驟中所形成於質子化媒體中包含有二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶之懸浮來看,譬如也可以使用有超過濾裝置(ULTRAFILTER)來一邊去除、濃縮質子化媒體,一邊藉由增加去除在第2步驟溶劑處理中所使用新溶劑之等量且緩慢逐漸置換成第2步驟的溶劑處理組合成分,最後達到可進行結晶移轉之第2步驟溶劑組合成份之後,再來進行第2步驟的處理。如果藉由這種方法的話,就不需透過過濾步驟、乾燥步驟就可持續進行第1步驟和第2步驟來提供生產效率更佳的製造方法。
過濾去除、乾燥以及粉碎完在第1步驟所形成的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶且要進行溶劑處理時,為了緩和因乾燥所形成的凝聚,因此含有二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶之懸浮液也可以於乾燥之前利用樹脂或界面活性劑來進行處理。所謂利用樹脂所形成的處理係意謂著利用松香、丙烯酸樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂等等所形成的處理,由樹脂的處理,係在包含有二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶的懸浮液之中添購這些樹脂的溶液或者有乳膠來進行。利用介面活性劑所形成的處理,係與樹脂處理相同,係於包含有二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶的懸浮液中添加界面活性劑的溶液或者有乳膠來進行。可以利用陽離子活性劑、陰離子活性劑、非離子活性劑之任一者來作為介面活性劑。
並非特定限定於在第1步驟中所形成的二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶形狀。在第2步驟中,無論哪種結晶形狀係利用第2步驟的溶劑處理來移轉成穩定型的結晶形狀。如果二酮系吡咯並吡咯顏料為C.I.Pigment Red 254情況下,在第1步驟中所得到的粗結晶之結晶形狀以β型較多。但是如果為C.I.Pigment Red 254情況,則在第1步驟中所得到的粗結晶的結晶形狀無論係α型,β型或者α型和β型混合結晶皆可利用第2步驟的溶劑處理來移轉成穩定型的α型。
包含有控制的質子化處理步驟之第1步驟中所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶,如果藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)來觀察的話,係寬度為10~60nm的細微一次顆粒。尤其是當二酮系吡咯並吡咯顏料為C.I.Pigment Red 254情況時,於第1步驟中所得到的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶一次顆粒大小為非常細緻,其寬度為10~40nm的大小。如果使用水流式吸氣器或者水流式噴射器的話就可獲得寬度為10~30nm大小的粗結晶。
[第2步驟]
第2步驟係將第1步驟中所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶放在具有結晶移轉性的有機溶劑中來混合攪拌處理,此時一邊抑制粗結晶成長,一邊來控制結晶形狀且移轉成穩定結晶狀之步驟。在第2步驟中具有結晶移轉性的有機溶劑中來處理混合攪拌,其在具有結晶移轉性的有機溶劑來分散在第1步驟所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶粉末或者水或有機溶劑之糊漿,譬如在-15~100℃的溫度之下來攪拌處理10分鐘~數十小時。攪拌並非需要特別的高速攪拌,但是整體懸浮液平常最好係處於動態狀態。一般而言係利用100~300rpm的攪拌速度數來進行攪拌。
在第2步驟中所使用的有機溶劑係一能讓二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶移轉的有機溶劑。在本發明中係使用炭元素為1~4個之乙醇。具體而言可使用有甲醇、乙醇、n-丙醇、n-丁醇之直鏈乙醇、異丙基乙醇、2-丁醇、第三-丁醇等之分支狀乙醇、乙二醇、二乙二醇等。這些的乙醇毒性較少較適合使用。
在第2步驟中,係於包含有上述80~100重量%的乙醇以及20~0重量%的水之媒體來混合攪拌在第1步驟中所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶。如果媒體中的乙醇少於80%重量的情況下,就無法進行結晶移轉或者出現結晶移轉的速度變慢等現象,因此最好避免。另外,也可以包含有複數上述乙醇,但是從溶劑回收的觀點來看,種類較少者佳。讓結晶移轉的溫度雖然會依據所使用的乙醇種類而定,但是如果使用甲醇、乙醇情況下就會加速結晶移轉同時也會容易成長顆粒大小,因此溫度最好保持在-10~5℃的範圍內。另一方面,在異丙基乙醇、第三-丁醇等炭元素為3、4個乙醇中,由於結晶移轉的速度較慢,因此溫度最好保持在10~20℃範圍內。在第2步驟中雖然毫無特定限定所使用有機溶劑的使用量,但是對二酮系吡咯並吡咯顏料而言最好係10~40重量倍。
具有結晶移轉性的有機溶劑中來進行攪拌處理,係合併使用砂粉碎(sandmill)、愛爾粉碎(EIGER MILL)等之鋼珠粉碎,且一邊攪練均厚地分散來進行也有效。這種情況下,係可藉由機械性的衝擊力來促進結晶移轉。在顏料分散中一般可使用具有0.3~2mm直徑的玻璃珠、鋼珠、氧化鋯鋼珠、鋁鋼珠等細微鋼珠 來作為用在鋼珠粉碎之鋼珠。當併用鋼珠粉碎情況時,相較於僅利用攪拌的處理將具有透明性、粘度穩定性、分散穩定性、霧質等物理性優點,但是過濾去除時就較不容易離析。
在本發明第2步驟之有機溶劑中來處理混合攪拌,係可藉由添加少量的鹼基性物質來促進結晶移轉。但是,如果在鹼性條件下來加熱攪拌二酮系吡咯並吡咯顏料的話,就會產生顯著的結晶成長,因此使用量以及使用方法較為困難。可以添加在有機溶劑混合攪拌處理的鹼基性物質,只要能溶解到上述結晶移轉性有機溶劑中並無特別限定。譬如也可使用氫化鈉、氫化鉀、氫化鈣、氫化鋇、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨等等的無機鹼性物質,鈉甲醇、鈉乙醇、鈉-第三-丁醇、鉀-第三-丁醇等的烷氧基金屬類,胺、甲基胺、二甲基胺基等之胺類。另外,添加量對於二酮系吡咯並吡咯顏料最好為低於等於25莫耳%。雖然鹼性物質的添加量越多則促進結晶移轉的效果越大,但是結晶成長速度也較快,也較不容易控制顆粒大小。
如果添加有鹼性物質的情況時,於結束結晶移轉的時間點最好添加有鹽酸、硫酸、醋酸等的酸,且將pH值調整到低於等於pH7。如果直接放置添加有鹼性物質保持其鹼性而放置著或者其次過濾、到精製步驟移動加工步驟的過程中就有進行結晶成長,如此有可能會形成品質較差的顏料。另外,回復到酸性之後再繼續於有機溶劑中進行混合攪拌處理,係有效用來防止品質較差的產品。
另外,在第2步驟的加熱攪拌處理中,即使添加新的穩定性顏料也能加速結晶移轉。這種方法係藉由添加有所要之結晶狀的結晶來產生鑄模效果使結晶移轉成所要的結晶之狀之操作。如果二酮系吡咯並吡咯顏料為C.I.Pigment Red 254情況下,藉由添加α型之顏料來產生作為鑄模的效果,且可從β型往α型而加快結晶移轉速度。對粗結晶之α型顏料的添加量最好為5~20重量%。如果較少的話,則促進結晶移轉的效果就會變差,如果太多的話就會不利 於成本、生產性。
在第2步驟上於存在有從包括有喹吖酮衍生物、二酮系吡咯並吡咯衍生物、苯並異吲咪衍生物、蒽醌衍生物、二蒽醌衍生物以及噻嗪靛衍生物族群中選出至少一種色素衍生物之中,最好於有機溶劑中來進行攪拌處理。在處理溶劑時,能夠從喹吖酮衍生物、二酮系吡咯並吡咯衍生物、苯並異吲咪衍生物、蒽醌衍生物、二蒽醌衍生物以及噻嗪靛衍生物,也就是說藉由添加結晶成長抑制劑來控制結晶成長。結晶成長抑制劑用在結晶成長抑制較多,必需注意色素衍生物種類、添加量及添加時間。
用在本發明之喹吖酮衍生物、二酮系吡咯並吡咯衍生物、苯並異吲咪衍生物、蒽醌衍生物、二蒽醌衍生物以及噻嗪靛衍生物,係將置換基導入到喹吖酮衍生物、二酮系吡咯並吡咯、苯並異吲咪衍生物、蒽醌衍生物、二蒽醌衍生物或者噻嗪靛衍生物中。其中可以舉出具有代表性來作為色素衍生物的構造有下列普通式(I)所示之導入有碸酸基、羧基等等的酸性基以及這些酸性基1價~3價金屬鹽或烷基胺鹽、鄰苯二甲酰亞胺基,透過-NH-來導入三嗪環甚至於三嗪環之末端導入具有3級胺基之鹼基性基,以下列普通式(II)所示之透過磺胺(類)或羧醯胺基且於末端中導入有具有3級胺基之鹼性基,或者以下列普通式(III)所示之導入有咪唑啉酮架構,以下列普通式(IV)所示之於末端導入有胺基,但並非限定於這些種類。其中1~3價的金屬可舉出有鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、鋁等等。另外,做為烷胺鹽可舉出有辛基胺、月桂基胺、硬脂酰等長鏈單烷胺鹽之4級胺鹽或十六烷酰三甲基胺、二月桂基二甲基胺、二硬脂酰二甲基銨等的4級銨鹽。
普通式(I):Q-X(式子中Q為表示喹吖酮殘基、二酮系吡咯並吡咯殘基、苯並異吲咪殘基、蒽醌殘基、二蒽醌殘基或者噻嗪靛殘基。X為表示-SO3 H、 -COOH)。
(式子中Q為表示喹吖酮殘基、二酮系吡咯並吡咯殘基、苯並異吲咪殘基、蒽醌殘基、二蒽醌殘基或者噻嗪靛殘基,X為表示-SO2 NH-、-CONH-、CH2 NHCOCH2 -、-S-或-NH-,R 3 為表示炭元素1~4個烷伸基,R4 為表示各自獨立且炭元素為1~4個烷基)。
(式子中Q為表示喹吖酮殘基、二酮系吡咯並吡咯殘基、苯並異吲咪殘基、蒽醌殘基、二蒽醌殘基或者噻嗪靛殘基)。
(式子中Q為表示喹吖酮殘基、二酮系吡咯並吡咯殘基、苯並異吲咪殘基、蒽醌殘基、,二蒽醌殘基或者噻嗪靛殘基,R5 為表示-NH2 ,-NHCOCH3 )。
色素衍生物係藉由硫酸或於冒煙硫酸中且加熱所形成碸化反應或於硫酸中來讓N-羧甲基鄰二甲醯亞胺基脫水縮合之鄰二甲醯亞胺甲基化反應,或利用氯磺酸和氯化亞硫酰來氯磺酸化之後再讓二甲胺基丙胺等的胺反應等等習知之磺胺化反應的製造方法來加以合成。在色素衍生物之中,最好係於每1分子之喹吖酮殘基、二酮系吡咯並吡咯、苯並異吲咪、蒽醌、二蒽醌或者噻嗪靛導入有1~3個上述的置換基,而最好導入有1~2個上述置換基。
雖然並非特定限定所使用的色素衍生物之量,但是對於二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶較好為0.5~20重量%,特好為2~10重量%。如果色素衍生物之量低於0.5重量%的話,就無法發現控制結晶成長的效果,如果超過20重量%來使用的話,就會對色素衍生物之色相、耐熱性、抗光性、抗水性以及昇華性等等有所影響而且會破壞作為顏料之物理特性。
前述色素衍生物雖然發現有可以控制二酮系吡咯並吡咯顏料之結晶成長效果,但是為了發揮出控制結晶成長的效果,要求色素衍生物在顏料表面上有佳的吸收效率與不易簡單地脫落。因此,色素衍生器的構造大多係形成有部分具有相同於使用的顏料化學構造的情況。從如此的理由觀之,當製造出二酮系吡咯並吡咯顏料時,一般而言,二酮系吡咯並吡咯構造或者具有喹吖酮構造的色素衍生物效果最好。另外,在上述色素衍生物之中,有關控制結晶成長的效果將發現具有鄰二甲醯亞胺甲基的色素衍生物為最佳效果。
利用前述的方法所得到的二酮系吡咯並吡咯顏料,係利用過濾衝壓器、葉片狀過濾器、吸濾器(Nutsche)、水平濾板過濾器、持續式離心分離機等的過濾器或者分離裝置來去除有機溶劑,利用清水來清洗或者再分散到水中,且透過過濾讓有機溶劑置換成水之水糊漿來加以離析。所獲得的水糊漿接著透過乾燥,粉碎來形成最後形態之粉末狀的顏料。其中於箱型乾燥機、攪拌式烘乾機、降壓乾燥機等的乾燥機通常於50~90℃的溫度中進行乾燥。粉碎可以使用撞槌粉碎、切割粉碎、超微粉碎等的粉碎機來進行。另外,也可以使用兼具備乾燥與粉碎之微形烘乾機、旋流閃蒸烘乾機等。又,如果使用類似凍結式烘乾機的凍結乾燥的話,就可藉由乾燥所形成的凝聚縮小而得到分散性佳的粉末體。又,使用撞槌粉碎、切割粉碎、超微粉碎等的粉碎機來進行粉碎,係一種於乾燥時機械性粉碎所凝聚的顏料且形成為粉末狀,但並非讓顏料的一次顆粒細微化。
所獲得的二酮系吡咯並吡咯顏料,為了緩和因乾燥所產生之凝聚,因此也可藉由樹脂或界面活性劑來進行處理。所謂利用樹脂所形成的處理係意謂著利用松香、丙烯酸樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂等來處理,且在包含二酮系吡咯並吡咯顏料之懸浮液之中利用這些樹脂的溶液或者添加有乳膠來進行。利用界面活性劑所形成的處理,係與樹脂處理相同而於包含有二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶的懸浮液中藉由添加界面活性劑的溶液或者乳膠來進行。可以利用陽離子活性劑、陰離子活性劑、非離子活性劑之任一者來作為介面活性劑。
在上述方法中所形成本發明α型二酮系吡咯並吡咯顏料,具有穩定型之結晶形狀。如果二酮系吡咯並吡咯顏料為C.I.Pigment Red 254情況時,則穩定型之結晶形狀屬於α型。在彩色濾光片用途上將使用這種穩定型之α型,而β型較不具有抗熱性因此不使用。於C.I.Pigment Red 254顏料中之結晶形狀(α型與β型)係可利用X射線繞射來加區別。其中α型具有於2倍掠射角(2θ)=7.5、14.9、17.5、20.5、24.7、25.8、28.3、31.0、32.2中具有最大值、而28.3最大值(峰值)最大、24.7、25.8最大值(峰值)次大之X射線繞射圖案。另外,β型具有於2倍掠射角(2θ)=5.8、11.8、13.5、14.8、17.7、18.2、23.4、24.4、27.2、29.5中具有最大值、其中27.2最大值(峰值)最大、其他較小之X射線繞射圖案。α型與β型的區別主要係藉由比較2倍掠射角(2θ)=28.3、27.2的強度來加以判斷。當兩者具有最大值情況時,可以說係一α型與β型的混晶或者混合物。本發明在α型二酮系吡咯並吡咯顏料中,只要在不違反本發明效果的範圍內也可以讓β型以混晶或者混合物的型態來存在。
本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料,其平均一次顆粒直徑較好為小於等於40nm,而大於等於10nm小於等於35nm為最佳。於此稱之平均一次顆粒直徑指小單位之顏料顆粒直徑。平均一次顆粒直徑譬如在得到之粉末顏料中添加有機溶劑且簡單選定凝聚之後再利用穿透型電子顯微鏡(TEM)進行觀察而解析出所獲得成像即可算出其平均值來獲得。如果平均一次顆粒直徑為超過40nm的二酮系吡咯並吡咯顏料,就會增加散亂,對於包含有該顏料之紅色著膜將不易獲得較高之對比。另外,本發明之二酮系吡咯並吡咯顏料,於藉由TEM(穿透型電子顯微鏡)所觀察到的顆粒為近似球狀或是立方體、正方體。
其次,將針對本發明之著色組合物來加以說明。
本發明之著色組合物係包刮有本發明之α型二酮系吡咯並吡咯顏料與顏料載體。其中顏料載體通常包括有顏料載體之前驅體或者這些混合物,最好選擇有助於二酮系吡咯並吡咯顏料分散性以及分散穩定性。樹脂可為熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、活性能量線硬化性樹脂,樹脂的前驅體具有利用活性能量線的照射來硬化且形成相同於樹脂膜之單體,二聚物、三聚物、低聚物等等。這些可以單獨或者混合2種以上來使用。二酮系吡咯並吡咯100重量部較好有50~700量部顏料載體,最好使用100~400重量部量之顏料載體。
當使用者著色組合物來製造彩色濾光片時,其中樹脂在400~700nm之可見光範圍之全波長範圍中,透過率較好為大於等於80%,最好為大於等於95之透明樹脂。另外,在製造彩色濾光片後面步驟,譬如於形成透明電極以及配向膜步驟中能夠在高溫環境下進行加熱,因此必須使用耐熱性佳的樹脂。
作為熱塑性樹脂,例如使用丁縮醛(butyral)樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚胺酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸(alkyd resin)樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚乙烯(HDPE、LDPE)、聚丁二烯、聚醯亞胺樹脂等。並且作為熱固性樹脂,例如能列舉有環氧樹脂、苯代三聚氰胺樹脂、松香改性馬來酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、苯酚(phenol)樹脂等。
另一方面,作為活性能量射線固化性樹脂,使用在具有羥基、羧基、胺基等反應性取代基之高分子中,例如經由異氰酸酯基、醛基、環氧基等,導入(甲基)丙烯酸化合物、肉桂酸(桂皮酸)等光交聯性基團之樹脂。並且也可以使用由含有羥基烷基(甲基)丙烯酸酯等具有羥基之(甲基)丙烯酸化合物對含有苯乙烯-馬來酸酐共聚物或α-烯烴(OLEFIN)-馬來酸酐共聚物等酸酐之線狀高分子進行半酯化而得到之聚合物。
作為樹脂之先驅物(precursor)單體、寡聚物(低聚物),例如能列舉有(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇己(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、二季戊四醇己(甲基)丙烯酸酯之己內酯加成物等各種丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯醯胺、N-羥基甲基(甲基)丙烯醯胺、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸三聚氰胺酯、環氧基(甲基)丙烯酸酯預聚物等。
當著色組合物為可藉由紫外線照射而固化之組合物時,在該組合物中添加光聚合引發劑等。作為光聚合引發劑,可以使用目前使用之光聚合引發劑之任何一種。具體列舉光聚合引發劑的話,例如有4-苯氧基二氯苯乙酮、4-第三-丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮等苯乙酮系光聚合引發劑;苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶醯縮二甲基縮酮等苯偶姻系光聚合引發劑;二苯甲酮、苯甲醯胺基苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯-4’-甲基二苯硫醚等二苯甲酮系光聚合引發劑;噻噸酮、2-氯代噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮系光聚合引發劑;2,4,6-三氯-第二-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-第二-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-第二-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-第二-三嗪、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)第二-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-第二-三嗪、2-(萘醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-第二-三嗪、2-(4-甲氧基-萘醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-第二-三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪系光聚合引發劑;硼酸鹽(borate)系光聚合引發劑、咔唑(carbazole)系光聚合引發劑、吲唑系(imidazole)光聚合引發劑等。光聚合引發劑相對於100重量部二酮吡咯並吡咯顏料,較佳使用5~150重量部。
上述光聚合引發劑可以單獨或者2種以上混合使用,作為敏化劑能結合使用α-醯氧基酯、醯基磷氧化物、甲基苯基乙醛酸酯、苄基、9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基異二苯基酞酮(diethyl isophthalophenone)、3,3’,4,4’-四(第三-丁基過氧化羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙基胺基二苯甲酮等化合物。敏化劑相對於100重量部光聚合引發劑,較佳使用0.1~150重量部。
著色組合物中,為了在二酮吡咯並吡咯顏料載體中充分分散顏料,均勻地塗佈到基材上,可以使用溶劑。作為溶劑,例如能列舉有環己酮、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、二乙二醇二甲醚、乙基苯、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纖劑、甲基正戊基酮、丙二醇單甲醚甲苯、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油系溶劑等,它們可以單獨或混合使用。溶劑相對於100重量部二酮吡咯並吡咯顏料,較佳以500~4,000重量部之量使用。
要分散到本發明α型二酮系吡咯並吡咯顏料的顏料載體中,可使用有3條滾輪粉碎、2條滾輪粉碎、砂粉碎(sandmill)、捏合機等各種分散裝置。另外,要均勻分散這些可適當添加有各種界面活性劑、色素衍生物等等的助分散劑。藉由使用助分散劑能夠調配出顏料分散性佳,防止分散後顏料重覆凝聚之著色組合物。
本發明之著色組合物係可配合需要來添加除了α型二酮系吡咯並吡咯顏料之外的紅色顏料、黃色顏料、染料、防止氧化劑、聚合禁止劑、塗平劑、保濕劑、粘度調整劑、防腐劑、抗菌劑、界面活性劑、防凍劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、填充物或以及導電性材料等等的添加劑。
要取得印刷油墨、著色光阻劑等等的著色組合物之際,最好藉由離心分離機、燒結過濾器、膜濾器等等的裝置來去除超過5μm以上的粗大顆粒、較好為超過1μm之粗大顆粒、甚至最好為超過0.5μm的粗大顆粒以及混入的塵埃。
其次,將說明本發明之紅色著色膜。
本發明之紅色著色膜係一種包含有本發明α型二酮系吡咯並吡咯顏料與顏料載體,且藉由塗佈本發明之著色組合物的方法、本發明組合物中浸漬基板的方法、基板中噴灑本發明之著色組合物的方法以及可藉由噴墨法等來形成在基板上。另外,可藉由譬如旋轉塗佈法、刮棒塗佈法、刮刀塗佈法、滾輪塗佈法、模塗法、網版印刷機等來塗佈本發明之著色組合物。當本發明之著色組合物包含有溶劑時,可以藉由風乾,循環乾燥,真空乾燥等等來去除塗佈薄膜中的溶劑以製造出製造膜。另外,在形成紅色著色膜之後,可藉由烘烤(後段烘烤)以及/或者活性能量線的照射來促其硬化。如果藉由烘烤來硬化時,可以在本發明之著色組合物中包含有利用熱量來硬化的習知材料,而且烘烤溫度可以配合此材料來加以設定。另外,如果利用活性能量線的照射來硬化時,可以在本發明之著色組合物中包含有利用活性能量線來硬化的習知材料,而且照射條件可配合其材料來加以設定。
本發明之紅色著色膜,其中於紅色著色膜之X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )較好為大於等於1.5而小於等於4.5,最好為大於等於2.0而小於等於4.0。比較塗佈薄膜之X射線繞射光譜與顏料的X射線繞射光譜,由於檢測出晶面指數(020)的最大強度(I020 )大於晶面指數(-141)的最大強度(I-141 ),因此可以確認出在塗佈薄膜中的顏料配向。塗佈薄膜的X射線最大強度(I020 /I-141 )比值係關係到塗佈薄膜的複數折射率(DOUBLE REFRACTION雙折射),如果塗佈薄膜的X射線最大強度(I020 /I-141 )比值低於1.5的話,在正方向複數折射率增大而讓視野角依存性變大,如果超過4.5的話就會在負方向增加複數折射率而讓視野角依存性變大。因此,在X射線繞射光譜中的最大強度比值(020 /I-141 )係低於1.5或者超過4.5的紅色著色膜,如果用在構成彩色濾光片之紅色濾光片段時,就會增加視野角依存性而降低從傾斜方向之辨識性。
包含有二酮系吡咯並吡咯顏料的紅色著色膜之X射線繞射光譜,其中二酮系吡咯並吡咯顏料的芳香族基旋轉角會對X射線繞射之氫元素結合方向以及層積方向強度有所影響(Acta Cryst.(1993).B49,1056-1060),因此有必要依據二酮系吡咯並吡咯顏料的粉末X射線繞射光譜來整合其大小。
第1圖為表示傳統習知之二酮系吡咯並吡咯顏料(Ciba Specialty Chemicals公司所製造的IRGAPHOR® Red B-CF)之粉末X射線繞射光譜。另外,第2圖為表示塗佈有本發明之著色組合物(實施例2)情況時之X射線繞射光譜。如果相較第1圖與第2圖的話,雖然會認為於最大強度的表現有所不同,但是最大強度所檢測出2倍掠射角(2θ)值幾乎完全相同。在第2圖當中之晶面指數(-141)最大強度位於25.8°附近,而晶面指數(020)最大強度位於7.5°附近。於第2圖中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為2.64。另外,於第2圖中最大強度比值(I-141 /I111 )為1.56。
另外,液晶顯示器的視野角依存性,會受到構成彩色濾光片各顏色濾光片段之相位差(Retardation)(複數折射率與薄膜厚度的乘積)的影響。因此,寬廣視野角對應到的液晶顯示器,譬如當使用有TN液晶的視野角放大薄膜方式液晶顯示器或者橫向電場驅動方式(IPS方式)液晶顯示器情況時,就會要求具備相位差較小的各顏色濾光片段之彩色濾光片。相位差係複數折射率與薄膜厚度的乘積,因此只要縮小濾光片段之薄膜厚度的話就可以降低相位差。然而,會對濾光片段的薄膜厚度有所限定。因此,要降低彩色濾光片之相位差,就必須將其著色膜之複數折射率絕對值降低。於此本發明所謂之視野角依存性,係從液晶顯示器畫面之正面(90度)看到的影像和從傾斜方向所看到時之影像有所不同,如果從傾斜方向看到時就會產生譬如色偏差、黯淡、殘影、偏差、亮度顯著降低等等的劣等畫面,此等係指對畫面的角度越小則越惡化。如果在更小角度前沒有發生劣化現象時可以說視野角依存性較小較好。
因此,本發明之紅色著色膜於580nm中的複數折射率絕對值最 好為0~0.01。於580nm中的複數折射率絕對值為超過0.01的紅色著色膜,如果用於構成彩色濾光片的紅色濾光片段時,就會增加視野角依存性。另外,於580nm中的複數折射率絕對值為0~0.01紅色著色膜就會縮小視野角依存性而且從傾斜方向之辨識性較佳。又,於580nm中的複數折射率△n為定義如下,可使用光譜式橢偏光儀(SPECTROSCOPIC ELLIPSOMETER)來測定。
複數折射率為△n=nxy -nz 其中,nxy :580nm的光振動方向乃為平行於薄膜面時之折射率;nz :580nm的光振動方向乃為垂直於薄膜面時之折射率。
本發明之紅色著色膜較適合用在構成有彩色濾光片之紅色濾光片段(FILTER SEGMENT)。一般的彩色濾光片會在透明基板上設置有至少1個紅色濾光片段,至少1個綠色濾光片段以及至少1個藍色濾光片段,其中各顏色濾光片段最好以黑矩陣(BLACK MATRIX)來加以區分。
塗佈有本發明之著色組合物的基板最好為蘇打石灰玻璃、低鹼性硼矽酸玻璃、無鹼性鋁硼矽酸玻璃等等的玻璃或聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等等的樹脂透明基板。在玻璃基板或樹脂板等之基板表面,為了面板化來驅動液晶,也可形成氧化銦、氧化錫等等所構成的透明電極。各顏色濾光片段以及黑矩陣的乾燥薄膜厚度最好為0.2~4μm。
各顏色濾光片段的形成方法譬如有光微影法、印刷法、噴墨法等等。尤其最好為光微影法或噴墨法。利用光微影法來形成各顏色濾光片,可經由以下列方法來進行。也就是說,將用來作為溶劑顯像型或鹼性顯像型著色光阻材料之所調製著色組成物於透明基本上、以噴灑塗佈法或旋轉塗佈法、間隙塗佈法、滾輪塗佈法等的塗佈方法使乾燥薄膜厚度塗佈為0.2~4μm。於必要來乾燥的薄膜中,透過具有接觸到此薄膜或者非接觸此薄膜之狀態下所設置的既定圖案之光罩、來進行紫外線曝光。之後,浸漬到溶劑或著 鹼性顯像液中或者藉由噴灑來噴出顯像液來去除未硬化的部分來形成所要的圖案即可形成各顏色濾光片段。再者,為了加速著色光阻材料的聚合,也可因應必要來進行加熱。
於顯像時,可使用碳酸鈉,氫氧化鉀等無機鹼性水溶液來作為鹼性顯像液,而且也可以使二甲基苄胺、三乙醇胺、氫化六甲基銨、胆鹼等等的有機鹼性水溶液。另外,在顯像液中也添加去泡劑或界面活性劑。可以適當使用噴淋顯像法、噴灑顯像法、浸漬顯像法、槳式顯像法等等。
又,為了提高紫外線曝光衍生度,可以在塗佈乾燥後先塗佈乾燥水溶性或者鹼性可溶性樹脂,譬如聚乙烯乙醇或水溶性丙烯基樹脂等,且形成用來防止因氧氣阻礙聚合之保護膜後,再進行紫外線曝光。
另外,利用噴墨法來形成濾光片段,係於形成有黑矩陣的基板之黑矩陣所區分的範圍內,利用噴墨吐出裝置來吐出所調配之著色組合物的噴墨。
又,黑矩陣係能塗佈有譬如自行基聚合狀之黑光阻劑,且曝光後進行顯像再利用形成圖案的光微影法,用來印刷黑油墨之印刷法,或者於蒸鍍金屬後用蝕刻蒸鍍法等來形成在基板上。
實施例
以下將基於實施例來進一步具體說明本發明。又,實施例以及比較例中,所謂部係以重量部來表示,而%則以重量%來表示。另外,顏料一次顆粒直徑係表示利用透過型電子顯微鏡(TEM)所目視到的顆粒直徑(nm)。另外,有關所製造的顏料是使用飛利浦公司所製造的[X'PertPRO]來測定X射線繞射光譜,且使用最大值分離軟體(ProFit)全部分離所檢測出的最大值,進而讀取所得到7.5°(晶面指數(020))、25.8°(晶面指數(-141))以及24.7°(晶面指數(111))之最大值強度,最後算出最大值強度比值(I020 /I-141 )與(I-141 /I111 )。
又,在實施例、比較例子中,可以使用下列(V)、(VI)、(VII)以及(VIII)所示之色素衍生物來作為色素衍生物。
[實施例1] (第1步驟)
在安裝有環流管之1L不鏽鋼製之反應容器中於氮氣環境下添加有利用分子濾網(Molecular Sieve)來脫水200g第三-戊(烷)基乙醇、140g鈉-第三-戊(烷)基烷氧基金屬,一邊攪拌一邊加熱到100℃而調配出烷氧基金屬溶液。
另外,在玻璃製的燒瓶500ml中添加有利用有分子濾網來脫水120g第三-戊(烷)基乙醇、88g琥珀酸二異丙酯、100gp-氯苯甲睛,一邊攪拌一邊加熱到90℃使其溶解而調配出這些混合物的溶液。這些混合物的加熱溶液放在加溫到100℃的上述烷氧基金屬溶液中一邊用力攪拌,經過2個小時後以一定的速度來緩慢滴下。結束滴入動作之後,於90℃繼續加熱攪拌2小時以獲得二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。
另外,在3L玻璃製附有夾套的反應容器中添加有600g甲醇、600g水、117g醋酸來冷卻到-10℃。將冷卻過的混合物一邊利用高速攪拌分離器之直徑為10cm之共用盤以1000rpm來旋轉,一邊在其中少量逐一添加有先前所得到90℃之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。此時,一邊利用冷媒來冷卻使甲醇、醋酸、水所構成的混合物溫度保持在低於等於0℃的溫度、一邊調整添加有90℃之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液的速度,經過大約60分鐘再少量逐一添加。添加所有量之後,就析出深紅色的結晶且產生深紅色的懸浮液。懸浮液pH為6.2。
(第2步驟)
在5℃環境下利用吸濾器來過濾去除上述所得到的濃紅色的懸浮液,接著再用力搖晃冷卻到10℃之300g甲醇,以1000ml的水來清洗。將所獲得的紅色糊漿再度分散於400g甲醇、400g水的混合物中,且利用吸濾器來過濾去除而獲得二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶水性糊漿。接著,利用箱型乾燥機於80℃環境下乾燥這種 粗結晶水性糊漿24小時,接著利用撞槌粉碎來加工為粉碎、粉末狀。這種粗結晶的結晶狀有α型、β型的混合結晶。
其次,在3L的反應溶劑中添加有1500g異丁醇、5.6g的25%燒鹼(CAUSTIC SODA)水溶液且冷卻到10℃。在這其中添加上述所獲粉末狀的二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶而於10℃環境攪扮6小時。接著,添加有4.0g的80%醋酸而將其pH值調整為小於7。將這些利用吸濾器來過濾去除、然後先用力晃動冷卻到10℃之1000g甲醇,再以1000ml的水來清洗。
將所獲得的紅色糊漿再度分散到5℃的300ml水中而在攪拌下來添加在上述(V)式中所示之11g的色素衍生物(色素衍生物(V))、4g的80%醋酸、200g的水所調配出色素衍生物之醋酸溶液,接著在低於等於10℃的環境中來攪拌1小時之後,再利用25%燒鹼(CAUSTIC SODA)溶液來調整為pH10。再利用吸濾器來過濾去除,且搖晃1000ml的水來清洗,將可得到細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿。利用箱型乾燥機在80℃環境中讓這種細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿乾燥24小時,其次再利用撞槌粉碎機進行粉碎且加工成粉末狀,即可獲得細微之二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為98.6g,收穫率為76.0%。
[實施例2] (第1步驟)
在安裝有環流管之1L不鏽鋼製之反應容器中且於氮氣環境下添加利用有分子濾網(Molecular Sieve)來脫水450g之第三-戊(烷)基乙醇,切細片之金屬鈉30g加熱到90℃。1小時之後加熱到100℃以上且於環流下一邊用力攪拌溶化之金屬鈉,一邊持續攪拌10小時,讓金屬鈉溶解而調配出烷氧基金屬溶液。
外,在玻璃製造的燒瓶500ml中添加有120g以分子濾網脫水的 第三-戊(烷)基乙醇、88g琥珀酸異丙酯、100gp-氯苯甲腈,一邊攪拌一邊加熱到90℃使之溶解而調配出這些混合物的溶液。將這些混合物之加熱溶液放在加溫到100℃的上述烷氧基金屬溶液中一邊用力攪拌,以一定的速度來緩慢滴下2個小時。結束滴入動作之後,於90℃繼續加熱攪拌2小時即可獲得二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。
另外,在3L玻璃製附有夾套的反應容器中添加有600g甲醇、600g水、304g醋酸而冷卻到-10℃。將此冷卻過的混合物一邊利用高速攪拌分離器且以4000rpm來讓直徑為8cm之共用盤旋轉,一邊於其中少量來逐一添加冷卻到75℃之先前所得到之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。此時,一邊利用冷媒來冷卻甲醇、醋酸、水所構成的混合物,溫度保持在低於等於-5℃的溫度,一邊調整75℃之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液的添加速度,再少量逐一添加經過120分鐘。添加所有量之後,就析出深紅色的結晶且產生深紅色的懸浮液。懸浮液pH為4.8。
(第2步驟)
在5℃環境下利用吸濾器來過濾去除上述所得到的深紅色的懸浮液,接著再用力搖晃冷卻到0℃之300g甲醇,以冷卻到5℃之1000ml的水來清洗。所得到之深紅色糊漿固態成分為21.5%。將此糊漿以冷卻到0℃之3550g甲醇中再度來分散,作成甲醇濃度約為90%之懸浮液。於5℃環境下攪拌此懸浮液3小時來進行結晶移轉。其次,利用吸濾器快速過濾去除後,再利用冷卻到5℃之1000ml來清洗。少量取出,過濾去除,乾燥後測定X射線繞射及TEM,結果得到結晶狀為α型大小為20~40nm圓形狀之顆粒。再者,將所獲得的紅色糊漿再度分散到3000ml水後,在攪拌之下添加以上述11g之色素衍生物(V)、4g之80%醋酸、200g的水所調配之色素衍生物之醋酸溶液,接著在低於等於10℃的環境中來攪拌1小時之後,再利用25%燒鹼(CAUSTIC SODA)溶液來調整為pH10。再利用吸 濾器來過濾去除且用力搖晃1000ml的水來清洗,將可得到細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿。利用箱型乾燥機在80℃環境中讓這種細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿乾燥24小時,其次再利用撞槌粉碎機來進行粉碎且加工成粉末狀,即可獲得細微之二酮系吡咯並吡咯顏料。
所獲得細微之二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為106.6g,收穫率為81.0%。
[實施例3] (第1步驟)
在安裝有環流管之1L不鏽鋼製之反應容器中於氮氣環境下添加利用有分子濾網(Molecular Sieve)來脫水200g之第三-戊(烷)基乙醇、140g之鈉-第三-戊(烷)基烷氧基金屬,一邊攪拌一邊加熱到100℃而調配出烷氧基金屬溶液。
另外,在玻璃製造的燒瓶500ml中添加有120g的第三-戊(烷)基乙醇、88g之琥珀酸異丙酯、100g之p-氯苯甲腈,一邊攪拌一邊加熱到90℃使之溶解而調配出這些混合物的溶液。這種混合物之加熱溶液於加溫到100℃的上述烷氧基金屬溶液中一邊用力攪拌,以一定的速度來緩慢滴下2個小時。結束滴入動作之後,於90℃繼續加熱攪拌1小時即可獲得二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。
再者,在10L的反應容器中添加有3000g的冰,2000g的水,300g之80%醋酸且以幫浦傳送到循環式之吸氣器來讓冷醋酸水循環。從吸氣器之吸入口藉由吸入於80℃加熱溶解狀態之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液來析出紅色的結晶而產生深紅色的懸浮液。
(第2步驟)
以相同於第2實施例之第2步驟,即可獲得細微二酮系吡咯並吡 咯顏料。所獲得細微之二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑10~30nm圓形狀小的顆粒。第2步驟之獲取量為105.6g,收穫率為80.2%。
[實施例4]
於捏合機(井上股份有限公司製作所製造「1 galon kneader」)中填裝有81部之在實施例1中第2步驟所得到的α型及β型之混合二酮系吡咯並吡咯顏料之粗結晶、9部之色素衍生物(V)、900部食鹽以及10部之二甘醇來捏合15小時。接著,將混合的混合物投入到溫水中,一邊加熱到大約80℃且攪拌1小時形成泥漿狀,經過過濾、清洗去除食鹽及二甘醇之後,80℃環境下經過一夜乾燥之後再粉碎即可獲得87部細微二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑10~30nm圓形狀的顆粒。
[實施例5] (第1步驟)
在安裝有環流管之1L不鏽鋼製之反應容器中且於氮氣環境下添加以分子濾網來脫水200g之第三-戊(烷)基乙醇、140g之鈉-第三-戊(烷)基烷氧基金屬,一邊攪拌一邊加熱到100℃而調配出烷氧基金屬溶液。
另外,在玻璃製造的燒瓶500ml中添加以分子濾網來脫水120g的第三-戊(烷)基乙醇、88g之琥珀酸異丙基、100g之p-氯苯甲睛,一邊攪拌一邊加熱到90℃來加熱而溶解而調配出這些混合物的溶液。將這些混合物之加熱溶液放在加溫到100℃的上述烷氧基金屬溶液中一邊用力攪拌,以一定的速度來緩慢滴下2個小時。結束滴入動作之後,於90℃繼續加熱攪拌2小時即可獲得二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。
另外,在3L玻璃製附有夾套的反應容器中添加有600g甲醇、 600g水、304g醋酸而冷卻到-10℃。將這些冷卻過的混合物一邊利用高速攪拌分離器之直徑為8cm之共用盤而以4000rpm旋轉,一邊少量逐一添加有先前冷卻到75℃所得到之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。此時,一邊利用冷媒來冷卻讓由甲醇、醋酸、水所構成的混合物溫度保持在低於等於-5℃的溫度,一邊調整75%之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液的添加速度,再少量逐一添加120分鐘。添加所有量之後,就析出深紅色的結晶且產生深紅色的懸浮液。懸浮液pH為4.8。
(第2步驟)
上述所得到的深紅色的懸浮液在5℃環境下利用薄膜超過濾器來清洗後再過濾去除。所得到之深紅色糊漿固態成分為21.5%。將此糊漿置於冷卻到0℃之3550g甲醇再度來分散,作成甲醇濃度約為90%之懸浮液。於5℃環境下攪拌此懸浮液3小時來進行結晶移轉。其次,利用薄膜超過濾器清洗後再過濾去除。少量取出,過濾去除,乾燥後測定X射線繞射及TEM後,結晶狀為α型大小為20~40nm圓形狀之顆粒。獲取量為103.2g,收穫率為79.5%。
[實施例6] (第1步驟)
同樣進行實施例5之第1步驟且取得深紅色之懸浮液。
(第2步驟)
將上述所得到的深紅色的懸浮液放在5℃環境下利用薄膜超過濾器來清洗後再過濾去除。所得到之深紅色糊漿固態成分為21.5%。此糊漿以冷卻到0℃之3550g甲醇再度來分散,作成甲醇濃度約為90%之懸浮液。於5℃環境下攪拌此懸浮液3小時來進行結晶移轉。其次,利用超過濾器清洗後再過濾去除。少量取出,過濾去除,乾燥後測定X射線繞射及TEM後,結晶狀為α型其大小為20~40nm圓形狀之顆粒。再者,將所獲得的紅色糊漿再度分散到3000ml的水後,且在攪拌下添加11g之色素衍生物(V)、200g的 水以調配出色素衍生物泥漿,接著,在低於等於10℃的環境中來攪拌1小時之後過濾去除清洗,將可得到細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿。這種細微的二酮系吡咯並吡咯顏料之水糊漿利用箱型乾燥機在80℃環境中來乾燥24小時,其次再利用撞槌粉碎機進行粉碎且加工成粉末狀,即可獲得細微之二酮系吡咯並吡咯顏料。
所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為114.9g,收穫率為79.3%。
[實施例7]
除了將實施例6之色素衍生物(V)泥漿改變成在上述(VI)式所示之色素衍生物(色素衍生物(VI))之11g乾燥粉末以外,能以相同於實施例6的方法來獲得細微二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為116.0g,收穫率為80.1%。
[實施例8]
除了將實施例6之色素衍生物(V)泥漿改變成在上述(VII)式所示之色素衍生物之11g乾燥粉末外,也能以相同於實施例6的方法來獲得細微二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為115.1g,收穫率為79.4%。
[實施例9]
除了將實施例6之色素衍生物(V)泥漿改變成在上述(VIII)式所示之色素衍生物之11g乾燥粉末之外,能以相同於實施例6的方法來獲得細微二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM 觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為114.3g,收穫率為78.8%。
[實施例10]
除了將實施例6之色素衍生物(V)泥漿改變成上述(V)式之11g乾燥粉末與2g色素衍生物(VI)之乾燥粉末混合物中之外,能以相同於實施例6的方法來獲得二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為116.6g,收穫率為79.1%。
[實施例11]
除了將實施例6中600g甲醇、600g水及304g醋酸改變成600g甲醇、600g水及152g醋酸之外,能以相同於實施例6的方法獲得細微二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其結晶狀為α型之C.I.Pigment Red 254,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。獲取量為113.9g,收穫率為78.5%。
[實施例12] (第1步驟)
在安裝有環流管之1L不鏽鋼製之反應容器中且於氮氣環境下添加以分子濾網來脫水200g第三-戊(烷)基乙醇、140g鈉-第三-戊(烷)基烷氧基金屬,一邊攪拌一邊加熱到100℃而調配出烷氧基金屬溶液。
另外,在玻璃製造的燒瓶500ml中添加以分子濾網來脫水120g第三-戊(烷)基乙醇、88g琥珀酸異丙基、100gp-氯苯甲睛,一邊攪拌一邊加熱到90℃以加熱來溶解而調配出這些混合物的溶液。將這些混合物之加熱溶液放在加溫到100℃的上述烷氧基金屬溶液中一邊用力攪拌,以一定的速度來緩慢滴下2個小時。結束滴入動作之後,於90℃繼續加熱攪拌2小時即可獲得二酮系吡咯並吡咯 顏料之鹼金屬鹽溶液。
另外,在3L玻璃製附有夾套的反應容器中添加600g甲醇、600g水、304g醋酸且冷卻到-10℃,一邊於此冷卻過的混合物中少量逐一添加先前冷卻到75℃所得到之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液。此時,一邊利用冷媒來冷卻由甲醇、醋酸、水所構成的混合物溫度保持在低於等於-5℃的溫度,一邊調整75℃之二酮系吡咯並吡咯顏料之鹼金屬鹽溶液的添加速度,再少量逐一添加120分鐘。添加所有量之後,就析出深紅色的結晶且產生深紅色的懸浮液。懸浮液pH為4.8。
(第2步驟)
相同進行實施例5之第2步驟。少量取出,過濾去除,乾燥取樣後測定X射線繞射及TEM後,結晶狀為α型大小為20~40nm圓形狀之顆粒。獲取量為101.0g,收穫率為77.8%。
[實施例13] (第1步驟)
同樣進行實施例12之第1步驟且取得深紅色之懸浮液。
(第2步驟)
相同進行實施例6之第2步驟來取得微細二酮系吡咯並吡咯顏料。測定X射線繞射及TEM後,結晶狀為α型大小為20~40nm圓形狀之顆粒。獲取量為111.9g,收穫率為77.0%。
[比較例1]
將170ml之第三-戊(烷)基烷氧基金屬置於氮氣下且安裝有環流管之500ml不鏽鋼製之反應容器中。添加完11.04g之鈉之後再將混合物加熱到92~102℃。一邊用力攪拌溶解之鈉,一邊調製出保持在100~107℃之烷氧基金屬溶液。將溶解到80℃之50ml的第三-戊(烷)基烷氧基金屬中之44.2g的p-氯苯甲睛與37.2g的琥珀酸二異丙酯於98℃來滴入到上述烷氧基金屬溶液中2小時。於80℃花費3小時來攪拌反應溶液同時添加4.88g的琥珀酸二異丙酯酯。其次, 將反應混合液冷卻到室溫再將此分散到20℃之270ml甲醇、200ml的水及48.1g的濃硫酸混合液中。接著,於20℃下攪拌6小時。過濾去除紅色混合物先用甲醇再用清水來清洗,利用80℃之乾燥機來乾燥即可獲得41.4g的紅色粉末。
[比較例2]
於混合機(井上股份有限公司製作所製造「1 Galon Kneader」)中填裝有市面上所販賣之二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254,Ciba Specialty Chemicals公司所製造的「IRGAPHOR® Red B-CF」)81部、9部之色素衍生物(V)、900部之食鹽及110部之二甘醇,且混合攪拌15小時。其次,將混合過之混合物投入到溫水中,一邊加熱到約80℃且攪拌1小時形成泥漿狀,經過過濾去除、清洗且去除食鹽及二甘醇後,於80℃乾燥一晝夜然後粉碎,即可獲得88.1部之細微的二酮系吡咯並吡咯顏料。所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料結晶狀為α型,藉由TEM觀察可發現1次顆粒的大小為直徑20~40nm圓形狀的顆粒。
[比較例3]
市面上所販賣之二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254,Ciba Specialty Chemicals公司所製造的「IRGAPHOR® Red B-CF」)其1次顆粒的大小為直徑50~70nm圓形狀的顆粒。
有關以上於實施例及比較例所獲得之細微二酮系吡咯並吡咯顏料,其中結晶狀,利用TEM觀察到之1次顆粒直徑及形狀,收穫率將歸納到表格1。
另外,使用於實施例1~13、比較例1~2所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料及比較例3市面上所販賣之二酮系吡咯並吡咯顏料(Ciba Specialty Chemicals公司所製造的「IRGAPHOR® Red B-CF」),測定由先前所記載的方法所調製出之測定取樣之顏料之X射線繞射光譜即可算出晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )的比值(I020 /I-141 )以及晶面指數(111)的最 大強度(I111 )比晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )的比值(I-141 /I111 )。表格2為表示其結果。
[表格2]
[實施例14~17、比較例4~6]
依據以下顏料分散糊漿之調製方法來調配出包含具有於實施例1~4,比較例1~2所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料及比較例3市面上所販賣之二酮系吡咯並吡咯顏料之著色組合物之著色組合物。
(顏料分散糊漿之調配方法)
將二酮系吡咯並吡咯顏料、利用以下配合而成之樹脂形顏料分散劑、丙烯酸樹脂溶液1、有機溶劑來混合,且以行星狀鋼珠粉碎機(Fritsch Japan公司製造行星狀鋼珠粉碎機P-5)之直徑為0.5mm之290g氧化鋯珠(ZIRCONIA BEADS)以320rpm之轉速來分散4小時而調製出顏料分散糊漿。
用於調製上述顏料分散糊漿之丙烯酸樹脂溶液1係可藉由下列方法來調製出。
(丙烯酸樹脂溶液1之調製法)
於反應容器中放入800g之環己酮溶液且一邊將氮氣注入到容器內一邊加熱到100℃且於相同溫度下花1小時滴入60.0g苯乙烯、60.0g甲基丙烯酸、65.0g甲基丙烯酸甲酯、65.0g甲基丙烯酸丁酯以及10.0g偶氮雙異丁腈混合物來進行聚合反應。滴下後再讓其於100℃環境下反應3小時,且添加讓2.0g之偶氮基雙異丁腈溶化到50g之環己酮溶液,之後再於100℃環境下持續來反應1小時而合成樹脂溶液。冷卻到室溫後取樣大約2.0g之樹脂溶液於180℃環境下加熱乾燥20分鐘來測定不發揮成分,於先前合成之樹脂溶液中添加環己醇溶液,讓不發揮成分成為20%而調製出丙烯酸樹脂溶液。
(調製感光性著色組合物)
將顏料分散糊漿以下列所示配合而成,且均勻攪拌合成後利用1μm的過濾器來過濾去除而製作出鹼性顯像型感光性著色物。
[實施例18~26、比較例7]
依據以下顏料分散糊漿之調製方法來調配出包含具有於實施例5~13及比較例2所獲得之二酮系吡咯並吡咯顏料之著色組合物之著色組合物。
(晶片製造方法)
搭配以下事先充分混合色素衍生物(V)、丙烯酸樹脂溶液2、有機溶劑之後,以2個滾輪粉碎機來滾壓二酮系吡咯並吡咯顏料形成薄片狀。將此薄片狀物折成數片後再度通過2個滾輪粉碎機。如此反覆這些步驟10~40次之後,即可利用粉碎機來粉碎製出紅色共晶片。
藉由以下方法來製造出用於上述顏料分散糊漿之丙烯酸樹脂溶液2。
(丙烯酸樹脂溶液2之調製法)
於反應容器中放入370g之環己酮溶液且一邊將氮氣注入到容器內一邊加熱到80℃且於相同溫度下花1小時滴入20.0g甲基丙烯酸、10.0g甲基甲基丙烯酸酯、35.0gn-丁基甲基丙烯酸酯、15.0g2-羥乙基甲基丙烯酸酯、4.0g2,2’-偶氮雙異丁腈及20.0g對枯基酚苯酚環氧乙烷變性丙烯酸酯(東亞合成股份有限公司製造「ARONIXM110」)之混合物來進行聚合反應。滴下後再讓其於80℃環境下反應3小時,且添加讓1.0g之偶氮基雙異丁腈溶化到50g 之環己酮溶液,之後再於80℃環境下持續來反應1小時而合成樹脂溶液。冷卻到室溫後取樣大約2.0g之樹脂溶液來於180℃環境下加熱乾燥20分鐘以測定不發揮成分,於之前合成之樹脂溶液中添加環己酮溶液讓不發揮成分成為20%而調製出丙烯酸樹脂溶液。
(顏料分散糊漿之調配方法)
均勻攪拌下列組合之混合物後利用行星狀鋼珠粉碎機(Fritsch Japan公司製造行星狀鋼珠粉碎機P-5)直徑為0.5mm之290g氧化鋯珠以320rpm之轉速來分散4小時而調製出顏料分散糊漿。
(調製感光性著色組合物)
將顏料分散糊漿以下列所示配合而成,且均勻攪拌混合後利用1μm的過濾器來過濾去除而製作出鹼性顯像型感光性著色物。
(塗佈感光性著色組合物、製作測定用基板)
將所得到之感光性著色組合物用旋轉塗佈法在厚度為1.1mm、大小為100mm×100mm之玻璃基板上塗佈、經過紫外線曝光,塗佈加熱後塗膜之色度座標上之x值成為0.64,而得製作之塗佈基板。其次,於70℃環境下乾燥20分鐘後再利用超高壓水銀燈以積算光量150mJ來進行紫外線曝光。曝光後於230℃加熱1小時 冷卻後將形成測定用之塗佈基板。
使用所獲得之測定基板而藉由以下測定方法來測定對比及複數折射率。另外,以先前記載之方法來測定基板之X射線繞射光譜,進而算出晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )的比值(I020 /I-141 )。表格3為其結果。
(對比測定方法)
利用一對偏光板來夾住測定用塗佈基板且使用Topcon股份有限公司製造之「色彩亮度儀BM-5A」來測定偏光板平行時候之亮度及直線時之亮度。偏向板係使用Sanritsu公司製造之「偏向薄膜LLC2-92-18」。另外,於測定亮度時,為了要遮斷不需要光線,會於測定部分挖出1cm角孔作為黑色罩。 由所測定平行時之亮度及直線時之亮度值,算出下式對比:對比=平行時候之亮度/直線時候之亮度
(複數折射率測定方法)
使用分光橢圓鏡儀器(日本分光公司製造「M-220S」)來測定出3維折射率,由插入以針觸式薄膜厚度儀所測定之膜厚值而得到,算出在580nm中xy面折射率nxy 及從z軸方向之折射率nz 來算出複數折射率(△n=nxy -nz )。
含有實施例所製造出之本發明α型二酮系吡咯並吡咯顏料的紅色著色膜,與比較例所製造出二酮系吡咯並吡咯顏料以及目前大多數使用市面上所販賣的的二酮系吡咯並吡咯顏料(IRGAPHOR® Red B-CF)的紅色著色膜做比較,其複數折射率絕對值較小,且保持有從傾斜方向較佳之辨識性,同時具有較高的對比度。
市面上販賣的二酮系吡咯並吡咯顏料(IRGAPHOR® Red B-CF:Ciba Specialty Chemicals公司製造),如果利用TEM觀察的話,其顆粒大小為50~70nm,利用如此大的顆粒且進行鹽粒壓搾法(salt milling)來細緻化的製造方法中,可預期較容易提高某定時之結晶面之結晶性。利用2θ=25.8、28.3之層積方向來作為X射線繞射光譜,即可提高最大強度且能夠提高於此方向之結晶性。藉此, 就能增加顏料之最大強度比值(I-141 /I111 )且可顯示高於1.28數值。
另外,於使用鹽粒壓搾法(salt milling)的製造方法上,首先先製作細微的顆粒,其次在炭元素為1~4個乙酮媒體中藉由進行結晶移轉、顆粒直徑控制的製造方法所獲得之具有20~50nm大小的二酮系吡咯並吡咯顏料(C.I.Pigment Red 254)顆粒再度進行鹽粒壓搾法(salt milling)的情況(實施例4),相較於前者來說層積方向和氫結合方向係在單方向上其結晶極端地不成長。藉此,將該顏料作為紅色著色膜時之複數折射率絕對值較小納入本發明範圍中,可縮小作為彩色濾光片時的視野角度依存性。
第1圖為表示習知二酮系吡咯並吡咯顏料的粉末繞射光譜圖。
第2圖為表示本發明之紅色著色膜之X射線繞射光譜圖。

Claims (6)

  1. I.Pigment Red 254顏料,其特徵為:在顏料的X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為小於等於0.40,而且晶面指數(111)的最大強度(I111 )比晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比值(I-141 /I111 )為小於等於1.28者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之C.I.Pigment Red 254顏料,其中平均一次顆粒直徑為小於等於40nm者。
  3. 一種含有如申請專利範圍第1或2項所述之C.I.Pigment Red 254顏料和顏料載體之著色組成物者。
  4. 一種含有申請專利範圍第1或2項所述之C.I.Pigment Red 254顏料和顏料載體之紅色著色膜者。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之紅色著色膜,其中在紅色著色膜的X射線繞射光譜當中,晶面指數(-141)的最大強度(I-141 )比晶面指數(020)的最大強度(I020 )比值(I020 /I-141 )為大於等於1.5而小於等於4.5者。
  6. 如申請專利範圍第5項之紅色著色膜,其中在紅色著色膜波長為580nm中的複數折射率絕對值為0~0.01者。
TW096137332A 2006-10-06 2007-10-04 Α Type diketone pyrrolopyrrole pigment, a coloring composition using the pigment, and a red coloring film TWI427124B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006275671 2006-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200831616A TW200831616A (en) 2008-08-01
TWI427124B true TWI427124B (zh) 2014-02-21

Family

ID=39282728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096137332A TWI427124B (zh) 2006-10-06 2007-10-04 Α Type diketone pyrrolopyrrole pigment, a coloring composition using the pigment, and a red coloring film

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100009214A1 (zh)
EP (1) EP2108682B1 (zh)
JP (1) JP4144655B2 (zh)
KR (1) KR100896388B1 (zh)
CN (1) CN101374914B (zh)
TW (1) TWI427124B (zh)
WO (1) WO2008044519A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5544760B2 (ja) * 2008-06-27 2014-07-09 凸版印刷株式会社 赤色着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ基板並びにその製造方法
JP5557493B2 (ja) * 2009-08-27 2014-07-23 富士フイルム株式会社 p−ジクロロジケトピロロピロール顔料微粒子およびその製造方法
WO2011024896A1 (ja) 2009-08-27 2011-03-03 富士フイルム株式会社 ジクロロジケトピロロピロール顔料、これを含有する色材分散物およびその製造方法
JP5557563B2 (ja) * 2009-08-27 2014-07-23 富士フイルム株式会社 色材分散物およびその製造方法
JP4905532B2 (ja) 2009-10-23 2012-03-28 凸版印刷株式会社 液晶表示装置用カラーフィルタ基板及び液晶表示装置
JP4905547B2 (ja) * 2009-12-22 2012-03-28 凸版印刷株式会社 カラーフィルタ基板および液晶表示装置
EP2532715B1 (en) * 2010-02-03 2018-12-26 M Technique Co., Ltd. Method for producing nanoparticles
CN107001810A (zh) 2014-12-15 2017-08-01 M技术株式会社 有机物微粒的制造方法及有机物微粒的改性方法
WO2016136920A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 エム・テクニック株式会社 有機顔料微粒子分散体及びその製造方法と、その有機顔料微粒子分散体を用いたカラーフィルターの製造方法、及びその方法により得られるカラーフィルター
US10682602B2 (en) * 2017-01-19 2020-06-16 National University Of Singapore Nanofibrous filter
US20220365427A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photoresist composition and method for manufacturing a semiconductor device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297003A (zh) * 1999-11-17 2001-05-30 西巴特殊化学品控股有限公司 二酮基吡咯并吡咯
CN1462778A (zh) * 2002-05-21 2003-12-24 佳能株式会社 含水不溶性着色剂粒子的水分散体及其制造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS236794B2 (cs) 1982-05-17 1985-05-15 Ciba Geigy Ag Způsob přípravy l,4-diketopyrrolo[3,4-c]pyrrolu
AU568298B2 (en) * 1982-05-17 1987-12-24 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Synthesis of pyrrol0 (3,4-c) pyrrole pigments
TW372244B (en) 1993-07-29 1999-10-21 Ciba Sc Holding Ag Process for producing novel finely divided highly transparent diketopyrrolopyrrole pigments
DE59506764D1 (de) * 1994-06-29 1999-10-14 Ciba Sc Holding Ag Zwei neue Kristallmodifikationen eines Diketopyrrolopyrrolpigments
EP0704497B1 (de) * 1994-09-28 1999-12-15 Ciba SC Holding AG Mischkristalle und feste Lösungen von 1,4-Diketopyrrolopyrrolen
TW341572B (en) * 1995-09-20 1998-10-01 Ciba Sc Holding Ag Preparation of mixed crystals and solid solutions of 1,4-diketopyrrolopyrroles
US6656985B1 (en) * 1999-08-26 2003-12-02 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Coloring material and color filter
JP4785222B2 (ja) 2000-02-09 2011-10-05 東洋インキScホールディングス株式会社 カラーフィルタ用顔料およびその製造方法、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物ならびにカラーフィルタ
CA2444912A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-21 Shivakumar Basalingapp Hendi New crystal modification of diketopyrrolpyrrole solid solution pigment
JP2004277434A (ja) * 2003-01-24 2004-10-07 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機顔料の製造方法
JP2005002249A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Toyo Ink Mfg Co Ltd 新規な色相を持つ微細透明なジケトピロロピロール顔料
AU2004284235A1 (en) * 2003-10-23 2005-05-06 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Heat-stable diketopyrrolopyrrole pigment mixtures
JP4469600B2 (ja) 2003-12-26 2010-05-26 東洋インキ製造株式会社 カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ
JP2007293061A (ja) * 2006-04-25 2007-11-08 Toyo Ink Mfg Co Ltd 赤色着色組成物、ならびに該組成物を用いた赤色塗膜およびカラーフィルター

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297003A (zh) * 1999-11-17 2001-05-30 西巴特殊化学品控股有限公司 二酮基吡咯并吡咯
CN1462778A (zh) * 2002-05-21 2003-12-24 佳能株式会社 含水不溶性着色剂粒子的水分散体及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080093114A (ko) 2008-10-20
US20100009214A1 (en) 2010-01-14
EP2108682B1 (en) 2016-07-27
TW200831616A (en) 2008-08-01
CN101374914A (zh) 2009-02-25
EP2108682A1 (en) 2009-10-14
CN101374914B (zh) 2013-08-14
JP4144655B2 (ja) 2008-09-03
WO2008044519A1 (fr) 2008-04-17
KR100896388B1 (ko) 2009-05-08
JPWO2008044519A1 (ja) 2010-02-12
EP2108682A4 (en) 2012-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI427124B (zh) Α Type diketone pyrrolopyrrole pigment, a coloring composition using the pigment, and a red coloring film
TWI531623B (zh) 紅色彩色濾光片用顏料組成物、其製造方法、及使用它之著色組成物、及彩色濾光片
TWI417347B (zh) Α-type crystalline metamorphic dichlorodione-based pigment, an α-type crystalline metamorphic dichlorodione-based pigment produced by the method, and a coloring composition using the pigment
JP4396778B2 (ja) カラーフィルター用顔料組成物及びカラーフィルター用着色組成物
JP5243241B2 (ja) 微細なアゾ顔料及びそれの製造方法
KR101361859B1 (ko) 녹색안료, 그 제조방법, 그것을 포함하여 이루어지는 착색제 및 그것을 이용한 착색방법
TWI767389B (zh) 顏料微粒子、顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片
KR20140011578A (ko) 미세 안료의 제조방법 및 미세안료를 포함하는 컬러필터용 안료 분산액 조성물
TWI389985B (zh) 製造微細c.i.顏料紅254之方法
WO2008075645A1 (ja) カラーフィルタの評価方法、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2012032833A (ja) カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ
KR101315418B1 (ko) 칼라필터용 착색 조성물 및 칼라필터
JP2007206483A (ja) カラーフィルタ用緑色着色組成物、その製造方法、およびそれを用いたカラーフィルタ
TWI462975B (zh) 顏料組成物之製法,利用該製法所得之彩色濾光片用著色組成物,及彩色濾光片
JP4923696B2 (ja) カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ
JP2010180289A (ja) 微細化ジケトピロロピロール顔料、その製造方法、およびそれを用いた着色組成物およびカラーフィルタ