TWI462976B - Pigment dispersions for color filters - Google Patents
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Description
本發明係關於一種彩色濾光片用顏料分散體、其製造方法、含有彩色濾光片用顏料分散體之彩色濾光片用著色組合物、及彩色濾光片。
液晶顯示裝置中所使用之彩色濾光片係藉由將於顏料分散體中調配有樹脂等之著色組合物塗佈於玻璃等透明基板上後進行曝光、硬化、顯影、熱硬化之光微影法等而製造。此處所使用之顏料分散體係將顏料分散於有機溶劑中而成之非水系顏料分散體,作為非水系顏料分散體之製造方法,已知有使用接枝聚合物等高分子分散劑之製造方法。
例如於專利文獻1中,為了防止顏料彼此之凝聚,實現顏料之良好之分散,揭示有以下顏料分散劑,該顏料分散劑之特徵在於包含:具有氮原子及醚基之接枝共聚物,其含有末端具有乙烯性不飽和雙鍵之聚合性低聚物、具有氮原子與乙烯性不飽和雙鍵之含氮之單體、及具有醚基之聚合性單體作為共聚物單元。
於專利文獻2中,作為顏料之微粒子可分散,且經時之分散穩定性、圖案再現性優異之著色組合物,揭示有感放射線性著色組合物,該著色組合物含有:包含特定分子量與結構之單官能性巨單體、特定結構之單體及四級銨鹽單體之共聚物、感放射線性化合物以及顏料。
於專利文獻3中,為了降低黏度,提高穩定性,揭示有油性墨水
組合物,該組合物含有著色劑、乙烯基聚合物及有機溶劑,且乙烯基聚合物係具有(甲基)丙烯酸苄酯等結構單元及聚(乙二醇.丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯等結構單元之聚合物。
於專利文獻4中,為了改善對比度及乾燥塗膜之塗佈穩定性,揭示有含有特定之脂肪族飽和醇之顏料分散液。
於專利文獻5中,為了於顯影時不殘存未溶解物,揭示有含有包含特定結構之巨分子單體之鹼可溶性樹脂之著色層形成用感放射線性組合物。
於專利文獻6中,為了提高分散性,揭示有含有具有胺基、四級鹽及聚環氧乙烷鏈之顏料分散劑之顏料分散體。
於專利文獻7中,為了提高分散性及分散穩定性,揭示有顏料用之分散樹脂,該樹脂包含具有氮原子之主鏈部、具有pKa為14以下之官能基之基、及於側鏈上包含低聚物鏈或聚合物鏈。
專利文獻1:日本專利特開2001-31885號公報
專利文獻2:日本專利特開平10-142796號公報
專利文獻3:日本專利特開2007-45903號公報
專利文獻4:日本專利特開2008-248109號公報
專利文獻5:日本專利特開2007-241247號公報
專利文獻6:國際公開第2010/050650號
專利文獻7:日本專利特開2009-203462號公報
本發明係關於下述[1]~[4]。
[1]一種彩色濾光片用顏料分散體,其含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲
基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
[2]一種彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其包括以下步驟:將具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之混合物進行分散。
[3]一種彩色濾光片用著色組合物,其含有如上述[1]之顏料分散體、及作為(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物之鹼可溶性樹脂。
[4]一種彩色濾光片,其係使用如上述[1]之顏料分散體而製造。
隨著顯示圖像之高精細化,而要求彩色濾光片之高對比度。作為用以提高對比度之方法,實施將顏料進一步微細化,但若例如提高分散力來進行微細化,則顏料彼此之凝聚力提高,因此所獲得之顏料分散體及著色組合物之黏度增大,保存穩定性亦降低,而且亦難以提高對比度。另一方面,若增多分散劑之量來進行微細化,則雖會進行微細化,但仍有黏度會增大,著色組合物之操作性變差,於塗佈在玻璃等透明基板上時難以製作均勻厚度之塗膜,亦無法提高對比度之問題。
因此,業界期待一種黏度較低、保存穩定性亦優異且可獲得高對比度之顏料分散體。
本發明之課題在於提供一種可形成對比度優異之硬化膜、低黏度且保存穩定性亦優異之彩色濾光片用顏料分散體、其製造方法、含
有上述彩色濾光片用顏料分散體之彩色濾光片用著色組合物、及彩色濾光片。
本發明者等人發現,藉由在彩色濾光片用顏料分散體中使用具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元、與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元,且具有特定範圍之四級化率之顏料分散劑,可抑制顏料之凝聚,獲得低黏度且保存穩定性較高,若使用於彩色濾光片則可獲得高對比度之彩色濾光片用顏料分散體。
即,本發明提供下述[1]~[4]。
[1]一種彩色濾光片用顏料分散體,其含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
[2]一種彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其包括以下步驟:將具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之混合物進行分散。
[3]一種彩色濾光片用著色組合物,其含有如上述[1]之顏料分散體、及作為(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物之鹼可溶性樹脂。
[4]一種彩色濾光片,其係使用如上述[1]之顏料分散體而製造。
根據本發明,可提供一種能夠形成對比度優異之硬化膜、低黏度且保存穩定性亦優異之彩色濾光片用顏料分散體、其製造方法、含有彩色濾光片用顏料分散體之彩色濾光片用著色組合物、及彩色濾光片。
本發明之彩色濾光片用顏料分散體之特徵在於含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
含有本發明之彩色濾光片用顏料分散體之彩色濾光片用著色組合物可形成對比度優異之硬化膜、低黏度且保存穩定性亦優異,其原因雖未明確,但認為如下所述。
本發明之彩色濾光片用顏料分散體含有顏料分散劑,該顏料分散劑包含:具有對顏料表面之較強吸附性的具有二烷基胺基烷基及醯胺基之二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺部分、對醚系有機溶劑具有親和性之烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯部分、及藉由具有特定之四級化率而可長期維持對顏料表面之較強吸附性之四級銨基。
可認為,由於顏料分散劑之烷氧基聚伸烷基二醇基會於溶劑中擴展,故而顏料粒子彼此間產生較強之斥力,可有效地抑制顏料彼此之凝聚,可較低地維持分散體之黏度。另一方面,可認為,由於二烷基胺基烷基、醯胺基及四級銨基與有機顏料之相容性良好,吸附性優異,故而該顏料分散劑雖具有較高之對溶劑之親和性,但仍難以自顏料表面脫離。因此,可認為即便於高溫下之長期保存時或塗膜化(顏料濃縮)步驟中亦維持分散穩定性,分散體之保存穩定性或所獲得之硬化膜之對比度優異。
以下,對本發明中所使用之各成分、步驟等進行說明。
就可使顏料之分散性變得良好,較低地保持分散體之黏度,提高保存穩定性,提高所獲得之硬化膜之對比度之觀點而言,本發明中所使用之顏料分散劑包含具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(以下亦稱為「(A)成分」)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)
丙烯酸酯(以下亦稱為「(B)成分」)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的聚合物。
本發明之顏料分散劑之四級化率為10~80mol%。若顏料分散劑之四級化率低於10mol%,則變得難以獲得藉由四級化所獲得之低黏度化、保存穩定性之提高效果。若超過80mol%,則會失去源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之三級胺基,顏料分散體之黏度、保存穩定性降低。就較低地保持分散體之黏度,提高保存穩定性之觀點而言,四級化率較佳為15~70mol%,更佳為20~60mol%,進而較佳為20~50mol%,進而更佳為25~40mol%。
又,就較低地保持分散體之黏度,提高保存穩定性之觀點而言,四級化率較佳為15mol%以上,更佳為20mol%以上,進而較佳為25mol%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為70mol%以下,更佳為60mol%以下,進而較佳為50mol%以下,進而更佳為40mol%以下。
所謂「四級化率」,意指四級銨基之莫耳當量數相對於顏料分散劑中所含之三級胺基及四級銨基之合計莫耳當量數的比率(mol%)。四級化率可藉由實施例中記載之方法進行測定。
又,具有上述四級化率之顏料分散劑例如可藉由將(A)成分四級化而導入四級銨基來獲得,亦可藉由使(A)成分、(B)成分及具有四級銨基之單體成分(以下亦稱為「(C)成分」)進行共聚合而獲得。
再者,於顏料分散劑之四級化前之顏料分散劑之胺值不明確之情形、或者於使用與具有四級化銨基之單體共聚合而成之分散劑之情形時,將根據藉由核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)所鑑定出之三級胺基及四級銨基之含量而算出之值視為上述四級化率。
就提高顏料之分散性,提高保存穩定性之觀點而言,顏料分散劑中源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元相對於源自烷
氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元的源自四級化劑之成分除外之重量比[(A)/(B)]較佳為5/95~49/51,更佳為10/90~40/60,進而較佳為15/85~30/65,進而更佳為20/80~22.5/77.5。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,源自(A)之結構單元在源自(A)之結構單元與源自(B)之結構單元之合計中所占之含量[(A)/(A+B)×100](源自四級化劑之成分除外之重量比)較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為13重量%以上,進而更佳為15重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為49重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,進而更佳為25重量%以下,進而尤佳為22.5重量%以下。
再者,所謂「源自四級化劑之成分除外之重量比」,係指源自形成四級銨基之四級化劑之成分、即源自四級化劑之烷基與抗衡陰離子成分之重量除外的結構單元之換算重量。源自四級化劑之烷基可藉由將殘存於分散劑中之源自(A)之三級胺基之烷基與四級銨基之烷基加以比較,而推斷出係藉由四級化所導入之烷基。
本發明中所使用之顏料分散劑在無損本發明之效果之範圍內,亦可含有源自(A)成分及(B)成分以外之單體之結構單元,但較佳為源自(A)成分及(B)成分之結構單元之含量於顏料分散劑中較佳為50重量%以上,更佳為70重量%以上,進而較佳為90重量%以上,進而更佳為僅包含源自(A)成分及(B)成分之結構單元。
就提高顏料之分散性,提高保存穩定性之觀點而言,顏料分散劑之聚乙二醇換算之重量平均分子量較佳為5,000~50,000,更佳為10,000~40,000,進而較佳為10,000~20,000,進而更佳為11,000~15,000。
再者,重量平均分子量之測定可藉由實施例中記載之方法進行,將四級化前之重量平均分子量視為本分散劑之分子量。
<二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)>
作為二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A),就提高顏料之分散性之觀點而言,較佳為二甲基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺或二乙基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺,更佳為二甲基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺。於本說明書中,所謂(甲基)丙烯醯胺,意指選自丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺中之至少1種。
作為二甲基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺,就上述觀點而言,較佳為二甲基胺基烷基丙烯醯胺,更佳為N,N-二甲基胺基丙基丙烯醯胺或N,N-二甲基胺基乙基丙烯醯胺,其中就對顏料表面之較強吸附性之觀點而言,更佳為N,N-二甲基胺基丙基丙烯醯胺。
於本發明中,較佳為上述(A)成分之三級胺基經四級化。於藉由四級化劑對(A)成分進行處理而導入四級銨基之情形時,導入三級胺基中之烷基較佳為乙基或甲基,更佳為甲基。又,四級銨基之抗衡離子較佳為選自烷基硫酸根離子、鹵離子及對甲苯磺酸根離子中之1種或2種以上,更佳為烷基硫酸根離子,進而較佳為甲基硫酸根離子。
推測藉由四級化而使(A)成分具體而言以(甲基)丙烯醯基胺基烷基三甲基銨鹽或(甲基)丙烯醯基胺基烷基三乙基銨鹽等單元形態存在於聚合物中。於本說明書中,所謂(甲基)丙烯醯基,意指選自丙烯醯基及甲基丙烯醯基中之至少1種。
又,本發明之顏料分散劑亦可為以作為(C)成分之上述銨鹽為單體成分進行共聚合所獲得者。
就提高顏料之分散性之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為3~46重量%,更佳為10~40重量%,進而較佳為20~30重量%,進而更佳為20~22.5重量%。再者,本段落中之含量係指源自四級化劑之成分之重量除外的換算重量下之含量。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為3重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為13重量%以上,進而更佳為15重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為46重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,進而更佳為25重量%以下,進而尤佳為22.5重量%以下。
就提高顏料之分散性之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且未經四級化者之含量較佳為1~41重量%,更佳為5~30重量%,進而較佳為10~20重量%,進而更佳為10~17重量%。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且未經四級化者之含量較佳為1重量%以上,更佳為5重量%以上,進而較佳為10重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為41重量%以下,更佳為30重量%以下,進而較佳為20重量%以下,進而更佳為17重量%以下,進而尤佳為13重量%以下。
就提高顏料之分散性之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且經四級化者之含量較佳為0.3~36重量%,更佳為3~20重量%,進而較佳為4~14重量%,進而更佳為5~8重量%。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且經四級化者之含量較佳為0.3重量%以上,更佳為3重量%以上,進而較佳為4重量%以上,進而更佳為5重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為36重量%以下,更佳為20重量%以下,進而較佳為14重量%以下,進而更佳為10重量%以下,進而尤佳為8重量%以下。
<烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)>
烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之聚伸烷基二醇部分較佳為含有源自環氧丙烷之結構單元,更佳為含有源自環氧丙烷之結構單元及源自環氧乙烷之結構單元。
該聚伸烷基二醇部分較佳為環氧乙烷、環氧丙烷之加成物、或環氧丙烷與環氧乙烷之混合加成物,且較佳為聚伸烷基二醇部分之環氧烷平均加成莫耳數為20~200。
烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯可為烷氧基聚伸烷基二醇甲基丙烯酸酯或烷氧基聚伸烷基二醇丙烯酸酯中之任一者,較佳為烷氧基聚伸烷基二醇甲基丙烯酸酯。於本說明書中,所謂(甲基)丙烯酸酯,意指選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中之至少1種。
於上述聚伸烷基二醇部分為環氧丙烷與環氧乙烷之混合加成物之情形時,就提高顏料於醚系有機溶劑中之分散性之觀點而言,聚伸烷基二醇部分之源自環氧乙烷之結構單元與源自環氧丙烷之結構單元之重量比[(源自環氧乙烷之結構單元)/(源自環氧丙烷之結構單元)]較佳為90/10~10/90,更佳為50/50~10/90,進而較佳為50/50~20/80,進而更佳為40/60~25/75。
又,就提高分散性、分散穩定性及溶劑再分散性之觀點而言,聚伸烷基二醇部分中之源自環氧丙烷之結構單元之含量[(源自環氧丙烷之結構單元)/(源自環氧乙烷之結構單元+源自環氧丙烷之結構單元)×100]較佳為10重量%以上,更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,進而更佳為60重量%以上,就顏料分散劑之製造容易性之觀點而言,較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以下,進而較佳為75重量%以下。
又,聚伸烷基二醇部分可為嵌段加成物、無規加成物中之任一者,但就提高顏料於有機溶劑中之分散性之觀點而言,較佳為嵌段加
成物,更佳為甲基丙烯酸酯側為源自環氧乙烷之結構單元,且末端側為源自環氧丙烷之結構單元的嵌段加成物。
此種嵌段加成物例如可藉由下述方法獲得。將脂肪族醇、烷氧基丙二醇或烷氧基二丙二醇作為起始物質,於鹼觸媒之存在下使環氧丙烷進行開環聚合,其後進而於鹼觸媒之存在下使環氧乙烷進行開環聚合,藉此獲得烷氧基聚丙二醇聚乙二醇。進而,使該烷氧基聚丙二醇聚乙二醇與(甲基)丙烯酸進行脫水反應,藉此獲得烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)。
就提高顏料於有機溶劑中之分散性之觀點而言,烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之聚伸烷基二醇部分之環氧烷平均加成莫耳數較佳為20~200,其中就提高顏料之分散性之觀點而言,更佳為20~150,進而較佳為20~50,進而更佳為30~43。
作為烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之烷氧基,就提高分散性之觀點及原料獲得性之觀點而言,較佳為碳數1~12,更佳為碳數1~8,進而較佳為碳數1~6。作為烷氧基之例,可列舉甲氧基、乙氧基等,較佳為甲氧基。
此處,彩色濾光片係將使用上述顏料分散體所製備之著色組合物塗佈於玻璃基板上而製造者,但若連續地進行塗佈,則因著色組合物之乾燥而於噴嘴處產生固著物,因此必需將其再次分散於溶劑中而去除。又,隨著要求顏料之進一步之微細化,業界實施對顏料施加強剪切力之方法、或者大量使用分散劑之方法。然而,存在因由顏料之微細化引起之顏料彼此之凝聚而促進著色組合物之固著,或者因使用大量之分散劑而使固著物於溶劑中之分散性降低等問題。因此,業界要求一種顏料分散體之分散性或分散穩定性優異,並且上述溶劑再分散性更優異之著色組合物。
本發明之顏料分散體所使用之顏料分散劑係藉由將分散劑之(B)
成分之烷氧基之碳數較佳為設為6以上22以下,而發揮出優異之分散性、再分散性及對比度提高效果。
具有上述碳數之烷氧基之分散劑使溶劑再分散性進一步提高之機制雖未明確,但推斷為如下所述。如上所述,具有聚伸烷基二醇之分散劑之分散性優異。另一方面,聚伸烷基二醇部因空氣中之水分而吸濕,故而一併具有易水合凝聚之性質,但藉由使分散劑具有上述烷氧基,亦可抑制因吸濕引起之水合凝聚。進而,於著色組合物之塗佈步驟中,吸附有具有上述烷氧基之分散劑之顏料由於分散劑難以產生水合凝聚,故而抑制顏料之凝聚。進而,抑制因著色組合物之乾燥引起之固著物之產生,並且提高固著物之溶劑再分散性。但,該等為推測,溶劑再分散性之效果並不限定於該等機制。
就提高分散性之觀點及提高上述溶劑再分散性之觀點而言,作為(B)成分之烷氧基之碳數,較佳為6以上,更佳為8以上,進而較佳為10以上,又,就相同之觀點而言,較佳為22以下,更佳為18以下,進而較佳為16以下。
就提高分散性之觀點及提高上述溶劑再分散性之觀點而言,(B)成分之烷氧基(alkoxy)較佳為烷基氧基(alkyloxy)或烯基氧基(alkenyloxy),更佳為直鏈或分支之烷基氧基或烯基氧基。
又,就相同之觀點而言,作為烷氧基之例,可較佳地列舉:辛氧基、月桂氧基、肉豆蔻氧基、硬脂氧基、油氧基等,更佳為月桂氧基。
就提高分散性之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中源自(B)成分之結構單元之含量較佳為51~95重量%,更佳為60~90重量%,進而較佳為70~80重量%,進而較佳為75~80重量%。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,顏料分散劑之全部結構單元中源自(B)成分之結構單元之含量較佳為51重量
%以上,更佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,進而更佳為75重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為95重量%以下,更佳為90重量%以下,進而較佳為85重量%以下。再者,將上述含量設為源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量。
<顏料分散劑之製造>
上述顏料分散劑例如可利用下述方法獲得:(方法1),其係藉由使(A)成分、(B)成分及(C)成分之混合物以公知之聚合法進行共聚合而製造;或者(方法2),其包括:使二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯進行聚合而獲得共聚物之步驟、及將上述共聚物藉由四級化劑進行處理而獲得顏料分散劑之步驟。於該等製造方法中,就獲得均質之聚合物,提高作為本發明之效果的保存穩定性與對比度之觀點而言,較佳為(方法2)。
作為(方法1)中之(C)成分,較佳為將上述二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺單元(A)之三級胺基進行四級化而獲得之結構,且較佳為四級化前之結構為同一結構。
更具體而言,作為(C)成分,可使用(甲基)丙烯醯基胺基烷基三烷基銨鹽,就提高對顏料之吸附性,進而較低地維持所獲得之分散體之黏度,提高保存穩定性,提高硬化膜之對比度之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基胺基烷基三甲基銨鹽,就上述觀點而言,較佳為丙烯醯基胺基烷基三甲基銨鹽,更佳為丙烯醯基胺基丙基三甲基銨鹽或丙烯醯基胺基乙基三甲基銨鹽,其中就對顏料表面之較強吸附性之觀點而言,較佳為丙烯醯基胺基丙基三甲基銨鹽。
作為上述銨鹽之四級銨基之抗衡離子,較佳為選自烷基硫酸根離子、鹵化物離子、對甲苯磺酸根離子中之1種或2種以上,更佳為烷基硫酸根離子。
再者,四級化率可藉由調整(C)成分相對於(A)成分及(B)成分之
比率而調整其數值。
以下,對(方法2)進行詳細說明。
作為使二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯進行共聚合時之聚合法,較佳為溶液聚合法。
作為溶液聚合法中所使用之溶劑,較佳為下述本發明中所使用之醚系有機溶劑或沸點為100℃以下之有機溶劑,就提高顏料之分散穩定性之觀點而言,較佳為醚系有機溶劑。
作為醚系有機溶劑,較佳為(聚)伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯,更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、二乙二醇單丁醚乙酸酯(BCA),進而較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
就易於聚合後去除之方面而言,可較佳地使用沸點為100℃以下之有機溶劑,作為例,可列舉:丙酮、甲基乙基酮、乙醇等。
於進行聚合時,可使用聚合起始劑或聚合鏈轉移劑,作為聚合起始劑,較佳為2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈),作為聚合鏈轉移劑,較佳為2-巰基乙醇。
較佳之聚合條件根據聚合起始劑之種類等而不同,聚合溫度較佳為50~80℃,聚合時間較佳為1~20小時。又,聚合環境較佳為氮氣環境、氬氣等惰性氣體環境。
藉由四級化劑進行處理而獲得顏料分散劑之步驟係使上述步驟中所獲得之二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯之共聚物、與四級化劑進行反應而進行。
就提高顏料之分散性之觀點而言,四級化前之顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為5~49重量%,更佳為10~40重量%,進而較佳為20~30重量%,進而更佳為20~22.5重量%。
又,就顏料之微粒化、及保存穩定性提高之觀點而言,四級化
前之顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為13重量%以上,進而更佳為15重量%以上,又,就相同之觀點而言,較佳為49重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,進而更佳為25重量%以下,進而尤佳為22.5重量%以下。
作為四級化劑,可使用與三級胺基進行反應而將該胺基四級銨化之物質,例如可列舉硫酸二烷基酯、鹵代烷、對甲苯磺酸烷基酯等。作為硫酸二烷基酯,可列舉硫酸二甲酯、硫酸二乙酯等,作為鹵代烷,可列舉氯甲烷、碘甲烷、苄基氯等,作為對甲苯磺酸烷基酯,可列舉對甲苯磺酸甲酯、對甲苯磺酸乙酯等。較佳為硫酸二烷基酯,更佳為硫酸二甲酯、硫酸二乙酯,進而較佳為硫酸二甲酯。
獲得經四級化之顏料分散劑之步驟較佳為於溶劑中進行,作為可較佳地使用之溶劑,較佳為醚系有機溶劑。作為醚系有機溶劑,較佳為(聚)伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯,更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、二乙二醇單丁醚乙酸酯(BCA),進而較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
又,該步驟中之反應環境較佳為氮氣環境、氬氣等惰性氣體環境。
該步驟中之反應溫度亦取決於四級化劑之種類,較佳為50~100℃,就促進反應之觀點而言,較佳為80~100℃。
再者,四級化率可藉由調整四級化劑相對於共聚物之添加莫耳比而調整其數值。
作為本發明中所使用之有機顏料(以下亦簡稱為「顏料」),只要為可較佳地使用於彩色濾光片者即可,可列舉:偶氮顏料、酞菁顏料、縮合多環顏料、色澱顏料等。
作為偶氮顏料,可列舉:C.I.顏料紅3等不溶性偶氮顏料、C.I.顏料紅48:1等溶性偶氮顏料、C.I.顏料紅144等縮合偶氮顏料。作為酞菁顏料,可列舉C.I.顏料藍15:6等銅酞菁顏料等。
作為縮合多環顏料,可列舉:C.I.顏料紅177等蒽醌系顏料,C.I.顏料紅123等苝系顏料,C.I.顏料橙43等哌瑞酮系顏料,C.I.顏料紅122等喹吖啶酮系顏料,C.I.顏料紫23等二系顏料,C.I.顏料黃109等異吲哚啉酮系顏料,C.I.顏料橙66等異吲哚啉系顏料,C.I.顏料黃138等喹酞酮系顏料,C.I.顏料黃150等鎳偶氮錯合物系顏料,C.I.顏料紅88等靛藍系顏料,C.I.顏料綠8等金屬錯合物顏料,C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅255、C.I.顏料橙71等二酮基吡咯并吡咯系顏料等。
該等中,就更有效地表現出本發明效果之觀點而言,較佳為下述通式(1)所表示之二酮基吡咯并吡咯系顏料。
式(1)中,X1
及X2
分別獨立表示氫原子或鹵素原子,Y1
及Y2
分別獨立表示氫原子或-SO3
H基。再者,鹵素原子較佳為氟原子、氯原子、溴原子。
作為二酮基吡咯并吡咯系顏料之市售品之較佳例,可列舉:BASF公司製造之C.I.顏料紅254,商品名「Irgaphor Red B-CF」、「Irgaphor Red BK-CF」、「Irgaphor Red BT-CF」、「Irgazin DPP Red
BO」、「Irgazin DPP Red BL」、「Cromophtal DPP Red BP」、「Cromophtal DPP Red BOC」等。
就亮度Y值之提高之觀點而言,有機顏料較理想為使用將其平均一次粒徑較佳為設為100nm以下、更佳為設為20~60nm之微粒化處理品。有機顏料之平均一次粒徑可利用根據電子顯微鏡照片直接測量一次粒子之大小之方法而求出。具體而言,測量各一次粒子之短軸徑與長軸徑,將其平均值設為該粒子之粒徑,對於100個以上之粒子,將各粒子之體積近似為以粒徑作為一邊之立方體,求出體積平均粒徑,並將其設為平均一次粒徑。
上述有機顏料可單獨使用或組合使用2種以上。
又,就提高有機顏料與醚系有機溶劑之親和性,提高分散穩定性之觀點而言,亦可使用藉由樹脂或高分子、顏料衍生物等預先對有機顏料之表面實施表面處理之顏料。
於本發明中,就提高顏料之分散性並且提高與彩色濾光片所使用之黏合劑成分等之相溶性,同時具備所獲得之硬化膜之基板密接性與顯影性之觀點而言,可使用醚系有機溶劑。
就提高使用顏料分散體之硬化膜之對比度之觀點而言,醚系有機溶劑於25℃下之黏度較佳為0.8~5.0mPa.s,更佳為0.9~4.0mPa.s,進而較佳為1.0~3.5mPa.s。
就與顏料表面之適度之親和性、低表面張力、提高與彩色濾光片所使用之黏合劑成分等之相溶性,提高所獲得之硬化膜之對比度之觀點而言,醚系有機溶劑之SP(Solubility Parameter,溶解度參數)值較佳為7.5~10.5,更佳為8.0~9.5,進而較佳為8.5~9.0。SP值可藉由Fedor方法求出。
就利用塗膜乾燥之去除容易性與作業安全性之觀點而言,醚系
有機溶劑之沸點較佳為50~300℃,更佳為100~260℃,進而較佳為120~200℃。
作為醚系有機溶劑,就與顏料表面之適度之親和性、利用塗膜乾燥之去除容易性、低表面張力、提高與彩色濾光片所使用之黏合劑成分等之相溶性,提高所獲得之硬化膜之對比度之觀點而言,較佳為(聚)伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯、(聚)伸烷基二醇單烷基醚丙酸酯、(聚)伸烷基二醇二烷基醚,更佳為(聚)伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯。於本說明書中,所謂(聚)伸烷基二醇,意指選自伸烷基二醇及聚伸烷基二醇中之至少1種。
作為(聚)伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯之例,可列舉:乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等,其中就有機顏料之分散性之觀點而言,較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA,沸點:146℃,25℃下之黏度:1.1mPa.s,SP值:8.73)、乙酸3-甲氧基丁酯(沸點:171℃,25℃下之黏度:1.2mPa.s,SP值:8.71)、二乙二醇單丁醚乙酸酯(BCA,沸點:247℃,25℃下之黏度:3.1mPa.s,SP值:8.94),更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
作為(聚)伸烷基二醇單烷基醚丙酸酯之例,可列舉:乙二醇單甲醚丙酸酯、乙二醇單乙醚丙酸酯、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯等。
作為(聚)伸烷基二醇二烷基醚之例,可列舉:二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲基丙醚等。
就提高經乾燥之著色組合物之再分散性之觀點而言,本發明之顏料分散體較佳為進而含有(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸之共
聚物(D)。就再分散性之觀點而言,本發明中所使用之共聚物(D)較佳為具有碳數1以上、3以下之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸之共聚物。作為(D)成分之烷基,例如可列舉:甲基、乙基、異丙基、正丙基,該等中,就提高再分散性之觀點而言,較佳為甲基。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,較佳為(甲基)丙烯酸甲酯,更佳為甲基丙烯酸甲酯。作為(甲基)丙烯酸,較佳為甲基丙烯酸。
就提高所獲得之著色組合物於溶劑中之再分散性,提高顏料分散體之保存穩定性之觀點而言,共聚物(D)較佳為源自(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元與源自(甲基)丙烯酸之結構單元之重量比[(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸]為95/5~70/30,就提高於溶劑中之再分散性之觀點而言,較佳為95/5~80/20,更佳為95/5~90/10。就降低黏度之觀點而言,該重量比較佳為95/5~80/20,更佳為95/5~90/10。就提高所獲得之硬化膜之對比度之觀點而言,該重量比較佳為95/5~70/30。
又,共聚物(D)之聚乙二醇換算之重量平均分子量較佳為3,000以上,就降低黏度之觀點而言,較佳為7,000以上,又,較佳為20,000以下,就降低黏度之觀點而言,更佳為17,000以下,就提高所獲得之硬化膜之對比度之觀點而言,更佳為15,000以下。
分子量可利用實施例中所記載之方法進行測定。
就提高再分散性之觀點而言,共聚物(D)之酸值較佳為40mgKOH/g以上,更佳為50mgKOH/g以上,進而較佳為55mgKOH/g以上,又,較佳為170mgKOH/g以下,更佳為140mgKOH/g以下,進而較佳為120mgKOH/g以下,進而更佳為90mgKOH/g以下。
酸值係藉由依據JIS K0070之測定方法而測定。
就製造形成對比度優異之硬化膜、低黏度且保存穩定性亦優異
之彩色濾光片用顏料分散體之觀點而言,本發明之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法較佳為包括下述步驟。
將具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之混合物進行分散之步驟。
再者,上述混合物亦可含有(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物(D)。
又,於本發明之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法中,亦可包括製造上述分散之步驟中所使用之顏料分散劑之步驟。即,較佳為包括包含顏料分散劑之製造中之方法1或方法2之步驟,更佳為包括包含該方法2之步驟。
本製造法之上述分散步驟中之分散方法可將上述混合物利用一次分散而獲得目標之顏料分散體,但就獲得更微細且均勻之顏料分散體之觀點而言,較佳為將上述混合物預分散後,進而進行正式分散。
(預分散)
上述預分散可將顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之全部成分一次地混合並分散,但較佳為將顏料分散劑及醚系有機溶劑預先進行混合,製備預混合物,將顏料混合於所獲得之預混合物中並進行分散,獲得最終混合物。
就獲得良好之著色性之觀點而言,預分散步驟中之顏料分散液中之顏料比率較佳為3重量%以上,就獲得良好之著色性及黏度之觀點而言,較佳為3~30重量%,更佳為5~20重量%。
就獲得基板密接性與顯影性優異之硬化膜之觀點而言,預分散步驟中之顏料分散液中之顏料分散劑之含量較佳為2~15重量%,更佳為3~9重量%。
就使顏料附著必需量之顏料分散劑,進而提高所獲得之硬化膜之對比度,提高基板密接性與顯影性之觀點而言,預分散步驟中,顏料分散劑相對於顏料之重量比[顏料分散劑/顏料]為0.1~1.6,較佳為設為0.2~1.2,更佳為設為0.3~0.8。
就均勻分散之觀點而言,預分散步驟中之上述醚系有機溶劑之含量較佳為20~95重量%,更佳為40~90重量%。
預分散步驟中之分散時間較佳為0.1~10小時,更佳為0.5~5小時,進而較佳為1~4小時。
預分散中使用之混合分散機可使用公知之各種分散機。例如可列舉:均質攪拌機等高速攪拌混合裝置,輥磨機、捏合機、擠壓機等混練機,高壓均質機等高壓式分散機,塗料振盪器、珠磨機等介質式分散機等。該等裝置亦可組合使用複數種。
該等中,就使有機顏料均勻混合於醚系有機溶劑中之觀點而言,更佳為均質攪拌機等高速攪拌混合裝置,塗料振盪器或珠磨機等介質式分散機。
於使用介質式分散機之情形時,作為預分散步驟中所使用之介質之材質,較佳為氧化鋯、氧化鈦等陶瓷,聚乙烯、尼龍等高分子材料,金屬等,就磨耗性之觀點而言,較佳為氧化鋯。又,作為介質之直徑,就壓碎有機顏料中之凝聚粒子之觀點而言,較佳為0.1~0.5mm,更佳為0.1~0.4mm。
(正式分散)
正式分散係對藉由預分散所獲得之預分散液進行分散處理之步驟,其係為了將上述預分散步驟中所獲得之混合物進一步微細化而實施,就使有機顏料微細化之觀點而言,較佳為使用介質式分散機,亦可併用上述高壓式分散機。
作為正式分散步驟中所使用之介質之材質,較佳為氧化鋯、氧
化鈦等陶瓷,聚乙烯、尼龍等高分子材料,金屬等,就磨耗性之觀點而言,較佳為氧化鋯。又,作為介質之直徑,就使有機顏料微細化之觀點而言,較佳為0.15mm以下,更佳為0.1mm以下,進而較佳為0.07mm以下,就使介質與顏料分離之觀點而言,更佳為0.003mm以上,進而較佳為0.01mm以上。
就上述觀點而言,作為正式分散步驟中所使用之介質直徑,較佳為0.003~0.1mm,更佳為0.01~0.07mm。
如上所述,正式分散步驟較佳為使用比上述預分散步驟小之介質進行分散。
即,於本發明中,將混合物分散之步驟較佳為包括:使用介質進行分散之預分散步驟、及使用比上述預分散步驟小之介質進行分散之正式分散步驟。
作為正式分散步驟中所使用之介質式分散機,較佳為塗料振盪器、珠磨機等,作為市售之介質式分散機,可列舉:Ultra Apex Mill(壽工業股份有限公司製造,商品名)、PICO MILL(淺田鐵工股份有限公司製造,商品名)等。
就所獲得之顏料分散液之保存穩定性之觀點而言,較佳為將分散時之溫度保持為10~35℃,更佳為15~30℃,進而較佳為18~27℃。
就使有機顏料充分微細化之觀點而言,正式分散之分散時間較佳為2~200小時,更佳為3~50小時。
正式分散步驟中之顏料分散液中之有機顏料之比率、顏料分散液中之顏料分散劑之含量、顏料分散劑相對於顏料之重量比[顏料分散劑/顏料]、及醚系有機溶劑之含量與上述預分散步驟中之情形相同。
藉由本發明之製造方法所獲得之彩色濾光片用顏料分散體包含上述顏料分散劑、有機顏料及醚系有機溶劑。
就獲得良好之著色性之觀點而言,顏料分散體中之有機顏料之含量較佳為3重量%以上,就獲得良好之著色性及黏度之觀點而言,較佳為3~30重量%,更佳為5~20重量%。
就提高對比度之觀點而言,顏料分散體中之顏料分散劑相對於顏料之重量比[顏料分散劑/顏料]較佳為0.2~1.5,更佳為0.3~1.2,進而較佳為0.4~1.0,就保存穩定性之觀點而言,進而更佳為0.5~1.0。
就良好之著色性及分散體之低黏度化之觀點而言,顏料分散體中之醚系有機溶劑之含量較佳為20~95重量%,更佳為40~90重量%。
為了獲得作為彩色濾光片用有色材料而良好之對比度,顏料分散體中之有機顏料之平均粒徑較佳為200nm以下,更佳為20~100nm,進而較佳為20~90nm,進而更佳為20~70nm,進而尤佳為20~60nm。
再者,平均粒徑可使用粒徑測定裝置(堀場製作所股份有限公司製造,商品名:SZ-100),作為測定條件,例如於二酮基吡咯并吡咯系顏料之情形時,輸入顏料粒子折射率:1.51、顏料密度:1.45g/cm3
、PGMEA折射率:1.400、PGMEA黏度:1.136mPa.s、測定溫度:25℃,於25℃下進行測定。
為了形成作為彩色濾光片用有色材料而良好之黏度,藉由本發明之製造方法所獲得之顏料分散體於顏料濃度10重量%下之黏度(20℃)較佳為1~200mPa.s,更佳為1~50mPa.s,進而較佳為2~10mPa.s。其中,就提高硬化膜之基板密接性之觀點而言,較佳為3~5.7mPa.s。黏度之測定係藉由實施例中所記載之方法而進行。
本發明之彩色濾光片用著色組合物含有藉由上述製造方法所獲得之彩色濾光片用顏料分散體,除作為顏料分散劑之聚合物、有機顏料及醚系有機溶劑以外,亦可含有黏合劑成分等。
作為黏合劑成分,可列舉含有電離放射線硬化性成分之黏合劑成分等。
於含有電離放射線硬化性成分之黏合劑成分中,可含有鹼可溶性樹脂、多官能單體或藉由電離放射線而活化之光聚合起始劑,進而可調配多官能低聚物、單官能之單體、及增感劑等。
包含電離放射線硬化性成分之著色組合物中之黏合劑成分之含量於溶劑以外之有效成分中較佳為20~80重量%,更佳為30~70重量%,又,光聚合起始劑之含量於溶劑以外之有效成分中較佳為0.2~20重量%。
作為上述鹼可溶性樹脂,可使用負型抗蝕劑中通常使用者,較佳為於鹼性水溶液中具有可溶性之樹脂、即20℃下於0.05重量%氫氧化四甲基銨水溶液中溶解1重量%以上之樹脂。
作為鹼可溶性樹脂之例,就維持顏料於硬化膜中之分散,提高對比度之觀點而言,可較佳地列舉(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物,更佳為(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸苄酯與(甲基)丙烯酸之共聚物,進而較佳為(甲基)丙烯酸苄酯與(甲基)丙烯酸之共聚物。(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚合比率(莫耳比)較佳為97/3~50/50,更佳為95/5~70/30。
鹼可溶性樹脂之重量平均分子量較佳為5,000~50,000。
鹼可溶性樹脂之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為20~80重量%,更佳為15~50重量%。
作為多官能單體,可列舉具有2個以上乙烯性不飽和雙鍵之(甲
基)丙烯酸酯(例如二季戊四醇六丙烯酸酯等)、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、(甲基)丙烯醯胺、烯丙基化合物、乙烯酯等。多官能單體之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為1~60重量%。又,多官能單體之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為1重量%以上,更佳為2重量%以上,進而較佳為5重量%以上,又,較佳為60重量%以下,更佳為30重量%以下。
作為光聚合起始劑,可列舉芳香族酮類、咯吩二聚物、安息香、安息香醚類、多鹵化物類等。例如較佳為4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮與2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物之組合、4-[對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)-2,6-二(三氯甲基)-均三]、2-甲基-4'-(甲硫基)-2-啉基苯丙酮。
上述鹼可溶性樹脂、多官能單體、光聚合起始劑、進而多官能低聚物、單官能之單體、及增感劑等添加劑等可單獨使用或組合使用2種以上。
本發明之著色組合係用以製造彩色濾光片。
彩色濾光片之製造方法較佳為包括下述步驟:步驟(a),其係將本發明之著色組合物塗佈於基板上,並進行乾燥、光硬化、顯影而獲得塗膜;及步驟(b),其係將上述步驟(a)中獲得之塗膜加熱至200~300℃而獲得硬化膜。
於上述塗佈後對有機溶劑進行乾燥,就塗膜之平滑性或生產性之觀點而言,較佳為進行加熱、或減壓。
上述光硬化係例如對塗膜照射紫外線,使著色組合物中之多官能單體進行交聯反應,而使塗膜硬化。光硬化係為了利用後繼之顯影將圖案殘留於玻璃基板上而實施,較佳為對利用顯影所去除之部分載置防止紫外線之光罩而不使其硬化。
上述顯影係例如將光硬化後之硬化塗膜浸漬於鹼性水溶液中,進而利用水進行沖洗而去除未硬化部分。
步驟(b)為後烘烤步驟,藉由實施本步驟,可形成硬度優異之硬化膜。
以上,於本說明書中,揭示以下之彩色濾光片用顏料分散體、其製造方法、含有彩色濾光片用顏料分散體之彩色濾光片用著色組合物、及彩色濾光片。
<1>一種彩色濾光片用顏料分散體,其含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
<2>如<1>之彩色濾光片用顏料分散體,其中四級化率較佳為15~70mol%,更佳為20~60mol%,進而較佳為20~50mol%,進而更佳為25~40mol%,且較佳為15mol%以上,更佳為20mol%以上,進而較佳為25mol%以上,又,較佳為70mol%以下,更佳為60mol%以下,進而較佳為50mol%以下,進而更佳為40mol%以下。
<3>如<1>或<2>之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑中源自(A)之結構單元相對於源自(B)之結構單元的源自(A)成分之四級化劑之成分除外之重量比[(A)/(B)]較佳為5/95~49/51,更佳為10/90~40/60,進而較佳為15/85~30/65,進而更佳為20/80~22.5/77.5。
<4>如<1>至<3>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之源自(A)成分及(B)成分之結構單元之含量於顏料分散劑中,較佳為50重量%以上,更佳為70重量%以上,進而較佳為90重量%以上。
<5>如<1>至<4>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其
中顏料分散劑較佳為僅包含源自(A)成分及(B)成分之結構單元。
<6>如<1>至<5>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之聚乙二醇換算之重量平均分子量較佳為5,000~50,000,更佳為10,000~40,000,進而較佳為10,000~20,000,進而更佳為11,000~15,000。
<7>如<1>至<6>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(A)較佳為N,N-二甲基胺基烷基丙烯醯胺。
<8>如<1>至<7>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑較佳為具有四級銨基,且其抗衡離子為烷基硫酸根離子。
<9>如<1>至<8>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量以源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量計,較佳為3~46重量%,更佳為10~40重量%,進而較佳為20~30重量%,進而更佳為20~22.5重量%。
<10>如<1>至<9>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且未經四級化者之含量以源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量計,較佳為1~41重量%,更佳為5~30重量%,進而較佳為10~20重量%,進而更佳為10~17重量%。
<11>如<1>至<10>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且經四級化者之含量以源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量計,較佳為0.3~36重量%,更佳為3~20重量%,進而較佳為4~14重量%,進而更佳為5~8重量%。
<12>如<1>至<11>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,
其中(B)之聚伸烷基二醇部分較佳為含有源自環氧丙烷之結構單元,更佳為含有源自環氧丙烷之結構單元及源自環氧乙烷之結構單元。
<13>如<1>至<12>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分較佳為含有源自環氧乙烷之結構單元與源自環氧丙烷之結構單元,且源自環氧乙烷之結構單元與源自環氧丙烷之結構單元之重量比[(源自環氧乙烷之結構單元)/(源自環氧丙烷之結構單元)]較佳為90/10~10/90,更佳為50/50~10/90,進而較佳為50/50~20/80,進而更佳為40/60~25/75。
<14>如<1>至<13>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分較佳為嵌段加成物。
<15>如<1>至<14>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分係較佳為(甲基)丙烯酸酯側為源自環氧乙烷之結構單元,且較佳為末端側為源自環氧丙烷之結構單元的嵌段加成物。
<16>如<1>至<15>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分之環氧烷平均加成莫耳數較佳為20~200,更佳為20~150,進而較佳為20~50,進而更佳為30~43。
<17>如<1>至<16>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之烷氧基較佳為碳數1~12,更佳為碳數1~8,進而較佳為碳數1~6。
<18>如<1>至<17>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之烷氧基較佳為選自甲氧基及乙氧基中之1種或2種以上。
<19>如<1>至<18>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中源自(B)成分之結構單元之含量以源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量計,較佳為51~95重量%,更佳為60~90重量%,進而較佳為70~80重量%,進而更佳為75
~80重量%。
<20>如<1>至<19>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)較佳為藉由包括如下步驟之方法而獲得:使二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯進行聚合而獲得共聚物之步驟;及將上述共聚物藉由四級化劑進行處理而獲得顏料分散劑之步驟。
<21>如<20>之彩色濾光片用顏料分散體,其中四級化前之顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為5~49重量%,更佳為10~40重量%,進而較佳為20~30重量%,進而更佳為20~22.5重量%。
<22>如<20>或<21>之彩色濾光片用顏料分散體,其中四級化劑較佳為選自硫酸二烷基酯、鹵代烷及對甲苯磺酸烷基酯中之1種或2種以上。
<23>如<1>至<22>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中有機顏料較佳為二酮基吡咯并吡咯顏料。
<24>如<1>至<23>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中有機顏料較佳為下述通式(1)所表示之二酮基吡咯并吡咯系顏料,
[式(1)中,X1
及X2
分別獨立表示氫原子或鹵素原子,Y1
及Y2
分別獨立表示氫原子或-SO3
H基;再者,鹵素原子較佳為氟原子、氯原子]。
<25>如<1>至<24>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中醚系有機溶劑較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯。
<26>如<1>至<25>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中彩色濾光片用顏料分散體中之有機顏料之含量較佳為3重量%以上,更佳為3~30重量%,進而較佳為5~20重量%。
<27>如<1>至<26>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑相對於顏料之重量比[顏料分散劑/顏料]較佳為0.2~1.5,更佳為0.3~1.2,進而較佳為0.4~1.0,進而更佳為0.5~1.0。
<28>如<1>至<27>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中彩色濾光片用顏料分散體中之醚系有機溶劑之含量較佳為20~95重量%,更佳為40~90重量%。
<29>如<1>至<28>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中彩色濾光片用顏料分散體中之有機顏料之平均粒徑較佳為200nm以下,更佳為20~100nm,進而較佳為20~90nm,進而更佳為20~70nm,進而尤佳為20~60nm。
<30>如<1>至<29>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中彩色濾光片用顏料分散體於顏料濃度10重量%下之黏度(20℃)較佳為1~200mPa.s,更佳為1~50mPa.s,進而較佳為2~10mPa.s,進而更佳為3~5.7mPa.s。
<31>如<1>至<30>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之烷氧基之碳數較佳為6以上,更佳為8以上,進而較佳為10以上,又,較佳為22以下,更佳為18以下,進而較佳為16以下。
<32>如<1>至<31>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,
其中(B)之烷氧基(alkoxy)較佳為烷基氧基(alkyloxy)或烯基氧基(alkenyloxy),更佳為直鏈或分支之烷基氧基或烯基氧基。
<33>如<1>至<32>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中源自(B)成分之結構單元之含量以源自四級化劑之成分之重量除外之換算重量計,較佳為51重量%以上,更佳為60重量%以上,進而較佳為70重量%以上,進而更佳為75重量%以上,又,較佳為95重量%以下,更佳為90重量%以下,進而較佳為85重量%以下。
<34>如<1>至<33>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑中源自(A)之結構單元在源自(A)之結構單元與源自(B)之結構單元之合計中所占之含量[(A)/(A+B)×100](源自四級化劑之成分除外之重量比)較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為13重量%以上,進而更佳為15重量%以上,又,較佳為49重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,進而更佳為25重量%以下,進而尤佳為22.5重量%以下。
<35>如<1>至<34>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中源自(A)之結構單元之含量較佳為3重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為13重量%以上,進而更佳為15重量%以上,又,較佳為46重量%以下,更佳為40重量%以下,進而較佳為30重量%以下,進而更佳為25重量%以下,進而尤佳為22.5重量%以下。
<36>如<1>至<35>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且未經四級化者之含量較佳為1重量%以上,更佳為5重量%以上,進而較佳為10重量%以上,又,較佳為41重量%以下,更佳為30重量%以下,進而較佳為20重量%以下,進而更佳為17重量%以下,進而尤佳為13重
量%以下。
<37>如<1>至<36>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑之全部結構單元中作為源自(A)之結構單元且經四級化者之含量較佳為0.3重量%以上,更佳為3重量%以上,進而較佳為4重量%以上,進而更佳為5重量%以上,又,較佳為36重量%以下,更佳為20重量%以下,進而較佳為14重量%以下,進而更佳為10重量%以下,進而尤佳為8重量%以下。
<38>如<1>至<37>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分中源自環氧丙烷之結構單元之含量[(源自環氧丙烷之結構單元)/(源自環氧乙烷之結構單元+源自環氧丙烷之結構單元)×100]較佳為10重量%以上,更佳為30重量%以上,進而較佳為50重量%以上,進而更佳為60重量%以上,又,較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以下,進而較佳為75重量%以下。
<39>如<1>至<38>中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其進而含有較佳為(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸之共聚物(D),更佳為具有碳數1以上、3以下之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸之共聚物(D)。
<40>如<39>之彩色濾光片用顏料分散體,其中共聚物(D)之源自(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元與源自(甲基)丙烯酸之結構單元之重量比[(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸]較佳為95/5~70/30,更佳為95/5~80/20,更佳為95/5~90/10。
<41>如<39>或<40>之彩色濾光片用顏料分散體,其中共聚物(D)之聚乙二醇換算之重量平均分子量較佳為3,000以上,更佳為7,000以上,又,較佳為20,000以下,更佳為17,000以下,尤佳為15,000以下。
<42>如<39>至<41>中任一項之彩色濾光片用顏料分散
體,其中共聚物(D)之酸值較佳為40mgKOH/g以上,更佳為50mgKOH/g以上,進而較佳為55mgKOH/g以上,又,較佳為170mgKOH/g以下,更佳為140mgKOH/g以下,進而較佳為120mgKOH/g以下,進而更佳為90mgKOH/g以下。
<43>一種彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其包括以下步驟:將具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之混合物進行分散。
<44>如<43>之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其較佳為包括以下步驟:使二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯進行聚合而獲得共聚物;及將上述共聚物藉由四級化劑進行處理而獲得上述分散之步驟中所使用之顏料分散劑。
<45>如<43>或<44>之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其中將上述混合物分散之步驟較佳為包括使用介質進行分散之預分散步驟、及使用比上述預分散步驟小之介質進行分散之正式分散步驟。
<46>如<45>之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其中預分散步驟之介質之直徑較佳為0.1~0.5mm,更佳為0.1~0.4mm。
<47>如<45>或<46>之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其中正式分散步驟之介質之直徑較佳為0.15mm以下,更佳為0.003~0.1mm,進而較佳為0.01~0.07mm。
<48>一種彩色濾光片用著色組合物,其含有如<1>至<42>中任一項之顏料分散體、及較佳為(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物之鹼可溶性樹脂。
<49>如<48>之彩色濾光片用著色組合物,其中鹼可溶性樹
脂較佳為上述共聚物(D)以外者。
<50>如<48>或<49>之彩色濾光片用著色組合物,其較佳為進而含有多官能單體、及藉由電離放射線而活化之光聚合起始劑。
<51>如<48>至<50>中任一項之彩色濾光片用著色組合物,其中鹼可溶性樹脂之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為20~80重量%,更佳為15~50重量%。
<52>如<48>至<51>中任一項之彩色濾光片用著色組合物,其中多官能單體之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為1~60重量%,且較佳為1重量%以上,更佳為2重量%以上,進而較佳為5重量%以上,又,較佳為60重量%以下,更佳為30重量%以下。
<53>如<48>至<52>中任一項之彩色濾光片用著色組合物,其中光聚合起始劑之含量於彩色濾光片用著色組合物中之溶劑以外之有效成分中,較佳為0.2~20重量%。
<54>一種如<1>至<42>中任一項之顏料分散體之用途,其用以製造彩色濾光片。
<55>一種如<48>至<53>中任一項之著色組合物之用途,其用以製造彩色濾光片。
<56>一種彩色濾光片,其係使用如<1>至<42>中任一項之顏料分散體而製造。
<57>一種彩色濾光片之製造方法,其包括:步驟(a),其係將如<48>至<53>中任一項之著色組合物塗佈於基板上,並進行乾燥、光硬化、顯影而獲得塗膜;及步驟(b),其係將上述步驟(a)中所獲得之塗膜加熱至200~300℃而獲得硬化膜。
於以下之製造例、實施例及比較例中,「份」及「%」只要無特別記載,則為「重量份」及「重量%」。「伸烷基二醇(X)」之表述中
之X意指該伸烷基二醇之環氧烷平均加成莫耳數。再者,顏料分散劑之分子量、固形物成分、四級化率、顏料分散體之黏度、保存穩定性、平均粒徑、及對比度比之評價係藉由下述方法進行。
(1)顏料分散劑之重量平均分子量之測定
顏料分散劑之重量平均分子量係於下述任一條件下進行。再者,顏料分散劑之重量平均分子量均表示於四級化前之狀態下所測定之值。
<條件1>
將於乙醇/水(重量比3/7)中以分別成為50mmol/L與1重量%之濃度之方式溶解溴化鋰與乙酸而成之溶液作為溶析液,藉由凝膠層析法[Tosoh股份有限公司製造之GPC裝置(HLC-8320GPC),檢測器:示差折射計(裝置附帶),Tosoh股份有限公司製造之管柱(TSK-GEL,α-M×2根),流速:0.6mL/min],使用聚乙二醇作為標準物質進行測定。
<條件2>
將於乙醇/水(重量比8/2)中以分別成為50mmol/L與1重量%之濃度之方式溶解溴化鋰與乙酸而成之溶液作為溶析液,藉由凝膠層析法[Tosoh股份有限公司製造之GPC裝置(HLC-8320GPC),檢測器:示差折射計(裝置附帶),Tosoh股份有限公司製造之管柱(TSK-GEL,α-M×2根),流速:0.6mL/min],使用聚乙二醇作為標準物質進行測定。
(2)顏料分散劑之固形物成分之測定
於培養皿中量取玻璃棒與乾燥無水硫酸鈉10份,向其中添加顏料分散劑溶液2份(樣品量)並利用玻璃棒進行混合,利用105℃之減壓乾燥機(壓力8kPa)乾燥2小時。測量乾燥後之重量,並由下述式算出固形物成分。
固形物成分=[(乾燥後之重量)-(培養皿+玻璃棒+無水硫酸鈉之重量)]/(樣品量)×100
(3)四級化率之算出方法
依據ASTM D 2073測定法,使用根據利用醇性鹽酸標準溶液之電位差滴定所求出之胺值,並由下述式算出四級化率。
四級化率[mol%]={(四級化前顏料分散劑之胺值-四級化後顏料分散劑之胺值)/四級化前顏料分散劑之胺值}×100
(4)顏料分散體之黏度之測定
將顏料濃度調整為10%之顏料分散體1mL於20℃下保持5分鐘後,使用E型黏度計(東機產業股份有限公司製造,TV-25 typeL,轉子1°34'×R24),於20℃下測定顏料分散體之黏度。以轉子之轉數20rpm進行測定,於超過150mPa.s之情形時,變更為10rpm進行測定。
(5)顏料分散體之保存穩定性之評價
將與(4)同樣地調整為10%之顏料分散體填充於玻璃製密閉容器中,於40℃下靜置7天。將該分散體1mL於20℃下保持5分鐘後,使用E型黏度計(東機產業股份有限公司製造,TV-25 typeL,轉子1°34'×R24),於20℃下測定顏料分散體之黏度。以轉子之轉數20rpm進行測定,於超過150mPa.s之情形時,變更為10rpm進行測定。
(6)顏料分散體之平均粒徑之測定
於裝有丙二醇單甲醚乙酸酯(以下亦稱為「PGMEA」)15g之20ml螺旋管中添加實施例及比較例中獲得之顏料分散體0.01g,使用試管攪拌器(IKA公司製造,商品名:Minishaker MS1),以2500rpm攪拌1分鐘。使用粒徑測定裝置(堀場製作所公司製造,商品名:SZ-100),作為測定條件,輸入二酮基吡咯并吡咯系顏料之粒子折射率:1.51、PGMEA之折射率:1.400及其黏度:1.136mPa.s、測定溫度:25℃,於25℃下進行測定。基於粒徑分析-光子相關法(JIS Z 8826),
將進行累積量分析所求出之累積量平均粒徑設為顏料分散體之平均粒徑。
(7)對比度之評價(硬化膜之對比度比之測定)
利用旋轉塗佈機於玻璃基板上塗佈著色組合物後,於水平台上靜置6分鐘,藉由加熱板於80℃下乾燥3分鐘。繼而,使用紫外線光纖光點照射裝置(Moritex股份有限公司製造,MUV-202U),對所獲得之塗膜照射紫外線直至達到60mJ/cm2
後,於230℃之潔淨烘箱內加熱90分鐘進行後烘烤(燒結處理),製作硬化膜。利用對比度比測定器(壺坂電機股份有限公司製造,CT-1)測定硬化膜之對比度比。
對比度比之值越大,則對比度越好。
(8)溶劑再分散性之評價
將玻璃板(厚度0.7mm,寬度5mm,長度100mm)於著色組合物中浸漬至其長度40mm並浸漬1秒後提起,利用玻璃棒刮擦兩面而去除多餘之溶液,其後於23℃、80%RH(Relative humidity,相對濕度)之環境下乾燥30分鐘,獲得乾燥塗膜。將該玻璃板之塗膜部分浸漬於PGMEA 5g中並振盪15秒後,提起玻璃板。自提起玻璃板起5分鐘以內,將含有上述剝離物、溶解物之PGMEA作為試樣液,利用上述「(6)顏料分散體之平均粒徑之測定」中所記載之方法測定累積量平均粒徑。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加甲基丙二醇(日本乳化劑股份有限公司製造,商品名:MFDG)965g(6.5莫耳)、48%氫氧化鉀水溶液38.7g,對高壓釜內進行氮氣置換後,於100℃、4.7kPa下進行1.0小時之水分去除。利用氮氣恢復至大氣壓並升溫至110℃後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入環氧丙烷(以下亦稱為「PO」)2920g(50.3莫耳)一面進行8小時加成反
應。其後冷卻至60℃,獲得甲氧基聚丙二醇(10)3901g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加利用與合成例1相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(10)974g(1.6莫耳),對高壓釜內進行氮氣置換並升溫至110℃後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入PO 882g(15.2莫耳)一面進行10小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得甲氧基聚丙二醇(19)1855g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加利用與合成例2相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(19)1120g(1.0莫耳),對高壓釜內進行氮氣置換並升溫至110℃後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入PO 576g(9.9莫耳)一面進行18小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得甲氧基聚丙二醇(27)1692g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積1.5L之高壓釜中,添加利用與合成例1相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(10)529g(0.9莫耳),對高壓釜內進行氮氣置換並升溫至140℃後,一面以壓力成為0.1~0.4MPa之方式導入環氧乙烷(以下亦稱為「EO」)570g(12.9莫耳)一面進行2小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)1095g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加利用與合成例1相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(10)919g(1.5莫耳)。將合成例4之EO 570g變更為1980g(45.0莫耳),將反應時間變更為3小時,除此以外,利用與合成例4相同之方式獲得甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(29)2896g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積1.5L之高壓釜中,添加利用與合成例2相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(19)650g(0.6莫耳)。將合成例4之EO 570g變更為542g(12.3莫耳),將反應時間變更為3小時,除此以外,利用與合成例4相同之方式獲得甲氧基聚丙二醇(19)聚乙二醇(21)1188g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加利用與合成例3相同之方式所獲得之甲氧基聚丙二醇(27)1510g(0.9莫耳)。將合成例4之反應時間變更為2.5小時,除此以外,利用與合成例4相同之方式獲得甲氧基聚丙二醇(27)聚乙二醇(15)2074g。
於安裝有攪拌裝置、溫度計、空氣吹入管、迪恩-斯達克管、戴氏冷凝管之1升之四口燒瓶中,添加合成例4中獲得之甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)500g(0.39莫耳)、甲苯376g、對甲苯磺酸一水合物22.4g、對苯二酚1.1g,並升溫至50℃,於50~60℃下攪拌30分鐘。其後,添加甲基丙烯酸40.6g(0.47莫耳),一面藉由吹入管吹入空氣一面於110~120℃下反應9小時。冷卻至50~60℃後,移至分液漏斗,添加5N氫氧化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下層。進而添加20重量%氯化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下層。進而添加20重量%氯化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下層,反覆進行該操作直至下層之pH值成為7~8。向上層添加對甲氧基苯酚0.05g,於減壓下、60℃下去除甲苯,獲得甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯。
於合成例8中,將甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)設為合成例5
中獲得之甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(29)500g(0.26莫耳)、將甲苯376g設為362g、將對甲苯磺酸一水合物22.4g設為15.1g、將對苯二酚1.1g設為0.7g、將甲基丙烯酸40.6g設為27.3g(0.32莫耳),除此以外,藉由與合成例8相同之方法獲得甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(29)甲基丙烯酸酯。
於合成例8中,將甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)設為合成例6中獲得之甲氧基聚丙二醇(19)聚乙二醇(21)500g(0.24莫耳)、將甲苯376g設為360g、將對甲苯磺酸一水合物22.4g設為13.8g、將對苯二酚1.1g設為0.7g、將甲基丙烯酸40.6g設為25.1g(0.29莫耳),除此以外,藉由與合成例8相同之方法獲得甲氧基聚丙二醇(19)聚乙二醇(21)甲基丙烯酸酯。
於合成例8中,將甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)設為合成例7中獲得之甲氧基聚丙二醇(27)聚乙二醇(15)500g(0.22莫耳)、將甲苯376g設為357g、將對甲苯磺酸一水合物22.4g設為12.6g、將對苯二酚1.1g設為0.6g、將甲基丙烯酸40.6g設為22.8g(0.29莫耳),除此以外,藉由與合成例8相同之方法獲得甲氧基聚丙二醇(27)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯。
烷氧基聚丙二醇聚乙二醇甲基丙烯酸酯中之PO/EO加成莫耳數係使用Varian公司製造之Mercury 400型,藉由將烷氧基聚丙二醇聚乙二醇甲基丙烯酸酯0.01g溶解於氘氯仿0.99g中而成之溶液之質子核磁共振(1
H-NMR)光譜而求出(測定條件:非解耦法,弛豫時間10秒,累積次數32次)。PO加成莫耳數與EO加成莫耳數係分別藉由下述式進行計算。
PO加成莫耳數=(源自聚氧丙烯之甲基之訊號之積分值)/{(源自
亞乙烯基之訊號之積分值)×1.5}
EO加成莫耳數=(源自聚氧乙烯之亞甲基之訊號之積分值)/{(源自亞乙烯基之訊號之積分值)×2}
於安裝有攪拌機、回流冷卻器、氮氣導入管及溫度計之反應容器中,添加3-(N,N-二甲基胺基)丙基丙烯醯胺(商品名:DMAPAA-MHQ,興人股份有限公司製造,以下設為「DMAPAA」)28g、甲氧基聚乙二醇(45)甲基丙烯酸酯(商品名:NKester M-450G,新中村化學工業股份有限公司製造,以下設為「M-450G」)92g、2-巰基乙醇(東洋紡織股份有限公司製造,以下設為「ME」)0.36g、PGMEA 180g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 65g、M-450G 220g、ME 0.84g、PGMEA 420g、2,2-偶氮雙-(2,4-二甲基戊腈)(商品名:V-65B,和光純藥股份有限公司製造,以下設為「V-65」)8.0g]。滴加結束後,添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(1)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,四級化前顏料分散劑(1)之重量平均分子量為18400(根據<條件1>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液14g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(1)(DMAPAA/M-450G共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固
形物成分為38.6%,四級化率為四級化前之DMAPAA之27mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 15g、甲氧基聚丙二醇(10)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯(以下設為「M-PO(10)EO(15)」)30g、ME 0.14g、PGMEA 68g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。
一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 35g、M-PO(10)EO(15)70g、ME 0.32g、PGMEA 160g、V-65 3.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 4.5g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 4.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(2)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.3%,四級化前顏料分散劑(2)之重量平均分子量為39000(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液18g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(2)(DMAPAA/M-PO(10)EO(15)共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為37.4%,四級化率為四級化前之DMAPAA之27mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 4.8g、甲氧基聚丙
二醇(10)聚乙二醇(29)甲基丙烯酸酯(以下設為「M-PO(10)EO(29)」)40g、ME 0.14g、PGMEA 68g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3.5小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 11g、M-PO(10)EO(29)94g、ME 0.32g、PGMEA 160g、V-65 3.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 4.5g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 4.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(3)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.3%,四級化前顏料分散劑(3)之重量平均分子量為20000(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液13g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(3)(DMAPAA/M-PO(10)EO(29)共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.3%,四級化率為四級化前之DMAPAA之54mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 11g、M-PO(10)EO(29)34g、ME 0.41g、PGMEA 68g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3.5小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 25g、M-PO(10)EO(29)80g、ME 0.95g、PGMEA 160g、V-65 3.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 4.5g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 4.0g中而成之溶液,並繼續
攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(4)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.7%,四級化前顏料分散劑(4)之重量平均分子量為19000(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液14g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(4)(DMAPAA/M-PO(10)EO(29)共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.2%,四級化率為四級化前之DMAPAA之26mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 10g、甲氧基聚丙二醇(19)聚乙二醇(21)甲基丙烯酸酯(以下設為「M-PO(19)EO(21)」)35g、ME 0.41g、PGMEA 68g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。
一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3.5小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 24g、M-PO(19)EO(21)81g、ME 0.95g、PGMEA 160g、V-65 3.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 4.5g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 4.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(5)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.7%,四級化前顏料分散劑(5)之重量平均分子量為13000(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液14g。進而攪拌5分
鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(5)(DMAPAA/M-PO(19)EO(21)共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.6%,四級化率為四級化前之DMAPAA之26mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 13g、甲氧基聚丙二醇(27)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯(以下設為「M-PO(27)EO(15)」)47g、ME 0.54g、PGMEA 88g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 30g、M-PO(27)EO(15)111g、ME 1.3g、PGMEA 205g、V-65 4.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 4.5g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 4.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(6)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.8%,四級化前顏料分散劑(6)之重量平均分子量為14000(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液14g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(6)(DMAPAA/M-PO(27)EO(15)共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.3%,四級化率為四級化前之DMAPAA之26mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 18g、M-450G 102g、ME 0.36g、PGMEA 184g,進行氮氣置換。一面於80℃下進行攪拌,一面分別歷時3小時滴加將DMAPAA 42g、M-450G 238g、ME 0.84g溶解於PGMEA 358g中而成之溶液、及將V-65 8.0g溶解於PGMEA 72g中而成之溶液。滴加結束後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後進行冷卻,加入PGMEA 300.0g,獲得顏料分散劑(1)(DMAPAA/M-450G共聚物)之PGMEA溶液。溶液之固形物成分為29.8%,顏料分散劑(7)之重量平均分子量為14200(根據<條件1>獲得之測定值)。
添加製造例1之四級化前顏料分散劑(1)溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液56g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(8)(DMAPAA/M-450G共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為34.8%,四級化率為四級化前之DMAPAA之99mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(以下稱為「DMAEMA」)18g、M-450G 102g、ME 0.36g、PGMEA 184g,進行氮氣置換。一面於80℃下進行攪拌,一面分別歷時3小時
滴加將DMAEMA 42g、M-450G 238g、ME 0.84g溶解於PGMEA 358g中而成之溶液、及將V-65 8.0g溶解於PGMEA 72g中而成之溶液。滴加結束後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後進行冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(9)之PGMEA溶液。溶液之固形物成分為41.0%,四級化前顏料分散劑(9)之重量平均分子量為11000(根據<條件1>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液9g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(9)(DMAEMA/M-450G共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為39.9%,四級化率為四級化前之DMAEMA之25mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 18g、聚甲基丙烯酸甲酯巨單體(東亞合成股份有限公司製造,商品名:Macromonomer AA-6、數量平均分子量6000(目錄值)。以下稱為「AA-6」)102g、ME 0.36g、PGMEA 184g,進行氮氣置換。一面於80℃下進行攪拌,一面分別歷時3小時滴加將AA-6 42g、M-450G 238g、ME 0.84g溶解於PGMEA 358g中而成之溶液、及將V-65 8.0g溶解於PGMEA 72g中而成之溶液。滴加結束後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後進行冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(10)之PGMEA溶液。溶液之固形物成分
為40.0%,四級化前顏料分散劑(10)之重量平均分子量為25700(根據<條件2>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液150g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液36g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(10)(DMAPAA/AA-6共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為36.3%,四級化率為四級化前之DMAPAA之99mol%。
於與製造例1相同反應容器中,添加DMAPAA 18g、M-450G 24g、AA-6 78g、ME 0.36g、PGMEA 184g,進行氮氣置換。一面於80℃下進行攪拌,一面分別歷時3小時滴加將DMAPAA 42g、M-450G 56g、AA-6 182g、ME 0.84g溶解於PGMEA 358g中而成之溶液、及將V-65 8.0g溶解於PGMEA 72g中而成之溶液。滴加結束後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後進行冷卻,獲得顏料分散劑(11)之PGMEA溶液。溶液之固形物成分為40.0%,顏料分散劑(11)(DMAPAA/M-450G/AA-6共聚物)之重量平均分子量為45000(根據<條件2>獲得之測定值)。
將PGMEA 119.5g、製造例1中獲得之顏料分散劑(1)溶液15.5g(有效成分6.0g)、二酮基吡咯并吡咯系顏料(Clariant Japan股份有限公司製造,C.I.顏料紅254,商品名「Hostaperm Red D2B-COF LV3781)15.0g、進而0.3mm之氧化鋯珠300g裝入500ml塑膠容器
中,利用塗料振盪器攪拌3小時後,去除氧化鋯珠,獲得預分散液。
繼而,將該預分散液100g、及0.05mm氧化鋯珠200g裝入250ml塑膠容器中,利用塗料振盪器攪拌24小時,去除氧化鋯珠後,獲得顏料分散體(1)。
於實施例1中,將顏料分散劑(1)分別替代為顏料分散劑(2)~(11)並使有效成分成為6.0g,以變得與實施例1相同之方式調整顏料分散體中之PGMEA之量,除此以外,利用與實施例1相同之方式獲得顏料分散體(2)~(6)及比較顏料分散體(7)~(11)。
將所獲得之顏料分散體(1)~(6)、比較顏料分散體(7)~(11)之評價結果示於表1。
利用試管攪拌器將顏料濃度調整為10%之顏料分散體(1)1.00份、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(黏合劑,莫耳比:80/20,重量平均分子量:14000,固形物成分40重量%之PGMEA溶液)0.298份、二季戊四醇六丙烯酸酯(多官能單體,日本化藥股份有限公司製造,DPHA)0.036份、2-甲基-4'-(甲硫基)-2-啉基苯丙酮(光聚合起始劑,和光純藥工業股份有限公司製造)0.027份、PGMEA 0.250份進行混合直至均勻為止,獲得著色組合物(1)。將所獲得之著色組合物(1)之評價結果示於表1。
於實施例7中,將顏料分散體(1)分別變更為顏料分散體(2)~(11),除此以外,利用與實施例7相同之方式獲得著色組合物(2)~(6)及比較著色組合物(7)~(11)。
將所獲得之著色組合物(2)~(6)、比較著色組合物(7)~(11)之評價結果示於表1。
由表1可知,由於相較於比較例1~5之顏料分散體,實施例1~6之顏料分散體之平均粒徑較小,故而顏料分散性良好,進而為低黏度且保存穩定性亦優異,相較於含有比較例1~5之顏料分散體之比較例6~10之著色組合物,含有實施例1~6之顏料分散體之實施例7~12之著色組合物可形成對比度優異之硬化膜。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加
1-辛醇(花王製,商品名:Kalcol 0898)350g(2.69莫耳)、48%氫氧化鉀水溶液6.0g,對高壓釜內進行氮氣置換後,於100℃、4.7kPa下進行1.0小時之水分去除。利用氮氣恢復至大氣壓並升溫至140℃後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入EO 3554g(80.8莫耳)一面進行6小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得辛氧基聚乙二醇(30)3900g。
於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加月桂醇(2.15莫耳)400g、48%氫氧化鉀水溶液12.6g,對高壓釜內進行氮氣置換後,於100℃、4.7kPa下進行1.0小時之水分去除。利用氮氣恢復至大氣壓並升溫至110℃後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入PO 3490g(60.2莫耳)一面進行12小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得月桂氧基聚丙二醇(28)3850g。
繼而,於具備攪拌裝置、溫度控制裝置之容積6.0L之高壓釜中,添加月桂氧基聚丙二醇(1.67莫耳)2800g,對高壓釜內進行氮氣置換後升溫至140℃,其後,一面以壓力成為0.1~0.45MPa之方式導入EO 1100g(25.0莫耳)一面進行4小時加成反應。其後冷卻至60℃,獲得月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)3900g。
於安裝有攪拌裝置、溫度計、空氣吹入管、迪恩-斯達克管、戴氏冷凝管之1升之四口燒瓶中,添加合成例12中獲得之辛氧基聚乙二醇(30)500g(0.34莫耳)、甲苯360g、對甲苯磺酸一水合物20.0g、對苯二酚1.0g,並升溫至50℃,於50~60℃下攪拌30分鐘。其後,加入甲基丙烯酸36.0g(0.46莫耳),一面藉由吹入管吹入空氣一面於110~120℃下反應9小時。冷卻至50~60℃後,移至分液漏斗,添加5N氫氧化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下層。進而添加20重量%氯化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下
層。進而添加20重量%氯化鈉水溶液並充分振盪混合,分離出靜置後所產生之下層,反覆進行該操作直至下層之pH值成為7~8。向上層添加對甲氧基苯酚0.05g,於減壓下、60℃下去除甲苯,獲得辛氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯。
於合成例14中,將辛氧基聚乙二醇(30)設為合成例13中獲得之月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)500g(0.21莫耳)、將對甲苯磺酸一水合物20.0g設為12.3g、將對苯二酚1.0g設為0.6g、將甲基丙烯酸36.0g設為22.5g(0.29莫耳),除此以外,藉由與合成例14相同之方法獲得月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯。
於合成例14中,將辛氧基聚乙二醇(30)設為油氧基聚乙二醇(30)(花王股份有限公司製造,商品名:Emulgen 430)500g(0.32莫耳)、將對甲苯磺酸一水合物20.0g設為18.0g、將對苯二酚1.0g設為0.9g、將甲基丙烯酸36.0g設為33.0g(0.42莫耳),除此以外,藉由與合成例14相同之方法獲得油氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯。
於安裝有攪拌機、回流冷卻器、氮氣導入管及溫度計之反應容器中,加入DMAPAA 5.1g、合成例14中獲得之辛氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯24.8g、ME 0.18g、PGMEA 45g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 12.3g、辛氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯57.8g、ME 0.42g、PGMEA 105g、V-65 2.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼
續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(12)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.6%,四級化前顏料分散劑(12)之重量平均分子量為11700(根據<條件1>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液9.2g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(12)(DMAPAA/辛氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.9%,四級化率為四級化前之DMAPAA之32mol%。
向與製造例12相同之容器中,加入DMAPAA 5.3g、月桂氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯(商品名:Blemmer PLE-1300,日油股份有限公司製造,以下設為「PLE-1300」)24.8g、ME 0.18g、PGMEA 45g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 12.3g、PLE-1300 57.8g、ME 0.42g、PGMEA 105g、V-65 2.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(13)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,四級化前顏料分散劑(13)之重量平均分子量為12400(根據<條件1>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面
攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液9.2g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(13)(DMAPAA/PLE-1300共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.9%,四級化率為四級化前之DMAPAA之32mol%。
向與製造例12相同之容器中,加入DMAPAA 5.1g、硬脂氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯(商品名:Blemmer PSE-1300,日油股份有限公司製造,以下設為「PSE-1300」)24.9g、ME 0.18g、PGMEA 45g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 11.9g、PSE-1300 58.1g、ME 0.42g、PGMEA 105g、V-65 2.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(14)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,四級化前顏料分散劑(14)之重量平均分子量為17200(根據<條件1>獲得之測定值)。於玻璃容器中加入該溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液8.9g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(14)(DMAPAA/PSE-1300共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.9%,四級化率為四級化前之DMAPAA之32mol%。
向與製造例12相同之容器中,加入DMAPAA 10.6g、合成例15中獲得之月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯49.6g、ME 0.36g、PGMEA 90g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 24.6g、月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯115.6g、ME 0.84g、PGMEA 210g、V-65 4.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(15)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,四級化前顏料分散劑(15)之重量平均分子量為14300(根據<條件2>獲得之測定值)。
再者,將四級化前之(3-(N,N-二甲基胺基)丙基丙烯醯胺/月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物(17.5/82.5重量%)設為顏料分散劑(18)。
其次,於玻璃容器中加入該溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液9.2g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(15)(DMAPAA/月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.9%,四級化率為四級化前之DMAPAA之32mol%。
向與製造例12相同之容器中,加入DMAPAA 5.1g、合成例16中獲得之油氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯24.9g、ME 0.18g、PGMEA 45g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[DMAPAA 11.9g、油氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯58.1g、ME 0.42g、PGMEA 105g、V-65 2.0g]。滴加結束後,添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 0.5g溶解於PGMEA 2.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。將其冷卻,獲得四級化前顏料分散劑(16)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,四級化前顏料分散劑(16)之重量平均分子量為15600(根據<條件1>獲得之測定值)。其次,於玻璃容器中加入該溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液8.9g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(16)(DMAPAA/油氧基聚乙二醇(30)甲基丙烯酸酯共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為38.9%,四級化率為四級化前之DMAPAA之32mol%。
於玻璃容器中加入製造例15中製備之四級化前之(3-(N,N-二甲基胺基)丙基丙烯醯胺/月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物(17.5/82.5重量%)溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液20.1g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(17)(DMAPAA/月桂
氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為37.2%,四級化率為四級化前之DMAPAA之70mol%。
向玻璃容器加入中製造例15中製備之四級化前之(3-(N,N-二甲基胺基)丙基丙烯醯胺/月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物(17.5/82.5重量%)溶液100g,進行氮氣置換。於常溫下一面攪拌一面向其中滴加硫酸二甲酯(和光純藥工業股份有限公司製造)之20%PGMEA溶液28.7g。進而攪拌5分鐘後,於氮氣環境下、85℃下攪拌3小時進行反應。將其冷卻,獲得顏料分散劑(15)(DMAPAA/月桂氧基聚丙二醇(28)聚乙二醇(15)甲基丙烯酸酯共聚物之四級化物)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為36%,四級化率為四級化前之DMAPAA之99mol%。
於安裝有攪拌機、回流冷卻器、氮氣導入管及溫度計之反應容器中,加入甲基丙烯酸(以下設為「MAA」)3.6g、甲基丙烯酸甲酯(以下設為「MMA」)36.4g、3-巰基丙酸0.56g、PGMEA 40g,一面攪拌反應容器內一面進行氮氣置換。
一面攪拌反應容器內一面升溫至78℃,其後,歷時3小時滴加另外製備之單體溶液[甲基丙烯酸14.4g、甲基丙烯酸甲酯145.6g、3-巰基丙酸2.2g、PGMEA 160g、V-65 2g]。滴加結束後,添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時。其後,進而添加將V-65 1.0g溶解於PGMEA 10.0g中而成之溶液,並繼續攪拌1小時後,加入PGMEA 100g。將其冷卻,獲得MMA/MAA共聚物
(D)之PGMEA溶液。該溶液之固形物成分為40.3%,MMA/MAA共聚物(D)之重量平均分子量為12400(根據<條件2>獲得之測定值)。酸值為65mgKOH/g。
將PGMEA 97.1g、製造例12中獲得之顏料分散劑(12)溶液19.3g(有效成分7.5g)、製造例19中獲得之MMA/MAA共聚物(D)18.6g(有效成分7.5g)、二酮基吡咯并吡咯系顏料(Clariant Japan股份有限公司製造,C.I.顏料紅254,商品名「Hostaperm Red D2B-COF LV3781)15.0g、進而0.3mm之氧化鋯珠300g裝入500ml塑膠容器中,利用塗料振盪器攪拌3小時後,去除氧化鋯珠,獲得預分散液。
繼而,將該預分散液100g、及0.05mm氧化鋯珠200g裝入250ml塑膠容器中,利用塗料振盪器攪拌12小時,去除氧化鋯珠後,獲得顏料分散體(12)。
將該分散體之平均粒徑、黏度、及保存後黏度示於表2。
於實施例13中,將顏料分散劑(12)分別變更為顏料分散劑(13)~(19)並使有效成分成為6.0g,以變得與實施例13相同之方式調整顏料分散體中之PGMEA之量,除此以外,利用與實施例13相同之方式獲得顏料分散體(13)~(17)及比較顏料分散體(18)~(19)。
將所獲得之顏料分散體(13)~(17)、比較顏料分散體(18)~(19)之評價結果示於表2。
利用試管攪拌器將顏料濃度調整為10%之顏料分散體(12)1.00份、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(黏合劑,莫耳比:80/20,重量平均分子量:14000,固形物成分40重量%之PGMEA溶液)0.298
份、二季戊四醇六丙烯酸酯(多官能單體,日本化藥股份有限公司製造,DPHA)0.036份、2-甲基-4'-(甲硫基)-2-啉基苯丙酮(光聚合起始劑,和光純藥工業股份有限公司製造)0.027份、及PGMEA 0.250份進行混合直至均勻為止,獲得著色組合物(12)。將所獲得之著色組合物(12)之評價結果示於表2。
於實施例19中,將顏料分散體(12)分別變更為顏料分散體(13)~(19),除此以外,利用與實施例19相同之方式獲得著色組合物(13)~(17)及比較著色組合物(18)~(19)。
將所獲得之著色組合物(13)~(17)、比較著色組合物(18)~(19)之評價結果示於表2。
將PGMEA 115.7g、製造例15中獲得之顏料分散劑(15)溶液19.3g(有效成分7.5g)、二酮基吡咯并吡咯系顏料(Clariant Japan股份有限公司製造,C.I.顏料紅254,商品名「Hostaperm Red D2B-COF LV3781)15.0g、進而0.3mm之氧化鋯珠300g裝入500ml塑膠容器中,利用塗料振盪器攪拌3小時後,去除氧化鋯珠,獲得預分散液。
繼而,將該預分散液100g、及0.05mm氧化鋯珠200g裝入250ml塑膠容器中,利用塗料振盪器攪拌12小時,去除氧化鋯珠後,獲得顏料分散體(20)。
將該分散體之平均粒徑、黏度、及保存後黏度示於表3。
於實施例25中,將顏料分散劑(15)變更為顏料分散劑(6)並使有效成分成為7.5g,以變得與實施例25相同之方式調整顏料分散體中之PGMEA之量,除此以外,利用與實施例25相同之方式獲得顏料分散體(21)。
將該分散體之平均粒徑、黏度、及保存後黏度示於表3。
利用試管攪拌器將顏料濃度調整為10%之顏料分散體(20)1.00份、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(黏合劑,莫耳比:80/20,重量平均分子量:14000,固形物成分40重量%之PGMEA溶液)0.417份、二季戊四醇六丙烯酸酯(多官能單體,日本化藥股份有限公司製造,DPHA)0.050份,2-甲基-4'-(甲硫基)-2-啉基苯丙酮(光聚合起始劑,和光純藥工業股份有限公司製造)0.038份、及PGMEA 0.350份進行混合直至均勻為止,獲得著色組合物(20)。將所獲得之著色組合物(20)之評價結果示於表3。
於實施例27中,將顏料分散體(20)變更為顏料分散體(21),除此以外,利用與實施例27相同之方式獲得著色組合物(21)。
將所獲得之著色組合物(21)之評價結果示於表3。
由表2及表3可知,實施例13~18、25及26之顏料分散體為低黏度且保存穩定性亦優異,於含有實施例13~18、25及26之顏料分散體之實施例19~24、27及28之著色組合物之評價中,可較含有比較例11、12之分散體之比較例13、14之著色組合物形成對比度優異之硬化膜。進而可知,含有實施例13~18及25之顏料分散體之實施例19~24、及27之著色組合物具有優異之溶劑再分散性。
於實施例25、26中,將顏料自二酮基吡咯并吡咯系顏料替代為
蒽醌系顏料(大日精化工業股份有限公司製造顏料,C.I顏料紅177,商品名「Chromofine Red 6128EC」),除此以外,利用與實施例25、26相同之方式獲得顏料分散體(22)、(23)。
於實施例27中,將顏料分散體(20)替代為顏料分散體(22)、(23),除此以外,利用與實施例27相同之方式獲得著色組合物(22)、(23)。
將所獲得之著色組合物(22)、(23)之評價結果示於表4。
於實施例25中,將溶劑自PGMEA替代為乙酸3-甲氧基丁酯,除此以外,利用與實施例25相同之方式獲得顏料分散體(24)。
於實施例27中,將顏料分散體(20)替代為顏料分散體(24),除此以外,利用與實施例27相同之方式獲得著色組合物(24)。
將所獲得之著色組合物(24)之評價結果示於表4。
由表4可知,實施例29、30及33之顏料分散體為低黏度且保存穩定性亦優異,於含有實施例29、30及33之顏料分散體之實施例31、32及34之著色組合物之評價中,可形成對比度優異之硬化膜。進而可知,含有實施例29、33之顏料分散體之實施例31、34之著色組合物顯示出優異之溶劑再溶解性。
Claims (18)
- 一種彩色濾光片用顏料分散體,其含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
- 如請求項1之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑中源自(A)之結構單元相對於源自(B)之結構單元的源自(A)成分之四級化劑之成分除外之重量比[(A)/(B)]為5/95~49/51。
- 如請求項1之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分含有源自環氧丙烷之結構單元。
- 如請求項3之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分含有源自環氧乙烷之結構單元,且源自環氧乙烷之結構單元與源自環氧丙烷之結構單元之重量比[(源自環氧乙烷之結構單元)/(源自環氧丙烷之結構單元)]為50/50~10/90。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之聚伸烷基二醇部分係(甲基)丙烯酸酯側為源自環氧乙烷之結構單元,且末端側為源自環氧丙烷之結構單元的嵌段加成物。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(A)為N,N-二甲基胺基烷基丙烯醯胺。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中顏料分散劑具有四級銨基,且其抗衡離子為烷基硫酸根離子。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中有機顏料為二酮基吡咯并吡咯顏料。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之烷氧基為碳數6以上22以下。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其中(B)之烷氧基(alkoxy)為烷基氧基(alkyloxy)或烯基氧基(alkenyloxy)。
- 如請求項1至4中任一項之彩色濾光片用顏料分散體,其進而含有(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸之共聚物(D)。
- 一種彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其包括以下步驟:將具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑之混合物進行分散。
- 如請求項12之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其包括以下步驟:使二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺與烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯進行聚合而獲得共聚物;及將上述共聚物藉由四級化劑進行處理而獲得上述分散之步驟中所使用之顏料分散劑。
- 如請求項12或13之彩色濾光片用顏料分散體之製造方法,其中將上述混合物進行分散之步驟包括使用介質進行分散之預分散步驟、及使用比上述預分散步驟小之介質進行分散之正式分散步驟。
- 一種彩色濾光片用著色組合物,其含有如請求項1至11中任一項之顏料分散體、及作為(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物之鹼可溶性樹脂。
- 一種顏料分散體之用途,其用以製造彩色濾光片,其中上述顏料分散體含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
- 一種著色組合物之用途,其用以製造彩色濾光片,其中上述著色組合物含有顏料分散體、及作為(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物之鹼可溶性樹脂,上述顏料分散體含有:具有源自二烷基胺基烷基(甲基)丙烯醯胺(A)之結構單元與源自烷氧基聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯(B)之結構單元、且四級化率為10~80mol%的顏料分散劑、有機顏料、及醚系有機溶劑。
- 一種彩色濾光片,其係使用如請求項1至11中任一項之顏料分散體而製造。
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