TWI504686B - 顏料分散組成物、彩色硬化型組成物、用於固態影像感測器的彩色濾光片及其製造方法、固態影像感測器 - Google Patents
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Description
本發明是有關於顏料分散組成物、彩色硬化型組成物、用於固態影像感測器的彩色濾光片及其製造方法、固態影像感測器。
已知在支撐物之同一平面上形成有紅色濾光層、綠色濾光層及藍色濾光層以使這些層彼此鄰接之彩色濾光片或具有黃色濾光層、洋紅色濾光層及青色濾光層之彩色濾光片作為用於製造顯示彩色影像之固態影像感測器或液晶顯示裝置(liquid display device)之彩色濾光片。在本發明說明書中,各顏色之這些彩色濾光層亦稱為顏色圖案(color pattern)。
近年來,已要求對彩色濾光片之細度作進一步改進。
然而,因為存在由粗顏料粒子所引起之諸多問題,諸如難以提高解析度或出現顏色不規則性,所以習知顏料分散系統不適於諸如需要形成微米尺寸化圖案之固態影像感測器的應用。為解決這些問題,已提出使用染料(例如日本專利特許公開申請案(JP-A)第6-75375號)。
舉例而言,已知紅色染料用於彩色濾光片中之紅色濾光陣列(例如JP-A第5-5067號)。
然而,因為由染料形成之顏色圖案所展現之耐熱性
(heat fastness)或耐光性(light fastness)不足,所以已進行有關使用展現極佳耐熱性或耐光性之有機顏料之彩色濾光片的研究。
使用有機顏料製造彩色濾光片之方法包含光微影術,其中將藉由將有機顏料分散於感光樹脂中所製備之組成物曝光且顯影之圖案化方法重複所需次數(例如JP-A第1-152449號),及印刷,諸如平版印刷(offset printing)或噴墨印刷(inkjet printing),其中使用含有有機顏料之油墨。
已考慮使用展現極佳耐熱性或耐光性之有機顏料作為用於製造彩色濾光片之有機顏料,諸如蒽醌(anthraquinone)顏料、二酮基吡咯並吡咯(diketopyrrolopyrrole)顏料、喹吖啶酮(quinacridone)顏料、異吲哚啉(isoindoline)顏料、紫環酮(perinone)顏料、苝(perylene)顏料及稠合偶氮顏料。
在此方面,國際公開案第WO05/052074號提出一種用於製造彩色濾光片之紅色油墨組成物,所述組成物包含具有萘環之單偶氮化合物。
然而,日益需要分散穩定性甚至高於以前包含偶氮顏料之顏料分散組成物及彩色硬化型組成物。另外,已證明隨著偶氮顏料之分散穩定性減小,顏色圖案之耐熱性降低。
詳言之,在用於製造固態影像感測器之彩色濾光片的顏料分散組成物及彩色硬化型組成物中,需要維持穩定的塗佈性,因此迫切需要提高分散穩定性及耐熱性。
本發明應前述問題而產生,且提供展現極佳分散穩定性之顏料分散組成物;展現極佳分散穩定性且能夠形成展現極佳耐熱性之顏色圖案的彩色硬化型組成物;用於固態影像感測器之彩色濾光片及其製造方法,所述彩色濾光片展現極佳耐熱性;及包含展現極佳耐熱性之彩色濾光片的固態影像感測器。
以下為根據本發明之例示性實施例。然而,本發明不限於這些例示性實施例。
1.一種顏料分散組成物,其包括由式(1)表示之偶氮顏料、偶氮顏料衍生物及分散劑,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料不具有離子型親水基團:
其中在式(1)中,G表示氫原子、脂族基、芳基或雜環基;R1表示胺基、脂族氧基、脂族基、芳基或雜環基;R2表示取代基;A表示以下式(A-1)至(A-32)之任一者;m表示0至5之整數;且n表示1至4之整數,其中:當n=2時,所述偶氮顏料為經由R1、R2、A或G形成之二聚體;當n=3時,所述偶氮顏料為經由R1、R2、
A或G形成之三聚體;且當n=4時,所述偶氮顏料為經由R1、R2、A或G形成之四聚體:
其中在式(A-1)至(A-32)中,R51至R59各自獨立地表示氫原子或可鍵結於鄰接取代基形成5員或6員環之取代基,且*表示鍵結於式(1)中之偶氮基之位置。
2.根據<1>之顏料分散組成物,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料包括由式(2)表示之偶氮顏料,其中所述
由式(2)表示之偶氮顏料不具有離子型親水基團:
其中在式(2)中,R21表示胺基、脂族氧基、脂族基、芳基或雜環基;R22表示取代基;R55及R59各自獨立地表示氫原子或取代基;m表示0至5之整數;n表示1至4之整數;且Z表示哈密特σp值(Hammett's σp value)為0.2或0.2以上之吸電子基團,其中:當n=2時,所述偶氮顏料為經由R21、R22、R55、R59或Z形成之二聚體;當n=3時,所述偶氮顏料為經由R21、R22、R55、R59或Z形成之三聚體;且當n=4時,所述偶氮顏料為經由R21、R22、R55、R59或Z形成之四聚體。
3.根據<1>之顏料分散組成物,其中所述分散劑包括包含自由式(I)及式(II)表示之重複單元中選出之至少一者的聚合化合物:
其中在式(I)及式(II)中,R1至R6各自獨立地表示氫原子或單價有機基團;X1及X2各自獨立地表示-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-或伸苯基;L1及L2各自獨
立地表示單鍵或二價有機鍵聯基團;A1及A2各自獨立地表示單價有機基團;m及n各自獨立地表示2至8之整數;且p及q各自獨立地表示1至100之整數。
4.根據<3>之顏料分散組成物,其中所述聚合化合物之酸值為50毫克KOH/公克至200毫克KOH/公克。
5.根據<1>之顏料分散組成物,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料藉由溶劑鹽研磨來微米尺寸化。
6.根據<1>之顏料分散組成物,其進一步包括具有自紅色、黃色、橙色及紫色中選出之顏色之顏料。
7.一種彩色硬化型組成物,其包括根據<1>之顏料分散組成物、光聚合起始劑及可聚合化合物。
8.根據<7>之彩色硬化型組成物,其中所述光聚合起始劑包括肟光聚合起始劑。
9.一種製造用於固態影像感測器之彩色濾光片之方法,所述方法包括:藉由將根據<7>之彩色硬化型組成物塗覆於支撐物,形成彩色硬化型組成物層;經由光罩將所述彩色硬化型組成物層曝光;及藉由使所述曝光之彩色硬化型組成物層顯影,形成顏色圖案。
10.一種用於固態影像感測器之彩色濾光片,其由根據<9>之方法製造。
11.一種固態影像感測器,其包括根據<10>之彩色濾光片。
<顏料分散組成物>
本發明之顏料分散組成物含有由下式(1)表示之偶氮顏料、偶氮顏料衍生物及分散劑。
在本發明之顏料分散組成物中,由式(1)表示之偶氮顏料之分散穩定性可藉由組合使用偶氮顏料衍生物及分散劑來提高。
首先,描述本發明之脂族基、芳基、雜環基及取代基。
在本發明之脂族基中,其脂族部分可為直鏈、分支鏈或環狀之任一種。脂族基可為飽和或不飽和的。脂族基之特定實例包含烷基、烯基、環烷基及環烯基。脂族基可未經取代或可具有取代基。
芳基可為單環或稠環。芳基可未經取代或可具有取代基。在雜環基中,雜環部分可為環中具有雜原子(例如氮原子、硫原子或氧原子)之任一者,且可為飽和環或不飽和環。雜環基可為單環或稠環,且可未經取代或可具有取代基。
醯基可為脂族羰基、芳基羰基或雜環羰基,且可具有取代基。可取代基團可為下文關於取代基之段落中描述之任何基團,只要其能夠進行取代。醯基之實例包括乙醯基、丙醯基、苯甲醯基及3-吡啶羰基。
本發明之取代基可為能夠進行取代之任何基團,且其實例包含脂族基、芳基、雜環基、醯基、醯氧基、醯胺基、
脂族氧基、芳氧基、雜環氧基、脂族氧基羰基、芳氧基羰基、雜環氧基羰基、胺甲醯基、脂族磺醯基、芳基磺醯基、雜環磺醯基、脂族磺醯基氧基、芳基磺醯基氧基、雜環磺醯基氧基、胺磺醯基、脂族磺醯胺基、芳基磺醯胺基、雜環磺醯胺基、胺基、脂族胺基、芳基胺基、雜環胺基、脂族氧基羰基胺基、芳基氧基羰基胺基、雜環氧基羰基胺基、脂族亞磺醯基、芳基亞磺醯基、脂族硫基、芳硫基、羥基、氰基、脂族氧基胺基、芳基氧基胺基、胺甲醯基胺基、胺磺醯基胺基、鹵素原子、胺磺醯基胺甲醯基、胺甲醯基胺磺醯基、二脂族氧基膦基及二芳基氧基膦基。這些基團可進一步經取代,且所述另一取代基可自如上所提及之取代基中選出。
自溶解性之角度而言,本發明之偶氮顏料不含有離子型親水基團(例如羧基、磺酸基、膦醯基或四級銨基)作為取代基。
將簡單描述本文所用之術語「哈米特取代基常數(Hammett's substituent constant)(σp值)」。
哈米特規則(Hammett's rule)是哈米特(L.P.Hammett)於1935年提出之經驗規則,旨在定量描述取代基對苯衍生物之反應或平衡的作用,且其正確性現已得到廣泛認可。根據哈米特規則確定之取代基常數包含σp值及σm值,且可在許多文獻中發現這些值。舉例而言,這些值詳細描述於麥格勞-希爾(McGraw-Hill)出版之迪恩(J.A.Dean)編的蘭氏化學手冊(Lange's Handbook of
Chemistry),第12版,1979中;或南江堂(Nankodo)出版之化學天地(The Realm of Chemistry,Kagaku no Ryoiki)(增刊)第122卷,第96-103頁,1979中。在本發明說明書中,各取代基將參考特定哈米特取代基常數σp加以定義或解釋:然而,不意欲將取代基限於具有在諸如上述教科書之這些文獻中發現之已知值的取代基,且值尚未已知但當根據哈米特規則量測時推測在上述範圍內之任何取代基亦屬於本發明之範疇。雖然本發明所用之由式(1)表示之偶氮顏料並非苯衍生物,但使用σp值作為取代基之電子效應的量表,而不考慮其位置。在本發明之下文中,出於此目的,使用σp值。
<偶氮顏料>
顏料是指著色分子藉由分子之間的強相互作用以內聚能(cohesion energy)彼此牢固鍵結之狀態。為形成此狀態,如例如日本畫像學會雜誌(Journal of the Imaging Society of Japan),第43卷,第10頁(2004)或其類似物中所述,分子間凡得瓦力(van der Waals force)或分子間氫鍵結為必要的。
分子間凡得瓦力可藉由例如在分子中引入芳族基、極性基團及/或雜原子來增強。分子間氫鍵結可藉由例如在分子中引入氫原子鍵結於雜原子之取代基及/或引入供電子取代基來形成。另外,認為整個分子之極性較佳較高。出於此目的,例如認為諸如烷基之直鏈基團較佳較短,且分子量/偶氮基之值較佳較小。
由此觀點而言,顏料分子較佳包含醯胺鍵、磺醯胺鍵、醚鍵、碸基、氧基羰基、醯亞胺基、胺甲醯基胺基、雜環、苯環或其類似物。
<由式(1)表示之偶氮顏料>
根據本發明之偶氮顏料由下式(1)表示。
歸因於其特定結構,由式(1)表示之化合物可在著色分子之間容易地形成分子間相互作用,展現對水或有機溶劑之低溶解性,從而有可能形成偶氮顏料。
不同於藉由溶解於水、有機溶劑或其類似物中,使得分子分散其中而使用之染料,顏料藉由以諸如分子聚集體之細固體粒子形式分散於溶劑中來使用。
因具有由下式(1)表示之特定結構,故偶氮顏料在著色性或色調方面展現極佳特徵,而且在諸如耐光性或耐臭氧性之耐久性方面亦展現極佳性質。
詳言之,由含有由式(1)表示之偶氮顏料的本發明顏料分散組成物形成之彩色濾光片的紅色圖案展現有利的呈紅色之光譜性質。
在本發明說明書中,術語「有利的呈紅色之光譜性質」是指例如至少一種以下性質。滿足所有以下三個性質之光譜性質最為理想。
-在650奈米至750奈米之波長範圍內具有高透射率。
-在540奈米或540奈米以上之波長範圍內透射率曲線急劇上升。
-在小於540奈米(尤其350奈米至400奈米)之波
長範圍內具有低透射率。
下文將描述由式(1)表示之偶氮顏料。
在式(1)中,G表示氫原子、脂族基、芳基或雜環基,R1表示胺基、脂族氧基、脂族基、芳基或雜環基,且R2表示取代基。
A表示以下式(A-1)至(A-32)之任一者。
m表示0至5之整數,且n表示1至4之整數。
當n=2時,由式(1)表示之化合物表示經由R1、R2、A或G形成之二聚體。
當n=3時,由式(1)表示之化合物表示經由R1、R2、A或G形成之三聚體。
當n=4時,由式(1)表示之化合物表示經由R1、R2、A或G形成之四聚體。
由式(1)表示之化合物不具有離子型親水基團。
在式(A-1)至(A-32)中,R51至R59各自獨立地表示氫原子或可鍵結於鄰接取代基形成5員或6員環之取代基。*表示鍵結於式(1)中之偶氮基之位置。
由G表示之脂族基可為飽和或不飽和且可具有取代基之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥
基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。由G表示之脂族基較佳為具有總計1至8個碳原子之脂族基,且更佳為具有總計1至4個碳原子之烷基,且其實例包含甲基、乙基、乙烯基、環己基及胺甲醯基甲基。
在式(1)中,由G表示之芳基可為可稠合形成環之任一者,且可具有取代基。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含硝基、鹵素原子、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。由G表示之芳基較佳為具有6至12個碳原子之芳基,更佳為具有總計6至10個碳原子之芳基,且其實例包含苯基、4-硝基苯基、4-乙醯基胺基苯基及4-甲烷磺醯基苯基。
在式(1)中,由G表示之雜環基可具有取代基,可為飽和或不飽和,且可稠合形成環。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含鹵素原子、羥基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。由G表示之雜環基較佳為具有總計2至12個碳原子且經由碳原子連接之雜環基,更佳為具有總計2至10個碳原子且經由碳原子連接之5員或6員雜環,且其實例包含2-四氫呋喃基及2-嘧啶基。
鑒於形成分子內氫鍵結或分子內交聯氫鍵結之容易性,G較佳表示氫原子。
由R1表示之胺基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含脂族基、芳基及雜環基。
這些取代基可進一步具有取代基,較佳為具有脂族基、羥基、醯胺鍵、醚鍵、氧基羰基鍵、硫醚鍵或其類似物之取代基。自形成分子間相互作用(諸如分子間氫鍵結)之容易性的角度而言,雜原子鍵結於氫原子之取代基更佳。
可具有取代基之由R1表示之胺基的實例較佳包含未經取代之胺基、具有總計1至10個碳原子之烷基胺基、具有總計2至10個碳原子之二烷基胺基(二烷基可彼此鍵結形成5員或6員環)、具有總計6至12個碳原子之芳基胺基、具有總計2至12個碳原子之飽和或不飽和雜環胺基;更佳為未經取代之胺基、具有總計1至8個碳原子之烷基胺基、具有總計2至8個碳原子之二烷基胺基、具有總計6至10個碳原子之芳基胺基、具有總計2至12個碳原子之飽和或不飽和雜環胺基,例如甲基胺基、N,N-二甲基胺基、N-苯基胺基及N-(2-嘧啶基)胺基。
更佳實例為具有總計6至13個碳原子且可具有取代基之芳基胺基及具有總計2至12個碳原子且可具有取代基之飽和或不飽和雜環胺基。
當R1表示芳基胺基時,芳基上之取代基較佳位於鍵結於胺基之位置的對位,且最佳僅位於對位。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基
團。其實例包含較佳具有總計1至7個碳原子、更佳具有總計1至4個碳原子且可具有取代基之脂族基(例如甲基、乙基、烯丙基、異丙基或第三丁基);具有總計1至7個碳原子且可具有取代基之脂族氧基(例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基或烯丙氧基);鹵素原子(例如氟、氯或溴);具有總計1至7個碳原子且可具有取代基之胺甲醯基(例如胺甲醯基、N-苯基胺甲醯基或N-甲基胺甲醯基);具有總計1至7個碳原子、更佳具有總計1至4個碳原子且可具有取代基之脲基(例如脲基、N-甲基脲基、N,N-二甲基脲基、N-4-吡啶基脲基或N-苯基脲基);硝基;具有總計1至7個碳原子之與芳基稠合之雜環(例如咪唑酮);羥基;具有總計1至7個碳原子、更佳具有總計1至4個碳原子且可具有取代基之脂族硫基(例如甲硫基、乙硫基、異丙硫基、烯丙硫基或第三丁硫基);具有總計2至7個碳原子、更佳具有總計2至4個碳原子且可具有取代基之醯胺基(例如乙醯胺基、丙醯胺基、特戊醯胺基或苯甲醯胺基);具有總計2至7個碳原子、更佳具有總計2至4個碳原子且可具有取代基之脂族氧基羰基胺基(例如甲氧基羰基胺基或丙氧基羰基胺基);具有總計2至7個碳原子、更佳具有總計2至4個碳原子且可具有取代基之脂族氧基羰基(例如甲氧基羰基或乙氧基羰基);具有總計2至7個碳原子、更佳具有總計2至4個碳原子且可具有取代基之醯基(此基團可為脂族羰基、芳基羰基或雜環羰基,且可具有取代基,取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之
可取代基團。較佳實例包含具有總計2至7個碳原子之醯基,且具有總計2至4個碳原子之醯基更佳,且其實例包含乙醯基、丙醯基、苯甲醯基或3-吡啶羰基)及其類似基團。
當芳基胺基之芳基上之取代基在相對於鍵結於胺基之位置的對位上取代時,取代基存在於分子之末端。因此,諸如分子間氫鍵結之分子間相互作用容易形成,從而獲得漂亮色調。當芳基上之取代基進一步具有取代基時,取代基較佳具有脂族基、羥基、醯胺鍵、醚鍵、氧基羰基鍵、硫醚鍵或其類似物。自形成分子間相互作用(諸如分子間氫鍵結)之容易性的角度而言,具有雜原子鍵結於氫原子之結構的取代基更佳。
當R1表示雜環胺基時,其取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。雖然與關於芳基胺基所述之取代基相同之取代基較佳,但當雜環基上之取代基進一步具有取代基時,取代基較佳具有脂族基、羥基、醯胺鍵、醚鍵、氧基羰基鍵、硫醚鍵或其類似基團。自形成分子間相互作用(諸如分子間氫鍵結)之容易性的角度而言,具有雜原子鍵結於氫原子之結構的取代基更佳。
當R1表示芳基胺基或雜環胺基時,其取代基更佳為脂族基、脂族氧基、鹵素原子、胺甲醯基、與芳基稠合之雜環、或脂族氧基羰基。取代基更佳為具有總計1至4個碳原子之脂族基、具有總計1至4個碳原子之脂族氧基、鹵素原子、硝基、具有總計1至4個碳原子之胺甲醯基或
具有總計2至4個碳原子之脂族氧基羰基。
由R1表示之脂族氧基可具有取代基。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。由R1表示之脂族氧基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷氧基,且更佳為具有總計1至4個碳原子之烷氧基,且其實例包含甲氧基、乙氧基、第三丁氧基、甲氧基乙氧基及胺甲醯基甲氧基。
由R1表示之脂族基可具有取代基。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。由R1表示之脂族基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷基,更佳為具有總計1至4個碳原子之烷基,且其實例包含甲基、乙基、第二丁基、甲氧基乙基及胺甲醯基甲基。
由R1表示之芳基可具有取代基。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含脂族基、脂族氧基、鹵素原子、胺甲醯基、與芳基稠合之雜環、或脂族氧基羰基。由R1表示之芳基較佳為具有總計6至12個碳原子之芳基,更佳為具有總計6至10個碳原子之芳基,且其實例包含苯基、4-甲基苯基及3-氯苯基。
由R1表示之雜環基可為飽和雜環基或不飽和雜環基,且可具有取代基或可不具有取代基。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含脂族基、脂族氧基、胺甲醯基、與雜環基稠合之雜環、或脂族氧基羰基。由R1表示之雜環基較佳為具有總計2至10個碳原子之雜環基,更佳為具有總計2至8個碳原子且經由氮原子連接之5員或6員非芳族雜環基,且其實例包含1-哌啶基、4-嗎啉基、1-喹啉基、2-嘧啶基及4-吡啶基。
R1較佳表示可具有取代基之胺基、脂族氧基或經由氮原子連接之5員或6員非芳族雜環基,更佳為可具有取代基之胺基、脂族氧基,且又更佳為可具有取代基之胺基。
R1較佳表示可具有取代基之胺基。
由R2表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之取代基較佳為脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、可具有取代基之胺甲醯基胺基、可具有取代基之胺磺醯基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或鹵素原子;更佳為脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、可具有取代基之胺甲醯基胺基、脂族氧基或鹵素原子;且最佳為脂族氧基。
當這些取代基進一步具有取代基時,具有脂族基、羥基、醯胺鍵、醚鍵、氧基羰基鍵、硫醚鍵或其類似物之取代基較佳。自形成分子間相互作用(諸如分子間氫鍵結)
之容易性的角度而言,具有雜原子鍵結於氫原子之結構的取代基更佳。
m較佳表示0至3,更佳為0至1,且又更佳為0。
n較佳表示1或2。
由R2表示之脂族基可為可具有取代基且可為飽和或不飽和之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之脂族基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷基,更佳為具有總計1至6個碳原子之烷基,且其實例包含甲基、乙基、異丙基、環己基及第三丁基。
由R2表示之芳基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之芳基較佳為具有總計6至12個碳原子之芳基,更佳為具有總計6至10個碳原子之芳基,且其實例包含苯基、3-甲氧基苯基及4-胺甲醯基苯基。
由R2表示之雜環基可為可具有取代基、可為飽和或不飽和且可稠合形成環之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之雜環基較佳為具有總計2至16個碳原子之雜環基,更佳為具有總計2至12個碳原子之5員或6員雜環基,且其實例包含1-吡咯啶基、4-嗎啉基、2-吡啶基、1-吡咯基、1-咪唑基及1-苯並咪唑基。
由R2表示之脂族氧基羰基可為可具有取代基且可為飽和或不飽和之任何基團。取代基可為任何基團,只要其
是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之脂族氧基羰基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷氧基羰基,更佳為具有總計1至6個碳原子之烷氧基羰基,且其實例包含甲氧基羰基、異丙氧基羰基及胺甲醯基甲氧基羰基。
由R2表示之胺甲醯基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之胺甲醯基較佳為脂族基、芳基、雜環基或其類似基團。可具有取代基之由R2表示之胺甲醯基較佳為胺甲醯基、具有總計2至9個碳原子之烷基胺甲醯基、具有總計3至10個碳原子之二烷基胺甲醯基、具有總計7至13個碳原子之芳基胺甲醯基、具有總計3至12個碳原子之雜環胺甲醯基;更佳為胺甲醯基、具有總計2至7個碳原子之烷基胺甲醯基、具有總計3至6個碳原子之二烷基胺甲醯基、具有總計7至11個碳原子之芳基胺甲醯基、具有總計3至10個碳原子之雜環胺甲醯基;且其實例包含胺甲醯基、甲基胺甲醯基、二甲基胺甲醯基、苯基胺甲醯基及4-吡啶胺甲醯基。
由R2表示之醯基胺基可為可具有取代基且可為脂族、芳族或雜環之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之醯基胺基較佳為具有總計1至12個碳原子之醯胺基,更佳為具有總計1至8個碳原子之醯胺基,又更佳為具有總計1至8個碳原子之烷基羰基胺基,且其實例包含乙醯基胺基、苯甲醯基胺基、2-吡啶羰基胺基及丙醯基胺基。
由R2表示之磺醯胺基可為可具有取代基且可為脂族、芳族或雜環之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之磺醯胺基較佳為具有總計1至12個碳原子之磺醯胺基,更佳為具有總計1至8個碳原子之磺醯胺基,又更佳為具有總計1至8個碳原子之烷基磺醯胺基,且其實例包含甲烷磺醯胺、苯磺醯胺及2-吡啶磺醯胺。
由R2表示之胺甲醯基胺基可為可具有取代基或可經取代之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團,較佳為脂族基、芳基及雜環基。可具有取代基之由R2表示之胺甲醯基胺基較佳為胺甲醯基胺基、具有總計2至9個碳原子之烷基胺甲醯基胺基、具有總計3至10個碳原子之二烷基胺甲醯基胺基、具有總計7至13個碳原子之芳基胺甲醯基胺基或具有總計3至12個碳原子之雜環胺甲醯基胺基;更佳為胺甲醯基胺基、具有總計2至7個碳原子之烷基胺甲醯基胺基、具有總計3至6個碳原子之二烷基胺甲醯基胺基、具有總計7至11個碳原子之芳基胺甲醯基胺基或具有總計3至10個碳原子之雜環胺甲醯基胺基;且其實例包含胺甲醯基胺基、甲基胺甲醯基胺基、N,N-二甲基胺甲醯基胺基、苯基胺甲醯基胺基及4-吡啶胺甲醯基胺基。
由R2表示之胺磺醯基可為可具有取代基或可經取代之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團,較佳為脂族基、芳基及雜環
基。可具有取代基之由R2表示之胺磺醯基較佳為胺磺醯基、具有總計1至9個碳原子之烷基胺磺醯基、具有總計2至10個碳原子之二烷基胺磺醯基、具有總計7至13個碳原子之芳基胺磺醯基或具有總計2至12個碳原子之雜環胺磺醯基;更佳為胺磺醯基、具有總計1至7個碳原子之烷基胺磺醯基、具有總計3至6個碳原子之二烷基胺磺醯基、具有總計6至11個碳原子之芳基胺磺醯基或具有總計2至10個碳原子之雜環胺磺醯基;且其實例包含胺磺醯基、甲基胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基及4-吡啶胺磺醯基。
由R2表示之脂族氧基可為可具有取代基且可為飽和或不飽和之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。R2之脂族氧基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷氧基,更佳為具有總計1至6個碳原子之烷氧基,且其實例包含甲氧基、乙氧基、異丙氧基、環已氧基及甲氧基乙氧基。
由R2表示之脂族硫基可為可具有取代基且可為飽和或不飽和之任何基團。取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R2表示之脂族硫基較佳為具有總計1至8個碳原子之烷硫基,更佳為具有總計1至6個碳原子之烷硫基,且其實例包含甲硫基、乙硫基、胺甲醯基甲硫基及第三丁硫基。
由R2表示之鹵素原子較佳為氟原子、氯原子或溴原子,更佳為氯原子。
自本發明之作用的角度而言,R2較佳為脂族氧基羰基或可具有取代基之胺甲醯基。自本發明之作用的角度而言,m較佳表示0或1;更佳為0。
將描述由A表示之式(A-1)至(A-32)。由式(A-1)至(A-32)表示之部分較佳具有總計2至15個碳原子;更佳具有總計2至12個碳原子。
由R51至R54表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R51至R54表示之取代基較佳為脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為脂族基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、脂族氧基、氰基或其類似基團。
自本發明之作用的角度而言,R51至R54各自較佳表示氫原子、脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為氫原子、脂族基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、脂族氧基或氰基。
由R55表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R55表示之取代基較佳為脂族基、芳基、雜環基或其類似基團;更佳為脂族基、芳基或在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基。
自本發明之作用的角度而言,R55較佳表示脂族基、
芳基或雜環基;更佳為脂族基、芳基或在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基,且又更佳為在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基。當R55表示在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基時,不僅著色分子之間的分子間相互作用可牢固形成,而且著色分子中之分子內相互作用亦可牢固形成。因而,容易獲得具有穩定分子排列之顏料,且可獲得有利的色調及高堅牢性(耐光、氣體、熱、水等)。
自本發明之作用的角度而言,作為由R55表示之較佳結構,在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基或胺甲醯基胺基。芳族5員或6員雜環基可為飽和雜環、不飽和雜環或稠合雜環,但較佳為具有總計2至12個碳原子且在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基,且更佳為具有總計2至10個碳原子且在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基。在與鍵結於氮原子之位置鄰接之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基的實例包含2-噻唑基、2-苯並噻唑基、2-噁唑基、2-苯並噁唑基、2-吡啶基、2-吡嗪基、3-噠嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、2-
咪唑基、2-苯並咪唑基、2-三嗪基及其類似基團。這些雜環基可與取代基形成互變異構結構。
自本發明之作用的角度而言,作為R55較佳之芳基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥基、硝基、脂族基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基及胺甲醯基胺基。由R55表示之芳基較佳為具有總計6至12個碳原子之芳基,更佳為具有總計6至10個碳原子之芳基,且其實例包含苯基、3-甲氧基苯基及4-胺甲醯基苯基。其中,苯基較佳。
自本發明之作用的角度而言,作為R55較佳之脂族基可為可具有取代基之任何基團,且取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。取代基之較佳實例包含羥基、硝基、脂族氧基、胺甲醯基、脂族氧基羰基、脂族硫基、胺基、脂族胺基、醯胺基及胺甲醯基胺基。由R55表示之脂族基較佳為具有總計1至6個碳原子之烷基,更佳為具有總計1至4個碳原子之脂族基,且其實例包含甲基、乙基、甲氧基乙基及胺甲醯基甲基。其中,甲基較佳。
在式(1)中,R55較佳表示以下(Y-1)至(Y-13)之任一者。為獲得容易形成分子內氫鍵結構之結構,作為6員環之以下(Y-1)至(Y-6)之任一者更佳;(Y-1)、(Y-3)、(Y-4)及(Y-6)之任一者又更佳;且(Y-1)或(Y-4)尤
其較佳。式(Y-1)至(Y-13)中之星號(*)表示R55鍵結於吡唑環中之氮原子之位點。Y1至Y11各自獨立地表示氫原子或取代基。(Y-13)中之G11表示可形成5員或6員雜環之非金屬原子基團,且由G11表示之雜環可未經取代或可具有取代基。雜環可為單環或稠合環。式(Y-1)至(Y-13)可與取代基具有互變異構體結構。
由Y1至Y11表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由Y1至Y11表示之取代基較佳為脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為脂族基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團。Y1至Y11中兩個鄰接取代基可形成5員或6員環。
自本發明之作用的角度而言,Y1至Y11各自較佳表示氫原子、脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為氫原子、脂族基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、脂族氧基或氰基。
自本發明之作用的角度而言,根據色調,A較佳表示5員雜環,更佳為含氮或含硫5員雜環,且又更佳為含有兩個或兩個以上雜原子之5員雜環。
由R56、R57及R59表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。由R56、R57及R59表示之取代基較佳為脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為脂族基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團。
自本發明之作用的角度而言,R56、R57及R59各自較佳表示脂族基、芳基、雜環基、脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、醯胺基、磺醯胺基、脂族氧基、脂族硫基、氰基或其類似基團;更佳為脂族基、脂族氧基、脂族硫基或氰基。
由R58表示之取代基可為任何基團,只要其是前述取代基段落中所述之可取代基團。自本發明之作用的角度而言,R58較佳為雜環基,或哈密特取代基常數(σp值)為0.2或0.2以上之吸電子基團;較佳為σp值為0.3或0.3以上之吸電子基團。吸電子基團之σp值之上限為1.0或1.0
以下。
作為σp值為0.2或0.2以上之吸電子基團的R58之特定實例包含醯基、醯氧基、胺甲醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、硝基、二烷基膦酸基、二芳基膦酸基、二芳基膦基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、磺醯氧基、醯硫基、胺磺醯基、硫氰酸酯基、硫羰基、鹵化烷基、鹵化烷氧基、鹵化芳氧基、鹵化烷基胺基、鹵化烷硫基、經σp值為0.20或0.20以上之吸電子基團取代之芳基、雜環基、鹵素原子、偶氮基及硒氰酸酯基。
另外,自本發明之作用的角度而言,R58亦較佳為(Y-1)至(Y-13)。為獲得容易形成分子內氫鍵結構之結構,具有6員環之(Y-1)至(Y-6)之任一者更佳;(Y-1)、(Y-3)、(Y-4)及(Y-6)之任一者又更佳;且(Y-1)或(Y-4)尤其較佳。
在由A表示之(A-1)至(A-32)之雜環中,若與鍵結於偶氮基之碳原子鄰接的原子為雜原子,則耐光性及耐熱性傾向於較高。使用具有這些結構特徵之顏料較佳,因為可獲得展現高對比度之彩色濾光片。
自本發明之作用的角度而言,由式(1)表示之偶氮顏料較佳具有如下結構,其中G表示氫原子,R1表示可具有取代基之胺基或經由氮原子連接之飽和雜環基,m表示0或1,其中當m表示1時,R2表示脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、或脂族氧基,A表示(A-1)、(A-10)
至(A-17)、(A-20)至(A-23)、(A-27)、(A-28)及(A-30)至(A-32)之任一者,且n表示1或2;更佳為如下結構,其中G表示氫原子,R1表示可具有取代基之胺基或經由氮原子連接之飽和雜環基,m表示0或1,其中當m表示1時,R2表示脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、或脂族氧基,A表示(A-1)、(A-10)、(A-11)、(A-13)至(A-17)、(A-20)、(A-22)至(A-23)、(A-27)、(A-28)及(A-30)至(A-32)之任一者,且n表示1或2;又更佳為如下結構,其中G表示氫原子,R1表示可具有取代基之胺基或經由氮原子連接之飽和雜環基,m表示0,A表示(A-10)、(A-11)、(A-13)至(A-17)、(A-20)、(A-22)至(A-23)、(A-27)、(A-28)及(A-30)至(A-32)之任一者,且n表示1或2;尤其較佳為如下結構,其中G表示氫原子,R1表示可具有取代基之胺基,m表示0,A表示(A-16)至(A-17)、(A-20)、(A-28)及(A-32)之任一者,且n表示1或2;且最佳為如下結構,其中G表示氫原子,R1表示可具有取代基之胺基,m表示0,A表示(A-16)且n表示1或2。
自本發明之作用的角度而言,由式(1)表示之偶氮顏料較佳為由下式(2)表示之偶氮顏料。
由式(2)表示之偶氮顏料較佳之原因在於Z或R55
及萘環之羥基與偶氮基形成交聯氫鍵,藉此增加顏料結構之平面性且增強分子內/分子間相互作用,且藉此顯著提高耐光性、耐熱性、耐溶劑性或其類似性質。
下文將更詳細地描述由式(2)表示之偶氮顏料、偶氮顏料之互變異構體及其鹽或水合物。
在式(2)中,R21、R22、R55、R59、m及n之定義分別與式(1)中之R1、R2、R55、R59、m及n相同。Z表示哈米特σp值為0.2或0.2以上之吸電子基團。當n=2時,式(2)化合物表示經由R21、R22、R55、R59或Z形成之二聚體。當n=3時,式(2)化合物表示經由R21、R22、R55、R59或Z形成之三聚體。當n=4時,式(2)化合物表示經由R21、R22、R55、R59或Z形成之四聚體。由式(2)表示之結構不包含離子型親水基團。
由Z表示且哈米特σp值為0.2或0.2以上之取代基之實例包含如解釋式(1)之R58時所述之基團。
由式(2)表示之偶氮顏料中之R21、R22、R55、R59、m及n的取代基之較佳實例或範圍與式(1)中之R1、R2、R55、R59、m及n相同。
自本發明之作用的角度而言,Z較佳表示醯基、胺甲醯基、烷氧基羰基、氰基、烷基磺醯基或胺磺醯基,更佳
為胺甲醯基、烷氧基羰基或氰基,且最佳為氰基。
自本發明之作用的角度而言,由式(2)表示之偶氮顏料較佳具有如下結構,其中R21表示可具有取代基之胺基,m表示0或1,其中當m表示1時,R22表示脂族氧基羰基、可具有取代基之胺甲醯基、或脂族氧基,R55表示在鄰接其結合位點之位置處含有氮原子之芳族5員或6員雜環基,R59表示氫原子或脂族基,Z表示醯基、胺甲醯基、烷氧基羰基、氰基、烷基磺醯基或胺磺醯基,且n表示1或2;
更佳為如下結構,其中R21表示可具有取代基之胺基,m表示0,R55表示(Y-1)至(Y-13)之任一者,R59表示氫原子或脂族基,Z表示胺甲醯基、烷氧基羰基或氰基,且n表示1或2;又更佳為如下結構,其中R21表示可具有取代基之胺基,m表示0,R55表示(Y-1)至(Y-6)之任一者,R59表示氫原子或脂族基,Z表示胺甲醯基、烷氧基羰基或氰基,且n表示1或2;且最佳為如下結構,其中R21表示可具有取代基之胺基,m表示0,R55表示(Y-1)、(Y-4)或(Y-6),R59表示氫原子,Z表示氰基,且n表示1或2。
自本發明之作用的角度而言,在由式(1)或(2)表示之偶氮顏料中,由「總碳原子數/偶氮基數」表示之值較佳為40或40以下,且更佳為30或30以下。自本發明之作用的角度而言,在由式(1)或(2)表示之偶氮顏料中,
由「分子量/偶氮基數」表示之值較佳為700或700以下。自本發明之作用的角度而言,較佳,由式(1)或(2)表示之偶氮顏料不經離子型取代基(諸如磺酸基或羧基)取代。
在由式(1)表示之偶氮化合物之其他實施例中,A較佳表示(A-1)至(A-9)、(A-11)至(A-13)、(A-17)、(A-20)至(A-23)、(A-27)、(A-28)及(A-30)至(A-32);更佳為(A-11)至(A-13)、(A-17)、(A-20)至(A-23)、(A-27)、(A-28)及(A-30)至(A-32);又更佳為(A-17)、(A-20)、(A-22)至(A-23)、(A-27)、(A-28)、(A-31)及(A-32);甚至更佳為(A-20)、(A-28)或(A-32);且最佳為(A-20)。A尤其較佳為R56為R59之(A-20)。
本發明亦包含由式(1)或(2)表示之偶氮顏料之互變異構體在其範疇內。雖然式(1)或(2)由在化學結構方面多個可能的互變異構體中之一限定結構表示,但偶氮顏料可為除本文所述之結構以外的其他結構之互變異構體,且偶氮顏料可呈多個互變異構體之混合物形式使用。
舉例而言,一種關於由式(1)表示之偶氮顏料的可能互變異構體為由下式(1')表示之偶氮-腙互變異構體。
本發明亦包含由式(1')表示之顏料在其範疇內,所述由式(1')表示之顏料為由式(1)表示之偶氮顏料的互變異構體。
在式(1')中,G、R1、R2、m、n及A之定義分別與式(1)中相同。
在由式(1)表示之偶氮顏料中,尤其較佳之偶氮顏料的例示性式包含如上所述由以下式(3-1)至式(3-4)表示之偶氮顏料。由式(1)表示之偶氮顏料較佳為由以下式(3-1)至式(3-4)表示之偶氮顏料。
下文將更詳細地描述由式(3-1)至式(3-4)表示之偶氮顏料、其互變異構體及其鹽或水合物。
在式(3-1)至式(3-4)中,R1、R2、m及n之定義分別與式(1)及(2)中相同。X表示碳原子或氮原子,Ax及Bx各自獨立地表示與X及碳原子一起形成之芳族5
員或6員雜環基,特別表示對應於由式(1)之A定義之(A-1)至(A-32)之任一者的雜環基。Yx表示與氮原子及碳原子一起形成之由式(1)之R55定義的雜環基之對應基團。R23表示對應於藉由自相應取代基移除羰基所形成之基團的取代基,此取代基是從由如式(1)中定義之R51、R54、R57、R58及其類似物表示之取代基中選出。R'1表示對應於藉由自如式(1)中定義之R1之胺基中移除-NH-所形成之基團的取代基。
由式(1)、(2)及(3-1)至(3-4)表示之偶氮顏料存在若干可能的互變異構體。
另外,在本發明中,由式(1)表示之偶氮顏料較佳具有可形成分子內氫鍵或分子內交聯氫鍵之取代基;更佳為可形成至少一個或多個分子內氫鍵之取代基;且尤其較佳為可形成至少一個或多個分子內交聯氫鍵之取代基。
上述結構較佳之理由為,如式(3-1)至(3-4)中所示,構成偶氮顏料結構中所含之雜環基之氮原子、萘取代基之羥基之氫原子及氧原子以及偶氮基或作為偶氮基之互變異構體之腙基的氮原子,或取代偶氮顏料結構中所含之偶氮組分之羰基、萘取代基之羥基之氫原子及氧原子以及偶氮基或作為偶氮基之互變異構體之腙基的氮原子容易形成分子內交聯氫鍵。
因而,增加分子之平面性,因而進一步增強分子內及分子間相互作用,增強由式(3-1)或式(3-4)表示之偶氮顏料之結晶性(容易形成顏料之高級結構),因此可顯著
改進顏料所需之效能特徵,例如耐光性、熱穩定性、濕度穩定性、耐水性、耐氣體性及/或耐溶劑性。
自這些角度而言,由式(1)表示之偶氮顏料較佳為由式(2)及(3-1)至(3-4)表示之顏料,更佳為由式(2)、(3-1)或(3-2)表示之顏料,且尤其較佳為由式(2)表示之偶氮顏料。
以下為由式(1)表示之偶氮顏料及偶氮化合物之特定實例。然而,本發明不限於這些實例。另外,雖然這些特定實例之結構以在化學結構方面多個可能的互變異構體中之一限定結構形式描述,但應認識到,除本文所述之結構以外的互變異構體之其他結構包含在本發明之範疇內。
由式(1)表示之本發明偶氮顏料可為具有由式(1)或(2)表示之化學結構之顏料,或可為式(1)或(2)之任何互變異構體。另外,偶氮顏料可為具有任何結晶形態學(亦稱為多形現象)之顏料。
結晶多形現象意謂晶體具有相同化學組成但具有不同構建塊(分子或離子)組態。可根據晶體結構確定晶體之化學及物理性質,且各多形現象可由流變學、顏色及其他顏色特性與另一者區別開。另外,不同多形現象可藉由X射線繞射(粉末X射線繞射量測)以及X射線分析(X射線晶體結構分析)鑑別。
在由式(1)或(2)表示之偶氮顏料展現結晶多形現
象之情況下,可使用任何結構且亦可使用兩種或兩種以上結構之混合物。然而,顏料較佳含有具有單形結晶結構作為主要組分之偶氮顏料。換言之,顏料較佳不含展現結晶多形現象之偶氮顏料。具有單形結晶結構之偶氮顏料之含量相對於總偶氮顏料較佳為70%至100%,更佳為80%至100%,甚至更佳為90%至100%,又更佳為95%至100%,且尤其較佳為100%。藉由包含具有單形結晶結構之偶氮顏料,可提高著色分子排列之規律性且可增強顏料之分子間/分子內相互作用,藉此可容易地形成高級三維網路結構。因此,在偶氮顏料所必需之諸如有利的色調、耐光性、耐熱性、耐濕性、耐氧化氣體性或耐溶劑性之效能方面,可實現較佳效應。
可自利用單晶X射線結晶學分析、粉末X射線繞射學(XRD)、晶體顯微照相術(TEM)或紅外(IR)(溴化鉀法)量測固體物質所獲得之物理化學資料來確定偶氮顏料中展現結晶多形現象之偶氮顏料的混合比率。
上述互變異構化及/或結晶多形現象可藉由控制偶合反應期間之製造條件來控制。
當式(1)之偶氮顏料中存在酸性基團時,部分或所有酸性基團可呈鹽形式,或鹽型顏料與游離酸型顏料可組合使用。鹽之實例包含諸如Na、Li、K或其類似物之鹼金屬之鹽;可經烷基或羥基烷基取代之銨鹽;及有機胺之鹽。有機胺之實例包含低碳烷基胺、經羥基取代之低碳烷基胺、及具有2至10個各含有2至4個碳原子之伸烷基亞胺
單元之聚胺。鹽之類型不限於一種,且兩種或兩種以上可組合存在。
當本發明所用之顏料之分子中包含多個酸性基團時,多個酸性基團可呈鹽或酸形式,且可彼此不同。
由式(1)表示之偶氮顏料可呈晶體中含水分子之水合物形式。
本發明之顏料分散組成物可包含兩種或兩種以上由式(1)表示之偶氮顏料。
另外,在本發明說明書中,術語「由式(1)表示之偶氮顏料」不僅指單一種類之由式(1)表示之偶氮顏料,而且亦指兩種或兩種以上由式(1)表示之偶氮顏料之組合及由式(1)表示之偶氮顏料與稍後將描述之除由式(1)表示之偶氮顏料以外的顏料之組合。
下文將描述製造由式(1)表示之偶氮顏料之方法的實例。可藉由例如使由下式(4)表示之雜環胺轉化成重氮且在酸性條件下使重氮與由下式(5)表示之化合物進行偶合反應,隨後利用普通方法進行後處理來製造由下式(6)表示之偶氮顏料。可藉由使用對應於式(1)之A之雜環胺代替式(4)進行類似程序來製造由式(1)表示之偶氮顏料。
在此式中,R55、R58及R59之定義分別與式(2)中相
同。
在此式中,R1、R2及m之定義分別與式(1)中相同。
下文將說明反應流程。
在所述式中,G、R1、R2、R55、R58、R59、m及n之定義分別與式(1)或(2)中相同。
雖然一些由式(4)及(A-1)至(A-32)之胺基體表示之雜環胺可購得,但大多數可利用已知之習知方法製造,例如日本專利第4022271號中所述之方法。由式(5)表示之雜環偶合劑可購得或可利用JP-A第2008-13472號中所述之方法或其類似方法製造。上述反應流程中所述之雜環胺之重氮化反應可藉由例如使此化合物與諸如亞硝酸鈉、亞硝基硫酸或亞硝酸異戊酯之試劑在諸如硫酸、磷酸或乙酸之酸性溶劑中於15℃或低於15℃之溫度下反應約10分鐘至約6小時來進行。偶合反應可藉由使上述方法中所獲得之重氮鹽與由式(5)表示之化合物在40℃或低於40℃、較佳25℃或低於25℃之溫度下反應約10分鐘至約
12小時來進行。
式(1)或(2)中之n為2或2以上之偶氮顏料的合成可以類似於上述流程之方式,藉由合成在式(4)或(5)中之R1至R2、R55、R59、R58或其類似基團中引入可取代之二價、三價或四價取代基之原料來進行。
反應產物可在其中形成沈澱之晶體。然而,一般可藉由向反應溶液中添加水或醇性溶劑以使晶體沈澱,藉由過濾來收集這些沈澱之晶體。洗滌藉由過濾所收集之晶體且根據需要乾燥,藉此獲得由式(1)表示之偶氮顏料。
利用上述製造方法獲得由式(1)或(2)表示之偶氮顏料作為粗偶氮顏料。在本發明中,粗偶氮顏料較佳在進行後處理之後使用。後處理之方法包含例如經由研磨處理(諸如溶劑鹽研磨、鹽研磨、乾式研磨、溶劑研磨或酸糊化(acid pasting))或溶劑加熱處理控制顏料粒子之方法;及藉由使用例如樹脂、界面活性劑或分散劑處理表面之方法。
作為後處理,較佳對由式(1)或(2)表示之本發明偶氮顏料進行溶劑加熱處理及/或溶劑鹽研磨。
藉由進行溶劑鹽研磨,由式(1)表示之偶氮顏料之平均初級粒徑可容易地控制在上述較佳範圍內。
欲用於溶劑加熱處理之溶劑的實例包含水;芳族烴溶劑,諸如甲苯及二甲苯;鹵化烴溶劑,諸如氯苯及鄰二氯苯;醇性溶劑,諸如異丙醇及異丁醇;極性非質子性有機溶劑,諸如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺及N-甲基-2-吡咯啶酮;冰醋酸;吡啶;及其混合物。可進一步
向這些溶劑中添加無機或有機酸或鹼。雖然溶劑加熱處理之溫度可視欲獲得之顏料初級粒子之尺寸而變化,但較佳在40℃至150℃且更佳60℃至100℃範圍內。處理時間較佳在30分鐘至24小時範圍內。
一種溶劑鹽研磨之例示性方法包含將粗偶氮顏料、無機鹽及不溶解粗偶氮顏料及無機鹽之有機溶劑置放於捏合機中,隨後進行捏合且研磨此混合物。
欲使用之無機鹽較佳為水可溶性無機鹽,諸如氯化鈉、氯化鉀及硫酸鈉。
無機鹽較佳具有0.5微米至50微米之平均粒徑。欲使用之無機鹽的量以質量計較佳為粗偶氮顏料之量的3至20倍,以質量計更佳為5至15倍。
水可溶性有機溶劑適合用作有機溶劑,自安全性之角度而言,其較佳具有高沸點,因為溶劑隨捏合期間溫度升高而變得易揮發。有機溶劑之實例包含二乙二醇、甘油、乙二醇、丙二醇、液體聚乙二醇、液體聚丙二醇、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(異戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇及其混合物。欲使用之水可溶性有機溶劑的量以質量計較佳為粗偶氮顏料之量的0.1至5倍。捏合溫度較佳在20℃至130℃,且尤其較佳為40℃至110℃範圍內。例示性捏合機包含捏合機及混合碾壓機。
另外,JP-A第2009-263501號之段落編號[0007]至[0071]中所述之方法亦較佳用於溶劑鹽研磨。
此用於溶劑鹽研磨之較佳方法為使用無水硫酸鈉作為研磨劑之方法,其中無水硫酸鈉具有5.5微米或5.5微米以下之平均粒徑且含有5體積%或5體積%以下之粒徑為10.0微米或10.0微米以上之粒子。
在本發明中,用於研磨顏料之無水硫酸鈉較佳具有2.0微米至4.0微米之平均粒徑,且含有1體積%或1體積%以下之粒徑為10.0微米或10.0微米以上之粒子。
另外,用於研磨顏料之無水硫酸鈉較佳具有1.0重量%或1.0重量%以下之水含量。另外,用於研磨顏料之無水硫酸鈉較佳含有抗固化劑。
<其他顏料>
本發明之顏料分散組成物除由式(1)表示之偶氮顏料以外亦可含有另一顏料,只要本發明之目標不受損。
除由式(1)表示之偶氮顏料以外的其他顏料不受特別限制,且其實例包含一或多種自以下中選出之顏料及/或其衍生物:偶氮顏料、雙偶氮顏料、苯並咪唑酮顏料、稠合偶氮顏料、偶氮色澱顏料、蒽醌顏料、二酮基吡咯並吡咯顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉顏料、異吲哚啉酮顏料、紫環酮顏料、苝顏料及其類似物。
其他顏料之實例包含根據染料索引(color index)(C.I.;由英國染色工作者學會(Society of Dyers and Colourists)發佈)歸入一組顏料之化合物,諸如具有以下
顏色指數(C.I.)編號之化合物:C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279;C.I.顏料黃1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213及214;CI.顏料橙2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71及73;C.I.顏料綠7、10、36及37;C.I.顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、79(其中Cl取代基變成OH)
及80;CI.顏料紫1、19、23、27、32、37及42;CI.顏料棕25及28;及CI.顏料黑1及7。
然而,本發明不限於這些顏料。
其中,可較佳用於本發明之顏料之實例包含以下顏料:CI.顏料黃11、24、108、109、110、138、139、150、151、154、167、180及185;CI.顏料橙36及71;CI.顏料紅122、150、171、175、177、209、224、242、254、255及264;CI.顏料紫19、23、29及32;CI.顏料藍15:1、15:3、15:6、16、22、60及66;CI.顏料綠7、36及37;及CI.顏料黑1及7。
上述無機顏料之特定實例包含氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、鉛黃、鋅黃、氧化鐵紅(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、深藍、普魯士藍(Prussian blue)、氧化鉻綠、鈷綠、琥珀黃、鈦黑、合成鐵黑及碳黑。在本發明中,顏料可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
特定言之,自進一步改進光譜性質(色調)為紅色圖案(紅色濾光片)之角度而言,本發明之顏料分散組成物較佳含有至少一種具有自紅色、黃色、橙色及紫色中選出
之色調的顏料以及由式(1)表示之偶氮顏料。與由式(1)表示之偶氮顏料組合使用之顏料可為自具有如上所述之染料索引編號(color index number)之顏料中選出的至少一者。以此方式,短波長側(例如500奈米或500奈米以下之波長(更佳400奈米或400奈米以下之波長))之透射程度可進一步受抑制,藉此可獲得更有利之紅色色調。
當除由式(1)表示之偶氮顏料以外的顏料(尤其為具有紅色、黃色、橙色或紫色色調之顏料)組合使用時,其含量相對於本發明之顏料分散組成物(或本發明之彩色硬化型組成物)中之顏料的總質量較佳為50質量%或50質量%以下,更佳為40質量%或40質量%以下,且尤其較佳為30質量%或30質量%以下。
自控制光譜性質之角度而言,雖然除由式(1)表示之偶氮顏料以外的顏料(尤其為具有紅色、黃色、橙色或紫色色調之顏料)之含量的下限不受特別限制,但較佳為5質量%,更佳為10質量%。
<分散劑>
本發明之顏料分散組成物含有至少一種分散劑。
分散劑不受特別限制,且可使用已知的顏料分散劑。
本發明所用之分散劑可為例如含有氮原子之接枝共聚物。
含有氮原子之接枝共聚物較佳具有主鏈中含有氮原子之重複單元。含有氮原子之接枝共聚物尤其較佳具有由式(A)表示之重複單元或/及由式(B)表示之重複單元。
在式(A)中,R1表示具有1至5個碳原子之伸烷基,A表示氫原子或以下式(C)至(E)之任一者。
在式(A)中,R1表示具有1至5個碳原子之直鏈或分支鏈伸烷基,諸如亞甲基、伸乙基或伸丙基,較佳為具有2至3個碳原子之直鏈或分支鏈伸烷基,且更佳為伸乙基。雖然式(A)中之A表示氫原子或以下式(C)至(E)之任一者,但較佳為由式(C)表示之基團。
在式(B)中,R1及A之定義分別與式(A)中之R1及A相同。
在式(C)中,W1表示具有2至10個碳原子之直鏈或分支鏈伸烷基;較佳為具有4至7個碳原子之伸烷基,
諸如伸丁基、伸戊基或伸己基。在式(C)中,p表示1至20之整數,但較佳為5至10之整數。
在式(D)中,Y1表示二價鍵聯基團,較佳為具有1至4個碳原子之伸烷基,諸如伸乙基或伸丙基,或具有1至4個碳原子之伸烷氧基,諸如伸乙氧基或伸丙氧基。W2表示具有2至10個碳原子之直鏈或分支鏈伸烷基,諸如伸乙基、伸丙基或伸丁基;較佳為具有2至3個碳原子之伸烷基,諸如伸乙基或伸丙基。Y2表示氫原子或-CO-R2(R2表示具有1至10個碳原子之烷基,諸如乙基、丙基、丁基、戊基或己基,較佳為具有2至5個碳原子之烷基,諸如乙基、丙基、丁基或戊基)。在式(D)中,q表示1至20之整數;較佳為5至10之整數。
在式(E)中,W3表示具有1至50個碳原子之烷基或具有1至50個碳原子及1至5個羥基之羥基烷基;較佳為具有10至20個碳原子之烷基(諸如十八烷基)或具有10至20個碳原子及1至2個羥基之羥基烷基(諸如單羥基十八烷基)。
「含氮原子之接枝共聚物」中由式(A)或式(B)表示之重複單元之含量較佳較高,且通常為50莫耳%或50莫耳%以上,較佳為70莫耳%或70莫耳%以上。含氮原子之接枝共聚物可具有由式(A)表示之重複單元與由式(B)表示之重複單元,其中這些重複單元之比率不受特別限制。在此情況下,接枝共聚物所含之由式(A)表示之重複單元的比例較佳高於由式(B)表示之重複單元。由式(A)或式(B)表示之重複單元的總數通常為1至100,較佳為10至70,且更佳為20至50。接枝共聚物可進一步含有除由式(A)或式(B)表示之重複單元以外的重複單元。其他重複單元之實例包含伸烷基及伸烷氧基。上述「含氮原子之接枝共聚物」在其末端較佳具有-NH2或-R1-NH2(R1之定義與如先前提及之R1相同)。
另外,「含氮原子之接枝共聚物」之主鏈可為直鏈或分支鏈。接枝共聚物之胺值通常在5毫克KOH/公克至100毫克KOH/公克、較佳10毫克KOH/公克至70毫克KOH/公克且更佳15毫克KOH/公克至40毫克KOH/公克範圍內。
若胺值為5毫克KOH/公克或5毫克KOH/公克以上,則可進一步提高分散穩定性,且可使黏度更穩定。若胺值為100毫克KOH/公克或100毫克KOH/公克以下,則可進一步抑制殘餘物之形成,且可進一步抑制液晶面板形成之後電性質的退化。
由GPC量測之「含氮原子之接枝共聚物」之重量平
均分子量較佳在3,000至100,000、尤其較佳5,000至50,000範圍內。若重量平均分子量為3,000或3,000以上,則可進一步抑制著色劑之聚集,且可進一步抑制黏度增加或膠凝。若重量平均分子量為100,000或100,000以下,則可進一步抑制共聚物本身之黏度增加,且可進一步緩解對有機溶劑之溶解性不足。
分散劑之合成可由已知方法進行,例如日本經審查專利申請案第63-30057號中所述之方法。
另外,自進一步提高分散穩定性之角度而言,本發明所用之分散劑較佳為含有至少一種自由以下式(I)及(II)表示之重複單元中選出之重複單元的高分子量化合物(下文亦稱為「特定聚合物」)。
在式(I)及(II)中,R1至R6各自獨立地表示氫原子或單價有機基團;X1及X2各自獨立地表示-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-或伸苯基;L1及L2各自獨立地表示單鍵或二價有機鍵聯基團;A1及A2各自獨立地表示單價有機基團;m及n各自獨立地表示2至8之整數;且p及q各自獨立地表示1至100之整數。
在式(I)及(II)中,R1至R6各自獨立地表示氫原
子或單價有機基團。單價有機基團較佳為經取代或未經取代之烷基。烷基較佳為具有1至12個碳原子之烷基,更佳為具有1至8個碳原子之烷基,且尤其較佳為具有1至4個碳原子之烷基。
當烷基具有取代基時,取代基之實例包含羥基及烷氧基(較佳具有1至5個碳原子,更佳具有1至3個碳原子),諸如甲氧基、乙氧基及環已氧基。
較佳烷基之特定實例包含甲基、乙基、丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正己基、環己基、2-羥基乙基、3-羥基丙基、2-羥基丙基及2-甲氧基乙基。
自對顏料表面之吸附能力的角度而言,在式(I)及(II)中,R1、R2、R4及R5較佳表示氫原子,且R3及R6最佳表示氫原子或甲基。
在式(I)及(II)中,X1及X2各自獨立地表示-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-或伸苯基。自對顏料之吸附性的角度而言,-C(=O)O-、-CONH-或伸苯基較佳,且-C(=O)O-最佳。
在式(I)及(II)中,L1及L2各自獨立地表示單鍵或二價有機鍵聯基團。二價有機鍵聯基團較佳為經取代或未經取代之伸烷基、或包含伸烷基及雜原子或含雜原子之部分結構的二價有機鍵聯基團。伸烷基較佳為具有1至12個碳原子之伸烷基,更佳為具有1至8個碳原子之伸烷基,且尤其較佳為具有1至4個碳原子之伸烷基。含雜原子之部分結構中的雜原子之實例包含氧原子、氮原子及硫原
子。其中,氧原子或氮原子較佳。
較佳伸烷基之特定實例包含亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基及四亞甲基。
當伸烷基具有取代基時,取代基之實例包含羥基。
自對顏料之吸附性的角度而言,二價有機鍵聯基團較佳在伸烷基之末端具有雜原子或自-C(=O)-、-OC(=O)-及-NHC(=O)-中選出之含雜原子之部分結構,且經由雜原子或含雜原子之部分結構連接於鄰接氧原子。如上所提及之術語「鄰接氧原子」是指側鏈側鍵結於式(I)中之L1或式(II)中之L2的氧原子。
在式(I)及(II)中,A1及A2各自獨立地表示單價有機基團。單價有機基團較佳為經取代或未經取代之烷基或經取代或未經取代之芳基。
較佳烷基之實例包含具有1至20個碳原子之直鏈、分支鏈及環狀烷基。其特定實例包含甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、異戊基、新戊基、1-甲基丁基、異己基、2-乙基己基、2-甲基己基、環己基、環戊基及2-降冰片基(2-norbornyl)。
經取代烷基之取代基包含除氫原子以外之由單價非金屬原子基團形成之基團。其較佳實例包含鹵素原子(-F、-Br、-Cl、-I)、羥基、烷氧基、芳氧基、巰基、烷硫基、芳硫基、烷基二硫基、芳基二硫基、胺基、N-烷基胺基、
N,N-二烷基胺基、N-芳基胺基、N,N-二芳基胺基、N-烷基-N-芳基胺基、醯氧基、胺甲醯氧基、N-烷基胺甲醯氧基、N-芳基胺甲醯氧基、N,N-二烷基胺甲醯氧基、N,N-二芳基胺甲醯氧基、N-烷基-N-芳基胺甲醯氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧基、醯氧基、醯硫基、醯基胺基、N-烷基醯基胺基、N-芳基醯基胺基、脲基、N'-烷基脲基、N',N'-二烷基脲基、N'-芳基脲基、N',N'-二芳基脲基、N'-烷基-N'-芳基脲基、N-烷基脲基、N-芳基脲基、N'-烷基-N-烷基脲基、N'-烷基-N-芳基脲基、N',N'-二烷基-N-烷基脲基、N',N'-二烷基-N-芳基脲基、N'-芳基-N-烷基脲基、N'-芳基-N-芳基脲基、N',N'-二芳基-N-烷基脲基、N',N'-二芳基-N-芳基脲基、N'-烷基-N'-芳基-N-烷基脲基、N'-烷基-N'-芳基-N-芳基脲基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、N-烷基-N-烷氧基羰基胺基、N-烷基-N-芳氧基羰基胺基、N-芳基-N-烷氧基羰基胺基、N-芳基-N-芳氧基羰基胺基、甲醯基、醯基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、N-烷基胺甲醯基、N,N-二烷基胺甲醯基、N-芳基胺甲醯基、N,N-二芳基胺甲醯基、N-烷基-N-芳基胺甲醯基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、磺酸基(-SO3H)及其共軛鹼性基團(下文稱為磺酸根基)、烷氧基磺醯基、芳氧基磺醯基、胺亞磺醯基、N-烷基胺亞磺醯基、N,N-二烷基胺亞磺醯基、N-芳基胺亞磺醯基、N,N-二芳基胺亞磺醯基、N-烷基-N-芳基胺亞磺醯基、胺磺醯基、N-烷基胺磺醯基、N,N-二烷基胺磺醯基、N-芳基胺磺醯基、N,N-二芳基
胺磺醯基、N-烷基-N-芳基胺磺醯基、膦酸基(-PO3H2)及其共軛鹼性基團(下文稱為膦酸根基)、二烷基膦酸基(-PO3(烷基)2)、二芳基膦酸基(-PO3(芳基)2)、烷基芳基膦酸基(-PO3(烷基)(芳基))、單烷基膦酸基(-PO3H(烷基))及其共軛鹼性基團(下文稱為烷基膦酸根基)、單芳基膦酸基(-PO3H(芳基))及其共軛鹼性基團(下文稱為芳基膦酸根基)、膦酸氧基(-OPO3H2)及其共軛鹼性基團(下文稱為膦酸根氧基)、二烷基膦酸氧基(-OPO3(烷基)2)、二芳基膦酸氧基(-OPO3(芳基)2)、烷基芳基膦酸氧基(-OPO3(烷基)(芳基))、單烷基膦酸氧基(-OPO3H(烷基))及其共軛鹼性基團(下文稱為烷基膦酸根氧基)、單芳基膦酸氧基(-OPO3H(芳基))及其共軛鹼性基團(下文稱為芳基膦酸根氧基)、氰基、硝基、芳基、雜芳基、烯基、炔基及矽烷基。
如上所提及之取代基中之烷基的特定實例包含可進一步具有取代基之上述烷基。
自分散穩定性之角度而言,取代基較佳為烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、N,N-二烷基胺基、N,N-二芳基胺基、N-烷基-N-芳基胺基、醯氧基、芳基、雜芳基、烯基、炔基或矽烷基。
芳基之特定實例包含苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、異丙苯基、氯苯基、溴苯基、氯甲基苯基、羥基苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、苯氧基苯基、乙醯氧基苯基、苯甲醯氧基苯基、甲硫基苯基、苯
硫基苯基、甲基胺基苯基、二甲基胺基苯基、乙醯基胺基苯基、羧基苯基、甲氧基羰基苯基、乙氧基苯基羰基、苯氧基羰基苯基、N-苯基胺甲醯基苯基、苯基、氰基苯基、磺酸基苯基、磺酸根基苯基、膦酸基苯基、膦酸根基苯基及其類似物。
自分散穩定性及顯影性之角度而言,A1及A2較佳為具有1至20個碳原子之直鏈烷基、具有3至20個碳原子之分支鏈烷基或具有5至20個碳原子之環狀烷基,更佳為具有4至15個碳原子之直鏈烷基、具有4至15個碳原子之分支鏈烷基或具有6至10個碳原子之環狀烷基,且又更佳為具有6至10個碳原子之直鏈烷基或具有6至12個碳原子之分支鏈烷基。
在式(I)及(II)中,m及n各自獨立地表示2至8之整數。自分散穩定性及顯影性之角度而言,4至6之整數較佳,且5最佳。
在式(I)及(II)中,p及q各自獨立地表示1至100之整數。兩種或兩種以上具有不同p值之重複單元或兩種或兩種以上具有不同q值之重複單元可混合。自分散穩定性及顯影性之角度而言,p及q較佳在5至60、更佳5至40且又更佳5至20之範圍內。
自分散穩定性之角度而言,特定聚合物較佳含有由式(I)表示之重複單元。
另外,由式(I)表示之重複單元更佳為由下式(I)-2表示之重複單元。
在式(I)-2中,R1至R3各自獨立地表示氫原子或單價有機基團,La表示具有2至10個碳原子之伸烷基,Lb表示-C(=O)-或-NHC(=O)-,A1表示單價有機基團,m表示2至8之整數,且p表示1至100之整數。
分別藉由由以下式(i)、(ii)或(i)-2表示之單體進行聚合或共聚合來引入由式(I)、(II)或(I)-2表示之重複單元作為高分子量化合物之重複單元。
在式(i)、(ii)及(i)-2中,R1至R6各自獨立地表示氫原子或單價有機基團,X1及X2各自獨立地表示-CO-、
-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-或伸苯基,L1及L2各自獨立地表示單鍵或二價有機鍵聯基團,La表示具有2至10個碳原子之伸烷基,Lb表示-C(=O)-或-NHC(=O)-,A1及A2各自獨立地表示單價有機基團,m及n各自獨立地表示2至8之整數,且p及q各自獨立地表示1至100之整數。
以下為由式(i)、(ii)及(i)-2(單體(XA-1)至(XA-23))表示之單體之特定實例。然而,本發明不限於這些實例。
特定聚合物可含有至少一種自由式(I)及(II)表示之重複單元中選出的重複單元。聚合物可含有僅一種類型重複單元或兩種或兩種以上類型重複單元。
在特定聚合物中,由式(I)或(II)表示之重複單元之含量不受特別限制。然而,當聚合物中所含之總重複單元以100質量%計時,由式(I)或(II)表示之重複單元之含量較佳為5質量%或5質量%以上,更佳為50質量%或50質量%以上,且又更佳為50質量%至80質量%。
出於增強對顏料之吸附性之目的,特定聚合物較佳為藉由具有能夠吸附於顏料之官能基之單體與由式(i)、(ii)或(i)-2表示之單體共聚合所獲得的高分子量化合物。
具有能夠吸附於顏料之官能基之單體的特定實例包含具有酸性基團之單體、具有有機著色結構或雜環結構之單體、具有鹼性氮原子之單體及具有離子基團之單體。自對顏料之吸附性的角度而言,具有酸性基團之單體及具有有機著色結構或雜環結構之單體較佳。
具有酸性基團之單體之實例包含具有羧基之乙烯系
單體及具有磺酸基之乙烯系單體。
具有羧基之乙烯系單體之實例包含(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單烷酯、反丁烯二酸、衣康酸(itaconic acid)、丁烯酸(crotonic acid)、肉桂酸、丙烯酸二聚體及其類似物。亦有可能使用由具有羥基之單體(諸如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯)與環酐(諸如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐或環己烷二甲酸酐)之間進行加成反應所獲得之化合物,及ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯。另外,作為羧基之前驅體,可使用含酸酐之單體,諸如順丁烯二酸酐、衣康酸酐或甲基順丁烯二酸酐。自顯影期間移除未曝光部分之角度而言,由具有羥基之單體(諸如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯)與環酐(諸如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐或環己烷二甲酸酐)之間進行加成反應所獲得之化合物較佳。
另外,具有磺酸基之乙烯系單體之實例包含2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸及其類似物,且具有磷酸基之乙烯系單體之實例包含磷酸單(2-丙烯醯氧基乙酯)、磷酸單(1-甲基-2-丙烯醯氧基乙酯)及其類似物。
特定聚合物較佳含有衍生自如上所述之具有酸性基團之單體的重複單元。藉由包含此類重複單元,當本發明之顏料分散組成物用於彩色硬化型組成物時,可實現顯影期間未曝光部分有利之可移除性。
特定聚合物可含有僅一種衍生自具有酸性基團之單體的重複單元,或可含有兩種或兩種以上此類重複單元。
在特定聚合物中,衍生自含酸性基團之單體之重複單元的含量較佳為50毫克KOH/公克或50毫克KOH/公克以上;尤其較佳在50毫克KOH/公克至200毫克KOH/公克範圍內。詳言之,就抑制顯影劑中沈澱之形成而言,衍生自含酸性基團之單體之重複單元的含量較佳為50毫克KOH/公克或50毫克KOH/公克以上。為有效抑制作為由顏料之初級粒子形成之聚集體的二級聚集體之形成,或為有效削弱二級聚集體之內聚力,衍生自含酸性基團之單體之重複單元的含量較佳在50毫克KOH/公克至200毫克KOH/公克範圍內。
具有有機著色結構或雜環結構之單體之實例包含自由JP-A第2009-256572號之段落編號[0048]至[0070]中所述之特定單體、順丁烯二醯亞胺及順丁烯二醯亞胺衍生物所組成之族群中選出的單體。
具有鹼性氮原子之單體之實例包含以下(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺及苯乙烯。
(甲基)丙烯酸酯之實例包含(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸1-(N,N-二甲基胺基)-1,1-二甲基甲酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基己酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二異丙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二正丁基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二異丁基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N-嗎啉基乙酯、(甲基)丙烯酸N-哌啶基乙酯、(甲基)丙烯酸1-吡咯啶基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-
甲基-2-吡咯啶基胺基乙酯及(甲基)丙烯酸N,N-甲基苯基胺基乙酯。
(甲基)丙烯醯胺之實例包含N-(N',N'-二甲基胺基乙基)丙烯醯胺、N-(N',N'-二甲基胺基乙基)甲基丙烯醯胺、N-(N',N'-二乙基胺基乙基)丙烯醯胺、N-(N',N'-二乙基胺基乙基)甲基丙烯醯胺、N-(N',N'-二甲基胺基丙基)丙烯醯胺、N-(N',N'-二甲基胺基丙基)甲基丙烯醯胺、N-(N',N'-二乙基胺基丙基)丙烯醯胺、N-(N',N'-二乙基胺基丙基)甲基丙烯醯胺、2-(N,N-二甲基胺基)乙基(甲基)丙烯醯胺、2-(N,N-二乙基胺基)乙基(甲基)丙烯醯胺、3-(N,N-二乙基胺基)丙基(甲基)丙烯醯胺、3-(N,N-二甲基胺基)丙基(甲基)丙烯醯胺、1-(N,N-二甲基胺基)-1,1-二甲基甲基(甲基)丙烯醯胺及6-(N,N-二乙基胺基)己基(甲基)丙烯醯胺、嗎啉基(甲基)丙烯醯胺、哌啶基(甲基)丙烯醯胺及N-甲基-2-吡咯啶基(甲基)丙烯醯胺。
苯乙烯之實例包含N,N-二甲基胺基苯乙烯及N,N-二甲基胺基甲基苯乙烯。
亦有可能使用具有脲基、胺基甲酸酯基、具有配位氧原子及4個或4個以上碳原子之烴基、烷氧基矽烷基、環氧基、異氰酸酯基及羥基之任一者的單體。這些單體之特定實例包含具有以下結構之單體。
具有離子基團之單體之實例包含具有離子基團之乙烯系單體(陰離子型乙烯系單體及陽離子型乙烯系單體)。陰離子型乙烯系單體之實例包含如先前所提及之具有酸性基團之乙烯系單體的鹼金屬鹽,及與有機胺(例如三級胺,諸如三乙胺或二甲基胺基乙醇)形成之鹽。陽離子型乙烯系單體之實例包含含氮乙烯系單體與鹵化烷基(烷基:C1
至C18,鹵素原子:氯原子、溴原子或碘原子)之四級銨化產物;鹵化二苯基乙二酮(benzil halide),諸如氯化二苯基乙二酮或溴化二苯基乙二酮;烷基磺酸酯,諸如甲烷磺酸(烷基:C1至C18);芳基磺酸烷酯,諸如苯磺酸或甲苯磺酸(烷基:C1至C18);硫酸二烷酯(烷基:C1至C4);及二烷基二芳基銨鹽。
具有能夠吸附於顏料之官能基之單體可適當地視欲分散之顏料之種類來選擇。這些單體可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
特定聚合物可進一步含有衍生自可共聚合之乙烯系單體之重複單元,只要聚合物之作用不受損。
雖然可用於本發明之乙烯系單體不受特別限制,但其較佳實例包含(甲基)丙烯酸酯、丁烯酸酯、乙烯酯、順丁烯二酸二酯、反丁烯二酸二酯、衣康酸二酯、(甲基)丙烯醯胺、乙烯醚、乙烯醇酯、苯乙烯、(甲基)丙烯腈及其類似物。乙烯系單體之特定實例包含以下化合物。在本說明書中,術語「(甲基)丙烯酸」是指「丙烯酸」與「甲基丙烯酸」之一者或兩者。
(甲基)丙烯酸酯之實例包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸第三辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯
酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸乙醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、二乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸β-苯氧基乙氧基乙酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸三溴苯氧基乙酯及(甲基)丙烯酸2-(乙醯乙醯氧基)乙酯。
丁烯酸酯之實例包含丁烯酸丁酯、丁烯酸己酯及其類似物。
乙烯酯之實例包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯及其類似物。
順丁烯二酸二酯之實例包含順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸二乙酯、順丁烯二酸二丁酯及其類似物。
反丁烯二酸二酯之實例包含反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二丁酯及其類似物。
衣康酸二酯之實例包含衣康酸二甲酯、衣康酸二乙
酯、衣康酸二丁酯及其類似物。
(甲基)丙烯醯胺之實例包含(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-正丁基(甲基)丙烯醯胺、N-第三丁基(甲基)丙烯醯胺、N-環己基(甲基)丙烯醯胺、N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-苯基(甲基)丙烯醯胺、N-苯甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯基嗎啉、二丙酮丙烯醯胺及其類似物。
乙烯醚之實例包含甲基乙烯醚、丁基乙烯醚、己基乙烯醚、甲氧基乙基乙烯醚及其類似物。
苯乙烯之實例包含苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、羥基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、氯甲基苯乙烯、經可用酸性物質脫除之基團(例如t-Boc或其類似基團)保護之羥基苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯及其類似物。
特定聚合物之一個較佳實施例為由至少一個由式(i)、(ii)或(i)-2表示之單體與具有酸性基團之單體或具有有機著色結構或雜環結構之單體形成的共聚物,此共聚物更佳由至少一個由式(i)-2表示之單體與具有酸性基團之單體形成。
使用具有上述結構之共聚物可提供展現甚至更有利
的對顏料之吸附性及顯影性的顏料分散組成物。
特定聚合物之分子量較佳就重量平均分子量(Mw)而言在5,000至100,000範圍內且就數量平均分子量(Mn)而言在2,500至50,000範圍內,且更佳就重量平均分子量(Mw)而言在10,000至50,000範圍內且就數量平均分子量(Mn)而言在5,000至30,000範圍內。
特定聚合物之分子量尤其較佳就重量平均分子量(Mw)而言在10,000至30,000範圍內且就數量平均分子量(Mn)而言在5,000至15,000範圍內。
詳言之,為有效分解二級聚集體,即顏料之初級粒子之聚集體,或為有效抑制其再聚集,特定聚合物之重量平均分子量(Mw)較佳為1,000或1,000以上。另外,自當使用含有顏料分散組成物之彩色硬化型組成物製備彩色濾光片時的顯影性之角度而言,特定聚合物之重量平均分子量(Mw)較佳為30,000或30,000以下。
特定聚合物可由例如由式(i)、(ii)或(i)-2表示之單體及除由式(i)、(ii)或(i)-2表示之單體以外的可自由基聚合之化合物(諸如上述單體)作為共聚合組分,利用習知自由基聚合方法來製備。
特定聚合物通常由懸浮聚合法、溶液聚合法或其類似方法製造。用於合成特定聚合物之溶劑之實例包含二氯乙烷、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙酸2-甲氧基乙酯、1-甲氧基-2-丙醇、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、N,N-二甲基甲醯
胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、甲苯、乙酸乙酯、乳酸甲酯及乳酸乙酯。這些溶劑可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
另外,當進行自由基聚合時,可使用自由基聚合起始劑。另外,亦可使用鏈轉移劑(例如2-巰基乙醇及十二硫醇)。
本發明之顏料分散組成物中分散劑(例如如上所提及之特定聚合物)之含量較佳滿足顏料(至少包含由式(1)表示之偶氮顏料之全部顏料):分散劑=1:0.1至1:2、更佳1:0.2至1:1、且甚至更佳1:0.4至1:0.7之質量比。
另外,可根據需要另外使用除特定聚合物以外的高分子量化合物,只要本發明之作用不受損。
除特定聚合物以外的高分子量化合物之實例包含天然樹脂、經改質之天然樹脂、合成樹脂、經天然樹脂改質之合成樹脂及其類似物。
典型的天然樹脂包含松香,且經改質之天然樹脂之實例包含松香衍生物、纖維素衍生物、橡膠衍生物、蛋白質衍生物及其寡聚物。合成樹脂之實例包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、順丁烯二酸樹脂、丁縮醛樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂及聚胺基甲酸酯樹酯。經天然樹脂改質之合成樹脂之實例包含經松香改質之順丁烯二酸樹脂及經松香改質之酚樹脂。
合成樹脂之實例包含聚醯胺及其鹽、聚羧酸及其鹽、高分子量不飽和酸酯、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚(甲基)丙
烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物及萘磺酸-福馬林(formalin)縮合物。
<偶氮顏料衍生物>
本發明之顏料分散組成物含有偶氮顏料衍生物。
偶氮顏料衍生物可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
在本發明中,引入與分散劑相容之部分或極性基團之偶氮顏料衍生物吸附於欲處理之顏料之表面,且其用作分散劑之吸附點。結果,顏料可以細粒形式分散於顏料分散組成物中,且可防止其再聚集。換言之,偶氮顏料衍生物藉由改質顏料表面而起到促進聚合物分散劑(諸如特定聚合物)吸附之作用。
偶氮顏料衍生物是指具有偶氮顏料作為母體骨架且具有側鏈中引入諸如酸性基團、鹼性基團或芳族基團之取代基之結構的化合物。
可用於本發明之偶氮顏料衍生物之實例包含以下中所述之偶氮顏料衍生物:JP-A第11-49974號、JP-A第11-189732號、JP-A第10-245501號、JP-A第2006-265528號、JP-A第8-295810號、JP-A第11-199796號、JP-A第2005-234478號、JP-A第2003-240938號、JP-A第2001-356210號及JP-A第2000-239554號。
自進一步提高分散穩定性之角度而言,在上述偶氮顏料衍生物中,本發明所用之偶氮顏料衍生物尤其較佳為由下式(P1)表示之化合物。
A-N=N-X-Y (P1)
在式(P1)中,A表示與X-Y一起形成偶氮顏料之組分。組分A可為任何化合物,只要其可經由與重氮化合物偶合形成偶氮顏料。雖然以下為A之特定實例,但本發明不限於這些實例。
在式(P1)中,X表示單鍵(亦即Y直接鍵結於-N=N-)或選自以下二價鍵聯基團之基團。
在式(P1)中,Y表示由下式(P2)表示之基團。
在式(P2)中,Z表示由-(CH2)b-表示之低碳伸烷基,其中b表示1至5之整數,較佳為2或3。在式(P2)中,-NR2表示低碳烷基胺基或含有氮原子之5員或6員飽和雜環。當-NR2為低碳烷基胺基時,其由-N(CnH2n+1)2表示,其中n為1至4之整數,較佳為1或2。當-NR2為含有氮原子之5員或6員飽和雜環時,較佳為由以下結構表示之雜環。
在式(P2)中,Z及-NR2可各自獨立地具有低碳烷基或烷氧基作為取代基。在式(P2)中,a表示1或2,較佳為2。
以下為由式(P1)表示之化合物之特定實例(特定實例1至22)。然而,本發明不限於這些實例。
本發明之顏料分散組成物中偶氮顏料衍生物之含量相對於至少包含由式(1)表示之偶氮顏料之顏料的總質量較佳在0.1質量%至80質量%、更佳1質量%至65質量%、尤其較佳3質量%至50質量%範圍內。當偶氮顏料衍生物之含量在上述範圍內時,顏料可良好地分散且分散穩定性可提高,同時黏度維持在低位。
藉由使用如上所述之顏料分散組成物形成彩色濾光片,可提高彩色濾光片之耐熱性。另外,可獲得展現高透射率、有利的顏色性質及高對比度之彩色濾光片。
<溶劑及其他組分>
本發明之顏料分散組成物可以合適的方式使用溶劑來製備。
溶劑之實例包含脂肪酸酯、酮、芳族化合物、醇、二元醇、甘油、烷二醇單烷醚、烷二醇二烷醚、醚、烷醇胺、含氮極性有機溶劑及水。
脂肪酸酯之實例包含乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇單甲醚乙酸酯及丙二醇單甲醚乙酸酯。
酮之實例包含丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮及二丙酮醇。
芳族化合物之實例包含苯、甲苯及二甲苯。
醇之實例包含甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇及正丁醇。
二元醇之實例包含乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,3-丙二醇及己三醇。
烷二醇單烷醚之實例包含乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚及丙二醇單乙醚。
烷二醇二烷醚之實例包含三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、四乙二醇二甲醚及四乙二醇二乙醚。
醚之實例包含四氫呋喃、二噁烷及二乙二醇二乙醚。
烷醇胺之實例包含單乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺。
含氮極性有機溶劑之實例包含N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、2-吡咯啶酮及1,3-二甲基-2-咪唑啶酮。
在這些溶劑中,水可溶性溶劑可與水混合且用作水性介質。亦有可能混合兩種或兩種以上除水以外之上述溶劑,且用作油基介質。
本發明之顏料分散組成物可根據需要含有其他組分。
本發明之顏料分散組成物中之顏料(顏料至少包含由
式(1)表示之偶氮顏料)的體積平均粒徑較佳為1奈米至250奈米。在本發明說明書中,術語「顏料粒子之體積平均粒徑」是指顏料本身之粒徑,或若顏料上附著有諸如分散劑之添加劑,則是指包含所附著之添加劑之粒子的直徑。
在本發明中,使用粒度分佈分析儀(商標名稱:奈諾克(Nanotrac)UPA-EX150;由日機裝株式會社(Nikkiso Co.,Ltd.)製造)作為量測顏料之體積平均粒徑的設備。根據預定量測方法,藉由將3毫升顏料分散組成物置放於量測池中進行量測。量測期間用作欲輸入之參數之黏度及密度分別為油墨黏度及顏料密度。
體積平均粒徑更佳為1奈米至200奈米,且進一步較佳為1奈米至150奈米。若顏料分散組成物中粒子之體積平均粒徑為250奈米或250奈米以下,則可實現甚至更高之光密度。
自進一步提高分散穩定性之角度而言,體積平均粒徑尤其較佳為2奈米至100奈米,且最佳為2奈米至50奈米。
本發明之顏料分散組成物中所含之顏料的總濃度較佳在1質量%至35質量%、更佳2質量%至25質量%範圍內。當顏料之總濃度在以上指定之範圍內時為較佳,因為分散液之物理性質(諸如表面張力或黏度)可容易地控制。
<製備顏料分散組成物>
本發明之顏料分散組成物可藉由進行使用各種混合及分散設備混合及分散組成物之混合及分散製程來製備。
雖然混合及分散製程較佳包含捏合及分散製程及後
續精細分散製程,但可省去捏合分散製程。
詳言之,本發明之顏料分散組成物較佳藉由例如使用分散設備分散由式(1)表示之偶氮顏料、分散劑、偶氮顏料衍生物及溶劑來獲得。
可使用之分散設備之實例包含簡單攪拌器、葉輪式攪拌器、直列型(in-line type)攪拌器、研磨機(例如膠體研磨機、球磨機、砂磨機、珠磨機、磨碎機、輥磨機、噴磨機、塗料攪拌器或攪拌研磨機)、超音波分散機、高壓乳液分散機(高壓均質機;市售設備包含高林均質機(Gaulin homogenizer)、微射流均質機(Microfluidizer)及DEBEE2000(商標名稱))。
更詳言之,本發明之顏料分散組成物可藉由例如使用垂直或水平砂磨機、針磨機、縫磨機或超音波分散設備用由玻璃、氧化鋯或其類似物製成且粒徑為0.01毫米至1毫米之珠粒對由式(1)表示之偶氮顏料、分散劑、偶氮顏料衍生物及溶劑進行精細分散處理來獲得。
在用珠粒精細分散之前,亦可使用雙輥研磨機、三輥研磨機、球磨機、特隆研磨機(Tron mill)、分散機、捏合機、共捏合機、均質機、摻合機或單軸或雙軸擠壓機在施加強剪切力時進行捏合分散處理。
捏合及分散製程之詳情描述於巴頓(T.C.Patton)之「塗料流動與顏料分散(Paint Flow and Pigment Dispersion)」(由約翰.威利父子出版公司(John Wiley and Sons,Inc.)出版,1964)及其類似物中,且其中描述之方
法適用於本發明。
<彩色硬化型組成物>
本發明之彩色硬化型組成物含有上述本發明之顏料分散組成物、光聚合起始劑及可聚合化合物。
具有上述組態之本發明彩色硬化型組成物可實現由式(1)表示之偶氮顏料之分散穩定性提高及由此組成物形成之顏色圖案之耐熱性增強。
雖然尚不清楚為何所形成之顏色圖案的耐熱性會因分散穩定性提高而增強,但假定原因是因顏料聚集而導致之透射率降低受到抑制。然而,本發明不限於此假設。
<光聚合起始劑>
本發明之彩色硬化型組成物含有光聚合起始劑。
舉例而言,光聚合起始劑可為自以下中選出之至少一者:二苯甲酮光聚合起始劑、苯乙酮光聚合起始劑、安息香光聚合起始劑、安息香醚光聚合起始劑、硫雜蒽酮(thioxanthone)光聚合起始劑、蒽醌光聚合起始劑、萘醌光聚合起始劑、三嗪光聚合起始劑及肟(oxime)光聚合起始劑。這些光聚合起始劑可與已知的感光劑組合使用。
自提高圖案形成適用性(圖案可硬化性)及抑制顯影殘餘物形成的角度而言,在這些光聚合起始劑中,肟光聚合起始劑較佳。
肟光聚合起始劑較佳為見光分解且啟動並促進可自由基聚合之單體之聚合反應的化合物。肟光聚合起始劑更佳為在300奈米至500奈米之波長範圍內吸收之起始劑。
咸信肟光聚合起始劑實現有利結果的原因在於其展現極高光分解效率且產生高的可硬化性,藉此能夠在顯影製程之後形成矩形圖案。
用於本發明之肟光聚合起始劑之實例包含例如以下中所述之化合物:化學學會會刊-柏爾金匯刊第二輯(J.C.S.Perkin II)(1979)第1653-1660頁;化學學會會刊-柏爾金匯刊第二輯(1979)第156-162頁;光聚合物科學與技術雜誌(Journal of Photopolymer Science and Technology)(1995)第202-232頁;JP-A第2000-66385號;JP-A第2000-80068號(段落編號[0004]至[0296]);日本國家專利申請公開案第2004-534797號;JP-A第2001-233842號;WO-02/100903A1;JP-A第2006-342166號(段落編號[0004]至[0264])及其類似物。
自更有效地實現提高圖案形成適用性及抑制顯影殘餘物形成之作用的角度而言,肟起始劑較佳為由下式(O-I)表示之化合物。
在式(O-I)中,R1表示可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基。R2表示可具有取代基之醯基、可具有取代基之烷基、可具有取代基之芳基、可具有取代基之烯基、
可具有取代基之炔基或可具有取代基之乙醯基。R3、R4、R5、R6及R7各自獨立地表示氫原子或單價有機基團。R3、R4、R5、R6及R7可彼此鍵結形成5員或6員環。
另外,可引入烷基、芳基及醯基之取代基之實例包含甲基、乙基、正丙基、正丁基、異丙基、第三丁基、氯基及溴基。
R1較佳表示具有1至12個碳原子之烷基或4-(具有1至4個碳原子之烷硫基)苯基。R2較佳表示乙醯基或醯基。
當R3、R4、R5、R6及R7表示單價有機基團時,較佳有機基團之實例包含甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、苯氧基及硫苯氧基。其中,苯氧基或硫苯氧基較佳。
另外,R3、R4、R6及R7較佳表示氫原子。R5較佳表示由-SR8表示之基團,其中R8表示可具有取代基之苯基。R5更佳表示由下式表示之基團。
在由式(O-I)表示之肟起始劑中,較佳肟起始劑可為由下式(O-II)表示之化合物。
在式(O-II)中,R9之定義與式(O-I)中之R2相同。X3表示單價取代基,且當n2表示2至5之整數時,此2
至5個X3可彼此相同或不同。A0表示二價有機基團,且Ar表示芳基。n2表示1至5之整數。
在式(O-II)中,由X3表示之單價有機基團之實例包含甲基、乙基、正丙基、正丁基、異丙基、第三丁基、甲氧基及乙氧基。
在式(O-II)中,由A0表示之二價有機基團之實例包含具有1至12個碳原子之伸烷基、伸環己基及伸炔基。
在式(O-II)中,由Ar表示之芳基較佳為具有6至30個碳原子之芳基,且芳基可具有取代基。可引入芳基之取代基之實例包含甲基、乙基、正丙基、正丁基、異丙基、第三丁基、甲氧基及乙氧基。
自增加感光性及抑制因熱或時間而導致之著色的角度而言,Ar較佳表示經取代或未經取代之苯基。
以下為肟光起始劑(I-1)至(I-6)之特定實例,其中式(O-I)所涵蓋之化合物(I-2)至(I-6)尤其較佳,且化合物(I-2)最佳,因為圖案形成期間所形成之顯影殘餘物之量顯著較小。
可用於本發明肟光聚合起始劑之特定化合物名稱的實例包含2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-丁二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-戊二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-己二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-庚二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(甲基苯硫基)苯基]-1,2-丁二酮、2-(O-苯甲醯基
肟)-1-[4-(乙基苯硫基)苯基]-1,2-丁二酮、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(丁基苯硫基)苯基]-1,2-丁二酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-甲基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-丙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-乙基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮及1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-丁基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮。然而,本發明不限於這些實例。
肟光聚合起始劑之尤其較佳的特定實例包含2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮及1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮。這些肟光聚合起始劑之實例包含CGI-124及CGI-242(商標名稱,由巴斯夫日本有限公司(BASF Japan,Ltd.)製造)。
本發明之彩色硬化型組成物中光聚合起始劑(例如肟光聚合起始劑)之含量以總固體含量計較佳在1.0質量%至15.0質量%範圍內,更佳在1.0質量%至12.5質量%範圍內,甚至更佳在1.0質量%至10.0質量%範圍內,且尤其較佳在1.0質量%至5.0質量%範圍內。
當光聚合起始劑之含量在上述範圍內時,可實現良好感光性及圖案形成適用性以及塗佈膜均一性。
<可聚合化合物>
本發明之彩色硬化型組成物含有至少一種可聚合化合物。
可聚合化合物可為已知的可聚合化合物,且可為單官能可聚合化合物。然而,自進一步提高圖案形成適用性之角度而言,多官能可聚合化合物較佳,且三官能或三官能以上可聚合化合物更佳。
另外,可聚合化合物較佳為具有至少一個烯系不飽和雙鍵之可加成聚合之化合物,更佳為具有至少一個末端烯系不飽和鍵之化合物,進一步較佳為具有兩個或兩個以上末端烯系不飽和鍵之化合物。這些化合物在相關產業領域中眾所周知,因此可用於本發明中而不受特別限制。可聚合化合物具有各種化學形式,包含單體、預聚物(亦即二聚體或三聚體)、寡聚物或其混合物或共聚物。
單體及其共聚物之實例包含不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、異丁烯酸或順丁烯二酸)、其酯及其醯胺。其中,較佳使用不飽和羧酸與脂族多元醇化合物之酯以及不飽和羧酸與脂族多價胺化合物之醯胺。另外為由具有親核取代基(諸如羥基、胺基或巰基)之不飽和羧酸酯或醯胺與單官能或多官能異氰酸酯或環氧化合物之間進行加成反應所獲得之化合物,及由與單官能或多官能羧酸進行脫水/縮合反應所獲得之化合物。其他適合的實例包含由具有親電子取代基(諸如異氰酸酯基或環氧基)之不飽和羧酸酯或醯胺與單官能或多官能醇、胺或硫醇之間進行加成反應所獲得之化合物;及由具有離去(leaving)取代基(諸如鹵素基團或甲苯磺醯基氧基)之不飽和羧酸酯或醯胺與單官能或多官能醇、胺或硫醇之間進
行取代反應所獲得之化合物。其他實例包含前述不飽和羧酸經不飽和膦酸、苯乙烯、乙烯醚或其類似物取代之化合物。
亦可使用JP-A第2009-256572號之段落編號[0118]至[0128]中所述之可聚合化合物作為可聚合化合物。
自圖案形成適用性或其類似性質之角度而言,本發明所用之可聚合化合物亦較佳為至少一種自JP-A第2009-244807號之段落編號[0029]至[0056]或JP-A第2009-229761號之段落編號[0038]至[0051]中所述之光可硬化化合物(可聚合化合物)中選出的可聚合化合物,例如由以下式(M-i)或(M-ii)表示之化合物。
在式(M-i)及(M-ii)中,E各自獨立地表示-((CH2)yCH2O)-或-((CH2)yCH(CH3)O)-,y各自獨立地表示0至10之整數,X各自獨立地表示丙烯醯基、甲基丙烯醯基、氫原子或羧基。
在式(M-i)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基之總數為3或4,m各自獨立地表示0至10之整數,且m之和為0至40之整數。當m之和為0時,任一X均表示羧基。
在式(M-ii)中,丙烯醯基及甲基丙烯醯基之總數為5或6,n各自獨立地表示0至10之整數,且n之和為0至60之整數。當n之和為0時,任一X均表示羧基。
在式(M-i)中,m較佳表示0至6之整數,更佳為0至4之整數。m之和較佳表示2至40之整數,更佳為2至16之整數,且尤其較佳為4至8之整數。
在式(M-ii)中,n較佳表示0至6之整數,更佳為0至4之整數。n之和較佳表示3至60之整數,更佳為3至24之整數,且尤其較佳為6至12之整數。
另外,在式(M-i)或(M-ii)中,-((CH2)yCH2O)-或-((CH2)yCH(CH3)O)-較佳使其氧原子側末端鍵結於X。
由式(M-i)或(M-ii)表示之化合物可單獨使用或兩個或兩個以上組合使用。尤其較佳為式(M-ii)中之六個X均為丙烯醯基。
由式(M-i)或(M-ii)表示之化合物可由習知的已知方法合成,亦即使異戊四醇或二異戊四醇之開環骨架與環氧乙烷或環氧丙烷經由開環加成反應鍵結,且藉由使開環骨架之末端羥基與例如(甲基)丙烯醯氯反應來引入(甲基)丙烯醯基。這些過程之每一者均為眾所周知,且熟習此項技術者可容易地合成由式(M-i)或(M-ii)表示之化合物。
在由式(M-i)或(M-ii)表示之化合物中,異戊四醇衍生物及/或二異戊四醇衍生物更佳。這些衍生物之特定實例包含由以下式(a)至(f)表示之化合物(下文亦稱為例示性化合物(a)至(f))。其中,例示性化合物(a)、(b)、
(c)及(f)較佳。
(n之和:6)
(n之和:12)
(n之和:12)
(n之和:6)
(m之和:4)
(m之和:12)
由式(M-i)或(M-ii)表示之特定光可硬化化合物之市售產物的實例包含SR-494(商標名稱,由沙多瑪公司(Sartomer Company,Inc.)製造),其為具有4個伸乙基氧基之四官能丙烯酸酯;DPCA-60(商標名稱,由日本化藥株式會社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)製造),其為具有6個伸戊基氧基之六官能丙烯酸酯;及TPA-330,其為具有3個伸異丁基氧基之三官能丙烯酸酯。
本發明之彩色硬化型組成物中所含之可聚合化合物的含量以總固體含量計較佳在5質量%至70質量%、更佳10質量%至60質量%範圍內。
<鹼溶性樹脂>
本發明之彩色硬化型組成物可含有鹼溶性樹脂。若彩色硬化型組成物含有鹼溶性樹脂,則當彩色硬化型組成物用於由光微影術形成圖案時,圖案形成適用性可進一步獲得提高。
鹼溶性樹脂為線性有機聚合物,且可適合地自分子(較佳為具有由丙烯酸系共聚物或苯乙烯共聚物形成之主鏈的分子)中具有至少一個增加鹼溶性之基團(諸如羧基、磷酸基或磺酸基)之鹼溶性樹脂中選出。其中,進一步較
佳為可溶於有機溶劑且可由弱鹼性水溶液顯影之樹脂。
已知的自由基聚合方法例如可用於製造鹼溶性樹脂。熟習此項技術者可容易地確定由自由基聚合方法製造鹼溶性樹脂期間的聚合條件,諸如溫度、壓力、自由基起始劑之類型或量、溶劑之類型或其類似條件,且這些條件可由實驗來確定。
線性有機聚合物較佳為側鏈中具有羧酸之聚合物,且其實例包含甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、順丁烯二酸共聚物及部分酯化之順丁烯二酸共聚物,諸如以下中所述者:JP-A第59-44615號、日本經審查專利公開案(JP-B)第54-34327號、JP-B第58-12577號、JP-B第54-25957號、JP-A第59-53836號及JP-A第59-71048號;側鏈中具有羧酸之酸性纖維素衍生物、藉由向具有羥基之聚合物中添加酸酐所獲得之聚合物、及側鏈中具有(甲基)丙烯醯基之聚合物。
其中,(甲基)丙烯酸苯甲酯/(甲基)丙烯酸共聚物或由(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸及另一單體形成之多組分共聚物尤其較佳。
藉由使用甲基丙烯酸2-羥基乙酯形成之共聚物亦適用。
另外,亦存在(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯/聚苯乙烯大單體/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯大單體/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯/聚苯乙烯
大單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物及甲基丙烯酸2-羥基乙酯/聚苯乙烯大單體/甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸共聚物,這些化合物描述於JP-A第7-140654號。
適合作為本發明所用之鹼溶性樹脂的化合物尤其可為(甲基)丙烯酸之共聚物及可與(甲基)丙烯酸共聚合的另一單體。在本發明說明書中,術語(甲基)丙烯酸包含丙烯酸與甲基丙烯酸。
可與(甲基)丙烯酸共聚合之單體的實例包含(甲基)丙烯酸烷酯、(甲基)丙烯酸芳酯及乙烯系化合物。在這些單體中,烷基或芳基之氫原子可經取代基取代。
(甲基)丙烯酸烷酯及(甲基)丙烯酸芳酯之特定實例包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯及(甲基)丙烯酸環己酯。
乙烯系化合物之實例包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸四氫糠酯、聚苯乙烯大單體、聚甲基丙烯酸甲酯大單體、CH2=CR1R2及CH2=C(R1)(COOR3)(其中R1表示氫原子或具有1至5個碳原子之烷基,R2表示具有6至10個碳原子之芳族烴環,R3表示具有1至8個碳原子之烷基或具有6至12個碳原子之芳烷基)。
這些可共聚合之另一單體可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
較佳可共聚合之另一單體為自以下中選出的至少一者:CH2=CR1R2、CH2=C(R1)(COOR3)、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯及苯乙烯,尤其較佳為CH2=CR1R2及/或CH2=C(R1)(COOR3)。
當使用鹼溶性樹脂時,彩色硬化型組成物中鹼溶性樹脂之含量相對於組成物之總固體含量較佳在1質量%至30質量%、更佳1質量%至25質量%且尤其較佳2質量%至20質量%範圍內。
<溶劑>
一般而言,本發明之彩色硬化型組成物較佳由溶劑與上述組分組合使用來製備。
欲使用之溶劑之實例包含酯,諸如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧乙酸甲酯、氧乙酸乙酯、氧乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯;3-氧基丙酸烷酯,諸如3-氧基丙酸甲酯及3-氧基丙酸乙酯;3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-氧
基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-側氧基丁酸甲酯及2-側氧基丁酸乙酯;醚,諸如二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基乙二醇乙酸乙醚、乙基乙二醇乙酸乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯及丙二醇丙醚乙酸酯;酮,諸如甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮及3-庚酮;及芳族烴,諸如甲苯及二甲苯。
在這些溶劑中,3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基乙二醇乙酸乙醚、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、丙二醇甲醚乙酸酯及其類似物較佳。
這些溶劑可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。
<界面活性劑>
自提高塗佈性之角度而言,可向本發明之彩色感光組成物中添加各種界面活性劑。可使用各種界面活性劑作為界面活性劑,諸如含氟界面活性劑、非離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑及陰離子型界面活性劑。
尤其,當本發明之彩色感光組成物含有含氟界面活性劑時,由此組成物形成之塗佈溶液之液體性質(尤其流動性)可獲得提高,且塗佈厚度之均一性可獲得提高,且可節省更多量之塗佈溶液。
詳言之,當膜由包含含有含氟界面活性劑之彩色感光組成物之塗佈溶液形成時,待塗佈之表面與塗佈溶液之界面處的表面張力減小,藉此塗佈溶液相對於待塗佈之表面之潤濕性獲得提高,且塗佈溶液之塗佈性獲得提高。其有效之處在於即使當以少量塗佈溶液形成具有薄約數微米之厚度的膜時,亦可更適合地形成不規則性受抑制之厚度均一之膜。
含氟界面活性劑中之氟含量較佳在3質量%至40質量%、更佳5質量%至30質量%且尤其較佳7質量%至25質量%範圍內。當氟含量在上述範圍內時,可有效實現良好的膜厚度均一性及節省欲使用之塗佈溶液之量以及實現良好的組成物溶解性。
含氟界面活性劑之實例包含美格菲思(MEGAFAC)F171、美格菲思F172、美格菲思F173、美格菲思F176、美格菲思F177、美格菲思F141、美格菲思F142、美格菲思F143、美格菲思F144、美格菲思R30、美格菲思F437、美格菲思F475、美格菲思F479、美格菲思F482、美格菲思F780、美格菲思F781(商標名稱,均由DIC公司(DIC corporation)製造)、佛羅拉德(FLUORAD)FC430、佛羅拉德FC431、佛羅拉德FC171(商標名稱,均由住友3M株式會社(Sumitomo 3M Inc.)製造)、桑富龍(SURFLON)S-382、桑富龍SC-101、桑富龍SC-103、桑富龍SC-104、桑富龍SC-105、桑富龍SC-1068、桑富龍SC-381、桑富龍SC-383、桑富龍SC393、桑富龍KH-40(商標名稱,均由
朝日玻璃株式會社(Asahi Glass Co.,Ltd.)製造)及其類似物。
當由本發明之彩色感光組成物形成薄的塗佈膜時,含氟界面活性劑尤其可有效地抑制塗佈不均勻性或厚度不均勻性。當本發明之彩色感光組成物用於其中塗佈溶液易變得不足之狹縫塗佈時,含氟界面活性劑亦為有效的。
含氟界面活性劑之量相對於彩色感光組成物之總質量較佳在0.001質量%至2.0質量%範圍內,更佳在0.005質量%至1.0質量%範圍內。
陽離子型界面活性劑之特定實例包含酞菁衍生物(市售產品:商標名稱為EFKA-745,由森下株式會社(Morishita & Co.,Ltd.)製造)、有機矽氧烷聚合物(商標名稱為KP341,由信越化學株式會社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)製造)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物(商標名稱為珀利弗洛(POLYFLOW)第75號、第90號及第95號,由共榮社化學株式會社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)製造)及W001(商標名稱,自裕商株式會社(Yusho Co.,Ltd.)獲得)。
非離子型界面活性劑之特定實例包含聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯(例如商標名稱為普朗尼克(PLURONIC)L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、特曲尼克(TETRONIC)304、701、704、
901、904、150R1,均由巴斯夫(BASF)製造)。
陰離子型界面活性劑之特定實例包含W004、W005及W017(商標名稱,自裕商株式會社獲得)。
<熱聚合抑制劑>
可向本發明之彩色感光組成物中添加熱聚合抑制劑(聚合抑制劑)。
可用的熱聚合抑制劑之實例包含氫醌、對甲氧基苯酚、二第三丁基-對甲酚、連苯三酚、第三丁基兒茶酚、苯醌、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)及2-巰基苯並咪唑。
<其他組分>
本發明之彩色硬化型組成物可視情況含有各種添加劑,例如感光著色劑、環氧樹脂、基於氟之有機化合物、熱聚合起始劑、熱聚合組分、填充劑、除上述鹼溶性樹脂以外的高分子量化合物、黏著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、聚集抑制劑及其類似物。
其他組分之實例包含例如JP-A第2009-256572號段落[0155]至[0217]中所述之組分。
本發明之彩色硬化型組成物可藉由向上述本發明之顏料分散組成物中添加可聚合化合物及光聚合起始劑且進一步添加視情況選用之添加劑(諸如鹼溶性樹脂、溶劑或界面活性劑)來製備。
包含含由式(1)表示之偶氮顏料之顏料分散組成物的本發明彩色硬化型組成物展現極佳顏料分散性及顏色特
徵。
因此,本發明之彩色硬化型組成物適合用於形成需要有利顏色特徵之彩色濾光片(尤其用於固態影像感測器之彩色濾光片)的彩色區。
<用於固態影像感測器之彩色濾光片及其製造方法>
製造本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片的方法包含將本發明之彩色硬化型組成物塗覆於支撐物上,形成彩色硬化型組成物層(下文亦稱為「彩色硬化型組成物層形成步驟」);經由光罩對彩色硬化型組成物層進行曝光(下文亦稱為「曝光步驟」);及使曝光之彩色硬化型組成物層顯影,形成顏色圖案(下文亦稱為「顏色畫素」)(下文亦稱為「顯影步驟」)。
另外,本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片由上述製造本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片的方法製造。
本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片至少具有由製造本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片的方法形成之紅色圖案(紅色畫素)。詳言之,本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片較佳具有例如多色濾光片組態,其中紅色圖案與另一顏色圖案組合(例如具有三種或三種以上顏色之彩色濾光片,其中至少紅色圖案、藍色圖案及綠色圖案組合)。
用於固態影像感測器之彩色濾光片在下文中有時亦稱為「彩色濾光片」。
<彩色硬化型組成物層形成步驟>
在彩色硬化型組成物層形成步驟中,本發明之彩色硬化型組成物塗覆於支撐物上,形成彩色硬化型組成物層。
此步驟中所用之支撐物可為例如藉由在基板(例如矽基板)上提供攝像(pick-up)裝置(光接收裝置)(諸如電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS))而形成之固態影像感測器的基板。
本發明之顏色圖案可形成於形成影像感測器之支撐物側(前表面)或未形成攝像裝置之支撐物側(後側)。
光屏蔽膜可形成於在支撐物上形成之固態影像感測器之間,或形成於支撐物之後表面。
根據需要,底塗層可提供於支撐物上以達到增加對上層之黏著性、防止物質擴散或使支撐物表面平坦之目的。
本發明之彩色硬化型組成物可利用各種方法(諸如縫塗、噴墨、旋塗、鑄塗、滾塗或網版印刷)塗覆於支撐物上。
彩色硬化型組成物之塗佈厚度較佳為0.1微米至10微米,更佳為0.2微米至5微米,且甚至更佳為0.2微米至3微米。
已形成於支撐物上之彩色硬化型組成物層之乾燥(預先烘烤)可藉由使用熱板或烘箱在50℃至140℃之溫度下持續10秒至300秒來進行。
<曝光步驟>
在曝光步驟中,經由具有特定光罩圖案之光罩,使用
曝光設備(諸如步進器)以圖案化方式對彩色硬化型組成物層形成步驟中所形成之彩色硬化型組成物層進行曝光。
適用於曝光之輻射(光)較佳為紫外線輻射,諸如g線或i線(i線尤其較佳)。輻射(曝光)量較佳為30毫焦耳/平方公分至1500毫焦耳/平方公分,更佳為50毫焦耳/平方公分至1000毫焦耳/平方公分,且最佳為80毫焦耳/平方公分至500毫焦耳/平方公分。
<顯影步驟>
接著,進行鹼性顯影以使未曝光部分溶離於鹼性水溶液中,從而保留經光硬化之曝光部分。
顯影劑較佳為不損害攝像裝置或下面所形成之電路的有機鹼性顯影劑。顯影溫度通常為20℃至30℃,且顯影時間通常為20秒至90秒。
用於顯影劑之鹼性化學物質之實例包含有機鹼性化合物,諸如氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、膽鹼、吡咯、哌啶及1,8-二氮二環-[5.4.0]-7-十一碳烯。藉由用純水稀釋鹼性化學物質,使得濃度為0.001質量%至10質量%、較佳為0.01質量%至1質量%所製備之鹼性水溶液適合用作顯影劑。當使用由上述方法製備之鹼性水溶液作為顯影劑時,通常在顯影後用純水清洗。
接著,洗滌塗佈之層以移除過量顯影劑並乾燥,隨後進行熱處理(後烘烤)。重複這些步驟,次數對應於顏色數目,由此製造各別顏色之硬化膜。從而獲得彩色濾光片。
後烘烤為在顯影後進行以達到實現完全硬化之目的之熱處理,且其通常在100℃至240℃、較佳200℃至240℃下進行。
後烘烤處理可以連續方式或分批方式,同時使用諸如熱板、對流烘箱(熱空氣循環乾燥器)或高頻加熱器之加熱構件以便滿足上述條件來進行。
根據需要,本發明之方法可包含稱為用於固態影像感測器之彩色濾光片之製造方法的其他步驟。舉例而言,本發明之方法可包含在形成彩色硬化型組成物層、曝光、隨後顯影後藉由加熱及/或曝光來硬化所形成之顏色圖案之硬化步驟。
當使用本發明之彩色硬化型組成物時,可能存在因彩色硬化型組成物或顏料黏著、沈積或乾化於塗覆裝置而引起塗覆裝置之噴出口處之噴嘴或管道堵塞或受污染的情況。為有效移除由本發明之彩色硬化型組成物引起的污染,較佳使用先前關於本發明組成物所提及之溶劑作為清洗液。JP-A第7-128867號、JP-A第7-146562號、JP-A第8-278637號、JP-A第2000-273370號、JP-A第2006-85140號、JP-A第2006-291191號、JP-A第2007-2101號、JP-A第2007-2102號及JP-A第2007-281523號中所述之清洗液亦可適用於清洗及移除本發明之彩色硬化型組成物。
在這些清洗液中,較佳使用烷二醇單烷醚羧酸酯及烷二醇單烷醚。
這些溶劑可單獨使用或兩種或兩種以上組合使用。當
兩種或兩種以上溶劑組合使用時,較佳混合具有羥基之溶劑與不具有羥基之溶劑。具有羥基之溶劑相對於不具有羥基之溶劑的質量比較佳為1/99至99/1,更佳為10/90至90/10,且進一步較佳為20/80至80/20。尤其較佳之溶劑為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)與丙二醇單甲醚(PGME)60/40混合比率之混合溶劑。為增強清洗液對污染物之滲透性,清洗液可含有先前關於本發明之硬化型組成物所提及之界面活性劑。
因為本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片使用本發明之彩色硬化型組成物,所以其顏色圖案展現良好的耐熱性。另外,因為本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片藉由使用由式(1)表示之偶氮顏料形成,所以其展現極佳紅色光譜性質。
本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片適合用於諸如CCD或CMOS影像感測器之固態影像感測器,且尤其適合用於解析度高達1,000,000畫素以上之CCD或CMOS影像感測器。本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片適用作例如配置於CCD或CMOS影像感測器之各別畫素之光接收部分與用於收集光之微透鏡之間的彩色濾光片。
用於固態影像感測器之彩色濾光片中顏色圖案(顏色畫素)之膜厚度較佳為2.0微米或2.0微米以下,更佳為1.0微米。
顏色圖案(顏色畫素)之尺寸(圖案寬度)較佳為2.5
微米或2.5微米以下,更佳為2.0微米或2.0微米以下,且尤其較佳為1.7微米或1.7微米以下。
<固態影像感測器>
本發明之固態影像感測器包含上述本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片。
本發明之固態影像感測器之組態不受特別限制,只要其包含本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片且充當固態影像感測器,且下文為本發明之固態影像感測器之一種例示性組態。
詳言之,固態影像感測器可在支撐物上具有多個形成固態影像感測器(諸如CCD影像感測器或CMOS影像感測器)之光接收區域的光電二極體以及由多晶矽或其類似物製成之轉移電極;由鎢或其類似物製成之光屏蔽膜,其中在對應於光電二極體之光接收部分之位置處形成開口;由氮化矽或其類似物製成之裝置保護膜,其覆蓋光屏蔽膜及光電二極體之光接收部分的整個表面;及本發明之用於固態影像感測器之彩色濾光片,其配置於裝置保護膜上。
另外,固態影像感測器可具有聚光單元(諸如微透鏡)提供於彩色濾光片下方(更靠近支撐物之側)但在裝置保護層上方之組態,或聚光單元形成於彩色濾光片上之組態。
實例
將在下文中參考以下實例進一步詳細描述本發明。在不偏離本發明之主旨之情況下,以下實例中所示之材料、試劑、比率、儀器、操作及其類似者可適當地加以修改。
因此,本發明不限於以下特定實例。除非另外特別指示,否則在以下實例中,術語「%」及「份」分別指「質量%」及「質量份」,且分子量是指重量平均分子量。
〔實例1〕
<製備顏料分散組成物P>
(製備芒硝(Glauber's salt)(粉狀硫酸鈉))
向0.65兆帕噴磨機(由日清工程株式會社(Nisshin Engineering Inc.)製造,氣流型粉碎機,商標名稱為超級噴墨機(SUPER JET MILL))供應乾燥空氣,且以20公斤/小時之速率供應芒硝(由三田鳩化學工業株式會社(Mitajiri Chemical Industry Co.,Ltd.)製造,中性無水芒硝,平均粒徑:20微米)作為原材料,且連續粉碎。用刮刀式過濾器(bug filter)收集自粉碎機排出之粉狀芒硝。
向異丁醇中添加粉狀芒硝,且用超音波分散1分鐘。用粒徑分析儀(麥奇克(Microtrac)粒度分佈分析儀:商標名稱為MT-3300 II,由日機裝株式會社製造)量測粒度分佈以計算平均粒徑D50,且結果為3.19微米。另外,由粒度分佈資料計算出粒徑為10微米或10微米以上之大尺寸粒子之體積%,且結果為0.00體積%。
(顏料之溶劑鹽研磨)
藉由溶劑鹽研磨使作為由式(1)表示之偶氮顏料的以下顏料1(紅色顏料)微米尺寸化。下文描述有關顏料之細節。
-顏料1-
根據以下程序進行顏料1之溶劑鹽研磨。
首先,向雙螺旋捏合機(由森山株式會社(Moriyama Co.,Ltd.)製造,商標名稱為Σ型5公升捏合機,以下稱為「捏合機」)中添加3,000公克粉狀芒硝,且進一步向其中添加300公克顏料1,且混合5分鐘。接著,向混合物中添加900公克二乙二醇(DEG)(由日本觸媒株式會社(Nippon Shokubai Co.,Ltd.)製造)且捏合。控制捏合機中之捏合材料之溫度為50℃,且進一步捏合10小時(下文將捏合材料稱為「稠液(magma)」)。藉由這些步驟進行微米尺寸化。
接著,取出微米尺寸化稠液且轉移至先前已填充20公升去離子水之可控溫槽中。藉由用攪拌器以150轉/分鐘攪拌2小時來分散稠液。將所得分散液轉移至努茲克過濾器(Nutsche)中,且進行過濾。此後,用去離子水洗滌濾液,直至排液具有3微西門子/公分或3微西門子/公分以下之電導率(含有大量水之經洗滌之微米尺寸化顏料稱為
顏料漿)。
取出經水洗滌之後的顏料漿且置於乾燥擱板(由SUS304製成)上,且轉移至乾燥器中並在80℃至105℃之溫度下乾燥15小時(乾燥後之微米尺寸化顏料稱為乾燥塊)。
用粉碎機(由共立機巧(Kyoritsu Riko)製造,小型粉碎機,商標名稱為樣品研磨機(SAMPLE MILL)SK-M2)粉碎乾燥塊。
由上述方法進行顏料1之溶劑鹽研磨。使用在進行溶劑鹽研磨之後所獲得之顏料1製備以下顏料分散組成物P。
(製備顏料分散組成物P)
混合具有以下組成之混合物且由珠磨機分散2小時,從而製備紅色顏料分散組成物P。
-組成-
-進行溶劑鹽研磨之後的顏料1與顏料黃139(PY139)之混合物(質量比〔顏料1/PY139〕=100/30) 11.80份
-顏料衍生物1(以下結構,偶氮顏料衍生物) 1.31份
-分散劑1(以下結構,重量平均分子量:35,000,酸值:100毫克KOH/公克) 6.59份
-丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) 80.29份
在上述顏料混合物中,顏料1為主要顏料,且顏料黃139為次要顏料。
使用粒度分佈分析儀(商標名稱為奈諾克UPA-EX150,由日機裝株式會社製造)量測所得紅色顏料分散組成物P之體積平均粒徑,且結果為10奈米。
<評估分散穩定性>
用以下方式評估紅色顏料分散組成物P之分散穩定性。
詳言之,由組成物分散之後即刻量測之黏度η1(毫帕.秒)及組成物在分散後在室溫(25℃,下同)下靜置1週後量測之黏度η2(毫帕.秒)計算黏度之增加量(η2-η1)。藉由使用E型黏度計(商標名稱:RE-85L,由東機產業株式會社(Toki Sangyo Co.,Ltd.)製造)進行量測。
基於黏度之增加量,根據以下評估標準,評估分散穩定性。結果列於表1中。
黏度之增加量愈小,組成物之分散穩定性愈佳。
-評估標準-
A:黏度之增加量等於或小於3毫帕.秒
B:黏度之增加量為3毫帕.秒以上至6毫帕.秒
C:黏度之增加量大於6毫帕.秒
<製備紅色硬化型組成物R>
混合上述顏料分散組成物P且攪拌,得到以下組成,從而製備紅色硬化型組成物R。
(組成)
-顏料分散組成物P:10.28份
-可聚合化合物(例示性化合物(b)):0.15份
-肟光聚合起始劑(商標名稱:CGI-142,由巴斯夫日本有限公司製造)(起始劑1) 0.07份
-聚合抑制劑(對甲氧基苯酚):0.01份
-樹脂(甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物,莫耳比:60/22/18,重量平均分子量:15,000) 1.14份
-含氟界面活性劑(商標名稱美格菲思F781,由DIC公司製造,1.0% PGMEA溶液):0.63份
-溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯):2.73份
根據以下程序合成樹脂(甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物)。
詳言之,將53.0公克(0.300莫耳)甲基丙烯酸苯甲酯、11.7公克(0.090莫耳)甲基丙烯酸2-羥基乙酯、7.92公克(0.110莫耳)甲基丙烯酸及50公克丙二醇單甲醚乙酸酯置放於300毫升四頸燒瓶中,且在氮氣氛圍下於80℃下攪拌。向其中添加0.3118公克(1.91×10-3莫耳)熱聚合
起始劑(2,2'-偶氮二異丁腈,AIBN)溶解於10公克丙二醇單甲醚乙酸酯中之溶液,且攪拌6小時。隨後,停止供應氮氣,且向其中添加藉由將0.22公克(1.5×10-3莫耳)對甲氧基苯酚溶解於15公克丙二醇單甲醚乙酸酯中所製備之溶液,且將溫度升高至95℃並攪拌2小時,從而獲得樹脂(甲基丙烯酸苯甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羥基乙酯共聚物)。所得樹脂之酸值為30毫克KOH/公克且重量平均分子量為15,000。
<製造紅色濾光片>
將如上所述製備之紅色硬化型組成物R塗覆於上面形成有裝置且在形成裝置之側噴有六甲基二矽氮烷之8吋矽晶圓(用於固態影像感測器之基板)的表面,藉此形成光可硬化之塗佈膜。使用熱板在100℃下加熱基板120秒(預烘烤)以使塗佈膜之乾燥厚度為1.0奈米。
接著,使用i線步進器曝光設備(商標名稱為FPA-3000i5+,由佳能株式會社(Canon,Inc.)製造),經由尺寸為1.0平方微米之形成紅色畫素之光罩,在365奈米之波長下以圖案化方式對組件進行曝光,曝光量為150毫焦耳/平方公分。
此後,將具有曝光塗佈膜之矽晶圓置放於旋轉淋浴式顯影機(商標名稱為DW-30,由康拓斯有限公司(Chemitronics Co.,Ltd.)製造)之水平轉台上,且使用40%稀顯影劑溶液(商標名稱為CD-2000,由富士膜電子材料株式會社(Fuji Film Electronics Materials Co.,Ltd.)製造)
在23℃下進行槳式(paddle)顯影180秒,從而在矽晶圓上形成紅色圖案。
藉由真空夾持將上面形成有紅色圖案之矽晶圓固定於水平轉台上,且當由旋轉設備在50轉/分鐘下旋轉矽晶圓時,藉由自置放於矽晶圓之旋轉中心上方之噴嘴中以淋浴方式供應純水對其進行清洗處理,隨後噴霧乾燥矽晶圓。
隨後,用熱板在200℃下加熱矽晶圓5分鐘,從而在矽晶圓上獲得紅色圖案(紅色濾光片)。
用掃描電子顯微鏡(SEM)(×20,000)檢查上面形成有紅色濾光片之矽晶圓。結果,證明在未形成顏色圖案之區中顯影殘餘物之形成受到抑制。
另外,用光學顯微鏡(×1,000)及掃描電子顯微鏡(SEM)(×20,000)檢查紅色濾光片之圖案形狀。結果,圖案形狀良好且證明圖案可成形性良好。
接著,在紅色濾光片之製造中,上面形成有裝置之8吋矽晶圓改為玻璃基板,且藉由對其整個表面進行圖案曝光來形成紅色膜,且用分光光度計(商標名稱為MCPD-3000,由大塚電子株式會社(Otsuka Electronics Co.,Ltd.)製造)量測紅色膜之光譜特徵(在各別波長下之透射率)。所量測之光譜特徵展現350奈米至400奈米波長範圍內的透射率降低,540奈米或540奈米以上之波長範圍內的透射率曲線急劇上升,且650奈米至750奈米波長範圍內的透射率高。
結果,獲得有利的紅色光譜特徵。
<評估耐熱性>
在紅色濾光片之製造中,上面形成有裝置之8吋矽晶圓改為玻璃基板,且藉由對其整個表面進行圖案曝光來形成紅色膜。
由分光光度計(商標名稱為MCPD-3000,由大塚電子株式會社製造)量測所得膜在220℃下曝露於空氣60分鐘之前及之後的色差(△E*ab)。基於所量測之色差(△E*ab),根據以下評估標準評估紅色膜之耐熱性。評估結果展示於下表1中。
<評估標準>
A:△E*ab不大於3
B:△E*ab大於3但不大於10
C:△E*ab大於10
〔實例2至21及比較實例1至3〕
以類似於實例1之方式製備顏料分散組成物、彩色硬化型組成物及紅色濾光片,其中例外為主要顏料、次要顏料、顏料衍生物、分散劑及起始劑之類型如表1中所示改變。以類似於實例1之方式進行評估,且評估結果展示於表1中。
〔實例22〕
<製備紅色硬化型組成物R22>
以類似於實例1之方式製備顏料分散組成物P22,其中例外為主要顏料、次要顏料、顏料衍生物及分散劑之類型如表1中所示改變。以類似於實例1之方式進行評估。
另外,藉由混合及攪拌具有以下組成之顏料分散組成物P22來製備紅色硬化型組成物R22。
(組成)
-顏料分散組成物P22 12.30份
-可聚合化合物(例示性化合物(b)):0.21份
-肟光聚合起始劑(商標名稱:CGI-242,由巴斯夫日本有限公司製造)(起始劑2) 0.06份
-聚合抑制劑(對甲氧基苯酚) 0.01份
-含氟界面活性劑(商標名稱為美格菲思F781,由DIC公司製造,1.0% PGMEA溶液) 0.63份
-溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯) 1.79份
藉由使用所得彩色硬化型組成物,以類似於實例1之方式製備紅色濾光片。以類似於實例1之方式進行評估。評估結果展示於表1中。
〔實例23〕
<製備紅色硬化型組成物R23>
以類似於實例1之方式製備顏料分散組成物P23,其中例外為主要顏料、次要顏料、顏料衍生物及分散劑之類型如表1中所示改變。以類似於實例1之方式進行評估。另外,藉由混合及攪拌具有以下組成之顏料分散組成物P23製備紅色硬化型組成物R23。
(組成)
-顏料分散組成物P23 12.30份
-可聚合化合物(例示性化合物(b)) 0.21份
-肟光聚合起始劑(商標名稱:CGI-242,由巴斯夫日本有限公司製造)(起始劑2) 0.06份
-聚合抑制劑(對甲氧基苯酚) 0.01份
-含氟界面活性劑(商標名稱為美格菲思F781,由DIC公司製造,1.0% PGMEA溶液) 0.63份
-溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯) 1.79份
藉由使用所得彩色硬化型組成物,以類似於實例1之方式製備紅色濾光片。以類似於實例1之方式進行評估。評估結果展示於表1中。
以下為表1中所示之組成物之詳情。
顏料4:顏料黃139
顏料5:顏料黃150
顏料6:顏料黃185
顏料7:顏料紅254
顏料8:顏料橙71
顏料9:顏料紫29
分散劑2之重量平均分子量為28,500且酸值為73毫克KOH/公克。
分散劑3之重量平均分子量為30,000且酸值為60毫克KOH/公克。
分散劑4:由以下方法獲得之分散劑。
將50質量份具有分子量為約5,000之聚乙亞胺及40質量份聚己內酯(n=5)與300質量份丙二醇單甲醚乙酸酯混合,且在氮氣氛圍下於150℃下攪拌3小時,從而獲得分散劑4。分散劑4之重量平均分子量Mw如由GPC所量測為約9,000。
分散劑5:商標名稱為分散劑畢克(DISPERBYK)
-110,由畢克日本有限公司(BYK JAPAN K.K)製造。
分散劑6:商標名稱為分散劑畢克-111,由畢克日本有限公司製造。
分散劑7:商標名稱為分散劑畢克-2091,由畢克日本有限公司製造。
分散劑8:由以下結構式表示之分散劑,重量平均分子量為23,000且酸值為75毫克KOH/公克。
分散劑9:由以下結構式表示之分散劑,重量平均分子量為21,000且酸值為80毫克KOH/公克。
如表1中所示,實例1至23中製備之含有特定偶氮顏料、分散劑及偶氮顏料衍生物之顏料分散液展現受抑制之黏度增加量及良好的分散穩定性。另外,藉由使用這些顏料分散液製備之彩色濾光片之顏色圖案展現良好的耐熱性。
另一方面,比較實例1及2中製備之將偶氮顏料衍生物改為比較顏料衍生物1之顏料分散液及比較實例3中製備之未添加顏料衍生物之顏料分散液展現大的黏度增加量及降低的分散穩定性。此外,比較實例1至3中製備之顏
色圖案展現不良耐熱性。
〔實例24〕
(製備綠色顏料分散組成物G1)
混合具有以下組成之混合物且由珠磨機分散2小時,從而製備綠色顏料分散組成物G1。
-組成-
-顏料綠36(PG36)與顏料黃139(PY139)之混合物(質量比〔PG36/PY139〕=100/55):12.60份
-分散劑(商標名稱:分散劑畢克2001,由畢克日本有限公司製造):11.00份
-丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) 80.29份
(製備藍色顏料分散組成物B1)
混合具有以下組成之混合物且由珠磨機分散2小時,從而製備藍色顏料分散組成物B1。
-組成-
-顏料藍15:6(PB15:6)與顏料紫23(PV23)之混合物(質量比〔PB15:6/PV23〕=100/25):14.00份
-分散劑(商標名稱:分散劑畢克2001,由畢克日本有限公司製造):10.10份
-丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) 76.40份
(製備綠色硬化型組成物G2)
以類似於實例1中製備紅色硬化型組成物R之方式製備綠色硬化型組成物G2,其中例外為顏料分散組成物P改為綠色顏料分散組成物G1。
(製備藍色硬化型組成物B2)
以類似於實例1中製備紅色硬化型組成物R之方式製備藍色硬化型組成物B2,其中例外為顏料分散組成物P改為藍色顏料分散組成物B1。
(製造全色濾光片)
將如上述方法中製備之綠色硬化型組成物G2塗覆於上面形成有裝置且預先在形成裝置之表面上噴有六甲基二矽氮烷之8吋矽晶圓(固態影像感測器基板),藉此形成光可硬化之塗佈膜。隨後,使用熱板在100℃下加熱(預烘烤)矽晶圓120秒,以使塗佈膜之乾燥厚度為1.0微米。接著,使用i線步進器曝光設備(商標名稱為FPA-3000i5+,由佳能株式會社製造),經由尺寸為1.0平方微米之拜耳圖案光罩(Bayer pattern mask)在365奈米之波長下對組件進行曝光,曝光量為150毫焦耳/平方公分。此後,將具有曝光塗佈膜之矽晶圓置放於旋轉淋浴式顯影機(商標名稱為DW-30,由康拓斯有限公司製造)之水平轉台上,且使用40%稀顯影劑溶液(商標名稱為CD-2000,由富士膜電子材料株式會社製造)在23℃下進行槳式顯影180秒。用熱板在200℃下進一步加熱矽晶圓8分鐘,從而在矽晶圓上形成顏色圖案。
藉由分別使用實例1中製備之紅色硬化型組成物R及藍色硬化型組成物B2重複上述方法,其中例外為藉由使用尺寸為1.0平方微米之島狀圖案遮罩進行曝光。從而獲得具有紅色、藍色及綠色圖案之彩色濾光片。
〔實例25〕
(製造固態影像感測器)
藉由使用實例24中獲得之彩色濾光片製造固態影像感測器。證明此固態影像感測器展現良好的耐熱性及有利的光譜性質。
本說明書中所提及之所有公開案、專利申請案及技術標準均以引用之方式併入本文中,其引用程度就如同特定且個別地將各個別公開案、專利申請案或技術標準以引用之方式併入本文中一般。
本申請案根據35 USC 119主張2010年1月15日申請之日本專利申請案第2010-7490號及2010年4月27日申請之日本專利申請案第2010-102596號之優先權,所述日本專利申請案之揭露內容以引用之方式併入本文中。
Claims (12)
- 一種顏料分散組成物,其包括由式(1)表示之偶氮顏料、偶氮顏料衍生物及分散劑,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料不具有離子型親水基團:
- 如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料包括由式(2)表示之偶氮顏料,其中所述由式(2)表示之偶氮顏料不具有離子型親水基團:
- 如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物,其中所述分散劑包括包含自由式(I)及式(II)表示之重複單元中選出之至少一者的聚合化合物:
- 如申請專利範圍第3項所述之顏料分散組成物,其中所述聚合化合物之酸值為50毫克KOH/公克至200毫克KOH/公克。
- 如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物,其中所述由式(1)表示之偶氮顏料藉由溶劑鹽研磨來微米尺寸化。
- 如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物,其更包括具有自紅色、黃色、橙色及紫色中選出之色調的顏料。
- 如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物,其中所述偶氮顏料衍生物為以下所示的顏料衍生物1或顏料衍生物2:
- 一種彩色硬化型組成物,其包括如申請專利範圍第1項所述之顏料分散組成物、光聚合起始劑及可聚合化合物。
- 如申請專利範圍第8項所述之彩色硬化型組成物,其中所述光聚合起始劑包括肟光聚合起始劑。
- 一種製造用於固態影像感測器之彩色濾光片之方法,所述方法包括:藉由將如申請專利範圍第8項所述之彩色硬化型組成物塗覆於支撐物,形成彩色硬化型組成物層;經由光罩將所述彩色硬化型組成物層曝光;及藉由使所述曝光之彩色硬化型組成物層顯影,形成顏色圖案。
- 一種用於固態影像感測器之彩色濾光片,其由如申請專利範圍第10項所述之方法製造。
- 一種固態影像感測器,其包括如申請專利範圍第11項所述之彩色濾光片。
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