TWI767389B - 顏料微粒子、顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供耐熱性優異色特性佳,適合可薄膜化之彩色濾光片之製造之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子、含有該顏料微粒子之顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片。本發明係提供一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型所計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下。又,本發明係提供含有該顏料微粒子之顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片。
Description
本發明係有關新穎之顏料微粒子及使用其之顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片。
液晶顯示裝置及固態影像感測器所用之彩色濾光片,一般而言,將染料或顏料之色材溶解或分散於溶劑之液體中調配樹脂等之著色組成物塗佈於玻璃基板或矽基板等後,經過使曝光.硬化、顯影、熱硬化等之步驟來製造。彩色濾光片之耐久性係與液晶顯示裝置及固態影像感測器之壽命有關,故著色組成物的色材,使用耐熱性或耐溶劑性優異之顏料的顏料分散法為主流。在此使用的顏料分散體,主要使用將顏料分散於有機溶劑的非水系顏料分散體,分散體所含之顏料微粒子之一次粒徑、分散粒徑、結晶性等之特性,對於最終製品之彩色濾光片之顏色特性、耐熱性等之性能影響很大。
近年,液晶顯示裝置及固態影像感測器所用之彩色濾光片,被要求高色彩豐富化及省電力化。為了達
成彼等目的,彩色濾光片之顏色特性被強烈要求更高對比、高亮度、高著色力等的特性。
紅色濾波區段(filter segment)用著色劑所用之有機顏料,一般係將二酮吡咯並吡咯系顏料、蒽醌系顏料或雙偶氮系顏料等之耐光性、耐熱性優異之有機顏料以單獨或組合使用,但是市售之此等之有機顏料,因一次粒徑大且不均勻,故直接使用而無法達成彩色濾光片所要求的顏色特性。因此,有許多嘗試檢討將此等之有機顏料微細化。
特別是二酮吡咯並吡咯系顏料係亮度優異之有機顏料,故近年被愛用,其中,C.I.pigment red 254及溴化二酮吡咯並吡咯,特別是顏色特性優異的有機顏料,而積極地檢討微細化(以下也稱為「微粒子化」)。
例如提案如專利文獻1及2所記載,以氯化鈉等之無機鹽作為介質,藉由將有機顏料及有機溶劑預備混合,以混練機處理,粉碎有機顏料之所謂鹽研磨法或將如專利文獻3、專利文獻4或專利文獻5所記載的有機顏料溶解於良溶劑之溶液與相溶於該良溶劑之有機顏料的弱溶劑予以混合,生成顏料微粒子的所謂再沈澱法、或組合如專利文獻6所記載之再沈澱法與鹽研磨法之有機顏料的微細化方法。
又,提供如專利文獻7所記載之在對向配設之可靠近.分離之至少一方相對於另一方,相對旋轉之至少2個處理用面之間所形成之薄膜流體中,混合溶解有機
顏料之顏料溶解液與使有機顏料微粒子析出用之析出用溶劑之微粒子之製造方法。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-211970號公報
專利文獻2:日本特開2014-177532號公報
專利文獻3:日本特開2011-046846號公報
專利文獻4:日本特開2011-137142號公報
專利文獻5:國際公開WO2011/024896號小冊子
專利文獻6:日本特開2015-102858號公報
專利文獻7:國際公開WO2011/096401號小冊子
發明之概要
藉由使用適用此等之以往技術進行微細化的有機顏料微粒子,對於高對比、高亮度等之彩色濾光片性能有一定的效果。但是經本發明人等之檢討,藉由此等以往技術所得者,均無法充分達到滿足彩色濾光片所要求之高對比、高亮度,又,專利文獻3或專利文獻5等中,因添加色材以外的物質等,故無法獲得可得到近年強力要求之高對比且高著色力之彩色濾光片的有機顏料微粒子及其
分散體。
本發明欲解決的課題為提供高對比且高亮度之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,使用含有該顏料微粒子之顏料分散體的情形,形成良好之濾波區段,且具有必要的性能,且其性能之平衡優異的感光性著色組成物、及使用其之對比且亮度優異之高色彩豐富的彩色濾光片。
本發明人等精心研究的結果,確認二酮吡咯並吡咯系顏料主要在3方向有結晶成長,其中發現特定之結晶成長方向中之微晶大小為一定之值以下,或相對於各結晶成長方向,特定之微晶大小之比為一定範圍內的二酮吡咯並吡咯系顏料,具有微細且均勻之一次粒徑,以高水平、良好平衡,滿足作為彩色濾光片時所要求的上述特性。
本發明係藉由以下手段來解決課題。
(1)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,
(2)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之(1 5 -1)面方向之微晶大小為80Å以下。
(3)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,除以該藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中,與2θ=3~10°中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm。
(4)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小
為140Å以下。
(5)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之與2θ=28.0°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為80Å以下。
(6)如上述第(1)、(2)、(4)或(5)項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中平均一次粒徑為5~40nm。
(7)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小除以藉由X光繞射圖型計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm。
(8)如上述第(1)~(7)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中藉由X光繞射圖型計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
在80℃下之值與在230℃下之值的變化率={(在230℃下之面間隔)/(在80℃下之面間隔)×100}-100(%)[特定式]。
(9)如上述第(1)~(7)項中任一項之二酮吡咯並
吡咯系顏料微粒子,其中藉由X光繞射圖型計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
在80℃下之值與在230℃下之值的變化率={(在230℃下之面間隔)/(在80℃下之面間隔)×100}-100(%)[特定式]。
(10)如上述第(1)~(9)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之標準偏差為未達7.0。
(11)如上述第(1)~(10)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之變動係數(CV值)為未達30。
(12)如上述第(1)~(11)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中Fe之含量為35ppm以下。
(13)如上述第(1)~(12)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中上述一般式(I)為以下述一般式(II)表示者,
(14)如上述第(13)項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中R為溴之以下述式(III)表示者,
(15)一種含有下述式(III)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下。
(16)一種顏料分散體,其係至少含有有機顏料與有機溶劑之顏料分散體,其中該有機顏料為如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
(17)一種感光性著色組成物,其係至少含有如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
(18)一種彩色濾光片,其係至少含有如上述第(17)項之感光性著色組成物。
(19)一種彩色濾光片,其係至少含有如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
依據本發明時,可提供具有上述所記載之(1)~(15)之任一之特徵的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子、含有該顏料微粒子之顏料分散體、感光性著色組成物及彩色濾光片。藉由使用該顏料微粒子,雖為微粒子但是可易分散化,使用含有該顏料微粒子之顏料分散體時,可提供高對比且高著色力,及耐熱性優異之具有作為彩色濾光片用途,非常合適之性能的感光性著色組成物、及使用該感光性著色組成物之對比且亮度優異之彩色濾光片。
[圖1]為本發明之實施形態之流體處理方法實施用之流體處理裝置之略剖面圖。
[圖2](A)為圖1所示之流體處理裝置之第1處理用面的略平面圖,(B)為同裝置之處理用面之主要部分擴大圖。
[圖3](A)為同裝置之第2導入部之剖面圖,(B)為同第2導入部說明用之處理用面之主要部分擴大圖。
[圖4]為溴化二酮吡咯並吡咯與C.I.pigment red 254之X光繞射圖型圖。
[圖5]為由斜上方觀看溴化二酮吡咯並吡咯與C.I.pigment red 254之結晶中之芳香環之面成為鋸齒(zig
zag)之人字形紋路(herringbone)之層合結構中之該鋸齒的示意圖。
[圖6]為由橫向觀看溴化二酮吡咯並吡咯與C.I.pigment red 254之結晶中之芳香環的面成為鋸齒之人字形紋路之層合結構中之該鋸齒的示意圖。
[圖7]顯示二次粒子、一次粒子、微晶、及結晶面之關係的示意圖。
實施發明之形態
以下說明本發明之較佳實施態樣,但是本發明不限定於此等。
本發明之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,具有下述(1)~(15)之任一的特徵。
(1)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,
(2)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之(1 5 -1)面方向之微晶大小為80Å以下。
(3)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,除以該藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中,與2θ=3~10°中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm。
(4)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下。
(5)一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之與2θ=28.0°±0.3°
對應之晶格面之微晶大小為80Å以下。
(6)如上述第(1)、(2)、(4)或(5)項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中平均一次粒徑為5~40nm。
(7)一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小除以藉由X光繞射圖型計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm。
(8)如上述第(1)~(7)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中藉由X光繞射圖型計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
在80℃下之值與在230℃下之值的變化率={(在230℃下之面間隔)/(在80℃下之面間隔)×100}-100(%)[特定式]。
(9)如上述第(1)~(7)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中藉由X光繞射圖型計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
在80℃下之值與在230℃下之值的變化率={(在230℃下之面間隔)/(在80℃下之面間隔)×100}-100(%)
[特定式]。
(10)如上述第(1)~(9)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之標準偏差為未達7.0。
(11)如上述第(1)~(10)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之變動係數(CV值)為未達30。
(12)如上述第(1)~(11)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中Fe之含量為35ppm以下。
(13)如上述第(1)~(12)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中上述一般式(I)為以下述一般式(II)表示者,
(14)如上述第(13)項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中R為溴之以下述式(III)表示者,
(15)一種含有式(III)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下。
(16)一種顏料分散體,其係至少含有有機顏料與有機溶劑之顏料分散體,其中該有機顏料為如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
(17)一種感光性著色組成物,其係至少含有如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
(18)一種彩色濾光片,其係至少含有如上述第(17)項之感光性著色組成物。
(19)一種彩色濾光片,其係至少含有如上述第(1)~(15)項中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
依據本發明時,可提供使用具有上述所示之(1)~(15)之任一特徵的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子的感光性著色組成物、特別是由使用含有此等之顏料微粒子之顏料分散體所得之感光性著色組成物所製作的彩色濾
光片,因高對比且高著色力,及耐熱性優異,故可提供具有非常合適性能的感光性著色組成物及彩色濾光片。
[顏料種]
本發明之顏料微粒子係顏料種為含有下述一般式(I)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之顏料的微粒子。
這種二酮吡咯並吡咯系顏料化合物,例如有使用以往習知之各種製造方法所得者或各種市售品。
例如二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之基本的製造方法,關於作為出發物質使用腈化合物之琥珀酸酯合成法所揭示之USP 4,415,685號公報、USP 4,579,949號公報及依據與此等對應專利所記載的方法,選擇出發物質之官能基的種類、數、位置,可選擇上述一般式(I)之X1及X2之種類、數及位置。又,改良之各種的方法,可列舉例如
日本特開昭58-210084號公報、日本特開平07-90189號公報、日本特開平08-48908號公報、WO2009/81930號小冊子、EP1411092 B1公報、日本特開2012-211970號公報等所記載方法所得者。
顏色索引(Colour Index)(C.I.)記載者,例如有C.I.pigment red 254、C.I.pigment red 255、C.I.pigment red 264、C.I.pigment orange 71、C.I.pigment orange 73等,也有各種市售品。
此等各種之以一般式(I)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之中,特別是對(para)位具有取代基之以下述一般式(II)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物,因色調優異,適合作為紅色顏料之用途。
其中,R皆為氯原子的C.I.pigment red 254、或R皆為溴原子的溴化二酮吡咯並吡咯(下述式(III))具有優異之耐光性、耐藥品性、高彩度,且亮度
高、光學特性也優異,故適合彩色濾光片用途,故特佳。
C.I.pigment red 254與溴化二酮吡咯並吡咯係因取代基之種類不同,故分光吸收的色相不同。溴化二酮吡咯並吡咯相較於C.I.pigment red 254,分光波長位移至長波長側,成為更帶藍色調的紅色。配合目的之色度,選擇使用此等即可。
特別是以上述式(III)表示之溴化二酮吡咯並吡咯係因溴原子之立體障礙(sterific hindrance),分子間之鍵結相較於C.I.pigment red 254較弱,故容易微粒子化,可得到適合對比高、亮度高等之彩色濾光片的性能,故對於彩色濾光片用途,更佳。
又,特別是使用溴化二酮吡咯並吡咯,計算以下說明之本發明之微晶大小或微晶大小之比的情形,本發明人等得知可得到最高的對比。
本發明之顏料微粒子,顏料種除了一般式(I)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物外,也可含有二酮吡咯並吡咯系顏料化合物以外的有機顏料。如此,含有其他之有機顏料,也可進行粒徑控制或色度調整。此時可混合使用之有機顏料無特別限定,可列舉例如苝
(perylene)系顏料、苝酮(perinone)系顏料、喹吖啶酮系顏料、喹吖啶酮醌系顏料、蒽醌系顏料、蒽嵌蒽醌系顏料、苯並咪唑酮系顏料、雙偶氮縮合系顏料、雙偶氮系顏料、偶氮系顏料、陰丹酮系顏料、酞菁系顏料、三芳基碳(carbonium)系顏料、二噁嗪系顏料、胺基蒽醌系顏料、硫靛(Thioindigo)系顏料、異吲哚啉系顏料、異吲哚啉酮系顏料、皮蒽酮(pyranthrone)系顏料、異紫蒽酮(Isoviolanthrone)系顏料、或彼等之組成物及混合物。上述有機顏料也可使用其粗顏料。
[微晶大小]
1.本發明之第1形態
本發明之第1形態中,本發明之顏料微粒子,其特徵為藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面(以下為「面α」)方向之微晶大小為140Å以下,且前述一般式(I)表示之化合物含有90%以上。
面α方向之微晶大小為140Å以下、較佳為130Å以下、又更佳為120Å以下、最佳為100Å以下。
一般式(I)表示之化合物之含量為90%以上、更佳為95%以上、又更佳為97%以上、最佳為99%以上。
顏料種為含有上述一般式(II)表示之化合物的情形,面α為圖5所示之(1 1 1)面,與2θ=24.5°±0.3°對應。因此,顏料種為含有上述一般式(II)表示之
化合物的情形,與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下為佳。
2.本發明之第2形態
本發明之第2形態中,本發明之顏料微粒子,其特徵為面方向之微晶大小為140Å以下,且藉由X光繞射圖型計算之(1 5 -1)面(以下為「面β」)方向之微晶大小為80Å以下,且含有前述一般式(I)表示之化合物。
面α方向之微晶大小為140Å以下、較佳為130Å以下、又更佳為120Å以下、最佳為100Å以下。面β方向之微晶大小,較佳為80Å以下、更佳為75Å以下、又更佳為70Å以下。更佳為面α方向之微晶大小為140Å以下且面β方向之微晶大小為80Å以下,又更佳為面α方向之微晶大小為130Å以下且面β方向之微晶大小為75Å以下,特佳為面α方向之微晶大小為120Å以下且面β方向之微晶大小為70Å以下。最佳為面α方向之微晶大小為100Å以下且面β方向之微晶大小為70Å以下。
顏料種為含有上述一般式(II)表示之化合物的情形,面α為如前述(1 1 1)面,與2θ=24.5°±0.3°對應,面β為如圖6所示之(1 5 -1)面,與2θ=28.0°±0.3°對應。因此,顏料種為含有上述一般式(II)表示之化合物的情形,與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,且與2θ=28.0°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為80Å以下為佳。
3.本發明之第3形態
本發明之第3形態中,本發明之顏料微粒子,其特徵為含有前述一般式(I)表示之化合物,其係將面α方向之微晶大小,除以藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中,與2θ=3~10°中之最大波峰對應之面(以下為「面γ」)方向之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm。
上述微晶大小之比,較佳為0.85~1.25,更佳為0.90~1.20,最佳為0.95~1.15。上述平均一次粒徑,較佳為5~40nm、又更佳為10~30nm、最佳為15~25nm。此外,微晶大小之比為0.85~1.25且平均一次粒徑為5~40nm者為佳,此外,微晶大小之比為0.90~1.20且平均一次粒徑為10~30nm者更佳,微晶大小之比為0.95~1.15且平均一次粒徑為15~25nm者最佳。
顏料種為含有上述一般式(II)表示之化合物的情形,面α為如前述(1 1 1)面,與2θ=24.5°±0.3°對應。面γ為圖5、6所示之(0 2 0)面,與2θ=7.4°±0.3°對應。因此,此情形下,本發明之顏料微粒子係將藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小除以藉由X光繞射圖型計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之微晶大小,計算得到之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm為佳。
特別是顏料種為C.I.pigment red 254的情形
時,微晶大小之比為0.85~1.25、更佳為0.90~1.15、又更佳為0.95~1.10。平均一次粒徑,較佳為5~40nm、更佳為10~30nm、最佳為15~25nm。此外,微晶大小之比為0.85~1.25且平均一次粒徑為5~40nm為佳,微晶大小之比為0.90~1.15且平均一次粒徑為10~30nm為更佳,微晶大小之比為0.95~1.10且平均一次粒徑為15~25nm為最佳。
又,顏料種為溴化二酮吡咯並吡咯的情形時,微晶大小之比為0.85~1.25較佳,0.90~1.20更佳,0.95~1.15最佳。平均一次粒徑較佳為5~40nm、更佳為10~30nm、最佳為15~25nm。此外,微晶大小之比為0.85~1.25且平均一次粒徑為5~40nm為佳,微晶大小之比為0.90~1.20且平均一次粒徑為10~30nm更佳,微晶大小之比為0.95~1.15且平均一次粒徑為15~25nm最佳。
表1表示上述一般式(II)表示之化合物之3個晶格面之(02 0)面、(1 1 1)面、(1 5 -1)面與布拉格角(Bragg angle)(2θ)之關係。
4.本發明之第4形態
本發明之第4形態中,本發明之顏料微粒子,其特徵為面α方向之微晶大小為140Å以下,且含有前述式(III)表示之化合物(溴化二酮吡咯並吡咯)者。
較佳之面α方向之微晶大小與較佳之面β方向之微晶大小,較佳之微晶大小之比與一次粒徑係與本發明之第2形態及第3形態同樣。較佳之式(III)表示之化合物之含量係與本發明之第1形態中之一般式(I)表示之化合物之含量同樣。
3.微晶大小與其比所帶來之對性能之影響
3-1微晶大小
一般而言,在構成一次粒子之微晶(crystallite)與微晶間之界面(結晶晶界),容易光散射,結晶晶界(grain boundary)成為光散射之主要原因已為人知。因此,為了提高顏料微粒子之光學特性時,考慮縮小該微粒子中之結晶晶界之面積,減少結晶晶界之影響。因此,在各領域嘗試減低結晶晶界。縮小結晶晶界之面積時,微晶大小為較大者較佳。但是經本發明人等檢討,意外現,如以上說明具有更小之微晶大小之本發明的顏料微粒子,具有優異之光學特性。因以上本發明之顏料微粒子之微晶大小,而發揮更優異之光學特性的機構,未完全明確,但是推測如以下所示。
微晶大小較小時,構成一次粒子之微晶間之
界面(結晶晶界)之數變多,但是結晶晶界各個之面積變小。一般考慮結晶晶界之面積較大時,容易光散射。相對於此,本發明則推測藉由將微晶大小控制為小,因而結晶晶界之面積變小,光散射減少,提高所得之彩色濾光片之對比與亮度。在此,微晶大小為小係指面α方向之微晶大小為140Å以下,面β方向之微晶大小為80Å以下。
又,如圖7所示,顏料之一次粒子係以微晶構成,故藉由縮小微晶大小,也可使一次粒子變小。因一次粒子小,而彩色濾光片之透過率高,壓低光散射,提高對比與亮度。在此,顏料之一次粒子小係指其平均一次粒徑為40nm以下。
又,如一般式(I)所示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物,具有異向性之結晶的情形,無法完全防止非因晶界而是結晶本身所造成的雙折射。特別是在對(para)位具有取代基之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物(上述一般式(II))的情形,為人字形紋路結構,空間群為P21/n,相對於在對位具有取代基者或Tert-丁基-二酮吡咯並吡咯為磚牆型(brick wall)之磚結構,空間群為P1(P1之上有一橫棒(bar)(-))者,對稱性低,且異向性高。因此,藉由面α之微晶大小設為140Å以下,面β之微晶大小設為80Å以下,如後述,可得到更提高等向性,且優異之光學特性。如下述數1所示,P1上附加一橫棒(-)。
此外,本發明之顏料微粒子係一次粒子小,故可抑制因粗大之一次粒子所造成之異物發生等之不理想狀態。
而微晶大小為大時,必然的,一次粒子也變大。因微晶大小變大,使一次粒子也變大,而妨礙彩色濾光片之對比及提高亮度。
微晶大小超過本發明之範圍之上限值,例如面α方向之微晶大小超過140Å,面β方向之微晶大小為超過80Å時,所得之彩色濾光片之對比、亮度不足。又,容易因粗大粒子造成異物發生等。
又,微晶大小之下限無特別限定,但是太小時,一次粒子也成為必要以上的小,而使一次粒子之比表面積增大。因一次粒子之比表面積增大,使粒子表面能量變大,顏料微粒子對分散媒之分散變得困難。具體而言,分散時,顏料微粒子產生凝聚,或顏料微粒子分散於分散媒之顏料分散體之黏度變高,或經時變化引起增黏或凝膠化之可能性變高。為了使分散安定化,因顏料分散體含有許多分散劑的情形,所得之彩色濾光片所含的著色成分變少,彩色濾光片特性因不必要的分散劑成分增加,因此,引起顏色特性之降低或彩色濾光片製作中之步驟性之不良的可能性高。又,使微晶大小變得太小,在技術上困難外,相反地,經本發明人等檢討發現不需要如此小也可得到充分
之性能提昇。因此,將微晶大小降低至上述上限值以下即可。
3-2微晶大小之比與平均一次粒徑
藉由將面α與面γ之微晶大小之比設在本發明之範圍內,例如0.85~1.25之範圍,可得到高對比、高亮度的彩色濾光片。微晶大小之比影響彩色濾光片之光學特性的機構雖不明確,但是推測如下述。
上述之微晶大小之比,亦即長寬比(以下也稱為「微晶大小之長寬比」)較小係指微晶接近球狀。接近球狀時,形成一次粒子時,微晶為緊密填充,一次粒子內,微晶容易以異向性較少的方式排列。藉由減少一次粒子內之異向性,使一次粒子成為光學均一,因而提高對比與亮度。又,因微晶接近球狀,故微晶集合所成之一次粒子也成為球狀且長寬比小的一次粒子。因一次粒子接近球狀,含有該一次粒子之集合體之顏料微粒子的硬化膜中,顏料微粒子變得配向不易,硬化膜之異向性減少,因而提高對比與亮度。
又,藉由將上述微晶大小之比設在本發明之範圍內,將顏料微粒子分散於分散媒中的顏料分散體也可減少分散劑之添加量,且形成低黏度、分散性良好者。可能是一次粒子之長寬比較小,故推測由一次粒子形成之顏料微粒子的比表面積小,可得到粒子表面能量小的顏料微粒子,抑制粒子彼此之凝聚所致。
上述微晶大小之長寬比超過本發明之範圍的情形,所得之彩色濾光片之對比與亮度不充分。特別是本發明中,界定微晶大小與微晶大小之比的各晶格面係(±1 ±1 ±1)面(面α)與藉由X光繞射圖型計算之與2θ=3~10°之最大波峰對應的面(面γ),但是此等之面可作為等向性之指標使用係由本發明人等檢討得知者,可說是革命性的發現。
但是即使微晶之長寬比小,若平均一次粒徑為大的情形,所得之彩色濾光片之對比與亮度降低。又,平均一次粒徑為5nm以下時,微晶大小之比即使為上述範圍內,因一次粒子之比表面積變大,變得容易凝聚,故難以得到良好的分散體。因此,僅使用該微晶之大小之比為上述範圍以內,且一次粒徑也在上述範圍內,例如平均一次粒徑為5~40nm之範圍的顏料微粒子的情形,可得到高對比、高亮度的彩色濾光片。
[微晶大小之測量]
如前述,藉由將X光繞射光譜之布拉格角(Bragg angle)(2θ)與結晶結構之晶格面對應,可測量微晶大小。
二酮吡咯並吡咯系顏料中,C.I.pigment red 254之結晶結構係在文獻(Acta.Cryst.B49,1056(1993))中,以X光結晶結構解析分析,顏料種為C.I.pigment red 254的情形時,使用此可測量微晶大小。又,溴化二酮吡咯並
吡咯之X光繞射圖型係如圖4所示,相較於C.I.pigment red 254者,X光繞射強度雖不同,但是波峰位置出現在同樣的場所,因此溴化二酮吡咯並吡咯可假設為與C.I.pigment red 254類似之結晶結構、結晶結構之晶格面而進行解析。其他之二酮吡咯並吡咯系顏料的情形也同樣,藉由X光繞射圖型進行結晶結構之解析,使X光繞射光譜之布拉格角(2θ)與結晶結構之晶格面對應。
本發明中,以上說明之各晶格面之微晶大小之測量係依據以下條件及順序者。
(1)試料使用CuKα線之粉末X光繞射測量,在布拉格角(2θ)為5.3°至60°之範圍內進行。
(2)由(1)所得之X光繞射圖型,求除去背景後的繞射圖型。背景之除去方法係將上述測量圖型之布拉格角(2θ)=5.3°附近及6.5°附近、10°附近、60°附近下端分別以直線連結作為背景,求由(1)所得之X光繞射強度之值除去以此背景表示之X光繞射強度值之圖型的操作。
(3)由(2)所得之除去背景的X光繞射圖型,一般式(II)所示之化合物中,分別對於(0 2 0)面之特徵的繞射峰的布拉格角(2θ)=7.4°±0.3°附近之繞射峰及(1 1 1)面之特徵的繞射峰的布拉格角(2θ)=24.5°±0.3°附近之繞射峰、(1 5 -1)面之特徵的繞射峰的布拉格角(2θ)=28.0°±0.3°附近之繞射峰,求半高寬(half width)及繞射峰之布拉格角(2θ)。半高寬之計算藉由將存在於上述測量範圍之3個繞射峰各自使用市售之數據
解析軟體,進行波峰分離可計算得到。例如後述之實施例係使用PANalytical公司製數據解析軟體HighScorePlus Ver.3.0e(3.0.5),將波峰形狀作為Pseudo Voigt函數,進行擬合(Fitting)使用計算之半高寬之值。
(4)藉由以(3)計算的繞射峰半高寬及下述Scherrer之公式計算微晶大小。
D=Kλ/(B×cosA)
B=Bobs-b
在此,
D:微晶大小(Å)
Bobs:以(3)計算的半高寬(rad)
b:X光繞射裝置角度分解能修正係數,標準矽結晶測量時之半高寬(rad)。以下述裝置構成及測量條件測量標準矽結晶,b=0.087。
A:繞射峰布拉格角2θ(rad)
K:Scherrer常數(定義為K=0.90)
λ:X光波長(Å)(為CuKα線,故λ=1.54)
測量條件詳細如下述。
X光繞射裝置:PANalytical公司製多目的X光繞射裝置X‘Pert P
owder量角器(goniometer):PANalytical公司製高精度試料水平型量角器
取樣寬:0.0131°
進級時間(step time):0.335秒
發散狹縫:程式發散狹縫
入射側散射狹縫:無
入射側平行板狹縫(soller slits):0.04°
入射側遮罩:10mm
受光側散射狹縫:8mm
受光側平行板狹縫:0.04°
管球:Cu
管電壓:45kV
管電流:40mA
又,只要是可得到與以上方法相同結果的方法時,也可採用其他的方法。
[微晶大小之比之計算]
由前述方法所求得之各面的微晶大小,藉由將(1 1 1)面之微晶大小除以(0 2 0)面之微晶大小,計算(1 1 1)面與(0 2 0)面之微晶大小之比。
[晶格面之面間隔變化率]
本發明之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子係加熱前後藉由X光繞射圖型計算之與2θ=3~10°之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與230℃下之值的變化率(藉由下述特定式)為3.0%以下為佳。更佳為2.0%以下,特佳為1.5%以下。
80℃下之值與230℃下之值的變化率={(230℃下之
面間隔)/(80℃下之面間隔)×100}-100(%)[特定式]
在此,C.I.pigment red 254及溴化二酮吡咯並吡咯係2θ=7.4°±0.3°成為2θ=3~10°中之最大波峰,與(0 2 0)面對應。(0 2 0)面係大致與晶格之長軸垂直的面,相較於其他之晶格面,因加熱造成之面間隔之變化率為最大,故可成為後述結晶結構安定與否的指標。
其他之二酮吡咯並吡咯系顏料也與C.I.pigment red 254或溴化二酮吡咯並吡咯相同,與2θ=3~10°中之最大波峰對應的面成為大致與晶格之長軸垂直的面,相較於其他之晶格面,因加熱造成之面間隔之變化率為最大,故可成為結晶結構安定與否的指標。
彩色濾光片之製造時,含有顏料被加熱的步驟,因加熱多少會產生顏色特性之惡化。具體而言,而成為因加熱造成色相之偏移或對比及亮度降低等的問題。對此,本發明之顏料微粒子係藉由將該面間隔之變化率設為3.0%以下,可抑制因加熱所致之顏色特性之惡化,可得到品質更高的彩色濾光片。
本發明藉由使用晶格面之面間隔變化率小的顏料微粒子,可得到更優異之光學特性之彩色濾光片的機構,又,藉由微晶大小較小之顏料微粒子或微晶大小之長寬比較小的顏料微粒子,可降低晶格面之面間隔變化率的機構,雖不明確,推測為如下述。
因加熱造成晶格面間隔之變化,大部分的情形,往面間隔擴展的方向變化。面間隔擴展時,微晶間之
結晶晶界的面積變大,如前述,成為容易光散射的一次粒子,而推測顏料微粒子容易導致對比或亮度降低。又,推測因加熱造成該面間隔之變化率大表示結晶結構不安定,因加熱造成結晶結構變化,藉由鄰接分子之電子軌道的相互作用產生色相之偏移。
一般認為因加熱造成面間隔變化率變大的理由為結晶結構內含有許多不安定的要素的緣故。結晶結構之不安定要素,可列舉例如雜質或非結晶質成分及結晶結構之應變(Strain)等。微晶大小有各種的大小,或微晶之長寬比較大時,結晶結構中具有應變,或微晶之鄰接部位含有許多不安定的非晶質結構,推測因加熱造成結晶結構變化,藉由鄰接分子之電子軌道的相互作用產生色相之偏移。又,認為不安定的非晶質結構因加熱,而結晶化產生異物。對此,本發明之顏料微粒子係因微晶小,接近球形,故推測結晶結構之應變小,緊密且安定,抑制因加熱造成結晶結構之變化,面間隔之變化率變小。
只要是具有特定之微晶大小或特定之微晶大小之比之本發明的顏料微粒子時,可將成為結晶結構之不安定要素之原因的結晶晶界壓低,成為微晶為緊密集合之安定的結晶結構。因此,可將因加熱造成之面間隔變化率控制在上述範圍,例如3.0%以內。亦即,因加熱造成之面間隔變化率小,結晶結構安定的顏料。
又,藉由加熱所致之晶格面之面間隔變化率之測量方法如下述進行。
(1)與前述之〔微晶大小之測量〕同樣,在布拉格角(2θ)為5.3°至50°之範圍內,使用CuKα線之藉由加熱進行粉末X光繞射測量。具體而言,首先,在25℃下測量X光繞射圖型,然後昇溫至80℃,該溫度保持10分鐘後,測量80℃下之X光繞射圖型。此外,昇溫至230℃,該溫保持10分鐘後,測量230℃下之X光繞射圖型。
(2)由(1)所得之X光繞射圖型,求除去背景後的繞射圖型。背景之除去方法係將上述測量圖型之布拉格角(2θ)=5.3°附近及6.5°附近、10°附近、37.5°附近下端各自以直線連結作為背景,求由(1)所得之X光繞射強度之值除去以此背景表示之X光繞射強度之值的圖型的操作。
(3)由(2)所得之除去背景的X光繞射圖型,使用PANalytical公司製數據解析軟體HighScorePlus Ver.3.0e(3.0.5),將波峰形狀作為Pseudo Voigt函數,進行擬合(Fitting),藉由布拉格角的公式計算(0 2 0)面之特徵的繞射峰的布拉格角(2θ)=7.4°±0.3°附近之繞射峰的面間隔。
2dsinA=nλ
在此,
d:面間隔(Å)
A:繞射峰布拉格角2θ(rad)
λ:X光波長(Å)(因CuKα線,故λ=1.54)
n:整數
(4)以(3)所得之80℃及230℃下之(0 2 0)面之面間隔的結果,藉由下述特定式計算此等溫度變化所致之面間隔之變化率。
在80℃下之值與230℃下之值的變化率={(230℃下之面間隔)/(80℃下之面間隔)×100}-100(%)[特定式]
測量條件之詳細與前述〔微晶大小之測量〕同樣。
又,只要是可得到與以上方法相同結果的方法時,也可採用其他的方法。
[一次粒徑]
本發明之第3形態中之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子係一次粒徑為5~40nm。又,本發明之第1,2,4形態中之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子中,一次粒徑較佳為5~40nm。不論任何的情形,其一次粒徑較佳為10~30nm,特佳為15~25nm。又,上述一次粒徑之標準偏差未達7.0為佳,未達6.0為更佳,未達4.0為特佳。此外,上述一次粒徑之變動係數(CV值:以下為「CV值」)未達30為佳,未達28為更佳,未達25為特佳。
藉由將該二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之一次粒徑設為上述上限值以下,可得到高對比的顏料分散體。另外,藉由將該二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之一次粒徑設為上述下限值以上,可壓低調製分散體時之黏度,
也可抑制黏度之經時變化。
具有超過上述上限值之一次粒徑之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子的情形,有導致對比降低,有無法滿足作為彩色濾光片用途所要求之性能的情形。具有未達上述下限值之一次粒徑之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子的情形,該顏料微粒子對分散媒之分散變得困難,分散處理時,因對顏料分散體之分散劑或黏結劑樹脂、顏料衍生物等之化合物之添加量變得非常多,故該顏料分散體適用於彩色濾光片必變得困難。
藉由將該二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之一次粒徑之標準偏差設為上述上限值以下,可得到特別是高對比且低黏度,黏度之經時變化小的顏料分散體。上述一次粒徑之標準偏差超過上述上限值的情形,因大小或形狀不一致的一次粒子多數存在,容易導致顏料分散體之對比降低。
藉由將該二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之一次粒徑之CV值設為上述上限以下,可得到特別是高對比且低黏度,黏度之經時變化小的顏料分散體。上述一次粒徑之CV值超過上述上限值的情形,因大小或形狀不一致的一次粒子多數存在,容易導致顏料分散體之對比降低。
在此,一次粒徑係由藉由電子顯微鏡觀察所得之圖像計算的粒徑。一次粒徑與其標準偏差、CV值之測量方法係如下述。
將本發明之顏料微粒子10重量份、作為分散劑之
「BYKLPN 6919」(BYK-Chemie公司製)以固體成分量為5重量份、作為分散助劑之C.I.pigment red 254之磺化衍生物1重量份、作為分散媒之有機溶劑之丙二醇單甲基醚乙酸酯70重量份,使用塗料混合機(淺田鐵工股份公司製)攪拌混合進行6小時分散處理,得到顏料分散體。將此顏料分散體以丙二醇單甲基醚乙酸酯稀釋成50倍至200倍,該稀釋液以超音波均質器(股份公司SND公司製、超音波洗淨機US-105)進行5分鐘處理後,觀察粒子像。此觀察係使用S-5200形電場釋放形掃描電子顯微鏡((股)日立高科技公司製)以加速電壓20kV之觀察倍率100萬倍觀察,對於由觀察圖像可明瞭識別的粒子100個,使用SEM用圖像解析軟體(OLYMPUS公司製Scandium)測量其長徑,計算一次粒徑及其標準偏差及CV值。
[二酮吡咯並吡咯化合物之含量]
本發明之第1形態之顏料微粒子,含有90%以上之以一般式(I)表示之化合物。如此,藉由以高濃度含有一般式(I)表示之化合物,可高度保持著色力或亮度。為了降低顏料微粒子之結晶,例如可考慮添加抑制粒子成長之成分(例如專利文獻5所記載的顏料衍生物等),但是添加這種成分時,變得難以高度保持著色力或亮度。對此,本發明之第1形態的顏料微粒子係藉由將顏料衍生物等之成分以外,以一般式(I)表示之化合物本身的含
量,保持高含量之90%以上,可高度保持著色力或亮度。
又,本發明之第2形態、第3形態之顏料微粒子,為了高度保持著色力或亮度時,一般式(I)表示之化合物之含量可為90%以上,且較佳。本發明之第4形態之顏料微粒子中,式(III)表示之溴化二酮吡咯並吡咯之含量可為90%以上,且較佳。
一般式(I)、一般式(II)、式(III)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之含量之限定可如下述進行。關於本發明之顏料微粒子之溶劑萃取液,進行LC-MS分析或NMR分析,鑑定含有成分,再定量分析。更具體而言,將該顏料微粒子溶解於四氫呋喃(以下為「THF」)等之有機溶劑中,以LC-MS液相層析分離進行分子量分析。又,將不溶物以固體直接導入探針中,進行分子量分析。此等係以分子之整體及部分之分子量資訊為基礎,鑑定各成分的手法。此外,該顏料微粒子之成分之以一般式(I)、一般式(II)、式(III)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物,可與鑑定成分之標準物質比較進行定量分析。又,將該顏料微粒子溶解於重二甲基亞碸或重硫酸中,以NMR測量鑑定各成分,可由NMR光譜之面積比進行定量。
[本發明之顏料微粒子之性能]
以上說明之本發明的顏料微粒子具有優異之光學特性。具體而言,作為色度x=0.6500之硬化膜時之對比為
7,000以上,更佳為8,000以上,也可為10,000以上。又,作為色度x=0.6500用之膜厚可為2.80μm以下,特別是2.70μm以下,也可為2.60μm以下。此外,色度x=0.6500且y=0.3230中,亮度成為18.00以上,進一步成為19.00以上,可得到光學特性極優異之彩色濾光片。硬化膜之製作如後述。
在此,對比係顏料之顏色特性之指標之一,對比高者用於顯示器等之光學材料時,發色色彩豐富(colorful),故較佳。對比之測量係對於以2片偏光板夾著的硬化膜,照射光,將前面側之偏光板與後面側之偏光板之偏光面為平行時及直角時之透過的光量,使用對比測量裝置(壺坂電氣公司製CT-1)測量,透過光作為偏光板上之亮度,偏光板之偏光面平行時之亮度及直角時之亮度之比,以對比((對比)=(偏光板之偏光面為平行時之亮度)/(偏光板之偏光面為直角時之亮度))計算。
又,硬化膜之膜厚係相同之色度且薄時,可節省感光性著色組成物,又,調整成相同膜厚時,可得到高著色力之硬化膜,故較佳。膜厚係使用非接觸表面.層剖面形狀計測系統(菱化系統公司製R5300G-Lite)進行測量。
耐熱性係以對比之變化率{(後烤步驟前之對比-後烤步驟後之對比)/後烤步驟後之對比×100(%)}表示。
此外,使用光學顯微鏡以500倍觀察硬化膜時,可確認之粗大粒子數之數可壓抑在50個以下,更進一步為20個以下。
此外,亮度係對比同樣顏料之顏色特性之指標之一,對比及亮度之值高者,使用於顯示器等之光學材料時,發色色彩豐富,同時可抑制背光之光量,故較佳。亮度之測量係對於硬化膜,使用分光光度計(大塚電子公司製LCF-1100)進行測量所得者。
藉由具有特定之微晶大小或特定之微晶大小之比的本發明之顏料微粒子,如以上可提供具有極優異光學特性之彩色濾光片的機構雖不明確,但是如前述,推測藉由將微晶之大小,例如面α方向之微晶大小,控制在140Å以下,面β方向之微晶大小則控制在80Å以下,或將微晶大小之比,控制在例如0.85~1.25之範圍,可抑制結晶應變等之發生,助於結構安定,被加熱時之變化少(藉由降低加熱所致之變化而提高性能)。又,推測有助於抑制影響結晶界面之光散射等(結晶晶界之光學的影響)。此外,推測藉由將該微晶之大小及微晶大小之比設為縮小一次粒子之大小及形狀,且形成等向性,有助於使一次粒子在硬化膜中以良好的狀態存在(一次粒子在硬化膜中之狀態的影響)。推測此等之複數的要素相乘效果達成本發明之優異效果,由以往技術終究難以達成。
又,彩色濾光片等之硬化膜中或感光性著色組成物中,一般式(I)、一般式(II)、式(III)表示
之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之含量之限定可如下述進行。關於硬化膜或感光性著色組成物之溶劑萃取液,進行LC-MS分析或NMR分析,鑑定含有成分,再定量分析。更具體而言,將該硬化膜或感光性著色組成物溶解於THF等之有機溶劑中,以LC-MS液相層析分離進行分子量分析。又,將不溶物以固體直接導入探針中,進行分子量分析。此外,該硬化膜或感光性著色組成物之成分之以一般式(I)、一般式(II)、式(III)表示之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物,可與鑑定成分之標準物質比較進行定量分析。又,將該硬化膜或感光性著色組成物溶解於重二甲基亞碸或重硫酸中,以NMR測量鑑定各成分,可由NMR光譜之面積比進行定量。
[製造方法]
本發明之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之製造方法無特別限定,可使用所謂的鹽研磨法或、所謂的再沈澱法、或組合鹽研磨法與再沈澱法之有機顏料的微細化方法等前述各種的以往技術來製造。
其中,使用微晶大小或一次粒徑之控制比較容易,且如鹽研磨法因投入過剩能量產生顏料結晶應變等之風險少之再沈澱法來製造為佳。再沈澱法之中,將有機顏料溶解於良溶劑的溶液(以下也稱為「顏料溶解液」)與相溶於該良溶劑之有機顏料之弱溶劑(以下也稱為「弱溶劑」)連續供給反應場,兩者混合使析出之顏料微粒子
自液中取出,連續進行顏料析出反應之藉由連續式之反應裝置來製造為佳。
特別是顏料溶解液與弱溶劑之混合使用在可靠近.分離可之相對旋轉之處理用面間連續進行方式之反應裝置(以下也稱為「流體處理裝置」)進行該混合最適合。該反應裝置係形成於在可靠近.分離之狀態相對旋轉之處理用面間,且被處理用面強制之薄膜流體之特殊環境下,進行顏料溶解液與弱溶劑之混合與顏料微粒子之析出者,與以往之微反應器或其他之混合攪拌裝置,有明顯區隔者。又,顏料溶解液與弱溶劑係在可靠近.分離之狀態相對旋轉之處理用面間之微小間隔被混合,實質上可排除重力影響者,此外,使用該反應裝置之顏料微粒子之析出係在層流條件下,而非亂流條件進行為佳。
這種方法較佳的理由如下述。
首先,藉由如鹽研磨法將顏料進行機械粉碎的方法的情形,將微晶大小粉碎至例如面α方向之微晶大小為140Å以下、面β方向之微晶大小為80Å以下之範圍,需要非常大的力。又,粉碎同時產生結晶成長,故必須製作反應成為平衡的狀態,控制困難,生產性也差。再沈澱法的情形係一旦使顏料溶解,故粒子大小之控制更容易。但是再沈澱法的情形,也不容易控制至微晶大小。繼續反應時,微晶逐漸成長,故必須防止此現象。因此,認為反應場之顏料溶解液與弱溶劑之接觸快速進行,使大量生成小的微晶大小之粒子是很重要。因此,反應場之擴散係數變
得重要。因此,認為藉由將顏料溶解液與弱溶劑連續供給反應場,連續回收生成之顏料微粒子之連續式反應裝置為佳。特別是顏料溶解液與弱溶劑之混合,使用在可靠近.分離之相對旋轉之處理用面間連續進行之方式的反應裝置時,因反應場之擴散係數變大,而大量生成結晶核,而可效率良好得到微細之微晶的顏料微粒子。
再沈澱法、特別是在可靠近.分離之相對旋轉之處理用面間連續進行顏料微粒子之析出反應的方法,可得到所得之顏料微粒子非常微細,且一個一個粒子被均勻製作,且微晶大小與其分布較小者。亦即,所得之顏料微粒子為粗大粒子少,粒徑均勻之極微細的顏料微粒子,而且抑制結晶應變等之發生。推測此乃是如前述,因顏料溶解液與弱溶劑之接觸以極高速進行,故反應場之擴散係數變大,可得到微細之微晶核大量純化,且微細之微晶之集合體的顏料微粒子,及未投入如鹽研磨處理之粉碎處理所提供之過剩的能量,而可抑制應變之生成的緣故。
藉由上述方法所得之顏料微粒子為結晶等之狀態良好,又,阻礙著色性之粗大粒子少,故可得到耐熱性及著色性優異之顏料微粒子分散體。換言之,不僅顏料微粒子之一次粒徑,而且藉由控制微晶之大小或其分布,可得到提高顏色特性、耐熱性等之特性維持優異性能的彩色濾光片。
藉由再沈澱法之本發明之顏料微粒子之製造,具體而言,可如下述進行。首先,將二酮吡咯並吡咯
系顏料原體(以下也稱為「顏料原體」)溶解於良溶劑中。顏料原體係指以下所說明之微細化處理前的顏料。二酮吡咯並吡咯系顏料原體無特別限定,可使用公知之市售顏料,也可使用關於前述二酮吡咯並吡咯系顏料之製造方法之各種以往技術所揭示之方法所製作的顏料。
溶解二酮吡咯並吡咯系顏料原體用之良溶劑,可列舉例如水或有機溶劑、或由彼等之複數所成之混合溶劑。上述水可列舉自來水或離子交換水、純水或超純水、RO水等,有機溶劑可列舉醇系溶劑、醯胺系溶劑、酮系溶劑、醚系溶劑、芳香族系溶劑、二硫化碳、脂肪族系溶劑、腈系溶劑、亞碸系溶劑、鹵素系溶劑、酯系溶劑、離子性液體、羧酸化合物、磺酸化合物等。上述溶劑可各自單獨使用,或可混合複數以上使用。
在此,可使氫氧化鈉或氫氧化鉀等之無機氫氧化物或甲醇鈉或tert-丁醇鉀等之金屬烷氧化物等之化合物或四級銨化合物存在於上述良溶劑中,已為人知。本發明中,特別是將四級銨化合物添加於上述良溶劑中為佳。藉由將四級銨化合物添加於上述良溶劑中,將本發明特徵之控制在特定之微晶大小及一次粒徑,特別是變得容易。其機構雖不明確,但是溶劑中之四級銨化合物之存在,對於二酮吡咯並吡咯化合物顏料原體之溶解及其後之析出帶來良好的結果,特別是對於提高顏色特性帶來良好的結果。
可添加之四級銨化合物,可使用苄基三甲基
銨、四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四己基銨等之氫氧化物、氯化物、溴化物,但是其中從改善溶解於性的觀點,較佳為氫氧化物,特佳為使用氫氧化苄基三甲基銨或氫氧化四甲基銨。此等可單獨使用或混合2種類以上使用。
此等以外,也可使用氯化十四烷基二甲基苄基銨或三溴化四-N-丁基銨、六氟磷酸四丁基銨、過氯酸四丁基銨等。
四級銨化合物之添加量係相對於顏料原體,較佳為添加0.1~10莫耳當量,此外,相對於顏料原體,更佳為添加0.3~6莫耳當量,特佳為添加0.5~4莫耳當量。藉由相對於顏料原體,添加0.1莫耳當量以上,可充分進行顏料原體之溶解,有利於顏料微粒子之析出步驟中,可抑制粗大粒子之發生。又,藉由相對於顏料原體,壓抑至10莫耳當量以下,可對溶劑之顏料原體的量適當化,得到良好生產性,故較佳,可抑制顏料原體之分子之促進分解,可對耐熱性、顏色特性提供較佳的影響,故較佳。
顏料溶解液之調製方法無特別限定,但是使用具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機調製為佳。藉此,當然可抑制因顏料溶解液中之未溶解物產生粗大粒子,溶解2種以上之分子或元素的情形,也可迅速製作更均勻之溶解狀態的顏料溶解液。
推測藉由使用具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機
調製顏料溶解液,可得到形成分子水平之均勻的溶解狀態或分子分散狀態的顏料溶解液,可提高顏料溶解液之溶解狀態或形成微粒子(cluster)狀態者。
顏料溶解液之調製用的攪拌機,只要具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機時,即無特別限定,一般的具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機,攪拌葉片之前端的周速度為1m/sec以上者稱為高速旋轉。也可以未達1m/sec之低周速度實施,但是從顏料溶解之時間短縮或提高顏料溶解之確實性的觀點,較佳為高速旋轉的攪拌機。從抑制粗大粒子之發生的觀點,以1m/s以上、較佳為以10m/s以上之周速度調製顏料溶解液。這種攪拌機,較佳為各種的分散機,例如高速旋轉式乳化分散機(m-technique股份公司製、製品名:CLEARMIX)。
顏料溶解液中之二酮吡咯並吡咯系顏料原體之濃度,由生產性的面而言,濃度高者為佳。較佳為含有3重量%以上,更佳為含有5重量%以上。
將上述顏料溶解液與上述弱溶劑混合,使顏料微粒子析出。弱溶劑所用的溶劑可選擇使用作為溶解二酮吡咯並吡咯系顏料原體用之良溶劑所列舉的溶劑,但是必須選擇對於顏料溶解液中所含之有機顏料之溶解度低的溶劑。此等之溶劑各自可單獨使用或可混合複數以上使用。又,為了調整pH或調整粒徑、結晶化度,可添加酸。添加的酸為有機酸時,可使用甲酸、乙酸、丙酸、檸檬酸等之羧酸類、苯磺酸、環己烷磺酸、p-甲苯磺酸等之
磺酸類、水楊酸、甲酚、百里酚等之酚類等。又,也可使用鹽酸、硫酸、硝酸、硼酸、磷酸、六氟磷酸、胺基磺酸、過氯酸等之無機酸。此等各自可單獨使用或可混合複數以上使用。藉由添加酸,有時可帶來進一步提高顏色特性的情形。此外,在調製弱溶劑的步驟中,也與顏料溶解液之調製同樣,使用前述具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機為佳。
混合上述顏料溶解液與弱溶劑,使顏料微粒子析出。如前述,兩者之混合係在可靠近.分離之相對旋轉之處理用面間連續混合為佳。
顏料微粒子析出時之溫度,對於一次粒徑之調整及微晶大小之控制是重要的。具體而言,藉由調整顏料溶解液與弱溶劑之兩者之溫度,使析出時之溫度成為50℃以下,可使更微細的粒子析出。特佳為析出時之溫度為30℃以下。推測以超過50℃之高溫進行顏料微粒子之析出的情形,促進顏料微粒子之結晶成長,粗大的粒子析出,而以50℃以下進行顏料微粒子析出的情形,該微粒子之結晶成長被抑制,微晶大小較小,一次粒徑為微細且均勻的顏料微粒子會析出。
藉由混合上述顏料溶解液與弱溶劑,使顏料微粒子析出,將所得之含有顏料微粒子的漿料,使用過濾、離心分離、透析、臨界過濾等的方法,由液中取出顏料微粒子,使用各種溶劑洗淨,可單離本發明之顏料微粒子。洗淨所用的溶劑可選擇使用作為溶解前述二酮吡咯並
吡咯系顏料原體用之良溶劑所列舉的溶劑。又,洗淨處理時,使用前述具有旋轉之攪拌葉片的攪拌機為佳。洗淨之終點,無特別限定,可使用洗淨液之pH、雜質之離子或有機物之分析來決定。又,洗淨後之顏料微粒子,在洗淨結束時點,含有洗淨所用之溶劑的狀態,故必須進行乾燥或溶劑取代之處理。
乾燥方法無特別限定,可列舉真空乾燥或溫風乾燥、凍結乾燥等。藉由乾燥可得到顏料微粒子之粉體。
溶劑取代之方法無特別限定,洗淨結束後,將所得之含有洗淨液之顏料微粒子之濕濾餅(wet cake)投入目的之溶劑中,藉由攪拌使液均勻後,再度使用過濾、離心分離、透析、臨界過濾等之方法,可製作目的之含有溶劑之顏料微粒子的濕濾餅。
再沈澱法之顏料微粒子之析出及使析出之顏料微粒子之洗淨處理,可說是不僅為使顏料微粒子析出,且伴隨顏料原體之純化的處理。推測藉由使顏料原體溶解至分子之狀態,被納入顏料微粒子中之金屬或未反應物質等的雜質被萃取,藉由顏料微粒子析出後之洗淨,除去此等之雜質。本發明人等,認為相較於專利文獻1及2所代表之鹽研磨法(salt milling method)等,藉由再沈澱法之顏料微粒子之著色力優異的理由之一為上述顏料原體之純化。
顏料微粒子所含有之Fe量多時,使用該顏料
微粒子製作彩色濾光片時,可能因電壓保持率降低導致液晶作動不良。又,因顏料微粒子中所含有之Fe量多,不僅導致彩色濾光片所含有之雜質量變多,顏色特性或著色力降低,且後述之彩色濾光片製作時之後烤步驟中,可能有造成在塗膜上產生異物的原因。因此,必須極力降低顏料微粒子所含有之Fe量。藉由以上說明之再沈澱法之顏料原體的純化作用,得知可減少Fe量。因此,可將顏料微粒子中之Fe的含量壓低至35ppm以下。更佳為壓低至30ppm以下、又更佳為壓低至20ppm以下。
[製造裝置之一例]
在此,對於具備上述可靠近.分離之相對旋轉之處理用面的流體處理裝置,參照圖1~圖3簡單說明。此裝置係與專利文獻7所記載的裝置同樣。
圖1中,U表示上方,S表示下方,但是本案發明中,上下前後左右係表示相對的位置關係而已,並非限定絶對的位置者。圖2(A)、圖3(B)中,R表示旋轉方向。圖3(B)中,C表示離心力方向(半徑方向)。
此流體處理裝置具備對向之第1及第2之2個處理用部10、20,至少一方之處理用部會旋轉。兩處理用部10、20之對向的面分別成為處理用面。第1處理用部10具備第1處理用面1,第2處理用部20具備第2處理用面2。
兩處理用面1、2與流體(亦即,上述顏料溶
解液與上述弱溶劑)之流路連接,構成被處理流動體之流路的一部分。此兩處理用面1、2間的間隔可以適宜變更實施,但是通常調整為1mm以下,例如0.1μm至50μm左右之微小間隔。藉此,通過此兩處理用面1、2間的被處理流動體,成為被兩處理用面1、2所強制的強制薄膜流體。
使用此裝置處理複數之流體的情形,此裝置與第1流體的流路連接,形成該第1流體之流路的一部分。此外,此裝置係形成與第1流體不同之第2流體之流路的一部分。而且,此裝置係使兩流路合流,在處理用面1、2間,混合兩流體使其反應,進行析出微粒子之流體處理。
具體說明時,此裝置具備:保持上述第1處理用部10之第1固定托架11、與保持第2處理用部20之第2固定托架21、接面壓力賦予機構、旋轉驅動機構、第1導入部d1、第2導入部d2及流體壓力賦予機構p。
如圖2(A)所示,此實施形態中,第1處理用部10為環狀體,更詳細而言,其為環狀的圓盤。另外,第2處理用部20也為環狀的圓盤。此實施形態中,兩處理用部10、20係相互對向之第1、第2處理用面1、2為鏡面研磨,算術平均粗糙度無特別限定,較佳為0.01~1.0μm、更佳為0.03~0.3μm。
第1固定托架11、第2固定托架21之中,至
少一方的固定托架可以電動機等之旋轉驅動機構(無圖示),對於另一方的固定托架,相對旋轉。
此實施形態中,第2固定托架21被固定於裝置,被安裝於被固定於相同裝置之旋轉驅動機構之旋轉軸50之第1固定托架11進行旋轉,被此第1固定托架11所支撐之第1處理用部10,相對於第2處理用部20進行旋轉。當然,也可使第2處理用部20旋轉,也可以使兩者旋轉。
此實施形態中,相對於第1處理用部10,第2處理用部20對於旋轉軸50之方向可靠近.分離者,在設置於第2固定托架21之收容部41中可忽隱忽現地收納與第2處理用部20之處理用面2側相反側之部位。但是也可與其相反地,第1處理用部10相對於第2處理用部20靠近‧分離者,也可為兩處理用部10、20相互靠近‧分離者。
此收容部41係收容第2處理用部20之與處理用面2側相反側之部位的凹部,形成環狀的溝。此收容部41具有可使與第2處理用部20之處理用面2側相反側之部位忽隱忽現之充分的間隙,來收容第2處理用部20。第2處理用部20可在軸方向僅平行移動的方式配置,但是藉由增大上述間隙,第2處理用部20係相對於收容部41,可使處理用部20之中心線傾斜、位移,破壞與上述收容部41之軸方向平行關係,此外,也可使第2處理用部20的中心線與收容部41之中心線在半徑方向偏
離、位移。如此,藉由保持可3次元位移之浮動機構來保持第2處理用部20為佳。
上述流體係在藉由以幫浦或位置能量等構成之流體壓力賦予機構p賦予壓力的狀態下,從第1導入部d1與第2導入部d2導入於兩處理用面1、2間。此實施形態中,第1導入部d1為設置在環狀之第2固定托架21之中央的通路,其一端從環狀之兩處理用部10、20的內側被導入於兩處理用面1、2間。第2導入部d2係將與第1流體反應之第2流體供給處理用面1、2。此實施形態中,第2導入部d2為設置於第2處理用部20之內部的通路,其一端係形成於第2處理用面2的開口部d20。
藉由流體壓力賦予機構p所加壓的第1流體,由第1導入部d1被導入於兩處理用部10、20之內側的空間,通過第1處理用面1與第2處理用面2之間,穿過至兩處理用部10、20的外側。
此等處理用面1、2間,由第2導入部d2被供給藉由流體壓力賦予機構p所加壓的第2流體,與第1流體合流,藉由混合兩流體時之上述顏料溶解液與上述弱溶劑之析出反應,析出有機顏料微粒子,含有此有機顏料微粒子的流體,由兩處理用面1、2被排出至兩處理用部10、20之外側。
上述接面壓力賦予機構係將作用於使靠近第1處理用面1與第2處理用面2之方向的力,賦予處理用部。此實施形態中,接面壓力賦予機構設置在第2固定托
架21,將第2處理用部20向第1處理用部10賦能(energize)。
上述接面壓力賦予機構係用於產生壓往第1處理用部10之第1處理用面1與第2處理用部20之第2處理用面2靠近之方向的力(以下稱為接面壓力)的機構。藉由此接面壓力與使以流體壓力使兩處理用面1、2間分離之力的均衡,使兩處理用面1、2間的間隔保持在特定的微小間隔,產生具有nm單位至μm單位之微小膜厚的薄膜流體。接面壓力除了彈簧43之彈力、被導入於賦能用流體導入部44之空氣或油等之賦能用流體的壓力外,也可為磁力或重力等之其他力。
抵抗此接面壓力賦予機構的賦能,藉由流體壓力賦予機構p所加壓之流體的壓力、黏性等產生的分離力,第2處理用部20遠離第1處理用部10,在兩處理用面間開啟微小的間隔。如此,藉由此接面壓力與分離力的平衡,以μm單位的精度設定第1處理用面1與第2處理用面2之間隔。
上述分離力,可列舉除了流體之流體壓或黏性外,尚有處理用部之旋轉所形成的離心力、對賦能用流體導入部44施加負壓時的該負壓、將彈簧43伸張彈力時的彈力等。此接面壓力賦予機構並非在第2處理用部20,而是可設置於第1處理用部10,也可以設置於雙方。
如圖2所示,可在第1處理用部10之第1處理用面1上,形成從第1處理用部10之中心側往外側,
亦即在徑方向延伸之溝狀的凹部13來實施。此凹部13的平面形狀,如圖2(B)所示,可為將第1處理用面1上延伸成彎曲或漩渦狀者。又,此凹部13也可以形成於第2處理用面2者來實施,也可以形成於第1及第2處理用面1、2之雙方者來實施。藉由形成這種凹部13,可得到微幫浦效果,具有將流體吸引至第1及第2處理用面1、2間的效果。
此凹部13之基端到達第1處理用部10的內周為佳。此凹部13之前端係向第1處理用部面1的外周面側延伸者,其深度隨著從基端向前端逐漸減少的深度。
在此凹部13之前端與第1處理用面1之外周面之間設有沒有凹部13的平坦面16。
前述開口部d20設置於與第1處理用面1之平坦面16對向的位置為佳。
特別是設置於藉由微幫浦效果導入時的流動方向,與相較於在處理用面間形成的螺旋狀,轉換成層流之流動方向的點更下游側(此例中,為外側)之平坦面16對向的位置為佳。
具體而言,在圖2(B)中,從設置於第1處理用面1之凹部13的前端,使對半徑方向之距離n設為約0.5mm以上為佳。藉此,層流條件下,可進行複數之流體之混合與微粒子之析出。
開口部d20之形狀,如圖2(B)或圖3(B)所示,可為圓形狀,如圖2(B)虛線所示,也可為捲繞
環狀圓盤之處理用面2之中央開口之同心圓狀的圓環形狀。
為了容易得到本發明之微晶大小及一次粒徑被控制的顏料微粒子時,開口部d20之形狀設為捲繞處理用面2之中央開口之同心圓狀的圓環形狀更佳。推測兩流體快速接觸,壓抑處理用面間之反應場中之兩流體之濃度分布,混合狀態成為更均勻,故析出反應之進行情況變得更均勻,所得之顏料微粒子其微晶大小及一次粒徑變得更均勻者。
此第2導入部d2可具有方向性。例如,如圖3(A)所示,由上述第2處理用面2之開口部d20的導入方向相對於第2處理用面2,以特定的仰角(θ1)傾斜。此仰角(θ1)設為超過0度且未達90度,此外,反應速度快之反應的情形,設定為1度以上且45度以下為佳。
另外,如圖3(B)所示,自上述第2處理用面2之開口部d20的導入方向為在沿上述第2處理用面2的平面中,具有方向性者。此第2流體的導入方向為在處理用面之半徑方向的成分中,遠離中心的外方向,且在相對於旋轉之處理用面間中之流體的旋轉方向的成分中為正向。換言之,以通過開口部d20之半徑方向,即外方向的線分為基準線g,具有從該基準線g往旋轉方向R之特定的角度(θ2)者。關於此角度(θ2),設為超過0度且未達90度為佳。
此角度(θ2)可配合反應速度、黏度、處理用面的旋轉速度等各種的條件進行變更實施。另外,第2
導入部d2也可完全不具有方向性。
上述流路之數,在圖1的例中設為2個,但也可為3個以上。在圖1的例中,從第2導入部d2將第2流體導入於處理用面1、2間,但是此導入部可設置於第1處理用部10,也可設置於雙方。另外,可對於一種類的流體,準備複數之導入部。另外,設置於各處理用部之導入用的開口部,其形狀或大小或數量沒有特別限制,可適宜變更實施。另外,可在上述第1及第2處理用面間1、2之正前或更上游側設置導入用的開口部。
藉由以上說明之製造方法及反應裝置控制微晶大小與微晶大小之比,可藉由控制反應場之反應係數控制用之各種參數,例如溫度、處理面間之距離、流體之供給及排出速度等,由所得之顏料微粒子之微晶大小進行反饋,選擇對各裝置最佳之值。
[顏料分散體]
本發明中,藉由將以上說明之本發明的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子投入分散媒的有機溶劑中,進行分散處理可得到顏料分散體。有機溶劑通常為酯系有機溶劑為佳。在此,使用的酯系有機溶劑無特別限定,沸點較佳為100℃以上、更佳為110℃以上、又更佳為130℃以上之高沸點有機溶劑為佳。這種高沸點有機溶劑,可列舉乙二醇單甲基醚丙酸酯、乙二醇單乙基醚丙酸酯、丙二醇單甲基醚丙酸酯、丙二醇單乙基醚丙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸
酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚(PGME)、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯(BCA)等。
上述酯系有機溶劑之中,從有機顏料之分散性的觀點,更佳為丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA、沸點:146℃)、丙二醇單甲基醚(PGME、沸點:120℃)。上述酯系有機溶劑可單獨使用或可組合2種以上使用。
又,必要時,可添加分散劑。此分散劑無特別限定,例如主為有機溶劑系時,可列舉例如聚胺基甲酸酯、聚丙烯酸酯等之羧酸酯、不飽與聚醯胺、聚羧酸(部分)胺鹽、聚羧酸銨鹽、聚羧酸烷基胺鹽、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽、含有羥基之聚羧酸酯或、此等之改質物、聚(低級烷撐亞胺)與具有遊離之羧酸基之聚酯之反應而形成的醯胺或其鹽等;主要為水性時,可列舉例如(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等之水溶性樹脂或水溶性高分子化合物;十二烷基硫酸鈉、聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽、十二烷基苯磺酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之鹼鹽、硬脂酸鈉、烷基萘磺酸鈉、烷基二苯基醚二磺酸鈉、十二烷基硫酸單乙醇胺、十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸銨、硬脂酸單乙醇胺、硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之單乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等之陰離子
性界面活性劑;聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯、聚乙二醇單月桂酸酯等之非離子性界面活性劑;烷基二甲基胺基乙酸甜菜鹼等之烷基甜菜鹼、烷基咪唑啉等之兩性界面活性劑,此等可單獨使用或可混合2種以上使用。
此等之中,特別是具有胺結構之分散劑,其分散性優異,適合使用。這種具有胺結構之分散劑,可列舉例如Lubrizol公司製Solsperse系列、BYK-Chemie公司製Disperbyk系列、BASF公司製Efka系列、味之素fine-techno公司製AJISPER系列等。分散劑之量,通常相對於顏料100重量份,為100重量份以下,較佳為50重量份以下,又更佳為30重量份以下較適當。
又,可與分散劑同時添加黏結劑樹脂。黏結劑樹脂可列舉例如酚樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂、胺基樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、胍胺樹脂、環氧樹脂、苯乙烯樹脂、乙烯基樹脂、氯乙烯樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠、馬來酸化(maleinization)油系樹脂、丁醛系樹脂、聚丁二烯系樹脂、纖維素系樹脂、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等。此等之黏結劑樹脂可單獨使用或可組合2種以上使用。黏結劑樹脂也可在後述之得到感光性著色組成物時添加。
此外,必要時,也可添加公知之顏料衍生物等的化合物。此等化合物係仲介顏料與分散劑之化合物,以物理、電氣、化學吸附於顏料表面與分散劑之間,具有提高分散安定性的功能。這種顏料衍生物,可列舉例如以二酮吡咯並吡咯系、蒽醌系、酞菁系、金屬酞菁系、喹吖啶酮系、偶氮螯合物系、偶氮系、異吲哚啉酮系、皮蒽酮(pyranthrone)系、陰丹酮(indanthrone)系、蒽素嘧啶系、二溴蒽締蒽酮(anthanthrone)系、黃士酮(flavanthrone)系、苝系、苝酮系、喹酞酮(Quinophthalone)系、硫靛系、二噁嗪系等之有機顏料作為母體,導入有羥基、羧基、磺酸基、碳醯胺基、磺醯胺基等之取代基的顏料衍生物。此等之顏料衍生物等之化合物可單獨使用或可組合2種以上使用。
此等分散劑或黏結劑樹脂、顏料衍生物等之化合物對顏料分散體之添加,有助於減低凝聚(flocculation)、提高顏料之分散安定性、提高分散體之黏度特性。
上述分散處理不限定於該方法或處理所用的分散機,但是藉由調整處理時之攪拌速度或處理時間等,即使對於本發明之顏料微粒子,未投入過多之衝撃力等之能量,也可分散處理。因此,也可使用以球磨機、珠粒磨機、砂磨機等之攪拌機構,藉由將由玻璃、鋼、不銹鋼、陶磁器、鋯、二氧化鋯等所構成之介質進行激烈攪拌,使被處理物分散者,但是即使非伴隨顏料微粒子之粉碎者的
條件也可實施。此外,藉由使用未使用上述介質之分散機,也可分散處理,此時,可列舉與顏料溶解液或弱溶劑之調製所用之裝置同樣的裝置。非伴隨顏料微粒子之粉碎者或即使伴隨粉碎,因減低顏料微粒子之粉碎,而可提高分散處理後之顏料微粒子之均勻化,結果有利於容易得到可助於改善顏色特性等的效果。
[感光性著色組成物]
上述顏料分散體中至少混合單體與光聚合起始劑,可得到感光性著色組成物。
單體無特別限定,可列舉除了如壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基乙基丙烯酸酯及N-乙烯基吡咯烷酮之單官能單體外,尚有如三丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯及雙酚A二丙烯酸酯之2官能單體、如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯之3官能單體、如二季戊四醇五及六丙烯酸酯之其他的多官能單體等。此等之光聚合性單體也可使用2種類以上。
光聚合起始劑可列舉例如芳香族酮類、三芳基咪唑二聚物、苯偶因類、苯偶因醚類、苯乙酮類、二苯甲酮類、噻噸酮類、縮醛(ketal)類、醌類、三嗪類、咪唑類、肟酯類、膦類、硼酸鹽類、咔唑類、二茂鈦(Titanocene)類、聚鹵素類等。較佳為例如4、4’-雙(二乙基胺基)二
苯甲酮與2-(o-氯苯基)-4、5-二苯基咪唑二聚物之組合、4-[p-N、N-二(乙氧基羰基甲基)-2、6-二(三氯甲基)-s-三嗪]、2-甲基-4’-(甲基硫基)-2-嗎啉基苯丙酮。此等之光聚合起始劑可單獨使用,必要時也可以任意比率混合2種以上使用。
其他,以下所示之鹼可溶性樹脂也可包含於著色組成物中。
鹼可溶性樹脂可使用一般用於負型阻劑者,只要是對於鹼水溶液具有可溶性者,即無特別限定。可列舉例如選自甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、n-丙基(甲基)丙烯酸酯、異丙基(甲基)丙烯酸酯、n-丁基(甲基)丙烯酸酯、sec-丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、tert-丁基(甲基)丙烯酸酯、n-戊基(甲基)丙烯酸酯、n-己基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、n-辛基(甲基)丙烯酸酯、n-癸基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、γ-甲基苯乙烯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、環氧丙基(甲基)丙烯酸酯等之中之1種以上與選自(甲基)丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、乙烯基乙酸、此等之酸酐之中之1種以上所構成之共聚物,也可列舉將具有環氧丙基或羥基之乙烯性不飽與化合物加成於上述共聚合物的聚合物等。此等之鹼可溶性樹脂也可在前述得到顏料分散體時添加。
本發明之感光性著色組成物也可再含有填充
劑、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、平坦劑等之添加劑。
[彩色濾光片]
將以上說明之含有本發明之顏料微粒子的感光性著色組成物塗佈於基板上,進行光硬化、顯影,得到塗膜,可製造彩色濾光片。以下本步驟稱為預烘烤步驟。將該感光性著色組成物塗佈於基板上係於玻璃基板或矽基板上,使用輥塗佈機、狹縫式塗佈機(Slit Coater)、噴塗(spray)、塗佈棒、塗佈器(applicator)、旋轉塗佈機、浸漬塗佈器、噴墨、網版印刷塗佈為佳。塗佈後,由使有機溶劑乾燥,塗膜之平滑性或操作的觀點,進行加熱為佳。加熱溫度較佳為50~140℃,更佳為70~90℃,加熱時間較佳為0.5~60分鐘,更佳為1~10分鐘。
光硬化係對塗膜照射紫外線,使塗膜硬化。光硬化係為了以接下來之顯影,使圖型殘留於玻璃基板上而進行,對於以顯影除去的部分,載持防止紫外線之光罩不使硬化為佳。光硬化係紫外線照射量為10~100mJ/cm2的範圍內進行為佳。顯影係將光硬化後之硬化塗膜浸漬於鹼水溶液中,然後再以水清洗除去未硬化部分。使用的鹼水溶液,鹼劑之濃度較佳為0.001~10重量%,更佳為0.01~1重量%。又,顯影所用的鹼劑,較佳為氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙胺、三乙醇胺、氫氧化四甲基銨等之水溶液。
塗膜之膜厚可依據欲得之所望的色度來調整。因為色度也依存於膜厚的緣故。
將上述顯影後之塗膜加熱至200~300℃,得到硬化膜。以下,本步驟稱為後烤步驟。藉由加熱顯影後之塗膜,可形成硬度優異之硬化膜。從得到硬度優異、耐熱性也優異之硬化膜的觀點,加熱溫度較佳為200~300℃。從得到硬度優異、耐熱性也優異之硬化膜的觀點,加熱時間較佳為10~300分鐘。後烤步驟之前,也可進行80~100℃、10~60分鐘之預備加熱。
實施例
以下關於本案發明,舉實施例更詳細說明,但是本案發明不僅限定於此等之實施例者。
又,以下實施例中之符號表示以下的內容。
又,以下重量%記載為wt%。
DMSO:二甲基亞碸、NMP:N-甲基吡咯烷酮、TMAH aq.:25wt%氫氧化四甲基銨水溶液、BTMA soln.:40wt%氫氧化苄基三甲基銨甲醇溶液、EG:乙二醇、MeOH:甲醇。
(溴化二酮吡咯並吡咯之製造)
1.在附二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之鹼金屬鹽之生成迴流管的不銹鋼製反應容器中,氮環境下,加入以分子
篩(molecular sieve)脫水後的tert-戊基醇200份、及tert-戊醇鈉140份,邊攪拌邊加熱至100℃,調製醇鹽(alcoholate)溶液。其次,在玻璃製燒瓶中加入琥珀酸二異丙酯88份、4-溴苯甲腈153.6份,邊攪拌邊加熱至90℃使溶解,調製此等之混合物溶液。將此混合物之加熱溶液邊激烈攪拌,花費2小時以一定速度徐徐滴下至加熱至100℃的上述醇鹽溶液中。滴下終了後,在90℃下,繼續加熱攪拌2小時,得到二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之鹼金屬鹽溶液。
2.紅色之懸浮液之生成
此外,在玻璃製附夾套反應容器加入甲醇600份、水600份、及乙酸114份,冷卻至-10℃。將此冷卻後的混合物使用高速攪拌分散器(DISPERSER),邊使直徑8cm之分配圓盤以4000rpm旋轉,邊少量添加其中冷卻至75℃之先前所得之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物的鹼金屬鹽溶液。此時,邊冷卻使由甲醇、乙酸、及水所成之混合物之溫度經常保持-5℃以下的溫度,且邊調整75℃之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物之鹼金屬鹽溶液的添加速度,邊以約120分鐘每次少量添加。該鹼金屬鹽溶液添加後,紅色之結晶析出,得到紅色的懸浮液。
3.溴化二酮吡咯並吡咯之分離取得
接著,將所得之紅色懸浮液於5℃下,以臨界過濾裝
置過濾取得紅色膏。將此膏以25℃的水3500份進行再分散,經洗淨,以臨界過濾裝置過濾取得之操作進行3次。將所得之二酮吡咯並吡咯系顏料化合物的水膏以60℃,乾燥72小時,藉由粉碎得到成為顏料原體之以式(III)所示之溴化二酮吡咯並吡咯(以下記載為「溴化DPP」)(藉由後述STEM觀察之一次粒徑為40~60nm者)150.8份。
實施例1
顏料微粒子化
(顏料溶解液之調製)
作為表2中成為基材之溶劑之原料1的DMSO 60wt%中,添加原料2之TMAH aq.28wt%、溴化DPP 9wt%、原料4之EG 3wt%,使用高速旋轉式乳化分散機(m-technique股份公司製、製品名:CLEARMIX、以下為CLEARMIX)進行攪拌使溴化DPP溶解。將處方及調製條件與其他之實施例、及比較例一同如表2所示。
(弱溶劑之調製)
作為弱溶劑之表3中之原料1的自來水70wt%中,投入原料2之檸檬酸20wt%及原料4之EG 10wt%,使用CLEARMIX進行混合調製弱溶劑。將處方及調製條件與其他之實施例、及比較例一同如表3所示。
(顏料微粒子之析出)
在對向配設之可靠近.分離之至少一方,相對於另一方旋轉之處理用面1、2之間所形成的薄膜流體中,使用均勻擴散.攪拌.混合的反應裝置,混合調製完成之顏料溶解液與弱溶劑,在薄膜流體中連續進行析出反應。具體而言,由圖1所示之裝置之中央(第一導入部d1)輸送作為第1流體之弱溶劑,由第2導入部d2,將顏料溶解液作為第2流體導入於處理用面1、2間。將第1流體與第2流體在薄膜流體中混合,使溶解於顏料溶解液中之顏料微粒子析出,使顏料微粒子分散液由處理用面1、2吐
出。將第1流體及第2流體之供給壓力、送液流量及送液溫度、及處理用部10之旋轉數(以下記載為旋轉數)、背壓力、吐出液之溫度作為顏料微粒子製作條件,與其他之實施例、及比較例一同如表4所示。第1流體及第2流體之送液溫度係在導入該裝置前(更詳細為導入處理用面1、2間之前)測量第1流體與第2流體之各自的溫度者,吐出液之溫度係測量使由處理用面1、2吐出後之顏料微粒子分散液的溫度者。又,第2導入部d2之開口部d20使用如圖2(B)虛線表示,捲繞處理用面2之中央開口之同心圓狀的圓環形狀者。
(洗淨.乾燥)
(a)由處理用面1,2吐出之顏料微粒子分散液中,為了僅分離取得顏料微粒子,而使顏料微粒子緩緩凝聚,使用濾紙以減壓過濾(-0.1MPaG)過濾收集顏料微粒子。
(b)將所得之顏料微粒子之濕濾餅投入5L之自來水中,使用CLEARMIX以6000rpm攪拌.洗淨1.5分鐘,再度減壓過濾回收洗淨後之液體的操作重複4次,得到顏料微粒子之濕濾餅。使所得之顏料微粒子之濕濾餅真空乾燥,得到顏料微粒子之乾燥粉體。真空乾燥係在30℃、-0.10MPaG下進行72小時。
對於所得之顏料微粒子之乾燥粉體,以多目的X光繞射裝置X‘PertPowder(PANalytical公司製)進行X光繞射測量,使用數據解析軟體HighScorePlus Ver.3.0e(3.0.5)(PANalytical公司製)進行解析。此外,再進行ICP定量分析,測量顏料微粒子所含有之Fe量。
顏料分散體之調製
將所得之顏料微粒子之乾燥粉體10重量份、作為分散劑之「BYKLPN 6919」(BYK-Chemie公司製)以固體成分量為5重量份、作為分散助劑之C.I.pigment red 254(以下為「R254」)之磺化衍生物1重量份、作為溶劑之丙二醇單甲基醚乙酸酯(以下為「PGMEA」)70重量份,使用塗料混合機(淺田鐵工股份公司製)攪拌混合進行6小時分散處理,得到溴化DPP之顏料分散體。測量所得之顏料分散體的黏度。又,所得之顏料分散體以PGMEA稀釋作為STEM觀察用之分散液。將所得之STEM觀察用的分散液滴下至膠棉膜上,進行STEM觀察。
又,為了調整色度,而調製C.I.pigment red 177(以下為「R177」)的顏料分散體。R177之顏料分散體係以作為顏料之「CHROMOFINE RED A3B」(BASF公司製)10重量份、作為分散劑之「BYKLPN6919」(BYK-Chemie公司製)以固體成分量為5重量份、作為分散助劑之R177之磺化衍生物1重量份、作為溶劑之PGMEA 70重量份的組成,與上述溴化DPP之顏料分散體之調製同樣的方法進行調製。
感光性著色組成物之製作
關於溴化DPP之顏料分散體及R177之顏料分散體,使用以下的製作方法製作各自的感光性著色組成物。將顏料分散體50重量份、丙烯酸樹脂(綜研化學(股)製「ZAH-110」)6重量份、作為聚合性單體之二季戊四醇六丙烯酸酯4重量份、作為光聚合起始劑之2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-嗎啉基丙烷-1酮(BASF公司製「IRGACURE 907」)1重量份、作為溶劑之PGMEA 100重量份均勻攪拌混合後,使用1.0μm的過濾器過濾,得到感光性著色組成物。
硬化膜之製作
硬化膜係製作以下2種類。使用溴化DPP之感光性著色組成物,後烤步驟時,使色度x=0.6500來製作調整色度的硬化膜,評價粗大粒子、對比、膜厚及耐熱性。使
用溴化DPP及R177之感光性著色組成物,後烤步驟時,使色度x=0.6500、y=0.3230來製作調整色度的硬化膜,評價亮度。
1.預烤步驟
將上述所得之感光性著色組成物以旋轉塗佈機塗佈於玻璃基板上後,以80℃乾燥3分鐘得到塗膜。於所得之塗膜上載置光罩,使用紫外線纖維點(Fiber Spot)照射裝置,照射100mJ/cm2之紫外線。此外,使於鹼性水溶液(0.04wt%之氫氧化鉀水溶液)中振動,接著以純水清洗,除去未硬化部分。又,變更旋轉塗佈機之旋轉數,使包含指定色度,製作3件塗膜,藉由一次相關法可計算指定色度之評價項目。
2.後烤步驟
將除去未硬化部分後的塗膜在乾燥機內,以80℃、預備加熱處理30分鐘後,於230℃下進行30分鐘主要加熱處理得到硬化膜。
實施例2
除了變更表2所記載之顏料溶解液的處方、表3所記載之弱溶劑的處方、及表4所記載之顏料微粒子製作條件外,與實施例1同樣進行得到硬化膜。
實施例3
除了變更表3所記載之弱溶劑的處方外,與實施例1同樣進行得到硬化膜。
實施例4
除了變更表4所記載之顏料微粒子製作條件外,與實施例1同樣進行得到硬化膜。
實施例5
除了變更表2所記載之顏料溶解液的處方外,與實施例1同樣進行得到硬化膜。
實施例6
除了變更表2所記載之顏料溶解液的處方、及表3所記載之弱溶劑的處方外,與實施例2同樣進行得到硬化膜。
比較例1
未進行顏料微粒子化之比較例為將於實施例1~6作為顏料原體使用之溴化DPP未進行顏料微粒子化,使用與實施例1同樣的方法調製顏料分散體,以下也同樣,得到硬化膜。
比較例2
比較例2為記載關於使用粉碎製作之顏料微粒子之顏色特性及一次粒徑及其變化。粉碎法之顏料微粒子的製作步驟係仿效鹽研磨法文獻之公知之日本特開2013-82905號來進行。
將溴化DPP 50重量份、氯化鈉550重量份、二乙二醇110重量份投入捏和機中,於50℃下以鹽研磨法混練4小時,製作顏料微粒子混練物。
為了由所得之顏料微粒子混練物中除去雜質,而將所得之顏料微粒子的混練物投入5L的自來水中,使用CLEARMIX,以6000rpm、15分鐘進行攪拌.洗淨,將洗淨後的液以使用濾紙之減壓過濾(-0.1MPaG),過濾收集顏料微粒子。將過濾收集之顏料微粒子的濕濾餅與實施例1同樣洗淨.乾燥。然後,以與實施例1同樣方法調製顏料分散體,以下也同樣,得到硬化膜。
比較例3
使用滴定管將實施例2調製之顏料溶解液350mL,以35mL/min.之速度添加於使用CLEARMIX以1700rpm攪拌之實施例2調製的弱溶劑5L中,得到顏料微粒子分散液。為了由顏料微粒子分散液中,僅分離取得顏料微粒子,而使顏料微粒子緩緩凝聚,使用濾紙以減壓過濾(-0.1MPaG)過濾收集顏料微粒子,將過濾收集之顏料微粒子的濕濾餅與實施例1同樣洗淨.乾燥。然後,以與實
施例1同樣方法調製顏料分散體,以下也同樣,得到硬化膜。
評價方法
藉由前述〔微晶大小之測量〕測量微晶大小,再計算微晶大小之比。又,藉由前述〔晶格面之面間隔變化率〕,計算面間隔變化率。表5表示此等的結果。又,溴化DPP之X光繞射圖型如圖4所示,相較於R254者,X光繞射強度雖不同,但是波峰位置出現在同樣的場所,故假設溴化DPP採取與R254相同結晶結構、結晶結構之晶格面進行解析。如前述,R254之結晶結構係於文獻(Acta.Cryst.B49,1056(1993))以X線結晶結構解析來分析,結晶結構係以CIF數據形式公開。使用此結晶結構CIF數據時,以計算軟體Mercury,可使布拉格角(2θ)與結晶結構之晶格面對應。
藉由ICP定性分析測量Fe量係使用Thermo Fisher Scientific製iCAP6300Duo進行測量Fe量。測量結果如表5所示。
將所得之顏料分散體以PGMEA稀釋成50倍至200倍,以超音波均質器(股份公司SND公司製、超音波洗淨機US-105)進行5分鐘處理後,觀察粒子像。此觀察係使用S-5200形電場釋放形掃描電子顯微鏡((股)日立高科技公司製)以加速電壓20kV之觀察倍率100萬倍觀察,對於由觀察圖像可明瞭識別的粒子100
個,使用SEM用圖像解析軟體(OLYMPUS公司製Scandium)測量其長徑,計算平均一次粒徑及一次粒徑之標準偏差及一次粒徑之CV值。此等之結果及顏料分散體的黏度如表5所示。又,關於所得之硬化膜,以光學顯微鏡使用500倍觀察時,可以目視確認的粗大粒子數及色評價結果(對比、亮度、膜厚、及耐熱性)如表5所示。表5所示之色評價之值係對於亮度,調整為x=0.6500、y=0.3230,而對於對比、膜厚、耐熱性,調整為x=0.6500之硬化膜,進行測量者。
表5所示之測量結果之中,對於粗大粒子數(個),判定0~19:○、20~59:△、60以上:×,關於對比判定7000以上:○、5000~6999:△、4999以下:×,關於亮度判定18.90以上:○、18.80~18.89:△、18.79以下:×,對於膜厚(μm)判定2.400以下:○、2.401~2.600:△、2.601以上:×,對於耐熱性(%)判定22.9以下:○、23.0以上:×,如表5所示。
以上的測量結果,所有的評價為○者,總合評價為○。
滿足(1 1 1)面之微晶大小為140Å以下,且(1 5 -1)面之微晶大小為80Å以下的實施例1~6,相較於具有(1 1 1)面之微晶大小超過140Å,且(1 5 -1)面之微晶大小超過80Å之微晶大小的比較例1~3時,得到對比、亮度較高的結果。此乃是藉由將微晶大小控制為小,使結晶晶界之面積變小,光散射減少,故提高所得之彩色濾光片之對比與亮度。又,藉由以小的微晶構成一次粒子,使一次粒子變小,彩色濾光片之透過率高,光散射被壓低,有助於提高對比與亮度。
(1 1 1)面與(0 2 0)面之微晶大小之比為0.85~1.25之範圍,且平均一次粒徑為5~40nm的實施例1~6,相較於具有此範圍外之微晶大小之比及平均一次粒徑的比較例1~3時,得到對比、亮度更高的結果。此乃是因平均一次粒徑小,微晶之長寬比小,在一次粒子內,微晶容易形成異向性較少的方式排列,一次粒子成為光學性均勻,
提高對比與亮度。又,由接近球狀之微晶所構成之一次粒子也為長寬比小,在硬化膜中變得不易配向,硬化膜之異向性減少,也有助於提高對比與亮度。此外,因一次粒子之長寬比小,由一次粒子所形成之顏料微粒子之比表面積小,且粒子表面能量小,故可抑制粒子彼此之凝聚,即使以往技術中,黏度高,因經時造成增黏或有引起凝膠化之可能性之微細顏料,但是本發明之溴化DPP顏料分散體可確保分散安定性。
晶格之(0 2 0)面在80℃與230℃下之面間隔之變化率為3.0%以下的實施例1~6,相較於該面間隔之變化率超過3.0%的比較例1~3時,得到耐熱性更高的結果。此乃是因實施例所示之加熱造成面間隔之變化率小的溴化DPP,具有特定之微晶大小或特定之微晶大小之比,故可抑制結晶結構中之結晶晶界為小,形成微晶為緊密集合之安定的結晶結構,可緩和加熱所致之對比降低者。由上述可知,藉由控制溴化DPP之諸物性,可得到以高水平滿足對比或亮度、耐熱性等之彩色濾光片所要求之特性的溴化DPP顏料微粒子。
實施例7
顏料微粒子化
(顏料溶解液之調製)
作為表6中成為基材之溶劑之原料1的DMSO 65.5wt%中,添加原料2之BTMA soln.22.5wt%、原料3
之市售的顏料原體之R254(以前述STEM觀察所得之一次粒徑為100~120nm者)12wt%,使用CLEARMIX進行攪拌使R254溶解。將處方及調製條件與其他之實施例、及比較例一同如表6所示。
(弱溶劑之調製)
作為弱溶劑之表7中之原料1的自來水40wt%中,投入原料2之乙酸20wt%及原料3之MeOH 40wt%,使用CLEARMIX進行混合調製弱溶劑。將處方及調製條件與其他之實施例、及比較例一同如表7所示。
(顏料微粒子之析出)
在對向配設之可靠近.分離之至少一方,相對於另一方旋轉之處理用面1、2之間所形成的薄膜流體中,使用均勻擴散.攪拌.混合的反應裝置,混合調製完成之顏料溶解液與弱溶劑,在薄膜流體中連續進行析出反應。具體而言,由圖1所示之裝置之中央(第一導入部d1)輸送作為第1流體之弱溶劑,由第2導入部d2,將顏料溶解液作為第2流體導入於處理用面1、2間。將第1流體與第2流體在薄膜流體中混合,使溶解於顏料溶解液中之顏料微粒子析出,使顏料微粒子分散液由處理用面1、2吐出。將第1流體及第2流體之供給壓力、送液流量及送液溫度、及處理用部10之旋轉數(以下記載為旋轉數)、背壓力、吐出液之溫度作為顏料微粒子製作條件,與其他之實施例、及比較例一同如表8所示。第1流體及第2流體之送液溫度係在導入該裝置前(更詳細為導入處理用面1、2間之前)測量第1流體與第2流體之各自的溫度者,吐出液之溫度係測量使由處理用面1、2吐出後之顏料微粒子分散液的溫度者。又,第2導入部d2之開口部d20使用如圖2(B)虛線表示,捲繞處理用面2之中央開口之同心圓狀的圓環形狀者。
(洗淨.乾燥)
(a)由處理用面1,2吐出之顏料微粒子分散液中,為了僅分離取得顏料微粒子,因而使顏料微粒子緩緩凝聚,使用濾紙以減壓過濾(-0.1MPaG)過濾收集顏料微粒子。
(b)將所得之顏料微粒子之濕濾餅投入5L之自來水中,使用CLEARMIX以6000rpm攪拌.洗淨1.5分鐘,再度減壓過濾回收洗淨後之液體的操作重複4次,得到顏料微粒子之濕濾餅。使所得之顏料微粒子之濕濾餅真空乾燥,得到顏料微粒子之乾燥粉體。真空乾燥係在30℃、-0.10MPaG下進行72小時。
對於所得之顏料微粒子之乾燥粉體,以多目的X光繞射裝置X‘PertPowder(PANalytical公司製)進行X光繞射測量,使用數據解析軟體HighScorePlus Ver.3.0e(3.0.5)(PANalytical公司製)進行解析。此外,再進行ICP定量分析,測量顏料微粒子所含有之Fe量。
顏料分散體之調製
將所得之顏料微粒子之乾燥粉體10重量份、作為分散劑之「BYKLPN 6919」(BYK-Chemie公司製)以固體成分量為5重量份、作為分散助劑之C.I.pigment red 254之磺化衍生物1重量份、作為溶劑之丙二醇單甲基醚乙酸酯(以下為「PGMEA」)70重量份,使用塗料混合機(淺田鐵工股份公司製)攪拌混合進行6小時分散處理,得到R254之顏料分散體。又,所得之顏料分散體以PGMEA稀釋得到STEM觀察用之分散液。將所得之STEM觀察用的分散液滴下至膠棉膜上,進行STEM觀察。
又,為了調整色度,而與前述同樣的調製方法,調製R177之顏料分散體。
感光性著色組成物之製作
關於R254之顏料分散體及R177之顏料分散體,使用以下的製作方法製作各自的感光性著色組成物。將顏料分散體50重量份、丙烯酸樹脂(綜研化學(股)製「ZAH-110」)6重量份、作為聚合性單體之二季戊四醇六丙烯酸酯4重量份、作為光聚合起始劑之2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-嗎啉基丙烷-1酮(BASF公司製「IRGACURE 907」)1重量份、作為溶劑之PGMEA 100重量份均勻攪拌混合後,使用1.0μm的過濾器過濾,得到感光性著色組成物。
硬化膜之製作
硬化膜係製作以下2種類。使用R254之感光性著色組成物,後烤步驟時,使色度x=0.6500來製作調整色度的硬化膜,評價粗大粒子、對比、膜厚及耐熱性。使用R254及R177之感光性著色組成物,後烤步驟時,使色度x=0.6500、y=0.3230來製作調整色度的硬化膜,評價亮度。
1.預烤步驟
將上述所得之感光性著色組成物以旋轉塗佈機塗佈於玻璃基板上後,以80℃乾燥3分鐘得到塗膜。於所得之塗膜上載置光罩,使用紫外線纖維點(Fiber Spot)照射裝置,照射100mJ/cm2之紫外線。此外,使於鹼性水溶液(0.04wt%之氫氧化鉀水溶液)中振動,接著以純水清洗,除去未硬化部分。又,變更旋轉塗佈機之旋轉數,使包含指定色度,製作3件塗膜,藉由一次相關法可計算指定色度之評價項目。
2.後烤步驟
將除去未硬化部分後的塗膜在乾燥機內,以80℃、預備加熱處理30分鐘後,於230℃下進行30分鐘主要加熱(main heating)處理得到硬化膜。
實施例8
除了變更表6所記載之顏料溶解液的處方、表7所記載之弱溶劑的處方、及表8所記載之顏料微粒子製作條件外,與實施例7同樣進行得到硬化膜。
實施例9
除了變更表6所記載之顏料溶解液之處方及表8所記載之顏料微粒子製作條件外,與實施例8同樣進行得到硬化膜。
比較例4
未進行顏料微粒子化之比較例為將於實施例7~9作為顏料原體使用之R254未進行顏料微粒子化,使用與實施例7同樣的方法調製顏料分散體,以下也同樣,得到硬化膜。
比較例5
除了變更表7所記載之弱溶劑的處方及表8所記載之顏料微粒子製作條件外,與實施例9同樣進行得到硬化膜。又,僅使用作為弱溶劑之自來水,故未使用CLEARMIX調製弱溶劑。
比較例6
使用滴定管將實施例8調製之顏料溶解液350mL,以35mL/min.之速度添加於使用CLEARMIX以1700rpm攪拌
之實施例8調製的弱溶劑1.1L中,得到顏料微粒子分散液。為了由顏料微粒子分散液中,僅分離取得顏料微粒子,而使顏料微粒子緩緩凝聚,使用濾紙以減壓過濾(-0.1MPaG)過濾收集顏料微粒子,將過濾收集之顏料微粒子的濕濾餅與實施例7同樣洗淨.乾燥。然後,以與實施例7同樣方法調製顏料分散體,以下也同樣,得到硬化膜。
關於評價方法係與實施例1~6及比較例1~3同樣進行,其結果如表9所示。又,關於判定也與實施例1~6及比較例1~3中之判定同樣進行。
滿足(1 1 1)面之微晶大小為140Å以下,且(1 5 -1)面之微晶大小為80Å以下的實施例7~9,相較於具有(1 1 1)面之微晶大小超過140Å,且(1 5 -1)面之微晶大小超過80Å之微晶大小的比較例4~6時,得到對比、亮度較高的結果。此乃是藉由將微晶大小控制為小,使結晶晶界之面積變小,光散射減少,故提高所得之彩色濾光片之對比與亮度。又,藉由以小的微晶構成一次粒子,使一次粒子變小,彩色濾光片之透過率高,光散射被壓低,有助於提高對比與亮度。
(1 1 1)面與(0 2 0)面之微晶大小之比為0.85~1.25之範圍,且平均一次粒徑為5~40nm的實施例7~9,相較於具有此範圍外之微晶大小之比及平均一次粒徑的比較例4~6時,得到對比、亮度更高的結果。此乃是因平均一次粒徑小,微晶之長寬比小,在一次粒子內,微晶容易形成異向性較少的方式排列,一次粒子成為光學性均勻,提高對比與亮度。又,由接近球狀之微晶所構成之一次粒子也為長寬比小,在硬化膜中變得不易配向,硬化膜之異向性減少,也有助於提高對比與亮度。此外,因一次粒子之長寬比小,由一次粒子所形成之顏料微粒子之比表面積小,且粒子表面能量小,故可抑制粒子彼此之凝聚,即使以往技術中,黏度高,因經時造成增黏或有引起凝膠化之可能性之微細顏料,但是本發明之R254顏料分散體可確保分散安定性。
晶格之(0 2 0)面在80℃與230℃下之面間隔之變化
率為3.0%以下的實施例7~9,相較於該面間隔之變化率超過3.0%的比較例5、6時,得到耐熱性更高的結果。此乃是因實施例所示之加熱造成面間隔之變化率小的R254,具有特定之微晶大小或特定之微晶大小之比,故可抑制結晶結構中之結晶晶界為小,形成微晶為緊密集合之安定的結晶結構,可緩和加熱所致之對比降低者。
由上述可知,藉由控制二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子之諸物性,可得到以高水平滿足對比或亮度、耐熱性等之彩色濾光片所要求之特性的紅色顏料微粒子。
Claims (24)
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下 之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之(1 5 -1)面方向之微晶大小為80Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型計算之(1 5 -1)面方向之微晶大小為80Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,除以該藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中,與2θ=3~10°中之最大波峰對應之面方向之微晶大小計算之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型計算之(±1 ±1 ±1)之8個面之中,與X光繞射圖型中之最大波峰對應之面方向之微晶大小,除以該藉由X光繞射圖型計算之晶格面之中,與2θ=3~10°中之最大波峰對應之面方向之微晶大小計算之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由 X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=28.0°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為80Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有90%以上之以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為140Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=28.0°±0.3°對應之晶格面之微晶大小為80Å以下,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 如請求項1~4、7~10中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中平均一次粒徑為5~40nm。
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小除以藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之微晶大小所計算之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=3~10°中之最大波峰對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 一種含有以下述一般式(I)表示之化 合物的二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其係將藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=24.5°±0.3°對應之晶格面之微晶大小除以藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之微晶大小所計算之微晶大小之比為0.85~1.25,且平均一次粒徑為5~40nm,藉由X光繞射圖型所計算之與2θ=7.4°±0.3°對應之晶格面之面間隔之在80℃下之值與在230℃下之值的變化率(依據下述特定式)為3.0%以下,
- 如請求項1~10、12、13中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之標準偏差為未達7.0。
- 如請求項1~10、12、13中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中一次粒徑之變動係數(CV值)為未達30。
- 如請求項1~10、12、13中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子,其中Fe之含量為35ppm以下。
- 一種顏料分散體,其係至少含有有機顏料與有機溶劑之顏料分散體,其中該有機顏料為如請求項1~20中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
- 一種感光性著色組成物,其係至少含有如請求項1~20中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
- 一種彩色濾光片,其係至少含有如請求項22之感光性著色組成物。
- 一種彩色濾光片,其係至少含有如請求項1~20中任一項之二酮吡咯並吡咯系顏料微粒子。
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