滤色器用颜料分散体的制作方法_3

文档序号:9620721阅读:来源:国知局

[0171] 作为(甲基)丙烯酸酯,可列举:选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、 (甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔 丁酯及(甲基)丙烯酸苄酯中的至少1种以上。其中,优选为甲基丙烯酸苄酯及(甲基) 丙烯酸甲酯。即,作为(甲基)丙烯酸酯与(甲基)丙烯酸的共聚物,优选为选自(甲基) 丙烯酸苄酯与(甲基)丙烯酸的共聚物及(甲基)丙烯酸甲酯与(甲基)丙烯酸的共聚物 中的至少1种以上,更优选为甲基丙烯酸苄酯与甲基丙烯酸酯的共聚物。
[0172](甲基)丙烯酸酯八甲基)丙烯酸的共聚比(摩尔比)优选为90/10~50/50, 更优选为80/20~60/40。
[0173][多官能单体]
[0174] 本发明的滤色器用着色组合物优选含有多官能单体。本发明的滤色器用着色组合 物优选为配合多官能单体而得到的。多官能单体在利用光刻法而制造滤色器时用于使曝光 部固化。作为多官能单体,可列举:具有2个以上烯属不饱和双键的(甲基)丙烯酸酯(例 如,二季戊四醇六丙烯酸酯等)、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、烯丙基 化合物、乙烯基酯等,优选为二季戊四醇六丙烯酸酯(以下,也称为"DPHA")。
[0175][光聚合引发剂]
[0176] 本发明的滤色器用着色组合物优选含有光聚合引发剂。本发明的滤色器用着色 组合物优选为配合光聚合引发剂而得到的。作为光聚合引发剂,可列举:选自芳香族酮类、 洛粉碱二聚物、苯偶姻、苯偶姻醚类及多卤化物类中的至少1种以上。优选选自4,4'-双 (二乙基氨基)二苯甲酮与2-(邻氯苯基)-4, 5-二苯基咪唑二聚物的组合、4-[对-N,N-二 (乙氧羰基甲基)-2,6_二(三氯甲基)-均三嗪]及2-甲基-4'-(甲硫基)-2-吗啉基 苯丙酮中的至少1种以上,更优选为2-甲基-4'-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮(以下,也 称为 "MMTMPP")。
[0177] [具有2个以上马来酰亚胺基的芳香族化合物]
[0178] 关于本发明的滤色器用着色组合物,就耐热性的观点而言,优选含有具有2个以 上马来酰亚胺基的芳香族化合物(以下,也称为"马来酰亚胺化合物")。就耐热性的观点 而言,本发明的滤色器用着色组合物优选为配合具有2个以上马来酰亚胺基的芳香族化合 物而得到的。
[0179]马来酰亚胺化合物为了在使着色组合物固化后暴露在高温条件时防止颜料的升 华,使固化膜的耐热性提高而使用。
[0180] 本发明所使用的马来酰亚胺化合物具有至少1个芳香环。
[0181] 作为马来酰亚胺化合物,可列举:选自1,3_亚苯基二马来酰亚胺、1,4_亚苯 基二马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基双马来酰亚胺、4,4'-二苯基砜双马来酰亚胺、 双-(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺苯基)甲烷、及2, 2-双-[4-(4-马来酰亚胺苯氧基) 苯基]丙烷中的至少1种。
[0182] 就向非水系溶剂中的溶解性的观点、及使耐热性提高且也使基板密接性提高的观 点而言,优选亚苯基二马来酰亚胺,更优选为Ν,Ν' -1,3-亚苯基二马来酰亚胺(以下,也 称为 "PDM")。
[0183][颜料分散体的制造方法]
[0184] 本发明的颜料分散体例如可通过具有以下的工序I的制造方法、优选通过具有以 下的工序"的制造方法而得到。
[0185] 工序I:将二酮基吡咯并吡咯颜料(A)、具有2个以上选自由式(la)及式(lb)所 表示的官能团中的1种以上的若丹明染料(B)、具有阳离子基团的分散剂(C)、及非水系溶 剂(D)进彳丁混合的工序
[0186] 工序U:将配合颜料(A)、若丹明染料(B)、分散剂(C)、非水系溶剂(D)、任意的 马来酰亚胺化合物、及任意的碱可溶性树脂而得到的混合物进行分散,而得到颜料分散体 的工序
[0187] 在分散中所使用的混合分散机可使用公知的各种分散机。例如可列举:均质搅拌 机等高速搅拌混合装置、辊磨机、捏合机、挤压机等混炼机、高压均质器等高压式分散机、涂 料振荡机、珠磨机等介质式分散机等。这些装置也可组合多种而使用。
[0188] 其中,就使颜料均匀地混合在非水系溶剂中的观点而言,优选为均质搅拌机等高 速搅拌混合装置、涂料振荡机或珠磨机等介质式分散机。作为市售的介质式分散机,可列 举:寿工业(株)制造的"UltraApeXMill"、浅田铁工(株)制造的"PICOMILL"等。
[0189] 在使用介质式分散机的情形时,作为在分散工序中所使用的介质的材质,优选为 氧化锆、氧化钛等陶瓷、聚乙烯、尼龙等高分子材料、金属等,就磨耗性的观点而言,优选为 氧化锆。另外,作为介质的直径,就将颜料中的凝聚粒子压碎的观点而言,优选为〇. 〇〇3mm 以上,更优选为〇. 01mm以上,另外,优选为〇. 5mm以下,更优选为0. 4mm以下。
[0190] 关于分散时间,就使颜料充分微细化的观点而言,优选为0. 3小时以上,更优选为 1小时以上,另外,就颜料分散体的制造效率的观点而言,优选为200小时以下,更优选为50 小时以下。
[0191] 本制造法的上述分散工序中的分散方法可以将上述混合物分散一次而得到目标 的分散体,但就得到更微细且均匀的颜料分散体的观点而言,优选为使用介质将上述混合 物预分散后,进而使用较上述预分散工序更小的介质而进行主分散。
[0192](预分散)
[0193] 在预分散中所使用的混合分散机可使用上述各种分散机,就使颜料均匀地混合在 非水系溶剂中的观点而言,优选为涂料振荡机或珠磨机等介质式分散机。
[0194] 作为在预分散工序中所使用的介质的直径,就将颜料中的凝聚粒子压碎的观点而 言,优选为〇. 1mm以上,另外,优选为〇. 5mm以下,更优选为0. 4mm以下。
[0195] 关于预分散工序中的分散时间,就将颜料中的凝聚粒子压碎的观点而言,优选为 0. 1小时以上,更优选为0. 5小时以上,进一步优选为1小时以上,另外,就颜料分散体的制 造效率的观点而言,优选为10小时以下,更优选为5小时以下,进一步优选为4小时以下。
[0196] (主分散)
[0197] 主分散为将在预分散中所得到的预分散液进行分散处理的工序,且是为了使在上 述预分散工序中所得到的混合物进一步微细化而进行的,就使颜料微细化的观点而言,优 选使用介质式分散机,也可并用上述高压式分散机。
[0198] 作为在主分散工序中所使用的介质的直径,就使颜料微细化的观点而言,优选为 低于0. ]mm,更优选为0. 08mm以下,进一步优选为0. 07mm以下,另外,就使介质与颜料分离 的观点而言,优选为0. 〇〇3mm以上,更优选为0. 01mm以上。
[0199] 关于主分散的分散时间,就使颜料充分微细化的观点而言,优选为2小时以上,更 优选为3小时以上,另外,就颜料分散体的制造效率的观点而言,优选为200小时以下,更优 选为50小时以下,进一步优选为24小时以下。
[0200] 就促进若丹明染料(B)向颜料(A)的吸附,使颜料分散体的分散特性提高的观点 而言,本发明的颜料分散体优选通过在进行分散的工序之前具有下述工序1及2的制造方 法而得到。
[0201] 工序1 :将二酮基吡咯并吡咯颜料(A)、若丹明染料(B)、及非水系溶剂(D)进行混 合的工序
[0202] 工序2 :将工序1中所得到的混合物、与具有阳离子基团的分散剂(C)进行混合的 工序
[0203] 〈工序 1>
[0204] 就进一步促进若丹明染料(B)向颜料(A)的吸附的观点而言,工序1的混合优选 为混炼。
[0205] 工序1中所使用的混炼机可使用公知的各种混炼机。作为混炼机,可列举二辊、三 辊、多轴辊等辊磨机;单轴、双轴等挤出机。作为挤出机,可列举:加压式捏合机(Toshin株 式会社制造的"TD0. 5 - 3M型")、栗本铁工所公司制造的"KRC捏合机"、浅田铁工公司制造 的"Miraclek.C.K" 等。
[0206] 关于工序1的混合的转速,就提高混合物的均匀性的观点而言,优选为lr/min以 上,更优选为3r/min以上,进一步优选为5r/min以上,另外,就颜料及染料的品质稳定性的 观点而言,优选为50r/min以下,更优选为30r/min以下,进一步优选为20r/min以下。
[0207] 关于工序1的混合温度,就操作性的观点而言,优选为0°C以上,更优选为5°C以 上,进一步优选为l〇°C以上,另外,就颜料及染料的品质稳定性的观点而言,优选为150°C 以下,更优选为130°C以下,进一步优选为100°C以下。
[0208] 关于工序1的混合时间,就提高分散特性的观点而言,优选为0.5小时以上,更优 选为1小时以上,进一步优选为1. 5小时以上,另外,就颜料及染料的稳定性的观点而言,优 选为24小时以下,更优选为5小时以下,进一步优选为3小时以下。
[0209] 关于工序1中的混合物中的固体成分,就促进颜料与染料的吸附的观点而言,优 选为40质量%以上,更优选为50质量%以上,另外,优选为80质量%以下,更优选为70质 量%以下。
[0210] 〈工序 2>
[0211] 工序2为将工序1中所得到的混合物、与具有阳离子基团的分散剂(C)进行混合 的工序。在工序2中,可以进一步追加混合非水系溶剂(D),也可以任意混合马来酰亚胺化 合物及碱可溶性树脂。利用上述的分散方法,对通过以上方法而得到的混合物进行分散处 理,由此可得到亮度及分散特性更优异的颜料分散体。
[0212] 需要说明的是,颜料分散体的制造方法中的各成分的配合量的优选范围与以下的 〈颜料分散体的组成〉相同。
[0213] 〈颜料分散体的组成〉
[0214] 关于上述颜料分散体中的颜料(A)的含量,就得到良好的着色性的观点而言,优 选为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为12质量%以上,另外,优选为30 质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为16质量%以下。
[0215] 关于颜料分散体中的若丹明染料(B)的含量,就亮度及分散特性的观点而言,相 对于颜料(A)与若丹明染料(B)的总量,优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以 上,进一步优选为2. 0质量%以上,另外,就抑制若丹明染料(B)向非水系溶剂中溶解,维持 分散稳定性的观点而言,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,在上述观点的基 础上就提高亮度的观点而言,进一步优选为10质量%以下,进一步更优选为5质量%以下。
[0216] 关于颜料分散体中的分散剂(C)相对于颜料(A)的质量比[分散剂(C)/颜料 (A)],就提高分散特性的观点而言,优选为0. 2以上,更优选为0. 3以上,进一步优选为0. 4 以上,另外,优选为1. 5以下,更优选为1. 2以下,进一步优选为0. 9以下。
[0217] 关于颜料分散体中的非水系溶剂(D)的含量,就分散体的低粘度化的观点而言, 优选为20质量%以上,更优选为40质量%以上,进一步优选为50质量%以上,另外,优选 为95质量%以下,更优选为90质量%以下。
[0218] 关于颜料分散体中的马来酰亚胺化合物的含量,就耐热性的观点而言,相对于颜 料,优选为〇质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为3质量%以上,另外,优选 为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。
[0219] 关于颜料分散体中的碱可溶性树脂的含量,就分散性的观点而言,优选为10质 量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为5质量%以下,进一步更优选为3. 5质 量%以下,另外,优选为〇质量%以上,更优选为〇. 5质量%以上,进一步优选为1质量%以 上。
[0220] 关于上述颜料分散体的颜料(A)的配合量,就得到良好的着色性的观点而言,相 对于颜料分散体全体,优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为12质 量%以上,另外,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为16质量% 以下。
[0221] 关于颜料分散体的若丹明染料(B)的配合量,就亮度及分散特性的观点而言,相 对于颜料(A)与若丹明染料(B)的总量,优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以 上,进一步优选为2. 0质量%以上,另外,就抑制若丹明染料(B)向非水系溶剂中的溶解,维 持分散稳定性的观点而言,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,在上述观点基 础上就提高亮度的观点而言,进一步优选为10质量%以下,进一步更优选为5质量%以下。
[0222] 关于颜料分散体的分散剂(C)相对于颜料(A)的配合时的质量比[分散剂(C)/ 颜料(A)],就提高分散特性的观点而言,优选为0. 2以上,更优选为0. 3以上,进一步优选为 〇. 4以上,另外,优选为1. 5以下,更优选为1. 2以下,进一步优选为0. 9以下。
[0223] 关于颜料分散体的非水系溶剂(D)的配合量,就分散体的低粘度化的观点而言, 相对于颜料分散体全体,优选为20质量%以上,更优选为40质量%以上,进一步优选为50 质量%以上,另外,优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下。
[0224] 关于颜料分散体的马来酰亚胺化合物的配合量,就耐热性的观点而言,相对于颜 料,优选为〇质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为3质量%以上,另外,优选 为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。
[0225] 关于颜料分散体的碱可溶性树脂的配合量,就分散性的观点而言,相对于颜料分 散体全体,优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为5质量%以下,进 一步更优选为3. 5质量%以下,另外,优选为0质量%以上,更优选为0. 5质量%以上,进一 步优选为1质量%以上。
[0226] 关于颜料分散体中的颜料的平均粒径,就得到作为滤色器用色材的良好的对比度 比的观点而言,优选为200nm以下,更优选为100nm以下,进一步优选为90nm以下,进一步 更优选为70nm以下,进一步更优选为60nm以下,另外,就生产性的观点而言,优选为20nm 以上。
[0227][着色组合物的制造方法]
[0228] 本发明的着色组合物例如可通过具有以下工序的制造方法而得到。
[0229] 工序:将颜料分散体、多官能单体、及光聚合引发剂混合而得到着色组合物的工序
[0230] 在该工序中,也可进一步配合碱可溶性树脂。
[0231] 在本工序中,可以任意顺序地进行添加,可向颜料分散体中添加多官能单体等,也 可向多官能单体等中添加颜料分散体。另外,混合方法并无特别限制,通过利用搅拌装置等 进行搅拌,可得到滤色器用着色组合物。
[0232] [滤色器用着色组合物]
[0233] 关于着色组合物中的颜料(A)的含量,就得到良好的着色性的观点而言,优选为4 质量%以上,更优选为5质量%以上,另外,优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下。
[0234] 关于着色组合物中的若丹明染料(B)的含量,就亮度及分散特性的观点而言,相 对于颜料(A)与若丹明染料(B)的总量,优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以 上,进一步优选为2. 0质量%以上,另外,就抑制若丹明染料(B)向非水系溶剂中的溶解,维 持分散稳定性的观点而言,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,在上述观点的 基础上就提尚壳度的观点而目,进一步优选为10质量%以下,进一步更优选为5质量%以 下。
[0235] 关于着色组合物中的分散剂(C)相对于颜料(A)的质量比[分散剂(C)/颜料 (A)],就提高分散特性的观点而言,优选为0. 2以上,更优选为0. 3以上,进一步优选为0. 4 以上,另外,优选为1. 5以下,更优选为1. 2以下,进一步优选为0. 9以下。
[0236] 关于着色组合物中的非水系溶剂(D)的含量,就得到良好的着色性及粘度的观点 而言,优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,另外,优选为90质量%以下,更优选 为85质量%以下。
[0237] 关于着色组合物中的碱可溶性树脂的含量,就得到良好的显影性与膜硬度的观点 而言,优选为〇. 1质量%以上,更优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,另外,优选 为20质量%以下,更优选为15质量%以下。
[0238] 关于着色组合物中的多官能单体的含量,就得到良好的膜硬度的观点而言,优选 为0. 1质量%以上,更优选为0. 3质量%以上,进一步优选为2质量%以上,另外,优选为10 质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为3质量%以下。
[0239] 关于着色组合物中的光聚合引发剂的含量,就得到良好的膜硬度的观点而言,优 选为〇. 1质量%以上,更优选为1. 〇质量%以上,更优选为1. 5质量%以上,另外,优选为10 质量%以下,更优选为7. 0质量%以下,进一步优选为4. 0质量%以下。
[0240] 关于着色组合物中的马来酰亚胺化合物的量,就提高耐热性的观点而言,相对于 颜料,优选为0质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上,另外,优 选为20质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。
[0241] 关于着色组合物的颜料(Α)的配合量,就得到良好的着色性的观点而言,相对于 着色组合物全体,优选为4质量%以上,更优选为5质量%以上,另外,优选为10质量%以 下,更优选为8质量%以下。
[0242] 关于着色组合物的若丹明染料(Β)的配合量,就亮度及分散特性的观点而言,相 对于颜料(Α)与若丹明染料(Β)的总量,优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以 上,进一步优选为2. 0质量%以上,另外,就抑制若丹明染料(Β)向非水系溶剂中的溶解,维 持分散稳定性的观点而言,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,在上述观点的 基础上就提尚壳度的观点而目,进一步优选为10质量%以下,进一步更优选为5质量%以 下。
[0243] 关于着色组合物的分散剂(C)相对于颜料(Α)的配合时的质量比[分散剂(C)/ 颜料(Α)],就提高分散特性的观点而言,优选为0. 2以上,更优选为0.
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