像素形成油墨用着色组合物、颜料分散液、像素形成用油墨、滤色器及它们的制造方法

专利名称：像素形成油墨用着色组合物、颜料分散液、像素形成用油墨、滤色器及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及像素形成油墨用着色组合物、像素形成用油墨、滤色器及它们的制造方法。
背景技术：
随着近来信息化设备的极大发展，液晶彩色显示器作为信息显示部件用于电视机、投影仪、个人计算机、移动信息设备、监视器、汽车导航系统、手机、电子计算机和电子词典的显示屏；信息公告板、引导公告板、功能显示板、标识板等的显示器；数码相机和摄像机的摄影屏等所有信息显示相关设备的许多方面。与此相伴，对于液晶彩色显示器中搭载的滤色器，在精细性、色浓度、透光性、对比度性等图像性能的色彩特性、光学特性的方面也要求更优异的品质。为了改良上述精细性、色浓度、透光性、对比度性等图像性能的色彩特性、光学特性，将颜料的粒径超微细化变得很重要。并且，由于彩色抗蚀剂(color resist)为有机溶剂系组合物，所以当然无法直接使用水性糊剂作为颜料，因此，使用将水性糊剂干燥并微粉碎而得到的物质。因此，即使预先通过盐磨工序等超微细化工序对颜料进行一次粒子的微细化，也无法避免因经过干燥而使颜料引起硬且牢固的二次至高次凝聚(aggregation)而粗大化。将该凝聚体微细化至分散工序时原来的一次粒子是非常困难的。专利文献1、专利文献2及专利文献3中，为了制备用于滤色器用的抗蚀剂油墨，通过将颜料根据情况与颜料衍生物一起盐磨，从而生成一次粒子的平均粒径为0. 03 μ m的颜料。进而，还提出了将颜料的湿滤饼用有机溶剂或粘合剂树脂等进行挤水(flushing)。然而，即使进行挤水，颜料也会微小集合体化(絮凝，flocculation)，将其恢复成一次粒子的状态并非意图所在，并且在实施例中，将经盐磨而得到的微细化颜料干燥、粉碎后使用，从将颜料集合体松解成一次粒子状态，从体现出作为滤色器的像素的充分性能的观点出发， 其并不充分。此外，根据颜料的不同，在介质(medium)分散机中，通过高速旋转或振动的氧化锆珠等介质的冲击力将颜料磨碎时，有时与此相伴引起颜料的结晶崩解而从稳定型转变成准稳定型、或者进而转变成部分不稳定型或无定形等现象。其结果是，有时导致分散颜料的物性的降低和色调的变化。因此，对于这些颜料而言需要缓和磨碎条件、或者根据情况在分散后进行熟化等以使结晶复原等手段。因此，对适于形成滤色器的像素的包含经超微细化的颜料的有机溶剂系组合物的需求依然存在。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2003-131021号公报专利文献2 日本特开2003-206413号公报
专利文献3 日本特开2004-252443号公报

发明内容
发明所要解决的问题本发明者们这次得到如下认识通过将在水相中经超微细化的颜料在不经过干燥工序的情况下从水性组合物转移至有机介质相，接着将有机介质相中的颜料的微小集合体再分散成一次粒子状态，可得到包含实质上维持了在水相中经超微细化的一次粒子的状态的颜料的有机溶剂系组合物。本发明基于该认识。因此，本发明的目的在于提供一种能够应对作为液晶彩色电视机等信息显示设备中装备的滤色器所要求的像素颜色的高浓度化、高精细性、高对比度性等光学特性的要求的、即滤色器(CF)的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法。进而，本发明的目的还在于提供一种能够通过上述制造方法得到的着色组合物。此外，本发明的目的还在于提供一种由上述着色组合物制造的颜料分散液、像素形成用颜料油墨、使用其制造的滤色器及它们的制造方法。用于解决问题的手段根据本发明的一个形态，提供一种在CF的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法，该方法的特征在于，其是在CF的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法，其包括(a)准备颜料的平均粒径为5 IOOnm的颜料水性过滤糊剂或水性浆料，(b) 将上述水性过滤糊剂或水性浆料中含有的颜料在不经过干燥工序的情况下从水相转移至由有机溶剂系介质或熔融树脂系介质构成的有机介质相中，然后，(c)将上述转移后的颜料微细分散而制成着色组合物。根据本发明的另一形态，提供一种在CF的像素形成用油墨中使用的着色组合物， 其能够通过上述本发明的制造方法获得。此外，根据本发明的另一形态，提供一种在CF的像素形成用油墨中使用的颜料分散液的制造方法，该方法的特征在于，在上述本发明的着色组合物中添加选自由低分子表面活性剂、聚合物系分散剂、皮膜形成材料及有机溶剂组成的组中的1种以上的材料，将其均勻混合并分散。此外，根据本发明的其他形态，提供一种在CF的像素形成用油墨中使用的颜料分散液，其能够通过上述本发明的制造方法获得。进而，根据本发明的另一形态，提供一种CF的像素形成用油墨的制造方法，该方法的特征在于，在上述的着色组合物或颜料分散液中至少添加选自由低分子表面活性剂、 聚合物系分散剂及皮膜形成材料组成的组中的至少一种以及有机溶剂系介质，将其均勻混
I=I O此外，根据本发明的另一形态，提供一种CF的像素形成用油墨，其能够通过上述本发明的制造方法获得。进而，根据本发明的另一形态，提供一种CF的制造方法及CF，该CF的制造方法的特征在于，使用上述的本发明的CF的像素形成用油墨来形成像素，而且该CF是通过该方法得到的滤色器。发明的效果
根据本发明的制造方法，可效率良好地制造包含超微粒子颜料的着色组合物。此外，使用采用通过本发明的制造方法得到的着色组合物而制备的像素形成用油墨，由此可得到改良了像素的高色浓度化、高精细性、高透射性、高对比度性等光学特性的滤色器。此外，装备有该滤色器的像素显示装置具有高色浓度化、高精细性、高透射性、高对比度性等像素特性优异的性能。
具体实施例方式着色组合物的制造方法本发明的滤色器(CF)的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法的特征在于，其基本由上述的工序(a)、工序(b)以及工序(c)构成。工序(a)该工序是准备颜料的平均粒径为5 IOOnm的颜料水性过滤糊剂或水性浆料的工序。本发明的方法所适用的颜料是形成CF的像素的颜料，可使用红色、绿色、青色或者黄色、红色、蓝色、作为它们的中间色的橙色、紫色等的颜料(其具体例等详细内容将在后面记载)。从鲜明性、精细性、对比度性等CF的光学要求出发，颜料优选尽可能地微细，具体而言，其平均粒径为5 lOOnm，优选为5 50nm，更优选为5 25nm。作为颜料的平均粒径的测定方法，可使用离心沉降法、光散射法、超声波法、对电子显微镜照片的颜料粒子的大小进行图像处理的方法、以及小角X射线散射法等，没有特别限定。颜料分散液中的分散颜料的平均粒径的测定例如可使用利用电阻检测法的粒度测定仪器"Coulter counter N_4”(Coulter 公司制造)。颜料的水性过滤糊剂或水性浆料可以通过以往公知的适于所使用的颜料的方法获得。作为其优选的方法，可列举出以下的(a-Ι) (a_4)。(a-1)首先，作为具有通用性的颜料的超微粒子化的方法，优选可列举出盐磨法。 作为通过该方法磨碎的颜料，可以是颜料粗制品，也可以是通用用途的颜料，但优选使用平均粒径为10 μ m 0. 5 μ m的通用用途的颜料。具体而言，作为磨碎助材，添加欲磨碎的颜料的数倍、优选为4 10倍量的食盐或芒硝等水溶性盐类，并添加二乙二醇等具有粘性的有机溶剂，然后进行混炼磨碎。磨碎后，添加到稀硫酸、水等中，使磨碎助剂溶解，进行过滤、 水洗，得到颜料的过滤糊剂或浆料。在该状态下，颜料的经磨碎的一次粒子引起弱的集合体化(絮凝)。(a-2)作为获得颜料的水性过滤糊剂或水性浆料的方法，还可以采用将颜料粗制品或通用颜料溶解到可溶性的液状介质中、并使其在不溶性液体中析出的方法。对于花青绿色颜料等结构稳定的颜料，将其溶解到硫酸等中，使其在水或冰水中微细地析出，进行过滤、水洗，得到颜料的过滤糊剂或浆料。进而也可以根据需要进行结晶形态的调整。(a-3)此外，作为其它方法，对于偶氮系颜料等，通过在偶联工序等合成工序中添加粒子的生长抑制剂，或者在结晶化等后处理工序中，调节温度条件和处理时间，由此也可以控制粒子生长而抑制颜料粒子的生长，并获得包含微细的色素粒子的水性过滤糊剂或水性浆料。(a-4)进而，在为蒽醌系颜料、紫环酮-茈系颜料、靛-硫靛系颜料等可还原(vat)化的还原染料系颜料的情况下，优选采用以下方法通过氢硫化物等还原剂制成可溶于碱性水溶液的隐色化合物，再通过添加双氧水、过碳酸钠等氧化剂来使其显色，从而得到包含微细的色素粒子的水性过滤糊剂或水性浆料。根据本发明的优选形态，可以在上述(a-Ι) (a_4)的处理工序中或者紧接着这些工序，添加聚合物系分散剂、特别是具有羧基或叔氨基那样的离子性基团的聚合物系分散剂的溶液或分散液，将所生成的微粒颜料用聚合物系分散剂进行表面处理。工序(b)使上述工序(a)中得到的处于水性过滤糊剂或水性浆料的水相中的颜料转移到由有机溶剂系介质或熔融树脂系介质构成的有机介质相的工序。作为其方法，可列举出下述的方法。即，可列举出(b-Ι)将水性过滤糊剂或水性浆料与沸点比水高的有机溶剂混合，在沸点比水高的有机溶剂的共存下馏去水分的方法；(b-2)将水性过滤糊剂或水性浆料与沸点比水高的有机溶剂混合，在沸点比水高的有机溶剂的共存下同时馏去水分和溶剂的方法；(b-3)将水性过滤糊剂或水性浆料用有机溶剂进行挤水而使水分排出的方法；(b-4)将水性过滤糊剂或水性浆料与水包油型乳液混合，使颜料转移到乳液的油滴中，从而得到包含颜料的粒状物的方法；(b-5)将水性过滤糊剂或水性浆料与树脂混合，将树脂加热熔融并进行混炼，对其进行挤水而使水分排出的方法；(b-6)将水性过滤糊剂或水性浆料与树脂混合，将树脂加热熔融并进行混炼，将水分蒸发、除去的方法等。可以通过这些方法中的1种方法来实施，或者也可以将2种以上的方法组合实施。在该工序(b)中，颜料转移的有机介质相是指有机溶剂系介质或熔融树脂系介质。作为有机溶剂系介质，可列举出上述工序(b-Ι)及(b-2)中使用的沸点比水高的有机溶剂，作为优选的具体例子，可列举出石油溶剂(例如主成分为C8 C10)等烃系溶剂；二甲苯、乙苯等芳香族系溶剂；醋酸丁酯、醋酸戊酯、乳酸乙酯等酯系溶剂；乙二醇单乙基醚醋酸酯、乙二醇单丁基醚醋酸酯等二醇系溶剂等。此外，有机溶剂系介质也可以包含树脂，作为树脂，可使用在滤色器的像素形成油墨用着色组合物中使用的树脂成分或在像素形成用油墨中使用的树脂。因此，根据像素形成的方法的不同，所使用的树脂不同。如后所述，作为皮膜形成材料，可使用感光性的树脂清漆和非感光性的树脂清漆。在感光性树脂的情况下，当通过光刻(photolithography)方式等形成像素时，可使用对光刻没有阻碍的树脂及树脂分散剂。对于丙烯酸系聚合物，可列举出用于用碱性溶液进行显影的具有羧酸基的聚合物，例如甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸苄基酯-苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸羟基丙酯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸环己基酯-甲基丙烯酸羟基丙酯-甲基丙烯酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体-甲基丙烯酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体-甲基丙烯酸羟基丙酯-甲基丙烯酸共聚物、聚丙烯酸丁酯大分子单体-甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸共聚物、聚丙烯酸丁酯大分子单体-苯乙烯-甲基丙烯酸羟基丙酯-甲基丙烯酸共聚物等。此外，在喷墨方式等中，当通过干燥处理或与交联剂并用的加热交联处理来形成像素时，可使用非感光性的树脂及树脂分散剂，对于丙烯酸系聚合物，可列举出非反应性的皮膜形成性聚合物或引入了可与交联剂反应的羟基或羧基的聚合物，例如甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸苄基酯-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸羟基丙酯共聚物、甲基丙烯酸环己酯-甲基丙烯酸羟基丙酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体-甲基丙烯酸羟基丙酯共聚物、聚丙烯酸丁酯大分子单体-苯乙烯-甲基丙烯酸羟基丙酯共聚物、聚丙烯酸丁酯大分子单体-甲基丙烯酸苄基酯-甲基丙烯酸共聚物、聚丙烯酸丁酯大分子单体-苯乙烯-甲基丙烯酸羟基丙酯-甲基丙烯酸共聚物等。此外，在工序(b_3)中可用于树脂挤水的树脂例如可列举出上述聚合物，但根据优选的形态，挤水方法根据所使用的聚合物的熔融温度的不同而不同，当使用树脂的熔融温度为100°C以下、优选为80°C以下的树脂时，在常压下挤水；对于挤出机等密闭体系中的挤水，也可使用100°C以上的树脂。此外，在工序(b_3)中，作为在挤水时使用的有机溶剂，可使用在水中不溶解或实质上溶解少的溶剂。例如可列举出石油溶剂等烃系溶剂；(混合)二甲苯等芳香族系溶剂； 醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯系溶剂；二乙基酮等酮系溶剂；以及乙二醇单丁基醚醋酸酯、二乙二醇单丁基醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯、乙二醇二丁基醚、 二乙二醇二丁基醚、丙二醇二甲基醚等二醇系溶剂等公知的溶剂，它们可以单独使用或混合使用。此外，在挤水时，对于有机溶剂、树脂溶液、分散助剂、平滑化剂等添加剂等的加入顺序和加入时期或加入量的分割添加等，也要考虑这些材料的性质，按照挤水工序的进展而适当进行。根据有机溶剂的沸点和水溶解性等性质，还优选在挤水之后进行后添加、混
I=I O此外，在工序(b_4)中使用的乳液是将使疏水性有机溶剂或上述的树脂分散剂或后述的皮膜形成性树脂溶解到有机溶剂中而得到的树脂溶液制成水包油(0/W)型的乳液而成的，所使用的有机溶剂可使用在工序(b-3)中列举的实质上显示疏水性的有机溶剂。此外，工序(b-5)是如日本特开平5-034978号公报中记载的那样，将颜料的水性滤饼与树脂混合并进行加热而使树脂达到熔融状态，使颜料从水相转移到熔融树脂相中的方法。在该工序中，作为所使用的树脂，如上所述，当在常压下进行挤水时，可使用树脂的熔融温度为100°C以下、优选为80°C以下的树脂，对于在挤出机等密闭的体系中的挤水， 根据挤出机的加热条件也可使用熔融温度为100°C以上的树脂，但依然优选为100°C以下、 更优选为80°C以下的树脂。此外，工序(b_6)是通过加热使水分蒸发的方法，作为所使用的树脂，例如可使用上述丙烯酸系聚合物，根据辊式混炼机等混炼机的加热条件也可使用熔融温度为100°c以上的树脂，但依然优选为100°c以下、更优选为80°C以下的树脂。上述工序(b-Ι) (b_6)可通过以往公知的装置来进行。作为其具体例子，可列举出挤水机或捏合机、装备有搅拌机的反应装置或混合容器、辊式混炼机或开放式连续混炼机、具有水分除去装备的连续挤出型混炼机等，根据需要可以使用进一步装备有加热装置、 减压蒸馏装置的混炼装置。可以通过这些颜料转移装置中的1种来实施，或者也可以将多种装置组合实施。进而，根据本发明的优选形态，有机介质相含有选自由实质上为疏水性的有机溶剂、颜料分散功能性的聚合物或低聚物、皮膜形成性的聚合物或低聚物、交联剂、聚合性大分子单体及聚合性单体组成的组中的1种或2种以上的有机材料。工序(c)该工序是将通过工序(b)转移到有机体相中的颜料进一步微细分散的工序。处于水性过滤糊剂或水性浆料的水相中的颜料的一次粒子为疏水性的微细的粒子，所以在水性悬浮液中容易集合，引起弱的凝聚(絮凝)。而且在过滤时容易因压滤机的压力而聚集，通常形成弱的集合体乃至凝聚(絮凝)体。并且，在该集合体的状态下容易引起向有机溶剂相中的转移。因此，即使在转移到有机溶剂相中后，也需要将这样的颜料的弱的集合体恢复成原来的一次粒子。本发明中，作为工序(C)的分散方法，优选采用下述的分散化方法。(c-1)作为微珠介质(medium)分散机，使用卧式及立式的介质分散机。作为微珠， 优选平均粒径为0. 015 0. Imm的陶瓷珠。(c-2)使用超声波分散机。振动频率没有特别限定，但优选为15 50kHz左右。(c-3)用辊式混炼机、开放式连续挤出机、单螺杆或双螺杆连续挤出型混炼机进行混炼。优选对糊状、湿润性、粒状或固体状的着色组合物进行分散加工。可以通过这些微分散方法中的1种方法来实施，或者也可以将多种方法组合实施。这些分散机由于作为将上述那样的弱的集合体的颜料松解以提高聚合物分散剂的分散效果的手段而使用，所以不需要如干燥颜料粒子中使用的那样的用于破坏凝聚粒子的强力的冲击力、长时间分散等作用。通过对颜料集合(絮凝)体的粒子施加弱力，使各个颜料松解成一次粒子状态，液体介质进入到粒子之间，其结果是，各个颜料粒子被液体介质被覆，制成颜料稳定的分散液。可以通过使用微珠以弱的冲击能量、振动能量来将集合体松解，混炼机以剪切能量将集合体松解。使用超声波分散机特别有效，在短时间内分散的作用效果达到饱和点。由于超声波分散机的分散原理基于利用超声波振子的空化 (cavitation)，所以使颜料的结晶性等物性劣化或使坚牢性降低的情况也较少，还可以制成颜料的一次粒子状态的超微分散液，而且较经济。上述工序(a) (C)的结果是获得着色组合物。该着色组合物通常以液状、糊状、 湿润性或固体状的着色组合物的形式获得。颜料分散液通过本发明得到的着色组合物用于制造颜料分散液。即，在通过本发明得到的着色组合物中添加选自由低分子表面活性剂、分散剂、皮膜形成材料及有机溶剂组成的组中的1种以上的材料，将它们均勻混合并分散，由此得到在CF的像素形成用油墨中使用的颜料分散液。作为在制造上述颜料分散液时添加的分散剂，可使用公知的材料。作为颜料分散剂，可列举出溶剂系用的低分子表面活性剂、兼具颜料吸附性的亲颜料性聚合物链的链段与溶媒可溶性聚合物链的链段的嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物等聚合物系分散剂等。作为在制造颜料分散液时使用的低分子表面活性剂的具体例子，可列举出公知的聚氧乙烯长链烷基(C12 C18)醚、聚乙二醇单高级脂肪酸(C11 C17)酯、甘油高级脂肪酸酯、山梨糖醇酐高级脂肪酸酯、聚氧乙烯长链烷基胺等。对于在制造颜料分散液时使用的皮膜形成材料及有机溶剂的具体例子，优选使用在后述的滤色器部分中记载的例子。此外，根据本发明的优选形态，在制造颜料分散液时，可以添加作为保存性稳定剂发挥功能的材料。作为其具体例子，可列举出与在颜料中混合的阴离子性颜料衍生物相配合地对使颜料的分散性和溶液粘度的降低、以及长期保存稳定性等物性有效的阳离子性聚合物等。或者可列举出与阳离子性颜料衍生物相配合地对使颜料的分散性和溶液粘度的降低、以及长期保存稳定性等物性有效的阴离子性聚合物等。此外，也优选预先将这些材料添加到在颜料从上述颜料的水相向溶剂相转移时使用的有机溶剂相中的方法。油墨组合物本发明的像素形成用颜料油墨可以通过在上述着色组合物或颜料分散液中至少添加选自低分子表面活性剂、聚合物系分散剂、皮膜形成材料及有机溶剂中的至少一种以及有机溶剂系介质并将它们均勻混合而得到。作为这里使用的低分子表面活性剂的具体例子，可列举出在上述颜料分散液部分中所说明的物质，此外对于聚合物系分散剂、皮膜形成材料及有机溶剂，优选使用在后述的滤色器部分中记载的物质。颜料作为本发明的方法适用的颜料，可列举出在CF的像素形成中使用的公知的红色、 绿色、青色、黄色、紫色、橙色、红色、蓝色颜料。特别是对于R像素的形成，有时以红色颜料为主体，且并用橙色颜料、黄色颜料。对于G像素的形成，有时以绿色颜料为主体，且并用黄色颜料。对于B像素的形成，有时单独使用带紫色的青色颜料或者有时并用紫色颜料。作为所使用的公知的颜料的结构上的分类，可列举出喹吖啶酮系颜料、蒽醌系颜料、吡咯并吡咯二酮颜料、茈系颜料、靛-硫靛系颜料、酞菁蓝系颜料、酞菁绿系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、二噁嗪系颜料、喹酞酮颜料、镍偶氮颜料、不溶性偶氮系颜料、可溶性偶氮系颜料、高分子量偶氮系颜料等。这些颜料可以根据所要求的色调、光学特性等单独使用或组合使用。作为特别优选的颜料，当形成红色像素图案时，作为红色颜料，例如可列举出染料索引(C. I.)颜料红(PR)56、58、122、166、168、176、177、178、224、242、254 等，当形成绿色像素图案时，作为绿色颜料，可列举出颜料绿(PG)7、36、多(12 15)溴-多G 1)氯代锌酞菁、多(14 16)溴代铜酞菁、多(12 15)溴-多G 1)氯代铜酞菁等，当形成青色像素图案时，作为青色颜料，可列举出颜料蓝(ΡΒ)15:1、15:3、15:6、60、80等。作为对上述颜料的互补色颜料或多色型的像素用颜料，作为黄色颜料，例如可以使用颜料黄(PY) 12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、 180、185、216、219等，作为紫色颜料，例如可以使用颜料紫(PV)19、23等。本发明的着色组合物中的颜料的质量含有率也依赖于所实施的制造方法，没有特别限定，但优选大约为20 80质量％、更优选为30 60质量％。
此外，本发明的颜料分散液也存在颜料的密度的不同，不能一概而定，但优选含有大约10 40质量％、进而10 30质量％的颜料。进而，对于本发明的滤色器的像素形成用油墨中的颜料的质量含有率，其是根据对滤色器基板的涂敷方法和所要求的像素的特征而在最佳条件下涂敷而成的，不能一概而定，但大约为3 20质量％，优选为5 10质量％。此外，根据本发明的优选形态，为了谋求颜料的结晶的稳定化或分散稳定性的提高，也可以在颜料磨碎时或颜料分散时向颜料中添加对颜料赋予了离子性的阴离子性或阳离子性的颜料衍生物或具有阻碍结晶生长的体积大的取代基的颜料衍生物等。例如，对于青色颜料，可以添加阴离子性的磺化铜酞菁衍生物、阳离子性的二乙基氨基甲基铜酞菁衍生物、1-甲基哌嗪基磺酰基铜酞菁衍生物、具有大体积的取代基的酞酰亚胺甲基铜酞菁衍生物等。此外，根据本发明的优选形态，为了有效地发挥赋予了离子性的颜料衍生物的作用，还优选添加成为各自的抗衡离子的阳离子性或阴离子性的聚合物稳定剂，特别是在阴离子性的颜料衍生物中，还优选添加公知的在侧链具有叔氨基或季铵盐基的丙烯酸系聚合物、聚乙烯亚胺_(接枝聚酯)等。在阳离子性颜料衍生物中，所添加的具有羧基的(甲基) 丙烯酸系聚合物发挥作用。作为颜料分散剂，可列举出上述的低分子表面活性剂、聚合物系分散剂等。滤色器作为本发明中使颜料固定的皮膜形成材料，以往在滤色器用颜料油墨中使用的公知的作为皮膜形成材料的聚合物、低聚物及单体均可以以任意的组合使用，没有特别限定。 此外，在作为分散介质的皮膜形成材料中可使用适当的溶剂介质。此外，根据需要可以适当添加使用以往公知的添加剂、例如分散助剂、平滑化剂、密合化剂等。作为为了制备颜料分散液或像素形成油墨而使用的有机溶剂，除了在上述挤水工序中使用的实质上为疏水性的溶剂类之外，还可以使用二乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、二乙二醇二甲基醚、乙氧基乙基丙酸酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮等以往公知的有机溶剂。作为皮膜形成材料，可使用感光性的树脂清漆和非感光性的树脂清漆。作为感光性树脂清漆，例如可列举出紫外线固化性油墨或电子射线固化油墨等中使用的感光性清漆，作为非感光性树脂清漆，例如可列举出印刷油墨中使用的树脂清漆、喷墨印刷中使用的粘合剂、热转印薄膜或热转印带中使用的粘合剂等。作为感光性树脂清漆的具体例子，例如可列举出感光性环化橡胶系树脂、感光性酚醛系树脂、感光性聚丙烯酸酯系树脂、感光性聚酰胺系树脂、感光性聚酰亚胺系树脂等、 及不饱和聚酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚环氧丙烯酸酯系树脂、聚氨酯丙烯酸酯系树脂、聚醚丙烯酸酯系树脂、多元醇丙烯酸酯系树脂等清漆、或者在它们中进一步加入低分子量单体作为反应性稀释剂而得到的清漆。作为在光刻法中使用的优选的感光性树脂清漆， 优选在分子中具有游离的羧酸基的能够碱性显影的聚丙烯酸酯系的共聚物。作为非感光性的树脂清漆，可使用公知的树脂。例如可列举出丙烯酸树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、可溶性聚酰胺系树脂、可溶性聚酰亚胺系树脂、可溶性聚酯酰亚胺系树脂、纤维素酯系树脂等，它们可以单独使用或组合2种以上使用。此外，当上述树脂为引入了羟基、羧基、羟甲基、甲氧基甲基、环氧基、异氰酸酯基等反应性基团的反应性树脂时，作为网状化剂，可使用三聚氰胺树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂寸。使用本发明的滤色器用颜料油墨来制造滤色器时，在使用感光性的树脂清漆作为皮膜形成材料的情况下，优选作为通过在颜料油墨中加入苯偶姻醚、二苯甲酮等以往公知的光聚合引发剂、并采用以往公知的方法进行研磨而制备的感光性颜料油墨来使用。此外， 也可以使用热聚合引发剂来代替上述的光聚合引发剂而制成热聚合性颜料油墨来使用。作为使用上述感光性颜料油墨的像素的形成方法，通过以往公知的光刻法或喷墨印刷法来实施。当通过光刻法在基板上形成滤色器的图案时，在透明基板上将该感光性颜料油墨例如用旋涂机、低速旋转涂布机、狭缝涂布机、辊涂机、刮刀涂布机等进行整面涂布、 或者利用各种印刷方法进行整面印刷或进行比图案稍大的部分印刷，在预干燥后贴合光掩模，使用超高压汞灯进行曝光，对图案进行烘焙。接着进行显影及洗涤，根据需要进行后烘， 由此可以形成滤色器的图案。这些滤色器的图案形成方法本身是公知的，本发明中滤色器的图案形成方法没有特别限定。在喷墨(以下，有时称为“IJ”)印刷法中使用感光性颜料油墨时，通过以下方法来进行根据预先设定的像素图案来喷印像素形成用油墨，按各单色喷印三原色像素或者喷印三原色像素，然后进行干燥，并进行紫外线曝光使其固化。当利用使用了非感光性的树脂清漆的本发明的滤色器用颜料油墨(非感光性颜料油墨)来形成滤色器的图案时，可列举出以下方法在玻璃基板或塑料基板等透明基板上，将该非感光性颜料油墨作为例如滤色器用印刷油墨并通过上述各种印刷方法直接在基板上印刷像素图案的方法、将该非感光性颜料油墨作为喷墨用油墨并通过喷墨印刷在基板上形成着色图案的方法；或者在贴合用的透明薄膜基材或转印性薄膜基材上通过上述方式等暂时形成着色图案后再贴合或转印到滤色器用基板上的方法等。接着按照常规方法，根据需要或进行烘烤，或进行用于表面平滑化的研磨，或进行用于保护表面的顶涂(top coating)。此外，按照常规方法形成黑色矩阵，从而得到RGB的滤色器。这些滤色器的制造方法本身是公知的，本发明中滤色器的制造方法没有特别限定。实施例接着，列举出具体的实施例对本发明进行进一步详细的说明。另外，只要没有特别说明，文中的份及％为质量基准。实施例1 (CF用途中所使用的青色颜料分散液的制备)(a) CF用途中所使用的青色颜料的微细化处理为了作为CF用途中的青色颜料使用，对ΡΒ15:6( ε型铜酞菁蓝颜料、称为“青色颜料-1”)进行微细化处理。将90份ΡΒ15:6、铜酞菁单磺化衍生物5份、及铜酞菁酞酰亚胺甲基衍生物5份混合，与氯化钠400份及二乙二醇130份一起加入到安装有加压盖的捏合机中。在捏合机内预混合至形成均勻湿润的块为止，接着关闭加压盖边以Wcg/cm2的压力挤压内容物边进行7小时混炼和磨碎处理。将所得到的磨碎物投入到3000份的2%硫酸水溶液中进行1小时的搅拌处理后，用压滤机进行过滤而除去氯化钠及二乙二醇，充分水洗， 得到青色颜料的过滤糊剂(固体成分31. 8% )。经磨碎的青色颜料的一次粒子的平均粒径为约20nm。另外，上述的“青色颜料”是指上述使用的颜料与颜料衍生物的混合物。
(b) CF用像素形成油墨用“青色颜料彩色糊剂”的制备在带有加热装置及减压蒸馏装置的挤水机中，添加(混合)二甲苯-醋酸丁酯混合溶剂(质量比为6 4、以下简称为“XB溶剂”或仅称为“XB”)35份、及下述所示的聚合物分散剂-1的40% XB溶液25份，将它们均勻混合。向其中添加上述(a)中得到的PB15:6 过滤糊剂(固体成分31. 8% )62. 9份，搅拌并进行挤水。分离出的水分从挤水机排出到体系外。接着，边继续混炼边使减压蒸馏装置工作而进行减压，馏去残留水分。青色颜料的挤水糊剂中的颜料和颜料衍生物(以下，将两者一并称为“颜料成分”)的含有率为25%，聚合物分散剂的含有率为12.5%。以下，将所得到的糊剂称为“青色颜料彩色糊剂-11”。另外，上述使用的聚合物分散剂-1的40% XB溶液是使用作为聚合溶剂的XB溶剂150份、作为单体的苯乙烯(St)35份、甲基丙烯酸甲酯(MMA) 10.0份、甲基丙烯酸乙酯 (EMA) 20. 0份、甲基丙烯酸2-乙基己酯QEHMA) 25. 0份、甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA) 8. 0份及甲基丙烯酸(Ma) 2份进行聚合反应而得到的。(c) “青色颜料分散液-11”的制备将上述(b)中得到的“青色颜料彩色糊剂_11”80份、4份对分散液的低粘度化及保存稳定性有效的阳离子性聚合物分散剂-1、及3-乙氧基丙酸乙酯(简称为“EPE溶剂”)41份配合，在溶解器中进行搅拌，对糊剂进行解胶。接着使用利用直径为0. 02mm的氧化锆微珠作为分散介质的卧式介质分散机，进行微分散化处理。将所得到的溶液用孔径大小为5μπι的膜滤器进行过滤。此外，另外使用超声波分散机，以20ΚΗζ进行微分散化处理。将所得到的溶液同样地用孔径大小为5 μ m的膜滤器进行过滤。利用两种方法的微分散化处理得到的分散颜料的平均粒径均为约20nm。以下，将所得到的分散液称为“青色颜料分散液-11”。另外，上述使用的阳离子性聚合物分散剂-1是在聚乙烯亚胺上部分酰胺键合有聚己内酯的接枝聚合物型的分散剂。实施例2 (各色的颜料分散液的制备)(a) CF用途中所使用的各色颜料的微细化处理与实施例1(a)同样地对CF用中使用的其它颜料进行磨碎。代替实施例1 (a)中使用的PB15:6，使用PR177(蒽醌系红色颜料、称为“红色颜料-1”。以下同样)、冊254(吡咯并吡咯二酮系红色颜料、“红色颜料_2”)、PR242(高分子量双偶氮系红色颜料、“红色颜料-3”)、PG36 (溴-氯化铜酞菁绿颜料、“绿色颜料-1”)、PG58 (溴-氯化锌酞菁绿颜料、 “绿色颜料-2”)、多(13 16)溴代铜酞菁绿颜料、“绿色颜料_3”)、PG7(氯化铜酞菁绿颜料、“绿色颜料_4” )、PY150 (镍络合物偶氮系黄色颜料、“黄色颜料-1”)、PY138 (喹酞酮系黄色颜料、“黄色颜料-2 ”)及PV23 ( 二噁嗪紫色颜料、“紫色颜料-1”)。与实施例1 (a)同样地将各颜料90份与各颜料的磺化衍生物10份混合，将其与氯化钠及二乙二醇一起加入到捏合机中预混合后，进行混炼、磨碎处理。将所得到的磨碎物投入到2%硫酸水溶液中，进行搅拌处理后，用压滤机过滤，水洗，得到颜料的过滤糊剂。经磨碎的各颜料的一次粒子的平均粒径为约10 25nm。(b)各色颜料的“颜料彩色糊剂(1)，，的制备与实施例1 (b)同样地在挤水机中加入XB溶剂及聚合物分散剂溶液，向其中分别添加上述(a)中得到的各颜料的过滤糊剂，进行挤水。排出分离出的水分，残留水分通过减压馏去。颜料成分的含有率为25%及聚合物分散剂的含有率为12. 5%。以下，将各挤水彩色糊剂根据所使用的颜料分别称为红色颜料彩色糊剂-11、-21、-31、绿色颜料彩色糊剂-11、-21、-31、_41、黄色颜料彩色糊剂-11、-21、紫色颜料彩色糊剂-11。(c)各色颜料的CF用像素形成油墨用“颜料分散液(1)”的制备在上述(b)中得到的各颜料的挤水彩色糊剂80份中同样地配合阳离子性聚合物分散剂4份及EPE溶剂41份，在溶解器中进行搅拌，对糊剂进行解胶。接着，使用利用直径为0. 02mm的氧化锆微珠作为分散介质的卧式介质分散机，进行微分散化处理。将所得到的溶液用孔径大小为5 μ m的膜滤器进行过滤。此外，另外使用超声波分散机，以20KHz进行微分散化处理。将所得到的溶液同样地用孔径大小为5 μ m的膜滤器进行过滤。利用两种方法的微分散化处理得到的分散颜料的平均粒径均为约10 25nm。表1中示出了实施例1(c)及实施例2(c)中得到的颜料分散液的名称、使用颜料名。颜料分散液中的颜料成分含有率为16%，聚合物分散剂含有率为8%，阳离子性聚合物分散剂含有率为3.2%。表权利要求
1.一种制造方法，其特征在于，其是滤色器的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法，其包括(a)准备颜料的平均粒径为5 IOOnm的颜料水性过滤糊剂或水性浆料，(b)将所述水性过滤糊剂或水性浆料中含有的颜料在不经过干燥工序的情况下从水相转移至由有机溶剂系介质或熔融树脂系介质构成的有机介质相中，然后，(c)将所述转移后的颜料微细分散而制成着色组合物。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述工序(b)通过选自由下述方法组成的组中的1种或2种以上的方法来进行，所述方法是将水性过滤糊剂或水性浆料与沸点比水高的有机溶剂混合，在沸点比水高的有机溶剂的共存下馏去水分的方法；将水性过滤糊剂或水性浆料与沸点比水高的有机溶剂混合，在沸点比水高的有机溶剂的共存下同时馏去水分和溶剂的方法；将水性过滤糊剂或水性浆料用有机溶剂进行挤水而使水分排出的方法；将水性过滤糊剂或水性浆料与水包油型乳液混合，使颜料转移到乳液的油滴中，从而得到包含颜料的粒状物的方法；将水性过滤糊剂或水性浆料与树脂混合，使树脂加热熔融并进行混炼，对其进行挤水而使水分排出的方法；将水性过滤糊剂或水性浆料与树脂混合，使树脂加热熔融并进行混炼，将水分蒸发、除去的方法。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述工序(b)通过选自由挤水机、捏合机、装备有搅拌机的反应装置或混合容器、辊式混炼机、开放式连续混炼机、以及具有水分除去装备的连续挤出型混炼机组成的组中的装置来进行。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述工序(c)通过使用微珠介质分散机、超声波分散机、辊式混炼机、开放式连续混炼机和/或连续挤出型混炼机的分散方法来进行。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述工序(b)中的有机介质相含有选自由实质上为疏水性的有机溶剂、颜料分散功能性的聚合物或低聚物、皮膜形成性的聚合物或低聚物、交联剂、聚合性大分子单体及聚合性单体组成的组中的1种或2种以上的有机材料。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述颜料选自滤色器的像素形成中使用的红色、绿色、青色、黄色、紫色、橙色、红色及蓝色颜料。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述颜料为选自由喹吖啶酮系颜料、蒽醌系颜料、吡咯并吡咯二酮颜料、茈系颜料、酞菁蓝系颜料、酞菁绿系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、二噁嗪系颜料、喹酞酮颜料、镍偶氮颜料、不溶性偶氮系颜料及可溶性偶氮系颜料、高分子量偶氮系颜料组成的组中的颜料。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述着色剂组合物以液状、糊状、湿润性或固体状的着色剂组合物的形式获得。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，滤色器是电视机、投影仪、个人计算机、移动信息设备、监视器、汽车导航系统、手机、电子计算机及电子词典的显示屏；信息公告板、引导公告板、功能显示板或标识板的显示器；或者数码相机或摄像机的摄影屏的液晶彩色显示器中搭载的滤色器。
10.一种在滤色器的像素形成用油墨中使用的着色组合物，其能够通过权利要求1 9 中任一项所述的制造方法获得。
11.一种在滤色器的像素形成用油墨中使用的颜料分散液的制造方法，其特征在于，在能够通过权利要求1 9中任一项所述的制造方法得到的着色组合物中添加选自由低分子表面活性剂、聚合物系分散剂、皮膜形成材料及有机溶剂组成的组中的1种以上的材料，将其均勻混合并分散。
12.一种在滤色器的像素形成用油墨中使用的颜料分散液，其能够通过权利要求11所述的制造方法获得。
13.—种滤色器的像素形成用油墨的制造方法，其特征在于，在能够通过权利要求1 9中任一项所述的制造方法得到的着色组合物、权利要求12所述的像素形成用油墨用颜料分散液中，至少添加选自由低分子表面活性剂、聚合物系分散剂及皮膜形成材料组成的组中的至少一种以及有机溶剂系介质，将其均勻混合。
14.根据权利要求13所述的滤色器的像素形成用油墨的制造方法，其中，所述膜形成材料为非反应性聚合物、反应性聚合物、反应性低聚物、交联剂、聚合性大分子单体和/或聚合性单体。
15.一种滤色器的像素形成用油墨，其能够通过权利要求13或14所述的方法获得。
16.根据权利要求15所述的像素形成用油墨，其中，颜料的平均粒径为5 lOOnm。
17.—种滤色器的像素形成方法，其特征在于，利用权利要求15或16所述的像素形成用油墨，在滤色器基板上形成像素图案而进行像素形成，或者在贴合用薄膜上形成像素图案，并将该像素图案转印到滤色器基板上或将该形成了像素图案的薄膜贴合到滤色器基板上而进行像素形成。
18.—种滤色器，其中，通过权利要求17所述的方法形成有像素。
全文摘要
本发明公开了一种作为电视机用等的液晶彩色显示器所要求的像素颜色的高浓度化、高精细性、高对比度性等光学特性得到提高的、像素形成油墨用着色组合物、颜料分散液、像素形成用油墨、滤色器及它们的制造方法。本发明提供一种制造方法，其特征在于，其是本发明的滤色器的像素形成用油墨中使用的着色组合物的制造方法，其包括(a)准备颜料的平均粒径为5～100nm的颜料水性过滤糊剂或水性浆料，(b)将上述水性过滤糊剂或水性浆料中含有的颜料在不经过干燥工序的情况下从水相转移至由有机溶剂系介质或熔融树脂系介质构成的有机介质相中，然后，(c)将上述转移后的颜料微细分散而制成着色组合物。此外，使用该着色组合物，可以制造颜料分散液、像素形成用油墨，进而利用该油墨形成滤色器的像素。
文档编号C09B67/46GK102369248SQ20108001540
公开日2012年3月7日 申请日期2010年4月7日 优先权日2009年4月8日
发明者中村道卫, 土居诚司, 坂本茂, 山口俊夫, 幸正弘, 松崎悟, 江木慎一郎, 荒井一孝, 高鸭雅则 申请人:大日精化工业株式会社